JP2004114436A

JP2004114436A - 繊維強化樹脂組成物

Info

Publication number: JP2004114436A
Application number: JP2002279532A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Suzuki; 鈴木　克己; Hiroshi Koga; 古賀　大資
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】繊維強化樹脂組成物の破壊強度を高める。
【解決手段】樹脂材と相溶化剤で表面処理された天然繊維とを所定の比率で配合し、このような混合物を所定の条件下にて加熱・混練することによって、繊維強化樹脂組成物を形成した。相溶化剤は微粒粉末の極性基含有樹脂であって、この微粒粉末を溶剤中に分散させ、この溶媒中に天然繊維を浸漬、含浸させ、しかる後に天然繊維を乾燥させることにより、微粒粉末相溶化剤を天然繊維に緻密に付着させることにより、破壊強度の高い繊維強化樹脂をえる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オレフィン系その他の熱可塑性樹脂材にケナフ等の天然素材を混ぜ合せることによって得られる繊維強化樹脂組成物に関するものであり、特に、一般的には相溶性のない樹脂材と天然繊維とを、特定の処理を施すことによって相溶性をもたせ、これにより繊維強化された樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、このような繊維強化樹脂組成物としては、ポリエチレンあるいはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂にケナフ、ヤシ、綿等の天然繊維素材を強化材として混ぜ合せるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。そして、これらポリオレフィン系樹脂と天然繊維との間においては、一般に相溶性が良くないので、この相溶性を高めさせるために、相溶化剤として塩素化ポリオレフィン類またはリグニンスルホン酸塩類あるいは無水マレイン酸等の添加剤を付加することとしている。これら添加剤を加えることによって、オレフィン系樹脂材と天然繊維との溶融化を促進させようとしているものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２３５７４７号公報　（第２〜３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記オレフィン系樹脂と天然繊維との混合物に上記のような相溶化剤を加えることのみでは、充分な溶融化を図ることは困難であると言うことが、本出願人の実験等によって判明している。上記オレフィン系樹脂と天然繊維とは、それぞれの極性が極端に異なっているところから、リグニンスルホン酸塩類あるいは無水マレイン酸等の添付物を加えることのみでは、上記両者間において高い溶融化を図ることは難しいからである。すなわち、上記のような相溶化剤を加えることのみでは、弾性率は向上しても、ケナフ等の天然繊維はオレフィン系樹脂とは必ずしも密着せず、曲げ強度試験等において、強化材となるはずの天然繊維がオレフィン系樹脂から乖離してしまう場合があり、破壊強度は何ら改善されていない。
【０００５】
それ故に、本発明は、かような不具合のないオレフィン系樹脂組成物を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた手段は、請求項１記載のように、「樹脂材と相溶化剤で表面処理された天然繊維とを所定の比率で配合し、このような混合物を所定の条件下にて加熱・混練することによって形成される繊維強化樹脂組成物」を構成したことである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明をさらに詳しく説明するため以下に実施例を、比較例と共に挙げるが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【０００８】
＜実施例＞
三井化学（株）から市販されているユニストールＲ２００をトルエン１０倍希釈して処理液を生成し、この処理液の中に、ケナフを常温浸漬した後、このケナフを常温で乾燥させる。しかして、ユニストールＲ２００は、粒径分布が０〜５０μｍの相溶化剤であって、ケナフを前記した処理液に浸すことにより、ケナフに表面処理がなされる。また、ケナフは、オージー（株）から市販されているものを４〜５ｍｍに切断して用意した。
【０００９】
かように処理されたケナフは、住友化学（株）からノーブレンＡＸ５６８という商品コードで市販されているポリプロピレンと、重量比で２：８の比率で配合される。つまり８０重量部のポリプロピレンに対して２０重量部の表面処理されたケナフが配合される。かような配合物ないしは混合物は、加熱・混練された後、プレスシートに形成される。このプレスシートは、繊維分散性、衝撃強度及び曲げ弾性率について、評価した。しかして、繊維分散性は良好で、衝撃強度及び曲げ弾性率は、夫々、７２Ｊ／ｍ及び３２００ＭＰａであった。
【００１０】
＜比較例１＞
実施例と同じ要領で生成されるが、ケナフに表面処理がなされていない点が、実施例と異なる。しかして、試験結果は、繊維分散性は良くなく、衝撃強度及び曲げ弾性率は、夫々、２９Ｊ／ｍ及び２８００ＭＰａであった。
【００１１】
＜比較例２＞
実施例と同じ要領で生成されるが、相溶化剤として、三井化学（株）からユニストールＰ４０１という商品コードで市販されている液体のものを用いている点が、実施例と異なる。しかして、試験結果は、繊維分散性は不良で、衝撃強度及び曲げ弾性率は、夫々、２３Ｊ／ｍ及び２３００ＭＰａであった。
【００１２】
＜比較例３＞
三井化学（株）から市販されているアドマーＱＦ５５１（粉末の相溶化剤）を、５重量部、９５重量部のポリプロピレンに配合した。この配合物を、８０重量部を、２０重量部のケナフに配合し、この三者を同時には、加熱・混練された後、プレスシートに形成される。このプレスシートは、繊維分散性、衝撃強度及び曲げ弾性率について、評価した。しかして、繊維分散性は良くなく、衝撃強度及び曲げ弾性率は、夫々、３２Ｊ／ｍ及び２８００ＭＰａであった。
【００１３】
＜比較例４＞
三井化学（株）から市販されているアドマーＱＦ５５１（粉末の相溶化剤）を、５重量部、９５重量部のケナフに配合して、造粒物を生成した。この生成物の２０重量部を、８０重量部のポリプロピレンに配合した。この配合物は、加熱・混練された後、プレスシートに形成される。このプレスシートを、繊維分散性、衝撃強度及び曲げ弾性率について、評価した。しかして、繊維分散性は良く、衝撃強度及び曲げ弾性率は、夫々、４２Ｊ／ｍ及び３０００ＭＰａであった。
【００１４】
上記した実施例及び比較例１〜４を、対比表の形でまとめると、図１のようになる。
【００１５】
上記した実施例及び比較例１〜４の特性から明らかなように、次のことがわかる。
【００１６】
ケナフ（天然繊維）に表面処理を施すことでケナフ（天然繊維）とオレフィン系樹脂との相溶性が高められ、オレフィン系樹脂組成物の破壊強度が高められる。
【００１７】
ケナフ（天然繊維）に表面処理を行いながら相溶化剤＝表面処理剤が微粉末化しているので、ケナフ（天然繊維）の固着を防止できる。
【００１８】
ケナフ（天然繊維）の表面処理が、処理剤との混練でないため、ケナフ（天然繊維）の切損を防止できる。
【００１９】
尚、上記した実施例は、あくまで例示であって、他の態様を採用できることは勿論である。その例を下記に示す。
【００２０】
オレフィン系樹脂としては、ポリプロピレンの他、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、塩化ビニル及びＡＢＳ樹脂を採用できる。
【００２１】
天然繊維としては、ケナフの他、綿、ジュート、マニラ麻、サイザル麻、竹、繊維パルプ及び古紙を採用できる。
【００２２】
相溶化剤は、極性基含有樹脂であるが、高流動ポリオフレン、エチレン酢酸ビニル高重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール及びカルボン酸変性ポリオレフィンを採用できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、熱可塑性樹脂材と天然繊維素材との混合物からなる繊維強化樹脂組成物に関して、天然繊維に相溶化剤で表面処理を施したので、天然繊維と熱可塑性樹脂との相溶性が高められ、繊維強化樹脂組成物の破壊強度が高められる、という実用上多大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例及びその比較例の特性を示す図。

Claims

樹脂材と相溶化剤で表面処理された天然繊維とを所定の比率で配合し、このような混合物を所定の条件下にて加熱・混練することによって形成される繊維強化樹脂組成物。
前記相溶化剤は微粒粉末であって、前記表面処理は、この微粒粉末相溶化剤を前記天然繊維に緻密に付着させることによりなされる、請求項１記載の繊維強化樹脂組成物。
前記微粒粉末相溶化剤の前記天然繊維への緻密付着は、前記微粒粉末相溶化剤を溶媒中に分散させ、この溶媒の中に前記天然繊維を浸漬・含漬させ、しかるのちに、前記微粒粉末相溶化剤が含漬された前記天然繊維を乾燥させることによりなされる、請求項２記載の繊維強化樹脂組成物。
前記樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、塩化ビニル及びＡＢＳ樹脂のいずれかである、請求項１記載の繊維強化樹脂組成物。
前記天然繊維は、綿、ジュート、マニラ麻、サイザル麻、ケナフ繊維、竹、繊維パルプ及び古紙のいずれかである、請求項１記載の繊維強化樹脂組成物。
前記相溶化剤は、極性基含有樹脂である、請求項１記載の繊維強化樹脂組成物。
前記極性基含有樹脂は、高流動ポリオフレン、エチレン酢酸ビニル高重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール及びカルボン酸変性ポリオレフィンのいずれかである、請求項６記載の繊維強化樹脂組成物。
前記極性基含有樹脂の粒子径は５０μｍ以下である、請求項７記載の繊維強化樹脂組成物。
前記溶媒は、水及び有機溶剤のいずれかである、請求項３記載の繊維強化樹脂組成物。
前記有機溶剤は、トルエン及びキシレンのいずれかである、請求項９記載の繊維強化樹脂組成物。