JP7610210B2 - Fiber-reinforced resin composition with improved defibration properties, its manufacturing method, molded body, and defibration agent - Google Patents
Fiber-reinforced resin composition with improved defibration properties, its manufacturing method, molded body, and defibration agent Download PDFInfo
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Description
本発明は、繊維強化樹脂組成物及びその製造方法、並びに成形体及び解繊剤に関する。 The present invention relates to a fiber-reinforced resin composition and its manufacturing method, as well as a molded body and a defibrator.
ミクロフィブリル化セルロース系繊維(本明細書では、MFC、セルロースナノファイバー又はCNFと記載することもある)は、植物繊維又は製紙用パルプをミクロ又はナノレベルの太さまで解繊したものであって、軽量かつ高強度である。Microfibrillated cellulosic fibers (sometimes referred to herein as MFC, cellulose nanofibers or CNF) are made by defibrating plant fibers or paper pulp to micro- or nano-level thicknesses, and are lightweight and strong.
MFCを樹脂と複合することによって、強度特性等の樹脂本来の特性を向上させる研究が行われている。このような研究においては、繊維と樹脂とを含む複合体の強度特性は、樹脂中に含まれる繊維の太さ、又は、繊維と樹脂との親和性及び繊維の樹脂中での分散性への依存性が大きいことから、セルロース系繊維集合体に解繊処理をしてミクロフィブリル化する方法、複合すべき樹脂との親和性及び分散性を向上させるためにMFCを化学修飾して疎水化する以下のような方法が開示されている。Research is being conducted into improving the inherent properties of resins, such as strength properties, by compounding MFC with resin. In such research, since the strength properties of a composite containing fiber and resin are highly dependent on the thickness of the fibers contained in the resin, or the affinity between the fiber and resin and the dispersibility of the fiber in the resin, methods such as the following have been disclosed: a method of subjecting a cellulosic fiber aggregate to a defibration treatment to form microfibrillations, and a method of chemically modifying MFC to make it hydrophobic in order to improve its affinity and dispersibility with the resin to be compounded.
特許文献1及び特許文献2には、脂肪族ポリエステルと、ポリ乳酸とからなる樹脂成分と、一次壁及び二次壁外層を傷つけた前処理パルプ及び/又はセルロース系繊維からなる繊維成分とを、水、エチレングリコール、ブチレングリコール等のセルロース非晶領域膨潤剤の存在下で溶融混練して脂肪族ポリエステル組成物を製造する方法が開示され、溶融混練中に繊維成分が解繊してミクロフィブリル化すると記載されている。Patent Documents 1 and 2 disclose a method for producing an aliphatic polyester composition by melt-kneading a resin component consisting of an aliphatic polyester and polylactic acid, and a fiber component consisting of pretreated pulp and/or cellulosic fibers in which the primary wall and the outer layer of the secondary wall have been damaged, in the presence of a cellulose amorphous region swelling agent such as water, ethylene glycol, or butylene glycol, and state that the fiber component is defibrated and microfibrillated during the melt-kneading.
特許文献3には、リグニン含有量が0~5重量%の植物由来繊維集合体と多種多様な液体物質との混合物を高速で攪拌してセルロースナノファイバーを製造する方法が開示されている。使用される多種多様な液体物質の一つとしてヘテロ原子を含んでいてもよい炭素数3~20の炭化水素が開示され、その中にエチレングリコール、ジエチレングリコールが記載されている。 Patent Document 3 discloses a method for producing cellulose nanofibers by stirring at high speed a mixture of a plant-derived fiber aggregate with a lignin content of 0-5% by weight and a wide variety of liquid substances. One of the wide variety of liquid substances used is a hydrocarbon having 3-20 carbon atoms that may contain heteroatoms, and among these, ethylene glycol and diethylene glycol are described.
特許文献4には、セルロース繊維と、樹脂および樹脂前駆体の少なくとも一方と、多種多様な有機溶媒(芳香族系炭化水素、非プロトン性極性溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、グリコールエーテル系溶媒及びハロゲン系溶媒等)とを含有する分散液中で、セルロース繊維を、ビーズミル、高圧ホモジナイザー等で解繊することによって、微細セルロース繊維と、樹脂及び樹脂前駆体の少なくとも一方と、有機溶媒とを含有する微細セルロース繊維分散液の製造方法が開示されている。グリコールエーテル系溶媒として、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルが例示されている。 Patent Document 4 discloses a method for producing a fine cellulose fiber dispersion containing fine cellulose fibers, at least one of a resin and a resin precursor, and an organic solvent by defibrating the cellulose fibers in a dispersion containing cellulose fibers, at least one of a resin and a resin precursor, and a wide variety of organic solvents (aromatic hydrocarbons, aprotic polar solvents, alcohol solvents, ketone solvents, glycol ether solvents, halogenated solvents, etc.) using a bead mill, high-pressure homogenizer, etc. Examples of glycol ether solvents include ethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether.
特許文献5には、特定の粘度(1.0mPa・S以上)と屈折率(1.40以上)とを有する多種多様な有機溶媒(芳香族系炭化水素、非プロトン性極性溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、グリコールエーテル系溶媒等の単独又は混合溶媒)中に分散されたセルロース繊維とを含有する分散液中で、セルロース繊維を、ビーズミル、高圧ホモジナイザー等で解繊することによって、微細セルロース繊維、樹脂及び樹脂前駆体の少なくとも一方、及び有機溶媒を含有する微細セルロース繊維分散液の製造方法が開示されている。Patent Document 5 discloses a method for producing a fine cellulose fiber dispersion containing fine cellulose fibers, at least one of a resin and a resin precursor, and an organic solvent, by defibrating the cellulose fibers in a dispersion containing cellulose fibers dispersed in a wide variety of organic solvents (single or mixed solvents such as aromatic hydrocarbons, aprotic polar solvents, alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, glycol ether solvents, etc.) having a specific viscosity (1.0 mPa·S or more) and refractive index (1.40 or more) using a bead mill, high-pressure homogenizer, etc.
特許文献6には、特定の化学修飾セルロース繊維と熱可塑性樹脂とを溶融混練しながら化学修飾セルロース繊維を溶融混練物中で解繊し、化学修飾CNFと熱可塑性樹脂とを含有する組成物を製造する方法が開示されている。Patent document 6 discloses a method for producing a composition containing chemically modified CNF and a thermoplastic resin by melt-kneading specific chemically modified cellulose fibers with a thermoplastic resin while defibrating the chemically modified cellulose fibers in the molten mixture.
特許文献7には、特定のアミド類からなる疎水化セルロース系繊維用の解繊助剤、それを使用する疎水化MFCを含有する樹脂組成物の製造方法並びに成形体が開示されている Patent document 7 discloses a defibrating aid for hydrophobized cellulose-based fibers, which is made of specific amides, a method for producing a resin composition containing hydrophobized MFC using the same, and a molded product.
本発明の目的は、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)、さらに任意に解繊剤(B2)を含有する繊維強化樹脂組成物(D)、その効率的な製造方法、疎水化セルロース系繊維集合体(AP)の解繊性に優れた解繊剤、並びにその樹脂組成物からなる優れた機械特性(特に、強度特性及び靭性)を有する繊維強化成形体を提供することである。The object of the present invention is to provide a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobic cellulose fibers (A), a defibrating agent (B1) and a thermoplastic resin (C), and optionally a defibrating agent (B2), an efficient method for producing the same, a defibrating agent having excellent defibrating properties for hydrophobic cellulose fiber aggregates (AP), and a fiber-reinforced molded article having excellent mechanical properties (particularly strength properties and toughness) made from the resin composition.
本発明者らは特定の化学修飾基で修飾されて疎水化されたセルロース系繊維集合体(以下、疎水化セルロース系繊維集合体又は解繊原料ともいう)及び熱可塑性樹脂の混合物を、特定分子量の多価アルコール又はラクトン(以下、解繊剤(B1)ともいう)の存在下に溶融混練すると、溶融混練中に前記セルロース系繊維集合体の解繊が促進されて、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース繊維を含有する熱可塑性樹脂組成物が得られることを見出した。The inventors have discovered that when a mixture of a cellulose-based fiber aggregate that has been modified with a specific chemical modifying group to make it hydrophobic (hereinafter also referred to as a hydrophobic cellulose-based fiber aggregate or a defibrating raw material) and a thermoplastic resin is melt-kneaded in the presence of a polyhydric alcohol or lactone of a specific molecular weight (hereinafter also referred to as a defibrating agent (B1)), defibration of the cellulose-based fiber aggregate is promoted during melt-kneading, and a thermoplastic resin composition containing microfibrillated hydrophobic cellulose fibers is obtained.
すなわち、特定分子量の多価アルコール又はラクトンは、疎水化セルロース系繊維集合体の解繊促進剤(解繊剤)として作用することが見いだされた。本発明は、この知見をもとに完成されたものである。That is, it was found that a polyhydric alcohol or lactone of a specific molecular weight acts as a defibration promoter (defibration agent) for hydrophobized cellulose-based fiber assemblies. The present invention was completed based on this finding.
本発明は、下記の各項に記載の繊維強化樹脂組成物、成形体、及び繊維強化樹脂組成物の製造方法に係る。The present invention relates to a fiber-reinforced resin composition, a molded body, and a method for producing a fiber-reinforced resin composition as described in the following sections.
項1.
ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を含有する繊維強化樹脂組成物(D)であって、
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、
前記解繊剤(B1)が分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
樹脂組成物(D)。
項2.
前記繊維強化樹脂組成物(D)が解繊剤(B2)をさらに含み、
前記解繊剤(B2)がタルク、クレイ、ゼオライト、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグネシウム及びマイカからなる群から選ばれる少なくとも一種である、項1に記載の繊維強化樹脂組成物。
項3.
前記解繊剤(B1)が、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジグリセロール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(数平均分子量200~400)、ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量200~400)、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル(数平均分子量200~400)、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、項1又は2に記載の繊維強化樹脂組成物。
項4.
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)がアセチル基で修飾され、前記解繊剤(B1)が、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール(平均分子量200)、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル(平均分子量250)、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、項1又は2に記載の繊維強化樹脂組成物
項5.
前記熱可塑性樹脂(C)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、ポリ塩化ビニール、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)、スチレン―ブタジエンブロック共重合体、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一種である項1~4のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物
項6.
前記ポリオレフィンが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン共重合体及びポリエチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種である項5に記載の繊維強化樹脂組成物。
項7.
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)がミクロフィブリル化された疎水化リグノセルロース繊維(MFLC)である、項1~6のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。
項8.
前記解繊剤(B1)の含有量が繊維強化樹脂組成物全質量に対して0.001~2質量%である項1~7のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物。
項9.
項8に記載の繊維強化樹脂組成物からなる成形体。
項10.
炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体(AP)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を混合し、この混合操作中に前記疎水化セルロース系繊維集合体(AP)を解繊してミクロフィブリル化する工程を含む、
ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法であって、
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、
前記解繊剤(B1)が分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法。
項11.
前記工程において解繊剤(B2)をさらに混合することにより、解繊剤(B2)をさらに含有する繊維強化樹脂組成物(D)を製造する、項10に記載の製造方法であって、前記解繊剤(B2)が、タルク、クレイ、ゼオライト、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグネシウム及びマイカからなる群から選ばれる少なくとも一種である、方法。
項12.
(1)炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体(AP)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を混合し、この混合操作中に前記疎水化セルロース系繊維集合体(AP)を解繊してミクロフィブリル化する第一工程と、
(2)第一工程で得られた、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を含む混合物から解繊剤(B1)を除去する第二工程を含む、
ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法であって、
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、
前記解繊剤(B1)が分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法。
項13.
前記第一工程において解繊剤(B2)をさらに混合することにより、解繊剤(B2)をさらに含有する繊維強化樹脂組成物(D)を製造する、項12に記載の製造方法であって、前記解繊剤(B2)が、タルク、クレイ、ゼオライト、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグネシウム及びマイカからなる群から選ばれる少なくとも一種である、方法。
項14.
項10又は11の前記工程又は項12又は13の前記第一工程において、さらに相溶化剤(E)を混合する、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、熱可塑性樹脂(C)及び相溶化剤(E)、又はミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B2)、熱可塑性樹脂(C)及び相溶化剤(E)を含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法。
項15.
前記熱可塑性樹脂が、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一種である、項10~項14のいずれかに記載の繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法。
項16.
分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物からなる、炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体を解繊するための解繊剤。
項17.
前記化合物が、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジグリセロール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(数平均分子量200~400)、ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量200~400)、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル(数平均分子量200~400)、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、項16に記載の解繊剤。
Item 1.
A fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A), a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C),
the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms;
The defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of polyhydric alcohols having a molecular weight of 130 to 400 and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
Resin composition (D).
Item 2.
The fiber reinforced resin composition (D) further contains a defibrating agent (B2),
Item 2. The fiber-reinforced resin composition according to Item 1, wherein the defibrating agent (B2) is at least one selected from the group consisting of talc, clay, zeolite, aluminum oxide, calcium carbonate, titanium oxide, silica, magnesium oxide, and mica.
Item 3.
The defibrating agent (B1) is at least one selected from the group consisting of dipropylene glycol, triethylene glycol, diglycerol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (number average molecular weight 200 to 400), polyoxypropylene glycol (number average molecular weight 200 to 400), polyoxypropylene glyceryl ether (number average molecular weight 200 to 400), δ-valerolactone and ε-caprolactone. The fiber-reinforced resin composition according to item 1 or 2.
Item 4.
Item 4. A fiber-reinforced resin composition according to Item 1 or 2, wherein the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acetyl group, and the defibrating agent (B1) is at least one selected from the group consisting of dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyoxypropylene glycol (average molecular weight 200), polyoxypropylene glyceryl ether (average molecular weight 250), δ-valerolactone, and ε-caprolactone.
Item 5. The fiber-reinforced resin composition according to any one of Items 1 to 4, wherein the thermoplastic resin (C) is at least one selected from the group consisting of polyamide, polyolefin, aliphatic polyester, aromatic polyester, polyacetal, polycarbonate, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), styrene-butadiene block copolymer, polycarbonate-ABS alloy (PC-ABS alloy) and modified polyphenylene ether (m-PPE).
Item 6. The fiber-reinforced resin composition according to item 5, wherein the polyolefin is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene, a polypropylene copolymer, and a polyethylene copolymer.
Item 7.
Item 7. The fiber-reinforced resin composition according to any one of Items 1 to 6, wherein the microfibrillated hydrophobized cellulosic fiber (A) is a microfibrillated hydrophobized lignocellulose fiber (MFLC).
Item 8.
Item 8. The fiber-reinforced resin composition according to any one of Items 1 to 7, wherein the content of the defibrating agent (B1) is 0.001 to 2 mass% based on the total mass of the fiber-reinforced resin composition.
Item 9.
Item 9. A molded body made of the fiber reinforced resin composition according to item 8.
Item 10.
The method includes a step of mixing a hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating the hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) during the mixing operation to form microfibrils.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A) and a thermoplastic resin (C), comprising:
the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms;
The defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of polyhydric alcohols having a molecular weight of 130 to 400 and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D).
Item 11.
Item 11. The production method according to Item 10, wherein a defibrating agent (B2) is further mixed in the step to produce a fiber-reinforced resin composition (D) further containing a defibrating agent (B2), wherein the defibrating agent (B2) is at least one selected from the group consisting of talc, clay, zeolite, aluminum oxide, calcium carbonate, titanium oxide, silica, magnesium oxide, and mica.
Item 12.
(1) a first step of mixing a hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating the hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) during the mixing operation to form microfibrils;
(2) a second step of removing the defibrating agent (B1) from the mixture containing the microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A), the defibrating agent (B1), and the thermoplastic resin (C) obtained in the first step;
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A) and a thermoplastic resin (C), comprising:
the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms;
The defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of polyhydric alcohols having a molecular weight of 130 to 400 and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D).
Item 13.
Item 13. The production method according to Item 12, wherein a fiber-reinforced resin composition (D) further containing a defibrating agent (B2) is produced by further mixing a defibrating agent (B2) in the first step, wherein the defibrating agent (B2) is at least one selected from the group consisting of talc, clay, zeolite, aluminum oxide, calcium carbonate, titanium oxide, silica, magnesium oxide, and mica.
Item 14.
In the step of item 10 or 11 or the first step of item 12 or 13, a compatibilizer (E) is further mixed, and a microfibrillated hydrophobized cellulose-based fiber (A), a thermoplastic resin (C), and a compatibilizer (E), or a microfibrillated hydrophobized cellulose-based fiber (A), a defibrating agent (B2), a thermoplastic resin (C), and a compatibilizer (E) are further mixed. A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing the above-mentioned.
Item 15.
The thermoplastic resin is at least one selected from the group consisting of 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). The method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) according to any one of items 10 to 14.
Item 16.
A defibrating agent for defibrating an assembly of hydrophobic cellulose-based fibers modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, the defibrating agent comprising at least one compound selected from the group consisting of polyhydric alcohols having a molecular weight of 130 to 400 and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
Item 17.
Item 17. The defibrating agent according to Item 16, wherein the compound is at least one selected from the group consisting of dipropylene glycol, triethylene glycol, diglycerol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (number average molecular weight 200 to 400), polyoxypropylene glycol (number average molecular weight 200 to 400), polyoxypropylene glyceryl ether (number average molecular weight 200 to 400), δ-valerolactone, and ε-caprolactone.
本発明に使用される解繊剤(B1)は、化学修飾により疎水化されたセルロース系繊維集合体の解繊を促進することができるので、解繊剤(B1)を使用して解繊原料からミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)を容易に得ることができる。The defibrating agent (B1) used in the present invention can promote the defibration of a cellulosic fiber aggregate that has been hydrophobized by chemical modification, and therefore, using the defibrating agent (B1), microfibrillated hydrophobic cellulosic fiber (A) can be easily obtained from the defibrated raw material.
以下、このミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)を、疎水化MFCともいう。Hereinafter, this microfibrillated hydrophobic cellulose fiber (A) is also referred to as hydrophobic MFC.
上記の疎水化MFCは、特定の疎水性化学修飾基によって疎水化されているので、熱可塑性樹脂と親和性が高くなっている。よって、疎水化MFCは容易に熱可塑性樹脂と混和して、溶融混練組成物(例;繊維強化樹脂組成物)中に微細状態で均一又は均一に近い状態で分散することができる。その結果、本発明の繊維強化樹脂組成物からなる成形体は、優れた機械特性(強度特性及び靭性)を有する。The above-mentioned hydrophobic MFC is hydrophobized by a specific hydrophobic chemical modification group, and therefore has a high affinity with thermoplastic resins. Therefore, the hydrophobic MFC can be easily mixed with thermoplastic resins and dispersed uniformly or nearly uniformly in a fine state in a melt-kneaded composition (e.g., a fiber-reinforced resin composition). As a result, a molded article made of the fiber-reinforced resin composition of the present invention has excellent mechanical properties (strength properties and toughness).
また、本発明の製造方法では、疎水化セルロース系繊維集合体と熱可塑性樹脂を溶融混練の際に解繊剤(B1)を存在させることにより、疎水化セルロース系繊維集合体は溶融混練中に容易にミクロフィブリル化されるので、疎水化MFCを含む溶融混練物(つまり、本発明の繊維強化樹脂組成物)を効率的に製造することができる。In addition, in the manufacturing method of the present invention, by having the defibrating agent (B1) present when the hydrophobic cellulose fiber aggregate and the thermoplastic resin are melt-kneaded, the hydrophobic cellulose fiber aggregate is easily microfibrillated during melt-kneading, so that a melt-kneaded product containing the hydrophobic MFC (i.e., the fiber-reinforced resin composition of the present invention) can be efficiently produced.
1.用語及び略語の説明
本明細書において使用する以下の用語は、それぞれ次の意味を有する。 1. Explanation of Terms and Abbreviations The following terms used in this specification have the following meanings:
セルロース系繊維は、植物由来、微生物由来、藻類由来又は尾索動物亜門動物(ホヤ)由来の、セルロース及び/又はリグノセルロースを含有する繊維を意味する。Cellulosic fibres refer to fibres containing cellulose and/or lignocellulose derived from plants, microorganisms, algae or tunicates (ascidians).
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)であり、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。本発明において、リグノセルロースとは、リグニン含有量の多少にかかわらず、また、セルロース、ヘミセルロース及び/又はリグニン間の化学結合の有無に拘わらず、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンから構成される物質を意味する。Lignocellulose is a complex hydrocarbon polymer (a mixture of natural polymers) that constitutes the cell walls of trees, and is known to be composed mainly of the polysaccharides cellulose and hemicellulose, and the aromatic polymer lignin. In the present invention, lignocellulose means a substance composed of cellulose, hemicellulose, and lignin, regardless of the amount of lignin content and regardless of the presence or absence of chemical bonds between the cellulose, hemicellulose, and/or lignin.
セルロース系パルプは、セルロース系高分子からなる繊維集合体を意味する。セルロース系パルプ(CP)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。そしてセルロース系パルプは、その起源によって、次のようにも分類される。すなわち、木材、竹、稲わら、綿花等の植物全体若しくは植物の部分から分離されたセルロース系繊維集合体(植物由来パルプ)、微生物が産生するセルロースと微生物の菌体との混合物中から分離されたセルロース系繊維集合体(微生物由来パルプ)、藻類から分離されるセルロース系繊維集合体(藻類由来パルプ)及び尾索動物亜門動物(ホヤ)から分離されるセルロース系繊維集合体(ホヤ由来パルプ)である。Cellulosic pulp refers to a fiber assembly made of cellulose-based polymers. Cellulosic pulp (CP) includes pulp that does not contain lignin (pulp made of cellulose, pulp made of holocellulose, etc.) and pulp that contains lignin (lignopulp). Cellulosic pulp is also classified according to its origin as follows: cellulosic fiber assembly separated from the whole plant or part of a plant such as wood, bamboo, rice straw, cotton, etc. (plant-derived pulp); cellulosic fiber assembly separated from a mixture of cellulose produced by microorganisms and microbial cells (microorganism-derived pulp); cellulosic fiber assembly separated from algae (algae-derived pulp); and cellulosic fiber assembly separated from an animal of the subphylum Tunicate (sea squirt) (sea squirt-derived pulp).
本願明細書ではセルロース系パルプを総称して「パルプ」と表示することもある。 In this specification, cellulosic pulp is sometimes referred to collectively as "pulp."
リグノパルプは、リグノセルロースを含むパルプを意味する。 Lignopulp means pulp containing lignocellulose.
疎水化セルロース系繊維集合体とは、疎水基(例えばアシル基)で化学修飾されたパルプを意味する。本明細書において、「化学修飾」とは、セルロース系繊維を構成する糖鎖の水酸基の水素原子の代わりに置換基(化学修飾基)が導入されている(水酸基が化学修飾されている)ことを意味する。したがって、疎水化セルロース系繊維集合体は、化学修飾されたパルプ(化学修飾セルロース系繊維集合体)の一態様である。当該置換基としては疎水性基、例えばアシル基が例示され、好ましくは炭素数2~5のアシル基である。化学修飾の好ましい態様はアシル化であり、より好ましい態様は炭素数2~5のアシル基によるアシル化である。A hydrophobized cellulose fiber assembly refers to pulp that has been chemically modified with a hydrophobic group (e.g., an acyl group). In this specification, "chemical modification" means that a substituent (chemically modified group) has been introduced in place of the hydrogen atom of the hydroxyl group of the sugar chain that constitutes the cellulose fiber (the hydroxyl group has been chemically modified). Thus, a hydrophobized cellulose fiber assembly is one aspect of chemically modified pulp (chemically modified cellulose fiber assembly). An example of the substituent is a hydrophobic group, such as an acyl group, preferably an acyl group having 2 to 5 carbon atoms. A preferred aspect of chemical modification is acylation, and a more preferred aspect is acylation with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms.
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)とは、化学修飾され、かつミクロフィブリル化されたセルロース系繊維を意味する。好ましい化学修飾MFCは、疎水化MFC(ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A))、つまりミクロフィブリル化され、かつ炭素数2~5のアシル基が導入されたセルロース系繊維である。Chemically modified microfibrillated cellulose-based fibers (chemically modified MFC) refer to cellulose-based fibers that have been chemically modified and microfibrillated. A preferred chemically modified MFC is a hydrophobic MFC (microfibrillated hydrophobic cellulose-based fiber (A)), that is, a cellulose-based fiber that has been microfibrillated and has an acyl group having 2 to 5 carbon atoms introduced therein.
本明細書において、ミクロフィブリル化とは、繊維の直径がナノオーダーになるか、又は、繊維の内部若しくは表面に存在する繊維がナノオーダーになることを意味する。したがって、繊維の直径がナノオーダーに解繊された繊維、繊維の最も太い部分の直径がナノオーダー以上(例えば数μm)であってもその内部若しくは表面がナノオーダーまで解繊されている繊維、及び、これら繊維が混在した繊維もミクロフィブリル化繊維と解釈する。In this specification, microfibrillation means that the diameter of the fiber is on the nano order, or that the fibers present inside or on the surface of the fiber are on the nano order. Therefore, fibers whose diameter has been defibrated to the nano order, fibers whose inside or surface has been defibrated to the nano order even if the diameter of the thickest part of the fiber is on the nano order or larger (for example, a few μm), and fibers that are a mixture of these fibers are also considered to be microfibrillated fibers.
複合体は、マトリクスとマトリクス以外のものとを含む組成物を意味する。マトリクスとして樹脂を用い、それ以外のものとして繊維を用いた場合には、樹脂-繊維複合体(又は、繊維-樹脂複合体)といい、樹脂複合体又は繊維複合体ということもある。そして、繊維に具体的な繊維名称を用い、かつ、樹脂に具体的なポリマー名(樹脂の固有名称、又は、熱可塑性樹脂のように樹脂の総称)を用いて表記することもある。したがって、マトリクスとしての熱可塑性樹脂と化学修飾MFCとを含む組成物は、熱可塑性樹脂-化学修飾MFC複合体、化学修飾MFC-熱可塑性樹脂複合体又は化学修飾MFC含有熱可塑性樹脂組成物と表記することがあり、単に熱可塑性樹脂複合体、化学修飾MFC複合体又は複合体と表記することもある。そして、本発明に係る組成物の製造において、樹脂と化学修飾MFC、化学修飾セルロース系繊維又は化学修飾セルロース系繊維集合体(化学修飾パルプ)とを混練処理又は混合処理することを「複合化」ともいう。 A composite means a composition containing a matrix and something other than the matrix. When a resin is used as the matrix and fibers are used as the other, it is called a resin-fiber composite (or a fiber-resin composite), and may also be called a resin composite or fiber composite. A specific fiber name may be used for the fiber, and a specific polymer name (the proper name of the resin, or a general name for resins such as thermoplastic resin) may be used for the resin. Therefore, a composition containing a thermoplastic resin as a matrix and a chemically modified MFC may be called a thermoplastic resin-chemically modified MFC composite, a chemically modified MFC-thermoplastic resin composite, or a chemically modified MFC-containing thermoplastic resin composition, or may simply be called a thermoplastic resin composite, a chemically modified MFC composite, or a composite. In the production of the composition according to the present invention, kneading or mixing the resin with the chemically modified MFC, the chemically modified cellulose-based fiber, or the chemically modified cellulose-based fiber aggregate (chemically modified pulp) is also called "composite formation".
本明細書で使用される下記の略称は、次の意味に用いられる。
Acyl:アシル基
Ac:アセチル基
LP:リグノパルプ
CP:セルロース系繊維集合体(セルロース系パルプ)
AcCP:セルロース系繊維集合体(セルロース系パルプ)のセルロース系繊維を構成する糖鎖、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されたパルプ
AcLP:リグノパルプにおけるセルロース系繊維を構成する糖鎖、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されたリグノパルプ
MFC:ミクロフィブリル化セルロース系繊維
AcylMFC:セルロース系繊維を構成する糖鎖、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子がアシル基で置換され、かつ、ミクロフィブリル化された繊維
AcMFC:セルロース系繊維を構成する糖鎖、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換され、かつ、ミクロフィブリル化された繊維
MFLC:ミクロフィブリル化リグノセルロース繊維
AcMFLC:リグノセルロース繊維を構成する糖鎖、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換され、かつ、ミクロフィブリル化された繊維
The following abbreviations used in this specification have the following meanings:
Acyl: acyl group Ac: acetyl group LP: lignopulp CP: cellulosic fiber assembly (cellulosic pulp)
AcCP: pulp in which some of the hydrogen atoms of hydroxyl groups of the sugar chains or sugar chains and lignin constituting the cellulosic fibers of a cellulosic fiber assembly (cellulosic pulp) have been substituted with acetyl groups. AcLP: lignopulp in which some of the hydrogen atoms of hydroxyl groups of the sugar chains or sugar chains and lignin constituting the cellulosic fibers of a lignopulp have been substituted with acetyl groups. MFC: microfibrillated cellulosic fiber AcylMFC: cellulose fiber in which some of the hydrogen atoms of hydroxyl groups of the sugar chains or sugar chains and lignin constituting the cellulosic fibers have been substituted with acetyl groups. Fibers in which some of the hydrogen atoms of hydroxyl groups have been replaced with acyl groups and microfibrillated. AcMFC: Fibers in which some of the hydrogen atoms of hydroxyl groups in the sugar chains or sugar chains and lignin constituting cellulosic fibers have been replaced with acetyl groups and microfibrillated. MFLC: Microfibrillated lignocellulose fibers. AcMFLC: Fibers in which some of the hydrogen atoms of hydroxyl groups in the sugar chains or sugar chains and lignin constituting lignocellulose fibers have been replaced with acetyl groups and microfibrillated.
2.解繊剤
本発明で使用される解繊剤(B1)は、分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンから選ばれる少なくとも一種の化合物である。 2. Defibrating Agent The defibrating agent (B1) used in the present invention is at least one compound selected from polyhydric alcohols having a molecular weight of 130-400 and lactones having a molecular weight of 86-115.
本明細書でいう解繊剤(B1)の分子量とは、単一化合物の場合はその化合物の分子量を言い、ポリマー又はオリゴマーの混合物である場合はその混合物の数平均分子量をいう。The molecular weight of the defibrating agent (B1) in this specification refers to the molecular weight of the compound in the case of a single compound, and refers to the number average molecular weight of the mixture in the case of a mixture of polymers or oligomers.
上記多価アルコールは、一種又は二種以上を併用することができる。The above polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.
解繊剤(B1)の多価アルコールとしてはポリプロピレングリコール系のジオール(以下「PPG系ジオール」とも称する)が好ましい。PPG系ジオールとしては、例えば、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、数平均分子量200のポリオキシプロピレングリコール、数平均分子量400のポリオキシプロピレングリコール、2価のアルコールにプロピレンオキサイド(以下「PO」とも称する)を付加重合させたポリエーテルポリオール、POとPO以外のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド(以下「EO」とも称する)等)を付加重合させたポリエーテルポリオール等が挙げられる。なお、POと他のアルキレンオキサイドの付加重合は、ランダム付加重合でも、ブロック付加重合であってもよい。As the polyhydric alcohol of the defibrating agent (B1), a polypropylene glycol-based diol (hereinafter also referred to as "PPG-based diol") is preferred. Examples of PPG-based diols include dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyoxypropylene glycol with a number average molecular weight of 200, polyoxypropylene glycol with a number average molecular weight of 400, polyether polyols obtained by addition polymerization of propylene oxide (hereinafter also referred to as "PO") to a dihydric alcohol, and polyether polyols obtained by addition polymerization of PO and an alkylene oxide other than PO (such as ethylene oxide (hereinafter also referred to as "EO")). The addition polymerization of PO and another alkylene oxide may be random addition polymerization or block addition polymerization.
上記2価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール等の炭素数2~4の2価のアルコールが挙げられる。
PPG系ジオールには、POの付加重合様式により構造異性体が存在するが、本明細書でいうPPG系ジオールは、その各異性体およびそれらの混合物も包含する。
上記PPG系ジオールの分子量は、130~400が好ましく、130~350がより好ましく、130~300がさらに好ましく、150~250が特に好ましい。
Examples of the dihydric alcohol include dihydric alcohols having 2 to 4 carbon atoms, such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, and 1,4-butanediol.
PPG diols have structural isomers depending on the mode of addition polymerization of PO, and the PPG diols referred to in this specification include each of these isomers and mixtures thereof.
The molecular weight of the PPG diol is preferably 130-400, more preferably 130-350, further preferably 130-300, and particularly preferably 150-250.
解繊剤(B1)の多価アルコールとしては分子量が130~400のエチレンオキシド(EO)の付加重合体(EO3~8個の付加重合体)も好ましい。EOの付加重合体としては、例えばトリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、オクタエチレングリコール、及びこれらの混合物が挙げられる。EOの付加重合体の混合物は、数平均分子量が200のものはPEG200と称し、数平均分子量が400のものは、PEG400とも称する。As the polyhydric alcohol of the defibrating agent (B1), an addition polymer of ethylene oxide (EO) (an addition polymer of 3 to 8 EOs) having a molecular weight of 130 to 400 is also preferred. Examples of EO addition polymers include triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, octaethylene glycol, and mixtures thereof. A mixture of EO addition polymers with a number average molecular weight of 200 is called PEG 200, and a mixture with a number average molecular weight of 400 is called PEG 400.
解繊剤(B1)の多価アルコールとしては、分子量が130~400のグリセリン誘導体及びグリセリン誘導体の混合物も使用することができる。これらグリセリン誘導体として具体的には、グリセリンの二量体(ジグリセロール)およびグリセリンにPOを付加重合させたもの(ポリオキシプロピレングリセリルエーテル)を挙げることができる。ポリオキシプロピレングリセリルエーテルには、POの付加重合様式により構造異性体が存在するが、本明細書でいうポリオキシプロピレングリセリルエーテルには、その構造異性体およびその混合物も包含される。ポリオキシプロピレングリセリルエーテルとして好ましいものは、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル(数平均分子量250)である。As the polyhydric alcohol of the defibrating agent (B1), glycerin derivatives and mixtures of glycerin derivatives having a molecular weight of 130 to 400 can also be used. Specific examples of these glycerin derivatives include a dimer of glycerin (diglycerol) and a product obtained by addition polymerization of PO to glycerin (polyoxypropylene glyceryl ether). Polyoxypropylene glyceryl ether has structural isomers depending on the addition polymerization mode of PO, and the polyoxypropylene glyceryl ether referred to in this specification also includes these structural isomers and mixtures thereof. A preferred polyoxypropylene glyceryl ether is polyoxypropylene glyceryl ether (number average molecular weight 250).
解繊剤(B1)の多価アルコールのうちでも、解繊性及び成形体とした際の機械的強度の点からジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジグリセロール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(数平均分子量200~400)、ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量200~400)及びポリオキシプロピレングリセリルエーテル(数平均分子量200~400)からなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコールが好ましく、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジグリセロール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量200)、ポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量400)、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル(数平均分子量250)及びポリオキシプロピレングリコール(数平均分子量400)からなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコールがより好ましい。Among the polyhydric alcohols of the defibrating agent (B1), from the standpoint of defibration ability and mechanical strength when formed into a molded product, at least one polyhydric alcohol selected from the group consisting of dipropylene glycol, triethylene glycol, diglycerol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (number average molecular weight 200 to 400), polyoxypropylene glycol (number average molecular weight 200 to 400), and polyoxypropylene glyceryl ether (number average molecular weight 200 to 400) is preferred, and at least one polyhydric alcohol selected from the group consisting of dipropylene glycol, triethylene glycol, diglycerol, tripropylene glycol, tetraethylene glycol, polyoxypropylene glycol (number average molecular weight 200), polyoxypropylene glycol (number average molecular weight 400), polyoxypropylene glyceryl ether (number average molecular weight 250), and polyoxypropylene glycol (number average molecular weight 400) is more preferred.
この中でも、特に、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール(平均分子量200)及びポリオキシプロピレングリセリルエーテル(平均分子量250)からなる群から選ばれる少なくとも一種の多価アルコールが解繊能力の点から好ましい。Among these, at least one polyhydric alcohol selected from the group consisting of dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyoxypropylene glycol (average molecular weight 200) and polyoxypropylene glyceryl ether (average molecular weight 250) is particularly preferred in terms of defibration ability.
解繊剤(B1)として使用される多価アルコールは、その引火点が100℃以上であることから、本発明組成物の製造時の防災及び安全性の点からも好ましい。The polyhydric alcohol used as the defibrating agent (B1) has a flash point of 100°C or higher, which is preferable from the standpoint of disaster prevention and safety during the production of the composition of the present invention.
解繊剤(B1)として、分子量が86~115のラクトンを使用することができる。このうち、解繊能力、使用上の安全性から、δ-バレロラクトン及びε-カプロラクトンが好ましい。As the defibrating agent (B1), lactones having a molecular weight of 86 to 115 can be used. Of these, delta-valerolactone and epsilon-caprolactone are preferred in terms of their defibrating ability and safety in use.
解繊剤(B1)が、繊維強化樹脂組成物中に多く残存する場合には、この樹脂組成物を成形体材料として用いた成形体の強度特性が低下する傾向にあることから、樹脂組成物中に残存する解繊剤(B1)は、成形体材料または成形体から除去することが好ましい。If a large amount of defibrating agent (B1) remains in the fiber-reinforced resin composition, the strength properties of a molded body using this resin composition as a molded body material tend to decrease, so it is preferable to remove the defibrating agent (B1) remaining in the resin composition from the molded body material or molded body.
解繊剤(B1)(分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトン)の除去は、解繊剤(B1)の常温、常圧化の沸点が約290℃以下であることから、成形体材料又は成形体から減圧下に加熱(例えば125~280℃)することによって気化分離する方法が容易であり、好ましい。The removal of the defibrating agent (B1) (a polyhydric alcohol having a molecular weight of 130 to 400 and a lactone having a molecular weight of 86 to 115) is easy and preferable, since the boiling point of the defibrating agent (B1) at room temperature and normal pressure is approximately 290°C or less, and therefore the method of vaporizing and separating it from the molded body material or molded body by heating under reduced pressure (e.g., 125 to 280°C) is used.
上記の、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール(平均分子量200)、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル(平均分子量250)及びポリオキシプロピレングリコール(平均分子量400)には、夫々、構造異性体が存在するがこれら異性体又はその混合物も本発明の解繊剤(B1)に包含される。The above dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyoxypropylene glycol (average molecular weight 200), polyoxypropylene glyceryl ether (average molecular weight 250) and polyoxypropylene glycol (average molecular weight 400) each have structural isomers, and these isomers or mixtures thereof are also included in the defibrating agent (B1) of the present invention.
解繊剤(B1)は、既存の解繊剤、例えば、ε-カプロラクタムよりも少量で(質量で、ε-カプロラクタムの約三分の一の使用量で)解繊能力がある。また、既存の解繊剤(例えば、ε-カプロラクタム)と併用することによって、既存の解繊剤(例えば、ε-カプロラクタム)よりも優れた効果を発揮し得る。このため、本発明では解繊剤(B1)に既存の解繊剤(例えば、ε-カプロラクタム)を併用できる。The defibrating agent (B1) has defibrating ability in a smaller amount than existing defibrating agents, such as ε-caprolactam (approximately one-third the amount of ε-caprolactam used by mass). Furthermore, by using it in combination with an existing defibrating agent (e.g., ε-caprolactam), it can exhibit a superior effect to existing defibrating agents (e.g., ε-caprolactam). For this reason, in the present invention, the defibrating agent (B1) can be used in combination with an existing defibrating agent (e.g., ε-caprolactam).
解繊剤(B2)は、上記解繊剤(B1)に併用されて解繊性を向上させる。解繊剤(B2)は、タルク、クレイ、ゼオライト、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグネシウム及びマイカからなる群から選ばれる少なくとも一種のフィラーであってよい。Defibrating agent (B2) is used in combination with the above-mentioned defibrating agent (B1) to improve defibration. Defibrating agent (B2) may be at least one filler selected from the group consisting of talc, clay, zeolite, aluminum oxide, calcium carbonate, titanium oxide, silica, magnesium oxide, and mica.
繊維強化樹脂組成物の原料に解繊剤(B2)をさらに添加することによって、解繊原料の解繊がさらに容易になる。解繊剤(B2)は、解繊剤(B1)と同時に、又は、解繊剤(B1)の前に若しくは後に解繊原料に加えることによって使用してもよい。The addition of a defibrating agent (B2) to the raw material of the fiber-reinforced resin composition makes the defibrating raw material even easier to defibrate. The defibrating agent (B2) may be used simultaneously with the defibrating agent (B1), or by adding it to the defibrating raw material before or after the defibrating agent (B1).
解繊剤(B2)を添加する場合、解繊剤(B2)の配合割合は、解繊剤(B1)1質量部に対して、0.01~1.0質量部であり、好ましくは0.01~0.6質量部である。When a defibrating agent (B2) is added, the mixing ratio of the defibrating agent (B2) is 0.01 to 1.0 part by mass, preferably 0.01 to 0.6 part by mass, per 1 part by mass of the defibrating agent (B1).
解繊剤(B2)のうち、取り扱いのしやすさ及び効果の点から、タルク及びクレイが好ましい。タルクの平均粒子径は1~13μmのものを好適に使用することができる。平均粒子径をこの範囲内とすると、成形体の強度特性がより一層向上する。タルクには表面処理したものと表面処理していないものが市販されているが、表面処理されているもの、特にアミノシラン処理されているもの、が好ましい。タルクと解繊剤(B1)を予め混合した後に解繊原料に加えると、得られる成形体の耐衝撃性が改善される。Of the defibrating agents (B2), talc and clay are preferred from the standpoint of ease of handling and effectiveness. Talc with an average particle size of 1 to 13 μm can be suitably used. If the average particle size is within this range, the strength properties of the molded body will be further improved. Talc is commercially available in both surface-treated and non-surface-treated forms, but surface-treated talc, especially aminosilane-treated talc, is preferred. If talc and the defibrating agent (B1) are mixed in advance and then added to the defibrating raw material, the impact resistance of the resulting molded body will be improved.
3.繊維強化樹脂組成物
本発明の繊維強化樹脂組成物は、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B1)、熱可塑性樹脂(C)及び任意に解繊剤(B2)を含有する樹脂組成物(D)である。解繊剤(B1)、解繊剤(B2)については、上記に記載したとおりである。 3. Fiber-reinforced resin composition The fiber-reinforced resin composition of the present invention is a resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A), a defibrating agent (B1), a thermoplastic resin (C), and optionally a defibrating agent (B2). The defibrating agents (B1) and (B2) are as described above.
本発明の樹脂組成物に含有されるミクロフィブリル化セルロース系繊維は、樹脂中での分散性及び解繊性の点から、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(疎水化MFC)である。この疎水化MFCは、MFCのセルロース系繊維を構成する糖鎖の一部の水酸基の水素原子が炭素数2~5のアシル基で修飾されていることが、その製造の容易さ及び樹脂組成物中での分散性の点から好ましい。このようなアシル基として、具体的には、アセチル基、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基及びピバロイル基が挙げられる。これらのアシル基のうちでも、アセチル基、エチルカルボニル基及びピバロイル基からなる群から選ばれるアシル基で修飾されたMFCは、熱安定性が特に良好でまた繊維強化樹脂組成物中での分散性が良好であり好ましい。中でも、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。The microfibrillated cellulose-based fiber contained in the resin composition of the present invention is a microfibrillated hydrophobic cellulose-based fiber (hydrophobic MFC) in terms of dispersibility and defibration in the resin. In terms of ease of production and dispersibility in the resin composition, it is preferable that the hydrogen atoms of some of the hydroxyl groups of the sugar chains constituting the cellulose-based fiber of the MFC are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms. Specific examples of such acyl groups include an acetyl group, an ethylcarbonyl group, an n-propylcarbonyl group, and a pivaloyl group. Among these acyl groups, MFC modified with an acyl group selected from the group consisting of an acetyl group, an ethylcarbonyl group, and a pivaloyl group is preferable because it has particularly good thermal stability and good dispersibility in the fiber-reinforced resin composition. Among them, the acetyl group is the most preferable in terms of ease of production and production costs.
2種以上の化学修飾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。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、これらの化学修飾MFCを良好に分散させることができる。Two or more types of chemically modified MFCs can be combined (used in combination) and contained in the fiber-reinforced resin composition of the present invention. By using two types of chemically modified MFCs in combination, these chemically modified MFCs can be well dispersed in the fiber-reinforced resin composition.
繊維強化樹脂組成物(D)が解繊剤(B2)を含有するときは、解繊剤(B2)の含有量は、熱可塑性樹脂総質量に対して、例えば0.1~10質量%とでき、好ましくは1~7質量%、更に好ましくは2~6質量%とできる。
繊維強化樹脂組成物(D)が疎水化MFC(A)、解繊剤(B1)、解繊剤(B2)、熱可塑性樹脂(C)及び相溶化剤(E)以外の他の成分を含有するときは、他の成分の含有量は、組成物全質量に対して、例えば0.0001~20質量%とでき、好ましくは0.01~10質量%とできる。
When the fiber reinforced resin composition (D) contains a defibrating agent (B2), the content of the defibrating agent (B2) can be, for example, 0.1 to 10 mass%, preferably 1 to 7 mass%, and more preferably 2 to 6 mass%, relative to the total mass of the thermoplastic resin.
When the fiber reinforced resin composition (D) contains components other than the hydrophobized MFC (A), the defibrating agent (B1), the defibrating agent (B2), the thermoplastic resin (C), and the compatibilizer (E), the content of the other components can be, for example, 0.0001 to 20 mass%, and preferably 0.01 to 10 mass%, based on the total mass of the composition.
化学修飾MFCの原料及び製造方法及び本発明の樹脂組成物の詳細(組成比など)については後述する。The raw materials and manufacturing method of the chemically modified MFC and details of the resin composition of the present invention (composition ratio, etc.) will be described later.
4.本発明組成物に使用される繊維原料(解繊原料)
本発明組成物に使用される繊維原料は、セルロース系繊維を構成する糖鎖、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子が、特定のアシル基で置換された疎水化セルロース系繊維集合体(AcylCP)である。 4. Fiber raw material (fibrillating raw material) used in the composition of the present invention
The fiber raw material used in the composition of the present invention is a hydrophobized cellulosic fiber aggregate (AcylCP) in which some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups in the sugar chains constituting the cellulosic fibers, or in the sugar chains and lignin, have been substituted with specific acyl groups.
AcylCPの調製には、植物由来、微生物由来、藻類由来、又は、尾索動物亜門動物(ホヤ)由来のセルロース系繊維集合体を使用することができる。このうちでも、植物由来セルロース系繊維集合体は、大量にしかも容易に入手可能なことから好ましい。植物由来セルロース系繊維集合体の原料として、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、綿、ビート、農産物残廃物、古紙、編織布等が挙げられる。これらの中で、容易に入手可能なことから、木材由来のセルロース系繊維集合体(木材パルプともいう)が好ましい。To prepare AcylCP, cellulosic fiber assemblies derived from plants, microorganisms, algae, or urochordata (ascidians) can be used. Among these, plant-derived cellulosic fiber assemblies are preferred because they are readily available in large quantities. Raw materials for plant-derived cellulosic fiber assemblies include wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, cotton, beet, agricultural waste, waste paper, woven fabrics, etc. Among these, wood-derived cellulosic fiber assemblies (also called wood pulp) are preferred because they are readily available.
木材パルプには、リグニンを含まないもの、及びリグニンを含むもの(リグノパルプという)が含まれる。これらはいずれも解繊原料の製造のために使用することができる。製造コストの点からは、リグノパルプが好ましい。Wood pulp includes both lignin-free and lignin-containing wood pulp (called lignopulp). Both can be used to produce fiber-defibrating raw materials. From the standpoint of production costs, lignopulp is preferred.
木材パルプの原料となる木材としては、例えば、シトカスプルース、マツ(トドマツ、アカマツ等)、スギ、ヒノキ等の針葉樹、ユーカリ、アカシア等の広葉樹由来の木材が挙げられる。これらから得られる植物由来パルプが、解繊原料の製造に好ましく用いられる。Examples of wood that can be used as the raw material for wood pulp include wood derived from conifers such as Sitka spruce, pine (such as Abies sachalinensis and Japanese red pine), cedar, and cypress, and wood derived from broad-leaved trees such as eucalyptus and acacia. Plant-derived pulp obtained from these is preferably used for producing defibrating raw materials.
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 coniferous pulps, lignopulp obtained from Japanese larch, red pine, or cedar is preferred because it is possible to obtain a fiber-reinforced resin composition with excellent strength properties by incorporating chemically modified MFC produced using the lignopulp.
木材パルプは、植物性原料を、機械パルプ化法、化学パルプ化法、機械パルプ化法と化学パルプ化法との組み合わせ等の方法により処理することにより得ることができる。このようなパルプとしては、クラフトパルプ、機械パルプ(MP)等が挙げられる。クラフトパルプとして、針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹酸素晒し未漂白クラフトパルプ(NOKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)等が挙げられる。機械パルプとして、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)等が挙げられる。また、パルプとして、脱墨古紙、段ボール古紙、雑誌、コピー用紙等を使用することも可能である。パルプは1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
木材パルプは、リグノセルロースを含み、主にセルロース、ヘミセルロース、及びリグニンから構成される。本明細書では、リグニンが完全には除去されずにパルプ中にリグニンが少量でも存在するパルプをリグノパルプと称するので、上記の各種パルプ化法で処理して得られ、パルプ中にたとえ少量でも検出し得るリグニンを含むものは、リグノパルプに含まれる。
Wood pulp can be obtained by treating a plant raw material by a method such as mechanical pulping, chemical pulping, or a combination of mechanical and chemical pulping. Examples of such pulp include kraft pulp and mechanical pulp (MP). Examples of kraft pulp include softwood unbleached kraft pulp (NUKP), softwood oxygen-bleached unbleached kraft pulp (NOKP), and softwood bleached kraft pulp (NBKP). Examples of mechanical pulp include groundwood pulp (GP), refiner GP (RGP), thermomechanical pulp (TMP), and chemithermomechanical pulp (CTMP). In addition, deinked waste paper, cardboard waste paper, magazines, copy paper, and the like can also be used as the pulp. One type of pulp may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Wood pulp contains lignocellulose and is mainly composed of cellulose, hemicellulose, and lignin. In this specification, pulp from which lignin has not been completely removed and which still contains even a small amount of lignin is referred to as lignopulp, so pulp obtained by the above-mentioned various pulping methods and containing detectable lignin even in small amounts is included in lignopulp.
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。含有されるリグニン量は、クラーソン法で定量することができる。Lignopulp is advantageous in terms of production costs because it requires fewer production steps, has a good yield from raw materials (e.g., wood), requires fewer chemicals, and can be produced with less energy than lignin-free cellulose fibers or pulp. Therefore, lignopulp can be advantageously used in the present invention. The amount of lignin contained can be quantified by the Clason method.
本発明では、木材パルプに対して、予めリファイナー若しくはビーター又はこれらを組み合わせて使用して離解、叩解、解繊等の処理を施し、処理後のカナディアンスタンダードフリーネス(CSF)値(濾水度)が40mL~500mL、好ましくは40mL~300mL、さらに好ましくは40mL~200mLであるものを使用することができる。In the present invention, wood pulp can be used which has been previously treated, such as by disintegrating, beating, or defibrating, using a refiner or beater, or a combination of these, and which has a Canadian Standard Freeness (CSF) value (freeness) after treatment of 40 mL to 500 mL, preferably 40 mL to 300 mL, and more preferably 40 mL to 200 mL.
微生物由来のセルロース系繊維については、例えば、酢酸菌を培養した培養液から回収した菌体とセルロース繊維との混合物からタンパク質その他の夾雑物を除去して得た微生物由来のパルプより得ることができる。微生物由来のセルロース系繊維は通常、ナノレベルのセルロース繊維が網目状に交絡しており、これを、疎水性セルロース系繊維集合体の原料として使用することができる。Cellulosic fibers derived from microorganisms can be obtained, for example, from pulp derived from microorganisms, which is obtained by removing proteins and other impurities from a mixture of cellulose fibers and bacteria recovered from a culture medium in which acetic acid bacteria are cultured. Cellulosic fibers derived from microorganisms usually consist of nano-level cellulose fibers intertwined in a mesh-like structure, and can be used as a raw material for hydrophobic cellulosic fiber assemblies.
本発明で使用される解繊原料は、そのセルロース系繊維を構成する糖鎖の、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子が、特定のアシル基A(すなわち、炭素数2~5のアシル基)で置換され、置換前に比べて疎水化されていることに特徴がある。本明細書では、セルロース系繊維を構成する糖鎖の、又は、糖鎖並びにリグニンの、一部の水酸基の水素原子を置換することを「化学修飾」ともいい、水酸基の水素原子の代わりに導入される置換基を「化学修飾基」ということもある。このアシル基Aの詳細は、本発明組成物が含有するミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維において説明したアシル基の詳細と同様である。The defibrated raw material used in the present invention is characterized in that some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups of the sugar chains or the sugar chains and lignin that constitute the cellulosic fibers are replaced with a specific acyl group A (i.e., an acyl group having 2 to 5 carbon atoms), making them more hydrophobic than before the replacement. In this specification, the replacement of some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups of the sugar chains or the sugar chains and lignin that constitute the cellulosic fibers is also referred to as "chemical modification", and the substituent introduced in place of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups is sometimes referred to as a "chemically modified group". Details of this acyl group A are the same as those of the acyl group described in the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers contained in the composition of the present invention.
解繊原料の一部の水酸基の水素原子の置換基として、特定のアシル基Aを選定することにより、このような置換基で化学修飾された解繊原料は熱安定性が向上するばかりでなく、本発明で使用する解繊剤によって、解繊処理中にミクロフィブリル化されやすくなり、容易に、化学修飾MFCに解繊される。これは、解繊原料では、セルロース系繊維表面に元来存在する水酸基同士の水素結合がアシル化によって部分的に消失していることと、解繊剤の作用とによって解繊処理中にミクロフィブリル化されやすくなるためと考えられる。By selecting a specific acyl group A as a substituent for the hydrogen atoms of some of the hydroxyl groups in the defibrating raw material, not only does the defibrating raw material chemically modified with such a substituent have improved thermal stability, but it also becomes more susceptible to microfibrillation during defibration processing by the defibrating agent used in the present invention, and is easily defibrated into chemically modified MFC. This is thought to be because in the defibrating raw material, the hydrogen bonds between the hydroxyl groups originally present on the surface of the cellulosic fibers are partially lost through acylation, and the defibrating raw material becomes more susceptible to microfibrillation during defibration processing due to the action of the defibrating agent.
そしてこの化学修飾MFCも、特定のアシル基Aで化学修飾されることにより疎水化されているので、元来のセルロース系繊維よりも疎水性が高いことから熱可塑性樹脂と親和性が高く、樹脂中に均一に分散されやすくなる。よって、解繊剤(B1)を使用して製造される化学修飾MFCと熱可塑性繊維とを含む組成物から製造される本発明の成形体は、優れた強度特性を有する。 This chemically modified MFC is also hydrophobicized by being chemically modified with a specific acyl group A, and is therefore more hydrophobic than the original cellulosic fibers, so has a high affinity with thermoplastic resins and is easily dispersed uniformly in the resin. Therefore, the molded article of the present invention produced from a composition containing the chemically modified MFC produced using the defibrating agent (B1) and thermoplastic fibers has excellent strength properties.
解繊原料における置換基は、前記アシル基Aが好ましい。解繊原料を、解繊剤(B1)を使用して解繊することによって生成する、アシル基Aで修飾されかつミクロフィブリル化されたセルロース系繊維(このセルロース系繊維を、「Acyl(A)MFC」とも表する)は、熱可塑性樹脂との親和性が高く、熱可塑性樹脂中に均一に分散することができる。The substituent in the defibrating raw material is preferably the acyl group A. The cellulose-based fiber modified with the acyl group A and microfibrillated, produced by defibrating the defibrating raw material using a defibrating agent (B1) (this cellulose-based fiber is also referred to as "Acyl(A)MFC"), has high affinity with thermoplastic resins and can be uniformly dispersed in the thermoplastic resins.
また、解繊原料における置換基としてアシル基Aを選定することによって、解繊原料の耐熱性を向上させることができる。 In addition, by selecting acyl group A as a substituent in the defibrating raw material, the heat resistance of the defibrating raw material can be improved.
また、アシル基Aで修飾された解繊原料を調製する際に、その原材料となるパルプに元来存在するセルロースの高い結晶性を保持した状態で化学修飾できるばかりか、この高い結晶性は、上記の解繊原料をミクロフィブリル化して生成するAcyl(A)MFCにおいても保持することができる。 In addition, when preparing defibrated raw material modified with acyl group A, not only can the cellulose originally present in the raw pulp be chemically modified while maintaining its high crystallinity, but this high crystallinity can also be maintained in the Acyl(A) MFC produced by microfibrillating the above-mentioned defibrated raw material.
炭素数が2~5のアシル基Aとして、具体的には、アセチル基、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基及びピバロイル基が挙げられる。これらは、アシル化に使用されるアシル化剤が他のアシル化剤に比べて安価に入手可能な点で好ましい。これらの中でも、アセチル基がより好ましい。 Specific examples of acyl groups A having 2 to 5 carbon atoms include acetyl, ethylcarbonyl, n-propylcarbonyl, and pivaloyl groups. These are preferred because the acylating agents used in the acylation are more inexpensive than other acylating agents. Of these, acetyl is more preferred.
5.本発明に使用される疎水化セルロース系繊維集合体(疎水化CP)の置換度
本発明に使用される疎水化セルロース系繊維集合体における、アシル基による修飾程度(置換度又はDSともいう)は、セルロース系繊維集合体を構成するセルロース系高分子の1単位(繰り返し単位)に存在する水酸基の水素原子が、前記置換基で置換された程度で表される。
置換度は、疎水化セルロース系繊維集合体が疎水化リグノセルロース繊維集合体であるときは、例えば、特開2018-150414の第0253段落~第0261段落の記載に基づいて、「ASA」をアシル基(例;アセチル基)、「見かけの質量」を「未修飾リグノセルロースの式量(繰り返し単位の式量)」と読み替えることにより計算することができる。 5. Degree of substitution of the hydrophobized cellulose fiber assembly (hydrophobized CP) used in the present invention The degree of modification with acyl groups (also referred to as degree of substitution or DS) in the hydrophobized cellulose fiber assembly used in the present invention is represented by the degree to which the hydrogen atoms of the hydroxyl groups present in one unit (repeating unit) of the cellulose polymer constituting the cellulose fiber assembly are replaced by the above-mentioned substituent.
When the hydrophobized cellulose fiber assembly is a hydrophobized lignocellulose fiber assembly, the degree of substitution can be calculated, for example, based on the description in paragraphs 0253 to 0261 of JP 2018-150414, by replacing "ASA" with an acyl group (e.g., an acetyl group) and "apparent mass" with "formula weight of unmodified lignocellulose (formula weight of repeating unit)."
セルロース繊維集合体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 cellulose fiber assembly is composed entirely of cellulose (in the case of cellulose), the repeating units are glucopyranose residues, and since each unit has three hydroxyl groups, the upper limit of the degree of substitution is three.
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、及び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であり、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, the lignocellulose contains hemicellulose and lignin in addition to cellulose. The number of hydroxyl groups in the xylose residues in the xylan and the galactose residues in the arabinogalactan contained in hemicellulose is two, and the number of hydroxyl groups in standard lignin residues is also two, so the number of hydroxyl groups in these residues is less than three.
従って、リグノセルロース繊維集合体(リグノパルプ)における置換度の上限は3より小さい。この置換度の上限は、リグノセルロース繊維(リグノパルプ)が含有するヘミセルロースおよ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 in a lignocellulosic fiber assembly (lignopulp) is less than 3. The upper limit of this degree of substitution is approximately 2.7 to 2.8, depending on the content of hemicellulose and lignin contained in the lignocellulosic fiber (lignopulp).
上記のように、セルロース系繊維集合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、本発明に使用される疎水化セルロース系集合体(疎水化CP)においてもそれを解繊して得ら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)においても、そのアシル基による置換度(DS)は、0.2~2.0程度が好ましい。置換度(DS)は、より好ましくは0.3~1.5程度であり、さらに好ましくは0.3~1.4程度である。特に、アシル基がアセチル基である場合の置換度(DS)は、より好ましくは0.4~1.3程度である。As described above, although it depends on the content of hemicellulose or lignin in the cellulosic fiber assembly, the degree of substitution (DS) with acyl groups is preferably about 0.2 to 2.0 in both the hydrophobized cellulosic assembly (hydrophobized CP) used in the present invention and the chemically modified microfibrillated cellulosic fiber (chemically modified MFC) obtained by defibrating it. The degree of substitution (DS) is more preferably about 0.3 to 1.5, and even more preferably about 0.3 to 1.4. In particular, when the acyl group is an acetyl group, the degree of substitution (DS) is more preferably about 0.4 to 1.3.
上記範囲のDSを有する化学修飾MFCは、適度の結晶化度とSP(溶解度パラメーター)とを有するので、マトリックス(熱可塑性樹脂)中に均一に分散し、このような化学修飾MFCを含有する溶融混練組成物は、優れた物性を有する。Chemically modified MFCs having a DS in the above range have an appropriate degree of crystallinity and SP (solubility parameter), and therefore disperse uniformly in the matrix (thermoplastic resin), and melt-kneaded compositions containing such chemically modified MFCs have excellent physical properties.
置換度(DS)は、中和滴定法、FTIR、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 using various analytical methods such as neutralization titration, FTIR, and two-dimensional NMR (1H and 13C-NMR).
6.繊維の大きさ及びその観察方法など
本発明においてミクロフィブリル化セルロース系繊維(MFC)とは、上述したセルロース系繊維集合体を構成するそれぞれの繊維の直径が全てナノオーダーにミクロフィブリル化された繊維という意味ばかりではなく、ミクロフィブリル化された部分を少なくとも含むセルロース系繊維という意味も含み、上述したセルロース系繊維の直径がナノオーダーであるか、又は繊維の内部若しくは表面の繊維の直径がナノオーダーであるものをいう。このことは、化学修飾MFCについても同様である。 6. Fiber size and observation method thereof, etc. In the present invention, the term "microfibrillated cellulose fiber (MFC)" refers not only to fibers in which the diameters of all the fibers constituting the above-mentioned cellulose fiber assembly are microfibrillated to the nano-order, but also to cellulose fibers that contain at least a microfibrillated portion, and refers to the above-mentioned cellulose fibers having a nano-order diameter or fibers inside or on the surface of the fibers having a nano-order diameter. This also applies to chemically modified MFC.
本明細書でいうミクロフィブリル化セルロース系繊維(MFC)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)における繊維径は、夫々、数十nm~数μm程度である。The fiber diameters of the microfibrillated cellulose fibers (MFC) and chemically modified microfibrillated cellulose fibers (chemically modified MFC) referred to in this specification are approximately several tens of nm to several μm.
MFC及び化学修飾MFCの繊維径及び繊維長は、500~10000倍の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し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、SEM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ときの平均値として求めることができる。The fiber diameter and fiber length of MFC and chemically modified MFC can be measured by taking scanning electron microscope (SEM) photographs at 500 to 10,000 times magnification. The average fiber diameter (average fiber diameter) and the average fiber length (average fiber length) can be calculated as the average value when measuring at least 50 or more pieces of MFC or chemically modified MFC within the field of view of the SEM.
なお、熱可塑性樹脂複合体中の化学修飾MFCのSEM写真を撮影する際には、熱可塑性樹脂が可溶で、且つ化学修飾MFCが不溶である溶媒(例えば、ポリアミド複合体及びポリエステル複合体にはヘキサフルオロイソプロパノール、ポリカーボネート複合体にはジクロロメタン、ポリエチレン複合体及びポリプロピレン複合体にはデカリン、キシレン等の非極性で高沸点の炭化水素)で熱可塑性樹脂複合体中の熱可塑性樹脂を溶出させ、残存する化学修飾MFCについてSEM写真を撮影することが好ましい。When taking SEM photographs of the chemically modified MFC in a thermoplastic resin composite, it is preferable to dissolve the thermoplastic resin in the thermoplastic resin composite with a solvent in which the thermoplastic resin is soluble and the chemically modified MFC is insoluble (e.g., hexafluoroisopropanol for polyamide composites and polyester composites, dichloromethane for polycarbonate composites, and non-polar, high-boiling point hydrocarbons such as decalin and xylene for polyethylene composites and polypropylene composites), and then take SEM photographs of the remaining chemically modified MFC.
7.本発明に使用される疎水化セルロース系繊維集合体(解繊原料)の製造方法
解繊原料の調製方法(アシル化反応)について説明する。 7. Manufacturing method of hydrophobized cellulose fiber aggregate (fibre raw material) used in the present invention A method for preparing the fibre raw material (acylation reaction) will be described.
原料パルプのアシル基による修飾は、公知の方法、例えば、アシル基を有するアシル化剤と、前記原料パルプとを溶媒中で攪拌しながら又は静置状態で反応させることにより行うことができる。アシル化剤として、無水カルボン酸、カルボン酸クロリド等のカルボン酸ハロゲン化物、カルボン酸ビニルエステル等が挙げられる。これらの中で、反応系から副生成物を除去し易い点で、カルボン酸ビニルエステルが好ましい。The modification of the raw pulp with acyl groups can be carried out by known methods, for example, by reacting the raw pulp with an acylating agent having an acyl group in a solvent while stirring or at rest. Examples of acylating agents include carboxylic acid anhydrides, carboxylic acid halides such as carboxylic acid chlorides, and vinyl carboxylates. Among these, vinyl carboxylates are preferred because by-products can be easily removed from the reaction system.
アシル基による化学修飾においては、アシル化剤として、対応するカルボン酸ビニルエステル(ビニルカルボキシレート)を使用することにより、アシル化して得られる化学修飾セルロース系繊維の着色が少なくなり、ひいてはこれを複合化して作成される溶融混練組成物(複合体)の着色を少なくすることができる。In chemical modification with acyl groups, the use of the corresponding carboxylic acid vinyl ester (vinyl carboxylate) as the acylating agent reduces discoloration of the chemically modified cellulose fiber obtained by acylation, and in turn reduces discoloration of the melt-kneaded composition (composite) produced by compounding this.
もちろん、カルボン酸ビニルエステル以外のアシル化剤(例えば、カルボン酸クロリド、カルボン酸無水物)も使用することが可能である。この場合には、アシル化反応で副生する酸(塩酸、カルボン酸等)を反応中に捕捉するために有機塩基又は無機塩基を加えるのが好ましい。ただし、生成する塩がアシル化セルロース系繊維に混入し易く、これが原因で目的のアシル化セルロース系繊維が着色することもあるので、この場合には丁寧に精製することが必要となる。Of course, it is possible to use acylating agents other than vinyl carboxylates (e.g., carboxylic acid chlorides, carboxylic acid anhydrides). In this case, it is preferable to add an organic or inorganic base during the reaction to capture the acid (hydrochloric acid, carboxylic acid, etc.) that is a by-product of the acylation reaction. However, the salts that are produced are likely to become mixed into the acylated cellulose-based fibers, which may cause the desired acylated cellulose-based fibers to become discolored, so in this case careful purification is required.
これらのアシル化剤のうちでも、アシル基が、アセチル基、プロピオニル基、ピバロイル基からなる群から選ばれるアシル基を有するアシル化剤を用いると、熱安定性が特に良好な、アシル化ミクロフィブリル化セルロース系繊維を製造できるので好ましい。Among these acylating agents, it is preferable to use an acylating agent having an acyl group selected from the group consisting of an acetyl group, a propionyl group, and a pivaloyl group, since this allows the production of acylated microfibrillated cellulose-based fibers with particularly good thermal stability.
上記アシル基を有するアシル化剤の具体例として、酢酸ビニル、無水酢酸、ピバル酸ビニル、ピバル酸無水物が挙げられる。これらの中で、アセチル基を有するアシル化剤(酢酸ビニル及び無水酢酸)が、製造コストの点から好ましい。 Specific examples of the acylating agent having the above acyl group include vinyl acetate, acetic anhydride, vinyl pivalate, and pivalic anhydride. Among these, acylating agents having an acetyl group (vinyl acetate and acetic anhydride) are preferred from the viewpoint of production costs.
アシル化反応は、溶媒中で、塩基の存在下に行うのが好ましい。溶媒として、アシル化剤とは反応せず、アシル化原料を膨潤させ易く、かつ、アシル化原料との反応後に反応系から容易に除去できる溶媒が好ましい。このような溶媒として、N-メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジオキサン等の極性非プロトン性溶媒を挙げることができる。溶媒の使用量は、乾燥状態のアシル化原料1質量部に対して、20~200質量部程度である。The acylation reaction is preferably carried out in a solvent in the presence of a base. A solvent that does not react with the acylation agent, easily swells the acylation raw material, and can be easily removed from the reaction system after reaction with the acylation raw material is preferred. Examples of such solvents include polar aprotic solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), and dioxane. The amount of solvent used is approximately 20 to 200 parts by mass per part by mass of the acylation raw material in a dry state.
但し、反応温度においてアシル化剤が液体であり、また反応により副生成する物質も液体である場合には、アシル化剤及び副生成物を溶媒として使用することもできる。この場合の溶媒の使用量は、アシル化原料1質量部に対して、0~3質量部程度である。例えば、アシル化剤として無水酢酸を用いてアシル化(すなわちアセチル化)する場合には、溶媒の使用量は、アシル化原料1質量部に対して、0(無溶媒)~3質量部程度である。However, if the acylating agent is liquid at the reaction temperature and the by-product of the reaction is also liquid, the acylating agent and the by-product can also be used as the solvent. In this case, the amount of solvent used is approximately 0 to 3 parts by mass per 1 part by mass of the acylation raw material. For example, when acylation (i.e., acetylation) is performed using acetic anhydride as the acylating agent, the amount of solvent used is approximately 0 (no solvent) to 3 parts by mass per 1 part by mass of the acylation raw material.
塩基としては、ピリジン、ジメチルアニリン等のアミン類;酢酸カリウム、酢酸ナトリウム等の酢酸のアルカリ金属塩;炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩等が挙げられる。塩基の使用量は、アシル化原料中の水酸基1モルに対して、0.1~1モル程度である。 Examples of bases include amines such as pyridine and dimethylaniline; alkali metal salts of acetic acid such as potassium acetate and sodium acetate; and alkali metal carbonates such as lithium carbonate, potassium carbonate and sodium carbonate. The amount of base used is about 0.1 to 1 mole per mole of hydroxyl groups in the acylation raw material.
原料パルプに対するアシル化剤の使用量は、原料パルプの含水量、目的とするアシル化程度(置換度、DS)等により、適宜調整することができる。The amount of acylation agent used relative to the raw pulp can be adjusted appropriately depending on the moisture content of the raw pulp, the desired degree of acylation (degree of substitution, DS), etc.
アシル化反応途中におけるアシル化程度(置換度、DS)は、反応混合物から、分析に必要な量を採取し、これから、未反応アシル化剤、アシル化副生成物などを、洗浄、抽出等により除いた後、FTIRスペクトルを測定し、あらかじめ作成しておいた検量線を使用して、定量することができる。したがって、目的とするDSになった時点で反応を止め、反応混合物に対して、ろ過、洗浄、抽出等の通常の精製操作に行うことにより、目的とするDSを有するアシル化セルロース系繊維集合体(アシル化パルプ)を得ることができる。The degree of acylation (degree of substitution, DS) during the acylation reaction can be determined by taking an amount required for analysis from the reaction mixture, removing unreacted acylating agent, acylation by-products, etc. by washing, extraction, etc., measuring the FTIR spectrum, and quantifying using a calibration curve prepared in advance. Therefore, the reaction is stopped when the desired DS is reached, and the reaction mixture is subjected to normal purification procedures such as filtration, washing, and extraction, to obtain an acylated cellulose fiber aggregate (acylated pulp) with the desired DS.
アシル化剤の使用量は、原料パルプに存在する水酸基のモル数の0.5~2倍モル程度を使用する。原料パルプが含水状態である場合は、この水によって消費されるアシル化剤の量を勘案して、上記よりも多いアシル化剤を使用するのが好ましい。The amount of acylating agent used is about 0.5 to 2 times the number of moles of hydroxyl groups present in the raw pulp. If the raw pulp contains water, it is preferable to use a larger amount of acylating agent than the above, taking into account the amount of acylating agent consumed by the water.
反応温度は、通常、10~130℃程度であり、好ましくは20~125℃程度である。The reaction temperature is usually about 10 to 130°C, preferably about 20 to 125°C.
反応時間は、木材由来の原料パルプをアシル化する場合は通常2~24時間程度であり、微生物由来の原料パルプをアシル化する場合は通常4~100時間程度である。 The reaction time is usually about 2 to 24 hours when acylating raw material pulp derived from wood, and usually about 4 to 100 hours when acylating raw material pulp derived from microorganisms.
8.解繊原料の解繊方法、及び解繊された化学修飾ナノフィブリル化セルロース系繊維を含有する組成物の製造方法
解繊原料の解繊は、解繊原料を解繊剤(B1)と共に解繊用媒体(水若しくは水と水に可溶な有機溶媒との混合溶媒、又は化学修飾セルロース系繊維及び複合すべき熱可塑性樹脂が不溶な有機溶媒)に加え、解繊用媒体中に解繊原料が分散した状態で攪拌、混練等の解繊処理をすることにより行うことができる。 8. Method for defibrating defibrated raw material, and method for producing a composition containing defibrated chemically modified nanofibrillated cellulosic fibers Defibration of the defibrated raw material can be performed by adding the defibrated raw material together with a defibrating agent (B1) to a defibrating medium (water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent, or an organic solvent in which the chemically modified cellulosic fibers and the thermoplastic resin to be compounded are insoluble), and then carrying out a defibrating treatment such as stirring or kneading in a state in which the defibrated raw material is dispersed in the defibrating medium.
解繊処理において解繊原料の使用量は、熱可塑性樹脂組成物(D)中の熱可塑性樹脂(C)の総質量に対して、例えば1~30質量%とでき、好ましくは3~25質量%とできる。The amount of defibrating raw material used in the defibrating process can be, for example, 1 to 30 mass% and preferably 3 to 25 mass% relative to the total mass of thermoplastic resin (C) in thermoplastic resin composition (D).
解繊処理において解繊剤(B1)の使用量は、化学修飾セルロース系繊維1質量部に対して、例えば0.5~5質量部とでき、好ましくは0.7~3質量部とできる。The amount of defibrating agent (B1) used in the defibrating process can be, for example, 0.5 to 5 parts by mass, and preferably 0.7 to 3 parts by mass, per 1 part by mass of chemically modified cellulose fiber.
熱可塑性樹脂(C)の使用量は、化学修飾セルロース系繊維1質量部に対して、例えば3~100質量部とでき、好ましくは4~30質量部、より好ましくは10~30質量部とできる。The amount of thermoplastic resin (C) used can be, for example, 3 to 100 parts by mass, preferably 4 to 30 parts by mass, and more preferably 10 to 30 parts by mass, per 1 part by mass of chemically modified cellulose fiber.
解繊処理において解繊用媒体の使用量は、化学修飾セルロース系繊維1質量部に対して、例えば0.5~10質量部とでき、好ましくは1~5質量部とできる。The amount of defibration medium used in the defibration process can be, for example, 0.5 to 10 parts by mass, and preferably 1 to 5 parts by mass, per 1 part by mass of chemically modified cellulose-based fiber.
解繊処理において解繊剤(B2)を使用する場合、解繊剤(B2)の使用量は、解繊剤(B1)1質量部に対して、例えば0.01~1質量部とでき、好ましくは0.01~0.6質量部とできる。When a defibrating agent (B2) is used in the defibrating process, the amount of defibrating agent (B2) used can be, for example, 0.01 to 1 part by mass, and preferably 0.01 to 0.6 parts by mass, per 1 part by mass of defibrating agent (B1).
解繊処理において相溶化剤(E)を使用する場合、相溶化剤(E)の使用量は、化学修飾セルロース系繊維1質量部に対して、例えば0.5~5質量部とでき、好ましくは0.7~3質量部とできる。When a compatibilizer (E) is used in the defibration process, the amount of compatibilizer (E) used can be, for example, 0.5 to 5 parts by mass, and preferably 0.7 to 3 parts by mass, per 1 part by mass of chemically modified cellulose-based fiber.
樹脂と化学修飾セルロース系繊維を含む複合体を溶融混練法で製造する場合には、解繊処理を、一軸又は多軸混練機を使用して行うのが効率的である。When a composite containing resin and chemically modified cellulose fibers is produced by the melt kneading method, it is efficient to carry out the fiber defibration process using a single-screw or multi-screw kneader.
また、解繊原料、解繊剤及び複合すべき熱可塑性樹脂の混合物に対して溶融混練操作を行う段階で、溶融された熱可塑性樹脂内において解繊原料を解繊させることもできる。この溶融混練には一軸又は多軸混練機を使用するのが好ましい。In addition, when a mixture of the defibrating raw material, the defibrating agent, and the thermoplastic resin to be compounded is subjected to a melt-kneading operation, the defibrating raw material can be defibrated in the molten thermoplastic resin. It is preferable to use a single-shaft or multi-shaft kneader for this melt-kneading.
解繊剤には、解繊剤(B1)が使用されるが、強度特性の点からは解繊剤(B1)だけを使用するよりも、解繊剤(B1)に無機フィラー、すなわち、解繊剤(B2)を併用することが好ましい。As the defibrating agent, defibrating agent (B1) is used, but from the standpoint of strength characteristics, it is preferable to use defibrating agent (B1) in combination with an inorganic filler, i.e., defibrating agent (B2), rather than using only defibrating agent (B1).
使用された解繊剤(B1)は、溶融混練樹脂組成物中に含まれていてもよいし、又は樹脂組成物から除去してもよい。形成される成形体の強度特性の点で、樹脂組成物から解繊剤(B1)を除去することが好ましい。但し、解繊剤(B1)を完全に除去する必要はなく、得られる樹脂組成物の物性に影響を及ぼさない程度の除去でよい。
樹脂組成物に残存する解繊剤(B1)が微量であっても、それを分析し検出することによって、その樹脂組成物が本発明の製造方法で製造されたものであることを知ることができるので製品の追跡調査に便利である。
The defibrating agent (B1) used may be contained in the melt-kneaded resin composition, or may be removed from the resin composition. In terms of the strength properties of the molded article to be formed, it is preferable to remove the defibrating agent (B1) from the resin composition. However, it is not necessary to completely remove the defibrating agent (B1), and it is sufficient to remove it to the extent that it does not affect the physical properties of the resulting resin composition.
Even if the amount of the defibrating agent (B1) remaining in the resin composition is small, by analyzing and detecting it, it is possible to know that the resin composition was produced by the production method of the present invention, which is convenient for product tracing.
樹脂組成物中に残存する解繊剤(B1)は、使用する樹脂によって一概には言えないが、樹脂組成物全量に対して0.001~2質量%、好ましくは0.01~1質量%である。この程度の解繊剤(B1)を含んだ樹脂組成物からなる成形体は優れた強度特性を有する。The amount of defibrating agent (B1) remaining in the resin composition varies depending on the resin used, but is usually 0.001 to 2% by mass, and preferably 0.01 to 1% by mass, based on the total amount of the resin composition. Molded articles made from a resin composition containing this amount of defibrating agent (B1) have excellent strength characteristics.
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)を含む樹脂組成物に係る本発明の製造方法として、以下の第I法~第III法が挙げられる。The manufacturing methods of the present invention for a resin composition containing chemically modified microfibrillated cellulose fibers (chemically modified MFC) include the following Methods I to III.
第I法は、疎水化セルロース系繊維集合体(AP)、解繊剤(B1)、及び熱可塑性樹脂(C)を混合し、この混合操作中にセルロース系繊維集合体(AP)を解繊してミクロフィブリル化する工程を含む、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂樹脂(C)とを含有する樹脂組成物(D)の製造方法である。 Method I is a method for producing a resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobic cellulose fibers (A) and a thermoplastic resin (C), which includes a step of mixing a hydrophobic cellulose fiber aggregate (AP), a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating and microfibrillating the cellulose fiber aggregate (AP) during the mixing operation.
詳細には、炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体(AP)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を混合し、この混合操作中に前記疎水化セルロース系繊維集合体(AP)を解繊してミクロフィブリル化する工程を含む、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法であって、前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、前記解繊剤(B1)が分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法である。In detail, this is a method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobic cellulose-based fibers (A) and a thermoplastic resin (C), the method including a step of mixing a hydrophobic cellulose-based fiber aggregate (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating and microfibrillating the hydrophobic cellulose-based fiber aggregate (AP) during the mixing operation, in which the microfibrillated hydrophobic cellulose-based fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, and the defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of polyhydric alcohols having a molecular weight of 130 to 400 and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
第II法は、解繊剤(B1)、疎水化セルロース系繊維集合体(AP)、及び熱可塑性樹脂(C)を混合し、疎水化セルロース系繊維集合体を解繊及び複合化した後、解繊剤(B1)を除去して、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂樹脂(C)を含有する樹脂組成物(D)を製造する方法である。 Method II is a method in which a defibrating agent (B1), a hydrophobic cellulose fiber aggregate (AP), and a thermoplastic resin (C) are mixed, the hydrophobic cellulose fiber aggregate is defibrated and composited, and then the defibrating agent (B1) is removed to produce a resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobic cellulose fibers (A) and a thermoplastic resin (C).
詳細には、
(1)炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体(AP)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を混合し、この混合操作中に前記疎水化セルロース系繊維集合体(AP)を解繊してミクロフィブリル化する第一工程と、
(2)第一工程で得られた、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を含む混合物から解繊剤(B1)を除去する第二工程を含む、
ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法であって、
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、前記解繊剤(B1)が分子量が130~400の多価アルコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法である。
For more details,
(1) a first step of mixing a hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating the hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) during the mixing operation to form microfibrils;
(2) a second step of removing the defibrating agent (B1) from the mixture containing the microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A), the defibrating agent (B1), and the thermoplastic resin (C) obtained in the first step;
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A) and a thermoplastic resin (C), comprising:
The method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) includes the steps of: modifying the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms; and defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of polyhydric alcohols having a molecular weight of 130 to 400 and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
第III法は、炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体(AP)を解繊してから熱可塑性樹脂(C)と複合化し、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂樹脂(C)を含有する樹脂組成物を製造する方法である。 Method III is a method in which a hydrophobic cellulose fiber aggregate (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms is defibrated and then composited with a thermoplastic resin (C) to produce a resin composition containing microfibrillated hydrophobic cellulose fiber (A) and a thermoplastic resin (C).
詳細には、
(1)解繊剤(B1)を使用して炭素数2~5のアシル基で修飾された疎水化セルロース系繊維集合体(AP)を解繊して、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)を製造する第一工程、及び
(2)第一工程で得られたミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを混合する第二工程
を含む、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法である。
For more details,
The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobic cellulose-based fibers (A) and a thermoplastic resin (C), the method comprising: (1) a first step of producing microfibrillated hydrophobic cellulose-based fibers (A) by defibrating a hydrophobic cellulose-based fiber assembly (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms using a defibrating agent (B1); and (2) a second step of mixing the microfibrillated hydrophobic cellulose-based fibers (A) obtained in the first step with a thermoplastic resin (C).
上記第III法における解繊原料の解繊及びミクロフィブリル化は、例えば解繊原料を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(好ましくは多軸混練機)、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。
上記第III法における第一工程で解繊原料の解繊及びミクロフィブリル化を一軸又は多軸混練機で行い、第二工程における混合を第一工程で使用した一軸又は多軸混練機で実施すると、一種類の機器で繊維強化樹脂組成物(D)を製造することができるので効率的である。
The defibration and microfibrillation of the defibrated raw material in the above-mentioned Method III can be carried out, for example, by making the defibrated raw material into a suspension or slurry and using known means such as mechanical grinding or beating with a refiner, high-pressure homogenizer, grinder, single-shaft or multi-shaft kneader (preferably a multi-shaft kneader), bead mill, etc.
In the above-mentioned Method III, if the defibration and microfibrillation of the defibrated raw material is carried out in a single-screw or multi-screw kneader in the first step, and the mixing in the second step is carried out in the single-screw or multi-screw kneader used in the first step, the fiber-reinforced resin composition (D) can be produced efficiently using one type of equipment.
上記の製造法方法の内で、第I法及び第II法は、解繊原料、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を混合しこの溶融混練中に解繊原料を解繊して、疎水化MFC(ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A))を含有する樹脂組成物(D)を簡単な操作で得ることができるので有用である。Among the above manufacturing methods, Methods I and II are useful because they allow for a simple operation of mixing the defibrating raw material, the defibrating agent (B1) and the thermoplastic resin (C) and defibrating the defibrating raw material during this melt-kneading to obtain a resin composition (D) containing hydrophobic MFC (microfibrillated hydrophobic cellulosic fiber (A)).
本発明の樹脂組成物(D)は、解繊剤(B1)によって解繊原料から容易に解繊された、樹脂中での分散性に優れた、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維((A);疎水化MFC)を含有している。
この疎水化MFCは、MFCのセルロース系繊維を構成する糖鎖の一部の水酸基の水素原子が炭素数2~5のアシル基で修飾されていることが、その製造の容易さ及び樹脂組成物中での分散性の点から好ましい。このようなアシル基として、具体的には、アセチル基、エチルカルボニル基(プロピオニル基ともいう)、n-プロピルカルボニル基(ブタノイル基ともいう)及びピバロイル基が挙げられる。
これらのアシル基のうちでも、アセチル基、エチルカルボニル基及びピバロイル基からなる群から選ばれるアシル基で修飾された化MFCは、熱安定性が特に良好でまた繊維強化樹脂組成物中での分散性が好ましい。中でも、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。
2種以上の化学修飾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。2種以上の化学修飾MFCを併用することで、繊維強化樹脂組成物中に、これらの化学修飾MFCを良好に分散させることができる。
The resin composition (D) of the present invention contains microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers ((A); hydrophobic MFC) that have excellent dispersibility in the resin and that have been easily defibrated from a defibrating raw material by the defibrating agent (B1).
In terms of ease of production and dispersibility in the resin composition, it is preferable that the hydrophobized MFC has hydrogen atoms of some of the hydroxyl groups of the sugar chains constituting the cellulose-based fibers of the MFC modified with acyl groups having 2 to 5 carbon atoms. Specific examples of such acyl groups include acetyl groups, ethylcarbonyl groups (also called propionyl groups), n-propylcarbonyl groups (also called butanoyl groups), and pivaloyl groups.
Among these acyl groups, the modified MFCs with acyl groups selected from the group consisting of acetyl, ethylcarbonyl and pivaloyl groups have particularly good thermal stability and good dispersibility in the fiber reinforced resin composition. Among these, the acetyl group is the most preferred from the viewpoints of ease of production and production cost.
Two or more types of chemically modified MFCs may be combined (used together) and contained in the fiber-reinforced resin composition of the present invention. By using two or more types of chemically modified MFCs together, these chemically modified MFCs can be well dispersed in the fiber-reinforced resin composition.
上記第I法から第III法のいずれかに記載の、疎水化セルロース系繊維集合体又はミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維と樹脂とを混合する工程において、さらに相溶化剤(E)を混合することが好ましい。In the step of mixing the hydrophobic cellulose fiber aggregate or the microfibrillated hydrophobic cellulose fiber with the resin described in any one of Methods I to III above, it is preferable to further mix a compatibilizer (E).
相溶化剤を混合することによって、化学修飾MFC及び熱可塑性樹脂、特に疎水性の高い熱可塑性樹脂(例えばポリプロピレン、ポリエチレン等)との混合状態が改善され、ひいては、これら熱可塑性樹脂を含む本発明の成形体の強度特性が向上する。By mixing a compatibilizer, the mixing state between the chemically modified MFC and the thermoplastic resin, particularly highly hydrophobic thermoplastic resins (e.g., polypropylene, polyethylene, etc.), is improved, and thus the strength characteristics of the molded body of the present invention containing these thermoplastic resins are improved.
相溶化剤として、疎水性高分子と親水性基又は親水性フラグメントとを有する高分子化合物を使用することが好ましい。このような高分子化合物として、具体的には、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリエチレン、又は、疎水性フラグメントと親水性フラグメントからなるブロックポリマーを挙げることができる。疎水性フラグメントと親水性フラグメントからなるブロックポリマーとしては、例えば特開2014-162880に開示された樹脂親和性セグメントAとセルロース親和性セグメントBからなるブロックポリマーが例示される。As the compatibilizer, it is preferable to use a polymeric compound having a hydrophobic polymer and a hydrophilic group or hydrophilic fragment. Specific examples of such polymeric compounds include maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified polyethylene, and block polymers consisting of hydrophobic and hydrophilic fragments. An example of a block polymer consisting of a hydrophobic and hydrophilic fragment is the block polymer consisting of a resin affinity segment A and a cellulose affinity segment B disclosed in JP 2014-162880 A.
本発明の繊維強化樹脂組成物(D)が相溶化剤(E)を含有する場合、当該組成物における相溶化剤の含有割合は、含有する化学修飾MFC(A)1質量部に対して、例えば0.1~5質量部とでき、好ましくは0.5~5質量部とできる。When the fiber-reinforced resin composition (D) of the present invention contains a compatibilizer (E), the content of the compatibilizer in the composition can be, for example, 0.1 to 5 parts by mass, and preferably 0.5 to 5 parts by mass, per 1 part by mass of the chemically modified MFC (A) contained.
前記解繊原料及び化学修飾MFCの両方において、その溶解度パラメータ(SP値)が9.9~15程度、好ましくは10~14.5程度のものを用いるのが好ましい。For both the defibrated raw material and the chemically modified MFC, it is preferable to use those having a solubility parameter (SP value) of approximately 9.9 to 15, preferably approximately 10 to 14.5.
上記各製造方法及び本発明の樹脂組成物において、使用する熱可塑性樹脂は、1種又は2種以上の熱可塑性樹脂であることが好ましい。特に、疎水性の高い熱可塑性樹脂(例えばポリプロピレン、ポリエチレン等)を含む複合体を製造する際には、この疎水性の高い熱可塑性樹脂のSP値より大きく、且つ、使用する化学修飾セルロース系繊維のSP値よりも小さいSP値を有する熱可塑性樹脂(例えば、ポリ乳酸、ポリアミド6等)を、疎水性の高い熱可塑性樹脂樹脂(例えばポリプロピレン、ポリエチレン等)と併用するのが好ましい。In each of the above manufacturing methods and the resin composition of the present invention, the thermoplastic resin used is preferably one or more types of thermoplastic resin. In particular, when manufacturing a composite containing a highly hydrophobic thermoplastic resin (e.g., polypropylene, polyethylene, etc.), it is preferable to use a thermoplastic resin (e.g., polylactic acid, polyamide 6, etc.) having an SP value larger than the SP value of the highly hydrophobic thermoplastic resin and smaller than the SP value of the chemically modified cellulose fiber used in combination with the highly hydrophobic thermoplastic resin (e.g., polypropylene, polyethylene, etc.).
詳細には、例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン(このSP値は8.1)とSP値14程度の化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維(例えば、SP値が約14のミクロフィブリル化されたアセチルリグノセルロース繊維)とを含む複合体を製造する場合には、ポリプロピレンと共に、例えば、ポリ乳酸(このSP値は11.4)及び/又はポリアミド6(このSP値は12.2)を併用することが好ましい。In particular, for example, when producing a composite containing polypropylene (whose SP value is 8.1) as a thermoplastic resin and chemically modified microfibrillated cellulose-based fibers with an SP value of about 14 (e.g., microfibrillated acetylated lignocellulose fibers with an SP value of about 14), it is preferable to use, in combination with polypropylene, for example, polylactic acid (whose SP value is 11.4) and/or polyamide 6 (whose SP value is 12.2).
本発明の繊維と樹脂とを含む組成物の製造方法に使用される樹脂としては、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好適に使用される。Among the various resins used in the manufacturing method of the composition containing the fibers and resin of the present invention, thermoplastic resins are preferably used because of their excellent productivity and versatility.
上記各製造方法において、好ましく使用される熱可塑性樹脂として、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)が挙げられる。In each of the above manufacturing methods, thermoplastic resins that are preferably used include 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).
熱可塑性樹脂は、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。The thermoplastic resin may be used alone or as a mixture of two or more types of resin.
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。 As polyamides (PA), 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), etc. 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、特に高密度ポリエチレンHDPE)、エチレンとプロピレンとの共重合体、等を好ましく用いることができる。 As polyolefins, polypropylene (PP), polyethylene (PE, particularly high density polyethylene HDPE), copolymers of ethylene and propylene, etc. can be preferably used.
また、ポリイソブチレン(以下「PIB」とも記す)、ポリイソプレン(以下「IR」とも記す)、ポリブタジエン(以下「BR」とも記す)等も好ましく使用することができる。 Polyisobutylene (hereinafter also referred to as "PIB"), polyisoprene (hereinafter also referred to as "IR"), polybutadiene (hereinafter also referred to as "BR"), etc. can also 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。 As the polypropylene (PP), isotactic polypropylene (iPP), syndiotactic polypropylene (sPP), etc. can be preferably used.
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 or valeric acid (e.g., polybutylene succinate (PBS)), homopolymers or copolymers of hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid or lactic acid (e.g., polylactic acid, poly-ε-caprolactone (PCL), etc.), and copolymers of diols, aliphatic dicarboxylic acids, and the above-mentioned hydroxycarboxylic acids 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 the aromatic polyester, a polymer of a diol such as ethylene glycol, propylene glycol, or 1,4-butanediol with an aromatic dicarboxylic acid 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 called polyoxymethylene, POM), in addition to homogeneous polymers 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), the reaction product of bisphenol A or its derivatives, bisphenols, with phosgene or phenyl dicarbonate 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 with improved impact resistance (HIPS) obtained by dispersing rubber components in the PS matrix can be suitably 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、本発明の上記各製造方法において、樹脂組成物のマトリクスとして用いることが好ましい。A blend of polycarbonate (PC) and ABS (PC-ABS alloy) has excellent impact resistance, weather resistance and moldability, and is therefore preferably used as the matrix of the resin composition in each of the above-mentioned manufacturing methods of the present invention.
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 blend of PPE and PS (PPE-PS blend) is a type of modified polyphenylene ether (PPE) (m-PPE). PPE-PS blends are preferred because they have high heat resistance and are lightweight.
また、上記以外の熱可塑性樹脂として、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、アセチルブチルセルロース等)等を使用することもできる。In addition, examples of thermoplastic resins that can be used other than those mentioned above include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, fluororesins, (meth)acrylic resins, (thermoplastic) polyurethanes, vinyl ether resins, polysulfone resins, and cellulose resins (e.g., triacetylated cellulose, diacetylated cellulose, acetylbutyl cellulose, etc.).
熱可塑性樹脂と化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維との複合は、溶融混練法で行うのが好ましい。The thermoplastic resin and chemically modified microfibrillated cellulose fibers are preferably combined using a melt kneading method.
混練工程は、解繊原料(化学修飾セルロース系繊維集合体、又は化学修飾パルプともいう)と熱可塑性樹脂とを溶融混練しながら、溶融された熱可塑性樹脂中で解繊原料を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)に解繊して、化学修飾MFCと熱可塑性樹脂とを含む組成物を製造する工程である。The kneading process is a process in which the defibrating raw material (also called chemically modified cellulose fiber aggregate or chemically modified pulp) is melt-kneaded with a thermoplastic resin, and the defibrating raw material is defibrated into chemically modified microfibrillated cellulose fiber (chemically modified MFC) in the molten thermoplastic resin, to produce a composition containing the chemically modified MFC and the thermoplastic resin.
溶融混練組成物が解繊剤以外の添加剤を含む場合には、溶融混練すべき原材料の混合工程又はこの溶融混練工程で添加して、解繊材料及び熱可塑性樹脂をともに溶融混練することが好ましい。If the melt-kneaded composition contains additives other than a defibrating agent, it is preferable to add them during the mixing process of the raw materials to be melt-kneaded or during this melt-kneading process, and melt-knead both the defibrating material and the thermoplastic resin.
溶融混練組成物は、熱可塑性樹脂と、前記解繊原料と、前記解繊剤と、必要により添加剤とを溶融混練することによって製造することができる。The melt-kneaded composition can be produced by melt-kneading a thermoplastic resin, the fiber-defibrating raw material, the fiber-defibrating agent, and, if necessary, additives.
加熱温度は、使用する熱可塑性樹脂の融点に合わせて調整することができる。加熱温度として、熱可塑性樹脂供給業者が推奨する、最低加工温度±10℃程度が好ましい。加熱温度をこの温度範囲に設定することにより、化学修飾MFCと熱可塑性樹脂とを均一に混合することができる。The heating temperature can be adjusted to suit the melting point of the thermoplastic resin used. The heating temperature is preferably about ±10°C of the minimum processing temperature recommended by the thermoplastic resin supplier. By setting the heating temperature within this temperature range, the chemically modified MFC and the thermoplastic resin can be mixed uniformly.
溶融混練時間は、製造量を勘案し、装置の性能及び回転速度等の運転条件を混練機メーカーの推奨する範囲内で調整すればよい。加熱時間は短いほうが、溶融混練物の熱及び酸化による劣化を防ぐことができるので好ましい。The melt-kneading time should be adjusted within the range recommended by the kneader manufacturer, taking into account the production volume and the performance of the equipment and operating conditions such as rotation speed. A shorter heating time is preferable, as it can prevent deterioration of the molten mixture due to heat and oxidation.
溶融混練時の加熱及び酸化による劣化を防ぐために、酸化防止剤等の添加剤を添加し、窒素雰囲気下で混練を行うことが好ましい。In order to prevent deterioration due to heating and oxidation during melt kneading, it is preferable to add additives such as antioxidants and perform kneading under a nitrogen atmosphere.
混練機には、一軸又は多軸混練機が好ましく使用できる。使用する一軸又は多軸混練機の回転数は大きくする方が、化学修飾パルプが溶融混練工程中においてミクロフィブリル化し易くなるので好ましい。A single-shaft or multi-shaft kneader is preferably used as the kneader. It is preferable to use a single-shaft or multi-shaft kneader with a high rotation speed, since this makes it easier for the chemically modified pulp to be microfibrillated during the melt-kneading process.
この溶融混練工程において、化学修飾パルプは混練中のせん断応力及び解繊剤の作用によって解繊され、ミクロフィブリル化し、生成した化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維は繊維同士の凝集が抑制されて熱可塑性樹脂中に良好に分散される。In this melt-kneading process, the chemically modified pulp is defibrated and microfibrillated by the shear stress during kneading and the action of the defibrating agent, and the resulting chemically modified microfibrillated cellulose-based fibers are well dispersed in the thermoplastic resin with the aggregation of the fibers suppressed.
この混練工程において、繊維径が数十μm~数百μmの化学修飾パルプが混練中に繊維径数十nm~数μmの化学修飾ミクロフィブリル化セルロース系繊維に解繊される。During this kneading process, chemically modified pulp with a fiber diameter of several tens to several hundreds of μm is defibrated into chemically modified microfibrillated cellulose-based fibers with a fiber diameter of several tens of nm to several μm.
解繊原料は、熱可塑性樹脂と溶融混練中に溶融混練機のせん断応力及び解繊剤の作用により解繊しながら熱可塑性樹脂と複合化することができる。このため、溶融混練法によれば、製造工程が簡単であり、製造費用の低コスト化を図ることができる。The fiber-defibrating raw material can be defibrated and compounded with the thermoplastic resin by the shear stress of the melt kneader and the action of the defibrating agent while being melt-kneaded with the thermoplastic resin. Therefore, the melt-kneading method simplifies the manufacturing process and allows for reduced manufacturing costs.
なお、化学修飾セルロース系繊維集合体(化学修飾パルプ又は解繊原料ともいう)と熱可塑性樹脂との溶融混練に先立ち、予め、両者を混合しておくことも可能である。例えば、(i)乾燥状態の化学修飾MFC又は化学修飾パルプと、粉状又は粒状の熱可塑性樹脂とを混合し、得られた混合物を混練機に供給することもできる。あるいは、(ii)化学修飾パルプと、粉状又は粒状の熱可塑性樹脂とを、これらが溶解しない分散液にそれぞれ分散してから混合し、乾燥させたものを混練機に供給することもできる。混合の手段として、ベンチロール、バンバリーミキサー、ニーダー、プラネタリーミキサー、ヘンシェル型ミキサー、攪拌羽付き撹拌機、又は、公転若しくは自転方式の攪拌機を使用することが好ましい。It is also possible to mix the chemically modified cellulose fiber aggregate (also called chemically modified pulp or defibrated raw material) and the thermoplastic resin before melt-kneading them. For example, (i) dry chemically modified MFC or chemically modified pulp can be mixed with powdered or granular thermoplastic resin, and the resulting mixture can be fed to the kneader. Alternatively, (ii) chemically modified pulp and powdered or granular thermoplastic resin can be dispersed in a dispersion liquid in which they are not soluble, mixed, and then dried and fed to the kneader. As a means of mixing, it is preferable to use a bench roll, a Banbury mixer, a kneader, a planetary mixer, a Henschel type mixer, a stirrer with stirring blades, or a revolution or rotation type stirrer.
化学修飾パルプと、粉状又は粒状の熱可塑性樹脂とを、これらが溶解しない分散液にそれぞれ分散してから混合する場合は、湿式メディア使用型アトライタ又は湿式微粉砕機トリゴナルを使用するが好ましい。その理由は、化学修飾パルプの解繊及び分散、並びに、化学修飾パルプと熱可塑性樹脂との混合を同時に実施することができるからである。When dispersing the chemically modified pulp and the powdered or granular thermoplastic resin in a dispersion liquid in which they are not soluble and then mixing them, it is preferable to use a wet media-type attritor or a wet fine grinder Trigonal. This is because it is possible to simultaneously defibrate and disperse the chemically modified pulp and mix it with the thermoplastic resin.
上記(i)のように、溶融混練の前に、乾燥状態の化学修飾パルプと、粉状又は粒状の熱可塑性樹脂とを予め混合する場合には、この混合時に添加剤を添加することも可能である。As in (i) above, when the dry chemically modified pulp is premixed with the powdered or granular thermoplastic resin prior to melt kneading, it is also possible to add additives during this mixing.
本発明の製造法で製造される溶融混練組成物におけ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)(A)の含有割合は、熱可塑性樹脂(C)と化学修飾MFC(A)との合計質量に対して、通常1~40質量%程度であり、3~30質量%であることが好ましい。溶融混練組成物における熱可塑性樹脂(C)の含有割合は、樹脂(C)と化学修飾MFC(A)との合計質量に対して通常60~99質量%程度であり、70~97質量%であることが好ましい。化学修飾MFCの含有割合を上記範囲にすることにより、強度特性に優れた溶融混練組成物を得ることができる。The content of the chemically modified microfibrillated cellulose fiber (chemically modified MFC) (A) in the melt-kneaded composition produced by the production method of the present invention is usually about 1 to 40 mass% and preferably 3 to 30 mass% based on the total mass of the thermoplastic resin (C) and the chemically modified MFC (A). The content of the thermoplastic resin (C) in the melt-kneaded composition is usually about 60 to 99 mass% and preferably 70 to 97 mass% based on the total mass of the resin (C) and the chemically modified MFC (A). By setting the content of the chemically modified MFC in the above range, a melt-kneaded composition with excellent strength properties can be obtained.
本発明の製造法で製造される溶融混練組成物は、マスターバッチとして使用することもできる。マスターバッチとして使用する場合、化学修飾MFC(A)の含有割合は、熱可塑性樹脂(C)と化学修飾MFC(A)との合計質量に対して、10~40質量%程度であることが好ましい。The melt-kneaded composition produced by the production method of the present invention can also be used as a masterbatch. When used as a masterbatch, the content of the chemically modified MFC (A) is preferably about 10 to 40 mass% based on the total mass of the thermoplastic resin (C) and the chemically modified MFC (A).
本発明の製造法で製造される組成物は、熱可塑性樹脂と化学修飾MFCとが溶融混練された組成物であることが好ましい。溶融混練法は、樹脂又は樹脂前駆体溶液とセルロース系繊維はその不織布に含浸して複合体を製造する方法よりも生産性が高いので、本発明の製造法によって高い生産性で化学修飾MFCを含有する樹脂組成物を製造することができる。The composition produced by the production method of the present invention is preferably a composition in which a thermoplastic resin and a chemically modified MFC are melt-kneaded. The melt-kneading method is more productive than the method of producing a composite by impregnating a nonwoven fabric with a resin or resin precursor solution and cellulosic fibers, so that the production method of the present invention can produce a resin composition containing a chemically modified MFC with high productivity.
本発明の繊維強化樹脂組成物は、本発明の効果が損なわれない範囲で添加剤を含むことができる。添加剤として、例えば、相溶化剤、界面活性剤、でんぷん類、アルギン酸等の多糖類、ゼラチン、ニカワ、カゼイン等の天然たんぱく質、タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物、着色剤、可塑剤、顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が挙げられる。The fiber-reinforced resin composition of the present invention may contain additives to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Examples of additives include compatibilizers, surfactants, starches, polysaccharides such as alginic acid, natural proteins such as gelatin, glue, and casein, tannins, zeolites, ceramics, inorganic compounds such as metal powder, colorants, plasticizers, pigments, antistatic agents, ultraviolet absorbers, and antioxidants.
9.成形体
本発明の製造方法で製造した溶融混練組成物を用いて、本発明の成形体を製造することができる。成形体を製造する際には、溶融混練組成物を、例えば、ペレット状、粉末状、シート状、板状、フィルム状等の各種形状に加工したものを成形材料として使用することができる。 9. Molded Articles Molded articles of the present invention can be produced using the melt-kneaded composition produced by the production method of the present invention. When producing a molded article, the melt-kneaded composition can be processed into various shapes, such as pellets, powder, sheets, plates, films, etc., and used as a molding material.
成形方法としては、射出成形、金型成形、押出成形等が挙げられる。成形体の形状としては、シート状、板状、フィルム状、立体構造等が挙げられる。用途に合わせて各種形状の成形体を、上記成形方法により製造することができる。本発明の製造方法で製造した溶融混練組成物を用いることにより、強度特性等に優れる成形体を得ることができる。Examples of molding methods include injection molding, mold molding, and extrusion molding. Examples of the shape of the molded body include sheet-like, plate-like, film-like, and three-dimensional structures. Molded bodies of various shapes can be produced by the above molding methods according to the application. By using the melt-kneaded composition produced by the production method of the present invention, a molded body having excellent strength properties can be obtained.
本発明の製造方法で製造した溶融混練組成物から製造される成形体は、機械強度(引張り強度等)が要求される分野に使用することができる。具体的には、例えば、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機器の内装材、外装材、構造材等;パソコン、テレビ、電話、時計等の電化製品等の筺体、構造材、内部部品等;携帯電話等の移動通信機器等の筺体、構造材、内部部品等;携帯音楽再生機器、映像再生機器、印刷機器、複写機器、スポーツ用品等の筺体、構造材、内部部品等;建築材;文具等の事務機器等、容器、コンテナー等として有効に使用することができる。The molded article produced from the melt-kneaded composition produced by the production method of the present invention can be used in fields requiring mechanical strength (tensile strength, etc.). Specifically, for example, it can be effectively used as interior materials, exterior materials, structural materials, etc. of transportation equipment such as automobiles, trains, ships, and airplanes; housings, structural materials, internal parts, etc. of electrical appliances such as personal computers, televisions, telephones, and watches; housings, structural materials, internal parts, etc. of mobile communication equipment such as mobile phones; housings, structural materials, internal parts, etc. of portable music playback equipment, video playback equipment, printing equipment, copying equipment, sporting goods, etc.; building materials; office equipment such as stationery, containers, etc.
以下、実施例、比較例及び試験例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。The present invention will be described in more detail below with reference to examples, comparative examples, and test examples. The present invention is not limited to these examples.
なお、実施例、比較例、及び試験例において使用される略称の意味は、以下の通りである。
Ac:アセチル基
NBKP:針葉樹漂白クラフトパルプ
TUKP:トドマツ由来の未漂白クラフトパルプ
GP:砕木パルプ
AcNBKP:NBKP中の一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されたNBKPAcTUKP:TUKP中の一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されたTUKPAcGP:GP中の一部の水酸基の水素原子がアセチル基で置換されたGP
MI:メルトインデックス(メルトフローレートとも称する)DPG:ジプロピレングリコール
TEG:トリエチレングリコール
TPG:トリプロピレングリコール
PEG200:数平均分子量200のポリエチレングリコール
PPG200:数平均分子量200のポリオキシプロピレングリコール
GP250:数平均分子量250のポリオキシプロピレングリセリルエーテル
PPG400:数平均分子量400のポリオキシプロピレングリコール
PPG1000:数平均分子量1000のポリオキシプロピレングリコール
The meanings of the abbreviations used in the Examples, Comparative Examples, and Test Examples are as follows:
Ac: acetyl group NBKP: bleached conifer kraft pulp TUKP: unbleached kraft pulp derived from Todomatsu GP: groundwood pulp AcNBKP: NBKPAcTUKP in which some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups in NBKP have been replaced with acetyl groups: TUKPAcGP in which some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups in TUKP have been replaced with acetyl groups: GP in which some of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups in GP have been replaced with acetyl groups
MI: Melt index (also called melt flow rate) DPG: Dipropylene glycol TEG: Triethylene glycol TPG: Tripropylene glycol PEG200: Polyethylene glycol with number average molecular weight of 200 PPG200: Polyoxypropylene glycol with number average molecular weight of 200 GP250: Polyoxypropylene glyceryl ether with number average molecular weight of 250 PPG400: Polyoxypropylene glycol with number average molecular weight of 400 PPG1000: Polyoxypropylene glycol with number average molecular weight of 1000
また、実施例、比較例、図、及び表において使用する以下の用語は、次の意味を有する。
・パス:二軸混練機に被処理物(試験材料)を供給し、混練機にかける回数を「パス」と呼ぶ。したがって、例えば、「1パス」は1回混練機にかけたことを意味し、「1パス目」は、最初に(1回目として)試験材料を混練にかけたことを意味し、「2パス目」は、1回混練機にかけた材料を次いで、2回目として混練機にかけたことを意味する。
・押出:混練機(押し出し機ともいう)に被処理物(試験材料)を供給し、混練処理を行うことを意味する。
Furthermore, the following terms used in the examples, comparative examples, figures, and tables have the following meanings.
Pass: The number of times that the material to be processed (test material) is supplied to the twin-shaft kneader and passed through the kneader is called a "pass." Therefore, for example, "1 pass" means that the material is passed through the kneader once, "1st pass" means that the test material is passed through the kneader for the first time (as the first time), and "2nd pass" means that the material that has been passed through the kneader once is then passed through the kneader for the second time.
- Extrusion: This means supplying the material to be treated (test material) to a kneading machine (also called an extruder) and carrying out the kneading process.
(A)使用原材料
以下の製造例、実施例及び比較例において、原材料として以下のものを使用した。
(1)樹脂
・ポリプロピレン(以下、「PP」とも称する):日本ポリプロ製、ノバテックMA04A、MI=40、ペレット
・ポリプロピレン粉(以下、「PP粉」とも称する):日本ポリプロ製、ノバテックMA04A、MI=40、粉状
(2)相溶化剤
・マレイン酸変性ポリプロピレン(以下、「MAPP」とも称する):東洋紡製、トーヨータックH1000P、MI=110、粉状
(3)フィラー
・タルク:日本タルク製、ミクロエースMSZ-C、平均粒径12.8μm、アミノ系表面処理済(4)添加物
・酸化防止剤(以下「AO」とも称する):BASF製、イルガノックス1010、フェノール系酸化防止剤 (A) Raw Materials Used In the Production Examples, Examples, and Comparative Examples below, the following raw materials were used.
(1) Resin・Polypropylene (hereinafter also referred to as "PP"): Japan Polypropylene, Novatec MA04A, MI=40, pellets・Polypropylene powder (hereinafter also referred to as "PP powder"): Japan Polypropylene, Novatec MA04A, MI=40, powder
(2) Compatibilizer: Maleic acid modified polypropylene (hereinafter referred to as "MAPP"): Toyobo Co., Ltd., Toyo Tack H1000P, MI=110, powder
(3) Filler/Talc: Nippon Talc, Microace MSZ-C, average particle size 12.8 μm, amino-based surface treatment (4) Additive/Antioxidant (hereinafter referred to as "AO"): BASF, Irganox 1010, phenol-based antioxidant
(B)使用機器
・二軸混練機:テクノベル製、スクリュ径φ15mm、L/D45(L/Dはスクリュ長さ(L)とスクリュ径(D)との比である)
・射出成形機:日精樹脂工業製、NPX 7型、型締め力7トン (B) Equipment used : Twin-screw mixer: Technovel, screw diameter φ15 mm, L/D 45 (L/D is the ratio of screw length (L) to screw diameter (D))
・Injection molding machine: Nissei Plastics, NPX 7 type, clamping force 7 tons
(C)試験方法及び使用機器
(1)セルロース系繊維(以下、単に「繊維」とも称する。)の顕微鏡観察
繊維の状態、又は組成物中の繊維の解繊若しくは分散状態を、以下の電子顕微鏡で観察した。 (C) Test method and equipment used
(1) Microscopic Observation of Cellulosic Fibers (hereinafter also simply referred to as "fibers") The state of the fibers, or the defibrated or dispersed state of the fibers in the composition, was observed with an electron microscope as follows.
(1-1)走査型電子顕微鏡による、繊維強化樹脂組成物中の繊維の解繊状態の観察
(a)観察用試料の作製
繊維強化樹脂組成物(繊維、PP及びMAPP含有組成物)の試料作製
樹脂成分の抽出溶媒としてキシレンを用い、繊維強化樹脂組成物から樹脂成分(PP及びMAPP)を抽出して除去し、試料を作製した。具体的には、繊維強化樹脂組成物(PP/MAPP/AO/繊維複合体)を上記抽出溶媒に投入して140℃で2時間程度加熱し、樹脂成分を抽出して除去し、繊維を主成分とする抽出残渣を得た。これをエタノールで洗浄し、得られた繊維を銅板上に置き、乾燥した後、スパッタリング装置(JEOL SEC-3000FC オートファインコーター)を用いてプラチナコートし、これを観察用試料とした。
(b)観察
得られた観察用試料について、電界放射型走査型電子顕微鏡(JSM-7800F:日本電子)を用いて、二次電子像観察を行った。
(1-1) Observation of the defibrillation state of fibers in a fiber-reinforced resin composition using a scanning electron microscope
(a) Preparation of observation samples Preparation of a fiber-reinforced resin composition (composition containing fiber, PP, and MAPP) samples were prepared by extracting and removing the resin components (PP and MAPP) from the fiber-reinforced resin composition using xylene as an extraction solvent for the resin components. Specifically, the fiber-reinforced resin composition (PP/MAPP/AO/fiber composite) was placed in the above extraction solvent and heated at 140°C for about 2 hours to extract and remove the resin components, obtaining an extraction residue mainly composed of fibers. This was washed with ethanol, and the obtained fibers were placed on a copper plate and dried, and then coated with platinum using a sputtering device (JEOL SEC-3000FC Auto Fine Coater), and this was used as a sample for observation.
(b) Observation Secondary electron images of the obtained observation samples were observed using a field emission scanning electron microscope (JSM-7800F: JEOL).
(2)強度試験(3点曲げ試験)
・試験片(成形体)の製造方法
射出成形機を用いて短冊形試験片(10mm×80mm×4mm)を作製した。射出成形機のシリンダー温度を、170℃(供給部)~190℃(計量部)として樹脂組成物を融解し、温度35℃の金型に射出して成形体を調製した。得られた試験片を温度23℃、相対湿度50%の雰囲気下に2日間静置した後に試験した。
・試験方法
試験片について、万能試験機(島津製作所製、AG5000E型)を用いて強度試験を行った。試験条件は支点間距離64mm、試験速度10mm/minとして試験した。
(2) Strength test (three-point bending test)
Manufacturing method of test pieces (molded bodies) Strip-shaped test pieces (10mm x 80mm x 4mm) were made using an injection molding machine. The cylinder temperature of the injection molding machine was set to 170°C (feeding section) to 190°C (metering section) to melt the resin composition, which was then injected into a mold at a temperature of 35°C to prepare a molded body. The obtained test pieces were left to stand for 2 days in an atmosphere at a temperature of 23°C and a relative humidity of 50%, and then tested.
Test method: The test pieces were subjected to strength tests using a universal testing machine (Shimadzu Corporation, AG5000E type). The test conditions were a support distance of 64 mm and a test speed of 10 mm/min.
(3)アイゾット(Izod)衝撃試験
射出成形機を用いて短冊形試験片(10mm×80mm×4mm)を作製し、アイゾット衝撃試験機((株)東洋精機製作所製)でアイゾット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、その衝撃強度を算出した。
(3) Izod impact test: Strip-shaped test pieces (10 mm x 80 mm x 4 mm) were prepared using an injection molding machine, and an Izod impact test was performed using an Izod impact tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). A 2 mm deep notch was inserted in the center of the test piece. The notch side was struck with a 2.75 J hammer, causing a crack to develop from the notch, and the impact strength was calculated.
(4)シャルピー(Charpy)衝撃試験射出成形機を用いて短冊形試験片(10mm×80mm×4mm)を作製し、シャルピー衝撃試験機((株)安田精機製作所製)でシャルピー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。2.0Jのハンマーを用いてノッチと反対側を打撃し,その衝撃強度を算出した。 (4) Charpy impact test: Rectangular test pieces (10mm x 80mm x 4mm) were prepared using an injection molding machine, and a Charpy impact test was performed using a Charpy impact tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.). A 2mm deep notch was inserted in the center of the test piece. A 2.0J hammer was used to strike the side opposite the notch, and the impact strength was calculated.
<製造例1>AcTUKPの製造(ロット番号:KA089、DS:0.63)
・使用パルプ:トドマツ由来未漂白クラフトパルプ(TUKP)
TUKPをリファイナー処理し、濾水度(CSF)が300mlのTUKPとし、これを抄紙して厚さ約0.2mmのシート状TUKPを得た。TUKP成分(質量%):セルロース(65.4%)、ヘミセルロース(31.6%)、リグニン(3.0%)。固形分含有量10.2質量%。
・AcTUKPの製造方法:上記シート状TUKP(固形分含有量2400g)に無水酢酸4800gを加え、125℃で6時間反応させた。反応混合物を50℃まで冷却し、デカンテーションにより液体を取り除いた後、減圧下80℃に加熱、さらに真空乾燥機で50℃に加熱して無水酢酸及び酢酸を留去した。乾燥して乾燥重量で2398gのシート状AcTUKPを得た。このAcTUKPのDSは、0.63であった。このAcTUKPを、後述する解繊試験に使用した。
<Production Example 1> Production of AcTUKP ( Lot No.: KA089, DS: 0.63 )
- Pulp used: Unbleached kraft pulp (TUKP) derived from Japanese oak
The TUKP was refined to obtain TUKP with a CSF of 300 ml, which was then paper-made to obtain a sheet-like TUKP with a thickness of approximately 0.2 mm. TUKP components (mass%): cellulose (65.4%), hemicellulose (31.6%), lignin (3.0%). Solid content: 10.2 mass%.
- Manufacturing method of AcTUKP: 4800g of acetic anhydride was added to the above sheet-form TUKP (solid content 2400g) and reacted at 125°C for 6 hours. The reaction mixture was cooled to 50°C, the liquid was removed by decantation, and then heated to 80°C under reduced pressure, and further heated to 50°C in a vacuum dryer to distill off acetic anhydride and acetic acid. After drying, sheet-form AcTUKP with a dry weight of 2398g was obtained. The DS of this AcTUKP was 0.63. This AcTUKP was used in the defibration test described below.
以下、上記と同様にして、表1に示すアセチル化パルプを製造した。 The acetylated pulp shown in Table 1 was produced in the same manner as described above.
(実施例1)
繊維強化樹脂組成物(試験番号PP1480、組成比:AcTUKP/MAPP/タルク/AO/PP=(10/10/5/1/75)の製造)
PP以外の全ての原材料を、AcTUKP(ロット番号KA091)/MAPP/タルク/δ-バレロラクトン/水/AO=(1.94+10)/10/5/10/20/1の組成比で混合して混合物を調製し、これをスタート材料として使用して、下記の工程(1パス目~3パス目)に従い標記の繊維強化樹脂組成物を製造した。
組成比の表記方法:
なお、二軸混練機にかけた上記混合物の組成比の表記AcTUKP/MAPP/タルク/δ-バレロラクトン/水/AO=(1.94+10)/10/5/10/20/1における数値は、以下の意味を有する。(1.94+10):混合物の全質量中に占めるAcTUKPの質量割合を表記したものである。ここで、上記(1.94+10)における1.94は、混合物の全質量中に占めるAcTUKPのアセチル基(Ac)(これはAcTUKPのDS値から算出される)とリグニンの合計の質量割合を意味する。また、上記(1.94+10)における10は、混合物の全質量中の繊維成分(すなわち、セルロース+ヘミセルロース)の質量割合を意味する。したがって、(1.94+10)=11.94が、混合物の全質量中に占めるAcTUKPの質量割合である。
10:混合物の全質量中のMAPPの質量割合
5:混合物の全質量中のタルクの質量割合
10:混合物の全質量中のδ-バレロラクトン質量割合
20:混合物の全質量中の水の質量割合
1:混合物の全質量中のAOの質量割合
特に断りがない限り、混合物及び混練物の組成比の記載はこの表記方法に従うものとする。
上記の、混合物中の各成分比率の数値の記載方法は、樹脂組成物中の各成分の比率の表記に適用される。
但し、本明細書の強度試験結果を示す表中に記載された成形体(試験片)の含有成分(組成比:10/10/5/1/75)については、含有する化学修飾された繊維の表示はその略称で記載(例えば、アセチル化されたトドマツ未漂白クラフトパルプはその略称AcTUKPで記載)されているが、その含有質量は未修飾繊維に換算して(すなわちAcTUKPの含有質量はTUKPに換算して)示している。
また、溶融混練物及び成形体(試験片)中の水及び解繊剤(B1)の含有量がごく少量であるときは、溶融混練物の組成比において、水及び解繊剤(B1)の組成比率は省略する。 Example 1
Manufacture of fiber-reinforced resin composition (Test No. PP1480, composition ratio: AcTUKP/MAPP/talc/AO/PP=(10/10/5/1/75))
All raw materials except PP were mixed in the following composition ratio: AcTUKP (lot number KA091)/MAPP/talc/δ-valerolactone/water/AO = (1.94+10)/10/5/10/20/1 to prepare a mixture. This mixture was used as the starting material to produce the titled fiber reinforced resin composition according to the following steps (1st pass to 3rd pass).
Composition ratio notation:
The numerical values in the composition ratio of the mixture fed to the twin-screw kneader, AcTUKP/MAPP/talc/δ-valerolactone/water/AO=(1.94+10)/10/5/10/20/1, have the following meanings. (1.94+10): represents the mass ratio of AcTUKP in the total mass of the mixture. Here, the 1.94 in the above (1.94+10) means the mass ratio of the acetyl group (Ac) of AcTUKP (calculated from the DS value of AcTUKP) and lignin in the total mass of the mixture. Also, the 10 in the above (1.94+10) means the mass ratio of the fiber component (i.e., cellulose + hemicellulose) in the total mass of the mixture. Therefore, (1.94+10)=11.94 is the mass ratio of AcTUKP in the total mass of the mixture.
10: Mass ratio of MAPP in the total mass of the mixture
5: Mass ratio of talc in the total mass of the mixture
10: Mass ratio of δ-valerolactone in the total mass of the mixture
20: Mass ratio of water in the total mass of the mixture
1: Mass ratio of AO to the total mass of the mixture Unless otherwise specified, the composition ratio of mixtures and kneaded products shall be described in accordance with this notation method.
The above method of describing the numerical values of the ratio of each component in the mixture is applied to the notation of the ratio of each component in the resin composition.
However, for the components (composition ratio: 10/10/5/1/75) of the molded bodies (test specimens) shown in the tables showing the strength test results in this specification, the chemically modified fibers contained therein are listed by their abbreviations (for example, acetylated unbleached Abies sachalinensis kraft pulp is listed by the abbreviation AcTUKP), but the mass content is shown in terms of unmodified fiber (i.e., the mass content of AcTUKP is converted to TUKP).
Furthermore, when the contents of water and defibrating agent (B1) in the melt-kneaded product and molded body (test piece) are very small, the composition ratios of water and defibrating agent (B1) are omitted from the composition ratio of the melt-kneaded product.
以下、製造方法を詳述する。
(1パス目:脱水押出)
上記のスタート材料を、混練機シリンダーを80℃(上流部)~130℃(下流部)に傾斜加熱し、ベントを設けた二軸混練機に通すことにより脱水押出を行った。MAPPがδ-バレロラクトン(解繊剤B1)により膨潤され、上記スタート材料の混合物が混練されて一体化した状態で吐出された。
The production method will be described in detail below.
(1st pass: dehydration extrusion)
The starting materials were dehydrated and extruded by passing them through a vented twin-screw extruder with a gradient heating of the extruder cylinder from 80°C (upstream) to 130°C (downstream). MAPP was swollen with δ-valerolactone (defibrator B1), and the mixture of the starting materials was extruded in a kneaded and integrated state.
(2パス目:δ-バレロラクトン/MAPP膨潤物の混練)
混練機シリンダーを130℃に設定した二軸混練機に、上記1パス済の混練物を通して、混練押出を行った。1パス済の混練物から、水及びδ-バレロラクトンが排出された。2パス後の混練物の組成比は、AcTUKP/MAPP/タルク/(δ-バレロラクトン+水)/AO=(1.94+10)/10/5/7.84/1(組成合計質量部は35.78)であった。
(2nd pass: kneading of δ-valerolactone/MAPP swollen material)
The kneaded material that had passed through one pass was passed through a twin-screw kneader with the kneader cylinder set at 130°C, and kneaded and extruded. Water and δ-valerolactone were discharged from the kneaded material that had passed through one pass. The composition ratio of the kneaded material after two passes was AcTUKP/MAPP/talc/(δ-valerolactone + water)/AO=(1.94+10)/10/5/7.84/1 (total mass parts of the composition was 35.78).
(3パス目:PPによる希釈押出)
上記2パス済の混練物にPPを混合し、(2パス混合物)/PP=35.78/72.06の組成比の混合物とし、これをシリンダー温度180℃の二軸混練機で溶融混練し、水及びδ-バレロラクトンを低減するため、真空ベントにより脱気を行って、製造される繊維強化組成物の強度特性に大きな影響を与えない程度に少量の水分及び1質量%以下のδ-バレロラクトンを含有する溶融混練物を得た。得られた溶融混練物の組成比は、AcTUKP/MAPP/タルク/AO/PP=(1.94+10)/10/5/1/75(AcTUKPをTUKPに換算して表示すると10/10/5/1/75)であった。溶融混練物は水分及び解繊剤(B1)であるδ-バレロラクトンを少量含有するが、組成比率が小さいため、組成比の表記において水分及び解繊剤(B1)であるδ-バレロラクトンの組成比率は省略されている)。これは、以下の実施例2~11の繊維強化樹脂組成物(溶融混練物)についても同様である。また、実施例2~11の繊維強化樹脂組成物における解繊剤(B1)含有量も1質量%以下であった。
(3rd pass: Dilution extrusion with PP)
PP was mixed with the above-mentioned two-pass kneaded product to obtain a mixture with a composition ratio of (two-pass mixture)/PP=35.78/72.06, which was melt-kneaded in a twin-screw kneader with a cylinder temperature of 180°C, and degassed using a vacuum vent to reduce water and δ-valerolactone, to obtain a melt-kneaded product containing a small amount of water and 1 mass% or less of δ-valerolactone that does not significantly affect the strength properties of the fiber-reinforced composition produced. The composition ratio of the obtained melt-kneaded product was AcTUKP/MAPP/talc/AO/PP=(1.94+10)/10/5/1/75 (10/10/5/1/75 when AcTUKP is converted to TUKP). The melt-kneaded product contains a small amount of water and δ-valerolactone, which is a defibrating agent (B1), but since the composition ratio is small, the composition ratio of water and δ-valerolactone, which is a defibrating agent (B1), is omitted in the notation of the composition ratio.) This is also true for the fiber-reinforced resin compositions (melt-kneaded products) of Examples 2 to 11 below. The content of the defibrating agent (B1) in the fiber-reinforced resin compositions of Examples 2 to 11 was also 1 mass% or less.
得られた組成物から、前記条件に従って試験片(成形体)を作製し、試験片について、上記の方法で3点曲げ試験、アイゾット衝撃試験及びシャルピー衝撃試験を行った。その結果を表2に示す。Test pieces (molded bodies) were prepared from the obtained composition according to the above conditions, and the test pieces were subjected to a three-point bending test, an Izod impact test, and a Charpy impact test according to the above methods. The results are shown in Table 2.
(実施例2)
繊維強化樹脂組成物(試験番号PP1431、組成比:AcTUKP/MAPP/タルク/AO/PP=(10/10/5/1/75)の製造)
AcTUKP(ロット番号KA091 DS=0.61)の代わりにAcTUKP(ロット番号KA093 DS=0.63))を使用し、解繊剤δ-バレロラクトンの代わりにε-カプロラクトンを使用する以外は、実施例1と同様にしてに、実施例2の繊維強化樹脂組成物を得た。
得られた組成物から、前記条件に従って試験片(成形体)を作製し、試験片について、実施例1と同様にして各種試験を行った。その結果を表2に示す。
なお、表2~表4における繊維強化樹脂組成物は、 Example 2
Manufacture of fiber-reinforced resin composition (Test No. PP1431, composition ratio: AcTUKP/MAPP/talc/AO/PP=(10/10/5/1/75))
A fiber-reinforced resin composition of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that AcTUKP (lot number KA093 DS = 0.63) was used instead of AcTUKP (lot number KA091 DS = 0.61) and ε-caprolactone was used instead of the defibrating agent δ-valerolactone.
Test pieces (molded bodies) were prepared from the obtained compositions according to the above-mentioned conditions, and the test pieces were subjected to various tests in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
In addition, the fiber reinforced resin compositions in Tables 2 to 4 are
(実施例3~10)
実施例3~10は解繊剤B1としての多価アルコールと解繊剤B2としてのタルクを併用して繊維強化樹脂組成物を製造した実施例である。使用した繊維は表1における「化学修飾パルプを使用した実施例及び比較例等の番号」欄に示した通りである。
得られた組成物から、前記条件に従って試験片(成形体)を作製し、試験片について、実施例1と同様にして各種試験を行った。その結果を表3に示す。 (Examples 3 to 10)
Examples 3 to 10 are examples in which fiber-reinforced resin compositions were produced by using a polyhydric alcohol as defibrating agent B1 in combination with talc as defibrating agent B2. The fibers used are as shown in the "Numbers of Examples and Comparative Examples Using Chemically Modified Pulp" column in Table 1.
Test pieces (molded bodies) were prepared from the obtained compositions according to the above-mentioned conditions, and the test pieces were subjected to various tests in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
(実施例11)
タルクを使用しない以外は、実施例6と同様にして、繊維強化樹脂組成物を製造し、試験片(成形体)を作製し、試験を行った。試験結果を表3に示す。 Example 11
A fiber-reinforced resin composition was produced, a test piece (molded body) was prepared, and a test was performed in the same manner as in Example 6, except that talc was not used. The test results are shown in Table 3.
得られた実施例6の組成物(試験番号PP1482)から、前記条件に従って顕微鏡観察用試料を作製し、試料中の繊維の状態を電子顕微鏡により観察した。電子顕微鏡観察像を図2に示す。比較のために実施例6の組成物の調製原料として用いたAcTUKP(KA091)にプラチナコートのみを加えて電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡観察像を図1に示す。A sample for microscopic observation was prepared from the obtained composition of Example 6 (Test No. PP1482) according to the above conditions, and the state of the fibers in the sample was observed under an electron microscope. The electron microscope image is shown in Figure 2. For comparison, only platinum coating was added to AcTUKP (KA091), which was used as the raw material for preparing the composition of Example 6, and the result was observed under an electron microscope. The electron microscope image is shown in Figure 1.
図1と図2の比較より、溶融混練前のAcTUKPの繊維直径は約40μmであったが、混練により数十nm~5μmに解繊されたことが判る。 Comparing Figures 1 and 2, it can be seen that the fiber diameter of AcTUKP before melt-blending was approximately 40 μm, but was defibrated to several tens of nm to 5 μm by buffing.
(比較例1) PP成形体(非繊維強化PP)
市販ペレット状PPを、射出成形機によりシリンダー温度190℃にて成形体(幅10mm×長さ80mm×厚み4mmの試験片)に加工した。
得られた試験片について、上記の方法で試験を行った。その結果を表4に示す。 (Comparative Example 1) PP molded body (non-fiber reinforced PP)
Commercially available pelletized PP was processed into molded bodies (test pieces 10 mm wide x 80 mm long x 4 mm thick) using an injection molding machine at a cylinder temperature of 190°C.
The obtained test pieces were subjected to the tests as described above, and the results are shown in Table 4.
(比較例2) 試験番号PP1638(多価アルコールとしてのPPGの数平均分子量が1000であることを除き実施例10と同様の組成)
数平均分子量400のポリオキシプロピレングリコールの代わりに数平均分子量1000のポリオキシプロピレングリコール(PPG1000)を使用するほかは、実施例10と同様にして繊維強化樹脂組成物を製造した。得られた組成物から、前記条件に従って、試験片(成形体)を作製し、試験片について、前記の方法で試験を行った。その結果を表4に示す。 (Comparative Example 2) Test No. PP1638 (same composition as Example 10 except that the number average molecular weight of PPG as the polyhydric alcohol is 1000)
A fiber-reinforced resin composition was produced in the same manner as in Example 10, except that polyoxypropylene glycol having a number average molecular weight of 1000 (PPG1000) was used instead of polyoxypropylene glycol having a number average molecular weight of 400. Test pieces (molded bodies) were prepared from the obtained composition under the above-mentioned conditions, and the test pieces were subjected to the above-mentioned method. The results are shown in Table 4.
(比較例3) 解繊剤を使用しないで調製した繊維強化PP組成物
特開2016-176052の表11に記載された、AcNBKP(リグニン0.1%、DS=0.46)含有PP組成物(No.PP-304の組成物)から、前記条件に従って、試験片(成形体)を作製し、試験片について、前記の方法で試験を行った。その結果を表4に示す。なお、この繊維強化樹脂組成物の製造方法は特開2016-176052の0276段落~0280段落に記載のとおりである。 (Comparative Example 3) Fiber-reinforced PP composition prepared without using a defibrating agent . A test piece (molded body) was prepared from the AcNBKP (lignin 0.1%, DS=0.46)-containing PP composition (No. PP-304 composition) described in Table 11 of JP 2016-176052 under the above-mentioned conditions, and the test piece was subjected to the above-mentioned method. The results are shown in Table 4. The method for producing this fiber-reinforced resin composition is as described in paragraphs 0276 to 0280 of JP 2016-176052.
(比較例4) 解繊剤を使用しないで調製した繊維強化PP組成物
特開2016-176052の表11に記載された、AcGP(リグニン10.3%、DS=0.6)含有PP組成物(No.PP-450の組成物)から、前記条件に従って、試験片(成形体)を作製し、試験片について、前記の方法で試験を行った。その結果を表4に示す。なお、この繊維強化樹脂組成物の製造方法は特開2016-176052の0276段落~0280段落に記載のとおりである。 (Comparative Example 4) Fiber-reinforced PP composition prepared without using a defibrating agent . A test piece (molded body) was prepared from the AcGP (lignin 10.3%, DS=0.6)-containing PP composition (No. PP-450 composition) described in Table 11 of JP 2016-176052 under the above-mentioned conditions, and the test piece was subjected to the above-mentioned method. The results are shown in Table 4. The method for producing this fiber-reinforced resin composition is as described in paragraphs 0276 to 0280 of JP 2016-176052.
Claims (17)
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、
前記解繊剤(B1)がトリプロピレングリコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
樹脂組成物(D)。 A fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A), a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C),
the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms;
The defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of tripropylene glycol and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
Resin composition (D).
前記解繊剤(B2)がタルク、クレイ、ゼオライト、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、酸化マグネシウム及びマイカからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の繊維強化樹脂組成物。 The fiber reinforced resin composition (D) further contains a defibrating agent (B2),
The fiber-reinforced resin composition according to claim 1, wherein the defibrating agent (B2) is at least one selected from the group consisting of talc, clay, zeolite, aluminum oxide, calcium carbonate, titanium oxide, silica, magnesium oxide, and mica.
ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法であって、
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、
前記解繊剤(B1)がトリプロピレングリコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法。 The method includes a step of mixing a hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating the hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) during the mixing operation to form microfibrils.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A) and a thermoplastic resin (C), comprising:
the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms;
The defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of tripropylene glycol and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D).
(2)第一工程で得られた、ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)、解繊剤(B1)及び熱可塑性樹脂(C)を含む混合物から解繊剤(B1)を除去する第二工程を含む、
ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)と熱可塑性樹脂(C)とを含有する繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法であって、
前記ミクロフィブリル化された疎水化セルロース系繊維(A)が炭素数2~5のアシル基で修飾され、
前記解繊剤(B1)がトリプロピレングリコール及び分子量が86~115のラクトンからなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物である、
繊維強化樹脂組成物(D)の製造方法。 (1) a first step of mixing a hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms, a defibrating agent (B1), and a thermoplastic resin (C), and defibrating the hydrophobized cellulose fiber assembly (AP) during the mixing operation to form microfibrils;
(2) a second step of removing the defibrating agent (B1) from the mixture containing the microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A), the defibrating agent (B1), and the thermoplastic resin (C) obtained in the first step;
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D) containing microfibrillated hydrophobized cellulosic fibers (A) and a thermoplastic resin (C), comprising:
the microfibrillated hydrophobic cellulosic fibers (A) are modified with an acyl group having 2 to 5 carbon atoms;
The defibrating agent (B1) is at least one compound selected from the group consisting of tripropylene glycol and lactones having a molecular weight of 86 to 115.
A method for producing a fiber-reinforced resin composition (D).
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011219571A (en) | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Method for producing cellulose-containing thermoplastic resin, the cellulose-containing thermoplastic resin, and molded body of the same |
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| WO2019163873A1 (en) | 2018-02-21 | 2019-08-29 | 国立大学法人京都大学 | Fibrillation aid for hydrophobized cellulose-based fibers, manufacturing method for resin composition using same, and molded article |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP4013870B2 (en) * | 2003-07-08 | 2007-11-28 | 関西ティー・エル・オー株式会社 | Method for producing aliphatic polyester composition |
| JP5735833B2 (en) * | 2010-03-31 | 2015-06-17 | 大阪瓦斯株式会社 | Method for producing cellulose |
| JP6256644B1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-01-10 | スターライト工業株式会社 | Method for producing nanofiber composite |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011219571A (en) | 2010-04-07 | 2011-11-04 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Method for producing cellulose-containing thermoplastic resin, the cellulose-containing thermoplastic resin, and molded body of the same |
| WO2017159778A1 (en) | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 国立大学法人京都大学 | Master batch containing acylation-modified microfibrillated plant fibers |
| WO2019163873A1 (en) | 2018-02-21 | 2019-08-29 | 国立大学法人京都大学 | Fibrillation aid for hydrophobized cellulose-based fibers, manufacturing method for resin composition using same, and molded article |
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