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WO2017006997A1 - 樹脂補強用混合物、繊維強化樹脂混合物、並びに、繊維強化樹脂及びその製造方法 - Google Patents

樹脂補強用混合物、繊維強化樹脂混合物、並びに、繊維強化樹脂及びその製造方法 Download PDF

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WO2017006997A1
WO2017006997A1 PCT/JP2016/070154 JP2016070154W WO2017006997A1 WO 2017006997 A1 WO2017006997 A1 WO 2017006997A1 JP 2016070154 W JP2016070154 W JP 2016070154W WO 2017006997 A1 WO2017006997 A1 WO 2017006997A1
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WO
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resin
reinforced resin
mixture
isocyanate compound
fiber reinforced
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PCT/JP2016/070154
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English (en)
French (fr)
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新也 水上
宮村 岳志
直貴 山路
橋本 賀之
克夫 高橋
結花 北野
聡史 西岡
健 仙波
伊藤 彰浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto Municipal Institute of Industrial Technology and Culture
DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Kyoto Municipal Institute of Industrial Technology and Culture
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Priority claimed from JP2016115881A external-priority patent/JP6713127B2/ja
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    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/395Isocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes

Definitions

  • the present invention relates to a resin reinforcing mixture, a fiber reinforced resin mixture, a fiber reinforced resin, and a method for producing the same.
  • thermoplastic resin in which the strength of the thermoplastic resin is improved by adding cellulose fibers to the thermoplastic resin has been used.
  • a fiber reinforced resin for example, a fiber reinforced resin obtained by impregnating a sheet-like cellulose fiber with a thermoplastic resin and melting and curing the thermoplastic resin using two different types of solvents. It has been proposed (see Patent Document 1). Further, a fiber reinforced resin (see Patent Document 2) obtained by melting and kneading a thermoplastic resin and cellulose fibers subjected to a specific surface treatment has been proposed.
  • a resin reinforcing mixture and a fiber reinforced resin mixture that can easily form a fiber reinforced resin with sufficiently increased strength of the cured body, and the strength of the cured body can be sufficiently increased, and easily It is an object of the present invention to provide a formed fiber reinforced resin and a method for producing the same.
  • the present inventors have used a blocked isocyanate compound (A), a cellulose fiber (B), and a thermoplastic resin (X2) as a fiber reinforced resin (Y). It has been found that the strength of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) can be sufficiently increased by producing the present invention, and the present invention has been completed.
  • the resin reinforcing mixture (X1) according to the present invention is: A block isocyanate compound (A) and a cellulose fiber (B) are contained.
  • the “resin reinforcing mixture” means that the blocked isocyanate compound (A) and the cellulose fiber (B) are mixed in a state where the isocyanate group of the blocked isocyanate compound (A) is not dissociated. To do.
  • the blocked isocyanate compound (A) preferably has a hydrophilic group.
  • the “hydrophilic group” of the blocked isocyanate compound means an anionic group, a cationic group, or a nonionic group.
  • the anionic group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate ester group, a phosphate ester group, and the like, and a carboxylate group in which a part or all of them are neutralized with a basic compound or the like, Also included are sulfonate groups, sulfate ester bases, phosphate ester bases and the like.
  • Examples of the cationic group include a tertiary amino group, and an acid neutralized salt of a tertiary amino group or a quaternary amino group quaternized with a quaternizing agent.
  • Examples of nonionic groups include polyethylene glycol chains.
  • the content of the hydrophilic group in the blocked isocyanate compound (A) is preferably 0.07 to 2.10 mmol / g.
  • the blocked isocyanate compound (A) is an oxime block agent, a phenol block agent, a lactam block agent, an alcohol block agent, an active methylene block agent, an amine block agent, a pyrazole block agent, a bisulfite block.
  • the isocyanate group of the polyisocyanate compound may be blocked by at least one selected from the group consisting of an agent and an imidazole blocking agent.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) of the present invention is The resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are contained.
  • the “fiber reinforced resin mixture” means that the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and the thermoplastic resin (X2) are dissociated from the blocked group of the blocked isocyanate compound and are thermoplastic. This means that the resin (X2) is mixed before being heated and mixed at a temperature equal to or higher than the melting temperature.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) of the present invention is obtained by mixing the water-containing resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) and drying the mixture.
  • the fiber reinforced resin (Y) of the present invention is The fiber reinforced resin mixture (X) is mixed in a state where the block group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated and heated to a temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts.
  • the method for producing the fiber reinforced resin (Y) of the present invention is as follows.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) containing the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and the thermoplastic resin (X2) is separated from the blocked group of the blocked isocyanate compound (A) and the heat
  • a step of mixing is performed in a state of being heated to a temperature equal to or higher than a temperature at which the plastic resin (X2) melts.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) may further contain water (C).
  • the other resin reinforcing mixture (X1) is: A blocked isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D); Cellulose fibers (B); It contains an anionic surfactant (E) or a silicone-based or acetylene-based nonionic surfactant (F).
  • the “resin reinforcing mixture” is a state in which the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is not dissociated, It means that the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and the surfactant (E) or the surfactant (F) are mixed.
  • the “resin reinforcing mixture” means that the polyurethane compound (D) and cellulose are in a state where the polyurethane compound is not fused. It means that the fiber (B) and the surfactant (E) or surfactant (F) are mixed.
  • polyurethane compound (D) includes those having a substituent other than an isocyanate group, such as a hydroxyl group and / or an amino group, at the terminal, and those in which the isocyanate group of the polyurethane compound is blocked. I can't. Such a blocked product is included in the “block isocyanate compound (A)”.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) may have a hydrophilic group.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) has a hydrophilic group means “the blocked isocyanate compound (A) has a hydrophilic group or the polyurethane compound (D ) Has a hydrophilic group.
  • the “hydrophilic group” means an anionic group, a cationic group, or a nonionic group.
  • anionic group examples include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate ester group, a phosphate ester group, and the like, and a carboxylate group in which a part or all of them are neutralized with a basic compound or the like, Also included are sulfonate groups, sulfate ester bases, phosphate ester bases and the like.
  • cationic group examples include a tertiary amino group, and an acid neutralized salt of a tertiary amino group or a quaternary amino group quaternized with a quaternizing agent.
  • nonionic groups include polyethylene glycol chains.
  • the other fiber reinforced resin mixture (X) of the present invention is: The resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are contained.
  • the “fiber reinforced resin mixture” means the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and the interface.
  • the activator (E) or the surfactant (F) is mixed before being heated and mixed above the temperature at which the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated and the thermoplastic resin (X2) melts.
  • the “fiber reinforced resin mixture” means the polyurethane compound (D), the cellulose fiber (B), and the surfactant ( E) or surfactant (F) means that the polyurethane compound (D) is fused and mixed before being heated and mixed at a temperature higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts. .
  • the other fiber reinforced resin mixture (X) of the present invention is: The resin reinforcing mixture (X1) containing the water (C) and the thermoplastic resin (X2) are mixed and dried.
  • the other fiber reinforced resin (Y) of the present invention is The fiber reinforced resin mixture (X) is mixed while being heated to a temperature higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts.
  • the fiber reinforced resin (Y) has a blocked group of the blocked isocyanate compound (A).
  • a mode of mixing in a state where the thermoplastic resin (X2) is dissociated and heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature may be employed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the polyurethane compound (D)
  • the fiber reinforced resin (Y) is fused with the fiber reinforced resin mixture (X) and the polyurethane compound (D).
  • melts may be employ
  • the method for producing another fiber reinforced resin (Y) of the present invention includes: Block isocyanate compound (A) or polyurethane compound (D), cellulose fiber (B), anionic surfactant (E), silicone-based or acetylene-based nonionic surfactant (F), and thermoplasticity A step of mixing the fiber reinforced resin mixture (X) containing the resin (X2) in a state of being heated to a temperature equal to or higher than a temperature at which the thermoplastic resin (X2) is melted.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the blocked isocyanate compound (A)
  • the fiber reinforced resin mixture (X) is converted into the blocked isocyanate compound (A).
  • a mode of mixing in a state where the block group is dissociated and heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts may be employed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the polyurethane compound (D)
  • the fiber reinforced resin mixture (X) is converted into the polyurethane compound (D).
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the blocked isocyanate compound (A)
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) may be mixed in a state where the fiber-reinforced resin mixture (X) is heated to a temperature at which the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated and the thermoplastic resin (X2) is melted. .
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the polyurethane compound (D)
  • melts means that polyurethane compounds (D) mutually fuse
  • the fiber reinforced resin mixture (X) may further contain water (C).
  • the resin reinforcing mixture (X1) of this embodiment is A block isocyanate compound (A) and a cellulose fiber (B) are contained.
  • the blocked isocyanate compound (A) is obtained by reacting an isocyanate group of a polyisocyanate compound with a blocking agent, and regenerates the isocyanate group by heating.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the blocked isocyanate compound (A) and the cellulose fiber (B), whereby the resin reinforcing mixture (X1) is used as a raw material for the fiber reinforced resin (Y). Can be used as At this time, when the fiber reinforced resin (Y) is produced, the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are dissociated from the blocked group of the blocked isocyanate compound, and the thermoplastic resin (X2 ) Is heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature and mixed, so that the blocked isocyanate compound (A) relaxes the interaction due to hydrogen bonds in the cellulose fiber (B), so that the cellulose fiber (B) is refined. The dispersion is promoted.
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased as described above can be easily obtained even if the cellulose fiber is not subjected to a surface treatment step or a plurality of types of solvents are used. It is formed.
  • the polyisocyanate compound is not particularly limited, and examples thereof include aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, aromatic polyisocyanates, and araliphatic polyisocyanates. Moreover, as this polyisocyanate compound, the isocyanate group terminal urethane prepolymer obtained by making this isocyanate compound and a polyol compound react is also mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the aliphatic polyisocyanate is not particularly limited, and examples thereof include tetramethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and lysine. Examples thereof include diisocyanate, 2-methylpentane-1,5-diisocyanate, and 3-methylpentane-1,5-diisocyanate.
  • the alicyclic polyisocyanate is not particularly limited.
  • isophorone diisocyanate hydrogenated xylylene diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, 1,3- Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane and the like can be mentioned.
  • the aromatic polyisocyanate is not particularly limited.
  • tolylene diisocyanate TDI
  • 2,2′-diphenylmethane diisocyanate 2,4′-diphenylmethane diisocyanate
  • 4,4′-diphenylmethane diisocyanate MDI
  • 4 4,4'-dibenzyl diisocyanate 1,5-naphthylene diisocyanate
  • xylylene diisocyanate 1,3-phenylene diisocyanate
  • 1,4-phenylene diisocyanate 1,4-phenylene diisocyanate and the like.
  • the aromatic aliphatic polyisocyanate is not particularly limited, and examples thereof include dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ -tetramethylxylylene diisocyanate.
  • examples of the polyisocyanate compound include dimers or trimers of the above polyisocyanates, modified products such as burette isocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate (polymeric MDI), and the like.
  • the polyisocyanate compound is preferably an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting TDI, MDI, hexamethylene diisocyanate, or a modified product thereof with a polyol compound, from the viewpoint of strength and elastic modulus.
  • An isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting with a polyol compound is more preferred.
  • the polyol compound used in the isocyanate group-terminated urethane prepolymer is not particularly limited.
  • a low molecular weight polyol having a molecular weight of 400 or less a polyester polyol, a polyether polyol, a castor oil-based polyol, a polycarbonate polyol, or a hydrocarbon polyol. Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the low molecular weight polyol is not particularly limited as long as it has a molecular weight of 400 or less.
  • the polyester polyol is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl-terminated esterified condensate obtained by reacting the low molecular weight polyol and a polyvalent carboxylic acid.
  • the polyvalent carboxylic acid is not particularly limited.
  • phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid having an aromatic cyclic structure are preferred from the viewpoint of strength and elastic modulus.
  • the polyether polyol is not particularly limited, and examples thereof include low molecular weight polyols such as bisphenol A and bisphenol F, pentaerythritol, sorbitol, sucrose and the like obtained by addition polymerization of alkylene oxide.
  • alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and the like.
  • those having an aromatic cyclic structure that is, those obtained by addition polymerization of alkylene oxide to bisphenol A and bisphenol F are preferred, and ethylene oxide and / or propylene oxide is added to bisphenol A. Those obtained by addition polymerization are more preferred.
  • the castor oil-based polyol is not particularly limited, and examples thereof include castor oil, hydrogenated castor oil hydrogenated to castor oil, castor oil fatty acid, or polyol produced using hydrogenated castor oil fatty acid hydrogenated thereto. Also included are transesterification products of castor oil and other natural fats and oils, reaction products of castor oil and polyhydric alcohols, esterification reaction products of castor oil fatty acid and polyhydric alcohols, or polyols obtained by addition polymerization of these with alkylene oxide. It is done.
  • the polycarbonate polyol is not particularly limited, and includes conventionally known polycarbonate polyols. Such a polycarbonate polyol is obtained, for example, by a reaction between the low molecular weight polyol and diphenyl carbonate, or a reaction between the low molecular weight polyol and phosgene.
  • the hydrocarbon polyol is not particularly limited, and examples thereof include polybutadiene polyol, polyisoprene polyol, hydrogenated polybutadiene polyol, and hydrogenated polyisoprene polyol.
  • the blocking agent is not particularly limited and includes conventionally known blocking agents.
  • oxime block agent phenol block agent, lactam block agent, alcohol block agent, active methylene block agent, amine block agent, pyrazole block agent, bisulfite block agent, imidazole block agent, etc. Is mentioned.
  • Such blocking agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the oxime blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include formamide oxime, acetamide oxime, acetoxime, methyl ethyl ketone oxime, diacetyl monooxime, benzophenone oxime, and cyclohexanone oxime. Among these, methyl ethyl ketone oxime and cyclohexanone oxime are preferable from the viewpoint of strength and elastic modulus. When such a blocking agent is used, the dissociation temperature of the blocking group is 130 to 190 ° C.
  • the phenolic blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include phenol, cresol, xylenol, and ethylphenol. Among these, ortho-secondary butylphenol is preferable from the viewpoint of strength and elastic modulus.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 120 to 180 ° C.
  • the lactam blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include caprolactam, valerolactam, butyrolactam, and propiolactam. Among these, caprolactam is preferable from the viewpoint of strength and elastic modulus.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 130 to 200 ° C.
  • the alcohol blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, 2-ethylhexanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether. Among these, methanol and ethanol are preferable from the viewpoints of strength and elastic modulus.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 150 to 210 ° C.
  • the active methylene blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include diethyl malonate, dimethyl malonate, ethyl acetoacetate, methyl acetoacetate, and acetylacetone.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 80 to 160 ° C.
  • the amine blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include diphenylamine, aniline, carbazole, di-n-propylamine, diisopropylamine, isopropylethylamine, and dicyclohexylamine.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 140 to 220 ° C.
  • the pyrazole block agent is not particularly limited, and examples thereof include pyrazole, 3-methylpyrazole, 3,5-dimethylpyrazole and the like. Among these, 3,5-dimethylpyrazole is preferable from the viewpoint of strength and elastic modulus.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 110 to 180 ° C.
  • the bisulfite block agent is not particularly limited, and examples thereof include sodium bisulfite.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 80 to 170 ° C.
  • the imidazole blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include 2-methylimidazole 2-ethyl-4-methylimidazole.
  • the dissociation temperature of the blocking group is 80 to 150 ° C.
  • blocking agents from the viewpoint of strength and elastic modulus, from the group consisting of an oxime blocking agent, a phenol blocking agent, a lactam blocking agent, a pyrazole blocking agent, an imidazole blocking agent, and an alcohol blocking agent. At least one selected is preferable, and an oxime blocking agent, a phenol blocking agent, a lactam blocking agent, a pyrazole blocking agent, and an imidazole blocking agent are more preferable.
  • the blocked isocyanate compound (A) is an oxime block agent, a phenol block agent, a lactam block agent, an alcohol block agent, an active methylene block agent, an amine block agent, a pyrazole block agent, a bisulfite block.
  • the isocyanate group of the polyisocyanate compound may be blocked by at least one selected from the group consisting of an agent and an imidazole blocking agent.
  • the blocked isocyanate compound (A) is at least one selected from the above group, there is an advantage that the strength and elastic modulus of the resin can be increased when the fiber reinforced resin (Y) is produced.
  • the dissociation temperature of the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is preferably 70 ° C. to 210 ° C., more preferably 80 ° C. to 190 ° C. from the viewpoint of strength and elastic modulus.
  • the blocking agent in which the dissociation temperature of the blocking group falls within this range include methyl ethyl ketone oxime, ortho-secondary butylphenol, caprolactam, sodium bisulfite, 3,5-dimethylpyrazole, 2-methylimidazole and the like.
  • the blocked isocyanate compound (A) preferably has a hydrophilic group from the viewpoint of strength such as bending strength and bending elastic modulus of the cured product of the fiber reinforced resin (Y).
  • the reason why the blocked isocyanate compound (A) having a hydrophilic group is excellent in bending strength and flexural modulus is not clear, but the interaction due to hydrogen bonding between the cellulose fibers (B) is alleviated, and the blocked isocyanate compound (A). This is presumably due to the effect of promoting the dispersion of cellulose fibers therein.
  • the blocked isocyanate compound (A) preferably has a hydrophilic group.
  • the blocked isocyanate compound (A) has a hydrophilic group so that when the fiber reinforced resin (Y) is produced, the blocked isocyanate compound (A) is formed by hydrogen bonds in the cellulose fiber (B). In order to further relax the interaction, the dispersion of the cellulose fiber (B) is further promoted. Thereby, a cellulose fiber is more fully disperse
  • the hydrophilic group may be any of the above anionic group, cationic group, or nonionic group, and is not particularly limited. Among these, from the viewpoint of strength such as bending strength and bending elastic modulus, the anionic group Or a cationic group is preferable.
  • the hydrophilic group compound for introducing the blocked isocyanate compound (A) by incorporating a hydrophilic group is not particularly limited.
  • alkanol carboxylic acid or sulfonic acid tertiary amine or alkali metal examples thereof include Japanese products, (methoxy) polyalkylene oxides, (di) alkanolamine organic / inorganic acid neutralized products, and quaternary ammonium salts obtained by reacting these with alkyl halides or dialkyl sulfuric acid.
  • the (methoxy) polyalkylene oxide may contain at least ethylene oxide as the alkylene oxide, and may contain other alkylene oxides such as propylene oxide and butylene oxide.
  • the addition form (form of introducing a hydrophilic group) may be either a block addition form or a random addition form. There may be.
  • Examples of compounds that can introduce these hydrophilic groups include the following.
  • Examples of the compound capable of introducing a hydrophilic group include carboxylic acid compounds such as dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, lactic acid, and glycine, or polyester diol composed of aminoethylsulfonic acid, sulfoisophthalic acid and diol, and the like.
  • Examples of the anionic type include salts obtained by neutralizing a sulfonic acid compound with a tertiary alkanolamine such as triethylamine, NaOH, or dimethylaminoethanol. Of these, dimethylolpropionic acid, glycine, and a sodium salt of aminoethylsulfonic acid are preferred from the viewpoints of the bending strength and flexural modulus of the composite material.
  • an alkanolamine such as dimethylaminoethanol and methyldiethanolamine is neutralized with an organic carboxylic acid such as formic acid and acetic acid, or an inorganic acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • an organic carboxylic acid such as formic acid and acetic acid
  • an inorganic acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • alkyl halides such as methyl chloride and methyl bromide or dialkyl sulfuric acid such as dimethyl sulfate.
  • alkyl halides such as methyl chloride and methyl bromide or dialkyl sulfuric acid
  • the content of the hydrophilic group in the blocked isocyanate compound (A) is not particularly limited.
  • the content is preferably 0.07 to 2.10 mmol / g, more preferably 0.12 to 1.80 mmol / g, and 0.17 to 1.60 mmol / g. Is more preferable.
  • the content of the hydrophilic group is 0.07 to 2.10 mmol / g
  • the fiber reinforced resin (Y) is produced, the cellulose fibers are more sufficiently bonded via the blocked isocyanate compound (A). And is further dispersed. Therefore, the strength (for example, strength such as bending strength and bending elastic modulus) of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is further increased.
  • the content of such a hydrophilic group is a value measured by a measurement method described in Examples described later.
  • the blocked isocyanate compound (A) preferably has an aromatic cyclic structure from the viewpoint of strength such as bending strength and bending elastic modulus of the cured product of the fiber reinforced resin (Y).
  • the content of the aromatic cyclic structure in the blocked isocyanate compound (A) is preferably 4% by mass to 80% by mass, and more preferably 8% by mass to 70% by mass.
  • content of the said aromatic cyclic structure is the ratio of the aromatic cyclic structure contained in the said block isocyanate compound with respect to the total mass of the said blocked isocyanate compound (A). Show.
  • the content is the total mass of all raw materials such as polyol and polyisocyanate used for the production of the blocked isocyanate compound, and the aromatic cyclic structure-containing polyol or aromatic used for the production of the blocked isocyanate compound. It is a value calculated based on the content of the aromatic cyclic structure possessed by the aromatic cyclic structure content such as the polycyclic isocyanate containing the aromatic cyclic structure.
  • the aromatic cyclic structure include a phenyl group and a naphthalene group.
  • the blocked isocyanate compound (A) has a short-chain polyol group (a short-chain polyol group is introduced).
  • a short-chain polyol group By having a short-chain polyol group, when the blocked isocyanate compound (A) is a water body, urethane bonds are localized in the blocked isocyanate compound (A) and a branched structure is introduced into the molecule. obtain.
  • the short-chain polyol group for localizing the urethane bond is not particularly limited, and examples thereof include ethylene glycol and 1,4-butanediol.
  • a short chain polyol for introduce transducing a branched structure
  • a trimethylol propane, glycerol, etc. are mentioned. These can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
  • a chain extender is introduced into the blocked isocyanate compound (A).
  • the chain extender is not particularly limited, and examples thereof include water, diamines such as ethylenediamine, trimethylenediamine, piperazine, and isophoronediamine, and polyamines such as diethylenetriamine, dipropylenetriamine, and triethylenetetramine. These can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
  • the resin reinforcing mixture (X1) is used as an aqueous dispersion dispersed in water (C). It may be contained in.
  • the resin reinforcing mixture (X1) may contain the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and water (C).
  • the fiber reinforced resin (Y) is produced, the cellulose fibers are more easily dispersed. Thereby, the intensity
  • the blocked isocyanate compound (A) may be contained in the resin reinforcing mixture (X1) by being mixed with the cellulose fiber (B) as an aqueous dispersion dispersed in water and then dried. Good. That is, the resin reinforcing mixture (X1) may be dried after the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and water (C) are mixed.
  • fiber-reinforced resin (Y) is produced by containing water, a cellulose fiber is disperse
  • the form of the resin reinforcing mixture (X1) is not particularly limited as long as it contains the blocked isocyanate compound (A) and the cellulose fiber (B).
  • a surfactant is used to disperse the blocked isocyanate compound in water.
  • the surfactant include nonionic surfactants and anionic surfactants.
  • the nonionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, and polyoxyethylene sorbitol tetraoleate.
  • the anionic surfactant is not particularly limited.
  • fatty acid salts such as sodium oleate, alkyl sulfate esters, alkylbenzene sulfonates, alkyl sulfosuccinates, naphthalene sulfonates, alkane sulfonate sodium salts, alkyl diphenyl ethers.
  • Examples include sodium sulfonate, polyoxyethylene alkylphenyl sulfate, and polyoxyethylene alkylsulfate. Of these, nonionic surfactants are preferably used.
  • the addition amount of the surfactant is preferably an addition amount within a range that does not adversely affect the strength such as bending strength and bending elastic modulus of the fiber reinforced resin (Y) to be obtained, and the solid content of the blocked isocyanate compound (A) is 100. It can be added in an amount of 20 parts by mass or less, preferably 15 parts by mass or less with respect to parts by mass.
  • the average particle size of the blocked isocyanate compound (A) is preferably 0.3 ⁇ m or less, and is 0.15 ⁇ m or less. It is more preferable. This average particle diameter is a value measured by the method described in the examples described later.
  • cellulose fiber (B) the pulp obtained from natural plant raw materials, such as wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, cotton, beet, agricultural waste, cloth, paper; rayon, cellophane Regenerated cellulose fibers and the like. Of these, pulp is preferred.
  • wood For example, Sitka spruce, cedar, cypress, eucalyptus, acacia etc. are mentioned.
  • the paper is not particularly limited, and examples thereof include deinked waste paper, corrugated waste paper, magazines, and copy paper.
  • the pulp includes chemical pulp (kraft pulp (KP), sulfite pulp (SP)), semi-chemical pulp (SCP) obtained by pulping plant raw materials chemically or mechanically, or a combination of both. ), Chemi-Grand Pulp (CGP), Chemi-Mechanical Pulp (CMP), Groundwood Pulp (GP), Refiner Mechanical Pulp (RMP), Thermomechanical Pulp (TMP), Chemi-thermomechanical Pulp (CTMP), and these pulps Examples include deinked waste paper pulp, corrugated waste paper pulp, and magazine waste paper pulp. These raw materials may be subjected to delignification treatment as necessary, or may be those in which the amount of lignin in the pulp is adjusted by bleaching.
  • NUKP coniferous unbleached kraft pulps
  • NOKPs softwood oxygen-bleached unbleached kraft pulps
  • NBKP Softwood bleached kraft pulp
  • the pulp is mainly composed of cellulose, hemicellulose, and lignin.
  • the lignin content in the pulp is not particularly limited, but is usually about 0 to 40% by weight, preferably about 0 to 10% by weight.
  • the lignin content is measured by the Klason method.
  • cellulose fibers those that have been defibrated can be used, but those that have not been defibrated can also be suitably used.
  • the content ratio of the blocked isocyanate compound (A) and the cellulose fiber (B) in the resin reinforcing mixture (X1) is not particularly limited, but the bending strength and bending elastic modulus of the cured product of the fiber reinforced resin (Y) are not limited.
  • the blocked isocyanate compound (A) is preferably 0.01 to 4.0 parts by mass, and 0.03 to 3.0 parts by mass with respect to 1 part by mass of the cellulose fiber (B). More preferred is 0.05 to 2.5 parts by mass.
  • the content of water (C) in the resin reinforcing mixture (X1) is preferably 1 to 99% by mass, more preferably 2 to 95% by mass.
  • the content of water (C) is 1 to 99% by mass, the mixing property between the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) becomes good.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) of the present embodiment contains a resin reinforcing mixture (X1) and a thermoplastic resin (X2).
  • thermoplastic resin (X2) is not particularly limited.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • polybutene polyvinyl chloride
  • polystyrene polyvinylidene chloride
  • fluororesin polymethyl methacrylate
  • polyamide resin examples thereof include cellulose resins such as polyester, polycarbonate, polyphenylene oxide, thermoplastic polyurethane, polyacetal, nylon resin, vinyl ether resin, polysulfone resin, triacetylated cellulose, and diacetylated cellulose. These may be used alone or in combination of two or more.
  • polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutene, and polystyrene are preferable as the wood plastic in that the strength is easily increased by mixing with a woody material such as wood powder.
  • polypropylene, polyethylene, polylactic acid, and polyamide resin are preferable from the viewpoint of versatility such as structural members.
  • the ABS resin acrylonitrile, butadiene and styrene copolymer synthetic resin
  • the thermoplastic resin (X2) among the resins exemplified above, polypropylene, polyethylene or ABS resin is preferable, and polypropylene is more preferable.
  • the polypropylene it is preferable to use maleic acid-modified polypropylene in combination from the viewpoint of the above-mentioned strength such as bending elastic modulus and bending strength.
  • the content of the maleic acid-modified polypropylene is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 8 to 30% by mass with respect to the thermoplastic resin (X2).
  • the reason why the strength such as the flexural modulus and the bending strength is sufficiently increased by the combined use of maleic acid-modified polypropylene is not clear, but is that cellulose, blocked isocyanate and maleic acid-modified polypropylene are mutually crosslinked or compatibilized. Inferred.
  • the average particle size of the thermoplastic resin (X2) is not particularly limited, but is preferably about 1 to 1000 ⁇ m, more preferably about 1 to 500 ⁇ m, and more preferably about 1 to 100 ⁇ m because aggregation of cellulose fibers is reduced. Is more preferable. This average particle diameter is a value measured by the method described in the examples described later.
  • the blending ratio of the cellulose fiber (B) and the thermoplastic resin (X2) in the fiber reinforced resin mixture (X) is not particularly limited.
  • the blending amount of the cellulose fiber (B) is 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (X2).
  • the blending of the blocked isocyanate compound (A) and the thermoplastic resin (X2) in the fiber reinforced resin mixture (X) is not particularly limited.
  • the blending amount of the cellulose fiber (B) is 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (X2).
  • the fiber reinforced resin mixture (X) may further contain any additive.
  • Optional additives are not particularly limited.
  • compatibilizers include plasticizers, fragrances, pigments, flow control agents, leveling agents, conductive agents, antistatic agents, ultraviolet absorbers, ultraviolet dispersants, and deodorants.
  • the blending ratio of such additives can be set as appropriate as long as the effect of the obtained fiber reinforced resin (Y) is not impaired.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) is preferably about 10% by mass or less, and more preferably about 5% by mass or less.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) of the present embodiment contains the above-described resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2).
  • this resin reinforcement mixture (X1) can be used as a raw material for fiber reinforced resin (Y).
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are dissociated from the blocked group of the blocked isocyanate compound, and the thermoplastic resin (X2 ) Is heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature and mixed, so that the blocked isocyanate compound (A) relaxes the interaction due to hydrogen bonds in the cellulose fiber (B), so that the cellulose fiber (B) is refined.
  • the dispersion is promoted. Thereby, a cellulose fiber is fully loosened and fully disperse
  • the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated, the isocyanate group is regenerated, and polymerization is performed so as to take in the cellulose fiber (B), the resin component and cellulose in the fiber reinforced resin (Y). Adhesiveness with a fiber (B) is improved.
  • a cellulose fiber (B) is disperse
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased is formed as described above. Therefore, the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased is easily formed.
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are dissociated from the blocked group of the blocked isocyanate compound, and heated. By heating and mixing at a temperature equal to or higher than the temperature at which the plastic resin (X2) melts, the strength of the cured body is sufficiently increased with respect to the fiber reinforced resin (Y) and is easily formed. .
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) contains the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and water (C). It may be. As described above, by containing water (C), the cellulose fibers (B) are more sufficiently dispersed in the blocked isocyanate compound (A). Thereby, the intensity
  • the fiber reinforced resin mixture (X) of this embodiment is a mixture obtained by mixing and drying the resin reinforcing mixture (X1) containing the water (C) and the thermoplastic resin (X2). There may be.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) is dried by mixing the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2). It may be made. According to this, since it is not necessary to remove water when the fiber reinforced resin (Y) is produced, the fiber reinforced resin (Y) is more easily formed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) is heated to a temperature higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts while the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated. And mixed.
  • the fiber reinforced resin (Y) has a sufficiently high strength and is easily formed.
  • the manufacturing method of the fiber reinforced resin (Y) of this embodiment described above is The fiber reinforced resin mixture (X) containing the blocked isocyanate compound (A), the cellulose fiber (B), and the thermoplastic resin (X2) is converted into the heat while the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated.
  • a step (heating and mixing step) of heating and mixing above the temperature at which the plastic resin (X2) melts is provided.
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased is easily formed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) may further contain water (C).
  • water (C) as above-mentioned, the fiber reinforced resin (Y) in which the intensity
  • the manufacturing method of the blocked isocyanate compound (A) used by this embodiment is not specifically limited,
  • the method of blocking the isocyanate group of the polyisocyanate compound with which the polyol compound was made to react with a blocking agent as needed may be employ
  • the equivalent ratio of the isocyanate group of the polyisocyanate compound to the hydroxyl group of the polyol compound is not particularly limited, but is preferably 1: 0.3 to 1.2. At this time, it is preferable from the viewpoint of stirring efficiency and the like that both compounds are diluted to an arbitrary solid content ratio in an organic solvent inert to the isocyanate group.
  • organic solvent examples include aromatic solvents such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and isophorone, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and acetic acid.
  • aromatic solvents such as toluene and xylene
  • aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane
  • alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and isophorone
  • ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone
  • acetic acid examples include aromatic solvents such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and isophorone, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and
  • the reactions can be carried out according to normal blocking reaction conditions of 20 to 100 ° C., preferably 30 to 90 ° C. At this time, a known urethanization catalyst may be used.
  • the amount of blocked isocyanate groups is preferably from 0.1 mmol / g to 5 mmol / g, particularly preferably from 0.3 mmol / g to 4.7 mmol / g, from the viewpoint of the above strength.
  • the blocked isocyanate compound (A) may contain a hydrophilic group
  • the hydrophilic group-containing compound may be further reacted in the above reaction system.
  • an aqueous dispersion of the blocked isocyanate compound (A) for example, after the blocked isocyanate compound (A) is produced, water is further added together with a surfactant as necessary, A solvent may be used.
  • the manufacturing method of the resin reinforcing mixture (X1) used in the present embodiment is not particularly limited, for example, a method of mixing the blocked isocyanate compound (A) and the cellulose fiber (B) by a known method may be employed. . Moreover, the method of mixing a block isocyanate compound (A), a cellulose fiber (B), and water (C) by a well-known method may be employ
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) can be melt-kneaded. These blending amounts may be adjusted to the blending amounts as described above. In addition to the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2), any additive may be blended as described above.
  • the temperature at the time of melt-kneading is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the temperature at which the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) dissociates and the thermoplastic resin (X2) melts. Dissociation of the blocking group It can be appropriately set according to the temperature and the melting point of the thermoplastic resin (X2).
  • the temperature during melt kneading is preferably 80 to 250 ° C, more preferably 100 to 230 ° C, and further preferably 120 to 220 ° C.
  • an apparatus usually used in this field can be used.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) contains water (C), for example, as described above, an aqueous dispersion of the blocked isocyanate compound (A) and the cellulose fiber (B) And the mixture can be mixed directly with the thermoplastic resin (X2) or melt-kneaded after drying the mixture.
  • water acts as a dispersion medium for sufficiently dispersing the cellulose fiber (B), and thereby, the thermoplastic resin (X2 ) In which the cellulose fibers are uniformly dispersed.
  • an organic solvent compatible with water may be added.
  • solvents examples include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK); ether solvents such as tetrahydrofuran (THF), ethers obtained by etherification of ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and the like, and diethylated compounds. Is mentioned.
  • the method of mixing the resin reinforcing mixture (X1), the thermoplastic resin (X2), and other components is not particularly limited.
  • a mixing method a mixer, a blender, a single screw kneader, a twin screw kneader, a kneader, a lab plast mill, a homogenizer, a high-speed homogenizer, a high-pressure homogenizer, a planetary stirrer, an apparatus capable of mixing or stirring three rolls, etc.
  • the method of mixing and stirring using can be mentioned.
  • the fiber reinforced resin (Y) of this embodiment can be molded into a resin molded body having a desired shape by using a known and commonly used molding method for resin molded bodies. Examples of such molding include compression molding, injection molding, extrusion molding, and foam molding. The molding conditions may be adapted by appropriately adjusting the molding conditions of the resin as necessary.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains water (C)
  • it is preferable that the fiber reinforced resin mixture (X) is dried in advance prior to molding. By being dried in this manner, the uniform dispersibility of the cellulose fiber (B) in the obtained fiber reinforced resin (Y) is improved, and the fiber reinforced resin (Y) is more excellent in physical properties such as strength. Become.
  • the bending strength of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is not particularly limited.
  • the bending strength is preferably 60 MPa or more, and more preferably 62 MPa or more.
  • the bending strength is preferably 67 MPa or more, and more preferably 69 MPa or more.
  • the bending strength of the cured product of the fiber reinforced resin (Y) containing it is improved by 3% or more compared to the fiber reinforced resin not containing the blocked isocyanate compound (A).
  • it is more preferably improved by 5% or more.
  • this bending strength is a value measured by the method as described in the Example mentioned later.
  • the bending elastic modulus of the fiber reinforced resin (Y) is not particularly limited.
  • 10% by mass of cellulose fiber is contained in the fiber reinforced resin (Y)
  • it is preferably 2300 MPa or more, and more preferably 2350 MPa or more.
  • the flexural modulus is preferably 2850 MPa or more, and more preferably 2900 MPa or more.
  • the flexural modulus of the cured product of the fiber reinforced resin (Y) containing it is improved by 3% or more. It is preferable that it is improved by 5% or more.
  • this bending elastic modulus is a value measured by the method as described in the Example mentioned later.
  • the resin reinforcing mixture (X1) of this embodiment is A blocked isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D); Cellulose fibers (B); An anionic surfactant (E) or a silicone-based or acetylene-based nonionic surfactant (F) is contained.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains an isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D), a cellulose fiber (B), and the surfactant (E) or the surfactant (F).
  • the resin reinforcing mixture (X1) can be used as a raw material for the fiber reinforced resin (Y).
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts, and By mixing, the isocyanate compound (A) or polyurethane compound (D) and the surfactant (E) or surfactant (F) alleviate the interaction caused by hydrogen bonds in the cellulose fiber (B). Therefore, the cellulose fiber (B) is refined and its dispersion is promoted.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the blocked isocyanate compound (A)
  • the fiber reinforced resin (Y) is prepared, the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated and heated.
  • the block isocyanate compound (A) and the surfactant (E) or the surfactant (F) are mixed with the cellulose fiber (A) by heating and mixing at a temperature higher than the temperature at which the plastic resin (X2) melts.
  • the interaction by hydrogen bonds in B) can be relaxed.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the polyurethane compound (D)
  • the thermoplastic resin (X2) while the polyurethane compound (D) is fused. ) Is heated above the temperature at which it melts and mixed, so that the polyurethane compound (D) and the surfactant (E) or surfactant (F) become hydrogen in the cellulose fiber (B). Interactions due to binding can be relaxed. In this way, the cellulose fibers (B) are sufficiently loosened and sufficiently dispersed.
  • the resin-reinforcing mixture (X1) contains the blocked isocyanate compound (A) during the heating and mixing described above, the isocyanate group of the blocked isocyanate compound (A) takes in the cellulose fiber (B). Therefore, the adhesion between the resin component and the cellulose fiber (B) is improved in the fiber reinforced resin (Y). Further, when the resin reinforcing mixture (X1) contains the polyurethane compound (D), the polyurethane compounds (D) are fused together so as to take in the cellulose fibers (B), so that the fiber reinforced resin (Y ), The adhesion between the resin component and the cellulose fiber (B) is improved.
  • the presence of the surfactant (E) or the surfactant (F) causes the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) with respect to the cellulose fiber (B).
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) can permeate or uniformly adhere to the cellulose fiber (B).
  • the presence of the surfactant (E) or the surfactant (F) between the cellulose fibers (B) imparts slipperiness to the cellulose fibers (B).
  • the cellulose fiber (B) in combination with the dispersing action of the cellulose fiber (B) by the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), in the fiber reinforced resin (Y), the resin component and the cellulose fiber (B) It is presumed that the adhesion of the material is further improved.
  • the cellulose fiber (B) is damaged when kneaded due to the slipperiness imparted to the cellulose fiber (B) by the addition of the surfactant (E) or the surfactant (F). And can be uniformly dispersed in the thermoplastic resin (X2), whereby the strength of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is sufficiently expressed.
  • the cellulose fiber (B) is dispersed in the thermoplastic resin (X2) through the isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) and the surfactant (E) or the surfactant (F). Therefore, the strength of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is sufficiently increased. Thereby, a cellulose fiber (B) is fully loosened, and is fully disperse
  • the blocked isocyanate compound (A) is a reaction product obtained by reacting an isocyanate group of a polyisocyanate compound with a blocking agent, and regenerates the isocyanate group by heating.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the blocked isocyanate compound (A)
  • the resin reinforcing mixture (X1) is mixed with the cellulose fiber (B) and the surfactant (E) or the interface. Together with the activator (F), it can be used as a raw material for the fiber reinforced resin (Y).
  • the fiber reinforced resin (Y) is produced, the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are dissociated from the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) and are thermoplastic.
  • the blocked isocyanate compound (A) relaxes the interaction due to hydrogen bonds in the cellulose fiber (B) by being heated and mixed at a temperature higher than the temperature at which the resin (X2) melts, the cellulose fiber (B) Is refined and its dispersion is promoted. In this way, the cellulose fibers (B) are sufficiently loosened and sufficiently dispersed. Further, since the blocking group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated, the isocyanate group is regenerated, and polymerization is performed so as to take in the cellulose fiber (B), the resin component and cellulose in the fiber reinforced resin (Y). Adhesiveness with a fiber (B) is improved.
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased as described above can be obtained even if the cellulose fiber (B) is not subjected to a surface treatment step or a plurality of types of solvents are not used. Simple to form.
  • examples of the blocked isocyanate compound (A) include the same compounds as those mentioned in the first embodiment.
  • the polyurethane compound (D) is a reaction product produced by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound.
  • the polyol compound used for the production of the polyurethane compound (D) is not particularly limited.
  • this polyol compound the polyol compound used for the production
  • generation of a polyurethane compound (D) is not specifically limited.
  • this polyisocyanate compound the polyisocyanate compound used for the production
  • this polyisocyanate compound the reaction product produced
  • the active hydrogen compound which can react with the isocyanate group of the said prepolymer can also be used as a chain extender as needed, and an amine compound is mentioned as a chain extender.
  • amine compound examples include diamines such as ethylenediamine, trimethylenediamine, piperazine, and isophoronediamine; polyamines such as diethylenetriamine, dipropylenetriamine, and triethylenetetramine. These can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
  • the polyurethane compound (D) may be an aqueous polyurethane compound obtained by emulsifying, in water, a polyurethane resin produced by reacting a polyol compound and a polyisocyanate compound.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is used from the viewpoint of strength such as bending strength and bending elastic modulus of the cured body of the fiber reinforced resin (Y). It preferably has a hydrophilic group. Although the reason why the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) having a hydrophilic group is excellent in bending strength and bending elastic modulus is not clear, the interaction due to hydrogen bonding between the cellulose fibers (B) is relaxed, This is presumably due to the action of promoting the dispersion of the cellulose fiber (B) in the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D).
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) may have a hydrophilic group.
  • the hydrophilic group may be any of the anionic group, the cationic group, or the nonionic group as in the first embodiment, and is not particularly limited.
  • the bending strength the bending From the viewpoint of strength such as elastic modulus, an anionic group or a cationic group is preferred.
  • hydrophilic group compound for making a blocked isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D) contain a hydrophilic group and introduce
  • the content of the hydrophilic group in the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is not particularly limited.
  • the content is preferably 0.07 to 2.10 mmol / g, more preferably 0.12 to 1.80 mmol / g, and 0.17 to 1.60 mmol / g. Is more preferable.
  • the fiber-reinforced resin (Y) is produced by the content of the hydrophilic group being 0.07 to 2.10 mmol / g, via the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), Cellulose fibers (B) are more fully loosened and further dispersed. Therefore, the strength such as the bending strength and the bending elastic modulus of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is further increased.
  • the content of such a hydrophilic group is a value measured by a measurement method described in Examples described later.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) preferably has an aromatic cyclic structure from the viewpoint of strength such as bending strength and bending elastic modulus of the cured product of the fiber reinforced resin (Y).
  • the content of the aromatic cyclic structure in the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is preferably 4% by mass to 80% by mass, and more preferably 8% by mass to 70% by mass. More preferred.
  • content of the said aromatic cyclic structure is the said block isocyanate compound (A) or polyurethane compound with respect to the total mass of the said block isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D).
  • the ratio of the aromatic cyclic structure contained in (D) is shown. That is, the content is the total mass of all raw materials such as polyol compound and polyisocyanate compound used in the production of the blocked isocyanate compound (A) or polyurethane compound (D), and the blocked isocyanate compound (A) or polyurethane compound.
  • the aromatic cyclic structure include a phenyl group and a naphthalene group.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) has a short-chain polyol group (a short-chain polyol group is introduced).
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is an aqueous dispersion by having a short-chain polyol group
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) has an intramolecular structure.
  • the urethane bond can be localized and a branched structure can be introduced.
  • the short-chain polyol group for localizing the urethane bond and the short-chain polyol for introducing a branched structure are not particularly limited. For example, those mentioned in the first embodiment described above The same can be mentioned.
  • a chain extender is introduced into the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D).
  • a chain extender is introduced into the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D).
  • the anionic surfactant (E) is a surfactant having an anionic substituent.
  • the anionic surfactant (E) is not particularly limited.
  • Examples of the anionic surfactant (E) include a sulfate ester group having a sulfate ester group, a phosphate ester group having a phosphate ester group, a carboxylic acid group having a carboxylic acid group, and a sulfonic acid (sulfuric acid) group. Examples thereof include sulfonic acid-based anionic surfactants.
  • As the sulfate anionic surfactant (E) a commercially available product can be used.
  • Examples of the commercially available product include trade names of Monogen, Haitenol, Aqualon (for example, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) And those represented by Aqualon BC, Aqualon HS, Aqualon KH), and the like.
  • Examples of the commercially available product include those represented by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. trade name: Flysurf, etc. Is mentioned.
  • As the carboxylic acid-based anionic surfactant (E) a commercially available product can be used.
  • Examples of the commercially available product are represented by trade names of Neo Daitenol and DK Kali Soap manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. And the like.
  • the silicone-based or acetylene-based nonionic surfactant (F) is a surfactant having no ionic (anionic or cationic) substituent, and has an interface having a silicone group or an acetylene group as a substituent. It is an activator.
  • the silicone-based nonionic surfactant (F1) is not particularly limited as long as it is a nonionic surfactant having an organosiloxane group formed by bonding an organic group to silicon having a siloxane bond.
  • the silicone-based nonionic surfactant (F1) for example, polyether-modified siloxane is preferable. Commercially available products can be used as the polyether-modified siloxane.
  • the acetylene-based nonionic surfactant (F2) is not particularly limited as long as it is a nonionic surfactant having an acetylene group.
  • the acetylene-based nonionic surfactant (F2) for example, polyether acetylene is preferable, and ethyne oxide-modified acetylene is more preferable.
  • a commercially available product can be used as the ethylene oxide-modified acetylene, and examples of the commercially available product include those represented by trade name: Surfynol (for example, Surfynol 440) manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. .
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the surfactant (E) or the surfactant (F)
  • the surfactant (E) or the surfactant (E) or the surfactant (E) By the presence of the surfactant (F), the wettability of the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) with respect to the cellulose fiber (B) is improved, and thereby the blocked isocyanate compound with respect to the cellulose fiber (B).
  • the compound (A) or the polyurethane compound (D) can permeate or adhere uniformly. Further, the presence of the surfactant (E) or the surfactant (F) between the cellulose fibers (B) imparts slipperiness to the cellulose fibers (B).
  • the fiber reinforced resin (Y) in combination with the dispersing action of the cellulose fiber (B) by the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), the fiber reinforced resin (Y)
  • the adhesion between the resin component and the cellulose fiber (B) is further improved.
  • the cellulose fiber (B) is damaged when kneaded due to the slipperiness imparted to the cellulose fiber (B) by the addition of the surfactant (E) or the surfactant (F). And can be uniformly dispersed in the thermoplastic resin (X2), whereby the strength of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is sufficiently expressed.
  • the addition amount of the said surfactant (E) or surfactant (F) is not specifically limited, It can set suitably.
  • the amount of the surfactant (E) or the surfactant (F) added is the blocked isocyanate compound ( It is preferable that it is 0.1 mass part or more with respect to 100 mass parts of solid content of A) or a polyurethane compound (D), and it is more preferable that it is 0.3 mass part or more.
  • the surfactant (E) or the surfactant (F) The addition amount is preferably 30 parts by mass or less and more preferably 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D).
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is contained in the resin reinforcing mixture (X1) without being dispersed in water (C).
  • it may be contained in the resin reinforcing mixture (X1) as an aqueous dispersion dispersed in water (C).
  • the resin reinforcing mixture (X1) comprises the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), the cellulose fiber (B), the surfactant (E) or the surfactant (F).
  • water (C) may be contained.
  • water (C) when the fiber reinforced resin (Y) is produced, the cellulose fibers are more easily dispersed. Thereby, the intensity
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is a cellulose fiber (as a water dispersion dispersed in water (C) containing the surfactant (E) or surfactant (F)).
  • the resin reinforcing mixture (X1) includes a blocked isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D), a cellulose fiber (B), the surfactant (E) or the surfactant (F), water, It may be dried after (C) is mixed.
  • the resin reinforcing mixture (X1) includes a blocked isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D), a cellulose fiber (B), the surfactant (E) or the surfactant (F), water, It may be dried after (C) is mixed.
  • the average particle size of the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is 0.3 ⁇ m or less from the viewpoint of the strength. Preferably, it is 0.15 ⁇ m or less. This average particle diameter is a value measured by the method described in the examples described later.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), the cellulose fiber (B), and the surfactant (E) or the surfactant (F). If so, the form is not particularly limited.
  • the cellulose fiber (B) is not particularly limited, and examples thereof include the same as those mentioned in the first embodiment.
  • the content ratio of the blocked isocyanate compound (A) or polyurethane compound (D) and the cellulose fiber (B) in the resin reinforcing mixture (X1) is not particularly limited, but the fiber reinforced resin (Y) is cured.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) is 0.01 to 4.0 parts by mass with respect to 1 part by mass of the cellulose fiber (B). It is preferably 0.03 to 3.0 parts by mass, more preferably 0.05 to 2.5 parts by mass.
  • the content of water (C) in the resin reinforcing mixture (X1) is preferably 1 to 99% by mass, and more preferably 2 to 95% by mass.
  • the content of water (C) is 1 to 99% by mass, the mixing property between the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) becomes good.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) of the present embodiment contains a resin reinforcing mixture (X1) and a thermoplastic resin (X2).
  • thermoplastic resin (X2) is not particularly limited, and examples thereof include the same ones as mentioned in the first embodiment.
  • the blending ratio of the cellulose fiber (B) and the thermoplastic resin (X2) in the fiber reinforced resin mixture (X) is not particularly limited.
  • the blending amount of the cellulose fiber (B) is 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin (X2). It is preferably about 1 to 200 parts by mass, more preferably about 1 to 100 parts by mass.
  • the blend of the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) and the thermoplastic resin (X2) in the fiber reinforced resin mixture (X) is not particularly limited.
  • the amount of the blocked isocyanate compound (A) or polyurethane compound (D) is 100 parts by mass of the thermoplastic resin (X2).
  • it is preferably about 1 to 300 parts by mass, more preferably about 1 to 200 parts by mass, and still more preferably about 1 to 100 parts by mass.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) may further contain any additive.
  • Optional additives are not particularly limited.
  • examples of the additive include the same ones as those mentioned in the first embodiment.
  • the blending ratio of such additives can be set as appropriate as long as the effect of the obtained fiber reinforced resin (Y) is not impaired. For example, it is preferable that it is about 10 mass% or less to a fiber reinforced resin mixture (X), and it is more preferable that it is about 5 mass% or less.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) of the present embodiment contains the above-described resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2).
  • the fiber reinforced resin (Y) can be produced simply by heating the fiber reinforced resin mixture (X). That is, the resin reinforcing mixture (X1) can be used as a raw material for the fiber reinforced resin (Y). At this time, as described above, the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are heated and mixed at a temperature equal to or higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts, thereby reinforcing the fiber
  • the resin (Y) has a sufficiently hardened body and is easily formed.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains a blocked isocyanate compound (A)
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are blocked groups of the blocked isocyanate compound (A).
  • the fiber-reinforced resin (Y) is sufficiently formed with the strength of the cured body being easily increased by heating and mixing at a temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts while being dissociated. Will be.
  • the resin reinforcing mixture (X1) contains the polyurethane compound (D)
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) are fused with the polyurethane compound (D).
  • the fiber reinforced resin (Y) was sufficiently formed with the strength of the cured body being easily increased by heating and mixing at a temperature higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts. It will be a thing.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) contains the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D) and cellulose fibers ( B), the surfactant (E) or the surfactant (F), and water (C) may be contained.
  • water (C) the cellulose fiber (B) is more sufficiently dispersed in the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D).
  • the fiber reinforced resin mixture (X) of this embodiment is The resin reinforcing mixture (X1) containing the water (C) and the thermoplastic resin (X2) may be mixed and dried.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) includes a resin reinforcing mixture (X1), a thermoplastic resin (X2), and May be mixed and dried. According to this, since it is not necessary to remove water when the fiber reinforced resin (Y) is produced, the fiber reinforced resin (Y) is more easily formed.
  • the fiber reinforced resin (Y) of this embodiment is obtained by heating and mixing the fiber reinforced resin mixture (X) at a temperature higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts.
  • the fiber reinforced resin (Y) has a blocked group of the blocked isocyanate compound (A).
  • a mode in which the thermoplastic resin (X2) is heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature while being dissociated and mixed may be employed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the polyurethane compound (D)
  • the fiber reinforced resin (Y) is fused with the fiber reinforced resin mixture (X) and the polyurethane compound (D).
  • a mode in which the thermoplastic resin (X2) is heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature and mixed may be employed.
  • the fiber reinforced resin (Y) has a sufficiently high strength and is easily formed.
  • the manufacturing method of the fiber reinforced resin (Y) of this embodiment described above is Block isocyanate compound (A) or polyurethane compound (D), cellulose fiber (B), anionic surfactant (E), silicone-based or acetylene-based nonionic surfactant (F), and thermoplasticity
  • a step (heat mixing step) of heating and mixing the fiber reinforced resin mixture (X) containing the resin (X2) to a temperature equal to or higher than the temperature at which the thermoplastic resin (X2) melts is provided.
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased is easily formed.
  • the block group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated from the fiber reinforced resin mixture (X) in the heating and mixing step.
  • a mode in which the thermoplastic resin (X2) is heated and mixed at a temperature equal to or higher than the melting temperature can be employed.
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased is more easily formed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains the polyurethane compound (D)
  • the fiber reinforced resin mixture (X) is fused to the polyurethane compound (D).
  • a mode in which the thermoplastic resin (X2) is heated and mixed at a temperature equal to or higher than the melting temperature may be employed.
  • the fiber reinforced resin (Y) in which the strength of the cured body is sufficiently increased is more easily formed.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) may further contain water (C).
  • water (C) as above-mentioned, the fiber reinforced resin (Y) in which the intensity
  • the production method of the blocked isocyanate compound (A) used in the present embodiment is not particularly limited, but for example, the same method as described in the first embodiment described above can be adopted.
  • the method for producing the polyurethane compound (D) used in the present embodiment is not particularly limited. For example, for example, the same method as described in the first embodiment can be adopted.
  • the method for producing the resin reinforcing mixture (X1) used in the present embodiment is not particularly limited.
  • the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), the cellulose fiber (B), and the surfactant ( A method of mixing E) or the surfactant (F) by a known method may be employed.
  • a block isocyanate compound (A) or a polyurethane compound (D), a cellulose fiber (B), the said surfactant (E) or surfactant (F), and water (C) are mixed by a well-known method. The method to do can be adopted.
  • water (C) may be added as a blocked isocyanate compound (A) aqueous dispersion or a polyurethane compound (D) aqueous dispersion as described above, or may be added separately.
  • the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2) can be melt-kneaded. These blending amounts may be adjusted as described above. In addition to the resin reinforcing mixture (X1) and the thermoplastic resin (X2), any additive may be blended as described above.
  • the temperature during melt kneading is such that the blocked group of the blocked isocyanate compound (A) is dissociated and the thermoplastic resin (X2). If it is more than the temperature which melt
  • the temperature can be appropriately set according to the dissociation temperature of the blocking group and the melting point of the thermoplastic resin (X2).
  • the temperature at the time of melt kneading is preferably 80 to 250 ° C., more preferably 100 to 230 ° C., and further preferably 120 to 220 ° C.
  • melt-kneading an apparatus usually used in this field can be used.
  • the melt kneading temperature is a temperature at which the polyurethane compound (D) is fused and the thermoplastic resin (X2) is melted. If it is above, it will not specifically limit.
  • the temperature can be appropriately set according to the fusion temperature of the polyurethane compound (D), the melting point of the thermoplastic resin (X2), and the like.
  • the temperature at the time of melt kneading is preferably 80 to 250 ° C., more preferably 100 to 230 ° C., and further preferably 120 to 220 ° C.
  • an apparatus usually used in this field can be used.
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) contains water (C), for example, as described above, the aqueous dispersion of the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D)
  • the aqueous dispersion, the cellulose fiber (B), the surfactant (E) or the surfactant (F) are mixed, and the mixture is directly or after the mixture is dried, the thermoplastic resin ( X2) and melt kneaded.
  • aqueous dispersion of the blocked isocyanate compound (A) or an aqueous dispersion of the polyurethane compound (D), as described above water (as a dispersion medium for sufficiently dispersing the cellulose fibers (B)) C) acts, and thereby the cellulose fibers (B) are more uniformly dispersed in the thermoplastic resin (X2).
  • an organic solvent compatible with water (C) may be added. Examples of the solvent include the same solvents as those mentioned in the first embodiment.
  • the method of mixing the resin reinforcing mixture (X1), the thermoplastic resin (X2), and other components is not particularly limited.
  • the mixing method the same method as mentioned in the first embodiment described above can be used.
  • the fiber reinforced resin (Y) of this embodiment can be molded into a resin molded body having a desired shape by using a known and commonly used molding method for resin molded bodies. Examples of such molding include the same molding as that described in the first embodiment.
  • the fiber reinforced resin mixture (X) contains water (C)
  • the bending strength of the cured body of the fiber reinforced resin (Y) is not particularly limited.
  • the bending strength is preferably 60 MPa or more, and more preferably 62 MPa or more.
  • the bending strength is preferably 67 MPa or more, and more preferably 69 MPa or more.
  • the bending strength of the cured product of the fiber reinforced resin (Y) containing it is 3 as compared with the fiber reinforced resin not containing the blocked isocyanate compound (A) and the polyurethane compound (D). % Or more is preferable, and 5% or more is more preferable.
  • this bending strength is a value measured by the method as described in the Example mentioned later.
  • the bending elastic modulus of the fiber reinforced resin (Y) is not particularly limited.
  • 20% by mass of the cellulose fiber (B) is contained in the fiber reinforced resin (Y)
  • it is preferably 2850 MPa or more, and more preferably 2900 MPa or more.
  • the flexural modulus of the cured product of the fiber reinforced resin (Y) containing it is improved by 3% or more. It is preferable that it is improved by 5% or more.
  • this bending elastic modulus is a value measured by the method as described in the Example mentioned later.
  • a resin reinforcing mixture and a fiber reinforced resin mixture that can easily form a fiber reinforced resin with sufficiently increased strength, and the strength can be sufficiently increased and simplified.
  • a fiber reinforced resin formed in the above and a method for producing the same are provided.
  • the cured product of the fiber reinforced resin obtained by the resin reinforcing mixture, the fiber reinforced resin mixture, the fiber reinforced resin, and the manufacturing method thereof according to each of the above embodiments has high strength and high elasticity, for example, a molded product of cellulose fiber.
  • the microfibrillated plant fiber-containing resin molding it can also be used in fields where higher mechanical strength (such as bending strength) is required.
  • interior materials, exterior materials, structural materials, etc. of transportation equipment such as automobiles, trains, ships, airplanes, etc.
  • housings such as personal computers, televisions, telephones, etc. It can be used effectively as a housing for office equipment such as office automation equipment, sports / leisure goods, and structural materials.
  • Example 1 (Production of blocked isocyanate compounds) (Blocked isocyanate compound A-1) The following raw materials were added to a four-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, and nitrogen blowing tube, and reacted at 75 ° C. for 1 hour to obtain a methyl ethyl ketone solution of an isocyanate-terminated urethane prepolymer. After cooling the methyl ethyl ketone solution to 40 ° C.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 130 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 540 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-2 The following were used as raw materials. All the same as the blocked isocyanate compound (A-1) except that 300 parts by mass of o-sec-butylphenol was used as a blocking agent and the addition amount of a 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate was 275 parts by mass. Thus, an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-2) was obtained.
  • Block isocyanate compound A-3 The following were used as raw materials. Except that 240 parts by mass of ⁇ -caprolactam was used as a blocking agent and that the addition amount of a 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate was 300 parts by mass, the same method as for the blocked isocyanate compound (A-1) And an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-3) was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 130 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 510 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-4 The following were used as raw materials. All the same as the blocked isocyanate compound (A-1) except that 160 parts by mass of o-sec-butylphenol was used as a blocking agent and the addition amount of a 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate was 275 parts by mass. Thus, an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-4) was obtained.
  • blocked isocyanate compound A-5 The following were used as raw materials. All the same as the blocked isocyanate compound (A-1) except that 180 parts by mass of o-sec-butylphenol was used as a blocking agent and the addition amount of 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate was 575 parts by mass. Thus, an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-5) was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 110 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 480 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-6 The following were used as raw materials. All the same as the blocked isocyanate compound (A-1) except that 300 parts by mass of o-sec-butylphenol was used as a blocking agent and the addition amount of 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate was 125 parts by mass. Thus, an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-6) was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 180 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 470 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • Block isocyanate compound A-7 The following were used as raw materials. The use of 335 parts by mass of o-sec-butylphenol as a blocking agent, the addition amount of a 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate to 37.5 parts by mass, and the surfactant Neugen EA-137 was added before adding water. Except for the addition of 30 parts by mass, the same procedure as for the blocked isocyanate compound (A-1) was performed to obtain an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-7).
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 180 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 470 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-8 The following were used as raw materials.
  • an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-8) was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 110 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 480 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • Block isocyanate compound A-9 The following were used as raw materials. Except for using 1200 parts by mass of a 10% aqueous solution of sodium bisulfite as a blocking agent and using 300 parts by mass of ethyl acetate as a solvent, all were performed in the same manner as for the blocked isocyanate compound (A-1). An aqueous dispersion containing 30% by mass of the isocyanate compound (A-9) was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., Mw about 400) 545 parts by mass.
  • Hexamethylene diisocyanate product name “Duranate 50M” manufactured by Asahi Kasei Chemicals, isocyanate group content 50% by mass
  • 335 parts by mass 335 parts by mass.
  • Block isocyanate compound A-10 The following were used as raw materials. 290 parts by weight of o-sec-butylphenol was used as a blocking agent, 60 parts by weight of dimethylaminoethanol was added instead of 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate, and then 80 parts by weight of dimethyl sulfate was added. Except that the quaternization step was carried out at 40 ° C. for about 30 minutes, it was carried out in the same manner as the above-mentioned blocked isocyanate compound (A-1), and water containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-10) A dispersion was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 110 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 460 parts by mass, dimethylaminoethanol 60 parts by mass, dimethyl sulfate 80 parts by mass, methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-11 The following were used as raw materials. Except for using 210 parts by mass of 3,5-dimethylpyrazole as a blocking agent, the same procedure as for the blocked isocyanate compound (A-1) was carried out. Water containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-11) A dispersion was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., Mw about 400) 130 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 530 parts by mass / methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-12 The following were used as raw materials.
  • the above-mentioned blocked isocyanate compound except that 300 parts by mass of o-sec-butylphenol was used as a blocking agent and 200 parts by mass of 40% aqueous solution of sodium aminoacetate instead of 40% aqueous solution of sodium aminoethylsulfonate.
  • an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-12) was obtained.
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 130 parts by mass / polymeric MDI Product name “PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 490 parts by mass / 300 parts by mass of methyl ethyl ketone
  • ⁇ Raw materials> ⁇ Propylene oxide adduct of bisphenol A (polyether polyol) Product name “New Pole BP-3P” (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., Mw about 400) 200 parts by mass / polymeric MDI Product name "PAPI-27” (manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., isocyanate group content 32% by mass) 550 parts by mass, dimethylolpropionic acid 70 parts by mass, methyl ethyl ketone 300 parts by mass
  • blocked isocyanate compound A-14 The following were used as raw materials. Except for using 300 parts by mass of o-sec-butylphenol as a blocking agent, the same procedure as for the blocked isocyanate compound (A-1) was carried out. Water containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-14) A dispersion was obtained.
  • TDI adduct product name “Coronate L” (containing ethyl acetate, 75% active ingredient, isocyanate group content 13% by mass) (manufactured by Tosoh Corp.) 967 parts by mass • methyl ethyl ketone oxime 275 parts by mass Brand name “Epan 485” (Daiichi Kogyo Seiyaku) 70 parts by mass Brand name “Epan 785” (Daiichi Kogyo Seiyaku) 70 parts by mass
  • Block isocyanate compound A-16 All of the isocyanate TDI adducts except for using 685 parts by mass of urelate HMDI (trade name “Duranate TPA-100” instead of 21% isocyanate group content) and 315 parts by mass of methyl ethyl ketone oxime (block isocyanate compound ( In the same manner as in A-15), an aqueous dispersion containing 30% by mass of the blocked isocyanate compound (A-16) was obtained.
  • urelate HMDI trade name “Duranate TPA-100” instead of 21% isocyanate group content
  • Polyurethane compound D-1 (Manufacture of polyurethane compounds)
  • the following raw materials were added to a four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen blowing tube, and reacted at 75 ° C. for 1 hour to obtain a polyurethane methylethylketone solution.
  • the methyl ethyl ketone solution was cooled to 40 ° C., and 100 parts by mass of a 10% aqueous solution of sodium hydroxide was added to neutralize dimethylolpropionic acid in the polyurethane.
  • ⁇ Raw materials> -Polyester polyol formed by 3-methyl-1,5-pentanediol, adipic acid, and isophthalic acid, trade name "Kurapol P-2012" (Kuraray Co., Ltd., Mw about 2000) 820 parts by mass
  • Product name “Millionate MT, isocyanate group content 32% by mass” (manufactured by Tosoh Corporation) 140 parts by mass, dimethylolpropionic acid 40 parts by mass, methyl ethyl ketone 1000 parts by mass
  • Example 1 Production of fiber reinforced resin mixture and fiber reinforced resin (molded body)
  • the blocked isocyanate compound (A) and water (C) are added to the cellulose fiber (B) (conifer kraft pulp), and the thermoplastic resin (X2-1) is further added.
  • PP powder and thermoplastic resin (X2-2) (maleic acid-modified PP (MAPP)) were added and mixed using an automatic revolution mixer (trade name: manufactured by Shinky Co., Ltd., trade name: Foaming Netaro).
  • the obtained mixture was dried at 80 ° C. for 6 hours to obtain a fiber reinforced resin mixture (X).
  • Thermoplastic resin (X2-3) (PP pellet, melting point 167 ° C.) was further mixed with the obtained fiber reinforced resin mixture (X), and the mixture was mixed with a twin-screw extruder (trade name: KZW15-60MG, manufactured by Technobel). The mixture was melt-kneaded to obtain a pellet-shaped molded body.
  • the cylinder temperature of the twin screw extruder was set to 140 ° C., 150 ° C., 160 ° C., 170 ° C., 170 ° C., 170 ° C., 170 ° C. and 170 ° C. from the upstream side.
  • the obtained molded body is put into an injection molding machine (Nissei Plastic Industry, NPX7) and injected into a flat plate mold having a thickness of 4 mm, a width of 10 mm, and a length of 80 mm to obtain a resin molded body (test piece).
  • NPX7 injection molding machine
  • Test piece a resin molded body
  • the type of the block isocyanate compound (A) was changed, and molded articles (test pieces) of the fiber reinforced resins (Y) of Examples 1 to 16 were obtained.
  • the polyurethane compound (D) is similarly produced, and the blocked isocyanate compound (A) is produced in the same manner without using the polyurethane compound (D).
  • the molding (test piece) of the fiber reinforced resin of Comparative Examples 1 and 2 was obtained. The results are shown in Tables 3 and 4.
  • Example 2 Production of fiber reinforced resin mixture and fiber reinforced resin (molded body)
  • Table 1 used raw materials and blending part
  • the cylinder temperature was 150 ° C, 160 ° C, 170 ° C, 180 ° C, 190 ° C, 190 ° C, 190 ° C from the upstream side
  • fiber reinforced resin molded articles (test pieces) of Examples 17 to 20 and Comparative Examples 3 and 4 were obtained. The results are shown in Table 5.
  • Example 3 Production of fiber reinforced resin mixture and fiber reinforced resin (molded article) Except for changing to the composition shown in Table 2 (used raw materials and blending parts), the same as in Production Example 1, fiber-reinforced resin moldings (test pieces) of Examples 21 to 24 and Comparative Examples 5 and 6 were obtained. It was. The results are shown in Table 6.
  • the hydrophilic group content, block group content, and aromatic cyclic structure content in the polyurethane compound were also measured as follows.
  • the content (mmol / g) of the hydrophilic group was calculated as the ratio of the molar amount (charge amount) of the hydrophilic group compound to the total mass of the blocked isocyanate compound using the following formula.
  • Hydrophilic group content (mmol / g) ⁇ (charge amount of hydrophilic group compound (g) / molecular weight of hydrophilic group compound) / total mass of blocked isocyanate compound (g) ⁇ ⁇ 1000
  • the content (mmol / g) of the hydrophilic group was calculated as a ratio of the molar amount of the hydrophilic group compound (amount charged) to the total mass of the polyurethane compound using the following formula.
  • dimethylolpropionic acid, sodium aminoethylsulfonate, sodium aminoacetate, dimethylaminoethanol and sodium bisulfite correspond to the hydrophilic group compound.
  • Block group content (mmol / g) ⁇ (charging amount of blocking agent (g) / molecular weight of blocking agent) / total mass of blocked isocyanate compound (g) ⁇ ⁇ 1000
  • methyl ethyl ketone oxime, o-sec-butylphenol, caprolactam, 3,5-dimethylpyrazole and sodium bisulfite correspond to the blocking agent.
  • sodium bisulfite corresponds to both the hydrophilic group compound and the blocking agent.
  • the content (mass%) of the aromatic cyclic structure is the total of the aromatic cyclic structure (benzene ring: molecular weight 78) in the raw material used for the production of the blocked isocyanate compound with respect to the total mass (g) of the blocked isocyanate compound. It was calculated as a mass (g) ratio.
  • the content (mass%) of the aromatic cyclic structure is the mass of the aromatic cyclic structure (phenyl group) in the isocyanate compound relative to the total mass of the blocked isocyanate compound, and the polyol.
  • Aromatic content (mass%) ⁇ (mass of aromatic cyclic structure in isocyanate compound (g) + mass of aromatic cyclic structure in polyol (g) + of aromatic cyclic structure in blocking agent Mass (g)) / total mass of blocked isocyanate compound (g) ⁇ ⁇ 100 Specifically, for example, in blocked isocyanate compound A-1, since the blocking agent does not have an aromatic cyclic structure, the mass (g) of the aromatic cyclic structure in the isocyanate compound and the aromatic ring in the polyol compound The mass (g) of the formula structure was calculated as follows.
  • PAPI-27 has 32 mass% of isocyanate groups.
  • the number of moles of isocyanate groups and the moles of benzene rings are Since the number is approximately equal, it was calculated using the following formula.
  • the molecular weight of benzene (78) was used as the molecular weight of the phenyl group.
  • the molecular weight of naphthalene (128) can be adopted as the molecular weight of the naphthyl group.
  • the mass (g) of the aromatic cyclic structure in the polyol compound was calculated using the following formula, for example, since Newpol BP-3P has 38% by mass of the aromatic cyclic structure.
  • a blocking agent has an aromatic cyclic structure, after calculating the mass (g) of an aromatic cyclic structure using a following formula, the result should just be substituted into said formula.
  • Evaluation was performed by the following method using the obtained test piece.
  • the average particle sizes of the blocked isocyanate compound and the polyurethane compound in the obtained aqueous dispersion were measured using a nanotrack particle size distribution analyzer UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
  • Example 2 Production of blocked isocyanate compounds
  • aqueous dispersions each containing the blocked isocyanate compounds (A-1), (A-2), and (A-9) were produced.
  • Example 4 Production of fiber reinforced resin mixture and fiber reinforced resin (molded body)
  • the blocked isocyanate compound (A) and water (C) are added to the cellulose fiber (B) (conifer kraft pulp), and a thermoplastic resin (X2- 1)
  • the fiber-reinforced resin mixture (X) of Production Example 1 was added in the same manner as in Experimental Example 1 except that (PP powder) and thermoplastic resin (X2-2) (maleic acid-modified PP (MAPP)) were added.
  • a pellet-shaped molded body was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that the obtained fiber-reinforced resin mixture (X) was further mixed with a thermoplastic resin (X2-3) (PP pellet, melting point 167 ° C.). Obtained.
  • the obtained molded body was processed in the same manner as in Experimental Example 1 to obtain a molded resin body (test piece) of Production Example 1. Further, according to the composition shown in Table 7, the type of the blocked isocyanate compound (A) was changed, and the same procedure as in Production Example 1 was conducted except that the polyurethane compound (D) was used instead of the blocked isocyanate compound (A). Molded bodies (test pieces) of the fiber reinforced resin mixture (X) and the fiber reinforced resin (Y) of Production Examples 2 to 4 were obtained. The results are shown in Table 7.
  • Example 5 Production of fiber reinforced resin mixture and fiber reinforced resin (molded article)
  • the cellulose fiber (B) (conifer kraft pulp), the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), water (C), and
  • the fiber-reinforced resin mixture of Production Examples 5 to 14 was prepared in the same manner as Production Examples 1 to 4 except that an anionic surfactant (E) or a silicone-based or acetylene-based nonionic surfactant (F) was added.
  • a molded body (test piece) of (X) and fiber reinforced resin (Y) was produced. The results are shown in Tables 7 and 8.
  • Example 7 Production of fiber reinforced resin mixture and fiber reinforced resin (molded article)
  • Table 8 raw materials and blending parts
  • neither the blocked isocyanate compound (A) nor the polyurethane compound (D) is used, and the surfactants (E), (F), (G) are not used.
  • the fiber-reinforced resin mixture and fiber-reinforced resin molding (test piece) of Production Example 17 were obtained in the same manner as Production Examples 1 to 4.
  • the composition shown in Table 8 used raw materials and blended parts
  • neither the blocked isocyanate compound (A) nor the polyurethane compound (D) was used, while the surfactant (F) was used, except for using the surfactant (F).
  • a molded product (test piece) of the fiber reinforced resin of Production Example 18 was obtained. The results are shown in Table 8.
  • the content of the hydrophilic group, the content of the blocking group, and the content of the aromatic cyclic structure in the blocked isocyanate compound were measured in the same manner as described above. Further, the content of the hydrophilic group in the polyurethane compound and the content of the aromatic cyclic structure were measured in the same manner as described above.
  • Evaluation was performed by measuring bending strength and a bending elastic modulus like the above using the obtained test piece. Moreover, it carried out similarly to the above, and measured the average particle diameter of the block isocyanate compound and polyurethane compound in the obtained water dispersion.
  • Production Examples 5 to 14 are Production Example 17 containing neither the blocked isocyanate compound (A), the polyurethane compound (D) nor the surfactants (E), (F), (G) (ie, cellulose fibers). It was found that the bending strength and the bending elastic modulus were higher than those of the sample containing only (B). In addition, Production Examples 5 to 14 contain the surfactant (E) or the surfactant (F), but are less than the Production Example 18 containing neither the blocked isocyanate compound (A) nor the polyurethane compound (D). It was found that the bending strength and the flexural modulus were high.
  • Production Examples 5 to 14 contain the blocked isocyanate compound (A) or the polyurethane compound (D), the cellulose fiber (B), and the surfactant (E) or the surfactant (F). As a result, it was found that high bending strength and flexural modulus were exhibited, and that this effect was synergistic.

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Abstract

ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)とを含有する、樹脂補強用混合物(X1)が提供される。また、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、アニオン性の界面活性剤(E)またはシリコーン系またはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)とを含有する、樹脂補強用混合物(X1)が提供される。

Description

樹脂補強用混合物、繊維強化樹脂混合物、並びに、繊維強化樹脂及びその製造方法 関連出願の相互参照
 本願は、2015年7月7日出願の日本国特願2015-136227号、及び、2016年6月10日出願の日本国特願2016-115881号の優先権を主張し、その内容は引用によって本願明細書の記載に組み込まれる。
 本発明は、樹脂補強用混合物、繊維強化樹脂混合物、並びに、繊維強化樹脂及びその製造方法に関する。
 従来、熱可塑性樹脂にセルロース繊維を含有させることによって、該熱可塑性樹脂の強度が向上されてなる繊維強化樹脂が用いられている。
 この種の繊維強化樹脂として、例えば、特定の異なる2種類の溶媒を用いて、シート状のセルロース繊維に熱可塑性樹脂を含浸させ、該熱可塑性樹脂を溶融して硬化させてなる繊維強化樹脂が提案されている(特許文献1参照)。また、熱可塑性樹脂と、特定の表面処理が施されたセルロース繊維とを溶融混練して硬化させてなる繊維強化樹脂(特許文献2参照)が提案されている。
日本国特開2005-42283号公報 日本国特開2006-241450号公報
 しかし、特許文献1に記載された繊維強化樹脂では、繊維強化樹脂を得るために、特定の2種類の溶媒を用いる必要があり、また、特許文献2に記載された繊維強化樹脂では、繊維強化樹脂を得るために、セルロース繊維に特定の表面処理を施す必要があるため、繊維強化樹脂が簡易に製造できるとはいい難い。
 また、特許文献1、2に記載された繊維強化樹脂では、硬化体の強度が十分に高められているとはいい難い。
 上記事情に鑑み、硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂を簡易に形成し得る樹脂補強用混合物及び繊維強化樹脂混合物、並びに、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成された繊維強化樹脂及びその製造方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、熱可塑性樹脂(X2)とを用いて繊維強化樹脂(Y)を作製することにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が十分に高められることを見いだして、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明に係る樹脂補強用混合物(X1)は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)とを含有する。
 ここで、「樹脂補強用混合物」とは、ブロックイソシアネート化合物(A)のイソシアネート基が解離されていない状態で、ブロックイソシアネート化合物(A)とセルロース繊維(B)とが混合されているものを意味する。
 また、上記構成の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)が、親水性基を有することが好ましい。
 ここで、ブロックイソシアネート化合物が有する「親水性基」とは、アニオン性基、カチオン性基、又はノニオン性基を意味する。アニオン性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基等が挙げられ、さらに、それらの一部又は全部が塩基性化合物等によって中和されたカルボキシレート基、スルホネート基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基等も挙げられる。
 カチオン性基としては、例えば3級アミノ基が挙げられ、3級アミノ基の酸中和塩、または4級化剤で4級化した4級アミノ基等も挙げられる。
 ノニオン性基としては、例えば、ポリエチレングリコール鎖等が挙げられる。
 また、上記構成の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)中の前記親水性基の含有量が、0.07~2.10mmol/gであることが好ましい。
 また、上記構成の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、オキシム系ブロック剤、フェノール系ブロック剤、ラクタム系ブロック剤、アルコール系ブロック剤、活性メチレン系ブロック剤、アミン系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤、重亜硫酸塩系ブロック剤、イミダゾール系ブロック剤からなる群より選択される少なくとも1種によってポリイソシアネート化合物のイソシアネート基がブロックされてなるものであってもよい。
 また、上記構成の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 さらに水(C)を含有していてもよい。
 本発明の繊維強化樹脂混合物(X)は、
 前記樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する。
 ここで、「繊維強化樹脂混合物」とは、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、熱可塑性樹脂(X2)とが、ブロックイソシアネート化合物のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱混合される前において混合しているものを意味する。
 本発明の繊維強化樹脂混合物(X)は、前記水を含有する樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなる。
 また、本発明の繊維強化樹脂(Y)は、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱された状態で、混合されてなる。
 本発明の繊維強化樹脂(Y)の製造方法は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で、混合する工程を備える。
 上記構成の繊維強化樹脂(Y)の製造方法においては、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)が、さらに水(C)を含有していてもよい。
 一方、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、イソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)と、熱可塑性樹脂(X2)とを用いて繊維強化樹脂(Y)を作製することにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が十分に高められることを見出して、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明に係る他の樹脂補強用混合物(X1)は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、
 セルロース繊維(B)と、
 アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性の界面活性剤(F)とを含有する。
 ここで、樹脂補強用混合物(X1)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、「樹脂補強用混合物」とは、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離されていない状態で、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または上記界面活性剤(F)とが混合されているものを意味する。
 また、樹脂補強用混合物(X1)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、「樹脂補強用混合物」とは、ポリウレタン化合物が融着されていない状態で、ポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが混合されているものを意味する。
 さらに、「ポリウレタン化合物(D)」には、水酸基及び/またはアミノ基など、イソシアネート基以外の置換基を末端に有するものが含まれる一方、ポリウレタン化合物の該イソシアネート基がブロック化されたものは含まれない。かかるブロック化されたものは、「ブロックイソシアネート化合物(A)」に含まれる。
 上記構成の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)または前記ポリウレタン化合物(D)が、親水性基を有していてもよい。
 ここで、「前記ブロックイソシアネート化合物(A)または前記ポリウレタン化合物(D)が親水性基を有する」とは、「前記ブロックイソシアネート化合物(A)が親水性基を有する、または、前記ポリウレタン化合物(D)が親水性基を有する」を意味する。また、「親水性基」とは、アニオン性基、カチオン性基、又はノニオン性基を意味する。
 アニオン性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基等が挙げられ、さらに、それらの一部又は全部が塩基性化合物等によって中和されたカルボキシレート基、スルホネート基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基等も挙げられる。
 カチオン性基としては、例えば3級アミノ基が挙げられ、3級アミノ基の酸中和塩、または4級化剤で4級化した4級アミノ基等も挙げられる。
 ノニオン性基としては、例えば、ポリエチレングリコール鎖等が挙げられる。
 また、上記構成の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 さらに水(C)を含有していてもよい。
 本発明の他の繊維強化樹脂混合物(X)は、
 前記樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する。
 ここで、樹脂補強用混合物(X1)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、「繊維強化樹脂混合物」とは、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱混合される前において混合しているものを意味する。
 また、樹脂補強用混合物(X1)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、「繊維強化樹脂混合物」とは、ポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが、ポリウレタン化合物(D)が融着し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱混合される前において混合しているものを意味する。
 本発明の他の繊維強化樹脂混合物(X)は、
 前記水(C)を含有する樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなる。
 また、本発明の他の繊維強化樹脂(Y)は、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱された状態で、混合されてなる。
 例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、繊維強化樹脂(Y)は、繊維強化樹脂混合物(X)が、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱した状態で、混合されてなる態様が採用され得る。
 また、例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、繊維強化樹脂(Y)は、繊維強化樹脂混合物(X)が、ポリウレタン化合物(D)が融着し且つ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱した状態で、混合されてなる態様が採用され得る。
 本発明の他の繊維強化樹脂(Y)の製造方法は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する繊維強化樹脂混合物(X)を、前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で混合する工程を備える。
 例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、上記加熱し、且つ、混合する工程においては、繊維強化樹脂混合物(X)を、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱した状態で、混合する態様が採用され得る。
 また、例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、上記加熱し、且つ、混合する工程においては、繊維強化樹脂混合物(X)を、ポリウレタン化合物(D)が融着し且つ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱した状態で、混合する態様が採用され得る。
 上記構成の繊維強化樹脂(Y)の製造方法においては、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ブロックイソシアネート化合物(A)を含有し、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で、混合する工程を備えてもよい。
 上記構成の繊維強化樹脂(Y)の製造方法においては、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ポリウレタン化合物(D)を含有し、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ポリウレタン化合物(D)が融着し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で、混合する工程を備えてもよい。
 なお、ポリウレタン化合物(D)が融着するとは、ポリウレタン化合物(D)同士が融着することを意味し、さらに換言すると、ポリウレタン化合物(D)が融着状態となることを意味する。
 上記構成の繊維強化樹脂(Y)の製造方法においては、
 前記繊維強化樹脂混合物(X)が、さらに水(C)を含有していてもよい。
 以下、本発明の第1の実施の形態について説明する。
 本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)とを含有する。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック剤と反応させてなるものであって、加熱することによりイソシアネート基を再生するものである。
 前記樹脂補強用混合物(X1)が、ブロックイソシアネート化合物(A)とセルロース繊維(B)とを含有していることによって、該樹脂補強用混合物(X1)を、繊維強化樹脂(Y)用の原料として用いることができる。
 このとき、繊維強化樹脂(Y)が作製される際に、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)とが、ブロックイソシアネート化合物のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)がセルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用を緩和するため、セルロース繊維(B)が微細化されて、その分散が促進される。
 これにより、セルロース繊維が、十分にほぐされ、且つ、十分に分散される。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、イソシアネート基が再生し、セルロース繊維(B)を取り込むようにして重合がなされるため、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が向上する。
 このように、セルロース繊維(B)が、ブロックイソシアネート化合物(A)を介して熱可塑性樹脂(X2)に分散されるため、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、十分に高められる。
 また、セルロース繊維に表面処理工程が施されなくても、複数種類の溶媒が用いられなくても、上記のように硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、簡易に形成される。
 前記ポリイソシアネート化合物としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。また、該ポリイソシアネート化合物としては、該イソシアネート化合物とポリオール化合物とを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーも挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わされて用いられ得る。
 前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート等が挙げられる。
 前記脂環族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
 前記芳香族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4,4’-ジベンジルジイソシアネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート等が挙げられる。
 前記芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、α,α,α,α-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
 また、前記ポリイソシアネート化合物としては、上記のポリイソシアネートの2量体もしくは3量体、ビューレット化イソシアネートなどの変性体、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI)等も挙げられる。
 前記ポリイソシアネート化合物としては、強度および弾性率の観点から、TDI、MDI、ヘキサメチレンジイソシアネート、またはその変性体と、ポリオール化合物とを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーが好ましく、ポリメリックMDIと、ポリオール化合物とを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーがより好ましい。
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーに用いられるポリオール化合物としては、特に限定されないが、例えば、分子量400以下の低分子量ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、又は炭化水素系ポリオール等が挙げられる。これらは、1種または2種以上を組み合わされて用いられ得る。
 前記低分子量ポリオールは、分子量400以下のものであれば、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチルペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、ビスフェノールF、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、又はトリメチロールプロパン等が挙げられる。なかでも、トリメチロールプロパンが好ましい。
 前記ポリエステルポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、前記低分子量ポリオールと多価カルボン酸とを反応させてなる水酸基末端エステル化縮合物等が挙げられる。前記多価カルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、テトラヒドロフラン酸、エンドメチンテトラヒドロフラン酸、又はヘキサヒドロフタル酸等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、芳香族環式構造を有するフタル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸が好ましい。
 前記ポリエーテルポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどの前記低分子量ポリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、又はショ糖などにアルキレンオキサイドを付加重合したもの等があげられる。前記アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、芳香族環式構造を有するもの、すなわち、ビスフェノールAおよびビスフェノールFにアルキレンオキサイドを付加重合したものが好ましく、ビスフェノールAにエチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドを付加重合したものがより好ましい。
 前記ひまし油系ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ひまし油、ひまし油に水素付加した水添ひまし油、ひまし油脂肪酸又はこれに水素付加した水添ひまし油脂肪酸を用いて製造されたポリオール等が挙げられる。また、ひまし油と他の天然油脂とのエステル交換物、ひまし油と多価アルコールとの反応物、ひまし油脂肪酸と多価アルコールとのエステル化反応物、又はこれらにアルキレンオキサイドを付加重合したポリオール等が挙げられる。
 前記ポリカーボネートポリオールとしては、特に限定されず、従来公知のものが挙げられる。このようなポリカーボネートポリオールは、例えば、前記低分子量ポリオールとジフェニルカーボネートとの反応により、または、前記低分子量ポリオールとホスゲンとの反応により得られる。
 前記炭化水素系ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、又は水添ポリイソプレンポリオール等が挙げられる。
 前記ブロック剤としては、特に限定されず、従来公知のものが挙げられる。例えば、オキシム系ブロック剤、フェノール系ブロック剤、ラクタム系ブロック剤、アルコール系ブロック剤、活性メチレン系ブロック剤、アミン系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤、重亜硫酸塩系ブロック剤、イミダゾール系ブロック剤等が挙げられる。かかるブロック剤は、1種又は2種以上を組み合わされて用いることができる。
 前記オキシム系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、ホルムアミドオキシム、アセトアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトンオキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、メチルエチルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシムが好ましい。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、130~190℃である。
 前記フェノール系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、オルト-セカンダリーブチルフェノールが好ましい。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、120~180℃である。
 前記ラクタム系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、カプロラクタム、バレロラクタム、ブチロラクタム、プロピオラクタム等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、カプロラクタムが好ましい。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、130~200℃である。
 前記アルコール系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、2-エチルヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、メタノール、エタノールが好ましい。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、150~210℃である。
 前記活性メチレン系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、マロン酸ジエチル、マロン酸ジメチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等が挙げられる。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、80~160℃である。
 前記アミン系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール、ジ-n-プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、イソプロピルエチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等が挙げられる。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、140~220℃である。
 前記ピラゾール系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、ピラゾール、3-メチルピラゾール、3,5-ジメチルピラゾール等が挙げられる。これらの中で強度および弾性率の観点から、3,5-ジメチルピラゾールが好ましい。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、110~180℃である。
 前記重亜硫酸塩系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば、重亜硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらのブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は、80~170℃である。
 前記イミダゾール系ブロック剤としては、特に限定されないが、例えば2-メチルイミダゾール2-エチル-4-メチルイミダゾール等が挙げられる。かかるブロック剤を用いる場合、ブロック基の解離温度は80~150℃である。
 これらのブロック剤の中では、強度および弾性率の観点から、オキシム系ブロック剤、フェノール系ブロック剤、ラクタム系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤、イミダゾール系ブロック剤および、アルコール系ブロック剤からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、オキシム系ブロック剤、フェノール系ブロック剤、ラクタム系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤、イミダゾール系ブロック剤がより好ましい。
 このように、本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、オキシム系ブロック剤、フェノール系ブロック剤、ラクタム系ブロック剤、アルコール系ブロック剤、活性メチレン系ブロック剤、アミン系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤、重亜硫酸塩系ブロック剤、イミダゾール系ブロック剤からなる群より選択される少なくとも1種によってポリイソシアネート化合物のイソシアネート基がブロックされてなるものであってもよい。
 ブロックイソシアネート化合物(A)が、上記群より選択される少なくとも1種であることによって、繊維強化樹脂(Y)を作製するとき、樹脂の強度及び弾性率を高め得るという利点がある。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基の解離温度は、強度および弾性率の観点から、70℃~210℃であることが好ましく、80℃~190℃であることがより好ましい。ブロック基の解離温度がこの範囲となるようなブロック剤としては、メチルエチルケトンオキシム、オルト-セカンダリーブチルフェノール、カプロラクタム、重亜硫酸ナトリウム、3,5-ジメチルピラゾール、2-メチルイミダゾール等が挙げられる。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度、曲げ弾性率といった強度の観点から、親水性基を有することが好ましい。親水性基を有するブロックイソシアネート化合物(A)が曲げ強度、曲げ弾性率に優れる理由は定かではないが、セルロース繊維(B)同士間の水素結合による相互作用が緩和され、ブロックイソシアネート化合物(A)中でのセルロース繊維の分散が促進されるという作用によるものと推察される。
 このように、本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)が、親水性基を有することが好ましい。
 上記したように、ブロックイソシアネート化合物(A)が、親水性基を有することによって、繊維強化樹脂(Y)が作製される際、ブロックイソシアネート化合物(A)がセルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用をより緩和するため、セルロース繊維(B)の分散が、より促進される。
 これにより、熱可塑性樹脂(X2)中に、セルロース繊維が、より十分に分散される。
 従って、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、より十分に高められる。
 親水性基は、上記アニオン性基、カチオン性基、またはノニオン性基のいずれであっても良く、特に限定されないが、これらのうち、曲げ強度、曲げ弾性率といった強度の観点から、アニオン性基またはカチオン性基が好ましい。
 ブロックイソシアネート化合物(A)に親水性基を含有させて導入するための親水性基化合物としては、特に限定されないが、例えば、(ジ)アルカノールカルボン酸又はスルホン酸の3級アミン又はアルカリ金属による中和物、(メトキシ)ポリアルキレンオキサイド、(ジ)アルカノールアミンの有機・無機酸中和物、これらにハロゲン化アルキル又はジアルキル硫酸を反応させた第4級アンモニウム塩等が挙げられる。これらのうち、(ジ)アルカノールカルボン酸又はスルホン酸の3級アミン又はアルカリ金属による中和物、(ジ)アルカノールアミンの有機・無機酸中和物、これにハロゲン化アルキル又はジアルキル硫酸を反応させた第4級アンモニウム塩が好ましい。
 なお、前記(メトキシ)ポリアルキレンオキサイドは、アルキレンオキサイドとして、少なくともエチレンオキサイドを含有していればよく、他にプロピレンオキサイド及びブチレンオキサイド等のエチレンオキサイド以外のアルキレンオキサイドを含有していてもよい。複数種類のアルキレンオキサイドを含有する(メトキシ)ポリアルキレンオキサイドを用いる場合の付加形態(親水性基の導入形態)としては、ブロック付加の形態であってもランダム付加の形態であっても、いずれであってもよい。
 これらの親水性基を導入し得る化合物として、以下のものが例示される。
 親水性基を導入し得る化合物としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、乳酸、グリシン等のカルボン酸化合物、または、アミノエチルスルホン酸、スルホイソフタル酸とジオールからなるポリエステルジオール等のスルホン酸化合物を、トリエチルアミン、NaOH、ジメチルアミノエタノール等の3級アルカノールアミンにより中和することによって得られる塩が、アニオンタイプとして挙げられる。複合材の曲げ強度、曲げ弾性率の観点から、これらのうち、ジメチロールプロピオン酸、グリシン、アミノエチルスルホン酸のナトリウム塩が好ましい。
 また、親水性基を導入し得る化合物としては、例えば、ジメチルアミノエタノール、メチルジエタノールアミン等のアルカノールアミンが、ギ酸、酢酸などの有機カルボン酸、または、塩酸、硫酸等の無機酸で中和されてなる塩;塩化メチル、臭化メチルなどのハロゲン化アルキル、または、ジメチル硫酸等のジアルキル硫酸により4級化したもの;が、カチオンタイプとして挙げられる。これらのうち、メチルジエタノールアミンと有機カルボン酸との組合せ及びメチルジエタノールアミンとジメチル硫酸との組合せが、工業的に製造することが容易であるという理由により好ましい。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)中の親水性基の含有量は、特に限定されない。例えば、かかる含有量は、0.07~2.10mmol/gであることが好ましく、0.12~1.80mmol/gであることがより好ましく、0.17~1.60mmol/gであることがさらに好ましい。
 上記親水性基の含有量が0.07~2.10mmol/gであることによって、繊維強化樹脂(Y)が作製されるとき、ブロックイソシアネート化合物(A)を介して、セルロース繊維が、一層十分にほぐされ、且つ、一層分散される。
 よって、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度(例えば、曲げ強度、曲げ弾性率といった強度)が一層高められる。
 かかる親水性基の含有量は、後述する実施例に記載された測定方法によって測定される値である。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度、曲げ弾性率といった強度の観点から、芳香族環式構造を有することが好ましい。ブロックイソシアネート化合物(A)中の、前記芳香族環式構造の含有量は、4質量%~80質量%であることが好ましく、8質量%~70質量%であることがより好ましい。
 なお、後述する実施例に示すように、前記芳香族環式構造の含有量は、前記ブロックイソシアネート化合物(A)の全質量に対する、前記ブロックイソシアネート化合物中に含まれる芳香族環式構造の割合を示す。すなわち、該含有量は、前記ブロックイソシアネート化合物の製造に使用するポリオールやポリイソシアネート等の全原料の合計質量と、前記ブロックイソシアネート化合物の製造に使用された、例えば芳香族環式構造含有ポリオールや芳香族環式構造含有ポリイソシアネート等の芳香族環式構造含有が有する芳香族環式構造の含有量とに基づいて算出される値である。前記芳香族環式構造としては、例えばフェニル基、ナフタレン基等が挙げられる。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、短鎖ポリオール基を有する(短鎖ポリオール基が導入されている)ことも好ましい態様である。短鎖ポリオール基を有することによって、ブロックイソシアネート化合物(A)が水分体である場合に、該ブロックイソシアネート化合物(A)には、その分子内でウレタン結合が局在化され、分岐構造が導入され得る。前記ウレタン結合を局在化させるための短鎖ポリオール基としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール等が挙げられる。分岐構造を導入するための短鎖ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。これらは、1種または2種以上の混合物として用いられ得る。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)には、鎖伸長剤が導入されることも好ましい態様である。鎖伸長剤が導入されることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)が、後述するように水分散体である場合に、その分子量が増大され得る。前記鎖伸長剤としては、特に限定されないが、例えば、水、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ピペラジン、イソホロンジアミンなどのジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアミン等が挙げられる。これらは、1種または2種以上の混合物として用いられ得る。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、水に分散されることなく樹脂補強用混合物(X1)に含有されていても、水(C)に分散された水分散体として、樹脂補強用混合物(X1)に含有されていてもよい。
 このように、前記樹脂補強用混合物(X1)は、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、水(C)とを含有していてもよい。
 このように、水を含有していることによって、繊維強化樹脂(Y)が作製される際、より十分にセルロース繊維が分散され易くなる。
 これにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、より十分に高められる。
 また、前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、水に分散された水分散体としてセルロース繊維(B)と混合された後、乾燥されることによって、樹脂補強用混合物(X1)に含有されていてもよい。
 すなわち、前記樹脂補強用混合物(X1)は、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、水(C)とが混合された後、乾燥されたものであってもよい。
 このように、水が含有されていることによって、繊維強化樹脂(Y)が作製される際、より十分にセルロース繊維が分散される。
 これにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、より十分に高められる。
 なお、樹脂補強用混合物(X1)は、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)とを含有していれば、その形態は、特に限定されない。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)が水分散体として樹脂補強用混合物(X1)に含有されている場合には、ブロックイソシアネート化合物を水に分散させるために界面活性剤が使用されることも好ましい態様である。前記界面活性剤としては、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤が挙げられる。
 前記非イオン系界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、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チレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート等が挙げられる。
 前記アニオン系界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホネートナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩等が挙げられる。
 これらのうち、非イオン界面活性剤が好適に使用される。
 前記界面活性剤の添加量としては、得られる繊維強化樹脂(Y)の曲げ強度および曲げ弾性率といった強度に悪影響を及ぼさない範囲での添加量が好ましく、ブロックイソシアネート化合物(A)の固形分100質量部に対して20質量部以下、好ましくは15質量部以下の範囲で添加され得る。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)が水分散体である場合、上記強度の観点から、前記ブロックイソシアネート化合物(A)の平均粒子径は、0.3μm以下であることが好ましく、0.15μm以下であることがより好ましい。
 かかる平均粒子径は、後述する実施例に記載された方法で測定される値である。
 前記セルロース繊維(B)としては、特に限定されないが、例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、綿、ビート、農産物残廃物、布、紙等の天然植物原料から得られるパルプ;レーヨン、セロファン等の再生セルロース繊維などが挙げられる。これらの中で、パルプが好ましい。前記木材としては、特に限定されないが、例えば、シトカスプルース、スギ、ヒノキ、ユーカリ、アカシア等が挙げられる。前記紙としては、特に限定されないが、例えば、脱墨古紙、段ボール古紙、雑誌、コピー用紙等が挙げられる。
 前記パルプとしては、植物原料を化学的、若しくは機械的に、又は両者を併用してパルプ化することで得られるケミカルパルプ(クラフトパルプ(KP)、亜硫酸パルプ(SP))、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグランドパルプ(CGP)、ケミメカニカルパルプ(CMP)、砕木パルプ(GP)、リファイナーメカニカルパルプ(RMP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、ケミサーモメカニカルパルプ(CTMP)、及びこれらのパルプを主成分とする脱墨古紙パルプ、段ボール古紙パルプ、雑誌古紙パルプ等が挙げられる。これらの原材料は、必要に応じ、脱リグニン処理されたものであってもよく、漂白が行われることによって、当該パルプ中のリグニン量が調整されたものであってもよい。
 これらのパルプの中でも、繊維の強度が強い針葉樹由来の各種クラフトパルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(以下、NUKPということがある)、針葉樹酸素晒し未漂白クラフトパルプ(以下、NOKPということがある)、針葉樹漂白クラフトパルプ(以下、NBKPということがある))が、特に好ましい。
 前記パルプは、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンから構成される。パルプ中のリグニン含有量は、特に限定されるものではないが、通常0~40重量%程度、好ましくは0~10重量%程度である。リグニン含有量は、Klason法により測定される。
 セルロース繊維としては、解繊処理されたものが使用され得るが、その他、解繊処理がされていないものも、好適に使用され得る。
 前記樹脂補強用混合物(X1)中の、ブロックイソシアネート化合物(A)とセルロース繊維(B)の含有比としては、特に限定されないが、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度及び曲げ弾性率といった強度の観点から、セルロース繊維(B)1質量部に対し、ブロックイソシアネート化合物(A)が0.01~4.0質量部であることが好ましく、0.03~3.0質量部であることがより好ましく、0.05~2.5質量部であることが更に好ましい。
 前記樹脂補強用混合物(X1)中の、水(C)の含有量としては、1~99質量%が好ましく、2~95質量%がより好ましい。水(C)の含有量が1~99質量%であることにより、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)との混合性が良好になる。
 本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)は、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する。
 前記熱可塑性樹脂(X2)としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブテン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアミド樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、熱可塑性ポリウレタン、ポリアセタール、ナイロン樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリスルホン系樹脂、トリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース等のセルロース系樹脂等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上が組み合わされて用いられ得る。これらの中でも、ウッドプラスチックとして、木粉などの木質材料と混合されて強度が高められ易い点で、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン等のポリオレフィンが好ましい。また構造部材等の汎用性の観点から、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリアミド樹脂が好ましい。また、ABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン及びスチレンの共重合合成樹脂)は、その一成分であるポリアクリロニトリルとセルロース系材料の相容性パラメーターが近接していることから相容性に優れるという点で、好ましい。前記熱可塑性樹脂(X2)としては、上記例示された樹脂の中でも、ポリプロピレン、ポリエチレン又はABS樹脂が好ましく、ポリプロピレンがより好ましい。
 ポリプロピレンとしては、マレイン酸変性ポリプロピレンが併用されることが、上記曲げ弾性率及び曲げ強度といった強度の観点から、好ましい。この際のマレイン酸変性ポリプロピレンの含有量としては、熱可塑性樹脂(X2)に対し、5~40質量%であることが好ましく、8~30質量%であることがより好ましい。マレイン酸変性ポリプロピレンの併用により、上記曲げ弾性率及び曲げ強度といった強度が十分に高められる理由は定かではないが、セルロース、ブロックイソシアネートおよびマレイン酸変性ポリプロピレンが相互に架橋または相溶化することによるものと推察される。
 前記熱可塑性樹脂(X2)の平均粒子径としては、特に限定されないが、セルロースファイバーの凝集が低減されるという理由から、1~1000μm程度が好ましく、1~500μm程度がより好ましく、1~100μm程度が更に好ましい。
 かかる平均粒子径は、後述する実施例に記載された方法で測定される値である。
 前記繊維強化樹脂混合物(X)におけるセルロース繊維(B)と熱可塑性樹脂(X2)との配合比は、特に限定されない。例えば、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという観点を考慮すれば、セルロース繊維(B)の配合量は、熱可塑性樹脂(X2)100質量部に対し、1~300質量部程度が好ましく、1~200質量部程度がより好ましく、1~100質量部程度がさらに好ましい。
 前記繊維強化樹脂混合物(X)におけるブロックイソシアネート化合物(A)と熱可塑性樹脂(X2)との配合は、特に限定されない。例えば、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという観点を考慮すれば、セルロース繊維(B)の配合量は、熱可塑性樹脂(X2)100質量部に対し、1~300質量部程度が好ましく、1~200質量部程度がより好ましく、1~100質量部程度が更に好ましい。
 前記繊維強化樹脂混合物(X)は、さらに任意の添加剤を含有していてもよい。任意の添加剤は、特に限定されない。例えば、かかる添加剤として、相溶化剤;界面活性剤;でんぷん類、アルギン酸などの多糖類;ゼラチン、ニカワ、カゼインなどの天然たんぱく質;タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末などの無機化合物;着色剤;可塑剤;香料;顔料;流動調整剤;レベリング剤;導電剤;帯電防止剤;紫外線吸収剤;紫外線分散剤;消臭剤等が挙げられる。
 かかる添加剤の配合割合は、得られる繊維強化樹脂(Y)の効果が損なわれない範囲で、適宜設定され得る。例えば、繊維強化樹脂混合物(X)に10質量%程度以下が好ましく、5質量%程度以下がより好ましい。
 上記のように、本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)は、上記した前記樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する。
 これにより、かかる樹脂補強用混合物(X1)が、繊維強化樹脂(Y)用の原料として用いられ得る。このとき、繊維強化樹脂(Y)が作製される際に、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)とが、ブロックイソシアネート化合物のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)がセルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用を緩和するため、セルロース繊維(B)が微細化されて、その分散が促進される。
 これにより、セルロース繊維が、十分にほぐされ、且つ、十分に分散される。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、イソシアネート基が再生し、セルロース繊維(B)を取り込むようにして重合がなされるため、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が向上される。
 このように、セルロース繊維(B)が、ブロックイソシアネート化合物(A)を介して熱可塑性樹脂(X2)に分散されるため、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、十分に高められる。
 また、セルロース繊維に表面処理工程が施されなくても、複数種類の溶媒が用いられなくても、上記のように硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が形成されるため、硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が簡易に形成される。
 上記の通り、本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)によれば、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが、ブロックイソシアネート化合物のブロック基が解離され、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、繊維強化樹脂(Y)に関して、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成されたものとなる。
 ブロックイソシアネート化合物(A)が水分散体であるような場合には、繊維強化樹脂混合物(X)は、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、水(C)とを含有していてもよい。
 上記の通り、水(C)が含有されていることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)に、セルロース繊維(B)が、より十分に分散される。
 これにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度を、より十分に高めることができる。
 また、本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)は、前記水(C)を含有する樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなるものであってもよい。
 例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)が水分散体であるような場合において、繊維強化樹脂混合物(X)は、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなるものであってもよい。
 これによれば、繊維強化樹脂(Y)が作製されるとき、水が除去される必要がないため、繊維強化樹脂(Y)が、より簡易に形成されたものとなる。
 本実施形態の繊維強化樹脂(Y)は、前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離しつつ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱され、且つ、混合されてなる。
 かかる構成によれば、上記の通り、繊維強化樹脂(Y)は、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成されたものとなる。
 上記した本実施形態の繊維強化樹脂(Y)の製造方法は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離しつつ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱し、且つ、混合する工程(加熱混合工程)を備える。
 この製造方法によれば、上記の通り、硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、簡易に形成される。
 また、本実施形態の繊維強化樹脂(Y)の製造方法では、繊維強化樹脂混合物(X)が、さらに水(C)を含有していてもよい。
 このように、水(C)が含有されていることによって、上記の通り、硬化体の強度がより十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、より簡易に形成される。
 本実施形態で用いるブロックイソシアネート化合物(A)の製造方法は、特に限定されないが、必要に応じてポリオール化合物を反応させたポリイソシアネート化合物の、イソシアネート基をブロック剤で封鎖する方法が採用され得る。
 ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオール化合物の水酸基の当量比は特に限定されないが、1:0.3~1.2であることが好ましい。このとき、イソシアネート基に対して不活性な有機溶剤にて、両化合物が任意の固形分比に希釈されているほうが、撹拌効率などの観点から好ましい。
 有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、シクロヘキサン、イソホロンなどの脂環族炭化水素系溶剤、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエーテルエステル系溶剤、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテルなどのグリコールエーテル系溶剤等が使用される。
 これらの反応は、20~100℃、好ましくは30~90℃の通常のブロック化反応条件に従って行われ得る。このとき、公知のウレタン化触媒が用いられてもよい。
 ブロックされたイソシアネート基量は、上記強度の観点から、0.1mmol/g~5mmol/gであることが好ましく、特に0.3mmol/g~4.7mmol/gであることが好ましい。
 ブロックイソシアネート化合物(A)に親水性基が含有されるためには、上記の反応系において、さらに親水性基含有化合物が反応されればよい。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)の水分散体が得られるためには、ブロックイソシアネート化合物(A)が製造された後、例えば、さらに必要に応じて界面活性剤とともに水が加えられ、その後、脱溶剤が行われればよい。
 本実施形態で用いる樹脂補強用混合物(X1)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)とを公知の方法で混合する方法が採用され得る。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、水(C)とを公知の方法で混合する方法が採用され得る。
 なお、水(C)は、前述したようにブロックイソシアネート化合物(A)水分散体として添加されても良いし、これとは別途、添加されても良い。
 本実施形態の繊維強化樹脂(Y)の加熱混合工程においては、例えば、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)とを、溶融混練することができる。
 これらの配合量は、前述したような配合量に、調整されればよい。
 また、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)の他、前述したように、任意の添加剤が配合されてもよい。
 溶融混練する際の温度は、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上であれば、特に限定されるものではなく、ブロック基の解離温度及び熱可塑性樹脂(X2)の融点等に応じて適宜設定できる。例えば、溶融混練する際の温度は、80~250℃が好ましく、100~230℃がより好ましく、120~220℃がさらに好ましい。
 また、溶融混練する際には、この分野で通常使用される装置が使用され得る。
 上記のように、繊維強化樹脂混合物(X)が水(C)を含有している場合には、例えば、前述したように、ブロックイソシアネート化合物(A)の水分散体と、セルロース繊維(B)とを混合し、この混合物を直接、または、この混合物を乾燥した後、熱可塑性樹脂(X2)と混合し、溶融混練することができる。
 このように、ブロックイソシアネート化合物(A)の水分散体を用いることによって、前述したように、セルロース繊維(B)を十分に分散させる分散媒として水が作用し、これにより、熱可塑性樹脂(X2)中にセルロースファイバーが均一に分散される。
 また、溶融混練する際に、さらに水と相溶性のある有機溶媒が加えられても良い。かかる溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン(THF)や、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等がエーテル化されたエーテル類のジメチル化物及びジエチル化物といったエーテル系溶媒等が挙げられる。
 樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)と、その他の成分とを混合する方法は、特に限定されない。例えば、混合方法として、ミキサー、ブレンダー、単軸スクリュー混練機、二軸スクリュー混練機、ニーダー、ラボプラストミル、ホモジナイザー、高速ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、遊星攪拌装置、3本ロール等の混合又は攪拌できる装置を用いて混合、攪拌する方法が挙げられる。
 本実施形態の繊維強化樹脂(Y)は、公知慣用の樹脂成形体の成型方法を用いて、所望の形状の樹脂形成体に成型され得る。このような成型としては、例えば圧縮成型、射出成型、押出成型、発泡成形等が挙げられる。成型の条件は樹脂の成型条件を必要に応じて適宜調節して適応されればよい。
 なお、繊維強化樹脂混合物(X)が水(C)を含有している場合には、成型に先立って、予め、繊維強化樹脂混合物(X)が乾燥されることが好ましい。
 このように乾燥されることによって、得られる繊維強化樹脂(Y)中のセルロース繊維(B)の均一分散性が向上し、繊維強化樹脂(Y)が、強度等の物性に一層優れたものとなる。
 繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度は、特に限定されない。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維が10質量%含有されている場合には、その曲げ強度は、60MPa以上であることが好ましく、62MPa以上であることが、より好ましい。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維が20質量%含有されている場合には、その曲げ強度は、67MPa以上であることが好ましく、69MPa以上であることが、より好ましい。
 また、例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)を含有していない繊維強化樹脂と比較して、それを含有している繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度が、3%以上向上していることが好ましく、5%以上向上していることがより好ましい。
 なお、かかる曲げ強度は、後述する実施例に記載の方法で測定される値である。
 繊維強化樹脂(Y)の曲げ弾性率は、特に限定されない。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維が10質量%含有されている場合には、2300MPa以上であることが好ましく、2350MPa以上であることが、より好ましい。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維が20質量%含有されている場合には、その曲げ弾性率は、2850MPa以上であることが好ましく、2900MPa以上であることが、より好ましい。
 また、例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)を含有していない繊維強化樹脂と比較して、それを含有している繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ弾性率が、3%以上向上していることが好ましく、5%以上向上していることがより好ましい。
 なお、かかる曲げ弾性率は、後述する実施例に記載の方法で測定される値である。
 以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。
 なお、前述した第1の実施形態と重複する部分については、その旨を記載して、説明を繰り返さない。
 本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、
 セルロース繊維(B)と、
 アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)とを含有する。
 前記樹脂補強用混合物(X1)が、イソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とを含有していることによって、該樹脂補強用混合物(X1)を、繊維強化樹脂(Y)用の原料として用いることができる。
 このとき、繊維強化樹脂(Y)が作製される際に、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)とが、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、イソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが、セルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用を緩和するため、セルロース繊維(B)が微細化されて、その分散が促進される。
 例えば、樹脂補強用混合物(X1)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、繊維強化樹脂(Y)が作製される際に、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが、セルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用を緩和し得る。
 また、樹脂補強用混合物(X1)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、繊維強化樹脂(Y)が作製される際に、ポリウレタン化合物(D)が融着しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、ポリウレタン化合物(D)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが、セルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用を緩和し得る。
 このようにして、セルロース繊維(B)が、十分にほぐされ、且つ、十分に分散される。
 さらに、上記した加熱混合の際、樹脂補強用混合物(X1)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、ブロックイソシアネート化合物(A)のイソシアネート基が、セルロース繊維(B)を取り込むようにして重合がなされるため、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が向上される。
 また、樹脂補強用混合物(X1)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、ポリウレタン化合物(D)同士が、セルロース繊維(B)を取り込むようにして融着するため、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が向上される。
 しかも、繊維強化樹脂(Y)の作製の際、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)が存在することによって、セルロース繊維(B)に対するブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の濡れ性が向上し、これによって、セルロース繊維(B)に対してブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が浸透または均一に付着することができる。
 またセルロース繊維(B)の間に上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)が存在することによって、セルロース繊維(B)に滑り性が付与される。
 その結果、上記したブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)によるセルロース繊維(B)の分散作用と相俟って、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が、一層向上されると推察される。
 また、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)の添加によってセルロース繊維(B)に滑り性が付与されることに起因して、混練されるとき、セルロース繊維(B)が損傷することなく、熱可塑性樹脂(X2)に均一に分散されることができ、これによって、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が十分に発現される。
 このように、セルロース繊維(B)が、イソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とを介して熱可塑性樹脂(X2)に分散されるため、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、十分に高められる。
 これにより、セルロース繊維(B)が、十分にほぐされ、且つ、十分に分散される。よって、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、十分に高められる。
 また、セルロース繊維(B)に表面処理工程が施されなくても、複数種類の溶媒が用いられなくても、上記のように硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、簡易に形成される。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック剤と反応させてなる反応生成物であって、加熱することによりイソシアネート基を再生するものである。
 前記樹脂補強用混合物(X1)が、ブロックイソシアネート化合物(A)を含有していることによって、該樹脂補強用混合物(X1)を、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)と共に、繊維強化樹脂(Y)用の原料として用いられ得る。
 このとき、繊維強化樹脂(Y)が作製される際に、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)とが、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)がセルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用を緩和するため、セルロース繊維(B)が微細化されて、その分散が促進される。
 このようにして、セルロース繊維(B)が、十分にほぐされ、且つ、十分に分散される。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、イソシアネート基が再生し、セルロース繊維(B)を取り込むようにして重合がなされるため、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が向上される。
 このように、セルロース繊維(B)が、ブロックイソシアネート化合物(A)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とを介して熱可塑性樹脂(X2)に分散されるため、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、十分に高められる。
 また、セルロース繊維(B)に表面処理工程が施されなくても、複数種類の溶媒が用いられなくても、上記のように硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、簡易に形成される。
 本実施形態では、前記ブロックイソシアネート化合物(A)としては、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 前記ポリウレタン化合物(D)は、ポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物とを反応させて生成させた反応生成物である。
 ポリウレタン化合物(D)の生成に用いられるポリオール化合物は、特に限定されるものではない。
 かかるポリオール化合物としては、例えば、例えば、前述したブロックイソシアネート化合物(A)におけるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーの生成に用いられるポリオール化合物が挙げられる。
 ポリウレタン化合物(D)の生成に用いられるポリイソシアネート化合物は、特に限定されるものではない。
 かかるポリイソシアネート化合物としては、例えば、前述したブロックイソシアネート化合物(A)の生成に用いられるポリイソシアネート化合物が挙げられる。
 また、かかるポリイソシアネート化合物としては、前述したイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーと、前述したポリオール化合物とをさらに反応させて生成した反応生成物も挙げられる。
 また、必要により、上記プレポリマーのイソシアネート基と反応し得る活性水素化合物が、鎖伸長剤として使用されることも可能であり、鎖伸長剤としては、アミン化合物が挙げられる。アミン化合物としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ピペラジン、イソホロンジアミンなどのジアミン;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン;トリエチレンテトラミンなどのポリアミン等が挙げられる。これらは、1種または2種以上の混合物として用いられ得る。
 ポリウレタン化合物(D)は、ポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物とを用いて反応させて生成させたポリウレタン樹脂を、水に乳化させてなる水性ポリウレタン化合物であってもよい。
 本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)においては、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)は、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度、曲げ弾性率といった強度の観点から、親水性基を有することが好ましい。親水性基を有するブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が曲げ強度、曲げ弾性率に優れる理由は定かではないが、セルロース繊維(B)同士間の水素結合による相互作用を緩和し、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)中でのセルロース繊維(B)の分散を促進するという作用によるものと推察される。
 このように、本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)においては、
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)または前記ポリウレタン化合物(D)が、親水性基を有していてもよい。
 このように、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が、親水性基を有することによって、繊維強化樹脂(Y)が作製される際、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が、セルロース繊維(B)内の水素結合による相互作用をより緩和するため、セルロース繊維(B)の分散が、より促進される。
 これにより、熱可塑性樹脂(X2)中に、セルロース繊維(B)が、より十分に分散される。
 従って、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、より十分に高められる。
 親水性基は、前述した第1の実施の形態と同様、上記アニオン性基、カチオン性基、またはノニオン性基のいずれであっても良く、特に限定されないが、これらのうち、曲げ強度、曲げ弾性率といった強度の観点から、アニオン性基またはカチオン性基が好ましい。
 ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)に親水性基を含有させて導入するための親水性基化合物としては、特に限定されないが、例えば、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)中の親水性基の含有量は、特に限定されない。例えば、かかる含有量は、0.07~2.10mmol/gであることが好ましく、0.12~1.80mmol/gであることがより好ましく、0.17~1.60mmol/gであることがさらに好ましい。
 上記親水性基の含有量が0.07~2.10mmol/gであることによって、繊維強化樹脂(Y)が作製されるとき、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)を介して、セルロース繊維(B)が、一層十分にほぐされ、且つ、一層分散される。
 よって、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度、曲げ弾性率といった強度が、一層高められる。
 かかる親水性基の含有量は、後述する実施例に記載された測定方法によって測定される値である。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)は、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度、曲げ弾性率といった強度の観点から、芳香族環式構造を有することが好ましい。ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)中の、前記芳香族環式構造の含有量は、4質量%~80質量%であることが好ましく、8質量%~70質量%であることがより好ましい。
 なお、後述する実施例に示すように、前記芳香族環式構造の含有量は、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の全質量に対する、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)中に含まれる芳香族環式構造の割合を示す。すなわち、該含有量は、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の製造に使用するポリオール化合物やポリイソシアネート化合物等の全原料の合計質量と、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の製造に使用した、例えば芳香族環式構造含有ポリオールや芳香族環式構造含有ポリイソシアネート等の芳香族環式構造含有が有する芳香族環式構造の含有量とに基づいて算出される値である。前記芳香族環式構造としては、例えばフェニル基、ナフタレン基等が挙げられる。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)は、短鎖ポリオール基を有する(短鎖ポリオール基が導入されている)ことも好ましい態様である。短鎖ポリオール基を有することによって、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が水分散体である場合に、該ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)には、その各分子内でウレタン結合が局在化され、分岐構造が導入され得る。前記ウレタン結合を局在化させるための短鎖ポリオール基、及び、分岐構造を導入するための短鎖ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、前述した第1の実施形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)には、鎖伸長剤が導入されることも好ましい態様である。鎖伸長剤が導入されることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が、後述するように水分散体である場合に、その各分子が増大され得る。前記鎖伸長剤としては、特に限定されないが、例えば、前述した第1の実施形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 前記アニオン性界面活性剤(E)は、アニオン性の置換基を有する界面活性剤である。
 アニオン性界面活性剤(E)は、特に限定されない。
 アニオン性界面活性剤(E)としては、例えば、硫酸エステル基を有する硫酸エステル系、リン酸エステル基を有するリン酸エステル系、カルボン酸基を有するカルボン酸系、スルホン酸(硫酸)基を有するスルホン酸系のアニオン性界面活性剤等が挙げられる。
 硫酸エステル系のアニオン性界面活性剤(E)としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、第一工業製薬社製の商品名:モノゲン、ハイテノール、アクアロン(例えば、アクアロンBC、アクアロンHS、アクアロンKH)で表されるもの等が挙げられる。
 リン酸エステル系のアニオン性界面活性剤(E)としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、第一工業製薬社製の商品名:フライサーフで表されるもの等が挙げられる。
 カルボン酸系のアニオン性界面活性剤(E)としては、市販品を用いることができ、該市販品として、例えば、第一工業製薬社製の商品名:ネオハイテノール、DKカリソープで表されるもの等が挙げられる。
 スルホン酸系のアニオン性界面活性剤(E)としては、市販品を用いることができ、該市販品として、例えば、第一工業製薬社製の商品名:ネオゲン、ネオコールで表されるもの等が挙げられる。
 前記シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)は、イオン性(アニオン性及びカチオン性)の置換基を有しない界面活性剤であって、シリコーン基若しくはアセチレン基を置換基として有する界面活性剤である。
 これらのうち、シリコーン系のノニオン性界面活性剤(F1)は、シロキン結合のケイ素に有機基が結合して形成されたオルガノシロキサン基を有するノニオン性界面活性剤であれば、特に限定されない。
 シリコーン系のノニオン性界面活性剤(F1)としては、例えば、ポリエーテル変性シロキサンが好ましい。
 ポリエーテル変性シロキサンとしては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、ビックケミー社製の商品名:BYK-349、信越シリコーン社製の商品名:変性シリコーンオイル(例えば、KF-351A、KF-615)で表されるもの等が挙げられる。
 アセチレン系のノニオン性界面活性剤(F2)は、アセチレン基を有するノニオン性界面活性剤であれば、特に限定されない。
 アセチレン系のノニオン性界面活性剤(F2)としては、例えば、ポリエーテルアセチレンが好ましく、エチンオキシド変性アセチレンがより好ましい。
 エチレンオキシド変性アセチレンとしては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、日信化学工業社製の商品名:サーフィノール(例えば、サーフィノール440)で表されるもの等が挙げられる。
 樹脂補強用混合物(X1)が、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)を含有していることによって、繊維強化樹脂(Y)の作製の際、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)が存在することによって、セルロース繊維(B)に対するブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の濡れ性が向上し、これによって、セルロース繊維(B)に対してブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が浸透または均一に付着することができる。
 またセルロース繊維(B)の間に上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)が存在することによって、セルロース繊維(B)に滑り性が付与される。
 その結果、繊維強化樹脂(Y)の作製の際、上記したブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)によるセルロース繊維(B)の分散作用と相俟って、繊維強化樹脂(Y)中で、樹脂成分とセルロース繊維(B)との密着性が、一層向上されると推察される。
 また、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)の添加によってセルロース繊維(B)に滑り性が付与されることに起因して、混練されるとき、セルロース繊維(B)が損傷することなく、熱可塑性樹脂(X2)に均一に分散されることができ、これによって、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が十分に発現される。
 上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)の添加量は、特に限定されるものではなく、適宜設定し得る。
 例えば、上記のように、セルロース繊維(B)に十分な滑り性を付与し得る点を考慮すれば、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)の添加量は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の固形分100質量部に対して0.1質量部以上であることが好ましく、0.3質量部以上であることがより好ましい。
 一方、得られる繊維強化樹脂(Y)の曲げ強度および曲げ弾性率といった強度に悪影響が及ぼされることを抑制し得る点を考慮すれば、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)の添加量は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の固形分100質量部に対して30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましい。
 本実施形態の樹脂補強用混合物(X1)においては、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)は、水(C)に分散されることなく樹脂補強用混合物(X1)に含有されていても、水(C)に分散された水分散体として、樹脂補強用混合物(X1)に含有されていてもよい。
 このように、前記樹脂補強用混合物(X1)は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)と、水(C)とを含有していてもよい。
 このように、水(C)が含有されていることによって、繊維強化樹脂(Y)が作製される際、より十分にセルロース繊維が分散され易くなる。
 これにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度が、より十分に高められる。
 また、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)は、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)を含有する水(C)に分散された水分散体として、セルロース繊維(B)と混合された後、乾燥されることによって、樹脂補強用混合物(X1)に含有されていてもよい。
 すなわち、前記樹脂補強用混合物(X1)は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)と、水(C)とが混合された後、乾燥されたものであってもよい。
 このように、混合した後、乾燥されたものであることによって、繊維強化樹脂(Y)が作製される際、水(C)が除去される必要がないため、繊維強化樹脂(Y)が、より簡便に形成されたものとなる。
 前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が水分散体である場合、上記強度の観点から、前記ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の平均粒子径は、0.3μm以下であることが好ましく、0.15μm以下であることがより好ましい。
 かかる平均粒子径は、後述する実施例に記載された方法で測定される値である。
 なお、樹脂補強用混合物(X1)は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とを含有していれば、その形態は、特に限定されない。
 前記セルロース繊維(B)としては、特に限定されないが、例えば、前述した第1の実施形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 前記樹脂補強用混合物(X1)中の、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)との含有比としては、特に限定されないが、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度及び曲げ弾性率といった強度の観点から、セルロース繊維(B)1質量部に対し、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が0.01~4.0質量部であることが好ましく、0.03~3.0質量部であることがより好ましく、0.05~2.5質量部であることが更に好ましい。
 前記樹脂補強用混合物(X1)中の、水(C)の含有量としては、1~99質量%であることが好ましく、2~95質量%であることがより好ましい。水(C)の含有量が1~99質量%であることにより、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)との混合性が良好になる。
 本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)は、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する。
 前記熱可塑性樹脂(X2)としては、特に限定されないが、例えば、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 前記繊維強化樹脂混合物(X)におけるセルロース繊維(B)と熱可塑性樹脂(X2)との配合比は、特に限定されない。例えば、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという観点を考慮すれば、セルロース繊維(B)の配合量は、熱可塑性樹脂(X2)100質量部に対し、1~300質量部程度であることが好ましく、1~200質量部程度であることがより好ましく、1~100質量部程度であることがさらに好ましい。
 前記繊維強化樹脂混合物(X)における、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、熱可塑性樹脂(X2)との配合は、特に限定されない。例えば、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという観点を考慮すれば、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)の配合量は、熱可塑性樹脂(X2)100質量部に対し、1~300質量部程度であることが好ましく、1~200質量部程度であることがより好ましく、1~100質量部程度であることが更に好ましい。
 前記繊維強化樹脂混合物(X)は、さらに任意の添加剤を含有していてもよい。任意の添加剤は、特に限定されない。例えば、かかる添加剤として、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 かかる添加剤の配合割合は、得られる繊維強化樹脂(Y)の効果が損なわれない範囲で、適宜設定され得る。例えば、繊維強化樹脂混合物(X)に10質量%程度以下であることが好ましく、5質量%程度以下であることがより好ましい。
 上記の通り、本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)は、上記した前記樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する。
 かかる構成によれば、繊維強化樹脂混合物(X)が、加熱されるだけで、繊維強化樹脂(Y)が作製され得る。すなわち、樹脂補強用混合物(X1)を、繊維強化樹脂(Y)用の原料として用いることができる。
 このとき、上記の通り、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、繊維強化樹脂(Y)は、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成されたものとなる。
 例えば、樹脂補強用混合物(X1)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、繊維強化樹脂(Y)は、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成されたものとなる。
 また、例えば、樹脂補強用混合物(X1)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが、ポリウレタン化合物(D)が融着しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されることによって、繊維強化樹脂(Y)は、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成されたものとなる。
 ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が水分散体であるような場合には、繊維強化樹脂混合物(X)は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または上記界面活性剤(F)と、水(C)とを含有していてもよい。
 上記の通り、水(C)を含有していることによって、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)に、セルロース繊維(B)が、より十分に分散される。
 これにより、繊維強化樹脂(Y)の硬化体の強度を、より十分に高めることができる。
 本実施形態の繊維強化樹脂混合物(X)は、
 前記水(C)を含有する樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなるものであってもよい。
 例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)が水分散体であるような場合において、繊維強化樹脂混合物(X)は、樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなるものであってもよい。
 これによれば、繊維強化樹脂(Y)が作製されるとき、水が除去される必要がないため、繊維強化樹脂(Y)が、より簡易に形成されたものとなる。
 本実施形態の繊維強化樹脂(Y)は、前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱され、且つ、混合されてなる。
 例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、繊維強化樹脂(Y)は、繊維強化樹脂混合物(X)が、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されてなる態様が採用され得る。
 また、例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、繊維強化樹脂(Y)は、繊維強化樹脂混合物(X)が、ポリウレタン化合物(D)が融着しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱され、且つ、混合されてなる態様が採用され得る。
 かかる構成によれば、上記の通り、繊維強化樹脂(Y)は、硬化体の強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成されたものとなる。
 上記した本実施形態の繊維強化樹脂(Y)の製造方法は、
 ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する繊維強化樹脂混合物(X)を、前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱し、且つ、混合する工程(加熱混合工程)を備える。
 かかる構成によれば、上記の通り、硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、簡易に形成される。
 例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、上記加熱混合工程においては、繊維強化樹脂混合物(X)を、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱し、且つ、混合する態様が採用され得る。
 この態様によれば、硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、より簡易に形成される。
 また、例えば、繊維強化樹脂混合物(X)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、上記加熱混合工程においては、繊維強化樹脂混合物(X)を、ポリウレタン化合物(D)が融着しつつ熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上で加熱し、且つ、混合する態様が採用され得る。
 この態様によれば、硬化体の強度が十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、より簡易に形成される。
 また、本実施形態の繊維強化樹脂(Y)の製造方法では、繊維強化樹脂混合物(X)が、さらに水(C)を含有していてもよい。
 このように、水(C)が含有されていることによって、上記の通り、硬化体の強度がより十分に高められた繊維強化樹脂(Y)が、より簡易に形成される。
 本実施形態で用いるブロックイソシアネート化合物(A)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、前述した第1の実施の形態で説明したのと同じ方法が採用され得る。
 本実施形態で用いるポリウレタン化合物(D)の製造方法は、特に限定されない。例えば、例えば、前述した第1の実施の形態で説明したのと同じ方法が採用され得る。
 本実施形態で用いる樹脂補強用混合物(X1)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とを、公知の方法で混合する方法が採用され得る。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)と、水(C)とを公知の方法で混合する方法が採用され得る。
 なお、水(C)は、前述したようにブロックイソシアネート化合物(A)水分散体またはポリウレタン化合物(D)水分散体として添加されても良いし、これとは別途、添加されても良い。
 本実施形態の繊維強化樹脂(Y)の加熱混合工程においては、例えば、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)とを、溶融混練することができる。
 これらの配合量は、前述したように、調整されればよい。
 また、樹脂補強用混合物(X1)と熱可塑性樹脂(X2)の他、前述したように、任意の添加剤が配合されてもよい。
 樹脂補強用混合物(X1)がブロックイソシアネート化合物(A)を含有する場合には、溶融混練する際の温度は、ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上であれば、特に限定されるものではない。例えば、その温度は、ブロック基の解離温度及び熱可塑性樹脂(X2)の融点等に応じて適宜設定され得る。例えば、溶融混練する際の温度は、80~250℃であることが好ましく、100~230℃であることがより好ましく、120~220℃であることがさらに好ましい。
 また、溶融混練される際には、この分野で通常使用される装置が使用され得る。
 樹脂補強用混合物(X1)がポリウレタン化合物(D)を含有する場合には、溶融混練する際の温度は、ポリウレタン化合物(D)が融着し、且つ、熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上であれば、特に限定されるものではない。例えば、その温度は、ポリウレタン化合物(D)の融着温度及び熱可塑性樹脂(X2)の融点等に応じて適宜設定さ得る。例えば、溶融混練される際の温度は、80~250℃であることが好ましく、100~230℃であることがより好ましく、120~220℃であることがさらに好ましい。
 また、溶融混練される際には、この分野で通常使用される装置が使用され得る。
 上記のように、繊維強化樹脂混合物(X)が水(C)を含有している場合には、例えば、前述したように、ブロックイソシアネート化合物(A)の水分散体またはポリウレタン化合物(D)の水分散体と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とが混合され、この混合物が直接、または、この混合物が乾燥された後、熱可塑性樹脂(X2)と混合され、溶融混練され得る。
 このように、ブロックイソシアネート化合物(A)の水分散体またはポリウレタン化合物(D)の水分散体が用いられることによって、前述したように、セルロース繊維(B)を十分に分散させる分散媒として水(C)が作用し、これにより、熱可塑性樹脂(X2)中にセルロース繊維(B)がより均一に分散される。
 また、溶融混練する際に、さらに水(C)と相溶性のある有機溶媒が加えられても良い。かかる溶媒としては、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じものが挙げられる。
 樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)と、その他の成分とを混合する方法は、特に限定されない。例えば、混合方法として、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じ方法が挙げられる。
 本実施形態の繊維強化樹脂(Y)は、公知慣用の樹脂成形体の成型方法を用いて、所望の形状の樹脂形成体に成型され得る。このような成型としては、例えば、前述した第1の実施の形態で挙げられたのと同じ成型が挙げられる。
 なお、繊維強化樹脂混合物(X)が水(C)を含有している場合には、成型に先立って、予め、繊維強化樹脂混合物(X)が乾燥されることが好ましい。
 このように乾燥されることによって、得られる繊維強化樹脂(Y)中のセルロース繊維(B)の均一分散性が向上し、繊維強化樹脂(Y)が、強度等の物性に一層優れたものとなる。
 繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度は、特に限定されない。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維(B)が10質量%含有されている場合には、その曲げ強度は、60MPa以上であることが好ましく、62MPa以上であることが、より好ましい。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維(B)が20質量%含有されている場合には、その曲げ強度は、67MPa以上であることが好ましく、69MPa以上であることが、より好ましい。
 また、例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)及びポリウレタン化合物(D)を含有していない繊維強化樹脂と比較して、それを含有している繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ強度が、3%以上向上していることが好ましく、5%以上向上していることがより好ましい。
 なお、かかる曲げ強度は、後述する実施例に記載の方法で測定された値である。
 繊維強化樹脂(Y)の曲げ弾性率は、特に限定されない。例えば、繊維強化樹脂(Y)中にセルロース繊維(B)が20質量%含有されている場合には、2850MPa以上であることが好ましく、2900MPa以上であることが、より好ましい。
 また、例えば、ブロックイソシアネート化合物(A)を含有していない繊維強化樹脂と比較して、それを含有している繊維強化樹脂(Y)の硬化体の曲げ弾性率が、3%以上向上していることが好ましく、5%以上向上していることがより好ましい。
 なお、かかる曲げ弾性率は、後述する実施例に記載の方法で測定される値である。
 以上の通り、上記各実施形態によれば、強度が十分に高められた繊維強化樹脂を簡易に形成し得る樹脂補強用混合物及び繊維強化樹脂混合物、並びに、強度が十分に高められ、且つ、簡易に形成された繊維強化樹脂及びその製造方法が提供される。
 上記各実施形態の樹脂補強用混合物、繊維強化樹脂混合物、繊維強化樹脂、及びその製造方法によって得られる繊維強化樹脂の硬化体は、高強度かつ高弾性であるため、例えば、セルロース繊維の成型物、ミクロフィブリル化植物繊維含有樹脂成型物が使用されていた分野に加え、より高い機械強度(曲げ強度等)が要求される分野にも使用できる。例えば、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機器の内装材、外装材、構造材等や、パソコン、テレビ、電話等の電化製品等の筺体、構造材、内部部品等、建築材、文具、OA機器等の事務機器等の筐体、スポーツ・レジャー用品、構造材として有効に使用できる。
 本発明について、実施例および比較例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。なお、以下において、「部」、「%」は、特に明示した場合を除き、「質量部」、「質量%」をそれぞれ表す。
例1
(ブロックイソシアネート化合物の製造)
(ブロックイソシアネート化合物A-1)
 撹拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、下記の原料を加え、75℃で1時間反応させ、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。メチルエチルケトン溶液を40℃まで冷却し、メチルエチルケトンオキシム200質量部をブロック剤として反応させた後、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液を325質量部加えて、不揮発分に対する遊離のイソシアネート基に親水性基を導入した。その後ホモジナイザーで撹拌しながら水2700質量部を徐々に加えて乳化分散させた。これを減圧下、50℃で脱溶剤を行い、ブロックイソシアネート化合物(A-1)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 130質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 540質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-2)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを300質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を275質量部としたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-2)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBPE-40」(三洋化成社製、Mw=約400) 110質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 480質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-3)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてε-カプロラクタムを240質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を300質量部としたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-3)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 130質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 510質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-4)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを160質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を275質量部としたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-4)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ポリプロピレングリコール分子量2000(ポリエーテルポリオール)
商品名「エクセノール2020」(旭硝子製、Mw=2000) 410質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 320質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-5)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを180質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を575質量部としたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-5)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 110質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 480質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-6)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを300質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を125質量部としたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-6)を30質量%含有する水性分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 180質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 470質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-7)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを335質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を37.5質量部とし、水を添加する前に界面活性剤ノイゲンEA-137を30質量部加えたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-7)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 180質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 470質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-8)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを145質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の添加量を662.5質量部としたこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-8)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 110質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 480質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-9)
 原料として下記を使用した。ブロック剤として重亜硫酸ナトリウムの10%水溶液を1200質量部使用したこと、溶媒として酢酸エチルを300質量部使用したこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-9)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 545質量部
・ヘキサメチレンジイソシアネート
商品名「デュラネート50M」(旭化成ケミカルズ製、イソシアネート基含有量50質量%) 335質量部
・酢酸エチル 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-10)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを290質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の代わりに、ジメチルアミノエタノールを60質量部添加し、その後、硫酸ジメチルを80質量部添加し、40℃で約30分間、4級化工程を行ったこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-10)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 110質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 460質量部
・ジメチルアミノエタノール 60質量部
・硫酸ジメチル 80質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-11)
 原料として下記を使用した。ブロック剤として3,5-ジメチルピラゾールを210質量部使用したこと以外全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-11)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400)130質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%)530質量部
・メチルエチルケトン300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-12)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを300質量部使用したこと、アミノエチルスルホン酸ナトリウムの40%水溶液の代わりに、アミノ酢酸ナトリウム40%水溶液を200質量部添加したこと以外全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-12)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 130質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 490質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-13)
 撹拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、下記の原料を加え、75℃で2時間反応させ、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を得た。メチルエチルケトン溶液を40℃まで冷却し、メチルエチルケトンオキシム180質量部をブロック剤として反応させた後、水酸化ナトリウム10%水溶液を200質量部加えて、プレポリマー中のジメチロールプロピオン酸を中和した。その後ホモジナイザーで撹拌しながら水2700質量部を徐々に加えて乳化分散させた。これを減圧下、50℃で脱溶剤を行い、ブロックイソシアネート化合物(A-13)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(ポリエーテルポリオール)
商品名「ニューポールBP-3P」(三洋化成社製、Mw=約400) 200質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 550質量部
・ジメチロールプロピオン酸 70質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-14)
 原料として下記を使用した。ブロック剤としてo-sec-ブチルフェノールを300質量部使用したこと以外は全て、上記ブロックイソシアネート化合物(A-1)と同様の方法で行い、ブロックイソシアネート化合物(A-14)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・ポリエチレングリコール分子量600
商品名「PEG600S」(第一工業製薬社製、Mw=600) 250質量部
・メトキシ-ポリエチレングリコール分子量2500
商品名「m-PEGcp2500」(第一工業製薬社製、Mw=2500) 70質量部
・ポリメリックMDI
商品名「PAPI-27」(ダウ・ケミカル日本社製、イソシアネート基含有量32質量%) 380質量部
・メチルエチルケトン 300質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-15)
 撹拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、下記の原料を加え、75℃で1時間反応させ、酢酸エチル溶液を冷却し、下記界面活性剤を添加し、その後ホモジナイザーで撹拌しながら水1600質量部を徐々に加えて乳化分散させた。これを減圧下、50℃で脱溶剤を行い、ブロックイソシアネート化合物(A-15)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・TDIアダクト
商品名「コロネートL」(酢酸エチル含有、有効成分75%品、イソシアネート基含有量13質量%)(東ソー製) 967質量部
・メチルエチルケトンオキシム 275質量部
・酢酸エチル 300質量部
・界面活性剤
商品名「エパン485」(第一工業製薬製) 70質量部
商品名「エパン785」(第一工業製薬製) 70質量部
(ブロックイソシアネート化合物A-16)
 イソシアネートTDIアダクトを、ヌレートHMDI(商品名「デュラネートTPA-100」に代えてイソシアネート基含有量21%)を685質量部使用し、メチルエチルケトンオキシムを315質量部使用したこと以外は全て、ブロックイソシアネート化合物(A-15)と同様に行い、ブロックイソシアネート化合物(A-16)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・酢酸エチル 400質量部
・界面活性剤
商品名「エパン485」(第一工業製薬製) 70質量部
商品名「エパン785」(第一工業製薬製) 70質量部
(ポリウレタン化合物の製造)
(ポリウレタン化合物D-1)
 撹拌機、還流冷却管、温度計および窒素吹き込み管を備えた4つ口フラスコに、下記の原料を加え、75℃で1時間反応させ、ポリウレタンのメチルエチルケトン溶液を得た。メチルエチルケトン溶液を40℃まで冷却し、水酸化ナトリウムの10%水溶液を100質量部加えて、ポリウレタン中のジメチロールプロピオン酸を中和した。その後ホモジナイザーで撹拌しながら水 2700質量部を徐々に加えて乳化分散させた。これを減圧下、50℃で脱溶剤を行い、ポリウレタン化合物(D-1)を30質量%含有する水分散体を得た。
<使用原料>
・3-メチル-1,5-ペンタンジオール、アジピン酸、及びイソフタル酸によって形成されたポリエステルポリオール
商品名「クラポールP-2012」(クラレ社製、Mw=約2000) 820質量部
・モノメリックMDI
商品名「ミリオネートMT、イソシアネート基含有量32質量%」(東ソー社製) 140質量部
・ジメチロールプロピオン酸 40質量部
・メチルエチルケトン 1000質量部
(実験例1:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表1に示す組成(使用原料と配合部)に従って、セルロース繊維(B)(針葉樹クラフトパルプ)に、ブロックイソシアネート化合物(A)および水(C)を添加し、さらに熱可塑性樹脂(X2-1)(PPパウダー)と熱可塑性樹脂(X2-2)(マレイン酸変性PP(MAPP))とを添加して、自動公転ミキサー(シンキー社製、商品名:泡取り練太郎)を用いて混合した。得られた混合物を、80℃で6時間乾燥させて、繊維強化樹脂混合物(X)を得た。
 得られた繊維強化樹脂混合物(X)に、さらに熱可塑性樹脂(X2-3)(PPペレット、融点 167℃)を混合し、二軸押出機(テクノベル社製、商品名:KZW15-60MG)によって溶融混練して、ペレット状の成型体を得た。二軸押出機のシリンダー温度を、上流側から140℃、150℃、160℃、170℃、170℃、170℃、170℃、170℃に設定した。
 得られた成型体を、射出成型機(日精樹脂工業、NPX7)に投入し、厚さ4mm、幅10mm、長さ80mmの平板型の金型に注入し、樹脂成型体(試験片)を得た(成型温度180℃~185℃、金型温度30℃)。ブロックイソシアネート化合物(A)の種類を変更し、実施例1~16の繊維強化樹脂(Y)の成型体(試験片)を得た。
 また、ブロックイソシアネート化合物(A)を用いる代わりに、ポリウレタン化合物(D)を用いて同様に製造し、また、ブロックイソシアネート化合物(A)もポリウレタン化合物(D)も用いることなく同様に製造して、比較例1、2の繊維強化樹脂の成型体(試験片)を得た。
 結果を表3、表4に示す。
(実験例2:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表1に示す組成(使用原料と配合部)に従って、シリンダー温度が、上流側から150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃とした以外は全て、製造例1と同様にして、実施例17~20、比較例3、4の繊維強化樹脂の成型体(試験片)を得た。
 結果を表5に示す。
(実験例3:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表2に示す組成(使用原料と配合部)に変更した以外は、製造例1と同様にして、実施例21~24、比較例5、6の繊維強化樹脂の成型体(試験片)を得た。
 結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 ブロックイソシアネート化合物中の親水性基の含有量、ブロック基の含有量、及び、芳香族環式構造の含有量については、下記のように測定した。
 ポリウレタン化合物中の親水性基の含有量、ブロック基の含有量、及び、芳香族環式構造の含有量についても、下記のように測定した。
(親水性基の含有量の測定方法)
 親水性基の含有量(mmol/g)を、ブロックイソシアネート化合物全質量に対する親水性基化合物のモル(仕込み量)の比として、下記計算式を用いて計算した。
 親水性基含有量(mmol/g)={(親水性基化合物の仕込み量(g)/親水性基化合物の分子量)/ブロックイソシアネート化合物の全質量(g)}×1000
 親水性基の含有量(mmol/g)を、ポリウレタン化合物全質量に対する親水性基化合物のモル(仕込み量)の比として、下記計算式を用いて計算した。
 親水性基含有量(mmol/g)={(親水性基化合物の仕込み量(g)/親水性基化合物の分子量)/ポリウレタン化合物の全質量(g)}×1000
 なお、本実施例では、ジメチロールプロピオン酸、アミノエチルスルホン酸ナトリウム、アミノ酢酸ナトリウム、ジメチルアミノエタノール及び重亜硫酸ナトリウムが、親水性基化合物に相当する。
(ブロック基の含有量の測定方法)
 ブロック基の含有量(mmol/g)を、ブロックイソシアネート化合物全質量に対するブロック剤のモル(仕込み量)の比として、下記計算式を用いて計算した。
 ブロック基含有量(mmol/g)={(ブロック剤の仕込み量(g)/ブロック剤の分子量)/ブロックイソシアネート化合物の全質量(g)}×1000
 なお、本実施例では、メチルエチルケトンオキシム、o-sec-ブチルフェノール、カプロラクタム、3,5-ジメチルピラゾール及び重亜硫酸ナトリウムが、ブロック化剤に相当する。
 また、実施例9では、重亜硫酸ナトリウムが、親水性基化合物とブロック化剤との双方に相当する。
(芳香族環式構造の含有量の測定方法)
 芳香族環式構造の含有量(質量%)を、ブロックイソシアネート化合物の全質量(g)に対する、ブロックイソシアネート化合物の製造に用いた原料中の芳香族環式構造(ベンゼン環:分子量78)の全質量(g)の比として、計算した。
 本実施例では、具体的には、芳香族環式構造の含有量(質量%)を、ブロックイソシアネート化合物の全質量に対する、イソシアネート化合物中の芳香族環式構造(フェニル基)の質量と、ポリオール中の芳香族環式構造の質量と、ブロック剤中の芳香族環式構造の質量との合計の比として、下記計算式を用いて計算した。
 芳香族含有量(質量%)={(イソシアネート化合物中の芳香族環式構造の質量(g)+ポリオール中の芳香族環式構造の質量(g)+ブロック剤中の芳香族環式構造の質量(g))/ブロックイソシアネート化合物の全質量(g)}×100
 具体的には、例えばブロックイソシアネート化合物A-1では、ブロック剤が芳香族環式構造を有しないため、イソシアネート化合物中の芳香族環式構造の質量(g)と、ポリオール化合物中の芳香族環式構造の質量(g)とを、下記のようにして計算した。
 イソシアネート化合物中の芳香族環式構造の質量(g)については、PAPI-27は、イソシアネート基を32質量%有し、また、PAPI-27においては、イソシアネート基のモル数と、ベンゼン環のモル数とは約等量であるため、下記式を用いて計算した。なお、フェニル基の分子量としてベンゼンの分子量(78)を用いた。また、ナフチル基の分子量としてナフタレンの分子量(128)が採用され得る。
 イソシアネート化合物中の芳香族環式構造の質量(g)=(イソシアネート基のモル数)×(フェニル基としてのベンゼンの分子量78)=〔{イソシアネート化合物の仕込み量540(g)×(32(質量%)/100)}/42〕×78=320.9(g)
 また、ポリオール化合物中の芳香族環式構造の質量(g)は、例えば、ニューポールBP-3Pは、芳香族環式構造を38質量%有するため、下記式を用いて計算した。
 ポリオール化合物中の芳香族環式構造の質量=(ポリオール化合物の仕込み量(g))×(38(質量%)/100)=130×0.38=49.4(g)
 よって、上記より、ブロックイソシアネート化合物A-1中の芳香族環式構造の含有量(質量%)は、{(320.9g+49.4g)/1000}×100=37.0%と計算される。
 なお、ブロック剤が、芳香族環式構造を有する場合には、芳香族環式構造の質量(g)を、下記式を用いて計算したうえで、その結果を上記式に代入すればよい。
 ブロック剤中の芳香族環式構造の質量(g)=ブロック剤の仕込み量(g)×(ブロック剤中の芳香族環式構造の比(質量%)/100)
 また、ポリウレタン化合物中の芳香族環式構造の含有量については、ブロックイソシアネート化合物の全質量に代えてポリウレタン化合物の全質量とすること以外は、上記と同様にして測定した。
(評価方法)
 得られた試験片を用いて、下記方法により、評価を行った。
(曲げ強度、曲げ弾性率)
 オートグラフ万能試験機(島津製作所製、ロードセル100kg)を用いて、試験速度10mm/min、支点間距離64mmで、JIS K 7017(繊維強化プラスチック-曲げ特性の求め方)に準じて、測定した。
(平均粒子径測定方法)
 得られた水分散体におけるブロックイソシアネート化合物及びポリウレタン化合物の平均粒子径については、ナノトラック粒度分布測定装置UPA-EX150(日機装社製)を用いて測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 <評価結果>
 実施例1~24、比較例1~6より、実施例の樹脂成型体は比較例と比較して、曲げ強度及び曲げ弾性率が高いことが分かった。
例2
(ブロックイソシアネート化合物の製造)
 上記と同様にして、ブロックイソシアネート化合物(A-1)、(A-2)、(A-9)をそれぞれ含有する水分散体をそれぞれ製造した。
(ポリウレタン化合物の製造)
 上記と同様にして、ポリウレタン化合物(D)として、ポリウレタン化合物(D-1)を含有する水分散体を製造した。
(実験例4:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表7に示す組成(使用原料と配合部)に従って、セルロース繊維(B)(針葉樹クラフトパルプ)に、ブロックイソシアネート化合物(A)と、水(C)とを添加し、さらに熱可塑性樹脂(X2-1)(PPパウダー)と熱可塑性樹脂(X2-2)(マレイン酸変性PP(MAPP))とを添加したこと以外は、実験例1と同様にして、製造例1の繊維強化樹脂混合物(X)を得た。
 得られた繊維強化樹脂混合物(X)に、さらに熱可塑性樹脂(X2-3)(PPペレット、融点 167℃)を混合したこと以外は、実験例1と同様にして、ペレット状の成型体を得た。
 得られた成型体を、実験例1と同様にして、製造例1の樹脂成型体(試験片)を得た。
 また、表7に示す組成に従って、ブロックイソシアネート化合物(A)の種類を変更し、また、ブロックイソシアネート化合物(A)に代えてポリウレタン化合物(D)を用いること以外は製造例1と同様にして、製造例2~4の繊維強化樹脂混合物(X)及び繊維強化樹脂(Y)の成型体(試験片)を得た。
 結果を表7に示す。
(実験例5:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表7、8に示す組成(使用原料と配合部)に従って、セルロース繊維(B)(針葉樹クラフトパルプ)に、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、水(C)と、さらに、アニオン性界面活性剤(E)またはシリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)とを添加したこと以外は製造例1~4と同様にして、製造例5~14の繊維強化樹脂混合物(X)及び繊維強化樹脂(Y)の成形体(試験片)を作製した。
 結果を表7、8に示す。
(実験例6:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表8に示す組成(使用原料と配合部)に従って、アニオン性界面活性剤(E)も、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)も用いず、代わりに、高級アルコール系のノニオン性界面活性剤(G)を用いたこと以外は製造例5~14と同様にして、製造例15、16の繊維強化樹脂混合物及び繊維強化樹脂の成型体(試験片)を得た。
 結果を表8に示す。
(実験例7:繊維強化樹脂混合物および繊維強化樹脂(成型体)の製造)
 表8に示す組成(使用原料と配合部)に従って、ブロックイソシアネート化合物(A)もポリウレタン化合物(D)も用いず、且つ、上記界面活性剤(E)、(F)、(G)も用いないこと以外は製造例1~4と同様にして、製造例17の繊維強化樹脂混合物及び繊維強化樹脂の成型体(試験片)を得た。
 また、表8に示す組成(使用原料と配合部)に従って、ブロックイソシアネート化合物(A)もポリウレタン化合物(D)も用いず、一方、上記界面活性剤(F)を用いること以外は製造例5~14と同様にして、製造例18の繊維強化樹脂の成型体(試験片)を得た。
 結果を表8に示す。
 ブロックイソシアネート化合物中の親水性基の含有量、ブロック基の含有量、及び、芳香族環式構造の含有量を、上記と同様にして、測定した。
 また、ポリウレタン化合物中の親水性基の含有量、及び、芳香族環式構造の含有量を、上記と同様にして、測定した。
(評価方法)
 得られた試験片を用いて、上記と同様にして曲げ強度及び曲げ弾性率を測定することにより、評価を行った。
 また、上記と同様にして、得られた水分散体におけるブロックイソシアネート化合物及びポリウレタン化合物の平均粒子径を、測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 <評価結果>
 表7、8より、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(E)とを含有する製造例5~14は、界面活性剤(E)、(F)、(G)を含有しない製造例1~4よりも、曲げ強度及び曲げ弾性率が高いことが分かった。
 また、製造例5~14は、高級アルコール系のノニオン性界面活性剤(G)を含有する製造例15、16よりも、曲げ強度及び曲げ弾性率が高いことが分かった。
 さらに、製造例5~14は、ブロックイソシアネート化合物(A)も、ポリウレタン化合物(D)も、上記界面活性剤(E)、(F)、(G)も含有しない製造例17(すなわち、セルロース繊維(B)のみを含有する試料)よりも、曲げ強度及び曲げ弾性率が高いことが分かった。
 加えて、製造例5~14は、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)を含有するものの、ブロックイソシアネート化合物(A)もポリウレタン化合物(D)も含有しない製造例18よりも、曲げ強度及び曲げ弾性率が高いことが分かった。
 これらの結果、製造例5~14は、ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、上記界面活性剤(E)または界面活性剤(F)とを含有することによって、高い曲げ強度及び曲げ弾性率を奏し、しかも、この効果が相乗的なものであることが分かった。
 以上のように本発明の実施形態及び実施例について説明を行なったが、各実施形態及び実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 
 

Claims (20)

  1.  ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)とを含有する、樹脂補強用混合物(X1)。
  2.  前記ブロックイソシアネート化合物(A)が、親水性基を有する、請求項1に記載の樹脂補強用混合物(X1)。
  3.  前記ブロックイソシアネート化合物(A)中の前記親水性基の含有量が、0.07~2.10mmol/gである、請求項2に記載の樹脂補強用混合物(X1)。
  4.  前記ブロックイソシアネート化合物(A)は、オキシム系ブロック剤、フェノール系ブロック剤、ラクタム系ブロック剤、アルコール系ブロック剤、活性メチレン系ブロック剤、アミン系ブロック剤、ピラゾール系ブロック剤、重亜硫酸塩系ブロック剤、イミダゾール系ブロック剤からなる群より選択される少なくとも1種によって、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基がブロックされてなる、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂補強用混合物(X1)。
  5.  さらに水(C)を含有する、請求項1~4のいずれかに記載の樹脂補強用混合物(X1)。
  6.  請求項1~5のいずれかに記載の樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する、繊維強化樹脂混合物(X)。
  7.  請求項5に記載の樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなる、繊維強化樹脂混合物(X)。
  8.  請求項6または7に記載の繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱された状態で、混合されてなる、繊維強化樹脂(Y)。
  9.  ブロックイソシアネート化合物(A)と、セルロース繊維(B)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で、混合する工程を備えた、繊維強化樹脂(Y)の製造方法。
  10.  前記繊維強化樹脂混合物(X)が、さらに水(C)を含有する、請求項9に記載の繊維強化樹脂(Y)の製造方法。
  11.  ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、
     セルロース繊維(B)と、
     アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)とを含有する、樹脂補強用混合物(X1)。
  12.  前記ブロックイソシアネート化合物(A)または前記ポリウレタン化合物(D)が、親水性基を有する、請求項11に記載の樹脂補強用混合物(X1)。
  13.  さらに水(C)を含有する、請求項11または12に記載の樹脂補強用混合物(X1)。
  14.  請求項11~13のいずれかに記載の樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する、繊維強化樹脂混合物(X)。
  15.  請求項13に記載の樹脂補強用混合物(X1)と、熱可塑性樹脂(X2)とが混合されて、乾燥されてなる、繊維強化樹脂混合物(X)。
  16.  請求項14または15に記載の繊維強化樹脂混合物(X)が、前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱された状態で混合されてなる、繊維強化樹脂(Y)。
  17.  ブロックイソシアネート化合物(A)またはポリウレタン化合物(D)と、セルロース繊維(B)と、アニオン性界面活性剤(E)、または、シリコーン系若しくはアセチレン系のノニオン性界面活性剤(F)と、熱可塑性樹脂(X2)とを含有する繊維強化樹脂混合物(X)を、前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で混合する工程を備えた、繊維強化樹脂(Y)の製造方法。
  18.  前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ブロックイソシアネート化合物(A)を含有し、
     前記繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ブロックイソシアネート化合物(A)のブロック基が解離し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で、混合する工程を備えた、請求項17に記載の繊維強化樹脂(Y)の製造方法。
  19.  前記繊維強化樹脂混合物(X)が、前記ポリウレタン化合物(D)を含有し、
     前記繊維強化樹脂混合物(X)を、前記ポリウレタン化合物(D)が融着し且つ前記熱可塑性樹脂(X2)が溶融する温度以上に加熱した状態で、混合する工程を備えた、請求項17に記載の繊維強化樹脂(Y)の製造方法。
  20.  前記繊維強化樹脂混合物(X)が、さらに水(C)を含有する、請求項17~19のいずれかに記載の繊維強化樹脂(Y)の製造方法。
     
     
     
     
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