CN110857351B - 纤维素复合树脂及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维素复合树脂及其制造方法。本发明提供一种冲击强度高，且在着色成期望颜色方面没有问题的程度上抑制树脂着色的纤维素复合树脂。本发明的纤维素复合树脂包含主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物，纤维素纤维中的α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％。

Description

纤维素复合树脂及其制造方法

技术领域

本发明涉及纤维素复合树脂及其制造方法。

背景技术

聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等所谓“通用塑料”具有如下特征：价格比较低廉，与金属或陶瓷相比重量轻达其几分之一，容易进行成形等加工。因此，通用塑料被用作袋、各种包装、各种容器、片材类等各种生活用品的材料，此外，被用于汽车部件、电气部件等工业部件和日用品、百货用品等。

然而，通用塑料具有机械强度不充分等缺点。因此现状是：通用塑料不具有对于以汽车等机械制品和电气/电子/信息制品为首的各种工业制品所使用的材料要求的充分特性，其应用范围受限。

另一方面，聚缩醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、氟树脂等所谓“工程塑料”的机械特性优异，被用于以汽车等机械制品和电气/电子/信息制品为首的各种工业制品。然而，工程塑料具有价格高昂、难以进行单体再利用、环境负担大的课题。

因而，期望大幅改善通用塑料的材料特性(机械强度等)。作为改善通用塑料的材料特性的方法，已知配合两种以上的树脂或填料等添加剂来制造复合树脂的技术。尤其是为了提高机械强度而使用作为纤维状填料的天然纤维、玻璃纤维、碳纤维等。其中，纤维素等有机纤维状填料的价格低廉且废弃时的环境性也优异，因此作为强化用纤维在近年备受关注。

作为复合树脂的使用用途之一，其被用于家电壳体、汽车的内饰、外饰部件等外观部件。作为对外观部件要求的特性，在刚性、冲击强度等机械强度的基础上，可列举出能够着色成期望颜色等。为了着色成期望颜色，材料适合为透明或近似白色的颜色。因此，对于着色而言，优选表示亮度的L值(亮度指数值)大的材料。然而，纤维素纤维具有因制造时的加热而发生着色(L值减少)的特征，因此，纤维素复合树脂也发生着色(L值减少)。因此，对纤维素复合树脂进行着色时，存在因复合树脂所具有的颜色而导致难以着色成期望颜色的问题。专利文献1中，通过使用α纤维素含有率为80质量％以上的纤维素纤维来抑制复合树脂的着色(L值的减少)，从而提高了复合树脂的着色性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-231237号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献1所述的纤维素复合树脂中，由于使用含有80质量％以上的结晶度高的α纤维素的纤维素纤维，因此，纤维素纤维作为结晶成核剂而有效地发挥功能，树脂的结晶度变高。其结果，存在未充分发挥弹性体的冲击强度的增强效果、冲击强度降低的课题。

本发明用于解决上述现有课题，其目的在于，提供冲击强度高、且在着色成期望颜色方面没有问题的程度上抑制树脂着色((L值减少))的纤维素复合树脂。

用于解决课题的方案

本发明所述的纤维素复合树脂包含主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物，

上述纤维素纤维中的α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％。

此外，本发明所述的纤维素复合树脂的制造方法包括：

制作主剂树脂、纤维素纤维、分散剂的第一混合物；

向上述第一混合物中添加含橡胶的聚合物，并对第二混合物进行混炼，

制作上述第一混合物的时间为添加含橡胶的聚合物并对第二混合物进行混炼的时间的0.1倍以上。

发明效果

本发明所述的纤维素复合树脂含有α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％的纤维素纤维，因此，能够抑制纤维素复合树脂的着色且抑制树脂的结晶度的增大。因此，纤维素复合树脂既抑制着色、换言之抑制L值的减少，冲击强度也变高。

附图说明

图1是实施方式1中的纤维素复合树脂的示意图。

图2A是表示实施方式1中的纤维素复合树脂的α纤维素含有率小于50质量％时的结晶化状态的示意图。

图2B是表示实施方式1中的纤维素复合树脂的α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％时的结晶化状态的示意图。

图2C是表示实施方式1中的纤维素复合树脂的α纤维素含有率为80质量％以上时的结晶化状态的示意图。

附图标记说明

1 主剂树脂

2 纤维素纤维

3 分散剂

4 含橡胶的聚合物

11 非结晶部

12 结晶部

具体实施方式

第一方式所述的纤维素复合树脂包含主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物，

上述纤维素纤维中的α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％。

关于第二方式所述的纤维素复合树脂，在上述第一方式中，将上述纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的合计量设为100质量％时，纤维素纤维的含量可以为5质量％以上且25质量％以下。

关于第三方式所述的纤维素复合树脂，在上述第一方式或第二方式中，将上述纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的合计量设为100质量％时，分散剂的含量可以为0.1质量％以上且15质量％以下。

关于第四方式所述的纤维素复合树脂，在上述第一方式～第三方式的任意方式中，将上述纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的合计量设为100质量％时，含橡胶的聚合物的含量可以为1质量％以上且20质量％以下。

关于第五方式所述的纤维素复合树脂，在上述第一方式～第四方式的任意方式中，上述含橡胶的聚合物可以是包含脂肪族烃或芳香族烃的含橡胶的聚合物，所述脂肪族烃或芳香族烃仅具有：包含鲍林电负度(ポーリンゲの電気陰性度)为2.7以下的原子且邻接原子间的电负度之差达到0.8以下的结构的官能团。

关于第六方式所述的纤维素复合树脂，在上述第一方式～第五方式的任意方式中，可以还含有着色剂。

关于第七方式所述的纤维素复合树脂，在上述第一方式～第六方式的任意方式中，上述主剂树脂可以为烯烃系树脂。

第八方式所述的纤维素复合树脂的制造方法包括：

制作主剂树脂、纤维素纤维、分散剂的第一混合物；

向上述第一混合物中添加含橡胶的聚合物，并对第二混合物进行混炼，

制作上述第一混合物的时间为添加含橡胶的聚合物并对第二混合物进行混炼的时间的0.1倍以上。

以下，针对本发明的实施方式中的纤维素复合树脂及其制造方法，参照附图进行说明。需要说明的是，在下述说明中，对于相同的构成部分标注相同的符号，并适当省略说明。

(实施方式1)

实施方式1中的纤维素复合树脂包含：包含非结晶部11和结晶部12的基质的主剂树脂1、纤维素纤维2、分散剂3、含橡胶的聚合物4。如图1所示，纤维素复合树脂在主剂树脂的基质中分散有纤维素纤维2、分散剂3、含橡胶的聚合物4，分散剂3存在于纤维素纤维2与主剂树脂1的界面等。

作为实施方式1中的主剂树脂1，为了确保良好的成形性，优选为热塑性树脂。作为热塑性树脂，可列举出烯烃系树脂(包括环状烯烃系树脂)、苯乙烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、有机酸乙烯酯系树脂或其衍生物、乙烯基醚系树脂、含卤素的树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、热塑性聚氨酯树脂、聚砜系树脂(聚醚砜、聚砜等)、聚苯醚系树脂(2，6-二甲苯酚的聚合物等)、纤维素衍生物(纤维素酯类、纤维素氨基甲酸酯类、纤维素醚类等)、硅酮树脂(聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等)、橡胶或弹性体(聚丁二烯、聚异戊二烯等二烯系橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸类橡胶、氨基甲酸酯橡胶、硅酮橡胶等)等。上述树脂可以单独使用或组合使用两种以上。需要说明的是，只要树脂具有热塑性则不限定于上述材料。

这些热塑性树脂之中，主剂树脂优选为熔点较低的烯烃系树脂。作为烯烃系树脂，除了烯烃系单体的均聚物之外，还包括烯烃系单体的共聚物、烯烃系单体与其它共聚性单体的共聚物。作为烯烃系单体，可列举出例如链状烯烃类(乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等α-C2-20烯烃等)、环状烯烃类等。这些烯烃系单体可以单独使用或组合使用两种以上。上述烯烃系单体之中，优选为乙烯、丙烯等链状烯烃类。作为其它共聚性单体，可列举出例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等脂肪酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等(甲基)丙烯酸系单体；马来酸、富马酸、马来酸酐等不饱和二羧酸或其酸酐；羧酸的乙烯基酯(例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等)；降冰片烯、环戊二烯等环状烯烃；以及丁二烯、异戊二烯等二烯类等。这些共聚性单体可以单独使用或组合使用两种以上。作为烯烃系树脂的具体例，可列举出聚乙烯(低密度、中密度、高密度或线状低密度聚乙烯等)、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1等三元共聚物等链状烯烃类(尤其是α-C2-4烯烃)的共聚物等。

作为实施方式1中的纤维素纤维2，可列举出纤维素纤维、木质纤维素纤维等。作为纤维素纤维、木质纤维素纤维的原料，可列举出木材(针叶树、阔叶树)、棉籽绒、洋麻(kenaf)、马尼拉麻(蕉麻)、剑麻、黄麻、印度草(sabai grass)、西班牙草(esparto grass)、蔗渣、稻秆、麦秆、芦苇、竹子等天然原材料。此外，也可以使用被包含酸或胺、环氧树脂(エポキシ)等的官能性单体改性的纤维素纤维。

作为实施方式1中的分散剂3，可列举出各种钛酸酯系偶联剂、硅烷偶联剂、不饱和羧酸、马来酸、马来酸酐或接枝有其酸酐的改性聚烯烃、脂肪酸、脂肪酸金属盐、脂肪酸酯等。上述硅烷偶联剂优选为不饱和烃系、环氧系的硅烷偶联剂。分散剂的表面也可以利用热固化性或热塑性的聚合物成分进行处理而实现改性处理。分散剂3根据主剂树脂1与纤维素纤维2的组合来适当选择。

作为实施方式1中的含橡胶的聚合物，优选在室温下为弹性体的天然聚合物和合成聚合物等橡胶状物质，更优选在0℃以下也是弹性体。具体而言，可列举出乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯-非共轭二烯橡胶、乙烯-丁烯-1橡胶、乙烯-丁烯-1-非共轭二烯橡胶、乙烯-辛烯橡胶等乙烯-α烯烃共聚物橡胶；聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚橡胶、部分氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚橡胶、部分氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚橡胶、聚氨酯橡胶、苯乙烯接枝-乙烯-丙烯-非共轭二烯橡胶、苯乙烯-接枝-乙烯-丙烯橡胶、苯乙烯/丙烯腈-接枝-乙烯-丙烯-非共轭二烯橡胶、苯乙烯/丙烯腈-接枝-乙烯-丙烯橡胶等、或者它们的混合物。此外，也可以使用利用包括其它酸或胺、环氧树脂等的官能性单体进行了改性的改性橡胶。更优选包含脂肪族烃或芳香族烃的含橡胶的聚合物，所述脂肪族烃或芳香族烃仅具有：包含鲍林电负度为2.7以下的原子且邻接原子间的电负度之差达到0.8以下的结构的官能团。

从冲击强度和抑制纤维素复合树脂着色(L值减少)的观点出发，实施方式1中使用的纤维素纤维的α纤维素含有率优选为50质量％以上且小于80质量％、更优选为60质量％以上且小于80质量％。如图1所示，本发明的纤维素复合树脂包含主剂树脂1、纤维素纤维2、分散剂3、含橡胶的聚合物4。主剂树脂1作为基质而发挥功能，呈现在主剂树脂1中分散有纤维素纤维2、分散剂3、含橡胶的聚合物4的结构。在纤维素复合树脂中，纤维素纤维2具有通过纤维增强效果来提高纤维素复合树脂的机械强度的效果，并且具有通过还作为结晶成核剂发挥功能而提高主剂树脂的结晶度的效果。纤维素纤维2包含结晶度和热稳定性高的α纤维素以及与α纤维素相比结晶度和热稳定性低的成分，α纤维素含有率越高，则纤维素纤维的结晶度和热稳定性越会提高。因此，包含α纤维素含有率高的纤维素纤维的纤维素复合树脂会抑制着色，换言之抑制L值的减少。然而，α纤维素含有率高的纤维素纤维2由于结晶度高、结晶成核剂效果变大，因此，因主剂树脂成分的结晶度提高而导致冲击强度减少。从弹性体的冲击吸收机理出发，与存在于主剂树脂的结晶部相比，弹性体通过存在于主剂树脂的非晶部而能够有效地吸收冲击。因此，通过主剂树脂的结晶度增大而使主剂树脂的非晶部减少时，弹性体的冲击强度的增强效果减少。

图2A、图2B、图2C是表示实施方式1中的纤维素复合树脂的结晶化状态因α纤维素含量而变化的示意图。图2A是表示纤维素纤维中的α纤维素含有率小于50质量％时的结晶化状态的示意图。图2B是表示纤维素纤维中的α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％时的结晶化状态的示意图。图2C是表示纤维素纤维中的α纤维素含有率为80质量％以上时的结晶化状态的示意图。

如图2A所示，在纤维素纤维中的α纤维素含有率小于50质量％的情况下，虽然冲击强度高，但纤维素纤维2的热稳定性低，因此，在制造纤维素复合树脂时发生热分解，着色、换言之L值的减少变得显著，刚性减少。在纤维素纤维中的α纤维素含有率为80质量％以上的情况下，如图2C所示，主剂树脂的结晶度增大，因此，冲击强度大幅减少。需要说明的是，此时，着色、换言之L值的降低小。因此，如图2B所示，纤维素复合树脂中的纤维素纤维中的α纤维素含有率优选为50质量％以上且小于80质量％。此时，冲击强度高，且着色、换言之L值的降低小。

本实施方式1的纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物是合计达到100质量％的量。

本实施方式1的纤维素复合树脂中的纤维素纤维的量优选为5质量％以上且25质量％以下。在纤维素纤维量小于5质量％的情况下，由纤维素纤维带来的纤维增强效果小，因此刚性变小。在纤维素纤维量大于25质量％的情况下，即使纤维素纤维中的α纤维素含量少，α纤维素的总量也多，结晶成核剂的效果变大，因此冲击强度减少。因此，纤维素复合树脂中的纤维素纤维量优选在上述范围内。

本实施方式1的纤维素复合树脂中的分散剂的量优选为0.1质量％以上且15质量％以下。通过使分散剂存在于纤维素纤维与主剂树脂或含橡胶的聚合物的界面而提高了相容性。在分散剂量小于0.1质量％的情况下，在纤维素纤维与主剂树脂的界面不存在充分量的分散剂，因此，界面密合性差，部分性地存在空隙等，几乎表现不出利用纤维素纤维提高机械强度的效果。此外，发生纤维素纤维的分散不良。在分散剂量大于15质量％的情况下，由于分散剂过量存在，因此纤维素复合树脂的强度降低。因此，纤维素复合树脂中的分散剂量优选在上述范围内。

本实施方式1的纤维素复合树脂中的含橡胶的聚合物的量优选为1质量％以上且15质量％以下。在含橡胶的聚合物量小于1质量％的情况下，含橡胶的聚合物量过少，因此几乎不能期待纤维素复合树脂的冲击强度的提高。在含橡胶的聚合物量大于15质量％的情况下，含橡胶的聚合物量过多，因此，冲击强度大幅提高，但存在刚性也大幅减少的问题。此外，在含橡胶的聚合物的量极多的情况下，还存在基质从主剂树脂变更为含橡胶的聚合物的问题。因此，纤维素复合树脂中的含橡胶的聚合物量优选在上述范围内。

本实施方式1的含橡胶的聚合物优选为包含脂肪族烃或芳香族烃的含橡胶的聚合物，所述脂肪族烃或芳香族烃仅具有：包含鲍林电负度为2.7以下的原子且邻接原子间的电负度之差达到0.8以下的结构的官能团。在包含还包括鲍林电负度超过2.7的原子在内的原子、且还包括邻接原子间的电负度之差超过0.8的部分在内的结构的官能团的情况下，上述官能团具有高极性，因此，其与纤维素中的作为极性基团的羟基之间发生强烈的相互作用或者形成键。若纤维素纤维与含橡胶的聚合物之间发生强烈的相互作用或者形成键，则纤维素纤维与主剂树脂的界面减少，因此，对于主剂树脂进行纤维增强的效果减少。因此，优选为包含脂肪族烃或芳香族烃的含橡胶的聚合物，所述脂肪族烃或芳香族烃仅具有：包含鲍林电负度为2.7以下的原子且邻接原子间的电负度之差达到0.8以下的结构的官能团。

本实施方式1的纤维素复合树脂可以含有着色剂。作为着色剂，具体而言，可列举出有机颜料、无机颜料、染料。关于着色剂的种类、颜色、浓度，根据用途与材料的组合来适当地选择。

本实施方式1的纤维素复合树脂的制造方法中，优选主剂树脂、纤维素纤维、分散剂的第一混合物的混炼时间与添加含橡胶的聚合物后的第二混合物的混炼时间相比为0.1倍以上。另一方面，在将主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物同时混炼而制成第二混合物的情况下，与其它材料相比含橡胶的聚合物的粘性高，因此，第二混合物的粘性也高。因此，纤维素纤维、分散剂无法均匀地分散在树脂基质中，纤维素复合树脂的机械强度的增加率变低。与此相对，在仅将主剂树脂、纤维素纤维、分散剂混合而制成第一混合物，进而在第一混合物的混炼时间与添加含橡胶的聚合物后的第二混合物的混炼时间相比小于0.1倍的情况下，主剂树脂、纤维素纤维、分散剂的混炼时间短，因此，由于向纤维素纤维、分散剂无法充分分散的第一混合物中添加含橡胶的聚合物，因而呈现也无法在纤维素复合树脂中分散的状态，机械强度的增加率变低。因此，第一混合物的混炼时间与添加含橡胶的聚合物后的第二混合物的混炼时间相比优选为0.1倍以上。

作为本实施方式1的纤维素复合树脂的制造方法所使用的混炼装置，优选为捏合机、班伯里密炼机、挤出机、辊混炼机。其中，更优选使用双螺杆混炼机和辊混炼机。需要说明的是，混炼装置只要具有旋转体作为混炼机构，则不限定于上述装置。

实施例

表1示出实施例1～5和比较例1～8的条件和测定结果。

(实施例1)

利用下述制造方法来制造纤维素复合树脂。如上所述，混炼装置可以使用捏合机、班伯里密炼机、挤出机、辊混炼机等，但实施例1使用了双螺杆混炼机。

按照以重量比计达到72∶15∶5∶8的方式称量作为主剂树脂的聚丙烯(PRIMEPOLYMER公司制商品名：JI08M)、作为纤维素纤维的将针叶树纸浆(三菱制纸公司制商品名：NBKP Celgar)用粉碎机粉碎而得的α纤维素含有率为75质量％的纤维素纤维、作为分散剂的马来酸酐改性聚丙烯(三洋化成工业公司制商品名：Yumex)、以及作为弹性体的SEBS(旭化成公司制商品名：Tuftec)，并进行干混。

将经干混的原材料利用重量喂料器以2kg/h供给至混炼装置中。如上所述，混炼装置使用双螺杆混炼机(JSW公司、TEX30a)。螺杆设为中等剪切类型的规格。从双螺杆混炼机排出的纤维素复合树脂经热切而制作纤维素复合树脂粒料。

使用所制作的纤维素复合树脂粒料，利用注射成形机(日本制钢所制180AD)来制作纤维素复合树脂成形体的试验片。试验片的制作条件设为：主剂树脂的温度为190℃、模具温度为60℃、注射速度为60mm/s、保压为80Pa。粒料借助料斗而逐渐卡入成形机的螺杆，利用单位时问的粒料减少量来测定此时的侵入性，确认为恒定。试验片的形状根据下述的评价项目而变更，弹性模量测定用途中制作1号尺寸的哑铃，下落冲击试验用途中制作60mm见方、厚度1.2mm的平板。利用下述方法对所得纤维素复合树脂成形体的试验片进行评价。

<纤维素复合树脂成形体的评价项目>

(纤维状填料的比表面积)

将所得纤维素复合树脂粒料浸渍于二甲苯溶剂，使聚丙烯溶解，针对残余的纤维素纤维实施比表面积的测定。与原材料时相比，比表面积小于150％时记作×，比表面积为150％以上且小于200％时记作△，比表面积为200％以上时记作○。该纤维素纤维的比表面积为220％，其评价为○。

(纤维素复合树脂成形体的弹性模量)

使用所得1号哑铃形状的试验片，实施拉伸试验。此处，作为弹性模量的评价方法，其数值小于1.7GPa时记作×，其数值为1.7GPa以上且小于2.0GPa时记作△，其数值为2.0GPa以上时记作○。该试验片的弹性模量为2.1GPa，其评价为○。

(纤维素复合树脂成形体的下落冲击强度)

使用所得平板形状的试验片，实施下落冲击试验。具体而言，使250g重的重物从80cm高度朝向试验片的板面下落，确认是否产生裂纹。作为该评价方法，未确认到裂纹时记作○，仅在表面确认到裂纹且该裂纹的长度小于10mm时记作△，确认到贯穿性裂纹或者裂纹的长度为10mm以上时记作×。该试验片未确认到裂纹，其评价为○。

(纤维素复合树脂的色差L值(亮度指数值))

使用色差计(Konica Minolta Japan公司制色彩色差计CR-400)，实施1号哑铃形状的试验片的L值(亮度指数值)的测定。此处，作为弹性模量的评价方法，如果其数值小于50则记作×，如果其数值为50以上则记作○。该试验片的L值为60，其评价结果为○。

(纤维素复合树脂的结晶度)

通过DSC测定来测定结晶化峰，并对其峰面积进行积分。已确认由XRD的测定结果获得的结晶度的值与通过DSC测定而得到的结晶化峰面积存在相关关系。此处，作为结晶度的评价方法，将主剂树脂自身的结晶度的值设为1时，结晶度为1.5以上时记作×，小于1.5时记作○。该纤维素复合树脂为1.4，其评价为○。

(纤维状填料的聚集程度)

使用所得平板形状的试验片，利用光学显微镜观察纤维状填料的聚集物的数量和尺寸。此处，作为聚集程度的评价方法，在10mm见方的区域中尺寸为1000μm以上的聚集物为10个以上时记作×，为3个以上且小于10个时记作△，小于3个时记作○。该试验片的1000μm聚集物的数量为2个，其评价为○。

(分子量)

实施纤维素复合树脂粒料的分子量的测定。纤维素复合树脂粒料的平均分子量与原材料相比如果大于20％则记作×，如果为20％以下则记作○。该粒料的评价为○。

(实施例2)

在实施例2中，使纤维素纤维和分散剂的量增加，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为65.5∶20∶6.5∶8。除此之外的条件与实施例1同样，制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(实施例3)

在实施例3中，与实施例1相比使分散剂的量增加，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为70∶15∶7∶8。除此之外的材料条件和工艺条件与实施例1同样，制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(实施例4)

在实施例4中，与实施例1相比使含橡胶的聚合物的量增加，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为68∶15∶5∶12。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(实施例5)

在实施例5中，变更成从主喂料器供给将主剂树脂、纤维素纤维、分散剂干混而得的第一混合物，且含橡胶的聚合物进行侧喂料的方式。换言之，向第一混合物中混炼含橡胶的聚合物而制成第二混合物。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例1)

在比较例1中，使用α纤维素含有率为30％的纤维素纤维，针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例2)

在比较例2中，使用α纤维素含有率为90％的纤维素纤维，针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例3)

在比较例3中，与实施例1相比使纤维素纤维量减少，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为90.5∶1∶0.5∶8。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例4)

在比较例4中，与实施例1相比使纤维素纤维量增加，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为22∶60∶10∶8。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例5)

在比较例5中，与实施例1相比使分散剂量减少，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为76.99∶15∶0.01∶8。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例6)

在比较例6中，与实施例1相比使分散剂量增加，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为47∶15∶30∶8。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例7)

在比较例7中，与实施例1相比使含橡胶的聚合物的量减少，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为79.5∶15∶5∶0.5。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

(比较例8)

在比较例8中，与实施例1相比使含橡胶的聚合物的量减少，将主剂树脂∶纤维素纤维∶分散剂∶含橡胶的聚合物的重量比变更为50∶15∶5∶30。针对除此之外的材料条件和工艺条件，与实施例1同样地制作纤维素复合树脂粒料和成形体。针对评价，也实施与实施例1相同的评价。

将各实施例1～5和各比较例1～8中的测定结果示于表1。

[表1]

使纤维素纤维量增加的实施例2中，与实施例1相比由纤维素纤维带来的纤维增强效果增大，因此弹性模量为2.3GPa。在使分散剂量增加的实施例3中，与实施例1相比，通过增加分散剂而使纤维素纤维与主剂树脂或含橡胶的聚合物的密合性提高，因此弹性模量增大，达到2.2GPa。此外，冲击强度也为90cm，评价为○。使含橡胶的聚合物增加的实施例4中，与实施例1相比，由含橡胶的聚合物带来的冲击强度增强效果有效地发挥功能，因此，冲击强度增大，呈现即使为100cm也不产生裂纹的结果。变更为从主喂料器供给主剂树脂、纤维素纤维、分散剂且从侧喂料器供给含橡胶的聚合物并进行混炼的方式的实施例5中，与同时供给全部原材料并混炼的实施例1相比，至从侧喂料器供给含橡胶的聚合物为止的期间施加于材料的剪切应力变大。在同时供给全部原材料的情况下，剪切应力的能量被柔软的含橡胶的聚合物吸收，因此，施加于其它原材料的能量降低。因此，实施例5中，原材料的分散、纤维素纤维的解纤推进，弹性模量和冲击强度提高。综上所述，实施例2、3、4和5在全部试验中均呈现与实施例1同等或更好的结果。

使用α纤维素含有率为30质量％的纤维素纤维的比较例1中，在纤维素纤维中存在大量热稳定性低的成分，因此，因剪切发热等而发生纤维素纤维的热分解。因此，纤维素复合树脂发生着色，L值降低，其评价结果为×。

使用α纤维素含有率为90质量％的纤维素纤维的比较例2中，在纤维素纤维中包含90质量％的结晶度高的α纤维素，主剂树脂的结晶度增大，因此，主剂树脂的非晶部分减少，由含橡胶的聚合物带来的冲击强度增强效果也减少。因此，冲击强度降低，在下落冲击试验中呈现破裂的结果。

相对于全部原材料而减小了纤维素纤维的重量比率的比较例3中，纤维素纤维的量少，因此粘度变低，原材料的分散、纤维素纤维的解纤不会推进，纤维素纤维的比表面积的评价结果变为△。此外，由于纤维素纤维的量过少，因此，不会实现由纤维增强效果带来的纤维素复合树脂的机械特性的改善，呈现弹性模量降至1.4GPa的结果。

相对于全部原材料而增大了纤维素纤维的重量比率的比较例4中，纤维素纤维的量多，因此粘度变得过高，对于原材料施加的剪切应力较强，因此发生原材料的劣化。其结果，主剂树脂的分子量大幅减少，其评价结果变为×。此外，纤维素纤维量过多，因此冲击强度降低，在下落冲击试验中呈现破裂的结果。

相对于全部原材料而减小了分散剂的重量比率的比较例5中，因分散材料过少而导致纤维素纤维与主剂树脂的界面不存在充分的分散剂，因此，在界面产生空隙等，由纤维增强效果实现的纤维素复合树脂的机械特性的改善减少，呈现弹性模量降至1.8GPa的结果。此外，分散剂的量少，因此纤维素纤维的聚集增加。其结果，在下落冲击试验时容易以空隙部分或纤维素纤维的聚集物作为基点而形成裂纹，冲击强度降低，在下落冲击试验中呈现破裂的结果。

相对于全部原材料而增大了分散剂的重量比率的比较例6中，过量存在分散剂，因此，纤维素复合树脂的弹性模量降低，达到1.6GPa。

相对于全部原材料而减小了含橡胶的聚合物的重量比率的比较例7中，因含橡胶的聚合物过少而不会出现充分的冲击强度增强效果，冲击强度降低，在下落冲击试验中呈现破裂的结果。

相对于全部原材料而增大了含橡胶的聚合物的重量比率的比较例8中，弹性模量低的含橡胶的聚合物的量过多，因此，以纤维素复合树脂整体计的弹性模量降低，达到1.4GPa。

从上述评价出发，在过度增大或过度减小纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的量的情况下，弹性模量或冲击强度显著降低。此外，在过度提高纤维素纤维中的α纤维素含有率的情况下，冲击强度大幅减少。另一方面，在过度降低纤维素纤维中的α纤维素含有率的情况下，由热分解导致的着色大，在着色性方面产生问题。但是，在将纤维素纤维中的α纤维素含有率设为50质量％以上且小于80质量％的情况下，适当表现出各成分的效果并加以组合，因此，能够制作机械强度高、着色性良好的纤维素复合树脂。综上可知：通过使用50质量％以上且小于80质量％的α纤维素含有率的纤维素纤维，且将原材料设为规定范围的重量比，各材料的效果得以适当地发挥且不会相互抵消，因此，纤维素复合树脂的L值高，着色性良好，具有高弹性模量和高冲击性。

需要说明的是，本申请包括将上述各种实施方式和/或实施例之中的任意实施方式和/或实施例适当组合而得的内容，可以发挥出各个实施方式和/或实施例所具有的效果。

产业上的可利用性

本发明所述的纤维素复合树脂能够提供与以往的通用树脂相比机械强度优异且着色性也良好的成形体。通过本发明所述的纤维素复合树脂能够提高主剂树脂的特性，因此，可用作工程塑料的替代物或金属材料的替代物。因此，能够大幅削减工程塑料制或金属制的各种工业制品、或者生活用品的制造成本。进而，可用于家电壳体、建材、汽车部件。

Claims (4)

1.一种纤维素复合树脂，其特征在于，其包含主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物，所述主剂树脂为烯烃系树脂，

所述纤维素纤维中的α纤维素含有率为50质量％以上且小于80质量％，

所述分散剂为钛酸酯系偶联剂、硅烷偶联剂、不饱和羧酸、马来酸、马来酸酐或接枝有其酸酐的改性聚烯烃、脂肪酸、脂肪酸金属盐、或脂肪酸酯，

将所述纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的合计量设为100质量％时，分散剂的含量为0.1质量％以上且15质量％以下，

将所述纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的合计量设为100质量％时，纤维素纤维的含量为5质量％以上且25质量％以下，

将所述纤维素复合树脂中的主剂树脂、纤维素纤维、分散剂、含橡胶的聚合物的合计量设为100质量％时，含橡胶的聚合物的含量为1质量％以上且20质量％以下。

2.根据权利要求1所述的纤维素复合树脂，其特征在于，所述含橡胶的聚合物是包含脂肪族烃或芳香族烃的含橡胶的聚合物，所述脂肪族烃或芳香族烃仅具有：包含鲍林电负度为2.7以下的原子且邻接原子间的电负度之差达到0.8以下的结构的官能团。

3.根据权利要求1或2所述的纤维素复合树脂，其特征在于，其还含有着色剂。

4.权利要求1所述的纤维素复合树脂的制造方法，其特征在于，其包括：

制作主剂树脂、纤维素纤维、分散剂的第一混合物；

向所述第一混合物中添加含橡胶的聚合物，并对第二混合物进行混炼，

制作所述第一混合物的时间为添加含橡胶的聚合物并对第二混合物进行混炼的时间的0.1倍以上。