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JP7185215B2 - Fiber-reinforced resin composition, fiber-reinforced molded article, and method for producing the same - Google Patents
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Description

本発明は、繊維強化樹脂組成物、繊維強化成形体及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber-reinforced resin composition, a fiber-reinforced molded article, and a method for producing the same.

更に詳細には、本発明は、セルロース系繊維及び無機フィラーを含有する繊維強化熱可塑性樹脂組成物、その成形体及びその製造方法に関する。 More specifically, the present invention relates to a fiber-reinforced thermoplastic resin composition containing cellulosic fibers and an inorganic filler, a molded article thereof, and a method for producing the same.

地球環境の維持又は改善のために、力学特性及び機能性が確保されると同時に、製造、使用及び廃棄時に人及び環境に負荷の少ない素材の開発が要望されている。 In order to maintain or improve the global environment, there is a demand for the development of materials that ensure mechanical properties and functionality and that are less burdensome to humans and the environment during production, use and disposal.

繊維強化樹脂組成物は、金属材料に比べて製造時のエネルギー負荷が小さくまた軽量であることから、金属材料に代えて自動車部品、航空機内部品、家庭用機器、建設材料等の広い分野で使用されてきた。 Fiber reinforced resin compositions are used in a wide range of fields such as automobile parts, aircraft interior parts, household equipment, construction materials, etc. It has been.

自動車業界では、地球温暖化対策(炭酸ガス対策)、内燃エンジン搭載車の燃費向上対策、ハイブリッド車並びに電池搭載車のエネルギー効率向上等のために、車体の軽量化が急務である。自動車業界では、従来の鉄鋼製構造体から繊維強化樹脂組成物製の構造体への代替が加速化されている。 In the automobile industry, there is an urgent need to reduce the weight of automobile bodies in order to combat global warming (carbon dioxide), improve the fuel efficiency of vehicles equipped with internal combustion engines, and improve the energy efficiency of hybrid vehicles and vehicles equipped with batteries. In the automobile industry, the replacement of conventional steel structures with structures made of fiber-reinforced resin compositions is accelerating.

このような繊維強化樹脂組成物に使用されるマトリクス樹脂については、種々の樹脂の中でも熱可塑性樹脂が、生産性及び汎用性に優れることからその利用が注目されている。 With respect to matrix resins used in such fiber-reinforced resin compositions, thermoplastic resins among various resins are attracting attention due to their excellent productivity and versatility.

繊維強化樹脂組成物の成形法として、射出成形法、プレス成形法、RTM(Resin Transfer Molding)法、オートクレーブ法、プリプレグ法等が挙げられる。この中でも射出成形法は、成形速度が高い(生産性が高い)ことから成形工程におけるコストが低く、また複雑な形状の成形が容易であることから、生産性及び製造コストの点で優れている。 Examples of molding methods for fiber-reinforced resin compositions include injection molding, press molding, RTM (Resin Transfer Molding), autoclave, and prepreg. Among them, the injection molding method has a high molding speed (high productivity), so the cost in the molding process is low, and it is easy to mold complicated shapes, so it is superior in terms of productivity and manufacturing cost. .

このような繊維強化樹脂組成物の構造体(成形体)に用いる繊維には、構造体(成形体)の高剛性、高強度及び耐衝撃性等の性能が要求されることから、ガラス繊維(GF)、炭素繊維(CF)等が幅広く適用されている。しかしながら、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維は、製造時に多大なエネルギーを消費することに加えて、廃棄及びリサイクルシステムが未だ充分には確立されていない。 The fibers used in the structure (molded body) of such a fiber-reinforced resin composition are required to have performance such as high rigidity, high strength and impact resistance of the structure (molded body). GF), carbon fiber (CF), etc. are widely applied. However, inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers consume a large amount of energy during production, and the disposal and recycling systems have not yet been fully established.

そこで、更に構造体の軽量化も考えて、これらの無機繊維よりも比重の小さな天然繊維を用いた天然繊維強化樹脂、無機繊維と天然繊維とを併用した繊維強化樹脂組成物等が提案されている。 Therefore, in consideration of further weight reduction of the structure, natural fiber reinforced resins using natural fibers having a smaller specific gravity than these inorganic fibers, fiber reinforced resin compositions using both inorganic fibers and natural fibers, etc. have been proposed. there is

特許文献1には、微細セルロース繊維又はガラス繊維を含有する樹脂組成物が開示されている。 Patent Document 1 discloses a resin composition containing fine cellulose fibers or glass fibers.

特許文献2には、炭素繊維及び樹脂を含む複合樹脂組成物が開示され、更に木材繊維、木綿等の天然繊維を複合してもよいことが開示されている。 Patent Document 2 discloses a composite resin composition containing carbon fibers and a resin, and further discloses that natural fibers such as wood fibers and cotton may be combined.

特許文献3には、ガラス繊維、セルロース及び熱可塑性樹脂からなる組成物が開示されている。 Patent Document 3 discloses a composition comprising glass fibers, cellulose and a thermoplastic resin.

特許文献4には、熱可塑性樹脂と、ガラス繊維1~6重量%と、繊維長が0.3mm以下の植物繊維10~40重量%とを含有する樹脂成形体が開示されている。 Patent Document 4 discloses a resin molding containing a thermoplastic resin, 1 to 6% by weight of glass fiber, and 10 to 40% by weight of vegetable fiber having a fiber length of 0.3 mm or less.

特許文献5には、ポリオレフィン、及びガラス繊維に加えて、粒度が約2~500μmの木粉、セルロース繊維、金属粉、酸化物等の群から選択される充填剤を含む複合材料が開示されている。 Patent Document 5 discloses a composite material containing a filler selected from the group of wood flour, cellulose fiber, metal powder, oxide, etc. with a particle size of about 2 to 500 μm in addition to polyolefin and glass fiber. there is

特許文献6には、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、ケナフ、セルロース繊維等の植物系繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリイミド繊維等の合成繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維(フィラー)と生分解性高分子とを混練してなる組成物が開示されている。 Patent Document 6 describes at least one type of fiber (filler) selected from the group consisting of inorganic fibers such as carbon fibers and glass fibers, vegetable fibers such as kenaf and cellulose fibers, and synthetic fibers such as polyvinyl alcohol fibers and polyimide fibers. and a biodegradable polymer are kneaded together.

特許文献7には、炭素繊維、ケナフ、麻、セルロース系の植物繊維及びバイオマス樹脂を含む繊維強化樹脂成形体が開示され、使用される植物繊維の平均直径は5μm~30μmであることが開示されている。 Patent Document 7 discloses a fiber-reinforced resin molding containing carbon fiber, kenaf, hemp, cellulosic plant fiber and biomass resin, and discloses that the average diameter of the plant fiber used is 5 μm to 30 μm. ing.

特許文献8及び9には、ポリアミド11と、シリカ、ウォラストナイト、植物繊維、ガラスフレーク、ガラス繊維、及びタルクからなる群から選択された少なくとも1種類の添加物とからなる植物系樹脂含有組成物が開示されている。 Patent Documents 8 and 9 disclose a plant-based resin-containing composition comprising polyamide 11 and at least one additive selected from the group consisting of silica, wollastonite, vegetable fibers, glass flakes, glass fibers, and talc. things are disclosed.

上記特許文献1~9は、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維とセルロース繊維(植物繊維)とを繊維強化樹脂組成物に使用できることを開示している。しかしながら、上記特許文献1~9では、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維とフィブリル化されたセルロース繊維(フィブリル化された植物繊維)とを併用することについて具体的に記載されてもいなければ、その併用により奏される効果についても記載されていない。 The above Patent Documents 1 to 9 disclose that inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers and cellulose fibers (vegetable fibers) can be used in fiber-reinforced resin compositions. However, Patent Documents 1 to 9 do not specifically describe the combined use of inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers and fibrillated cellulose fibers (fibrillated vegetable fibers). There is also no mention of the effects achieved by their combined use.

特許文献10には、20~79質量%の半芳香族ポリアミド、1~15質量%の少なくとも1つの耐衝撃性改良剤、20~60質量%の炭素繊維、及び0~5質量%の添加剤(ガラス繊維、鉱物粉末等)を含む、ポリアミド成形用組成物が開示されている。しかしながら、特許文献10の組成物は、セルロース系繊維を含有するものではない。 20-79% by mass of semi-aromatic polyamide, 1-15% by mass of at least one impact modifier, 20-60% by mass of carbon fiber, and 0-5% by mass of additives. Polyamide molding compositions are disclosed comprising (glass fibers, mineral powders, etc.). However, the composition of Patent Document 10 does not contain cellulosic fibers.

特許文献11には、生物起源の強化材(植物繊維、動物繊維、生物起源のポリマー、生物起源の炭素繊維、生物起源のカーボンナノチューブ等)と芳香族ポリアミドとを含有する組成物が開示され、植物繊維としてセルロースミクロフィブリルを使用した実施例が記載されている。しかしながら、特許文献11には、無機繊維(炭素繊維又はガラス繊維等)とミクロフィブリル化セルロースとを併用した組成物は記載されておらず、また二種の繊維を併用した場合の効果についても記載されていない。 Patent Document 11 discloses a composition containing a biogenic reinforcing material (plant fiber, animal fiber, biogenic polymer, biogenic carbon fiber, biogenic carbon nanotube, etc.) and an aromatic polyamide, An example using cellulose microfibrils as the plant fiber is described. However, Patent Document 11 does not describe a composition in which inorganic fibers (carbon fibers, glass fibers, etc.) and microfibrillated cellulose are used in combination, and also describes the effect of using the two types of fibers in combination. It has not been.

特許文献12及び13には、ガラス繊維、セルロース繊維、炭素繊維及びその組み合わせを含むエポキシ樹脂組成物が開示されている。しかしながら、特許文献12及び13に記載されている発明は、セルロース繊維として、ミクロフィブリル化セルロース又は化学修飾セルロースを使用する技術ではない。 US Pat. Nos. 5,300,000 and 5,000,000 disclose epoxy resin compositions comprising glass fibers, cellulose fibers, carbon fibers and combinations thereof. However, the inventions described in Patent Documents 12 and 13 are not techniques that use microfibrillated cellulose or chemically modified cellulose as cellulose fibers.

特許文献14は、発明者の中に本発明者が含まれる特許である。特許文献14には、特定の置換度のカルボキシアルキル基で修飾された、ミクロフィブリル化セルロース繊維を含有する、繊維強化熱硬化樹脂が開示されている。 Patent Document 14 is a patent in which the present inventor is included among the inventors. US Pat. No. 5,300,004 discloses fiber-reinforced thermoset resins containing microfibrillated cellulose fibers modified with a specific degree of substitution of carboxyalkyl groups.

特許文献15は、発明者の中に本発明者が含まれる特許である。特許文献15には、アセチル基で修飾されたミクロフィブリル化セルロース繊維又はミクロフィブリル化リグノセルロース繊維を含有する、繊維強化熱可塑性樹脂が開示されている。 Patent Document 15 is a patent in which the present inventor is included among the inventors. Patent Document 15 discloses a fiber-reinforced thermoplastic resin containing microfibrillated cellulose fibers or microfibrillated lignocellulose fibers modified with acetyl groups.

しかしながら、特許文献14及び15には、ガラス繊維又は炭素繊維を含む樹脂組成物について開示されていない。 However, Patent Documents 14 and 15 do not disclose a resin composition containing glass fibers or carbon fibers.

特開2013-181084号公報JP 2013-181084 A 特開2014-101459号公報JP 2014-101459 A 特開2010-155970号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-155970 特再公表2013-183440号公報Japanese Patent Publication No. 2013-183440 特開平11-323036号公報JP-A-11-323036 特開2005-138458号公報JP-A-2005-138458 特再公表2008-105225号公報Japanese Patent Publication No. 2008-105225 特開2011-236443号公報JP 2011-236443 A 特再公表2007-34905号公報Japanese Patent Publication No. 2007-34905 特表2016-538390号公報Japanese Patent Publication No. 2016-538390 特表2012-509381号公報Japanese Patent Publication No. 2012-509381 特表2014-517126号公報Japanese Patent Publication No. 2014-517126 特開2014-118576号公報JP 2014-118576 A 特許第5622412号(特開2011-195738号公報)Patent No. 5622412 (JP 2011-195738) 特許第6091589号(特開2016-176052号公報)Patent No. 6091589 (JP 2016-176052)

上記の各文献には(1)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース繊維又は化学修飾ミクロフィブリル化リグノセルロース繊維と(2)ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維とを含有する繊維強化樹脂組成物について開示されておらず、また、(1)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース繊維又は化学修飾ミクロフィブリル化リグノセルロース繊維と(2)ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維とを、樹脂組成物の強化材として併用した場合の効果についての具体的な開示もない。 Each of the above documents discloses a fiber-reinforced resin composition containing (1) chemically modified microfibrillated cellulose fibers or chemically modified microfibrillated lignocellulose fibers and (2) inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers. Also, (1) chemically modified microfibrillated cellulose fibers or chemically modified microfibrillated lignocellulose fibers and (2) inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers are used in combination as reinforcing materials for the resin composition. There is also no specific disclosure of the effect of the case.

本発明は、軽量で、且つ強度特性に優れる、繊維強化樹脂組成物、その成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composition that is lightweight and has excellent strength properties, a molded article thereof, and a method for producing the same.

本発明の目的は、(A)特定の化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー、及び(C)熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする繊維強化樹脂組成物、並びにその成形体、並びにそれらの製造方法によって達成される。 An object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composition containing (A) a specific chemically modified microfibrillated cellulose fiber, (B) an inorganic filler, and (C) a thermoplastic resin, and a molding thereof. bodies, as well as methods for their manufacture.

本発明で使用される用語は夫々、次の意味を有する。 The terms used in the present invention have the following meanings.

「セルロース系高分子」は、セルロース、ホロセルロース及びリグノセルロースからなる群から選ばれる少なくとも1種類の高分子を意味し、一般式「(Lg)Cell-OH」で表示する。ここで、「(Lg)Cell-」は、セルロース、ホロセルロース及びリグノセルロースからなる高分子群から選ばれる少なくとも1種類の高分子を構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を意味する。 "Cellulosic polymer" means at least one kind of polymer selected from the group consisting of cellulose, holocellulose and lignocellulose, represented by the general formula "(Lg)Cell-OH". Here, "(Lg)Cell-" means a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin constituting at least one type of polymer selected from the group of polymers consisting of cellulose, holocellulose and lignocellulose.

「セルロース系繊維」は、セルロース、ホロセルロース及びリグノセルロースからなる群から選ばれる少なくとも1種類の高分子で構成される繊維を意味する。即ち、本発明で言うセルロース系繊維とは、セルロース系高分子「(Lg)Cell-OH」からなる繊維を意味する。 "Cellulosic fiber" means a fiber composed of at least one polymer selected from the group consisting of cellulose, holocellulose and lignocellulose. That is, the cellulosic fiber referred to in the present invention means a fiber composed of a cellulosic polymer "(Lg)Cell-OH".

「ミクロフィブリル化セルロース系繊維」は、セルロース系繊維がミクロフィブリル化されたものを意味する。以下、「ミクロフィブリル化セルロース系繊維」を「MFC」と記載することもある。 "Microfibrillated cellulosic fiber" means a cellulosic fiber that has been microfibrillated. Hereinafter, "microfibrillated cellulose fiber" may be referred to as "MFC".

「化学修飾セルロース系繊維」は、セルロース系繊維を構成する「(Lg)Cell-OH」中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が官能基(R)により置換された高分子からなる繊維を意味する。本明細書では「化学修飾セルロース系繊維」を「(Lg)Cell-O-R」と表記する。 "Chemically modified cellulosic fiber" means that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in "(Lg)Cell-OH" that constitutes cellulosic fiber are It means a fiber consisting of macromolecules substituted with functional groups (R). In this specification, "chemically modified cellulosic fiber" is referred to as "(Lg)Cell-O-R".

「化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維」は、化学修飾セルロース系繊維がミクロフィブリル化された状態の繊維を意味する。また、ミクロフィブリル化セルロース系繊維中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が官能基(R)により置換された繊維でもある。以下、「化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維」を「化学修飾MFC」と記載することもある。 "Chemically modified microfibrillated cellulosic fiber" means a fiber in which the chemically modified cellulosic fiber is microfibrillated. It is also a fiber in which hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in microfibrillated cellulosic fibers are substituted with functional groups (R). Hereinafter, "chemically modified microfibrillated cellulose fiber" may be referred to as "chemically modified MFC".

「リグノセルロース」は、リグニン含有量の多少にかかわらず植物中に存在するリグニンとセルロースが結合した物質、及び/又は、リグニンとセルロースとの混合物を意味する。以下、「リグノセルロース」を「LC」と記載することもある。 "Lignocellulose" means a material in which lignin and cellulose are combined and/or mixtures of lignin and cellulose present in plants with or without lignin content. Hereinafter, "lignocellulose" may be referred to as "LC".

「リグノパルプ」は、リグノセルロースを含有するパルプを意味する。以下、「リグノパルプ」を「LP」と記載することもある。 "Lignopulp" means pulp containing lignocellulose. Hereinafter, "lignopulp" may be referred to as "LP".

「セルロース系パルプ」は、植物から分離した、セルロース系高分子からなる繊維を意味する。これには、リグニンを含まないパルプ(セルロースからなるパルプ、ホロセルロースからなるパルプ等)及びリグニンを含むパルプ(リグノパルプ)が包含される。以下、「セルロース系パルプ」を「CP」と記載することもある。 "Cellulosic pulp" means fibers made of cellulosic macromolecules, isolated from plants. This includes lignin-free pulps (cellulose-based pulps, holo-cellulose-based pulps, etc.) and lignin-containing pulps (lignopulps). Hereinafter, "cellulose pulp" may be referred to as "CP".

本発明は、下記の各項に記載の、化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び無機フィラーを含有する繊維強化樹脂組成物、その成形体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber-reinforced resin composition containing chemically modified microfibrillated cellulose fibers and an inorganic filler, a molded article thereof, and a method for producing the same, which are described in the following items.

繊維強化樹脂組成物
項1. 繊維強化樹脂組成物であって、
当該繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有し、
前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物:
(a)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
(b)(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
Item 1. Fiber-reinforced resin composition . A fiber-reinforced resin composition,
The fiber-reinforced resin composition contains (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers, (B) an inorganic filler and (C) a thermoplastic resin,
A fiber-reinforced resin composition in which the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fiber and the (B) inorganic filler satisfy the following requirements (a) and (b):
(a) (A) chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.
(b) (B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.

項2.
前記(a)要件の式(1)におけるRが、アセチル基、プロピオニル基、カルボキシメチル基、カルボキシメチル基の塩、カルボキシエチル基、カルボキシエチル基の塩、カルボキシエチルカルボニル基、カルボキシエチルカルボニル基の塩、カルボキシビニルカルボニル基、又はカルボキシビニルカルボニル基の塩である、前記項1に記載の繊維強化樹脂組成物。
Section 2.
R in formula (1) of the above requirement (a) is an acetyl group, a propionyl group, a carboxymethyl group, a salt of a carboxymethyl group, a carboxyethyl group, a salt of a carboxyethyl group, a carboxyethylcarbonyl group, or a carboxyethylcarbonyl group. Item 1. The fiber-reinforced resin composition according to Item 1, which is a salt, a carboxyvinylcarbonyl group, or a salt of a carboxyvinylcarbonyl group.

項3.
前記(a)要件の式(1)におけるRが、アセチル基である前記項1又は2に記載の繊維強化樹脂組成物。
Item 3.
3. The fiber-reinforced resin composition according to item 1 or 2, wherein R in formula (1) of the requirement (a) is an acetyl group.

項4.
前記(b)要件の(B)無機フィラーが、ガラス繊維又は炭素繊維である、前記項1~3のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。
Section 4.
4. The fiber-reinforced resin composition according to any one of items 1 to 3, wherein the inorganic filler (B) in the requirement (b) is glass fiber or carbon fiber.

項5.
前記(a)要件の式(1)における(Lg)Cell-が、リグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基である、前記項1~4のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。
Item 5.
5. The fiber-reinforced resin according to any one of items 1 to 4, wherein (Lg)Cell- in the formula (1) of the (a) requirement is a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin constituting lignocellulose. Composition.

項6.
前記(C)熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリオレフィン、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリカーボネート-ABSアロイ(PC-ABSアロイ)及び変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂である、前記項1~5のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。
Item 6.
The (C) thermoplastic resin is polyamide, polyolefin, aliphatic polyester, aromatic polyester, polyacetal, polycarbonate, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polycarbonate-ABS alloy (PC-ABS alloy). and modified polyphenylene ether (m-PPE).

成形体
項7.
前記項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物からなる成形体。
Item 7. Molded article .
A molded article comprising the fiber-reinforced resin composition according to any one of Items 1 to 6.

繊維強化樹脂組成物の製造方法
項8.
繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
(i)下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、
(ii)(B)無機フィラー、及び
(iii)(C)熱可塑性樹脂
を溶融混練することで、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、 前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法:
(a)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
(b)(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
Item 8. Manufacturing method of fiber reinforced resin composition .
A method for producing a fiber-reinforced resin composition,
(i) Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
A chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by
(ii) (B) inorganic filler, and (iii) (C) thermoplastic resin are melt-kneaded to obtain (A) chemically modified microfibrillated cellulosic fiber, (B) inorganic filler, and (C) thermoplastic resin. wherein the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fiber and the (B) inorganic filler meet the requirements of the following (a) and (b): fiber reinforced resin Method of making the composition:
(a) (A) Chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are represented by the following formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.
(b) (B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.

項8(2).
前記項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
(i)下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、
(ii)(B)無機フィラー、及び
(iii)(C)熱可塑性樹脂
を溶融混練することで、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、 前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが前記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法。
Item 8 (2).
7. A method for producing a fiber-reinforced resin composition according to any one of items 1 to 6,
(i) Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
A chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by
(ii) (B) inorganic filler, and (iii) (C) thermoplastic resin are melt-kneaded to obtain (A) chemically modified microfibrillated cellulosic fiber, (B) inorganic filler, and (C) thermoplastic resin. wherein the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fiber and the (B) inorganic filler satisfy the requirements of (a) and (b) above. A method of making the composition.

項9.
繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
工程(1):
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、及び (C)熱可塑性樹脂を混練する工程、及び
工程(2):
前記工程(1)で得られた混練物と、(B)無機フィラーと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物とを溶融混練する工程
を含む方法により、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、
前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法:
(a)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
(b)(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
Item 9.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition,
Process (1):
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
Chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by and (C) a step of kneading a thermoplastic resin, and
Step (2):
(A) a chemically modified microfibrillated cellulose fiber by a method comprising a step of melt-kneading the kneaded product obtained in the step (1) and (B) a resin composition containing an inorganic filler and a thermoplastic resin; , (B) an inorganic filler and (C) a method for producing a fiber-reinforced resin composition containing a thermoplastic resin,
A method for producing a fiber-reinforced resin composition in which the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers and the (B) inorganic filler satisfy the following requirements (a) and (b):
(a) (A) Chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are represented by the following formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.
(b) (B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.

項9(2).
前記項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
工程(1):
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、及び (C)熱可塑性樹脂を混練する工程、及び
工程(2):
前記工程(1)で得られた混練物と、(B)無機フィラーと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物とを溶融混練する工程
を含む方法により、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、
前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが前記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法。
Item 9 (2).
7. A method for producing a fiber-reinforced resin composition according to any one of items 1 to 6,
Process (1):
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
Chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by and (C) a step of kneading a thermoplastic resin, and
Step (2):
(A) a chemically modified microfibrillated cellulose fiber by a method comprising a step of melt-kneading the kneaded product obtained in the step (1) and (B) a resin composition containing an inorganic filler and a thermoplastic resin; , (B) an inorganic filler and (C) a method for producing a fiber-reinforced resin composition containing a thermoplastic resin,
A method for producing a fiber-reinforced resin composition, wherein the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers and the (B) inorganic filler satisfy the requirements of (a) and (b).

本発明の繊維強化樹脂組成物は、特定の化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、及び、ガラス繊維、炭素繊維等の無機フィラーを含有する。 The fiber-reinforced resin composition of the present invention contains specific chemically modified microfibrillated cellulose fibers and inorganic fillers such as glass fibers and carbon fibers.

本発明の繊維強化樹脂組成物は、従来の無機フィラーのみを含有する繊維強化樹脂組成物に比べ、比重が低減し、その成形体の強度特性(弾性率及び強度)が高い。 The fiber-reinforced resin composition of the present invention has a reduced specific gravity and high strength characteristics (elastic modulus and strength) of the molded product compared to conventional fiber-reinforced resin compositions containing only inorganic fillers.

即ち、樹脂組成物に化学修飾フィブリル化セルロース系繊維と無機フィラーとの双方を含有させることによって、本発明の繊維強化樹脂組成物の成形体は、特に密度当たりの曲げ弾性率(曲げ弾性率/密度)の向上に相乗効果が認められる。 That is, by including both the chemically modified fibrillated cellulose-based fiber and the inorganic filler in the resin composition, the molded article of the fiber-reinforced resin composition of the present invention has a particularly good bending elastic modulus per density (flexural elastic modulus/ A synergistic effect is observed in the improvement of density).

例えば、従来のグラスファイバー(GF)20Wt%含有PA6組成物(従来品)からなる成形体の密度当たりの曲げ弾性率(MPa/組成物密度)を基準に比較したところ、本発明の組成物からなる成形体PA6-429(PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10)、PA6-431(PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5)、及びPA6-432(PA6/AcNBKP/GF = 80/10/10)の密度当たりの曲げ弾性率は、1.20~1.42倍である。 For example, when comparing the bending elastic modulus per density (MPa / composition density) of a molded body made of a conventional PA6 composition containing 20 Wt% of glass fiber (GF) (conventional product), the composition of the present invention The compacts PA6-429 (PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10), PA6-431 (PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5), and PA6-432 (PA6/AcNBKP/GF = 80/ 10/10), the flexural modulus per density is 1.20 to 1.42 times.

更に、従来品に比べて、上記組成物からなる本発明の成形体の密度当たりの曲げ強度(MPa/組成物密度)も、1.07~1.16倍となる(後記表5参照)。 Furthermore, the bending strength per density (MPa/composition density) of the molded product of the present invention made of the above composition is 1.07 to 1.16 times that of the conventional product (see Table 5 below).

グラスウール(GW)を含む組成物についても、従来のGW20Wt%含有PA6組成物からなる成形体の密度当たりの曲げ弾性率(MPa/組成物密度)を基準に比較したところ、本発明品の組成物からなる成形体の密度当たりの曲げ弾性率(MPa/組成物密度)は1.31~1.78倍となり、密度当たりの曲げ強度(MPa/組成物密度)は1.35~1.48倍となった。 Compositions containing glass wool (GW) were also compared on the basis of the flexural modulus per density (MPa/composition density) of a molded body made of a conventional PA6 composition containing GW 20 Wt%, and the composition of the present invention was found to be The flexural modulus per density (MPa/composition density) of the molded body made of this was 1.31 to 1.78 times, and the flexural strength per density (MPa/composition density) was 1.35 to 1.48 times.

(後記表9の試験番号参照:PA6-448 (PA6/AcNBKP/GW = 90/5/5)、PA6-449 (PA6/AcNBKP/GW = 85/5/10)、PA6-451 (PA6/AcNBKP/GW = 85/10/5)、及びPA6-452 (PA6/AcNBKP/GW = 80/10/10)。 (See test numbers in Table 9 below: PA6-448 (PA6/AcNBKP/GW = 90/5/5), PA6-449 (PA6/AcNBKP/GW = 85/5/10), PA6-451 (PA6/AcNBKP /GW = 85/10/5), and PA6-452 (PA6/AcNBKP/GW = 80/10/10).

また、本発明の繊維強化樹脂組成物は、射出成形方法により成形できるので、その成形体の生産性が高く、製造コストも安く製造することができる。 In addition, since the fiber-reinforced resin composition of the present invention can be molded by an injection molding method, the molded product can be produced with high productivity and at a low production cost.

そして、本発明の繊維強化樹脂組成物において、化学修飾フィブリル化セルロース系繊維と無機フィラーとを併用した場合には、複素粘度が低くなるので、成形加工性が良好である。 In addition, in the fiber-reinforced resin composition of the present invention, when the chemically modified fibrillated cellulose fiber and the inorganic filler are used in combination, the complex viscosity is lowered, resulting in good moldability.

また、本発明の繊維強化樹脂組成物は、その製造において化学修飾セルロース系繊維、無機フィラー及び樹脂を溶融混練する工程を採用することによって、溶融混練と化学修飾セルロース系繊維(化学修飾パルプ)のミクロフィブリル化とを同時に行うこともできるので、生産性も高い。 In addition, the fiber-reinforced resin composition of the present invention employs a step of melt-kneading the chemically modified cellulose fiber, the inorganic filler and the resin in its production, whereby the melt-kneading and the chemically modified cellulose fiber (chemically modified pulp) are combined. Since microfibrillation can be performed at the same time, productivity is also high.

アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.69)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.69) and glass fiber (GF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.69)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between density and bending strength of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.69) and glass fiber (GF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between density and bending strength of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とグラスウール(GW)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between density and flexural modulus of PA6 molded bodies containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass wool (GW). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とグラスウール(GW)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between density and bending strength of a PA6 compact containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass wool (GW). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPC-ABSアロイ成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PC-ABS alloy molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPC-ABSアロイ成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and bending strength of a PC-ABS alloy molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.62)と炭素繊維(CF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.62) and carbon fiber (CF). アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.62)と炭素繊維(CF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and bending strength of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.62) and carbon fiber (CF). 試験番号PA6-430の成形体に使用したAcNBKP(PA6と溶融混練する前のAcNBKP)の電子顕微鏡観察像である。1 is an electron microscopic image of AcNBKP (AcNBKP before melt-kneading with PA6) used for a compact with test number PA6-430. 試験番号PA6-430の成形体から調製した試料中の繊維の電子顕微鏡観察像である。1 is an electron microscope image of fibers in a sample prepared from a compact with test number PA6-430. 試験番号PA6-431の成形体から調製した試料中の繊維の電子顕微鏡観察像である。1 is an electron microscope image of fibers in a sample prepared from a compact of Test No. PA6-431. 試験番号PA6-451の成形体から調製した試料中の繊維の電子顕微鏡観察像である。1 is an electron microscope image of fibers in a sample prepared from a compact of Test No. PA6-451.

(1)繊維強化樹脂組成物
本発明の繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー、及び(C)熱可塑性樹脂を含有する。
(1) Fiber-reinforced resin composition The fiber-reinforced resin composition of the present invention contains (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers, (B) an inorganic filler, and (C) a thermoplastic resin.

本発明は、前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが、下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物である。 The present invention is a fiber-reinforced resin composition in which the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers and the (B) inorganic filler satisfy the following requirements (a) and (b).

要件(a)
(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
Requirement (a)
(A) chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.

要件(b)
(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
Requirement (b)
(B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.

(1-1)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維(化学修飾MFC)
本発明では、セルロース、ホロセルロース及びリグノセルロースからなる群(高分子群)から選ばれる少なくとも1種の高分子を、セルロース系高分子と称し、一般式「(Lg)Cell-OH」と記載する。
(1-1) (A) Chemically modified microfibrillated cellulose fiber (chemically modified MFC)
In the present invention, at least one type of polymer selected from the group (polymer group) consisting of cellulose, holocellulose and lignocellulose is referred to as a cellulosic polymer and represented by the general formula "(Lg)Cell-OH". .

ここで、「(Lg)Cell-」は、セルロース、ホロセルロース及びリグノセルロースからなる高分子群から選ばれる少なくとも1種類の高分子を構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を意味する。 Here, "(Lg)Cell-" means a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin constituting at least one type of polymer selected from the group of polymers consisting of cellulose, holocellulose and lignocellulose.

本発明に使用される化学修飾セルロース系繊維は、(Lg)Cell-OH中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が官能基R(Rの詳細は後述する)により置換された高分子、即ち、下式(1): (Lg)Cell-O-R・・・・(1)
により表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維である。
In the chemically modified cellulosic fiber used in the present invention, hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in (Lg)Cell-OH are functional groups R ( The details of R will be described later), that is, the following formula (1): (Lg)Cell-OR (1)
It is a fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.

本発明に使用される化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維(化学修飾MFC)は、上記式(1)で表される化学修飾セルロース系繊維がミクロフィブリル化された繊維である。 The chemically modified microfibrillated cellulose fiber (chemically modified MFC) used in the present invention is a fiber obtained by microfibrillating the chemically modified cellulose fiber represented by the above formula (1).

また、本発明に使用される化学修飾MFCは、セルロース系高分子からなる繊維(セルロース系繊維)のミクロフィブリル化繊維(ミクロフィブリル化セルロース系繊維、MFC)を構成するセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロース中の多糖及びリグニンの一部の水酸基の水素原子が官能基Rにより置換された繊維でもあるということもできる。 In addition, the chemically modified MFC used in the present invention includes cellulose, holocellulose and/or It can also be said that the lignocellulose is a fiber in which the hydrogen atoms of some hydroxyl groups of polysaccharides and lignin in lignocellulose are substituted with functional groups R.

本発明に使用される化学修飾MFCは、セルロース系パルプ(CP)を化学修飾して化学修飾CPとした後に、これを解繊しミクロフィブリル化するか、又は、MFCを化学修飾することによって得ることができる(製造方法は後記を参照)。 The chemically modified MFC used in the present invention is obtained by chemically modifying cellulosic pulp (CP) into chemically modified CP, followed by defibrillation and microfibrillation, or by chemically modifying the MFC. (see below for manufacturing method).

置換基(R)
前記の式(1)(Lg)Cell-O-R における置換基Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH(カルボキシアルキル基)、-CO(CH2)nCOOH(カルボキシアルキルカルボニル基)、-COCH=CHCOOH(3-カルボキシプロペノイル基)、-(CH2)n-1COO-X+(カルボキシアルキル基の塩)、-CO(CH2)nCOO-X+(カルボキシアルキルカルボニル基の塩)及び-COCH=CHCOO-X+(3-カルボキシプロペノイル基の塩)からなる群から選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
Substituent (R)
The substituent R in the above formula (1) (Lg)Cell-OR is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH (carboxyalkyl group), -CO(CH 2 ) n COOH (carboxyalkylcarbonyl group), -COCH=CHCOOH (3-carboxypropenoyl group), -( CH2 ) n-1 COO - X + (carboxyalkyl group salt), -CO( CH2 ) nCOO - X + (salt of carboxyalkylcarbonyl group) and -COCH=CHCOO - X + (salt of 3-carboxypropenoyl group) are preferably one or more selected from the group.

前記nは2~4の整数である。 Said n is an integer of 2-4.

前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。 The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state.

置換基Rとして、炭素数2~3のアシル基(アセチル基、及びプロピオニル基)が更に好ましい。 As the substituent R, an acyl group having 2 to 3 carbon atoms (acetyl group and propionyl group) is more preferable.

置換基Rとして、製造の容易さ及び製造コストの点からアセチル基が最も好ましい。 As the substituent R, an acetyl group is most preferable in terms of ease of production and production cost.

カルボキシ基を有する置換基Rとして、-CH2COOH(カルボキシメチル基)、-(CH2)2COOH(カルボキシエチル基)、-CO(CH2)2COOH(3-カルボキシプロピオニル基、カルボキシエチルカルボニル基ともいう。)、-CO(CH2)3COOH(4-カルボキシブタノイル基、カルボキシプロピルカルボニル基ともいう。)、-COCH=CHCOOH(3-カルボキシプロペノイル基、カルボキシビニルカルボニル基ともいう。)、及びそれらの塩が更に好ましい。 As the substituent R having a carboxy group, -CH2COOH (carboxymethyl group), -( CH2 ) 2COOH (carboxyethyl group), -CO( CH2 ) 2COOH (3-carboxypropionyl group, carboxyethylcarbonyl -CO(CH 2 ) 3 COOH (also referred to as 4-carboxybutanoyl group and carboxypropylcarbonyl group), -COCH=CHCOOH (also referred to as 3-carboxypropenoyl group and carboxyvinylcarbonyl group). ), and salts thereof are more preferred.

上記に記載のそれらの塩とは、カルボキシメチル基の塩、カルボキシエチル基の塩、カルボキシエチルカルボニル基の塩、カルボキシプロピルカルボニル基の塩、カルボキシビニルカルボニル基の塩等である。 The salts thereof described above include salts of carboxymethyl groups, salts of carboxyethyl groups, salts of carboxyethylcarbonyl groups, salts of carboxypropylcarbonyl groups, salts of carboxyvinylcarbonyl groups, and the like.

カルボキシ基を有する置換基Rとして、-CH2COOH(カルボキシメチル基)、-CO(CH2)2COOH(3-カルボキシプロピオニル基、カルボキシエチルカルボニル基ともいう。)、-COCH=CHCOOH(3-カルボキシプロペノイル基、カルボキシビニルカルボニル基ともいう。)、及びそれらの塩が最も好ましい。 As the substituent R having a carboxy group, -CH 2 COOH (carboxymethyl group), -CO(CH 2 ) 2 COOH (also referred to as 3-carboxypropionyl group and carboxyethylcarbonyl group), -COCH=CHCOOH (3- Also referred to as a carboxypropenoyl group or a carboxyvinylcarbonyl group.) and salts thereof are most preferred.

前記カルボキシ基を有する置換基Rのカルボキシ基が夫々無機又は有機塩の状態になった基(-COO-X+)である場合も好ましい。 It is also preferable that the carboxy groups of the substituent R having the carboxy group are groups (-COO - X + ) in the form of inorganic or organic salts.

前記無機塩として、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;カルシウム塩、バリウム塩、亜鉛塩、銅塩等の2価の金属塩;アルミニウム塩等の3価の金属塩等が好ましい。 Preferred examples of the inorganic salt include alkali metal salts such as sodium salts, lithium salts and potassium salts; divalent metal salts such as calcium salts, barium salts, zinc salts and copper salts; and trivalent metal salts such as aluminum salts. .

前記有機塩として、1~4級のアンモニウム塩、及びポリアミンとの塩も好ましい。 Primary to quaternary ammonium salts and salts with polyamines are also preferred as the organic salts.

上記の各種の置換基を有する化学修飾MFCは、繊維強化樹脂組成物中での分散性が良好であることから好ましい。 Chemically modified MFCs having the various substituents described above are preferable because they have good dispersibility in fiber-reinforced resin compositions.

置換基Rが異なる2種の化学修飾MFCを組み合わせて(併用して)、本発明の繊維強化樹脂組成物に含有させることもできる。 Two types of chemically modified MFCs with different substituents R can be combined (used together) and contained in the fiber-reinforced resin composition of the present invention.

例えば、Rがアセチル基のミクロフィブリル化セルロース系繊維(アセチルMFC)と、Rがカルボキシメチル基のミクロフィブリル化セルロース系繊維(カルボキシメチルMFC)、3-カルボキシプロピオニル基のミクロフィブリル化セルロース系繊維(3-カルボキシプロピオニルMFC)又は3-カルボキシプロペノイル基のミクロフィブリル化セルロース系繊維(3-カルボキシプロペノイルMFC)とを併用することが好ましい。 For example, microfibrillated cellulose fibers in which R is an acetyl group (acetyl MFC), microfibrillated cellulose fibers in which R is a carboxymethyl group (carboxymethyl MFC), and microfibrillated cellulose fibers in which R is a 3-carboxypropionyl group ( 3-carboxypropionyl MFC) or 3-carboxypropenoyl group microfibrillated cellulosic fibers (3-carboxypropenoyl MFC) are preferably used in combination.

置換基Rが異なる2種の化学修飾MFCを併用することで、繊維強化樹脂組成物中において、これら化学修飾MFCを良好に分散させることができる。 By using two chemically modified MFCs with different substituents R in combination, these chemically modified MFCs can be well dispersed in the fiber-reinforced resin composition.

化学修飾MFCの原料
本発明に使用する化学修飾MFCの原料として、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、綿、ビート、農産物残廃物、古紙又は編織布等の天然植物から得られるパルプが好ましく用いられる。
Raw Material of Chemically Modified MFC As the raw material of the chemically modified MFC used in the present invention, pulp obtained from natural plants such as wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, cotton, beet, agricultural waste, waste paper or textile fabric is preferably used. be done.

パルプとは、木材、竹、稲わら等の植物中に含まれる植物繊維を分離したものであって、セルロース、ヘミセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを含む。 Pulp is obtained by separating vegetable fibers contained in plants such as wood, bamboo, and rice straw, and includes cellulose, hemicellulose, holocellulose and/or lignocellulose.

パルプ原料の木材には、例えば、シトカスプルース、マツ(トドマツ、アカマツ等)、スギ、ヒノキ、ユーカリ、アカシア等の針葉樹又は広葉樹由来の木材が好ましく用いられる。パルプ原料としての古紙としては、脱墨古紙、段ボール古紙、雑誌、コピー用紙等が好ましい。パルプ原料は、これらに限定されるものではない。パルプは1種単独でも用いてもよく、これらから選ばれた2種以上を用いてもよい。 As the pulp raw material wood, for example, wood derived from coniferous or broad-leaved trees such as Sitka spruce, pine (Todomatsu, Japanese red pine, etc.), cedar, cypress, eucalyptus, acacia, etc. is preferably used. Waste paper used as a raw material for pulp is preferably deinked waste paper, corrugated waste paper, magazines, copier paper, and the like. Pulp raw materials are not limited to these. One type of pulp may be used alone, or two or more types selected from these may be used.

本発明に使用される化学修飾MFCの原料であるパルプには、リグニンを含まないパルプ、及びリグニンを含むパルプ(即ち、リグノセルロースを含むパルプ)のいずれも使用することができる。 Pulp, which is a raw material for the chemically modified MFC used in the present invention, can be either lignin-free pulp or lignin-containing pulp (ie, lignocellulose-containing pulp).

本発明に使用される化学修飾MFCの原料であるパルプには、リグニンを含むパルプ(即ち、リグノセルロースを含むパルプ)も使用することが好ましい。つまり、前記(a)要件の式(1)における(Lg)Cell-が、リグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基であることが好ましい。 It is preferable to use pulp containing lignin (that is, pulp containing lignocellulose) as the raw material of the chemically modified MFC used in the present invention. That is, (Lg)Cell- in formula (1) of the above (a) requirement is preferably a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin constituting lignocellulose.

リグノセルロースは、樹木細胞壁を構成する複合炭化水素高分子(天然高分子混合物)である。リグノセルロースは、主に多糖類のセルロース、ヘミセルロース及び芳香族高分子であるリグニンから構成されていることが知られている(下記の参照例1及び参照例2参照)。 Lignocellulose is a complex hydrocarbon polymer (natural polymer mixture) that makes up the cell walls of trees. It is known that lignocellulose is mainly composed of polysaccharides cellulose, hemicellulose, and aromatic polymer lignin (see Reference Examples 1 and 2 below).

参照例1:
Review Article Conversion of Lignocellulosic Biomass to Nanocellulose: Structure and Chemical Process H. V. Lee, S. B. A. Hamid, and S. K. Zain, Scientific World Journal Volume 2014,、Article ID 631013, 20 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2014/631013
参照例2:
New lignocellulose pretreatments using cellulose solvents: A review, Noppadon Sathitsuksanoh, Anthe George and Y-H Percival Zhang, J Chem Technol Biotechnol 2013; 88: 169-180
Reference example 1:
Review Article Conversion of Lignocellulosic Biomass to Nanocellulose: Structure and Chemical Process HV Lee, SBA Hamid, and SK Zain, Scientific World Journal Volume 2014, Article ID 631013, 20 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2014 /631013
Reference example 2:
New lignocellulose pretreatments using cellulose solvents: A review, Noppadon Sathitsuksanoh, Anthe George and YH Percival Zhang, J Chem Technol Biotechnol 2013; 88: 169-180

本明細書で使用される「リグノセルロース」の用語は、植物中に天然に存在する化学構造のリグノセルロース、人工的に改変されたリグノセルロース、又はこれらの混合物を意味する。これは、植物、例えば木材を機械的及び/又は化学的に処理して得られる種々のパルプ中に含まれ、天然化学構造のリグノセルロース、化学的若しくは機械的に改変を受けたリグノセルロース、又はこれらの混合物である。 As used herein, the term "lignocellulose" means lignocellulose of chemical structure that occurs naturally in plants, artificially modified lignocellulose, or mixtures thereof. It is contained in various pulps obtained by mechanical and/or chemical treatment of plants such as wood, lignocellulose with a natural chemical structure, lignocellulose that has been chemically or mechanically modified, or A mixture of these.

本発明で使用されるリグノセルロースからなる繊維は、天然に存在する化学構造のリグノセルロースからなる繊維に限定されるものではない。また、リグノセルロース中のリグニン含有量も限定されるものではない。本発明で使用されるリグノセルロース及びリグノパルプの用語は、リグニン成分の含量が微量であっても、夫々、リグノセルロース、及びリグノパルプとして解釈される。 The lignocellulose fibers used in the present invention are not limited to naturally occurring lignocellulose fibers with chemical structures. Also, the lignin content in the lignocellulose is not limited. The terms lignocellulose and lignopulp as used in the present invention are to be understood as lignocellulose and lignopulp respectively, even if the content of the lignin component is minor.

化学修飾MFCの原料としては、トカスプルース、松(トドマツ、アカマツ等)、スギ、ヒノキ、ユーカリ、アカシア等の針葉樹又は広葉由来の木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、バガス、藁、ビート絞りかす等に含まれる植物性原料由来の原料を、機械パルプ化法、化学パルプ化法、又は機械パルプ化法と化学パルプ化法との組み合わせにより処理して得られるリグノパルプを使用することができる。 Raw materials for chemically modified MFC include toka spruce, pine (Todomatsu, Japanese red pine, etc.), cedar, cypress, eucalyptus, wood derived from broadleaf trees such as coniferous trees, bamboo, hemp, jute, kenaf, bagasse, straw, and beet pomace. Ligno pulp obtained by processing raw materials derived from vegetable raw materials contained in such as mechanical pulping, chemical pulping, or a combination of mechanical pulping and chemical pulping can be used.

このようなパルプとして、各種クラフトパルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹酸素漂白クラフトパルプ(NOKP)、及び針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP))が好ましい。また、砕木パルプ(GP)、リファイナーGP(RGP)、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)等の機械パルプ(MP)も好ましい。 As such pulp, various kraft pulps (softwood unbleached kraft pulp (NUKP), softwood oxygen bleached kraft pulp (NOKP), and softwood bleached kraft pulp (NBKP)) are preferred. Also preferred are mechanical pulps (MP) such as groundwood pulp (GP), refiner GP (RGP), thermomechanical pulp (TMP), chemithermomechanical pulp (CTMP) and the like.

クラフトパルプの中にはリグニンを含んでいないものもあるが、その含有量に拘わらず化学修飾MFCの原料として使用可能である。 Although some kraft pulps do not contain lignin, they can be used as raw materials for chemically modified MFC regardless of their content.

この中でもリグニンを含むパルプ(リグノパルプ)は、リグニンを含まないセルロース繊維又はパルプに比べて、その製造工程数が少ないこと、その原料(例えば木材)からの収率が良好であること、その製造に要する化学薬剤が少ないこと、並びに少ないエネルギーで製造できることから、製造コストの点で有利である。よって、リグノパルプを、本発明に有利に使用することができる。 Among these, pulp containing lignin (lignopulp) has fewer manufacturing steps than cellulose fiber or pulp that does not contain lignin, and has a good yield from its raw material (for example, wood). It is advantageous in terms of manufacturing costs because it requires less chemical agents and can be manufactured with less energy. Thus, lignopulp can be advantageously used in the present invention.

更には、針葉樹のパルプの中でも、トドマツ、アカマツ、又はスギから得られるリグノパルプは、それを使用して作製した化学修飾リグノMFCを含有させることで強度特性に優れた繊維強化樹脂組成物が得られることから好ましい。 Furthermore, among softwood pulps, lignopulp obtained from Sakhalin fir, Japanese red pine, or cedar can be used to obtain a fiber-reinforced resin composition having excellent strength characteristics by incorporating chemically modified lignoMFC produced using it. Therefore, it is preferable.

リグノセルロース及びリグノパルプのリグニン量は、クラーソン法で定量することができる。本発明では、リグニンを0.1~40質量%程度含むリグノパルプを使用することが好ましい。リグノパルプのリグニン含有量は、0.1~35質量%程度が更に好ましく、0.1~30質量%程度が特に好ましい。 The amount of lignin in lignocellulose and lignopulp can be quantified by the Clason method. In the present invention, it is preferable to use lignopulp containing about 0.1 to 40% by mass of lignin. The lignin content of the lignopulp is more preferably about 0.1 to 35% by mass, particularly preferably about 0.1 to 30% by mass.

化学修飾MFCの製造方法
本発明に使用される化学修飾MFCは、セルロース系パルプ(CP)を化学修飾して化学修飾セルロース系パルプ(化学修飾CP)を得、これを解繊することで得られる。
Method for producing chemically modified MFC The chemically modified MFC used in the present invention is obtained by chemically modifying cellulose pulp (CP) to obtain chemically modified cellulose pulp (chemically modified CP) and defibrating it. .

本発明に使用される化学修飾MFCは、セルロース系パルプ(CP)を解繊してミクロフィブリル化植物繊維(MFC)を得、これを化学修飾することによっても得ることができる。 The chemically modified MFC used in the present invention can also be obtained by defibrating cellulosic pulp (CP) to obtain microfibrillated plant fibers (MFC) and chemically modifying this.

先ず、セルロース系パルプ(CP)を化学修飾して化学修飾セルロース系パルプ(化学修飾CP)を得る方法を説明する。セルロース系パルプ(CP)又は化学修飾CPの解繊方法は後述する。 First, a method of chemically modifying cellulose pulp (CP) to obtain chemically modified cellulose pulp (chemically modified CP) will be described. A method for defibrating cellulose pulp (CP) or chemically modified CP will be described later.

化学修飾セルロース系パルプ(化学修飾CP)の製造方法
アシル化セルロース系パルプ(アシル化CP)
前記式:(Lg)Cell-O-R (1)で示される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾パルプのうち、置換基Rがアシル基である化学修飾セルロース系高分子からなるパルプ(アシル化CP)は、原料のセルロース系パルプ(CP)の繊維表面又は非晶部分に存在する水酸基(セルロース、ヘミセルロース及びリグニンの水酸基等)をアシル化することによって得られる。
Manufacturing method of chemically modified cellulose pulp (chemically modified CP)
Acylated Cellulosic Pulp (Acylated CP)
Of the chemically modified pulp composed of the chemically modified cellulose polymer represented by the formula: (Lg)Cell-OR (1), the pulp composed of the chemically modified cellulose polymer in which the substituent R is an acyl group (acylated CP ) can be obtained by acylating hydroxyl groups (hydroxyl groups of cellulose, hemicellulose, lignin, etc.) present on the fiber surface or amorphous portion of the cellulose pulp (CP) raw material.

このアシル化は、原料のCP中に元々存在するセルロース結晶構造を壊さないように、CPの繊維表面又は非晶部分に存在する水酸基、例えばセルロース、ヘミセルロース、及びリグニンの水酸基等をアシル化することが好ましい。 This acylation acylates hydroxyl groups present on the fiber surface or amorphous portion of CP, such as hydroxyl groups of cellulose, hemicellulose, and lignin, so as not to destroy the cellulose crystal structure originally present in the raw material CP. is preferred.

アシル化反応は、原料のCPを膨潤させることのできる無水非プロトン性極性溶媒、例えばN-メチルピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等の中に原料を懸濁し、対応するアシル基を有するカルボン酸無水物又は酸塩化物で、塩基の存在下に、従来の方法(特開2016-176052等に記載の方法)で行うことができる。 The acylation reaction is carried out by suspending the raw material in an anhydrous aprotic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, N,N-dimethylformamide, etc., which can swell the CP of the raw material, and obtaining a carboxylic acid having a corresponding acyl group. It can be carried out by a conventional method (method described in JP-A-2016-176052, etc.) in the presence of a base with an anhydride or an acid chloride.

前記式(1)におけるRによる置換度(以下に詳しく説明する)の測定方法は、従来の方法(特開2016-176052等に記載の方法)に従うことができる。置換度は、上記アシル化におけるアシル化剤の量、反応温度、反応時間等を調節することにより調整することができる。 A method for measuring the degree of substitution by R (described in detail below) in formula (1) can follow a conventional method (method described in JP-A-2016-176052, etc.). The degree of substitution can be adjusted by adjusting the amount of acylating agent, reaction temperature, reaction time, etc. in the above acylation.

カルボキシアルキル化セルロース系パルプ(カルボキシアルキル化CP)
前記式:(Lg)Cell-O-R (1)においてRがカルボキシアルキル基〔-(CH2)n-1COOH〕又はその塩〔-(CH2)n-1COO-X+〕である化学修飾セルロース系パルプ(カルボキシアルキル化CP)は、従来の方法(特開2011-195738等に記載の方法)に従い製造することができる。すなわち、原料のCPに、対応するハロゲン化アルキルを反応させ、原料繊維(CP)の繊維表面又は非晶部分に存在する水酸基(セルロース、ヘミセルロース及びリグニンの水酸基等)をカルボキシアルキル化することにより、カルボキシアルキル化CPを製造することができる。
Carboxyalkylated Cellulosic Pulp (Carboxyalkylated CP)
chemical modification wherein R is a carboxyalkyl group [-(CH 2 ) n-1 COOH] or a salt thereof [-(CH 2 ) n-1 COO - X + ] in the above formula: (Lg)Cell-OR (1) Cellulosic pulp (carboxyalkylated CP) can be produced according to a conventional method (method described in JP-A-2011-195738, etc.). That is, the raw material CP is reacted with the corresponding alkyl halide to carboxyalkylate hydroxyl groups present on the fiber surface or amorphous portion of the raw material fiber (CP) (hydroxyl groups of cellulose, hemicellulose, lignin, etc.). Carboxyalkylated CPs can be prepared.

カルボキシアルキルカルボニル化セルロース系パルプ(カルボキシアルキルカルボニル化CP)
前記式:(Lg)Cell-O-R (1)においてRがカルボキシアルキルカルボニル基〔-CO(CH2)nCOOH〕又はその塩〔-CO(CH2)nCOO-X+〕である化学修飾セルロース系パルプ(カルボキシアルキルカルボニル化CP)は、文献(Biomacromolecules 2017, 18, 242-248)に記載の方法に準じて製造することができる。すなわち、原料のCPに、対応する酸無水物(例えば、コハク酸無水物、グルタル酸無水物等)を反応させることにより、カルボキシアルキルカルボニル化CPを製造することができる。
Carboxyalkylcarbonylated Cellulosic Pulp (Carboxyalkylcarbonylated CP)
Chemically modified cellulose in which R is a carboxyalkylcarbonyl group [-CO( CH2 ) nCOOH ] or a salt thereof [-CO( CH2 ) nCOO - X + ] in the above formula: (Lg)Cell-OR (1) System pulp (carboxyalkylcarbonylated CP) can be produced according to the method described in the literature (Biomacromolecules 2017, 18, 242-248). That is, the carboxyalkylcarbonylated CP can be produced by reacting the starting CP with the corresponding acid anhydride (eg, succinic anhydride, glutaric anhydride, etc.).

3-カルボキシプロペノイル化セルロース系パルプ(3-カルボキシプロペノイル化CP,CPのマレイン酸モノエステル)
前記式:(Lg)Cell-O-R (1)においてRが3-カルボキシプロペノイル基(-COCH=CHCOOH)又はその塩〔-COCH=CHCOO-X+〕である化学修飾セルロース系パルプ(3-カルボキシプロペノイル化CP)は、文献(ACS Macro Lett. 2015, 4, 80-83)に記載の方法に従い製造することができる。すなわち、無水マレイン酸を、原料のCPに反応させることにより、3-カルボキシプロペノイル化CPを製造することができる。
3-Carboxypropenoylated Cellulosic Pulp (3-Carboxypropenoylated CP, maleic acid monoester of CP)
Chemically modified cellulose pulp (3-carboxy Propenoylated CP) can be produced according to the method described in the literature (ACS Macro Lett. 2015, 4, 80-83). That is, 3-carboxypropenoylated CP can be produced by reacting maleic anhydride with CP as a raw material.

なお、ミクロフィブリル化セルロース(MFC)を化学修飾して、化学修飾MFCを製造する場合は、セルロース系パルプ(CP)の代わりにMFCを使用して、上記と同様の方法で、MFCを化学修飾することにより化学修飾MFCを得ることができる。 In addition, when chemically modifying microfibrillated cellulose (MFC) to produce a chemically modified MFC, MFC is used instead of cellulose pulp (CP), and the MFC is chemically modified in the same manner as above. A chemically modified MFC can be obtained by

置換基Rによる修飾程度(置換度、DS)
置換基Rによる化学修飾CP又は化学修飾MFCの修飾程度(置換度、「DS」ともいう)は、前記式(1)で表される化学修飾セルロース系高分子の残基〔(Lg)Cell-〕の1単位(繰り返し単位)に存在する水酸基の水素原子が置換基Rで置換された程度である。
Degree of modification by substituent R (degree of substitution, DS)
The degree of modification (degree of substitution, also referred to as “DS”) of the chemically modified CP or chemically modified MFC by the substituent R is determined by the residue of the chemically modified cellulosic polymer represented by the above formula (1) [(Lg)Cell- ] is substituted with the substituent R for the hydrogen atom of the hydroxyl group present in one unit (repeating unit).

化学修飾セルロース系高分子が全てセルロースで構成されている場合(セルロースの場合)は、この繰り返し単位はグルコピラノース残基であり、この1単位にあたりの水酸基数は3であるので、置換度の上限は3である。 When the chemically modified cellulosic polymer is entirely composed of cellulose (in the case of cellulose), this repeating unit is a glucopyranose residue, and the number of hydroxyl groups per unit is 3, so the upper limit of the degree of substitution is is 3.

一方、セルロース系高分子がリグノセルロースの場合、リグノセルロースは、セルロースと共にヘミセルロースとリグニンとを含む。へミセルロースに含まれるキシランにおけるキシロース残基又はアラビノガラクタンにおけるガラクトース残基の水酸基数は2であり、また、標準的なリグニン残基の水酸基数も2である。よって、これらの水酸基数は3より小さい。 On the other hand, when the cellulosic polymer is lignocellulose, lignocellulose contains hemicellulose and lignin together with cellulose. The xylose residue in xylan contained in hemicellulose or the galactose residue in arabinogalactan has two hydroxyl groups, and the standard lignin residue also has two hydroxyl groups. Therefore, their number of hydroxyl groups is less than three.

従って、リグノパルプにおける置換基Rによる置換度の上限は3より小さい。この置換度の上限は、リグノパルプが含有するヘミセルロース及びリグニンの含量に依存して、2.7~2.8程度である。 Therefore, the upper limit of the degree of substitution by substituents R in lignopulp is less than three. The upper limit of this degree of substitution is about 2.7 to 2.8, depending on the content of hemicellulose and lignin contained in the lignopulp.

また、セルロース系高分子がホロセルロースの場合も、ホロセルロースはセルロースと共にヘミセルロースを含むので、この平均的な繰り返し単位中の水酸基数は3よりも小さい。よって、置換度の上限値は3より小さい。 Also, when the cellulosic polymer is holocellulose, since holocellulose contains hemicellulose together with cellulose, the average number of hydroxyl groups in the repeating unit is less than 3. Therefore, the upper limit of the degree of substitution is less than 3.

上記のようにセルロース系繊維中のヘミセルロース又はリグニンの含量に依存するものの、化学修飾セルロース系パルプ(化学修飾CP)、及び化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維(化学修飾MFC)の前記置換基Rによる置換度(DS)は、0.3~2.55程度が好ましい。置換度(DS)を0.3~2.55程度に設定することによって、適度の結晶化度及びSP(溶解度パラメーター)を有する化学修飾MFCを得ることができる。 Although it depends on the content of hemicellulose or lignin in the cellulosic fiber as described above, the chemically modified cellulosic pulp (chemically modified CP) and the chemically modified microfibrillated cellulosic fiber (chemically modified MFC) by the substituent R The degree of substitution (DS) is preferably about 0.3-2.55. By setting the degree of substitution (DS) to about 0.3 to 2.55, a chemically modified MFC with moderate crystallinity and SP (solubility parameter) can be obtained.

置換基Rがアシル基の場合、置換度(DS)は0.4~2.55程度がより好ましく、0.56~2.52が更に好ましい。置換基Rがアセチル基の場合、好ましいDSは0.56~2.52である。その範囲のDSであれば結晶化度を42.7%程度以上に保つことが可能である。 When the substituent R is an acyl group, the degree of substitution (DS) is more preferably about 0.4-2.55, more preferably 0.56-2.52. When the substituent R is an acetyl group, the preferred DS is 0.56-2.52. If the DS is in that range, it is possible to keep the degree of crystallinity at about 42.7% or more.

置換基Rが、カルボキシアルキル基、カルボキシアルキルカルボニル基、3-カルボキシプロペノイル基、又はこれらカルボキシ基を有する置換基の塩の場合、置換度(DS)は、Rがアシル基である場合のDSよりも小さいほうが好ましい。置換基Rがカルボキシメチル基である場合のDSは、0.1~0.5が好ましい。 When the substituent R is a carboxyalkyl group, a carboxyalkylcarbonyl group, a 3-carboxypropenoyl group, or a salt of a substituent having these carboxy groups, the degree of substitution (DS) is DS when R is an acyl group. is preferably smaller than When the substituent R is a carboxymethyl group, DS is preferably 0.1 to 0.5.

置換度(DS)は、元素分析、中和滴定法、FT-IR、二次元NMR(1H及び13C-NMR)等の各種分析方法等により分析することができる。 The degree of substitution (DS) can be analyzed by various analytical methods such as elemental analysis, neutralization titration, FT-IR, and two-dimensional NMR ( 1 H and 13 C-NMR).

化学修飾CPの解繊方法
化学修飾CPの解繊及びミクロフィブリル化は、例えば、化学修飾CPを懸濁液又はスラリーとし、リファイナー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、一軸又は多軸混練機(好ましくは二軸混練機)、ビーズミル等による機械的な摩砕又は叩解等の公知手段を使用することにより行うことができる。
Defibrillation method of chemically modified CP Defibrillation and microfibrillation of chemically modified CP are carried out, for example, by making chemically modified CP into a suspension or slurry, refiner, high-pressure homogenizer, grinder, single-screw or multi-screw kneader (preferably twin-screw). kneader), bead mill or the like, or use known means such as mechanical grinding or beating.

化学修飾CPを使用して本発明の繊維強化樹脂組成物を作製する時、化学修飾CPは熱可塑性樹脂と共に一軸又は多軸混練機(好ましくは多軸混練機)で、加熱下に溶融し混練することが好ましい。化学修飾CPは混練中のせん断力により解繊されてミクロフィブリル化し、熱可塑性樹脂中で化学修飾MFCとすることができる。このようにして化学修飾CPを熱可塑性樹脂と溶融混練して熱可塑樹脂中で解繊することが有利である。 When the chemically modified CP is used to produce the fiber-reinforced resin composition of the present invention, the chemically modified CP is melted and kneaded under heating in a single- or multi-screw kneader (preferably a multi-screw kneader) together with the thermoplastic resin. preferably. The chemically modified CP is fibrillated by the shear force during kneading to be microfibrillated, and can be made into the chemically modified MFC in the thermoplastic resin. It is advantageous to melt-knead the chemically modified CP with the thermoplastic resin in this manner and defibrate in the thermoplastic resin.

化学修飾MFCを使用して本発明の繊維強化樹脂組成物を作製する時は、先ずCPの繊維を解繊してミクロフィブリル化セルロース系繊維(MFC)を調製する。次いでこれを前記の方法で化学修飾し、樹脂と混練することにより、本発明の繊維強化樹脂組成物を調製することができる。 When chemically modified MFC is used to produce the fiber-reinforced resin composition of the present invention, the fibers of CP are first defibrated to prepare microfibrillated cellulosic fibers (MFC). Then, the fiber-reinforced resin composition of the present invention can be prepared by chemically modifying this by the method described above and kneading it with a resin.

この際、CPの解繊は、CPを懸濁液又はスラリーとし、リファイナー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、一軸又は多軸混練機(好ましくは二軸混練機)、ビーズミル等による機械的な摩砕又は叩解等の公知手段を使用することにより行うことができる。 In this case, the defibration of CP is performed by making CP into a suspension or slurry, and mechanically grinding or beating the CP using a refiner, a high-pressure homogenizer, a grinder, a uniaxial or multiaxial kneader (preferably a twin-screw kneader), a bead mill, or the like. It can be performed by using known means such as.

MFC及び化学修飾MFCの繊維径
化学修飾MFCは、前記の化学修飾セルロース系パルプ(例えば、化学修飾リグノパルプ等)中の繊維をナノサイズレベルまで解きほぐした(解繊した)ものである。
Fiber Diameter of MFC and Chemically Modified MFC Chemically modified MFC is obtained by disentangling (fibrillating) the fibers in the chemically modified cellulose pulp (for example, chemically modified lignopulp, etc.) to the nano-size level.

繊維強化樹脂組成物に含有される化学修飾MFCの平均繊維径(繊維幅)は、4~200nm程度の範囲が好ましく、4~150nm程度がより好ましい。繊維長の平均値は5μm程度以上であることが好ましい。 The average fiber diameter (fiber width) of the chemically modified MFC contained in the fiber-reinforced resin composition is preferably in the range of about 4-200 nm, more preferably about 4-150 nm. The average fiber length is preferably about 5 μm or more.

前記範囲の平均繊維径を有する化学修飾MFCを、樹脂に含有させることにより、強度特性の優れた繊維強化樹脂組成物を製造することができる。 By incorporating a chemically modified MFC having an average fiber diameter within the above range into a resin, a fiber-reinforced resin composition having excellent strength properties can be produced.

なお、化学修飾CPを使用して本発明の繊維強化樹脂組成物を作製する時は、化学修飾CPを熱可塑性樹脂と溶融混練して、混練と同時に化学修飾CPを化学修飾MFCに解繊することができる。 When the fiber-reinforced resin composition of the present invention is produced using the chemically modified CP, the chemically modified CP is melt-kneaded with the thermoplastic resin, and simultaneously kneaded, the chemically modified CP is defibrated into the chemically modified MFC. be able to.

この際、化学修飾CPの解繊が不十分で、解繊後の繊維径が上記の繊維径よりも大きな化学修飾MFCが樹脂組成物に含まれていたとしても、本発明の目的を達成する限り、そのような化学修飾MFC含有樹脂組成物は本発明に包含される。 In this case, even if the disentanglement of the chemically modified CP is insufficient and the resin composition contains the chemically modified MFC having a fiber diameter larger than the fiber diameter after disentanglement, the object of the present invention can be achieved. To the extent such chemically modified MFC-containing resin compositions are included in the present invention.

例えば、化学修飾MFC含有樹脂組成物の曲げ弾性率が、未修飾MFC含有樹脂組成物の曲げ弾性率に対し1.1倍以上の曲げ弾性率を示す限り、これは本発明の化学修飾MFC含有樹脂組成物である。 For example, as long as the flexural modulus of the chemically modified MFC-containing resin composition exhibits a flexural modulus of 1.1 times or more that of the unmodified MFC-containing resin composition, this is the chemically modified MFC-containing resin composition of the present invention. It is a thing.

MFCを使用して化学修飾MFCを調製する場合、このMFCの平均繊維径及び平均繊維長の夫々の好ましい範囲、更に好ましい範囲についても、上記の化学修飾MFCのそれらと同様である。 When chemically modified MFC is prepared using MFC, the respective preferred ranges and more preferred ranges of the average fiber diameter and average fiber length of this MFC are the same as those of the above chemically modified MFC.

MFC及び化学修飾MFCの繊維径及び繊維長は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定することができる。繊維径の平均値(平均繊維径)及び繊維長の平均値(平均繊維長)は、走査型電子顕微鏡の視野内のMFC又は化学修飾MFCの少なくとも50本以上について測定した時の平均値として求める。 The fiber diameter and fiber length of MFC and chemically modified MFC can be measured using a scanning electron microscope (SEM). The average fiber diameter (average fiber diameter) and average fiber length (average fiber length) are obtained as the average values of at least 50 MFCs or chemically modified MFCs within the field of view of the scanning electron microscope. .

MFC及び化学修飾MFCの比表面積
走査型電子顕微鏡(SEM)で繊維を観察することにより、繊維の解繊状態を観察することもできる。
By observing the fibers with a scanning electron microscope (SEM) of the specific surface area of MFC and chemically modified MFC , it is possible to observe the disentanglement state of the fibers.

化学修飾MFCの比表面積は、70~300m2/g程度が好ましく、70~250m2/g程度がより好ましく、100~200m2/g程度が更に好ましい。化学修飾MFCの比表面積を大きくすることで、樹脂(マトリックス)と組み合わせて組成物とした場合に、接触面積を大きくすることができ、それにより樹脂成形材料の強度を向上させることができる。また、化学修飾MFCは樹脂組成物の樹脂中で凝集しないことから、樹脂成形材料の強度を向上させることができる。 The specific surface area of the chemically modified MFC is preferably about 70-300 m 2 /g, more preferably about 70-250 m 2 /g, even more preferably about 100-200 m 2 /g. By increasing the specific surface area of the chemically modified MFC, it is possible to increase the contact area when combined with a resin (matrix) to form a composition, thereby improving the strength of the resin molding material. Moreover, since the chemically modified MFC does not aggregate in the resin of the resin composition, the strength of the resin molding material can be improved.

化学修飾MFCの結晶化度
本発明に使用する化学修飾MFCは、原料パルプ中に存在していたセルロースの結晶構造ができる限り保持された状態で、原料パルプ(CP)のセルロース及びヘミセルロースの水酸基(糖鎖水酸基)が、化学修飾されていることが好ましい。
Crystallinity of Chemically Modified MFC The chemically modified MFC used in the present invention retains the crystal structure of the cellulose present in the raw pulp as much as possible, and the hydroxyl groups of the cellulose and hemicellulose of the raw pulp (CP) ( Sugar chain hydroxyl groups) are preferably chemically modified.

本発明に使用する化学修飾MFCは、元来、原料パルプに存在するセルロース結晶構造が壊れないように原料繊維の表面に存在する水酸基、例えばセルロースの水酸基、ヘミセルロースの水酸基等が化学修飾されていることが好ましい。 In the chemically modified MFC used in the present invention, the hydroxyl groups present on the surface of the raw material fiber, such as the hydroxyl groups of cellulose and the hydroxyl groups of hemicellulose, are originally chemically modified so that the cellulose crystal structure present in the raw material pulp is not destroyed. is preferred.

その化学修飾処理により、MFC本来の優れた力学的特性を有する化学修飾MFCを得ることができる。更に、樹脂中での化学修飾MFCの分散性が促進され、樹脂に対する化学修飾MFCの補強効果が向上する。 Through the chemical modification treatment, a chemically modified MFC having excellent mechanical properties inherent to MFC can be obtained. Furthermore, the dispersibility of the chemically modified MFC in the resin is promoted, and the reinforcing effect of the chemically modified MFC on the resin is improved.

本発明の繊維強化樹脂組成物は、組成物中に含まれる化学修飾MFCの結晶化度が42.7%程度以上で、その結晶型はセルロースI型結晶を有することが好ましい。前記「結晶化度」とは、全セルロース中の結晶(主にセルロースI型結晶)の存在比である。化学修飾MFCの結晶化度(好ましくはセルロースI型の結晶)は、50%程度以上が好ましく、55%程度以上がより好ましく、55.6%程度以上が更に好ましく、60%程度以上がなお更に好ましく、69.5%程度以上が特に好ましい。 In the fiber-reinforced resin composition of the present invention, the chemically modified MFC contained in the composition preferably has a degree of crystallinity of about 42.7% or more, and preferably has cellulose type I crystals. The "crystallinity" is the abundance ratio of crystals (mainly cellulose type I crystals) in the total cellulose. The crystallinity of the chemically modified MFC (preferably cellulose type I crystals) is preferably about 50% or higher, more preferably about 55% or higher, even more preferably about 55.6% or higher, and even more preferably about 60% or higher. About 69.5% or more is particularly preferable.

化学修飾MFCの結晶化度の上限は、80%程度である。化学修飾MFCは、セルロースI型の結晶構造を維持し、高強度、低熱膨張性等の性能を発現する。 The upper limit of the crystallinity of chemically modified MFC is about 80%. Chemically modified MFC maintains the crystalline structure of cellulose type I and exhibits performance such as high strength and low thermal expansion.

セルロースI型結晶構造とは、例えば朝倉書店発行の「セルロースの辞典」新装版第一刷81~86頁、或いは93~99頁に記載の通りのものである。ほとんどの天然セルロースはセルロースI型結晶構造である。これに対して、セルロースI型結晶構造ではなく、例えばセルロースII、III、又はIV型構造のセルロース繊維は、セルロースI型結晶構造を有するセルロースから誘導されるものである。I型結晶構造は他の構造に比べて結晶弾性率が高い。 The cellulose type I crystal structure is, for example, as described in "The Dictionary of Cellulose" published by Asakura Shoten, pp. 81-86 or pp. 93-99 of the first edition of the new edition. Most natural celluloses are of the cellulose type I crystal structure. In contrast, cellulose fibers of, for example, cellulose II, III, or IV structure, but not cellulose type I crystalline structure, are derived from cellulose having cellulose type I crystalline structure. The I-type crystal structure has a higher crystal elastic modulus than other structures.

化学修飾MFCがI型結晶構造であることは、その広角X線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、2θ=14~17°付近及び2θ=22~23°付近の2つの位置に典型的なピークを有することから判定することができる。 The fact that the chemically modified MFC has a type I crystal structure is typical for two positions near 2θ = 14 to 17° and 2θ = 22 to 23° in the diffraction profile obtained by wide-angle X-ray diffraction image measurement. It can be determined from having a peak.

セルロースは、β-1,4結合により直線的に伸びたセルロースが何本かの束になって、分子内或いは分子間の水素結合で固定され、伸びきり鎖となった結晶を形成している。 Cellulose consists of several bundles of cellulose elongated linearly by β-1,4 bonds, which are fixed by intramolecular or intermolecular hydrogen bonds to form extended chain crystals. .

セルロースの結晶には、多くの結晶形が存在していることが、X線回折又は固体NMRによる解析で明らかになっている。天然セルロースの結晶形はI型のみである。 Analysis by X-ray diffraction or solid-state NMR has revealed that cellulose crystals have many crystal forms. The only crystalline form of natural cellulose is type I.

X線回折等から、セルロースにおける結晶領域の比率は、木材パルプで約50~60%、バクテリアセルロースはこれより高く約70%程度と推測されている。セルロースは、伸びきり鎖結晶であることに起因して、弾性率が高いだけでなく、鋼鉄の5倍の強度、及びガラスの1/50以下の線熱膨張係数を示す。 From X-ray diffraction and the like, it is estimated that the ratio of crystalline regions in cellulose is about 50 to 60% in wood pulp, and about 70% in bacterial cellulose, which is higher than this. Due to its extended chain crystals, cellulose not only has a high elastic modulus, but also exhibits a strength five times that of steel and a linear thermal expansion coefficient of 1/50 or less that of glass.

(1-2)(B)無機フィラー
本発明の繊維強化樹脂組成物が含有する(B)無機フィラーは、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上の無機フィラーである。
(1-2) (B) Inorganic filler The (B) inorganic filler contained in the fiber-reinforced resin composition of the present invention includes glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and One or two or more inorganic fillers selected from the group consisting of nanoclays.

無機フィラーは、ガラス繊維、グラスウール及び炭素繊維からなる群から選ばれる1種又は2種以上の繊維状の無機フィラーが好ましい。更に、ガラス繊維、及び炭素繊維からなる群から選ばれる1種又は2種の繊維状の無機フィラーが好ましい。 The inorganic filler is preferably one or more fibrous inorganic fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool and carbon fiber. Furthermore, one or two fibrous inorganic fillers selected from the group consisting of glass fibers and carbon fibers are preferred.

ガラス繊維及びグラスウールは、本発明の繊維強化樹脂組成物中の樹脂との親和性を持たせるため、表面が化学修飾されているものが好ましい。 Glass fibers and glass wool are preferably chemically modified on the surface in order to have affinity with the resin in the fiber-reinforced resin composition of the present invention.

ガラス繊維として、市販されているものを使用することができる。ガラス繊維として、例えば、日東紡績(株)製のCSX3J、CSF3PE等を、好ましく用いることができる。 Commercially available glass fibers can be used. As the glass fiber, for example, CSX3J, CSF3PE manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., and the like can be preferably used.

ガラス繊維の平均繊維径は、9~15μm程度が好ましく、11~13μm程度がより好ましい。ガラス繊維の平均繊維長は3~10mm程度が好ましい。 The average fiber diameter of the glass fibers is preferably about 9-15 μm, more preferably about 11-13 μm. The average fiber length of glass fibers is preferably about 3 to 10 mm.

グラスウールとして、市販されているものを使用することができる。グラスウールとして、例えば、旭ファイバーガラス(株)製のホワイトウール等を、好ましく用いることができる。 As the glass wool, commercially available ones can be used. As the glass wool, for example, white wool manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd. can be preferably used.

グラスウールの平均繊維径は、5~10μm程度が好ましく、7~8μm程度がより好ましい。グラスウールの平均繊維長は20~100mm程度が好ましい。 The average fiber diameter of the glass wool is preferably about 5-10 μm, more preferably about 7-8 μm. The average fiber length of glass wool is preferably about 20 to 100 mm.

炭素繊維は、本発明の繊維強化樹脂組成物中の樹脂との親和性を持たせるため、表面処理されているものが好ましい。 Carbon fibers are preferably surface-treated in order to have affinity with the resin in the fiber-reinforced resin composition of the present invention.

炭素繊維として、市販されているものを使用することができる。炭素繊維として、例えば、東レ(株)製のトレカ(登録商標)、東邦テナックス(株)製のテナックス(登録商標)等を、好ましく用いることができる。 Commercially available carbon fibers can be used. As the carbon fiber, for example, Torayca (registered trademark) manufactured by Toray Industries, Inc., Tenax (registered trademark) manufactured by Toho Tenax Co., Ltd., and the like can be preferably used.

炭素繊維の平均繊維径は、5~18μm程度が好ましく、5~7μm程度がより好ましい。炭素繊維の平均繊維長は3~25mm程度が好ましい。 The average fiber diameter of the carbon fibers is preferably about 5-18 μm, more preferably about 5-7 μm. The average fiber length of carbon fibers is preferably about 3 to 25 mm.

(1-3)(C)熱可塑性樹脂
本発明の繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾MFC、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含む。この繊維強化樹脂組成物を用いることで、強度に優れる成形体を作製することができる。
(1-3) (C) Thermoplastic resin The fiber-reinforced resin composition of the present invention contains (A) a chemically modified MFC, (B) an inorganic filler and (C) a thermoplastic resin. By using this fiber-reinforced resin composition, a molded article having excellent strength can be produced.

(C)熱可塑性樹脂として、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという点から、ポリアミド、ポリオレフィン、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリカーボネート-ABSアロイ(PC-ABSアロイ)、及び変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いることが好ましい。 (C) As thermoplastic resins, polyamides, polyolefins, aliphatic polyesters, aromatic polyesters, polyacetals, polycarbonates, polystyrenes, acrylonitrile-butadiene-styrene co- It is preferable to use at least one resin selected from the group consisting of polymers (ABS resin), polycarbonate-ABS alloys (PC-ABS alloys), and modified polyphenylene ethers (m-PPE).

熱可塑性樹脂として、前記樹脂を単独で使用してもよく、2種以上の混合樹脂として用いてもよい。 As the thermoplastic resin, the above resins may be used alone, or two or more of them may be used as a mixed resin.

また、上記以外の樹脂、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、、(熱可塑性)ポリウレタン、ビニルエーテル樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系樹脂(例えばトリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース等)等も好ましく使用することができる。 Resins other than the above, such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, fluororesin, (meth)acrylic resin, (thermoplastic) polyurethane, vinyl ether resin, polysulfone resin, cellulose resin (e.g., triacetylated cellulose , diacetylated cellulose, etc.) can also be preferably used.

ポリアミド(PA)として、ポリアミド6(ナイロン6、PA6)、ポリアミド66(ナイロン66、PA66)、ポリアミド610(PA610)、ポリアミド612(PA612)、ポリアミド11(PA11)、ポリアミド12(PA12)、ポリアミド46、ポリアミドXD10(PAXD10)、ポリアミドMXD6(PAMXD6)等を好ましく用いることができる。 Polyamide (PA) includes polyamide 6 (nylon 6, PA6), polyamide 66 (nylon 66, PA66), polyamide 610 (PA610), polyamide 612 (PA612), polyamide 11 (PA11), polyamide 12 (PA12), polyamide 46 , polyamide XD10 (PAXD10), polyamide MXD6 (PAMXD6) and the like can be preferably used.

ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)とポリプロピレン(PP)との共重合体、無水マレイン酸変性ポリプロピレン(MAPP)、ポリエチレン(PE、特に高密度ポリエチレンHDPE)等を好ましく用いることができる。 As the polyolefin, polypropylene (PP), a copolymer of polyethylene (PE) and polypropylene (PP), maleic anhydride-modified polypropylene (MAPP), polyethylene (PE, especially high-density polyethylene HDPE), etc. can be preferably used. .

前記ポリプロピレン(PP)として、イソタクチックポリプロピレン(iPP)、シンジオタクチックポリプロピレン(sPP)等を好ましく用いることができる。 Isotactic polypropylene (iPP), syndiotactic polypropylene (sPP) and the like can be preferably used as the polypropylene (PP).

脂肪族ポリエステルとして、ジオール類とコハク酸、吉草酸等の脂肪族ジカルボン酸との重合体又は共重合体(例えば、ポリブチレンサクシネート(PBS))、グリコール酸又は乳酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体又は共重合体(例えばポリ乳酸、ポリε-カプロラクトン(PCL)等)、並びにジオール類、脂肪族ジカルボン酸及び前記ヒドロキシカルボン酸の共重合体等を好ましく使用することができる。 As aliphatic polyesters, polymers or copolymers of diols and aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid and valeric acid (e.g., polybutylene succinate (PBS)), hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and lactic acid alone Polymers or copolymers (eg, polylactic acid, poly ε-caprolactone (PCL), etc.), copolymers of diols, aliphatic dicarboxylic acids and the above hydroxycarboxylic acids, etc. can be preferably used.

芳香族ポリエステルとして、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のジオール類とテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸との重合体等を好ましく使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)等を好ましく用いることができる。 As aromatic polyesters, polymers of diols such as ethylene glycol, propylene glycol and 1,4-butanediol and aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid can be preferably used. Specifically, for example, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene terephthalate (PPT), polybutylene terephthalate (PBT), etc. can be preferably used.

ポリアセタール(ポリオキシメチレンともいう、POM)としては、パラホルムアルデヒドの均一重合体に加えて、パラホルムアルデヒドとオキシエチレンとの共重合体も好ましく使用することができる。 As polyacetal (also referred to as polyoxymethylene, POM), in addition to homopolymers of paraformaldehyde, copolymers of paraformaldehyde and oxyethylene can also be preferably used.

ポリカーボネート(PC)には、ビスフェノールA又はその誘導体であるビスフェノール類と、ホスゲン又はフェニルジカーボネートとの反応物を好ましく使用することができる。 For polycarbonate (PC), a reaction product of bisphenol A or a bisphenol derivative thereof and phosgene or phenyldicarbonate can be preferably used.

ポリスチレン(PS)として、汎用PS(GPPS)に加えて、PSマトリックスにゴム成分を分散させて耐衝撃性を改良したPS(HIPS)を好適に使用することができる。ポリスチレン(PS)に加えて、スチレンの共重合体(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ABS樹脂)は、本発明の繊維強化樹脂組成物のマトリクスとして好ましい樹脂である。 As polystyrene (PS), in addition to general-purpose PS (GPPS), PS (HIPS) in which a rubber component is dispersed in a PS matrix to improve impact resistance can be preferably used. In addition to polystyrene (PS), styrene copolymers (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, ABS resins) are preferred resins for the matrix of the fiber-reinforced resin composition of the present invention.

ポリカーボネート(PC)とABSとのブレンド品(PC-ABSアロイ)は、耐衝撃性、耐候性及び成形加工性に優れているので、用いることが好ましい。 A blend of polycarbonate (PC) and ABS (PC-ABS alloy) is preferred because it is excellent in impact resistance, weather resistance and moldability.

PPEとPSとのブレンド品(PPE-PSブレンド品)は、ポリフェニレンエーテル(PPE)の変性品(m-PPE)の一種である。PPE-PSブレンド品は、耐熱性が高く、また軽量であることから、用いることが好ましい。 A blended product of PPE and PS (PPE-PS blended product) is a type of modified polyphenylene ether (PPE) (m-PPE). PPE-PS blend products are preferred because they have high heat resistance and are lightweight.

熱可塑性樹脂の中でも、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れるという点から、PA、POM、PP、MAPP、PE、ポリ乳酸、乳酸共重合樹脂、PBS、PET、PPT、PBT、PS、ABS樹脂及びPC-ABSアロイからなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いることが好ましい。 Among thermoplastic resins, PA, POM, PP, MAPP, PE, polylactic acid, lactic acid copolymer resin, PBS, PET, PPT, PBT, It is preferable to use at least one resin selected from the group consisting of PS, ABS resin and PC-ABS alloy.

(2)繊維強化樹脂組成物の配合組成
本発明の繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾MFC、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含む。
(2) Composition of fiber-reinforced resin composition The fiber-reinforced resin composition of the present invention contains (A) chemically modified MFC, (B) inorganic filler and (C) thermoplastic resin.

本発明の繊維強化樹脂組成物中の(A)化学修飾MFCの含有割合は、(C)熱可塑性樹脂100質量部に対し、3~60質量部程度が好ましく、5~50質量部程度がより好ましく、5~40質量部程度が更に好ましい。繊維強化樹脂組成物中の(A)化学修飾MFCの含有割合は、5~30質量部程度であることが最も好ましい。 The content of (A) the chemically modified MFC in the fiber-reinforced resin composition of the present invention is preferably about 3 to 60 parts by mass, more preferably about 5 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the (C) thermoplastic resin. Preferably, about 5 to 40 parts by mass is more preferable. Most preferably, the content of (A) the chemically modified MFC in the fiber-reinforced resin composition is about 5 to 30 parts by mass.

(A)化学修飾MFCとしては、アセチル化MFCが好ましい。 (A) As chemically modified MFC, acetylated MFC is preferred.

本発明の繊維強化樹脂組成物中の(B)無機フィラーの含有割合は、(C)熱可塑性樹脂100質量部に対し、3~60質量部程度が好ましく、5~50質量部程度がより好ましく、5~40質量部程度が更に好ましい。繊維強化樹脂組成物中の(B)無機フィラー(好ましくはガラス繊維又は炭素繊維)の含有割合は、5~30質量部程度であることが最も好ましい。 The content of the (B) inorganic filler in the fiber-reinforced resin composition of the present invention is preferably about 3 to 60 parts by mass, more preferably about 5 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the (C) thermoplastic resin. , and more preferably about 5 to 40 parts by mass. The content of (B) the inorganic filler (preferably glass fiber or carbon fiber) in the fiber-reinforced resin composition is most preferably about 5 to 30 parts by mass.

(B)無機フィラーとしては、ガラス繊維及び/又は炭素繊維が好ましい。 (B) The inorganic filler is preferably glass fiber and/or carbon fiber.

本発明の繊維強化樹脂組成物中の(B)無機フィラーに対する(A)化学修飾MFCの割合は、質量比で0.25~4、好ましくは0.3~3、更に好ましくは、0.5~2である。つまり、(A)化学修飾MFCの配合量/(B)無機フィラーの配合量が、質量比として、0.25~4、好ましくは0.3~3、更に好ましくは、0.5~2である。 The mass ratio of (A) chemically modified MFC to (B) inorganic filler in the fiber-reinforced resin composition of the present invention is 0.25-4, preferably 0.3-3, more preferably 0.5-2. In other words, the mass ratio of (A) the amount of chemically modified MFC/(B) the amount of inorganic filler is 0.25 to 4, preferably 0.3 to 3, more preferably 0.5 to 2.

(A)化学修飾MFCを(C)熱可塑性樹脂に配合することにより、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れる繊維強化樹脂組成物を得ることができる。 By blending (A) the chemically modified MFC with (C) the thermoplastic resin, it is possible to obtain a fiber-reinforced resin composition excellent in mechanical properties, heat resistance, surface smoothness and appearance.

(A)化学修飾MFCを(B)無機フィラーと共に(C)熱可塑性樹脂に配合することによって、(B)無機フィラーのみを配合する場合に比べて、軽量で力学的特性に優れた繊維強化樹脂組成物を得ることができる。 By blending (A) chemically modified MFC with (B) inorganic filler into (C) thermoplastic resin, fiber reinforced resin that is lighter and has superior mechanical properties compared to blending (B) inorganic filler alone. A composition can be obtained.

(A)化学修飾MFCは、植物繊維と同様に、軽量で優れた強度を有し、低線熱膨張係数を有する。 (A) The chemically modified MFC is lightweight, has excellent strength, and has a low coefficient of linear thermal expansion, similar to plant fibers.

本発明の繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾MFC及び(B)無機フィラーを含んでいても、汎用のプラスチックと同様に、加熱すると軟化して成形し易いことから、良好な成形加工性を発現することができる。 The fiber-reinforced resin composition of the present invention, even if it contains (A) a chemically modified MFC and (B) an inorganic filler, softens when heated and is easy to mold, like general-purpose plastics. You can express your sexuality.

本発明の繊維強化樹脂組成物には、前記(A)化学修飾MFC、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂に加え、例えば、相溶化剤;界面活性剤;酸化防止剤;難燃剤;タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物;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;消臭剤等の添加剤を任意に配合してもよい。 In addition to (A) the chemically modified MFC, (B) the inorganic filler and (C) the thermoplastic resin, the fiber-reinforced resin composition of the present invention includes, for example, a compatibilizer; a surfactant; an antioxidant; Inorganic compounds such as tannins, zeolites, ceramics, metal powders; Colorants; Plasticizers; may optionally be added.

前記添加剤の含有量は、本発明の効果が損なわれない範囲で適宜調整することができる。 The content of the additive can be appropriately adjusted within a range that does not impair the effects of the present invention.

本発明の繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾CMFを含むので、この繊維同士が水素結合によって自己凝集することを抑制することができる。よって、(A)化学修飾MFC、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を混合しても、(A)化学修飾MFC同士の凝集が抑制され、(A)化学修飾MFCと(B)無機フィラーとが(C)熱可塑性樹脂中で良好な分散性を示す。その結果、本発明の繊維強化樹脂組成物は、力学的特性、耐熱性、表面平滑性及び外観に優れる。 Since the fiber-reinforced resin composition of the present invention contains (A) chemically modified CMF, self-aggregation of the fibers due to hydrogen bonding can be suppressed. Therefore, even if (A) chemically modified MFC, (B) inorganic filler, and (C) thermoplastic resin are mixed, aggregation between (A) chemically modified MFCs is suppressed, and (A) chemically modified MFC and (B) The inorganic filler (C) exhibits good dispersibility in the thermoplastic resin. As a result, the fiber-reinforced resin composition of the present invention is excellent in mechanical properties, heat resistance, surface smoothness and appearance.

本発明の繊維強化樹脂組成物において、(A)化学修飾MFCは、その溶解パラメータ(SP)が(C)熱可塑性樹脂のSPに近い方が好ましい。 In the fiber-reinforced resin composition of the present invention, (A) the chemically modified MFC preferably has a solubility parameter (SP) close to the SP of (C) the thermoplastic resin.

(C)熱可塑性樹脂として極性の高い樹脂を用いて繊維強化樹脂組成物のマトリクスとする場合、置換基Rが例えばアセチル基の時は、その置換度(DS)が0.4~1.2程度で、その溶解度パラメータが12~15程度であるアセチル化MFCを樹脂中に含有させることが好ましい。 (C) When a highly polar resin is used as the thermoplastic resin to form the matrix of the fiber reinforced resin composition, when the substituent R is, for example, an acetyl group, the degree of substitution (DS) is about 0.4 to 1.2. It is preferable to incorporate acetylated MFC having a solubility parameter of about 12-15 into the resin.

極性の高い樹脂として、例えば、PA、POM、ポリ乳酸等が好ましい。 As highly polar resins, for example, PA, POM, polylactic acid, and the like are preferable.

(C)熱可塑性樹脂として極性の小さい樹脂を用いて繊維強化樹脂組成物のマトリクスとする場合、置換度(DS)が1.2程度以上であり、溶解度パラメータが8~12程度である化学修飾MFCを樹脂中に含有させることが好ましい。 (C) When a resin with low polarity is used as a thermoplastic resin and used as a matrix for a fiber reinforced resin composition, a chemically modified MFC having a degree of substitution (DS) of about 1.2 or more and a solubility parameter of about 8 to 12 is used. It is preferably contained in the resin.

極性の小さい樹脂として、例えば、PP、PE等が好ましい。化学修飾MFCとしてはアセチル化MFCが好ましい。 PP, PE, and the like are preferable as resins with low polarity, for example. Acetylated MFC is preferred as the chemically modified MFC.

(3)繊維強化樹脂組成物の製造方法
製法1
本発明の繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾MFC、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂(マトリックス材料)を、溶融混練し、(A)化学修飾MFCと(B)無機フィラーとを(C)熱可塑性樹脂中に分散させるすることにより製造することができる。
(3) Manufacturing method of fiber reinforced resin composition
Manufacturing method 1
The fiber-reinforced resin composition of the present invention is prepared by melt-kneading (A) a chemically modified MFC, (B) an inorganic filler, and (C) a thermoplastic resin (matrix material), (A) a chemically modified MFC and (B) an inorganic It can be produced by dispersing the filler in (C) the thermoplastic resin.

そして、その繊維強化樹脂組成物を成形することにより繊維強化樹脂組成物の成形体を作製することができる。 By molding the fiber-reinforced resin composition, a molded body of the fiber-reinforced resin composition can be produced.

製法2
本発明の繊維強化樹脂組成物は、混練機等を用いて、化学修飾セルロース系パルプ(化学修飾CP)、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を一括して混練し、それらを複合化することにより製造することが好ましい。つまり、製法2は、化学修飾セルロース系パルプ、無機フィラー及び熱可塑性樹脂の三者を同時に溶融混練する方法である。
Process 2
The fiber-reinforced resin composition of the present invention uses a kneader or the like to knead the chemically modified cellulose pulp (chemically modified CP), (B) the inorganic filler, and (C) the thermoplastic resin at once, and combine them. It is preferable to manufacture by converting. That is, production method 2 is a method of simultaneously melt-kneading the chemically modified cellulose pulp, the inorganic filler, and the thermoplastic resin.

製法2は、繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
(i)下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、
(ii)(B)無機フィラー、及び
(iii)(C)熱可塑性樹脂
を溶融混練することで、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、 前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法である。
(a)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
(b)(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
Production method 2 is a method for producing a fiber-reinforced resin composition,
(i) Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
A chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by
(ii) (B) inorganic filler, and (iii) (C) thermoplastic resin are melt-kneaded to obtain (A) chemically modified microfibrillated cellulosic fiber, (B) inorganic filler, and (C) thermoplastic resin. wherein the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fiber and the (B) inorganic filler meet the requirements of the following (a) and (b): fiber reinforced resin A method for producing a composition.
(a) (A) Chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are represented by the following formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.
(b) (B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.

製法2では、混練中のせん断応力により化学修飾CPのフィブリル化が良好に進行する。混練中に、化学修飾CPは樹脂中で(A)化学修飾MFCに良好に解繊される。製法2によれば、(A)化学修飾MFCと(B)無機フィラーとが(C)熱可塑性樹脂中に、良好に分散した繊維強化樹脂組成物を製造することができる。 In production method 2, fibrillation of the chemically modified CP proceeds satisfactorily due to the shear stress during kneading. During kneading, the chemically modified CP is successfully defibrated into (A) the chemically modified MFC in the resin. According to production method 2, a fiber-reinforced resin composition can be produced in which (A) the chemically modified MFC and (B) the inorganic filler are well dispersed in the (C) thermoplastic resin.

製法3
本発明の繊維強化樹脂組成物は、化学修飾セルロース系パルプ(化学修飾CP)と(C)熱可塑性樹脂とを混練して混練物を得、次いで、得られた混練物と、(B)無機フィラーと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物とを溶融混練する方法によって製造することが好ましい。製法3は、化学修飾セルロース系パルプ及び熱可塑性樹脂を溶融混練した後、無機フィラーを含有する樹脂組成物を加えて溶融混練する方法、すなわち二段階で混練する方法である
Process 3
The fiber-reinforced resin composition of the present invention is obtained by kneading a chemically modified cellulose pulp (chemically modified CP) and (C) a thermoplastic resin to obtain a kneaded product, and then the obtained kneaded product and (B) an inorganic It is preferably manufactured by a method of melt-kneading a resin composition containing a filler and a thermoplastic resin. Production method 3 is a method of melt-kneading chemically modified cellulose pulp and a thermoplastic resin, then adding a resin composition containing an inorganic filler and melt-kneading, that is, a method of kneading in two steps.

製法3は、繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
工程(1):
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、及び (C)熱可塑性樹脂を混練する工程、及び
工程(2):
前記工程(1)で得られた混練物と、(B)無機フィラーと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物とを溶融混練する工程
を含む方法により、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、
前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法である。
(a)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、-CO(CH2)nCOOH、-COCH=CHCOOH、-(CH2)n-1COO-X+、-CO(CH2)nCOO-X+及び-COCH=CHCOO-X+からなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
(b)(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
Production method 3 is a method for producing a fiber-reinforced resin composition,
Process (1):
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
Chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by and (C) a step of kneading a thermoplastic resin, and
Step (2):
(A) a chemically modified microfibrillated cellulose fiber by a method comprising a step of melt-kneading the kneaded product obtained in the step (1) and (B) a resin composition containing an inorganic filler and a thermoplastic resin; , (B) an inorganic filler and (C) a method for producing a fiber-reinforced resin composition containing a thermoplastic resin,
In the method for producing a fiber-reinforced resin composition, the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers and the (B) inorganic filler satisfy the following requirements (a) and (b).
(a) (A) Chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are represented by the following formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, -CO(CH 2 ) n COOH, -COCH=CHCOOH, -(CH 2 ) n-1 COO - X + , -CO(CH 2 ) n COO - X + and -COCH=CHCOO - X + , wherein n is an integer of 2-4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.
(b) (B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.

製法3では、混練中のせん断応力により化学修飾CPのフィブリル化が良好に進行する。混練中に、化学修飾CPは樹脂中で(A)化学修飾MFCに良好に解繊される。製法3によれば、(A)化学修飾MFCと(B)無機フィラーとが(C)熱可塑性樹脂中に、良好に分散した繊維強化樹脂組成物を製造することができる。 In production method 3, fibrillation of the chemically modified CP proceeds satisfactorily due to the shear stress during kneading. During kneading, the chemically modified CP is successfully defibrated into (A) the chemically modified MFC in the resin. According to production method 3, a fiber-reinforced resin composition can be produced in which (A) the chemically modified MFC and (B) the inorganic filler are well dispersed in the (C) thermoplastic resin.

製法3に用いられる、無機フィラーと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物として、(I)(イ)無機フィラーと(ロ)熱可塑性樹脂との溶融混合物(市販品を使用することもある)、及び(II)(イ)無機フィラーと(ロ)熱可塑性樹脂との粉末混合物のどちらも使用することができる。 As the resin composition containing an inorganic filler and a thermoplastic resin used in production method 3, (I) a molten mixture of (a) an inorganic filler and (b) a thermoplastic resin (a commercially available product may be used), and (II) powder mixtures of (a) inorganic fillers and (b) thermoplastic resins can also be used.

各製法における溶融混練時の加熱設定温度は、本発明に使用する熱可塑性樹脂を供給する業者が推奨する、最低加工温度(A℃)から、この推奨加工温度より20℃高い温度(A+20℃)の範囲が好ましい。 The heating setting temperature during melt kneading in each manufacturing method is from the minimum processing temperature (A ° C) recommended by the supplier of the thermoplastic resin used in the present invention to a temperature 20 ° C higher than this recommended processing temperature (A + 20 °C) is preferred.

PA6を使用する場合、溶融混練時の加熱設定温度は225~240℃が好ましい。 When PA6 is used, the heating setting temperature during melt-kneading is preferably 225 to 240°C.

POMを使用する場合、溶融混練時の加熱設定温度はは170~190℃が好ましい。 When POM is used, the heating setting temperature during melt-kneading is preferably 170 to 190°C.

PP及びMAPPを使用する場合、溶融混練時の加熱設定温度は160~180℃が好ましい。 When PP and MAPP are used, the heating setting temperature during melt-kneading is preferably 160 to 180°C.

混合温度をこの温度範囲に設定することにより、(A)化学修飾MFC又は化学修飾パルプと(B)無機フィラーと(C)熱可塑性樹脂とを均一に混合することができる。 By setting the mixing temperature within this temperature range, (A) the chemically modified MFC or chemically modified pulp, (B) the inorganic filler, and (C) the thermoplastic resin can be uniformly mixed.

上記製造法のうち、製法2及び製法3では、未解繊の化学修飾CPを樹脂と混合しながら混練機の剪断応力で解繊を行うため、製造費用の低コスト化を図ることができる。また、製法2及び製法3によれば、化学修飾CPから、繊維のダメージが少ない化学修飾MFCを、熱可塑性樹脂中に分散した状態で調製することができる。 Among the above production methods, production method 2 and production method 3 allow the production cost to be reduced because unfibrillated chemically modified CP is mixed with resin and fibrillated by the shear stress of the kneader. In addition, according to production methods 2 and 3, chemically modified MFC with less fiber damage can be prepared from chemically modified CP in a state of being dispersed in a thermoplastic resin.

製法2及び製法3によれば、この化学修飾MFCが分散した高性能な繊維強化樹脂組成物を得ることが可能となる。 According to production method 2 and production method 3, it is possible to obtain a high-performance fiber-reinforced resin composition in which this chemically modified MFC is dispersed.

(4)繊維強化樹脂組成物の成形体
本発明の成形体は繊維強化樹脂組成物からなる。
(4) Molded article of fiber-reinforced resin composition The molded article of the present invention is made of a fiber-reinforced resin composition.

本発明の繊維強化樹脂組成物を用いて、成形体を製造することができる。 A molded article can be produced using the fiber-reinforced resin composition of the present invention.

本発明の繊維強化樹脂組成物を、必要に応じて、フィルム状、シート状、板状、ペレット状、粉末状等の形状に整えて、成形材料を調製し、この成形材料を成形体の製造に供することができる。 If necessary, the fiber-reinforced resin composition of the present invention is shaped into a film, sheet, plate, pellet, powder, or the like to prepare a molding material, and the molding material is used to manufacture a molded product. can be provided to

本発明の繊維強化樹脂組成物(成形材料)を、金型成形、射出成形、押出成形、中空成形、発泡成形等の各種公知の成形方法で成形して、板状、棒状、立体構造等の各種形状の成形体を製造することができる。 The fiber-reinforced resin composition (molding material) of the present invention is molded by various known molding methods such as mold molding, injection molding, extrusion molding, hollow molding, foam molding, etc., to obtain a plate shape, rod shape, three-dimensional structure, etc. Molded bodies of various shapes can be produced.

本発明の成形体は、(A)化学修飾MFC、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物から成形されるので、ガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維のみを含有する繊維強化樹脂組成物から成形される成形体と比べて、より軽量で、且つ強度特性に優れる。 Since the molded article of the present invention is molded from a fiber-reinforced resin composition containing (A) a chemically modified MFC, (B) an inorganic filler, and (C) a thermoplastic resin, only inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers It is lighter and has excellent strength characteristics as compared with a molded article molded from a fiber reinforced resin composition containing.

本発明の成形体を、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機の内装材、外装材、構造材等に使用することにより、輸送機のエネルギー効率の向上及び排ガスの低減を達成することができる。 By using the molded article of the present invention for interior materials, exterior materials, structural materials, etc. of transportation equipment such as automobiles, trains, ships, and airplanes, it is possible to improve the energy efficiency of transportation equipment and reduce exhaust gas. can.

本発明の成形体を、パソコン、テレビ、電話等の電化製品等の筺体、構造材、内部部品等に使用することにより、それらの軽量化を図ることができる。軽量化によって、それら電化製品の輸送時のエネルギー消費を低減することができ、また、電化製品を快適に使用することができる。 By using the molded article of the present invention for housings, structural materials, internal parts, etc. of electrical appliances such as personal computers, televisions, and telephones, weight reduction can be achieved. Lighter weight can reduce energy consumption during transport of these appliances and also make the appliances more comfortable to use.

本発明の成形体を、建築材に使用することにより、建築物の耐震性を改善することが可能となる。 By using the molded article of the present invention as a building material, it is possible to improve the earthquake resistance of buildings.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples and comparative examples.

本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The invention is not limited to these examples.

実施例において、パルプ、化学修飾パルプ、化学修飾MFC、熱可塑性樹脂等における各種成分含量は、特に断りがない限り質量%で表示する。 In the examples, the contents of various components in pulp, chemically modified pulp, chemically modified MFC, thermoplastic resin, etc. are expressed in % by mass unless otherwise specified.

そして、本明細書において、組成物中のセルロース系繊維の含有割合は、組成物全質量中の繊維成分(セルロース+ヘミセルロース)の質量割合で表示する。したがって、組成物中の化学修飾セルロース系繊維の含有割合は、非化学修飾繊維に換算した質量の含有割合(含有%)で示される。 In this specification, the content of cellulosic fibers in the composition is indicated by the mass ratio of the fiber component (cellulose + hemicellulose) in the total mass of the composition. Therefore, the content ratio of the chemically modified cellulosic fibers in the composition is indicated by the content ratio (content %) of the mass in terms of the non-chemically modified fibers.

I.試験方法
実施例及び比較例等で使用した試験方法は以下の通りである。
I. Test Methods The test methods used in Examples and Comparative Examples are as follows.

(1)リグニンの定量方法(クラーソン法)
ガラスファイバーろ紙(GA55)を110℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ、デシケータ内で放冷後、計量した。110℃で絶乾させた試料(約0.2g)を精秤し、50mL容チューブに入れた。
(1) Lignin determination method (Clason method)
A glass fiber filter paper (GA55) was dried in an oven at 110° C. to a constant weight, allowed to cool in a desiccator, and weighed. A sample (approximately 0.2 g) dried at 110° C. was precisely weighed and placed in a 50 mL tube.

72%濃硫酸3mL加え、内容物が均一になるようにガラス棒で適宜押しつぶしながら、30℃の温水にチューブを入れて1時間保温した。次いで、チューブ内容物と蒸留水84gとを三角フラスコに注ぎ込み混合した後、オートクレーブ中で、120℃で1時間反応させた。 3 mL of 72% concentrated sulfuric acid was added, and the tube was placed in hot water at 30°C and kept warm for 1 hour while crushing appropriately with a glass rod so that the contents were uniform. Then, the contents of the tube and 84 g of distilled water were poured into an Erlenmeyer flask and mixed, and then reacted at 120° C. for 1 hour in an autoclave.

放冷後、内容物をガラスファイバーろ紙で濾過し不溶物をろ取し、200mLの蒸留水で洗浄した。110℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ計量した。 After allowing to cool, the contents were filtered through glass fiber filter paper to remove insoluble matter, which was washed with 200 mL of distilled water. It was dried in a 110°C oven to constant weight and weighed.

(2)セルロース及びへミセルロースの定量方法(糖分析)
ガラスファイバーろ紙(GA55)を110℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ、デシケータ内で放冷後、計量した。110℃で絶乾させた試料(約0.2g)を精秤し、50mL容チューブに入れた。
(2) Method for quantitative determination of cellulose and hemicellulose (sugar analysis)
A glass fiber filter paper (GA55) was dried in an oven at 110° C. to a constant weight, allowed to cool in a desiccator, and weighed. A sample (approximately 0.2 g) dried at 110° C. was precisely weighed and placed in a 50 mL tube.

72%濃硫酸3mL加え、内容物が均一になるようにガラス棒で適宜押しつぶしながら、30℃の温水にチューブを入れて1時間保温した。次いで、チューブ内容物と蒸留水84gとを加え定量的に三角フラスコに注ぎ込み混合した後、混合物1.0mLを耐圧試験管に入れ、内部標準として0.2%イノシトール溶液100μL加えた。 3 mL of 72% concentrated sulfuric acid was added, and the tube was placed in hot water at 30°C and kept warm for 1 hour while crushing appropriately with a glass rod so that the contents were uniform. Next, the contents of the tube and 84 g of distilled water were added, and the mixture was poured quantitatively into an Erlenmeyer flask and mixed.

メスピペットを用いて72%濃硫酸(7.5μL)を加え、オートクレーブ中で120℃で1時間反応させた。 72% concentrated sulfuric acid (7.5 μL) was added using a graduated pipette and reacted at 120° C. for 1 hour in an autoclave.

放冷後、反応液100μLを超純水で希釈し、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製イオンクロマトグラフ分析に供し、試料に含まれていた糖成分を分析した。 After standing to cool, 100 μL of the reaction solution was diluted with ultrapure water and subjected to ion chromatograph analysis manufactured by Thermo Fisher Scientific to analyze sugar components contained in the sample.

(3)セルロース又はヘミセルロース水酸基の化学修飾度(DS)の測定方法
(3-1)逆滴定方法
セルロース、ヘミセルロース及びリグノセルロースの水酸基がアシル化(エステル化)された試料のDS測定方法を、アセチル化された試料を例にとり以下に説明する。
(3) Method for measuring the degree of chemical modification (DS) of cellulose or hemicellulose hydroxyl groups
(3-1) Back titration method A method for measuring the DS of samples in which the hydroxyl groups of cellulose, hemicellulose and lignocellulose are acylated (esterified) will be described below taking acetylated samples as examples.

他のアシル化の場合も同様である。 The same applies to other acylations.

準備、秤量及び加水分解
試料を乾燥し、0.5g(A)を正確に秤量した。そこにエタノール75mL、及び0.5NのNaOH 50mL(0.025mol)(B)を加え、3~4時間撹拌した。
Preparation, Weighing and Hydrolysis Samples were dried and weighed accurately to 0.5 g (A). 75 mL of ethanol and 50 mL of 0.5N NaOH (0.025 mol) (B) were added thereto and stirred for 3 to 4 hours.

これをろ過、水洗、乾燥し、ろ紙上の試料のFT-IR測定を行い、エステル結合のカルボニルに基づく吸収ピークが消失していること、つまりエステル結合が加水分解されていることを確認した。このろ液を下記の逆滴定に用いた。 This was filtered, washed with water and dried, and FT-IR measurement was performed on the sample on the filter paper, and it was confirmed that the absorption peak based on the carbonyl of the ester bond disappeared, that is, the ester bond was hydrolyzed. This filtrate was used for the following back titration.

逆滴定
ろ液には加水分解の結果生じた酢酸ナトリウム塩及び過剰に加えられたNaOHが存在する。このNaOHの中和滴定を1NのHCl及びフェノールフタレインを用いて行った。
The back titration filtrate contains sodium acetate resulting from hydrolysis and NaOH added in excess. This NaOH neutralization titration was performed with 1N HCl and phenolphthalein.

・0.025mol(B)‐(中和に使用したHClのモル数) = セルロース等の水酸基にエステル結合していたアセチル基のモル数(C)
・(セルロース繰り返しユニット分子量162×セルロース繰り返しユニットのモル数(未知(D)))+(アセチル基の分子量43×(C))=秤量した試料0.5g(A)
によりセルロースの繰り返しユニットのモル数(D)が算出される。
・0.025 mol (B) - (moles of HCl used for neutralization) = moles of acetyl groups ester-bonded to hydroxyl groups of cellulose (C)
・(Molecular weight of cellulose repeating unit 162 × number of moles of cellulose repeating unit (unknown (D))) + (molecular weight of acetyl group 43 × (C)) = 0.5 g (A) of weighed sample
The number of moles (D) of repeating units of cellulose is calculated.

DSは、
・DS=(C)/(D)
により算出される。
DS is
・DS=(C)/(D)
Calculated by

(3-2)赤外線(IR)吸収スペクトルによるDSの測定方法
エステル化セルロース/リグノセルロースのDSは、赤外線(IR)吸収スペクトルを測定することにより求めることもできる。
(3-2) Method for measuring DS by infrared (IR) absorption spectrum DS of esterified cellulose/lignocellulose can also be determined by measuring infrared (IR) absorption spectrum.

セルロース/リグノセルロースがエステル化されると1733cm-1付近にエステルカルボニル(C=O)に由来する強い吸収帯が現れるので、この吸収帯の強度(面積)を横軸に、上記のが逆滴定法で求めたDSの値を横軸にプロットした検量線をまず作成する。 When cellulose/lignocellulose is esterified, a strong absorption band derived from ester carbonyl (C=O) appears near 1733 cm -1 . First, create a calibration curve in which the DS values obtained by the method are plotted on the horizontal axis.

そして、試料のDS値は、吸収帯の強度を測定し、この値及び検量線から求める。このようにしてDSを迅速かつ簡便に測定することができる。 Then, the DS value of the sample is obtained by measuring the intensity of the absorption band and from this value and the calibration curve. In this way DS can be measured quickly and conveniently.

(4)セルロース等の結晶化度の測定
木質科学実験マニュアル4.微細構造(1)X線による構造解析(P.198-202)に記載された方法に準じた。機種Rigaku ultraX18HF((株)リガク製)を使用して、試料(リファイナー処理済みパルプ及びこの化学修飾物)の広角X線回折を測定し、試料の結晶化度を求める。
(4) Measurement of crystallinity of cellulose, etc. The method described in Wood Science Experiment Manual 4. Microstructure (1) Structural analysis by X-ray (P.198-202) was followed. Using a model Rigaku ultraX18HF (manufactured by Rigaku Co., Ltd.), wide-angle X-ray diffraction of a sample (refined pulp and its chemical modification) is measured to determine the crystallinity of the sample.

X線はCuKα線、30kV/200mAの出力にて、2θ=5~40°を測定する。 X-rays are CuKα rays, 30kV/200mA output, and measure 2θ=5 to 40°.

(5)強度試験方法
万能試験機(オートグラフAG5000E型,(株)島津製作所製)を用いて、3点曲げ試験を実施した。試験条件は曲げ速度10mm/min、支点間距離64mmとした。
(5) Strength test method A three-point bending test was performed using a universal testing machine (Autograph AG5000E, manufactured by Shimadzu Corporation). The test conditions were a bending speed of 10 mm/min and a distance between fulcrums of 64 mm.

(6)Izod衝撃試験
Izod衝撃試験機((株)東洋精機製作所製)を用いてIzod衝撃試験を実施した。試験片中央部に深さ2mmの切り欠き(ノッチ)を挿入した。2.75J-N試験では2.75Jのハンマーを用いてノッチ側を打撃し、ノッチから亀裂を進展させ、その特に衝撃強度を算出した。5.5J-R試験では5.5Jのハンマーを用いてノッチと反対側を打撃し、ノッチのない成形品表面から亀裂を進展させ、その時の衝撃強度を算出した。
(6) Izod impact test
An Izod impact test was performed using an Izod impact tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). A notch with a depth of 2 mm was inserted in the center of the test piece. In the 2.75JN test, a 2.75J hammer was used to hit the notch side to propagate a crack from the notch, and its impact strength was calculated. In the 5.5JR test, a 5.5J hammer was used to hit the side opposite to the notch, allowing cracks to propagate from the surface of the molded article without notches, and the impact strength at that time was calculated.

(7)樹脂組成物の粘度測定方法
組成物の粘度の測定には溶融粘弾性測定装置(ティーエーインスツルメント製)を用いた。測定条件は、温度250℃、周波数628rad/sec、ひずみ0.05%とした。
(7) Method for measuring the viscosity of the resin composition A melt viscoelasticity measuring device (manufactured by TA Instruments) was used to measure the viscosity of the composition. The measurement conditions were a temperature of 250°C, a frequency of 628 rad/sec, and a strain of 0.05%.

(8)繊維の顕微鏡観察(繊維長及び繊維径の観察)
電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)、日本電子製JSM-7800Fにより繊維試料を観察した。測定条件は、加速電圧1.5kV、倍率200~5000倍とした。
試料の調製方法は以下の通りである。
1)樹脂を複合する前の繊維試料の調製
1-1)サンプルを、エタノールの入ったガラスの小瓶に入れ、超音波攪拌を行ってエタノール中に繊維を懸濁させた。
1-2)繊維のエタノール懸濁液の少量を銅板上に垂らし、エタノールを室温で蒸発させた。
1-3)スパッタリング装置(JEOL SEC-3000FC オートファインコーター)を用いて、サンプルにプラチナコートした。
2)樹脂複合体中の繊維の顕微鏡観察
セルロースナノファイバー(CNF)を含むナイロン6(PA6)組成物(PA6/CNF=90/10)の成形体中のCNFを例にとり、顕微鏡観察用試料の調製方法を説明する。
2-1)射出成形品から4x2x1.2mmの試験片を切り出した。
2-2)試験片をNMP400mlに加えて190℃で2~4時間浸漬し、PA6を溶出させた。
2-3)PA6溶出後の残渣(繊維)を、エタノールの入ったガラスの小瓶に入れ、超音波攪拌を行ってエタノール中に繊維を懸濁させた。その後は、上記1-2)及び1-3)に従い顕微鏡観察用試料を調製した。
(8) Microscopic observation of fibers (observation of fiber length and fiber diameter)
The fiber samples were observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), JSM-7800F manufactured by JEOL. The measurement conditions were an acceleration voltage of 1.5 kV and a magnification of 200 to 5000 times.
The sample preparation method is as follows.
1) Preparation of fiber samples before compounding with resin
1-1) The sample was placed in a glass vial containing ethanol and ultrasonically agitated to suspend the fibers in the ethanol.
1-2) A small amount of an ethanol suspension of fibers was dropped on a copper plate and the ethanol was allowed to evaporate at room temperature.
1-3) A sample was coated with platinum using a sputtering device (JEOL SEC-3000FC auto fine coater).
2) Microscopic observation of fibers in resin composite Taking CNF in a molded body of nylon 6 (PA6) composition (PA6/CNF = 90/10) containing cellulose nanofiber (CNF) as an example, the sample for microscopic observation A preparation method is explained.
2-1) A test piece of 4x2x1.2mm was cut out from the injection molded product.
2-2) The test piece was added to 400 ml of NMP and immersed at 190°C for 2 to 4 hours to elute PA6.
2-3) The residues (fibers) after PA6 elution were placed in a glass vial containing ethanol, and the fibers were suspended in ethanol by ultrasonic agitation. Thereafter, samples for microscopic observation were prepared according to 1-2) and 1-3) above.

II.使用材料
A.原料パルプ
(1)針葉樹由来漂白クラフトパルプ(NBKP)
針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP、入手先:王子ホールディングス(株))のスラリー(パルプスラリー濃度3質量%の水懸濁液)を、シングルディスクリファイナー(相川鉄工(株)製)に通液させ、カナディアンスタンダードフリーネス(CSF)値が50mLになるまで、繰返しリファイナー処理により解繊処理を行った。
II. Materials used
A. Raw material pulp
(1) Softwood-derived bleached kraft pulp (NBKP)
Softwood bleached kraft pulp (NBKP, source: Oji Holdings Co., Ltd.) slurry (water suspension with a pulp slurry concentration of 3% by mass) is passed through a single disc refiner (manufactured by Aikawa Iron Works Co., Ltd.), Canadian standard The fibrillation treatment was performed repeatedly by the refiner treatment until the freeness (CSF) value reached 50 mL.

走査型電子顕微鏡(SEM)で繊維を観察した。直径がサブミクロンオーダーの繊維も見られるが、直径数10から数100μmの粗大な繊維径を有している繊維が散見された。 Fibers were observed with a scanning electron microscope (SEM). Fibers with diameters on the order of submicrons were also observed, but fibers with coarse fiber diameters of several tens to several hundreds of micrometers in diameter were found here and there.

糖分析の結果、その組成(質量%)は、以下の通りであった。 As a result of sugar analysis, the composition (% by mass) was as follows.

Figure 0007185215000001
Figure 0007185215000001

B.化学修飾パルプ
(1)アセチル化NBKP(AcNBKP)
含水NBKP(リファイナー処理済)を濃縮し、N-メチルピロリドン(NMP)を加え、加熱下で減圧脱水した。NBKPのNMP懸濁液(固形分20%)に無水酢酸(0.58モル当量)、及びK2CO3(0.3モル当量)を加えて80℃で90分間加熱撹拌して反応させた。反応が終了した後、混合物を濃縮し、固形分を水で洗浄し、アセチル化NBKP(AcNBKP)のスラリーを得た。
B. chemically modified pulp
(1) Acetylated NBKP (AcNBKP)
Water-containing NBKP (refined) was concentrated, N-methylpyrrolidone (NMP) was added, and dehydration was performed under reduced pressure while heating. Acetic anhydride (0.58 molar equivalents) and K 2 CO 3 (0.3 molar equivalents) were added to an NMP suspension of NBKP (solid content: 20%), and the mixture was heated and stirred at 80° C. for 90 minutes to react. After the reaction was completed, the mixture was concentrated and the solid was washed with water to obtain a slurry of acetylated NBKP (AcNBKP).

アセチル化の置換度(DS)は、AcNBKPにアルカリを添加し、エステル結合を加水分解することにより発生した酢酸量を滴定(逆滴定法)することにより算出した。 The degree of substitution (DS) of acetylation was calculated by adding an alkali to AcNBKP and titrating the amount of acetic acid generated by hydrolyzing the ester bond (back titration method).

3つのロット(夫々、DS:0.62、DS:0.67及びDS:0.69)のAcNBKPが得られ、これを以下の繊維強化樹脂組成物及び成形体の製造に使用した。 Three lots (DS: 0.62, DS: 0.67 and DS: 0.69, respectively) of AcNBKP were obtained and used for the production of the following fiber-reinforced resin compositions and moldings.

C.無機フィラー
(1)ガラス繊維(GF)として、日東紡製GF(CSX3J、繊維長3mm、繊維径11μm)を使用した。
C. As the inorganic filler (1) glass fiber (GF), Nittobo GF (CSX3J, fiber length 3 mm, fiber diameter 11 μm) was used.

(2)グラスウール(GW)として、旭ファイバーグラス株式会社製GW(ホワイトウール、繊維径7~8μm、繊維長(L)30~50mm)を使用した。 (2) As the glass wool (GW), GW manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd. (white wool, fiber diameter 7-8 μm, fiber length (L) 30-50 mm) was used.

D.樹脂
(1)粉状ポリアミド6(「PA6粉」と記載することもある)として、ユニチカ株式会社製ポリアミド(パウダータイプ、グレードA1020LP)を使用した。
D. Polyamide (powder type, grade A1020LP) manufactured by Unitika Ltd. was used as resin (1) powdery polyamide 6 (sometimes referred to as "PA6 powder").

(2)ペレット状ポリアミド6(「PA6ペレット」とも記載する)として、ユニチカ株式会社製のペレット状ポリアミド6(グレード:A1020BRL)を使用した。 (2) As the pelletized polyamide 6 (also referred to as "PA6 pellets"), pelletized polyamide 6 (grade: A1020BRL) manufactured by Unitika Ltd. was used.

(3)粉状ポリカーボネート(PC-ABSアロイ(「PC-ABSアロイ粉」と記載することもある)として、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製の粉状PC-ABSアロイ(グレード:MB8700)を使用した。 (3) As powdery polycarbonate (PC-ABS alloy (sometimes referred to as "PC-ABS alloy powder"), powdery PC-ABS alloy (grade: MB8700) manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation was used.

(4)ペレット状ポリカーボネート(PC)-ABSアロイ(「PC-ABSアロイペレット」と記載することもある)として、三菱エンジニアリングプラスチック製のペレット状PC-ABSアロイ(グレード:MB8700)を使用した。 (4) As pellet-like polycarbonate (PC)-ABS alloy (sometimes referred to as "PC-ABS alloy pellets"), pellet-like PC-ABS alloy (grade: MB8700) manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics was used.

E.無機フィラー含有マスターバッチ(MB)
(1)ガラス繊維(GF)含有PA6ペレット(「GF強化PA6ペレット」と記載することもある)には、ユニチカ株式会社製のガラス繊維強化PA(グレード:A1030GFL、ガラス繊維30%強化)をマスターバッチとして使用した。
E. Inorganic filler-containing masterbatch (MB)
(1) Glass fiber (GF)-containing PA6 pellets (sometimes referred to as "GF-reinforced PA6 pellets") are mastered with Unitika's glass fiber-reinforced PA (grade: A1030GFL, reinforced by 30% glass fiber). Used as a batch.

(2)グラスウール(GW)含有ペレット状PA6マスターバッチ(「GW30%PA6ペレットMB」(V)と記載することもある)を、以下の方法で製造した。上記のPA6粉及び上記グラスウール(GW)をPA6/GW = 70/30の割合で混合した後、二軸押し出し機に供給して溶融混練することにより、GWを30質量%含有するペレット状PA6組成物を得た。これを「GW30%PA6ペレットMB」と称する。 (2) A glass wool (GW)-containing pellet-like PA6 masterbatch (sometimes referred to as "GW30% PA6 pellet MB" (V)) was produced by the following method. After mixing the above PA6 powder and the above glass wool (GW) at a ratio of PA6/GW = 70/30, it is supplied to a twin-screw extruder and melt-kneaded to obtain a pelletized PA6 composition containing 30% by mass of GW. got stuff This is called "GW30%PA6 pellet MB".

(3)炭素繊維(CF)含有PA6ペレットには、テラボウ株式会社製の炭素繊維強化PA6(PATR-120XCF30)をマスターバッチとして使用した(「CF30%PA6ペレット」と記載することもある)。 (3) For carbon fiber (CF)-containing PA6 pellets, carbon fiber-reinforced PA6 (PATR-120XCF30) manufactured by Terabo Co., Ltd. was used as a masterbatch (sometimes referred to as "CF30% PA6 pellets").

使用した押し出し機型式:KZW15-60MG-KIK((株)テクノベル製)
運転条件:二軸シリンダー設定温度200~215℃
スクリュー回転数:200rpm
Extruder model used: KZW15-60MG-KIK (manufactured by Technobell Co., Ltd.)
Operating conditions: Biaxial cylinder set temperature 200-215℃
Screw speed: 200rpm

(4)ガラス繊維(GF)30wt%強化ポリカーボネート(「GF30%PCペレット」とも記載する)として、三菱エンジニアリングプラスチックス製のペレット状GF-30wt%強化PC(グレードGSH2030M)を使用した。 (4) As the glass fiber (GF) 30 wt% reinforced polycarbonate (also referred to as "GF 30% PC pellets"), pellet-shaped GF-30 wt% reinforced PC (grade GSH2030M) manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics was used.

F.AcNBKP含有マスターバッチ(MB)
以下、「マスターバッチ」を「MB」と記載する。
F. Masterbatch containing AcNBKP (MB)
Hereinafter, "masterbatch" is described as "MB".

(1)AcNBKPを含有する粉状PA6-MB
上記PA6粉及びAcNBKPを使用し、以下の粉状PA6-MB(i)及び(ii)を作製した。
(1) Powdered PA6-MB containing AcNBKP
Using the above PA6 powder and AcNBKP, the following powdery PA6-MB (i) and (ii) were produced.

AcNBKP15%含有PA6粉状MB(i)
これは、NBKP換算で15質量%に相当するAcNBKPを含有するPA6組成物である。
PA6 powder MB containing 15% AcNBKP (i)
This is a PA6 composition containing AcNBKP corresponding to 15% by mass in terms of NBKP.

NBKP換算での含有量が15質量%の、AcNBKPとPA6とからなる粉状組成物を得るために、AcNBKPのスラリーと粉状PA6とをスラリーとして混合した。混合比は、DS=0.69のAcNBKPを用いているので、乾燥重量比でPA6:AcNBKP = 82.31:17.69である。 In order to obtain a powdery composition composed of AcNBKP and PA6 with an NBKP-equivalent content of 15% by mass, a slurry of AcNBKP and powdery PA6 were mixed as a slurry. Since AcNBKP with DS=0.69 is used, the mixing ratio is PA6:AcNBKP=82.31:17.69 in dry weight ratio.

スラリー混合物をろ過して、その後乾燥させることによって、PA6とAcNBKPとからなる粉状混合物を調製した。 A powdery mixture of PA6 and AcNBKP was prepared by filtering the slurry mixture followed by drying.

化学修飾セルロース系繊維及びそれを含有する樹脂組成物(又は混合物)に関する、化学修飾繊維の種類とその含量(質量部)との組み合わせによる表示方法は、本明細書では、化学修飾繊維の種類を示す表示(略称)とその未修飾繊維としての含量比(質量部)との組み合わせで表示される。 Regarding the chemically modified cellulosic fiber and the resin composition (or mixture) containing it, the method of indicating by combining the type of chemically modified fiber and its content (parts by mass) is herein defined as the type of chemically modified fiber. It is displayed by combining the display (abbreviation) shown and the content ratio (parts by mass) of the unmodified fiber.

従って、上記のPA6と化学修飾NBKP(AcNBKP)との混合物について、その化学修飾NBKPの種類(AcNBKP)とその未修飾繊維としての含量とを使用して表示すると、この混合物の組成比の表示は、PA6/AcNBKP = 85/15(質量部)となる。 Therefore, when the above mixture of PA6 and chemically modified NBKP (AcNBKP) is expressed using the type of chemically modified NBKP (AcNBKP) and its content as unmodified fiber, the composition ratio of this mixture is expressed as , PA6/AcNBKP = 85/15 (parts by mass).

AcNBKP30%含有PA6粉状MB(ii)
これは、NBKP換算で30質量%に相当するAcNBKPを含有するPA6組成物である。
PA6 powder MB containing 30% AcNBKP (ii)
This is a PA6 composition containing AcNBKP corresponding to 30% by mass in terms of NBKP.

NBKP換算での含有量が30質量%の、AcNBKPとPA6とからなる粉状組成物を得るために、上記(i)と同様にPA6粉とAcNBKPスラリーとから、AcNBKPとPA6とからなる粉状スラリー混合物を調製した。DS=0.69のAcNBKPを用いているので、PA6とAcNBKPとの混合比は、乾燥重量比でPA6:AcNBKP = 64.62:35.38である。 In order to obtain a powdery composition composed of AcNBKP and PA6 having a content of 30% by mass in terms of NBKP, a powdery composition composed of AcNBKP and PA6 was added from PA6 powder and AcNBKP slurry in the same manner as in (i) above. A slurry mixture was prepared. Since AcNBKP with DS=0.69 is used, the mixing ratio of PA6 and AcNBKP is PA6:AcNBKP=64.62:35.38 in dry weight ratio.

組成比の表示は、PA6/AcNBKP = 70/30(質量部)である。 The display of the composition ratio is PA6/AcNBKP = 70/30 (parts by mass).

(2)AcNBKP含有ペレット状PA6-MB
上記のAcNBKP30%含有粉状PA6-MB(ii)(PA6/AcNBKP = 70/30)及び粉状PA6を、下表の割合で混合してから二軸押出機の供給口に供給して溶融混練し、下記のペレットMB(iii)及びペレットMB(iv)を作成した。
(2) AcNBKP-containing pelleted PA6-MB
The powdered PA6-MB (ii) containing 30% AcNBKP (PA6/AcNBKP = 70/30) and the powdered PA6 are mixed in the ratios shown in the table below, then fed to the feed port of the twin-screw extruder and melt-kneaded. Then, the following pellet MB (iii) and pellet MB (iv) were prepared.

AcNBKP10%PA6ペレットMB(iii)
NBKPとして10質量%を含有するペレット状のAcNBKPとPA6とからなる組成物を作製した。
AcNBKP10%PA6 pellet MB (iii)
A composition consisting of pellet-like AcNBKP and PA6 containing 10% by mass of NBKP was prepared.

AcNBKP15%PA6ペレットMB(iv)
NBKPとして15質量%を含有するペレット状のAcNBKPとPA6とからなる組成物を作製した。
AcNBKP15%PA6 pellet MB (iv)
A composition consisting of pellets of AcNBKP and PA6 containing 15% by mass of NBKP was prepared.

これらのペレット状PA6-MB中のAcNBKPは、PA6との溶融混練中にミクロフィブリル化する。 AcNBKP in these pelletized PA6-MB microfibrillates during melt-kneading with PA6.

上記PA6-MBの調製に使用した二軸押出機の機種、及び運転条件は以下の通りである。 The model of the twin-screw extruder used for the preparation of PA6-MB and the operating conditions are as follows.

押し出し機型式:KZW15-60MG-KIK((株)テクノベル製)
押出機の運転条件:二軸シリンダー設定温度200~215℃
スクリュー回転数:200rpm
Extruder model: KZW15-60MG-KIK (manufactured by Technobell Co., Ltd.)
Extruder operating conditions: Twin-screw cylinder set temperature 200-215°C
Screw speed: 200rpm

Figure 0007185215000002
Figure 0007185215000002

(3)AcNBKP30%含有PC-ABSアロイ粉状MB(vi)
NBKP換算で30質量%に相当するAcNBKPを含有する粉状PC-ABSアロイ組成物を作製した。
(3) PC-ABS alloy powdery MB containing 30% AcNBKP (vi)
A powdery PC-ABS alloy composition containing AcNBKP corresponding to 30% by mass in terms of NBKP was prepared.

NBKP換算での含有量が30質量%の、AcNBKPとABSアロイとからなる粉状組成物を得るために、AcNBKPのスラリーと前記の粉状ポリカーボネート-ABSアロイ(PC-ABSアロイ)とを混合した。混合比は、DS=0.67のAcNBKPを用いているので、乾燥重量比でPC-ABSアロイ:AcNBKP = 64.77:35.23である。 In order to obtain a powdery composition composed of AcNBKP and an ABS alloy having an NBKP-equivalent content of 30% by mass, the AcNBKP slurry and the powdery polycarbonate-ABS alloy (PC-ABS alloy) were mixed. . Since AcNBKP with DS=0.67 is used, the mixing ratio is PC-ABS alloy:AcNBKP=64.77:35.23 in dry weight ratio.

スラリー混合物をろ過し、その後乾燥させることによって、PC-ABSアロイとAcNBKPとからなる粉状混合物が得られた。 A powdery mixture consisting of PC-ABS alloy and AcNBKP was obtained by filtering the slurry mixture followed by drying.

組成比の表示は、PC-ABSアロイ/AcNBKP = 70/30(質量部)である。 The display of the composition ratio is PC-ABS alloy/AcNBKP = 70/30 (mass parts).

(4)AcNBKPを含有するペレット状PC-ABSアロイMB
AcNBKPを含有するペレット状PC-ABSアロイMBを、AcNBKP含有ペレット状PC-ABSアロイMBと表記する。
(4) Pellets PC-ABS alloy MB containing AcNBKP
A pellet-like PC-ABS alloy MB containing AcNBKP is referred to as an AcNBKP-containing pellet-like PC-ABS alloy MB.

上記NBKP30%含有PC-ABSアロイ粉状MB(vi)(PC-ABSアロイ/AcNBKP = 70/30)及び前記のPC-ABSアロイペレットを、下表の割合で混合した。 The PC-ABS alloy powdery MB(vi) containing 30% NBKP (PC-ABS alloy/AcNBKP = 70/30) and the PC-ABS alloy pellets were mixed at the ratios shown in the table below.

NBKP30%含有PC-ABSアロイ粉状MB(vi)及び前記のPC-ABSアロイペレットの混合物を二軸押出機の供給口に供給し、二軸押出機により溶融混練し、下記のAcNBKP10% PC-ABSアロイペレットMB(vii)、及びAcNBKP15% PC-ABSアロイペレットMB(viii)を調製した。押し出し機の型式及びその運転条件は下記参照。 A mixture of PC-ABS alloy powdery MB (vi) containing NBKP 30% and the above PC-ABS alloy pellets is supplied to the feed port of a twin-screw extruder and melt-kneaded by the twin-screw extruder to obtain the following AcNBKP 10% PC- ABS alloy pellets MB (vii) and AcNBKP 15% PC-ABS alloy pellets MB (viii) were prepared. See below for the type of extruder and its operating conditions.

AcNBKP10% PC-ABSアロイペレットMB(vii)
これは、NBKPとして10質量%を含有するペレット状のAcNBKPとPC-ABSアロイからなる組成物である。
AcNBKP10% PC-ABS alloy pellet MB(vii)
This is a composition consisting of pelletized AcNBKP and PC-ABS alloy containing 10% by mass as NBKP.

AcNBKP15% PC-ABSアロイペレットMB(viii)
これは、NBKPとして15質量%を含有するペレット状のAcNBKPとPC-ABSアロイからなる組成物である。
AcNBKP15% PC-ABS alloy pellet MB (viii)
This is a composition consisting of pelletized AcNBKP and PC-ABS alloy containing 15% by mass as NBKP.

これらのAcNBKPを含有するペレット状PC-ABSアロイMB中のAcNBKPは、PC-ABSアロイとNBKP30%含有PC-ABSアロイ粉状MBとの溶融混練中にミクロフィブリル化が進行する。押し出し機の型式及びその運転条件は以下の通りである。
押し出し機型式:KZW15-60MG-KIK((株)テクノベル製)
押出機の運転条件:二軸シリンダー設定温度210~220℃
スクリュー回転数:200rpm
The AcNBKP in the pellet-like PC-ABS alloy MB containing these AcNBKPs undergoes microfibrillation during the melt-kneading of the PC-ABS alloy and the powdery PC-ABS alloy MB containing 30% NBKP. The type of extruder and its operating conditions are as follows.
Extruder model: KZW15-60MG-KIK (manufactured by Technobell Co., Ltd.)
Extruder operating conditions: Twin-screw cylinder set temperature 210-220°C
Screw speed: 200rpm

Figure 0007185215000003
Figure 0007185215000003

III.繊維強化樹脂組成物の製造及び評価結果
(1)AcNBK及びGFを含有するPA6組成物、及びその成形体の製造
(1-1)PA6、AcNBK及びGFを一括して供給し混練して組成物を製造する方法
組成物の製造
AcNBKP15%粉MB(i)(PA6/AcNBKP = 85/15)、AcNBKP30%粉MB(ii)(PA6/AcNBKP = 70/30)、(1)PA6粉、(2)NBKP、及び(4)GFを、表4に示す混合割合で、夫々室温で混合した。
III. Production and evaluation results of fiber reinforced resin composition
(1) Production of PA6 composition containing AcNBK and GF, and its molding
(1-1) Method of supplying PA6, AcNBK and GF collectively and kneading them to produce a composition
Manufacture of the composition
AcNBKP 15% powder MB(i) (PA6/AcNBKP = 85/15), AcNBKP 30% powder MB(ii) (PA6/AcNBKP = 70/30), (1) PA6 powder, (2) NBKP, and (4) GF were mixed at room temperature at the mixing ratio shown in Table 4.

得られた混合物を、夫々二軸押出機に供給して、これらの成分を一括で溶融混練することにより、試験番号が夫々PA6-433、PA6-15、PA6-430、PA6-428、PA6-429、PA6-431、及びPA6-432である複合化ペレットを作製した。 The resulting mixtures were supplied to a twin-screw extruder, respectively, and these components were melt-kneaded at once to give test numbers PA6-433, PA6-15, PA6-430, PA6-428, PA6- Composite pellets were made that were 429, PA6-431, and PA6-432.

溶融混練条件
シリンダー設定温度:200~215℃
スクリュー回転数:200rpm
製造された組成物中のAcNBKP成分は、混練中にミクロフィブリル化されている。
Melt-kneading conditions Cylinder setting temperature: 200-215°C
Screw speed: 200rpm
The AcNBKP component in the manufactured composition is microfibrillated during kneading.

Figure 0007185215000004
Figure 0007185215000004

成形体の製造
得られた複合化ペレットを射出成形(使用した射出成形機NPX7(日精樹脂工業(株)製))し、幅×長さ×厚み=10×80×4mmの短冊型試験片(成形体)を得た。
Production of molded body The composite pellet obtained is injection molded (injection molding machine NPX7 (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.)), and a strip-shaped test piece of width x length x thickness = 10 x 80 x 4 mm ( A compact) was obtained.

射出機のシリンダー設定温度を、210~230℃とした。 The cylinder set temperature of the injection machine was 210-230°C.

成形体の試験結果
上記の成形体(試験片)について曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
Test Results of Molded Body The flexural modulus and flexural strength of the above molded body (test piece) were measured.

測定結果を表5に示す。また、成形体の密度と曲げ弾性率との関係、及び、成形体の密度と曲げ強度との関係を夫々、図1及び図2に示した。 Table 5 shows the measurement results. 1 and 2 show the relationship between the density of the molded body and the bending elastic modulus, and the relationship between the density of the molded body and the bending strength, respectively.

なお、成形体の密度は、それを構成する各組成の密度と質量比率とから計算することができる。 The density of the molded body can be calculated from the density and mass ratio of each composition that constitutes it.

動的粘弾性試験結果
また、本発明の組成物の成形性を評価するために、その動的粘弾性試験を行い、628rad/secにおける複素粘度を表5に示した。
Results of dynamic viscoelasticity test In order to evaluate the moldability of the composition of the present invention, a dynamic viscoelasticity test was conducted, and Table 5 shows the complex viscosity at 628 rad/sec.

Figure 0007185215000005
Figure 0007185215000005

図1は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.69)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.69) and glass fiber (GF).

図2は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.69)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the density and bending strength of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.69) and glass fiber (GF).

図1及び2では、PA6成形体は、PA6、AcNBKP及びGFを一括して混練機に供給し溶融混練し、これを射出成形して製造した。 In FIGS. 1 and 2, the PA6 molded body was produced by supplying PA6, AcNBKP and GF together to a kneader, melt kneading them, and injection molding them.

いずれの図においても、PA6/AcNBKP/GF複合材の曲げ弾性率又は曲げ強度を密度に対してプロットした点(赤色◆印)は、非強化PA6とPA6/GF = 80/20とを結んだ直線上の数値よりも同一密度において高い数値を示した。このことからPA6/AcNBKP/GF複合材では、その同じ密度において、GF単独での補強効果よりもAcNBKPとGFとによる補強効果が高いことがわかる。 In both figures, the flexural modulus or flexural strength of PA6/AcNBKP/GF composites plotted against density (red mark) connects unreinforced PA6 and PA6/GF = 80/20. It showed a higher value at the same density than the value on the straight line. From this, it can be seen that in the PA6/AcNBKP/GF composite, the reinforcing effect of AcNBKP and GF is higher than that of GF alone at the same density.

更に、グラスファイバー(GF)20Wt%含有PA6組成物(試験番号PA6-433)の密度当たりの曲げ弾性率(MPa/組成物密度)を基準に、各試料の密度当たりの曲げ弾性率及び密度当たりの曲げ強度を比較した。 Furthermore, based on the flexural modulus per density (MPa / composition density) of the PA6 composition containing 20 Wt% glass fiber (GF) (test number PA6-433), the flexural modulus per density and per density of each sample were compared.

表5に示すように、試験No.PA6-428(PA6/AcNBKP/GF = 90/5/5)、PA6-429(PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10)、PA6-431(PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5)及びPA6-432(PA6/AcNBKP/GF = 80/10/10)の密度当たり弾性率比は、基準値(GF20Wt%含有PA6組成物の密度当たり弾性率)に比べて、1.05~1.42倍であった。 As shown in Table 5, Test No. PA6-428 (PA6/AcNBKP/GF = 90/5/5), PA6-429 (PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10), PA6-431 (PA6/ AcNBKP/GF = 85/10/5) and PA6-432 (PA6/AcNBKP/GF = 80/10/10) elastic modulus ratio per density is the standard value (elastic modulus per density of PA6 composition containing GF20Wt%) It was 1.05 to 1.42 times compared to .

試験番号PA6-429~PA6-432の組成物の密度当たりの曲げ強度(密度当たり強度比)は、基準値に比べて1.07~1.16倍となった。 The bending strength per density (ratio of strength per density) of the compositions of test numbers PA6-429 to PA6-432 was 1.07 to 1.16 times the reference value.

つまりGF強化PA6に比べて、PA6/AcNBKP材料及びPA6/AcNBKP/GF材料は軽量であり、高強度及び高弾性率の材料である。 Thus, compared to GF-reinforced PA6, the PA6/AcNBKP and PA6/AcNBKP/GF materials are lighter weight, higher strength and higher modulus materials.

PA6-430(PA6/AcNBKP=90/10)の密度当たり弾性率比は、基準(PA6/GF=80/20)のそれに比べて、1.10である。 The elastic modulus ratio per density of PA6-430 (PA6/AcNBKP=90/10) is 1.10 compared to that of the standard (PA6/GF=80/20).

一方、PA6-429、PA6-431及びPA6-432の密度当たり弾性率比は、基準(PA6/GF=80/20)のそれに比べて夫々1.20,1.24及び1.42倍である。このことから、AcNBKPだけを含むPA6-430に比べても、AcNBKPとGFとのハイブリッド化により、軽量で、高弾性率化が達成できたといえる。 On the other hand, the elastic modulus ratios per density of PA6-429, PA6-431 and PA6-432 are 1.20, 1.24 and 1.42 times that of the standard (PA6/GF=80/20), respectively. From this, it can be said that even in comparison with PA6-430 containing only AcNBKP, the hybridization of AcNBKP and GF made it possible to achieve a lighter weight and a higher elastic modulus.

PA6-430の密度当たり強度比は、基準(PA6/GF=80/20)のそれに比べて1.09である。 The strength per density ratio of PA6-430 is 1.09 compared to that of the standard (PA6/GF=80/20).

これに比べて、PA6-431及びPA6-432の密度当たり強度比は高い値である(夫々1.12及び1.16)。このことから、AcNBKPだけを含むPA6-430に比べてもAcNBKPとCNFとのハイブリッド化により、軽量で高強度化が達成できたといえる。 In comparison, PA6-431 and PA6-432 have high strength to density ratios (1.12 and 1.16, respectively). From this, it can be said that even compared to PA6-430, which contains only AcNBKP, the hybridization of AcNBKP and CNF has achieved light weight and high strength.

本発明の組成物の成形加工性を動的粘弾性の観点から比較すると、本発明の組成物(PA6-429及びPA6-431)は、対照(PA6-430)に比べて複素粘度が低く、成形加工性が良好であるといえる。 Comparing the moldability of the compositions of the present invention from the viewpoint of dynamic viscoelasticity, the compositions of the present invention (PA6-429 and PA6-431) have lower complex viscosities than the control (PA6-430), It can be said that the moldability is good.

(1-2)AcNBKP/PA6ペレットとGF/PA6ペレットとを射出機で溶融混合して射出成形する方法
AcNBKP10wt%ペレットMB(iii)(PA6/AcNBKP = 90/10)、AcNBKP15wt%ペレットMB(iv)(PA6/AcNBKP = 85/15)、(4)PA6-GF30wt%ペレット、及び(5)PA6ペレットを、表6の混合割合で夫々混合した。
(1-2) Method of melting and mixing AcNBKP/PA6 pellets and GF/PA6 pellets with an injection machine and injection molding
AcNBKP10wt% pellet MB(iii) (PA6/AcNBKP = 90/10), AcNBKP15wt% pellet MB(iv) (PA6/AcNBKP = 85/15), (4) PA6-GF30wt% pellet, and (5) PA6 pellet , were mixed at the mixing ratios shown in Table 6, respectively.

得られた混合物を、夫々射出成形機に供給し、これらを溶融して射出成形することにより、幅×長さ×厚み=10×80×4mmの短冊型試験片(PA6-437、438、439、440、441及び442)を得た。なお、射出機の型番は、NPX7(日精樹脂工業(株)製)である。 The obtained mixtures are supplied to an injection molding machine, melted and injection molded to obtain strip-shaped test pieces (width x length x thickness = 10 x 80 x 4 mm) (PA6-437, 438, 439 , 440, 441 and 442). The model number of the injection machine is NPX7 (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.).

射出機のシリンダー設定温度を、210~230℃とした。 The cylinder set temperature of the injection machine was 210-230°C.

Figure 0007185215000006
Figure 0007185215000006

成形体の試験結果
上記の成形体(試験片)について曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
Test Results of Molded Body The flexural modulus and flexural strength of the above molded body (test piece) were measured.

測定結果を表7に示す。また、成形体の密度と曲げ弾性率との関係、及び、成形体の密度と曲げ強度との関係を夫々、図3及び図4に示した。 Table 7 shows the measurement results. 3 and 4 show the relationship between the density of the molded body and the bending elastic modulus, and the relationship between the density of the molded body and the bending strength, respectively.

また、本発明の組成物の成形性を評価するために、その動的粘弾性試験を行い、628rad/secにおける複素粘度を表7に示した。 In addition, in order to evaluate the moldability of the composition of the present invention, a dynamic viscoelasticity test was conducted, and Table 7 shows the complex viscosity at 628 rad/sec.

Figure 0007185215000007
Figure 0007185215000007

図3は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF).

図4は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the density and bending strength of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF).

図3及び4のアセチル化NBKPとガラス繊維(GF)とを含有するPA6成形体は、AcNBKP含有PA6ペレット及びGF含有PA6ペレットの混合物を射出成形機に供給して溶融混合し、これを射出成形して製造した。 The PA6 molded body containing acetylated NBKP and glass fiber (GF) shown in FIGS. manufactured by

図3の曲げ弾性率については、非強化PA6とPA6/GF = 80/20とを結んだ直線上の値に比べて、それと同一密度のPA6/AcNBKP/GF複合材の曲げ弾性率は高かった。このことからPA6/AcNBKP/GF複合材は、同じ密度において、GFによる補強効果よりも、AcNBKPとGFとによる補強効果が高いことがわかる。 Regarding the flexural modulus in Fig. 3, the flexural modulus of the PA6/AcNBKP/GF composite with the same density was higher than the value on the straight line connecting the unreinforced PA6 and PA6/GF = 80/20. . From this, it can be seen that the PA6/AcNBKP/GF composite material has a higher reinforcing effect due to AcNBKP and GF than the reinforcing effect due to GF at the same density.

図4の密度と曲げ強度との関係図において、非強化PA6とPA6/GF = 80/20とを結んだ直線上の値に比べて、それと同密度のPA6/AcNBKP/GF複合材の曲げ強度が大きいことから、GFによる補強効果よりもAcNBKPとGFとによる補強効果が高いことがわかる。 In the relationship diagram of density and flexural strength in Fig. 4, the flexural strength of PA6/AcNBKP/GF composite material with the same density compared to the value on the straight line connecting unreinforced PA6 and PA6/GF = 80/20 is large, it can be seen that the reinforcing effect of AcNBKP and GF is higher than that of GF.

更に、グラスファイバー(GF)20Wt%含有PA6組成物(試験番号PA6-442)の密度当たりの曲げ弾性率(密度当たり弾性率比)を基準に、各試料の密度当たり弾性率比を比較した。 Furthermore, the elastic modulus ratio per density of each sample was compared based on the bending elastic modulus per density (elastic modulus ratio per density) of the PA6 composition containing 20 Wt% glass fiber (GF) (test number PA6-442).

表7に示すように、試験No.PA6-438(PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10)、PA6-440(PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5)及びPA6-441(PA6/AcNBKP/GF = 80/10/10)の密度当たり弾性率比は、基準値に比べて、1.03~1.21倍であった。 As shown in Table 7, Test Nos. PA6-438 (PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10), PA6-440 (PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5) and PA6-441 (PA6/ AcNBKP/GF = 80/10/10) was 1.03 to 1.21 times higher than the standard value.

GF強化PA6に比べて、PA6/AcNBKP/GF材料は軽量であり、高弾性率の材料である。 Compared to GF reinforced PA6, the PA6/AcNBKP/GF material is a lightweight and high modulus material.

AcNBKPのみを含有するPPA6-439(PA6/AcNBKP=90/10)の密度当たり弾性率比は、基準に対して0.96である。 The elastic modulus per density ratio of PPA6-439 containing only AcNBKP (PA6/AcNBKP=90/10) is 0.96 relative to the standard.

一方、試験番号PA6-438(PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10)、PA6-440(PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5)及びPA6-441(PA6/AcNBKP/GF = 80/10/10)の密度当たり曲げ弾性率比は、1.03~1.21であって、AcNBKPのみを含有するPA6-439(PA6/AcNBKP=90/10)のそれ(0.96)に比べて大きい。このように、AcNBKPのみを含有する成形体と比較してもAcNBKPとGFとのハイブリッド化により、軽量で高弾性率化を達成できた。 On the other hand, study numbers PA6-438 (PA6/AcNBKP/GF = 85/5/10), PA6-440 (PA6/AcNBKP/GF = 85/10/5) and PA6-441 (PA6/AcNBKP/GF = 80/ 10/10) has a flexural modulus ratio per density of 1.03-1.21, which is larger than that (0.96) of PA6-439 containing only AcNBKP (PA6/AcNBKP=90/10). As described above, even when compared with a compact containing only AcNBKP, the hybridization of AcNBKP and GF made it possible to achieve light weight and high elastic modulus.

成形加工性については、本発明の組成物(PA6-438、PA6-440、及びPA6-441)は、対照(PA6-439)に比べて複素粘度が低いので、成形加工性が良好であるといえる。 With respect to moldability, the compositions of the present invention (PA6-438, PA6-440, and PA6-441) have lower complex viscosities than the control (PA6-439), so it is believed that they have good moldability. I can say.

(2)AcNBK及びGWを含有するPA6組成物及びその成形体の製造
AcNBKP10wt%ペレットMB(iii)、AcNBKP15wt%ペレットMB(iv)、GW30wt%ペレットMB(v)、及び(5)PA6ペレットを、表8の組成割合で夫々混合した。
(2) Production of PA6 composition containing AcNBK and GW and its molding
AcNBKP 10 wt% pellets MB (iii), AcNBKP 15 wt% pellets MB (iv), GW 30 wt% pellets MB (v), and (5) PA6 pellets were mixed at the composition ratios shown in Table 8, respectively.

得られた混合物を、夫々射出機に供給して溶融し、AcNBKP、及びGWを含むPA6組成物を作製した。これを射出成形(NPX7(日精樹脂工業(株)製))することにより、幅×長さ×厚み=10×80×4mmの短冊型成形体(試験片の試験番号、PA6-448、449、450、451、452及び453)を作製した。 The resulting mixtures were each supplied to an injection machine and melted to produce a PA6 composition containing AcNBKP and GW. By injection molding this (NPX7 (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.)), a strip-shaped molded body of width x length x thickness = 10 x 80 x 4 mm (specimen test number, PA6-448, 449, 450, 451, 452 and 453) were produced.

使用した射出機の型番は、NPX7(日精樹脂工業(株)製)である。射出機のシリンダー設定温度を、210~230℃とした。 The model number of the injection machine used is NPX7 (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.). The cylinder set temperature of the injection machine was 210-230°C.

Figure 0007185215000008
Figure 0007185215000008

成形体の試験結果
上記の成形体(試験片)について曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
Test Results of Molded Body The flexural modulus and flexural strength of the above molded body (test piece) were measured.

測定結果を表9に示す。また、成形体の密度と曲げ弾性率との関係、及び、成形体の密度と曲げ強度との関係を夫々、図5及び図6に示した。 Table 9 shows the measurement results. 5 and 6 show the relationship between the density of the compact and the bending elastic modulus, and the relationship between the density and the bending strength of the compact, respectively.

また、本発明の組成物の成形性を評価するために、その動的粘弾性試験を行い、628rad/secにおける複素粘度を表9に示した。 In addition, in order to evaluate the moldability of the composition of the present invention, a dynamic viscoelasticity test was conducted, and Table 9 shows the complex viscosity at 628 rad/sec.

Figure 0007185215000009
Figure 0007185215000009

図5は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とグラスウール(GW)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PA6 molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass wool (GW).

図6は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とグラスウール(GW)とを含有するPA6成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the density and bending strength of PA6 molded bodies containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass wool (GW).

図5及び6では、AcNBKPとGWとを含有するPA6成形体は、AcNBKP含有PA6ペレット及びGW含有PA6ペレットの混合物を射出成形機に供給して溶融混合し、これを射出成形して製造した。 In FIGS. 5 and 6, the PA6 molded body containing AcNBKP and GW was manufactured by supplying a mixture of AcNBKP-containing PA6 pellets and GW-containing PA6 pellets to an injection molding machine, melt-mixing the mixture, and injection-molding it.

いずれの図においても、非強化PA6とPA6/GW = 80/20とを結んだ直線上の値に比べて、それと同一密度のPA6/AcNBKP/GW複合材の物性値が高かったことから、複合材の同じ密度において、GWによる補強効果よりも、AcNBKPとGWとによる補強効果が高いことがわかる。 In both figures, the physical properties of the PA6/AcNBKP/GW composite with the same density were higher than those on the straight line connecting the unreinforced PA6 and PA6/GW = 80/20. It can be seen that the reinforcing effect of AcNBKP and GW is higher than that of GW at the same density of wood.

GW20Wt%含有PA6成形体(試験番号PA6-453)の密度当たりの曲げ弾性率(密度当たり曲げ弾性率(MPa/組成物密度))及び密度当たりの曲げ強度(密度当たり曲げ強度)を基準に、AcNBK及びGWを含有するPA6組成物の成形体の密度当たり曲げ弾性率及び密度当たり曲げ強度を比較した。 Based on the flexural modulus per density (flexural modulus per density (MPa/composition density)) and the flexural strength per density (bending strength per density) of the PA6 molded body containing GW20Wt% (test number PA6-453), The flexural modulus per density and the flexural strength per density of the PA6 composition containing AcNBK and GW were compared.

表9に示されるように、AcNBK及びGWを含有するPA6組成物の成形体である、試験番号PA6-448(PA6/AcNBKP/GW = 90/5/5)、PA6-449(PA6/AcNBKP/GW = 85/5/10)、PA6-451(PA6/AcNBKP/GW = 85/10/5)、及びPA6-452(PA6/AcNBKP/GW = 80/10/10)の密度当たり弾性率比は、上記基準値に対し1.31~1.78倍となり、密度当たり強度比は上記基準値に対し1.35~1.48倍となった。 As shown in Table 9, test numbers PA6-448 (PA6/AcNBKP/GW = 90/5/5), PA6-449 (PA6/AcNBKP/ GW = 85/5/10), PA6-451 (PA6/AcNBKP/GW = 85/10/5), and PA6-452 (PA6/AcNBKP/GW = 80/10/10) , 1.31 to 1.78 times the above standard value, and the strength per density ratio was 1.35 to 1.48 times the above standard value.

このように、GW強化PA6に比べて、PA6/AcNBKP材料及びPA6/AcNBKP/GW材料は、軽量であり、高強度及び高弾性率の材料である。 Thus, compared to GW-reinforced PA6, the PA6/AcNBKP and PA6/AcNBKP/GW materials are lightweight, high strength and high modulus materials.

PA6-450の密度当たり曲げ弾性率比は1.55である。 The flexural modulus ratio per density of PA6-450 is 1.55.

一方、PA6-451及びPA6-452のそれは各々1.69及び1.78である。このようにAcNBKPだけのPA6-450に比べても、AcNBKPとGWとのハイブリッド化により、軽量かつ高弾性率化を達成することができた。 On the other hand, those of PA6-451 and PA6-452 are 1.69 and 1.78 respectively. In this way, even compared to PA6-450, which is only AcNBKP, we were able to achieve light weight and high elastic modulus by hybridizing AcNBKP and GW.

本発明の繊維強化組成物の成形加工性については、本発明の組成物(PA6-451)は、対照(PA6-450)に比べて複素粘度が低く、成形加工性が良好であるといえる。 Regarding the moldability of the fiber-reinforced composition of the present invention, the composition of the present invention (PA6-451) has a lower complex viscosity than the control (PA6-450), and can be said to have good moldability.

(3)AcNBK、GF及びPC-ABSアロイを含有する組成物及びその成形体の製造
CNF10wt%ペレットMB(vii)、CNF15wt%ペレットMB(viii)、GF30wt%強化PCペレット、及び(11)PC-ABSアロイペレットを夫々表10に示す組成割合で混合した。
(3) Manufacture of compositions containing AcNBK, GF and PC-ABS alloys and their moldings
CNF 10 wt% pellets MB (vii), CNF 15 wt% pellets MB (viii), GF 30 wt% reinforced PC pellets, and (11) PC-ABS alloy pellets were mixed at the composition ratio shown in Table 10, respectively.

得られた混合物を射出機に供給して溶融し、これを射出成形することにより、幅×長さ×厚み=10×80×4mmの短冊型の本発明の成形体及び対照成形体(試験片)を作製した。 The resulting mixture is supplied to an injection machine, melted, and injection molded to obtain strip-shaped molded articles of the present invention and control molded articles (test pieces ) was prepared.

試験片の試験番号は夫々PC-19、20、21、22、23及び24とした。 The test numbers of the specimens were PC-19, 20, 21, 22, 23 and 24, respectively.

射出機のシリンダー設定温度を210~250℃とした。 The cylinder temperature of the injection machine was set at 210-250°C.

AcNBK、GF及びPC-ABSアロイを含有する組成物、及びその成形体中のAcNBKPは、ナノフィブリル化されている。 The composition containing AcNBK, GF and PC-ABS alloy, and the AcNBKP in the compact are nanofibrillated.

Figure 0007185215000010
Figure 0007185215000010

成形体の試験結果
上記の成形体(試験片)について曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
Test Results of Molded Body The flexural modulus and flexural strength of the above molded body (test piece) were measured.

測定結果を表11に示す。また、成形体の密度と曲げ弾性率との関係、及び、成形体の密度と曲げ強度との関係を夫々、図7及び図8に示した。 Table 11 shows the measurement results. 7 and 8 show the relationship between density and flexural modulus of the molded body, and the relationship between density and flexural strength of the molded body, respectively.

Figure 0007185215000011
Figure 0007185215000011

図7は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPC-ABSアロイ成形体の密度と曲げ弾性率との関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the density and flexural modulus of a PC-ABS alloy molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF).

図8は、アセチル化NBKP(AcNBKP、DS=0.67)とガラス繊維(GF)とを含有するPC-ABSアロイ成形体の密度と曲げ強度との関係を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the density and bending strength of a PC-ABS alloy molded body containing acetylated NBKP (AcNBKP, DS=0.67) and glass fiber (GF).

図7及び8では、PC-ABSアロイ成形体は、AcNBKP含有PC-ABSアロイペレット及びGF含有PCペレットの混合物を射出成形機に供給して溶融混合し、これを射出成形して製造した。 In FIGS. 7 and 8, the PC-ABS alloy molded body was produced by supplying a mixture of AcNBKP-containing PC-ABS alloy pellets and GF-containing PC pellets to an injection molding machine, melt-mixing the mixture, and injection-molding the mixture.

いずれの図においても、非強化PC-ABSアロイとPC-ABSアロイ/GF = 80/20とを結んだ直線上の数値に比べて、PC-ABSアロイ/AcNBKP/GF複合材の曲げ弾性率又は曲げ強度値を密度に対してプロットした値(赤色◆印)は、同一密度において、高い値を示した。このことから、PC-ABSアロイ/AcNBKP/GF複合材は、同じ密度において、GFによる補強効果よりもAcNBKPとGFとによる補強効果が高いことがわかる。 In both figures, the flexural modulus of PC-ABS alloy/AcNBKP/GF composites, or The values obtained by plotting the bending strength against the density (marked with red ♦) showed high values at the same density. From this, it can be seen that the PC-ABS alloy/AcNBKP/GF composite material has a higher reinforcing effect due to AcNBKP and GF than the reinforcing effect due to GF at the same density.

更に、表11のデータをもとに、グラスファイバー(GF)20Wt%含有PC-ABSアロイ組成物(試験番号PC-24)の密度当たりの曲げ弾性率(密度当たり曲げ弾性率)を基準に比較した。 Furthermore, based on the data in Table 11, the flexural modulus per density (flexural modulus per density) of the PC-ABS alloy composition containing 20 Wt% glass fiber (GF) (Test No. PC-24) was compared as a standard. did.

その基準値(密度当たり弾性率比1.00)に比べて、試験番号PC-20(アロイ/AcNBKP/GF = 85/5/10)、PC-22(アロイ/AcNBKP/GF = 85/10/5)及びPC-23(アロイ/AcNBKP/GF = 80/10/10)の密度当たり弾性率比は、1.04~1.21である。これより、GF強化PC-ABSアロイに比べて、アロイ/AcNBKP/GF複合材料が軽量であり、高弾性率の材料であることがわかる。 Compared to its reference value (modulus ratio per density of 1.00), test numbers PC-20 (alloy/AcNBKP/GF = 85/5/10), PC-22 (alloy/AcNBKP/GF = 85/10/ 5) and PC-23 (alloy/AcNBKP/GF = 80/10/10) have a modulus per density ratio of 1.04 to 1.21. From this, it can be seen that the alloy/AcNBKP/GF composite material is lighter and has a higher elastic modulus than the GF-reinforced PC-ABS alloy.

成形体の密度当たりの曲げ強度(密度当たり強度比)では、試験番号PC-20(アロイ/AcNBKP/GF = 85/5/10)が、PC-24(アロイ/GF=80/20)と同等である。 In terms of bending strength per density (ratio of strength per density) of compacts, test number PC-20 (alloy/AcNBKP/GF = 85/5/10) is equivalent to PC-24 (alloy/GF=80/20). is.

PC-6(アロイ/AcNBKP=90/10)の密度当たり弾性率比は0.98である。 The elastic modulus ratio per density of PC-6 (alloy/AcNBKP=90/10) is 0.98.

これに対して、PC-20、PC-22及びPC-23の密度当たり弾性率比は各々1.04、1.11及び1.21であった。よって、AcNBKPだけの複合化PC-6(アロイ/AcNBKP=90/10)に比べて、AcNBKPとGFとのハイブリッド化により、軽量で高弾性率化を達成できた。 In contrast, the modulus per density ratios of PC-20, PC-22 and PC-23 were 1.04, 1.11 and 1.21, respectively. Therefore, compared to composite PC-6 (alloy/AcNBKP=90/10) composed only of AcNBKP, hybridization of AcNBKP and GF made it possible to achieve light weight and high elastic modulus.

PC-6の密度当たり強度比は0.84である。 The strength per density ratio of PC-6 is 0.84.

これに対し、PC-19、PC-20、PC22及びPC-23の密度当たり強度比は、各々0.91、1.01、0.87及び0.93であった。よって、AcNBKPだけのPC-6(アロイ/AcNBKP=90/10)に比べて、AcNBKPとGFのハイブリッド化により、軽量化及び高強度化が達成できた。 In contrast, the intensity per density ratios of PC-19, PC-20, PC22 and PC-23 were 0.91, 1.01, 0.87 and 0.93, respectively. Therefore, compared to PC-6 (alloy/AcNBKP=90/10) containing only AcNBKP, hybridization of AcNBKP and GF made it possible to achieve lighter weight and higher strength.

(4)AcNBKP/ PA6ペレットとCF/P6ペレットとを射出成形機で溶融混合して射出成形する方法
PA6-GF30%ペレットの代わりにCF30%PA6ペレットを用いて、前記「(1-2)AcNBKP/PA6ペレットとGF/PA6ペレットとを射出機で溶融混合して射出成形する方法)」で記載した方法に準じて、AcNBKP10wt%ペレット(PA6/AcNBKP = 90/10)、AcNBKP15wt%ペレット(PA6/AcNBKP = 85/15)、CF30%PA6ペレット及びPA6ペレットを表6の混合割合に準じて夫々混合し、夫々射出成形機に供給してこれらを溶融し、射出成形することによって、幅×長さ×厚み=10×80×4mmの短冊型試験片(PA6-571~576及び585)を得た。
(4) A method of melt-mixing AcNBKP/PA6 pellets and CF/P6 pellets in an injection molding machine and injection molding them.
Using CF30% PA6 pellets instead of PA6-GF30% pellets, described in the above "(1-2) Method of melting and mixing AcNBKP / PA6 pellets and GF / PA6 pellets with an injection machine and injection molding)" According to the method, AcNBKP10wt% pellets (PA6/AcNBKP = 90/10), AcNBKP15wt% pellets (PA6/AcNBKP = 85/15), CF30%PA6 pellets and PA6 pellets were mixed according to the mixing ratio in Table 6. , respectively, were supplied to an injection molding machine, melted, and injection molded to obtain strip-shaped test pieces (PA6-571 to 576 and 585) of width x length x thickness = 10 x 80 x 4 mm.

射出機の型番は、NPX7(日精樹脂工業(株)製)である。射出機のシリンダー設定温度は、210~230℃とした。 The model number of the injection machine is NPX7 (manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.). The cylinder set temperature of the injection machine was 210-230°C.

成形体の試験結果
上記の成形体(試験片)について、曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
Test Results of Molded Body The flexural modulus and flexural strength of the above molded body (test piece) were measured.

測定結果を表12に示す。また、成形体の密度と曲げ弾性率との関係、及び、成形体の密度と曲げ強度との関係を夫々、図9及び図10に示した。 Table 12 shows the measurement results. 9 and 10 show the relationship between the density of the compact and the bending elastic modulus, and the relationship between the density and the bending strength of the compact, respectively.

また、本発明の組成物の成形性を評価するためにその動的粘弾性試験を行い、628rad/secにおける複素粘度を表12に示した。 In addition, a dynamic viscoelasticity test was conducted to evaluate the moldability of the composition of the present invention, and Table 12 shows the complex viscosity at 628 rad/sec.

表12からわかるように、PA6に炭素繊維を複合化すると、曲げ弾性率も曲げ強度も大きく上昇する。例えば、CFを10%含有するPA6組成物(PA6-585=PA6/CF=90/10) の曲げ弾性率は7460MPaであり、曲げ強度は162MPaであって、AcNBKPを10%含有するPA6組成物(PA6-573=PA6/AcNBKP=90/10) のそれら(曲げ弾性率4910MPa、及び曲げ強度129MPa)よりも大きい。 As can be seen from Table 12, the flexural modulus and flexural strength are greatly increased when carbon fiber is combined with PA6. For example, a PA6 composition containing 10% CF (PA6-585 = PA6 / CF = 90/10) has a flexural modulus of 7460 MPa and a flexural strength of 162 MPa, and a PA6 composition containing 10% AcNBKP (PA6-573=PA6/AcNBKP=90/10) (flexural modulus 4910 MPa and bending strength 129 MPa).

そして、これらの密度当たりの曲げ弾性率及び密度当たりの曲げ強度を比較しても、前者の密度当たりの曲げ弾性率は、後者の1.5倍であり、前者の密度当たりの曲げ強度は、後者の1.25倍である。 Comparing the flexural modulus per density and the flexural strength per density, the former flexural modulus per density is 1.5 times that of the latter, and the former flexural strength per density is 1.5 times that of the latter. 1.25 times.

このデータから見ると、一見、炭素繊維と化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維(AcNBKP)とを繊維強化組成物に併用する効果が不明である。 From this data, at first glance, the effect of combining carbon fiber and chemically modified microfibrillated cellulose fiber (AcNBKP) in a fiber-reinforced composition is unclear.

しかしながら、PA6、PA6-585(PA6/CF-90/10)及びPA6-576(PA6/CF-90/20)のそれぞれの密度と曲げ弾性率との関係から求めた回帰直線の上の値は、AcNBKPとCFとを含有するPA6組成物の密度当たり曲げ弾性率に極めて近似していることから(図9参照)、AcNBKPとCFとを含有するPA6組成物は、密度当たり曲げ弾性率において、CF含有組成物並みの性能を発揮しているといえる。 However, the value on the regression line obtained from the relationship between the density and flexural modulus of PA6, PA6-585 (PA6/CF-90/10) and PA6-576 (PA6/CF-90/20) is , is very close to the flexural modulus per density of the PA6 composition containing AcNBKP and CF (see FIG. 9). It can be said that the performance is comparable to that of the CF-containing composition.

また、AcNBKPとCFとを含有するPA6組成物の密度当たりの曲げ強度についても、CF含有組成物並みの性能を発揮しているといえる(図10参照)。このことは、製造に高いエネルギー及びコストを要する炭素繊維を使用する代わりに、化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維と炭素繊維とを併用することによって、省エネルギー化及び低コスト化が図れる可能性があるといえる。 In addition, it can be said that the bending strength per density of the PA6 composition containing AcNBKP and CF is comparable to that of the CF-containing composition (see FIG. 10). This means that it is possible to save energy and reduce costs by using chemically modified microfibrillated cellulose fibers and carbon fibers in combination instead of using carbon fibers that require high energy and cost for production. It can be said.

Figure 0007185215000012
Figure 0007185215000012

(5)樹脂と複合(溶融混練)する前のAcNBKP、及び樹脂複合体中のAcNBKPそれぞれの繊維長及び繊維径の測定結果
100~1000倍までの低倍率及び5000倍の高倍率で、繊維の顕微鏡観察を行った。
(5) Measurement results of fiber length and fiber diameter of AcNBKP before compounding (melt-kneading) with resin and AcNBKP in resin compound
Microscopic observation of the fibers was performed at low magnification from 100 to 1000 and high magnification of 5000.

低倍率での観察では、いくつかの倍率及び視野において観察を行うことにより、多くの粗大な繊維を見出し、その繊維径及び繊維長の計測を行った。 In the observation at low magnification, many coarse fibers were found by observing at several magnifications and fields of view, and their fiber diameters and fiber lengths were measured.

高倍率での観察では、解繊が進んでいる繊維を観察し、その繊維径及び繊維長の計測を行った。このような観察方法により、試料に含まれる解繊した繊維から未解繊の繊維までの繊維径及び繊維長を網羅して観察することができた。 In the high-magnification observation, we observed fibers that were undergoing defibration, and measured their fiber diameters and fiber lengths. By such an observation method, it was possible to comprehensively observe the fiber diameter and fiber length from the defibrated fiber to the unfibrillated fiber contained in the sample.

試験番号PA6-430の成形体に使用したAcNBKP(PA6と溶融混練する前のAcNBKP)の電子顕微鏡観察像を図11に示す。また、試験番号PA6-430の成形体から調製した試料中の繊維の電子顕微鏡観察像を図12に示し、試験番号PA6-431の成形体から調製した試料中の繊維の電子顕微鏡観察像を図13に示し、試験番号PA6-451の成形体から調製した試料中の繊維の電子顕微鏡観察像を図14に示す。 FIG. 11 shows an electron microscopic image of AcNBKP (AcNBKP before melt-kneading with PA6) used for the compact of test number PA6-430. In addition, FIG. 12 shows an electron microscope image of the fibers in the sample prepared from the molded body of test number PA6-430, and FIG. 13, and FIG. 14 shows an electron microscopic image of the fibers in the sample prepared from the compact of Test No. PA6-451.

このようにして観察したところ、樹脂と溶融混練する前のAcNBKPの直径は、細いもので数十nm~5μm程度、太いものでは20~50μmであった(図11の樹脂混練前のAcNBKPの顕微鏡観察像参照)。 When observed in this way, the diameter of AcNBKP before melt-kneading with the resin was about several tens of nm to 5 μm for thin ones and 20 to 50 μm for thick ones (Fig. 11 AcNBKP before resin kneading under a microscope Observation image).

前記の成形体(夫々、PA6-430、PA6-431及びPA6-451)からPA6を溶出し、除去した残渣の繊維について、上記のような低倍率観察及び高倍率観察を行ったところ、その直径は細いもので数十nm~1μm程度、太いものでは10~30μmであった(図12~14参照)。 When PA6 was eluted from the molded bodies (PA6-430, PA6-431 and PA6-451, respectively), and the fibers remaining after removal were observed at low magnification and at high magnification as described above, the diameter A thin one was about several tens of nm to 1 μm, and a thick one was 10 to 30 μm (see FIGS. 12 to 14).

以上のことから、化学修飾セルロース系繊維は、樹脂との溶融混練時に解繊が進み、フィブリル化することがわかる。 From the above, it can be seen that the chemically modified cellulosic fiber undergoes fibrillation during melt-kneading with the resin and fibrillates.

上記の通り、本発明により、軽量で、且つ強度特性に優れる、繊維強化樹脂組成物、及びその成形体を提供することができた。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention was able to provide a fiber-reinforced resin composition that is lightweight and has excellent strength characteristics, and a molded article thereof.

Claims (9)

繊維強化樹脂組成物であって、
当該繊維強化樹脂組成物は、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有し、
前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが下記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物:
(a)(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維が、
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、及び-(CH2)n-1COO-X + らなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子で構成される繊維のミクロフィブリル化繊維である。
(b)(B)無機フィラーが、ガラス繊維、グラスウール、炭素繊維、ガラス微細粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カオリン及びナノクレイからなる群から選ばれる1種又は2種以上のフィラーである。
A fiber-reinforced resin composition,
The fiber-reinforced resin composition contains (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers, (B) an inorganic filler and (C) a thermoplastic resin,
A fiber-reinforced resin composition in which the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fiber and the (B) inorganic filler satisfy the following requirements (a) and (b):
(a) (A) chemically modified microfibrillated cellulosic fibers are
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is one or two selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, and -(CH 2 ) n-1 COO -X + The above are shown, and n is an integer of 2 to 4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
It is a microfibrillated fiber composed of a chemically modified cellulosic polymer represented by.
(b) (B) The inorganic filler is one or more fillers selected from the group consisting of glass fiber, glass wool, carbon fiber, fine glass powder, carbon black, carbon nanotube, graphene, kaolin and nanoclay.
前記(a)要件の式(1)におけるRが、アセチル基、プロピオニル基、カルボキシメチル基、カルボキシメチル基の塩、カルボキシエチル基、又はカルボキシエチル基の塩である、請求項1に記載の繊維強化樹脂組成物。 The fiber according to claim 1, wherein R in formula (1) of the (a) requirement is an acetyl group, a propionyl group, a carboxymethyl group, a salt of a carboxymethyl group, a carboxyethyl group, or a salt of a carboxyethyl group. Reinforced resin composition. 前記(a)要件の式(1)におけるRが、アセチル基である請求項1又は2に記載の繊維強化樹脂組成物。 3. The fiber-reinforced resin composition according to claim 1, wherein R in formula (1) of the requirement (a) is an acetyl group. 前記(b)要件の(B)無機フィラーが、ガラス繊維又は炭素繊維である、請求項1~3のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。 The fiber-reinforced resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic filler (B) of the requirement (b) is glass fiber or carbon fiber. 前記(a)要件の式(1)における(Lg)Cell-が、リグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基である、請求項1~4のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。 The fiber-reinforced resin according to any one of claims 1 to 4, wherein (Lg)Cell- in the formula (1) of the (a) requirement is a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin constituting lignocellulose. Composition. 前記(C)熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリオレフィン、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリカーボネート-ABSアロイ(PC-ABSアロイ)及び変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂である、請求項1~5のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。 The (C) thermoplastic resin is polyamide, polyolefin, aliphatic polyester, aromatic polyester, polyacetal, polycarbonate, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), polycarbonate-ABS alloy (PC-ABS alloy). and modified polyphenylene ether (m-PPE). 請求項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物からなる成形体。 A molded article made of the fiber-reinforced resin composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
(i)下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、及び-(CH2)n-1COO-X + らなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、
(ii)(B)無機フィラー、及び
(iii)(C)熱可塑性樹脂
を溶融混練することで、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、
前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが前記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法。
A method for producing a fiber-reinforced resin composition according to any one of claims 1 to 6,
(i) Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is one or two selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, and -(CH 2 ) n-1 COO -X + The above are shown, and n is an integer of 2 to 4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
A chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by
(ii) (B) inorganic filler, and (iii) (C) thermoplastic resin are melt-kneaded to obtain (A) chemically modified microfibrillated cellulosic fiber, (B) inorganic filler, and (C) thermoplastic resin. A method for producing a fiber reinforced resin composition containing
A method for producing a fiber-reinforced resin composition, wherein the (A) chemically modified microfibrillated cellulose fibers and the (B) inorganic filler satisfy the requirements of (a) and (b).
請求項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物の製造方法であって、
工程(1):
下式(1):
(Lg)Cell-O-R・・・・(1)
〔式中、(Lg)Cell-は、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニンから水酸基を除いた残基を示す。
式中、-O-Rは、セルロース系高分子中のセルロース、ホロセルロース及び/又はリグノセルロースを構成する多糖及びリグニン中の一部の水酸基の水素原子が置換基Rにより置換されていることを示す。
式中、Rは、炭素数2~4のアシル基、-(CH2)n-1COOH、及び-(CH2)n-1COO-X + らなる群から選ばれる1種又は2種以上を示し、nは2~4の整数を示す。前記COO-X+は、カルボキシ基が無機又は有機塩の状態になった基を示す。〕
で表される化学修飾セルロース系高分子からなる化学修飾セルロース系パルプ、及び
(C)熱可塑性樹脂を混練する工程、及び
工程(2):
前記工程(1)で得られた混練物と、(B)無機フィラーと熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物とを溶融混練する工程
を含む方法により、(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維、(B)無機フィラー及び(C)熱可塑性樹脂を含有する繊維強化樹脂組成物を製造する方法であり、 前記(A)化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維及び前記(B)無機フィラーが前記(a)及び(b)の要件を満たす繊維強化樹脂組成物の製造方法。
A method for producing a fiber-reinforced resin composition according to any one of claims 1 to 6,
Process (1):
Formula (1):
(Lg) Cell-OR (1)
[In the formula, (Lg)Cell- represents a residue obtained by removing hydroxyl groups from polysaccharides and lignin that constitute cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer.
In the formula, -OR indicates that hydrogen atoms of some hydroxyl groups in polysaccharides and lignin constituting cellulose, holocellulose and/or lignocellulose in the cellulosic polymer are substituted with the substituent R.
In the formula, R is one or two selected from the group consisting of an acyl group having 2 to 4 carbon atoms, -(CH 2 ) n-1 COOH, and -(CH 2 ) n-1 COO -X + The above are shown, and n is an integer of 2 to 4. The COO X + represents a group in which a carboxy group is in an inorganic or organic salt state. ]
Chemically modified cellulose pulp made of a chemically modified cellulose polymer represented by and (C) a step of kneading a thermoplastic resin, and Step (2):
(A) a chemically modified microfibrillated cellulose fiber by a method comprising a step of melt-kneading the kneaded product obtained in the step (1) and (B) a resin composition containing an inorganic filler and a thermoplastic resin; , (B) an inorganic filler, and (C) a thermoplastic resin. A method for producing a fiber-reinforced resin composition that satisfies the requirements of a) and (b).
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