JP2010023356A - Method of manufacturing thermoplastic composition and method of manufacturing molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱可塑性組成物の製造方法及び成形体の製造方法に関する。更に詳しくは、ケナフ材料を５０〜９５質量％と多く含有する熱可塑性組成物の製造方法及び成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thermoplastic composition and a method for producing a molded body. More specifically, the present invention relates to a method for producing a thermoplastic composition containing a large amount of kenaf material as 50 to 95% by mass and a method for producing a molded body.
近年、ケナフ等の成長が早く、二酸化炭素吸収量が多い植物性材料は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素の固定化等の観点から注目され、樹脂との複合用途で期待されている。
しかし、特に多量の植物性材料を樹脂に混合し、更には、得られた複合材料を成形するには大きな困難を伴う。これは複合材料に従来の樹脂と同等の十分な流動性を付与することが難しいからである。多量の植物材料を含む複合材料を扱う技術としては下記特許文献１〜３が知られている。
In recent years, plant materials such as kenaf that grow rapidly and have a large amount of carbon dioxide absorption are attracting attention from the viewpoints of reducing carbon dioxide emissions, fixing carbon dioxide, and the like, and are expected to be used in combination with resins.
However, it is particularly difficult to mix a large amount of plant material with the resin and to mold the resulting composite material. This is because it is difficult to give the composite material sufficient fluidity equivalent to that of conventional resins. The following
上記特許文献１では、ケナフ繊維の含有量が５０質量％を超える場合に、樹脂組成物の流動性が著しく低下するので射出成形において、満足する製品形状や製品形態が得られない等の問題が発生することが示されている。即ち、５０質量％を超える多量の植物性材料を混合することが難しいことが示されている。
また、上記特許文献２では、樹脂にロジンや可塑剤を加えず、植物繊維のみを配合した場合には植物繊維が均一に分散され難く、樹脂と植物繊維の間の親和性が悪いことなどから、強度等に劣り、又品質の均一性にも欠け、実用性に乏しい材料しか得られないことが示されている。即ち、５０質量％以上の多量の植物性材料を混合できるものの、添加剤を要することが示されている。
上記特許文献３には、植物性材料をペレット化して利用し、植物性材料が５０質量％と多く含まれた成形体を射出成形により製造する方法が開示されているものの、更に射出成形に適した熱可塑性組成物が求められている。
In the above-mentioned
Moreover, in the said
Although the above-mentioned Patent Document 3 discloses a method for producing a molded body containing a large amount of plant material by 50% by mass using pelletized plant material, it is more suitable for injection molding. There is a need for thermoplastic compositions.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ケナフ材料を５０〜９５質量％と多く含有しながら射出成形性に優れると共に機械的特性に優れた成形体が得られる熱可塑性組成物の製造方法及びこれを用いた成形体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a method for producing a thermoplastic composition that provides a molded article having excellent injection moldability and excellent mechanical properties while containing a large amount of kenaf material as 50 to 95% by mass. It is an object of the present invention to provide a method and a method for producing a molded body using the method.
即ち、本発明は以下に示す通りである。
（１）ケナフ材料と熱可塑性樹脂とを含有し、該ケナフ材料及び該熱可塑性樹脂の合計を１００質量％とした場合に該ケナフ材料を５０〜９５質量％含有する熱可塑性組成物の製造方法であって、
回転軸の円周方向に複数の混合羽根が立設された混合具を備えた混合溶融装置を用いて、該混合羽根の回転による剪断力により、熱可塑性樹脂を溶融させながら、該熱可塑性樹脂と上記ケナフ材料とを混合して混合物を得る混合工程を備え、
上記混合工程では、上記回転軸の回転数を略一定に維持して混合を行うと共に該回転軸に生じる負荷の極大値を経由した後、該負荷が低下する間にも混合を継続し、該負荷の極大値における該混合物の温度よりも高い温度範囲で該混合物を上記混合溶融装置から排出する熱可塑性組成物の製造方法であって、
上記温度範囲は、上記ケナフ材料がケナフ繊維である場合には３〜２５℃であり、上記ケナフ材料がケナフコアである場合には３〜５０℃であることを特徴とする熱可塑性組成物の製造方法。
（２）加熱することなく押し固めて上記混合物をペレット化するペレット化工程を備え、
上記ペレット化工程では、ダイと該ダイに接して回転されるローラーとを備えたローラー式成形機を用い、該ローラーにより上記混合物を該ダイ内に圧入した後、該ダイから押し出して上記ペレットを形成する上記（１）に記載の熱可塑性組成物の製造方法。
（３）上記混合工程で得られた上記混合物を除熱して固化した後、該固化された混合物を破砕する破砕工程を備え、
上記破砕された混合物を上記ペレット化工程によりペレット化する上記（２）に記載の熱可塑性組成物の製造方法。
（４）上記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン及び／又はエチレン・プロピレン共重合体である上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の熱可塑性組成物の製造方法。
（５）上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の熱可塑性組成物の製造方法により得られた熱可塑性組成物を射出成形して成形体を得ることを特徴とする成形体の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for producing a thermoplastic composition comprising a kenaf material and a thermoplastic resin, wherein the total amount of the kenaf material and the thermoplastic resin is 100% by mass, and the kenaf material is contained in an amount of 50 to 95% by mass. Because
Using a mixing and melting apparatus provided with a mixing tool in which a plurality of mixing blades are erected in the circumferential direction of the rotation shaft, the thermoplastic resin is melted by a shearing force generated by the rotation of the mixing blade. And a mixing step of mixing the kenaf material to obtain a mixture,
In the mixing step, mixing is performed while maintaining the rotation speed of the rotating shaft substantially constant, and after passing through the maximum value of the load generated on the rotating shaft, mixing is continued while the load decreases, A method for producing a thermoplastic composition, wherein the mixture is discharged from the mixing and melting device in a temperature range higher than the temperature of the mixture at the maximum value of load,
The temperature range is 3 to 25 ° C. when the kenaf material is kenaf fiber, and 3 to 50 ° C. when the kenaf material is a kenaf core. Method.
(2) comprising a pelletizing step of pressing and solidifying without heating to pelletize the mixture,
In the pelletizing step, using a roller-type molding machine including a die and a roller that rotates in contact with the die, the mixture is press-fitted into the die by the roller, and then the pellet is extruded from the die. The manufacturing method of the thermoplastic composition as described in said (1) to form.
(3) The method comprises a crushing step of crushing the solidified mixture after removing the heat and solidifying the mixture obtained in the mixing step,
The method for producing a thermoplastic composition according to (2), wherein the crushed mixture is pelletized by the pelletizing step.
(4) The method for producing a thermoplastic composition according to any one of (1) to (3), wherein the thermoplastic resin is polypropylene and / or an ethylene / propylene copolymer.
(5) A molded article obtained by injection molding a thermoplastic composition obtained by the method for producing a thermoplastic composition according to any one of (1) to (4) above Manufacturing method.
本発明の熱可塑性組成物の製造方法によれば、ケナフ材料を５０〜９５質量％と多く含有しながら射出成形性に優れた熱可塑性組成物を得ることができる。更に、この熱可塑性組成物を用いることで成形性及び機械的特性（とりわけ耐衝撃性）に優れた成形体を得ることができる。また、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するケナフを材料として多く含むため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できる。
加熱することなく押し固めて混合物をペレット化するペレット化工程を備え、ペレット化工程では、ダイとダイに接して回転されるローラーとを備えたローラー式成形機を用い、ローラーにより混合物をダイ内に圧入した後、ダイから押し出してペレットを形成する場合は、熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるための加熱を要することなくペレット化を行うことができる。このため、熱可塑性組成物に対する熱履歴を抑制でき、得られる成形体においては優れた機械的特性を発現できる。
混合工程で得られた混合物を除熱して固化した後、固化された混合物を破砕する破砕工程を備え、破砕された混合物をペレット化工程によりペレット化する場合は、ペレット化工程におけるペレット生産性が向上する。更には、得られる成形体においてケナフ材料を配合したことによる補強効果を特に良好に得ることができる。
熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン及び／又はエチレン・プロピレン共重合体である場合は、優れた環境特性を備える熱可塑性組成物が得られると共に、高い機械的特性を得ることができる。
本発明の成形体の製造方法によれば、ケナフ材料を５０〜９５質量％と多く含有する熱可塑性組成物からなる成形体を射出成形により得ることができる。更に、成形性及び機械的特性に優れ、なかでも特に耐衝撃性に優れた成形体が得られる。
According to the method for producing a thermoplastic composition of the present invention, a thermoplastic composition excellent in injection moldability can be obtained while containing a large amount of kenaf material as 50 to 95% by mass. Furthermore, by using this thermoplastic composition, a molded article excellent in moldability and mechanical properties (especially impact resistance) can be obtained. In addition, it is an annual plant that grows very fast and contains a large amount of kenaf that has excellent carbon dioxide absorption, so it can contribute to reducing the amount of carbon dioxide in the atmosphere and effectively using forest resources.
It comprises a pelletizing process in which the mixture is pelletized by pressing without heating, and in the pelletizing process, a roller-type molding machine equipped with a die and a roller that rotates in contact with the die is used. In the case where the pellets are formed by extruding from the die, the pelletization can be performed without requiring heating for softening or melting the thermoplastic resin. For this reason, the thermal history with respect to a thermoplastic composition can be suppressed, and the outstanding mechanical characteristic can be expressed in the molded object obtained.
When the mixture obtained in the mixing process is solidified by removing heat, and then crushing the solidified mixture, and pelletizing the crushed mixture by the pelletizing process, the pellet productivity in the pelletizing process is improves. Furthermore, the reinforcement effect by mix | blending kenaf material in the molded object obtained can be acquired especially favorable.
When the thermoplastic resin is polypropylene and / or an ethylene / propylene copolymer, a thermoplastic composition having excellent environmental characteristics can be obtained, and high mechanical characteristics can be obtained.
According to the method for producing a molded article of the present invention, a molded article made of a thermoplastic composition containing a large amount of kenaf material as 50 to 95% by mass can be obtained by injection molding. Furthermore, a molded article having excellent moldability and mechanical properties, and particularly excellent impact resistance can be obtained.
以下、本発明について詳細に説明する。
［１］熱可塑性組成物の製造方法
本発明の熱可塑性組成物の製造方法は、ケナフ材料と熱可塑性樹脂とを含有し、該ケナフ材料及び該熱可塑性樹脂の合計を１００質量％とした場合に該ケナフ材料を５０〜９５質量％含有する熱可塑性組成物の製造方法であって、
回転軸の円周方向に複数の混合羽根が立設された混合具を備えた混合溶融装置を用いて、該混合羽根の回転による剪断力により、熱可塑性樹脂を溶融させながら、該熱可塑性樹脂と上記ケナフ材料とを混合して混合物を得る混合工程を備え、
上記混合工程では、上記回転軸の回転数を略一定に維持して混合を行うと共に該回転軸に生じる負荷の極大値を経由した後、該負荷が低下する間にも混合を継続し、該負荷の極大値における該混合物の温度よりも高い温度範囲で該混合物を上記混合溶融装置から排出する熱可塑性組成物の製造方法であって、
上記温度範囲は、上記ケナフ材料がケナフ繊維である場合には３〜２５℃であり、上記ケナフ材料がケナフコアである場合には３〜５０℃であることを特徴とする熱可塑性組成物の製造方法。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[1] Manufacturing method of thermoplastic composition The manufacturing method of the thermoplastic composition of the present invention includes a kenaf material and a thermoplastic resin, and the total of the kenaf material and the thermoplastic resin is 100% by mass. A method for producing a thermoplastic composition comprising 50 to 95% by mass of the kenaf material,
Using a mixing and melting apparatus provided with a mixing tool in which a plurality of mixing blades are erected in the circumferential direction of the rotation shaft, the thermoplastic resin is melted by a shearing force generated by the rotation of the mixing blade. And a mixing step of mixing the kenaf material to obtain a mixture,
In the mixing step, mixing is performed while maintaining the rotation speed of the rotating shaft substantially constant, and after passing through the maximum value of the load generated on the rotating shaft, mixing is continued while the load decreases, A method for producing a thermoplastic composition, wherein the mixture is discharged from the mixing and melting device in a temperature range higher than the temperature of the mixture at the maximum value of load,
The temperature range is 3 to 25 ° C. when the kenaf material is kenaf fiber, and 3 to 50 ° C. when the kenaf material is a kenaf core. Method.
上記「混合工程」は、混合溶融装置を用いて熱可塑性樹脂とケナフ材料とを混合して混合物を得る工程である。
上記「ケナフ材料」は、ケナフに由来する材料（ケナフそのもの及びケナフを加工して得られた材料を含む）である。本発明におけるケナフとは、木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等が含まれ、更に、通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が含まれる。このケナフは成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できる。
The “mixing step” is a step of obtaining a mixture by mixing a thermoplastic resin and a kenaf material using a mixing and melting apparatus.
The “kenaf material” is a material derived from kenaf (including kenaf itself and a material obtained by processing kenaf). The kenaf in the present invention is an early-growing annual grass having a woody stem and is a plant classified into the mallow family. Hibiscus cannabinus and hibiscus sabdariffa etc. in scientific names are included, and further, red, hemp, Cuban kenaf, western hemp, taikenaf, mesta, bimli, ambari and bombay hemp etc. are included in common names. This kenaf is an annual plant that grows very fast and has excellent carbon dioxide absorption, so it can contribute to reducing the amount of carbon dioxide in the atmosphere and effectively using forest resources.
上記ケナフ材料として用いる植物体（ケナフ）の部位は特に限定されず、非木質部、木質部、葉部、茎部及び根部等の植物体を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよく２ヶ所以上の異なる部位を併用してもよい。
更に、本発明の熱可塑性組成物内に含まれるケナフ材料（混合後のケナフ材料）の形状は特に限定されず、繊維状であってもよく、非繊維状（粉末状、破砕物状、チップ状及び不定形状等が含まれる）であってもよい。
The site | part of the plant body (kenaf) used as said kenaf material is not specifically limited, Any site | parts which comprise plant bodies, such as a non-wood part, a wood part, a leaf part, a stem part, and a root part, may be sufficient. Furthermore, only a specific part may be used and two or more different parts may be used in combination.
Furthermore, the shape of the kenaf material (the kenaf material after mixing) contained in the thermoplastic composition of the present invention is not particularly limited, and may be fibrous or non-fibrous (powder, crushed, chip) Shape, indefinite shape, etc.).
また、混合に用いるケナフ材料｛混合前のケナフ材料｝の形状は特に限定されず、繊維状及び非繊維状の形態が挙げられる。このうち繊維状のケナフ材料（以下、単に「ケナフ繊維」ともいう）は、ケナフから取り出された繊維であり、且つ長さ（繊維長）Ｌに対する径（繊維径）ｔの割合Ｌ／ｔが５．０〜２０，０００であるものをいう。このケナフ繊維において、上記繊維長Ｌは、通常、０．５〜３００ｍｍであり、上記繊維径ｔは、通常、０．０１〜１ｍｍである。この繊維長は、ＪＩＳ Ｌ１０１５における直接法と同様に、１本のケナフ繊維を伸張させずにまっすぐに伸ばし、置尺上で測定した値（Ｌ）である。一方、繊維径は、繊維長を測定した当該ケナフ繊維について、繊維の長さ方向の中央における繊維径を光学顕微鏡を用いて測定した値（ｔ）である。 Moreover, the shape of the kenaf material used for mixing {the kenaf material before mixing} is not particularly limited, and examples thereof include fibrous and non-fibrous forms. Of these, a fibrous kenaf material (hereinafter, also simply referred to as “kenaf fiber”) is a fiber taken out from kenaf, and a ratio L / t of a diameter (fiber diameter) t to a length (fiber length) L is L / t. The thing which is 5.0-20,000. In this kenaf fiber, the fiber length L is usually 0.5 to 300 mm, and the fiber diameter t is usually 0.01 to 1 mm. This fiber length is a value (L) measured on a measuring scale by stretching one kenaf fiber straight without stretching, as in the direct method in JIS L1015. On the other hand, a fiber diameter is the value (t) which measured the fiber diameter in the center of the fiber length direction using the optical microscope about the said kenaf fiber which measured fiber length.
更に、ケナフ繊維の平均繊維長及び平均繊維径等は特に限定されないが、平均繊維長は、２０ｍｍ以下が好ましい。平均繊維長が２０ｍｍ以下のケナフ繊維を用いることで、ケナフ繊維を用いることによる前記効果をよりよく得ることができる。この平均繊維長は１〜１５ｍｍがより好ましく、１．５〜１０ｍｍが更に好ましく、２〜７ｍｍが特に好ましい。この平均繊維長は、ＪＩＳ Ｌ１０１５に準拠して、直接法にて無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、伸張させずにまっすぐに伸ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。 Furthermore, the average fiber length and average fiber diameter of the kenaf fiber are not particularly limited, but the average fiber length is preferably 20 mm or less. By using a kenaf fiber having an average fiber length of 20 mm or less, the above-described effect by using the kenaf fiber can be better obtained. The average fiber length is more preferably 1 to 15 mm, further preferably 1.5 to 10 mm, and particularly preferably 2 to 7 mm. This average fiber length is determined according to JIS L1015 by taking out single fibers one at a time by the direct method, stretching straight without stretching, and measuring the fiber length on a measuring scale. It is the measured average value.
一方、上記平均繊維径は、０．２ｍｍ以下が好ましい。平均繊維径が０．２ｍｍ以下のケナフ繊維を用いることで、ケナフ繊維を用いることによる前記効果をよりよく得ることができる。この平均繊維径は０．０１〜０．１５ｍｍがより好ましく、０．０１〜０．１ｍｍが特に好ましい。この平均繊維径は、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央における繊維径を光学顕微鏡を用いて実測し、合計２００本について測定した平均値である。 On the other hand, the average fiber diameter is preferably 0.2 mm or less. By using a kenaf fiber having an average fiber diameter of 0.2 mm or less, the above-described effect by using the kenaf fiber can be better obtained. The average fiber diameter is more preferably 0.01 to 0.15 mm, and particularly preferably 0.01 to 0.1 mm. This average fiber diameter is an average value measured for a total of 200 fibers by taking out single fibers at random and measuring the fiber diameter at the center in the length direction of the fibers using an optical microscope.
また、ケナフ材料のうち、上記非繊維状のケナフ材料（以下、単に「非繊維状ケナフ」ともいう）は、植物体から取り出された上記繊維状には含まれない形態のケナフ材料である。即ち、例えば、非繊維状としては、粉末状（粒状及び球状等を含む）、チップ状（板状及び薄片状等を含む）及び不定形状（粉砕物状等を含む）などの形態が含まれる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。 Among the kenaf materials, the non-fibrous kenaf material (hereinafter also simply referred to as “non-fibrous kenaf”) is a kenaf material in a form not included in the fibrous form taken out from the plant body. That is, for example, non-fibrous forms include powder forms (including granular and spherical shapes), chip shapes (including plate shapes and flake shapes), and irregular shapes (including pulverized material shapes). . These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
この非繊維状ケナフ材料の大きさは特に限定されないが、例えば、最大長さ（粒状の場合は最大粒径）は２０ｍｍ以下（通常０．１ｍｍ以上、更には０．３〜２０ｍｍ、より更には０．３〜１５ｍｍ、特に０．５〜１０ｍｍ）とすることが好ましい。
更に、その形状が粉末状である場合には、平均粒径は５．０ｍｍ以下（通常０．１ｍｍ以上、更には０．２〜５．０ｍｍ、より更には０．３〜４．０ｍｍ、特に０．３〜３．０ｍｍ、とりわけ０．５〜２．０ｍｍ）とすることが好ましい。尚、平均粒径とは、粒度分布測定装置によって測定された粒度分布におけるＤ５０の値である。
尚、本方法により得られる熱可塑性組成物では、上記混合前のケナフ材料の形状及び大きさは、熱可塑性樹脂組成物内でそのまま維持されてもよく、維持されなくてもよい。維持されない場合としては、混合時に更に細かく粉砕されて熱可塑性組成物内に含まれる場合が挙げられる。
The size of the non-fibrous kenaf material is not particularly limited. For example, the maximum length (in the case of granular material, the maximum particle size) is 20 mm or less (usually 0.1 mm or more, more preferably 0.3 to 20 mm, and even more). 0.3 to 15 mm, particularly 0.5 to 10 mm) is preferable.
Furthermore, when the shape is powdery, the average particle diameter is 5.0 mm or less (usually 0.1 mm or more, more preferably 0.2 to 5.0 mm, even more preferably 0.3 to 4.0 mm, particularly 0.3 to 3.0 mm, particularly 0.5 to 2.0 mm) is preferable. The average particle size is a value of D50 in the particle size distribution measured by a particle size distribution measuring device.
In the thermoplastic composition obtained by this method, the shape and size of the kenaf material before mixing may or may not be maintained as it is in the thermoplastic resin composition. The case where it is not maintained includes a case where it is further finely pulverized during mixing and contained in the thermoplastic composition.
また、ケナフ材料のうち非繊維状のものとしてはケナフコアが挙げられる。ケナフコアにはケナフの芯材部分そのもの、及びこれを加工（破砕・粉砕等）したものが含まれる。
ケナフは靭皮と称される外層部分とコアと称される芯材部分とからなるが、このうち靭皮は、強靱な繊維を有するために利用価値が高い（即ち、ケナフ繊維として繊維化できる）のに対して、コアはケナフ全体の６０体積％程をも占めるにも関わらず、繊維化にすることができない。更に、見掛け比重が小さく嵩高いために取扱い性が悪く、樹脂等との混練が難しく、コアは廃棄又は燃料化されることが多い。しかし、本方法によれば、ケナフコアを利用することができる。
Moreover, a kenaf core is mentioned as a non-fibrous thing among kenaf materials. The kenaf core includes a kenaf core part itself and a processed (crushed or pulverized) part of the kenaf core.
Kenaf consists of an outer layer part called bast and a core part called core. Among these, bast has high utility value because it has tough fibers (that is, it can be fiberized as kenaf fibers). On the other hand, the core cannot be made into a fiber even though it accounts for about 60% by volume of the entire kenaf. Furthermore, since the apparent specific gravity is small and bulky, handling is poor, kneading with a resin or the like is difficult, and the core is often discarded or made into fuel. However, according to this method, a kenaf core can be used.
上記「熱可塑性樹脂」は、熱可塑性を有する樹脂である。熱可塑性樹脂としては、特に限定されず種々のものを用いることができる。この熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエステル樹脂｛（ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂）、（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及びポリトリメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂）｝、ポリスチレン、アクリル樹脂（メタクリレート及び／又はアクリレート等を用いて得られた樹脂）、ポリアミド樹脂（ナイロン等）、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。 The “thermoplastic resin” is a resin having thermoplasticity. The thermoplastic resin is not particularly limited, and various types can be used. Examples of the thermoplastic resin include polyolefin (polypropylene, polyethylene, etc.), polyester resin {(aliphatic polyester resin such as polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate), (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, etc. Aromatic polyester resin)}, polystyrene, acrylic resin (resin obtained using methacrylate and / or acrylate, etc.), polyamide resin (nylon etc.), polycarbonate resin, polyacetal resin, ABS resin and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
更に、上記ポリエステル樹脂のなかでは、生分解性を有するポリエステル樹脂（以下、単に「生分解性樹脂」ともいう）が好ましい。生分解性樹脂としては、（１）乳酸、リンゴ酸、グルコース酸及び３−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体、並びに、これらのヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種を用いた共重合体、などのヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル、（２）ポリカプロラクトン、及び、上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種とカプロラクトンとの共重合体、などのカプロラクトン系脂肪族ポリエステル、（３）ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート及びポリブチレンアジペート、などの二塩基酸ポリエステル、等が挙げられる。
これらのなかでは、ポリ乳酸、乳酸と乳酸を除く他の上記ヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリカプロラクトン、及び上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種とカプロラクトンとの共重合体が好ましく、特にポリ乳酸が好ましい。これらの生分解性樹脂は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。尚、上記乳酸にはＬ−乳酸及びＤ−乳酸を含むものとし、これらの乳酸は単独で用いてもよく、併用してもよい。
Further, among the polyester resins, polyester resins having biodegradability (hereinafter, also simply referred to as “biodegradable resins”) are preferable. Biodegradable resins include (1) homopolymers of hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, malic acid, glucose acid and 3-hydroxybutyric acid, and co-polymerization using at least one of these hydroxycarboxylic acids Caprolactone-based aliphatic polyesters, such as hydroxycarboxylic acid-based aliphatic polyesters, (2) polycaprolactone, and copolymers of at least one of the above hydroxycarboxylic acids with caprolactone, (3) poly And dibasic acid polyesters such as butylene succinate, polyethylene succinate and polybutylene adipate.
Among these, polylactic acid, a copolymer of lactic acid and other hydroxycarboxylic acid excluding lactic acid, polycaprolactone, and a copolymer of caprolactone with at least one of the hydroxycarboxylic acids are particularly preferable. Polylactic acid is preferred. These biodegradable resins may be used alone or in combination of two or more. The lactic acid includes L-lactic acid and D-lactic acid, and these lactic acids may be used alone or in combination.
更に、熱可塑性樹脂として、単独で又は他の熱可塑性樹脂と併用して、熱可塑性エラストマーを用いることができる。熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が例示される。これらの中ではオレフィン系熱可塑性エラストマー及びスチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。 Further, as the thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer can be used alone or in combination with another thermoplastic resin. Examples of the thermoplastic elastomer include olefin thermoplastic elastomer, styrene thermoplastic elastomer, urethane elastomer, polyester elastomer, polyamide elastomer and the like. Of these, olefin-based thermoplastic elastomers and styrene-based thermoplastic elastomers are preferred.
オレフィン系熱可塑性エラストマーの形態は特に限定されないが、オレフィン系樹脂成分（ハードセグメントとして機能）とゴム成分（ソフトセグメントとして機能）とを含み、ゴム成分がオレフィン系樹脂成分内に分散されてなるものが好ましい。
このうち、オレフィン系樹脂成分は、オレフィンを主成分とする樹脂であること以外特に限定されない。このオレフィン系樹脂成分としては、オレフィンの単独重合体、オレフィンを含む共重合体（オレフィン共重合体を構成する構成単位全体を１００モル％とした場合に７０モル％以上のオレフィンに由来する構成単位を有する共重合体）が挙げられる。前者（オレフィンの単独重合体）としては、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン・プロピレン共重合体（エチレン・プロピレンランダム共重合体など）等が挙げられる。一方、後者（オレフィンを含む共重合体）としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体及びエチレン・アクリル酸アルキル共重合体等が挙げられる。これらのオレフィン系樹脂成分は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
また、上記ゴム成分の組成は特に限定されず、種々のゴム成分を用いることができる。即ち、例えば、オレフィン系ゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ等）、スチレン系ゴム、ウレタン系ゴム、アクリル系ゴム等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。これらのゴム成分のなかでは、オレフィン系ゴム及びスチレン系ゴムが好ましい。
The form of the olefinic thermoplastic elastomer is not particularly limited, but includes an olefinic resin component (functioning as a hard segment) and a rubber component (functioning as a soft segment), and the rubber component is dispersed in the olefinic resin component Is preferred.
Among these, the olefin resin component is not particularly limited except that it is a resin mainly composed of olefin. Examples of the olefin resin component include olefin homopolymers, copolymers containing olefins (constituent units derived from 70 mol% or more of olefins when the total constituent units constituting the olefin copolymer are 100 mol%) Copolymer). Examples of the former (olefin homopolymer) include polyethylene, polypropylene, and ethylene / propylene copolymers (such as ethylene / propylene random copolymers). On the other hand, examples of the latter (an olefin-containing copolymer) include an ethylene / vinyl acetate copolymer and an ethylene / alkyl acrylate copolymer. These olefin resin components may be used alone or in combination of two or more.
The composition of the rubber component is not particularly limited, and various rubber components can be used. That is, for example, olefin rubber (EPR, EPDM, etc.), styrene rubber, urethane rubber, acrylic rubber and the like can be mentioned. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among these rubber components, olefin rubber and styrene rubber are preferable.
また、スチレン系熱可塑性エラストマーは、芳香族ビニル化合物｛スチレン、アルキル置換スチレン（α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン等）、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等｝に由来する構成単位を含む共重合体であり、通常、この芳香族ビニル化合物に由来する構成単位｛通常、全構成単位中に５モル％（通常５０モル％以下）を越えて含有｝は、芳香族ビニル重合体ブロックとして含有されてハードセグメントとして機能する。スチレン系熱可塑性エラストマーは水素添加されていてもよく、水素添加されていなくてもよいが、水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。また、上記芳香族ビニル重合体ブロック以外の重合体部分は、通常、共役ジエン（ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン等）を用いて形成される。 Styrenic thermoplastic elastomers include aromatic vinyl compounds {styrene, alkyl-substituted styrene (α-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 1,3-dimethylstyrene, etc.), vinyl It is a copolymer containing structural units derived from naphthalene, vinyl anthracene, etc.}, and is usually derived from this aromatic vinyl compound {usually 5 mol% (usually 50 mol% or less) in all structural units]. Contains over} is contained as an aromatic vinyl polymer block and functions as a hard segment. The styrene thermoplastic elastomer may be hydrogenated or not hydrogenated, but a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is preferable. The polymer portion other than the aromatic vinyl polymer block is usually formed using a conjugated diene (butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, etc.). .
このスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、水素添加型スチレン・ブタジエンランダム共重合体（ＨＳＢＲ）、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ，水素添加型スチレン・ブタジエンブロック共重合体）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ，水素添加型スチレン・イソプレンブロック共重合体）、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）等が挙げられる。 Examples of the styrenic thermoplastic elastomer include hydrogenated styrene / butadiene random copolymer (HSBR), styrene / ethylene / butylene / styrene block copolymer (SEBS, hydrogenated styrene / butadiene block copolymer), and styrene.・ Ethylene / propylene / styrene block copolymer (SEPS, hydrogenated styrene / isoprene block copolymer), styrene / butadiene / styrene block copolymer (SBS), styrene / isoprene / styrene block copolymer (SIS) Etc.
上記各種の熱可塑性樹脂のなかでは、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂及びポリエステル樹脂のうちのポリ乳酸を含む他の樹脂との混合樹脂｛ポリ乳酸アロイ（ポリスチレン、ＡＢＳ、ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン及びポリブチレンサクシネートのうちの少なくとも１種とポリ乳酸との混合樹脂等）｝のうちの少なくとも１種であることが好ましい。更にこのなかでもポリオレフィンが好ましく、特にポリプロピレン（単独重合体）、ポリプロピレンを含むポリオレフィンの混合樹脂、及びプロピレンに由来する構成単位を含むオレフィン共重合樹脂のうちの少なくともいずれかの樹脂が好ましい。このうちポリプロピレンを含むポリオレフィンの混合樹脂としては、ポリプロピレンとポリエチレンとの混合樹脂が挙げられる。更に、プロピレンに由来する構成単位を含むオレフィン共重合樹脂としては、エチレン・プロピレン共重合体（ランダム共重合体及びブロック共重合体を含む）が挙げられる。これらのポリオレフィンは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。これらのなかでは、ポリプロピレン（単独重合体）及び／又はエチレン・プロピレン共重合体が特に好ましい。 Among the above-mentioned various thermoplastic resins, polyolefins, polyester resins, and mixed resins with other resins including polylactic acid among polyester resins {polylactic acid alloy (polystyrene, ABS, nylon, polycarbonate, polypropylene, and polybutylene succinate) At least one of them and a mixed resin of polylactic acid, etc.)}. Of these, polyolefin is preferred, and at least one of polypropylene (homopolymer), a mixed resin of polyolefin containing polypropylene, and an olefin copolymer resin containing a structural unit derived from propylene is particularly preferred. Among these, the mixed resin of polyolefin containing polypropylene includes a mixed resin of polypropylene and polyethylene. Furthermore, examples of the olefin copolymer resin containing a structural unit derived from propylene include an ethylene / propylene copolymer (including a random copolymer and a block copolymer). These polyolefins may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among these, polypropylene (homopolymer) and / or ethylene / propylene copolymer are particularly preferable.
更に、混合工程では、上記熱可塑性樹脂の一部に酸変性された熱可塑性樹脂を用いることができる。即ち、上記各酸変性されていない熱可塑性樹脂（非酸変性熱可塑性樹脂）と、酸変性熱可塑性樹脂とを併用することができる。
酸変性熱可塑性樹脂は、酸基を有する熱可塑性樹脂である。この酸変性熱可塑性樹脂としては、熱可塑性樹脂に酸基を導入したものが挙げられる（尚、以下では酸基が導入されていない状態の重合体を「ベースポリマー」ともいう）。このベースポリマーとしては、前記熱可塑性樹脂として挙げた各種熱可塑性樹脂のうちの１種又は２種以上を用いることができる。これらのなかでは前記非酸変性熱可塑性樹脂と同様にポリオレフィンが好ましい。
Further, in the mixing step, an acid-modified thermoplastic resin can be used as a part of the thermoplastic resin. That is, the above-mentioned acid-modified thermoplastic resins (non-acid-modified thermoplastic resins) and acid-modified thermoplastic resins can be used in combination.
The acid-modified thermoplastic resin is a thermoplastic resin having an acid group. Examples of the acid-modified thermoplastic resin include those obtained by introducing an acid group into a thermoplastic resin (hereinafter, a polymer in which no acid group is introduced is also referred to as “base polymer”). As this base polymer, 1 type (s) or 2 or more types of various thermoplastic resins mentioned as said thermoplastic resin can be used. Among these, polyolefin is preferable like the non-acid-modified thermoplastic resin.
更に、上記ベースポリマーは、非酸変性熱可塑性樹脂と同質であることが好ましい。この「同質」とは、［ｉ］同じ種類の熱可塑性樹脂であって、構成単位（単量体単位）が同じであること、［ｉｉ］同じ種類の熱可塑性樹脂であって、構成単位が異なること、又は、［ｉｉｉ］同じ又は異なる種類の熱可塑性樹脂であって、同じ構成単位を少なくとも１種有し且つ互いに相溶性を有する熱可塑性樹脂であること、を意味する。「同じ種類の熱可塑性樹脂」とは、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等の分類において共通することを意味する。 Furthermore, the base polymer is preferably the same quality as the non-acid-modified thermoplastic resin. This “homogeneous” means [i] the same type of thermoplastic resin and the same structural unit (monomer unit), and [ii] the same type of thermoplastic resin, the structural unit being It means different, or [iii] the same or different types of thermoplastic resins, which are at least one kind of the same structural unit and are compatible with each other. “The same kind of thermoplastic resin” means common in the classification of polyolefin, polyester resin, acrylic resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, and the like.
上記［ｉ］としては、同一の単独重合体又は共重合体であって、分子量、粘度等の化学的性質又は物理的性質が異なる場合が挙げられる。このうち共重合体である例としては、共通する２以上の構成単位を有し、その割合が異なる場合が挙げられる。上記［ｉｉ］としては、一方がポリエチレンであり、他方がポリプロピレンである場合等が挙げられる。上記［ｉｉｉ］の例としては、一方がポリエチレンであり、他方がエチレン・プロピレン共重合体である場合等が挙げられる。上記［ｉｉ］及び［ｉｉｉ］において、熱可塑性樹脂（Ｂ）及びベースポリマーの各々の構成単位全体の５０モル％以上を占める主構成単位は同じであることが好ましい。 As said [i], it is the same homopolymer or copolymer, Comprising: The chemical properties or physical properties, such as molecular weight and a viscosity, differ. Of these, examples of the copolymer include a case in which two or more common structural units are present and the proportions thereof are different. Examples of [ii] include a case where one is polyethylene and the other is polypropylene. Examples of the above [iii] include a case where one is polyethylene and the other is an ethylene / propylene copolymer. In said [ii] and [iii], it is preferable that the main structural unit which occupies 50 mol% or more of each structural unit of a thermoplastic resin (B) and a base polymer is the same.
また、酸変性熱可塑性樹脂を形成する酸基の種類は特に限定されないが、通常、無水カルボン酸残基（−ＣＯ−Ｏ−ＯＣ−）及び／又はカルボン酸残基（−ＣＯＯＨ）である。この酸基は共重合段階で導入されたものであってもよく、グラフト導入されたものであってもよい。また、酸基はどのような化合物により導入されたものであってもよく、その化合物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリル酸、及びメタクリル酸等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのなかでは、無水マレイン酸及び無水イタコン酸が好ましく、無水マレイン酸が特に好ましい。 The type of acid group forming the acid-modified thermoplastic resin is not particularly limited, but is usually a carboxylic anhydride residue (—CO—O—OC—) and / or a carboxylic acid residue (—COOH). This acid group may be introduced at the copolymerization stage or may be grafted. The acid group may be introduced by any compound, and examples of the compound include maleic anhydride, itaconic anhydride, succinic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, maleic acid, itaconic acid. , Fumaric acid, acrylic acid, and methacrylic acid. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Of these, maleic anhydride and itaconic anhydride are preferred, and maleic anhydride is particularly preferred.
酸変性熱可塑性樹脂に導入される酸基の量は特に限定されないものの、酸価において５以上であることが好ましい。これにより、酸変性熱可塑性樹脂の添加量を抑制しつつ高い添加効果を得ることができるからである。この酸価は、１０〜８０がより好ましく、１５〜７０が更に好ましく、２０〜６０が特に好ましい。尚、この酸価はＪＩＳ Ｋ００７０によるものである。更に、その重量平均分子量は１０，０００〜２００，０００であることが好ましい。これにより熱可塑性樹脂組成物全体への性状変化を抑制しつつ、高い添加効果が得られ、更に優れた耐衝撃性を付与できる。この重量平均分子量は、１５，０００〜１５０，０００がより好ましく、２５，０００〜１２０，０００が更に好ましく、３５，０００〜１００，０００が特に好ましい。尚、この重量平均分子量はＧＰＣ法によるものである。 Although the amount of acid groups introduced into the acid-modified thermoplastic resin is not particularly limited, the acid value is preferably 5 or more. This is because a high addition effect can be obtained while suppressing the addition amount of the acid-modified thermoplastic resin. As for this acid value, 10-80 are more preferable, 15-70 are still more preferable, and 20-60 are especially preferable. This acid value is according to JIS K0070. Furthermore, the weight average molecular weight is preferably 10,000 to 200,000. Thereby, while suppressing the property change to the whole thermoplastic resin composition, the high addition effect is acquired and the further outstanding impact resistance can be provided. The weight average molecular weight is more preferably 15,000 to 150,000, still more preferably 25,000 to 120,000, and particularly preferably 35,000 to 100,000. The weight average molecular weight is based on the GPC method.
上記混合工程で混合するケナフ材料と熱可塑性樹脂との量比は、得られる混合物内においてケナフ材料の割合が５０〜９５質量％となるものであればよいが、５０〜９０質量％が好ましく、５１〜８５質量％がより好ましく、５２〜８０質量％が更に好ましく、５３〜７５質量％特に好ましい。上記範囲では本発明の方法による成形性向上及び耐衝撃性向上の各効果を特に得易い。 The amount ratio of the kenaf material and the thermoplastic resin to be mixed in the mixing step is not particularly limited as long as the ratio of the kenaf material is 50 to 95% by mass in the obtained mixture, but is preferably 50 to 90% by mass, 51-85 mass% is more preferable, 52-80 mass% is still more preferable, 53-75 mass% is especially preferable. Within the above range, it is particularly easy to obtain the effects of improving the formability and impact resistance by the method of the present invention.
上記「混合溶融装置」は、回転軸の円周方向に複数の混合羽根が立設された混合具を備えた装置であり、この混合溶融装置の混合羽根の回転による剪断力により、熱可塑性樹脂を溶融させながら、熱可塑性樹脂とケナフ材料とを混合して混合物を得ることができる装置である。更に、この混合溶融装置は、通常、上記混合を行うための混合室を備える。そして、上記混合具はこの混合室内に少なくとも混合羽根が配置される。更に、前述のように、回転軸に生じる負荷を測定するためにこの負荷を測定できる負荷測定手段を備える。この負荷測定手段は、回転軸に生じる負荷を直接測定できるように、混合溶融装置自体に付設することができる。更に、通常、回転軸を駆動するために備えられている駆動源（モーター等）に負荷測定手段を付設し、駆動源の負荷を測定することによって間接的に回転軸の負荷が測定されるようであってもよい。
このような混合溶融装置としては、特に下記混合溶融装置が好ましい。
The “mixing and melting apparatus” is an apparatus including a mixing tool in which a plurality of mixing blades are provided upright in the circumferential direction of the rotation shaft, and a thermoplastic resin is obtained by shearing force generated by the rotation of the mixing blades of the mixing and melting device. It is an apparatus which can mix a thermoplastic resin and a kenaf material and can obtain a mixture, making it melt. Further, this mixing and melting apparatus usually includes a mixing chamber for performing the above mixing. The mixing tool has at least a mixing blade disposed in the mixing chamber. Further, as described above, load measuring means capable of measuring the load to measure the load generated on the rotating shaft is provided. This load measuring means can be attached to the mixing and melting apparatus itself so that the load generated on the rotating shaft can be directly measured. In addition, load measuring means is usually attached to a drive source (such as a motor) provided to drive the rotating shaft, and the load on the rotating shaft is indirectly measured by measuring the load of the driving source. It may be.
As such a mixing and melting apparatus, the following mixing and melting apparatus is particularly preferable.
この混合溶融装置｛以下、図１、図４（図４は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレット図１を引用）及び図５（図５は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレット図２を引用）参照｝としては、国際公開０４／０７６０４４号パンフレットに記載の混合溶融装置１が好ましい。即ち、混合溶融装置１は、材料供給室１３と、該材料供給室１３に連接された混合室３と、該材料供給室１３と該混合室３とを貫通して回転自在に設けられた回転軸５と、該材料供給室１３内の該回転軸５に配設され且つ該材料供給室１３に供給された混合材料（ケナフ材料等）を該混合室３へ搬送するらせん状羽根１２と、該混合室３内の該回転軸５に配設され且つ該混合材料を混合する混合羽根１０ａ〜１０ｆと、を備える混合溶融装置が好ましい。
更に、この混合溶融装置には、上記回転軸５を回転させるための駆動源（モーター等）８が付設されており、駆動源８はプーリー６及びＶベルト７を介して回転連絡されていることが好ましい。また、この駆動源８には負荷測定手段２１が付設されていることが好ましい。更に、この負荷測定手段２１は、駆動源８に電気的に接続されて、駆動源８の主軸に作用される負荷（トルク）を測定できるものであることが好ましい。
1 and FIG. 4 (FIG. 4 refers to FIG. 1 of the pamphlet of International Publication No. 04/076044 obtained from the Patent Electronic Library of the JPO) and FIG. 5 (FIG. 5 shows the patent of the JPO. As the reference}, reference is made to the International Publication No. 04/076044 pamphlet obtained from the electronic library), and the mixing and
Further, the mixing and melting apparatus is provided with a drive source (motor or the like) 8 for rotating the rotary shaft 5, and the drive source 8 is in rotation communication via a pulley 6 and a V belt 7. Is preferred. The drive source 8 is preferably provided with load measuring means 21. Furthermore, the load measuring means 21 is preferably electrically connected to the drive source 8 and capable of measuring a load (torque) acting on the main shaft of the drive source 8.
上記混合溶融装置では、混合材料を混合溶融装置１（材料供給室１３）へ投入し、混合溶融装置１の混合羽根１０ａ〜１０ｆを回転させることで、混合羽根により生じる剪断力や、ケナフ材料及び熱可塑性樹脂が共に混合室３の内壁へ向かって押し付けるように打撃し且つ押し進められ、材料同士の衝突するエネルギー（熱量）により短時間で熱可塑性樹脂が軟化され、更には溶融され、ケナフ材料と混合され、更には混練される。また、得られる熱可塑性組成物には射出成形が可能な優れた流動性が発現される。
In the mixing and melting apparatus, the mixed material is charged into the mixing and melting apparatus 1 (material supply chamber 13), and the mixing blades 10a to 10f of the mixing and
上記混合羽根１０ａ〜１０ｆは、上記回転軸５の円周方向の一定角度間隔の部位における軸方向において対向すると共に、回転方向において互いの対向間隔が狭まるような取付け角で該回転軸５に配設された少なくとも２枚の混合羽根（１０ａ〜１０ｆ）によって構成され、該混合羽根１０ａ〜１０ｆの該回転軸５に対する取付け角は、該回転軸５に取り付けられる該混合羽根１０ａ〜１０ｆの根元部から半径方向外方の先端部まで同一であることが好ましく、更には、上記混合羽根１０ａ〜１０ｆが矩形板状をなすことが好ましい。
また、上記混合室３は、該混合室３を構成する壁に冷却媒体を循環させることができる混合室冷却手段を備えることがより更に好ましい。この構成により、混合室３内の過度な温度上昇を抑制でき、熱可塑性樹脂の分解及び熱劣化を抑制（更には防止）できる。
The mixing blades 10a to 10f are arranged on the rotating shaft 5 at an attachment angle so as to oppose each other in the axial direction at a portion of the rotating shaft 5 at a constant angular interval in the circumferential direction and to reduce the facing interval in the rotating direction. It is constituted by at least two mixing blades (10a to 10f) provided, and the mounting angle of the mixing blades 10a to 10f with respect to the rotary shaft 5 is the root portion of the mixing blades 10a to 10f attached to the rotary shaft 5 To the radially outer tip, and preferably, the mixing blades 10a to 10f have a rectangular plate shape.
The mixing chamber 3 is more preferably provided with a mixing chamber cooling means that can circulate a cooling medium through the walls constituting the mixing chamber 3. With this configuration, an excessive temperature rise in the mixing chamber 3 can be suppressed, and decomposition and thermal deterioration of the thermoplastic resin can be suppressed (and further prevented).
そして、本発明の製造方法における混合工程は、上記混合溶融装置の回転軸の回転数を略一定に維持して混合を行うと共に、回転軸（図１、図４及び図５の符号５）に生じる負荷の極大値を経由した後、負荷が低下する間にも混合を継続し、負荷の極大値における混合物の温度よりも高い温度範囲で混合物を混合溶融装置から排出する工程である。 And the mixing process in the manufacturing method of the present invention performs mixing while maintaining the rotation speed of the rotating shaft of the mixing and melting apparatus substantially constant, and at the rotating shaft (reference numeral 5 in FIGS. 1, 4 and 5). After passing through the maximum value of the generated load, mixing is continued while the load decreases, and the mixture is discharged from the mixing and melting apparatus in a temperature range higher than the temperature of the mixture at the maximum value of the load.
上記回転数は、略一定であればよく、その回転数自体は特に限定されず、混合羽根の大きさ及び混合物の性質等により適宜のものとすることができる。この略一定とは、回転数の変動率が７％以下（０％を含む）であることを意味する。この変動率は４％以下（０％を含む）であることが好ましい。また、具体的な回転数としては、例えば、混合羽根の直径が２０〜３０ｃｍである場合には、１０００〜２５００ｒｐｍとすることが好ましく、１６５０〜２０５０ｒｐｍとすることがより好ましい。
尚、回転数の変動率が７％以下とは、設定した回転数に到達してから回転軸を停止するための指令を出すまでの間における平均回転数をＲＡとし、その間の最大回転数をＲＸとし、その間の最小回転数をＲＹとした場合に、｜ＲＸ−ＲＡ｜／ＲＡ≦０．０７であり、且つ、｜ＲＹ−ＲＡ｜／ＲＡ≦０．０７であることを意味する。
The number of rotations only needs to be substantially constant, and the number of rotations itself is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the size of the mixing blade, the property of the mixture, and the like. This substantially constant means that the fluctuation rate of the rotational speed is 7% or less (including 0%). This variation rate is preferably 4% or less (including 0%). Moreover, as a specific rotation speed, for example, when the diameter of the mixing blade is 20 to 30 cm, it is preferably 1000 to 2500 rpm, and more preferably 1650 to 2050 rpm.
The rotational speed fluctuation rate of 7% or less means that the average rotational speed from when the set rotational speed is reached to when the command for stopping the rotary shaft is issued is RA, and the maximum rotational speed during that time Is R X, and the minimum rotational speed is R Y , then | R X −R A | / R A ≦ 0.07 and | R Y −R A | / R A ≦ 0. Means 07.
更に、上記ケナフ材料がケナフ繊維である場合、上記温度範囲（混合溶融装置から排出した時の混合物の温度をＴＯとし、混合中に混合溶融装置において最大負荷を生じた時の混合物の温度をＴＭとした場合に、温度範囲Ｔδ＝ＴＯ−ＴＭである）は３〜２５℃である。ケナフ繊維においては、Ｔδが３〜２５℃の範囲で混合溶融装置から排出することによって、得られる熱可塑性組成物に優れた流動性が発現されて射出成形性に優れた熱可塑性組成物となる。特に回転軸に生じる負荷の極大値において混合物を排出した場合に比べて高い流動性が得られる。更に加えて、Ｔδが３〜２５℃の範囲で混合溶融装置から排出することによって、得られた熱可塑性組成物を用いた成形体では曲げ弾性率は維持されながら耐衝撃性が向上される。特に回転軸に生じる負荷の極大値において混合物を排出した場合に比べて高いシャルピー衝撃強度が得られる。
Furthermore, when the kenaf material is kenaf fiber, the temperature range (the temperature of the mixture when discharged from the mixing and melting apparatus is
更に、ケナフ繊維を用いる場合、上記温度範囲は３〜２５℃であればよいが、４〜２３℃がより好ましく、５〜２０℃が更に好ましい。これら好ましい範囲においてはとりわけ優れた耐衝撃性を得ることができる。また、特に混合溶融装置から排出した時の混合物の温度ＴＯは特に限定されないものの、例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン及び／又はエチレン・プロピレン共重合体を用いる場合には、２１５〜２４５℃であることが好ましく、２２０〜２４０℃であることがより好ましく、２２２〜２４０℃であることが更に好ましい。これら好ましい範囲においてはとりわけ優れた耐衝撃性を得ることができる。また、このような温度範囲となるのは、混合羽根の直径が２０〜３０ｃｍである場合には、回転軸に生じる負荷の極大値に到達した時点から、例えば、２〜７０秒の間混合を継続することによって得ることができる。この混合継続時間は３〜６５秒とすることがより好ましい。 Furthermore, when using a kenaf fiber, the said temperature range should just be 3-25 degreeC, However, 4-23 degreeC is more preferable, and 5-20 degreeC is still more preferable. In these preferred ranges, particularly excellent impact resistance can be obtained. Further, the temperature T O of the mixture when discharged from the mixing and melting apparatus is not particularly limited, but is, for example, 215 to 245 ° C. when polypropylene and / or ethylene / propylene copolymer is used as the thermoplastic resin. It is preferable that it is 220-240 degreeC, and it is still more preferable that it is 222-240 degreeC. In these preferred ranges, particularly excellent impact resistance can be obtained. In addition, when the diameter of the mixing blade is 20 to 30 cm, the temperature range is such that, for example, mixing is performed for 2 to 70 seconds from the time when the maximum load generated on the rotating shaft is reached. It can be obtained by continuing. The mixing duration is more preferably 3 to 65 seconds.
また、上記ケナフ材料がケナフコアである場合、上記温度範囲は３〜５０℃である。ケナフコアにおいては、Ｔδが３〜５０℃の温度範囲で排出することによって、上記ケナフ繊維における場合と同様の効果が得られる。更に、ケナフコアでは、上記温度範囲は３〜５０℃であればよいが、４〜５０℃がより好ましく、１０〜４５℃が更に好ましい。これら好ましい範囲においてはとりわけ優れた耐衝撃性を得ることができる。また、ＴＯは特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン及び／又はエチレン・プロピレン共重合体を用いる場合には、２１５〜２８５℃であることが好ましく、２２７〜２８０℃であることがより好ましく、２３５〜２７０℃であることが更に好ましい。これら好ましい範囲においてはとりわけ優れた耐衝撃性を得ることができる。また、このような温度範囲となるのは、混合羽根の直径が２０〜３０ｃｍである場合には、回転軸に生じる負荷の極大値に到達した時点から、例えば、２〜２０秒の間混合を継続することによって得ることができる。この混合継続時間は３〜１７秒とすることがより好ましい。 Moreover, when the said kenaf material is a kenaf core, the said temperature range is 3-50 degreeC. In the kenaf core, the same effect as in the case of the kenaf fiber can be obtained by discharging the T δ within a temperature range of 3 to 50 ° C. Furthermore, in the kenaf core, the temperature range may be 3 to 50 ° C, more preferably 4 to 50 ° C, and still more preferably 10 to 45 ° C. In these preferred ranges, particularly excellent impact resistance can be obtained. T O is not particularly limited. For example, when polypropylene and / or ethylene / propylene copolymer is used as the thermoplastic resin, it is preferably 215 to 285 ° C., and preferably 227 to 280 ° C. More preferably, it is 235-270 degreeC. In these preferred ranges, particularly excellent impact resistance can be obtained. In addition, when the diameter of the mixing blade is 20 to 30 cm, the temperature range is such that, for example, mixing is performed for 2 to 20 seconds from the time when the maximum value of the load generated on the rotating shaft is reached. It can be obtained by continuing. This mixing duration is more preferably 3 to 17 seconds.
本発明の方法におけるその他の混合条件は特に限定されないが、例えば、混合室外壁の温度を２００℃以下（より好ましくは１５０℃以下、更に好ましくは１２０℃以下）に制御することが好ましく、更には、５０℃以上（より好ましくは６０℃以上、更に好ましくは８０℃以上）に制御することが好ましい。また、この温度は１０分以内（より好ましくは５分以内）に到達させることが好ましい。更に、上記温度範囲とするのは１５分以内（より好ましくは１０分以内）とすることが好ましい。短時間で高温にし、更には、短時間で混合を終えることで、熱可塑性樹脂の劣化を効果的に抑制できる。
また、上記温度の制御は、前記回転軸の回転数以外にも、混合溶融装置の混合羽根の回転速度を制御することによって行うことができる。より具体的には、混合羽根の先端の回転速度を５ｍ／秒〜５０ｍ／秒となるように制御することが好ましい。この範囲に制御することで、効率よく熱可塑性樹脂を軟化・溶融させつつ、ケナフ材料とより強力に（より均一に）混合することができる。
Other mixing conditions in the method of the present invention are not particularly limited. For example, it is preferable to control the temperature of the outer wall of the mixing chamber to 200 ° C. or lower (more preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower). The temperature is preferably controlled to 50 ° C. or higher (more preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher). The temperature is preferably reached within 10 minutes (more preferably within 5 minutes). Furthermore, the temperature range is preferably within 15 minutes (more preferably within 10 minutes). Deterioration of the thermoplastic resin can be effectively suppressed by increasing the temperature in a short time and further finishing the mixing in a short time.
The temperature can be controlled by controlling the rotation speed of the mixing blade of the mixing and melting apparatus in addition to the rotation speed of the rotating shaft. More specifically, it is preferable to control the rotation speed at the tip of the mixing blade to be 5 m / sec to 50 m / sec. By controlling within this range, it is possible to more strongly (more uniformly) mix with the kenaf material while efficiently softening and melting the thermoplastic resin.
本発明の熱可塑性組成物の製造方法では上記混合工程に加えて、得られた熱可塑性組成物をペレット化するペレット化工程を備えることができる。
ペレット化工程を備える場合、このペレット化工程は、混合工程において得られた熱可塑性組成物（混合物）をペレット化することができる工程であればよく、ペレット化方法等は特に限定されないが、加熱することなく押し固めて混合物をペレット化する工程であることが好ましい。加熱せず押し固めてペレット化することで、混合工程で得られた混合物を再度溶融させて二軸押出し機等の一般的な方法を用いてペレット化を行う場合に比べて、混合物への熱履歴を低減できるために得られる成形体の機械的特性をより高く維持できる。
In addition to the said mixing process, the manufacturing method of the thermoplastic composition of this invention can be equipped with the pelletization process of pelletizing the obtained thermoplastic composition.
When the pelletizing step is provided, the pelletizing step may be a step capable of pelletizing the thermoplastic composition (mixture) obtained in the mixing step, and the pelletizing method is not particularly limited. It is preferable to be a step of pressing and solidifying without pelleting the mixture. Compared to the case where the mixture obtained in the mixing step is melted again and pelletized using a general method such as a twin-screw extruder by pressing and solidifying without heating, the heat to the mixture is increased. Since the history can be reduced, the mechanical properties of the obtained molded body can be maintained higher.
この加熱せず押し固めてペレット化する方法としては、どのような装置及び手段を用いてもよりが、特に各種圧縮成形方法を用いることが好ましい。この圧縮成形方法としては、例えば、ローラー式成形方法及びエクストルーダ式成形方法などが挙げられる。
ローラー式成形方法は、ダイとこのダイに接して回転されるローラーとを備えたローラー式成形機を用い、ローラーにより混合物をダイ内に圧入した後、ダイから押し出してペレットを形成する方法である。ローラー式成形機には、ダイの形状が異なるディスクダイ式（ローラーディスクダイ式成形機）とリングダイ式（ローラーリングダイ式成形機）が挙げられる。一方、エクストルーダ式成形方法は、エクストルーダ式成形機を用いる方法であり、スクリューオーガの回転により混合物がダイ内に圧入された後、ダイから押し出してペレットを形成する方法である。
これらの圧縮成形方法のなかでは、特にローラーディスクダイ式成形方法を用いる方法が好ましい。この圧縮成形方法で用いられるローラーディスクダイ式成形機は圧縮効率が高く特に好適である。
It is preferable to use various compression molding methods as a method of pressing and solidifying without heating and using any apparatus and means. Examples of the compression molding method include a roller molding method and an extruder molding method.
The roller-type molding method is a method of forming a pellet by using a roller-type molding machine including a die and a roller that is rotated in contact with the die, pressing the mixture into the die with the roller, and then extruding the die from the die. . Examples of the roller type molding machine include a disk die type (roller disk die type molding machine) and a ring die type (roller ring die type molding machine) having different die shapes. On the other hand, the extruder type molding method is a method using an extruder type molding machine, in which a mixture is pressed into a die by rotation of a screw auger and then extruded from the die to form pellets.
Among these compression molding methods, a method using a roller disk die molding method is particularly preferable. The roller disk die type molding machine used in this compression molding method is particularly suitable because of its high compression efficiency.
更に、本方法では下記特定のローラーディスクダイ式成形機５００（全体構成を図１に、主要部を図６に例示）を用いてペレット化することが特に好ましい。即ち、複数の貫通孔５１１が穿設されたディスクダイ５１と、該ディスクダイ５１上で転動されて該貫通孔５１１内に非圧縮物（混合物）を押し込むプレスローラ５２と、該プレスローラ５２を駆動する主回転軸５３と、を備え、上記ディスクダイ５１は、上記貫通孔５１１と同方向に貫通された主回転軸挿通孔５１２を有し、上記主回転軸５３は、上記主回転軸挿通孔５１２に挿通され且つ該主回転軸５３に垂直に設けられたプレスローラ固定軸５４を有し、上記プレスローラ５２は、上記プレスローラ固定軸５４に回転可能に軸支されて上記主回転軸５３の回転に伴って上記ディスクダイ５１の表面で転動されるローラーディスクダイ式成形部５０を有するローラーディスクダイ式成形機（ペレット化装置）５００である。
このローラーディスクダイ式成形機５００では、上記構成に加えて更に、上記プレスローラ５２は表面に凹凸５２１を備えるものであることが好ましい。また、主回転軸５３の回転に伴って回転される切断用ブレード５５を備えることが好ましい。
Furthermore, in this method, it is particularly preferable to pelletize by using the following specific roller disk die molding machine 500 (the whole structure is illustrated in FIG. 1 and the main part is illustrated in FIG. 6). That is, a disk die 51 having a plurality of through
In this roller disk die
上記ローラーディスクダイ式成形機５００では、例えば、図６のローラーディスクダイ式成形部５０においては、主回転軸５３の上方から投入された破砕混合物をプレスローラ５２が備える表面凹凸５２１が捉えて貫通孔５１１内に押し込み、ディスクダイ５１の裏面側から押し出される。押し出された紐状の混合物は、切断用ブレード５５により適宜の長さに切断されてペレット化され、下方に落下されて熱可塑性組成物（図１の符号５６）として回収される。
得られるペレットの形状及び大きさは特に限定されないが、柱状（その他の形状であってもよいが、円柱状が好ましい）であることが好ましい。また、その最大長さは１ｍｍ以上（通常２０ｍｍ以下）とすることが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましく、２〜７ｍｍが特に好ましい。
In the roller disk die
The shape and size of the pellets to be obtained are not particularly limited, but are preferably columnar (other shapes may be used, but columnar is preferable). The maximum length is preferably 1 mm or more (usually 20 mm or less), more preferably 1 to 10 mm, and particularly preferably 2 to 7 mm.
更に、本発明の熱可塑性組成物の製造方法では上記ペレット化工程を備える場合には、
混合工程とペレット化工程との間に、上記混合工程で得られた混合物を除熱して固化した後、固化された混合物を破砕する破砕工程を備えることができる。
即ち、破砕工程は、混合工程で得られた混合物を除熱して固化した後、固化された混合物を破砕する工程である。この混合物を破砕する方法は特に限定されず、例えば、乾式破砕方法及び湿式破砕方法を用いることができるが、乾式破砕方法が好ましい。乾式方法では、混合物中に含まれたケナフ材料の吸湿・吸水による乾燥を要さないからである。
Furthermore, in the manufacturing method of the thermoplastic composition of the present invention, when the above pelletizing step is provided,
Between the mixing step and the pelletizing step, it is possible to provide a crushing step of crushing the solidified mixture after removing the heat and solidifying the mixture obtained in the mixing step.
That is, the crushing step is a step of crushing the solidified mixture after removing the heat and solidifying the mixture obtained in the mixing step. The method for crushing the mixture is not particularly limited. For example, a dry crushing method and a wet crushing method can be used, but a dry crushing method is preferable. This is because the dry method does not require drying of the kenaf material contained in the mixture by moisture absorption or water absorption.
また、破砕に用いることができる破砕機（図１の符号３００）は、剪断式破砕機であってもよく、切断式破砕機であってもよく、衝撃式破砕機であってもよく、圧縮式破砕機であってもよく、更にその他の方法による破砕機であってもよい。即ち、破砕機としては、カッターミル、ターボミル、フェザミル、ロートプレックスミル、ラバチョッパ、ハンマーミル及びジョークラッシャー等が挙げられる。これらの破砕機は、単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。併用する場合としては、１つの破砕機で塊状物を粗砕して粗砕物を得た後、別の破砕機で得られた粗砕物を更に細かく細分化する場合等が挙げられる。
これらのなかでは、より細かく破砕（粉砕）でき、本方法における最適な粒度をより確保し易いために剪断式破砕機が好ましい。
The crusher (
Among these, a shearing type crusher is preferable because it can be more finely crushed (pulverized) and it is easier to ensure the optimum particle size in the present method.
破砕混合物（図１の符号３０１）の大きさは特に限定されず、後述するペレット化工程に供することができればよいが、最大辺長が２５ｍｍ以下（通常１ｍｍ以上）であることが好ましく、１〜２０ｍｍがより好ましく、１〜１５ｍｍが更に好ましく、２〜７ｍｍが特に好ましい。この範囲であれば後続するペレット化工程におけるペレット生産性に優れ、更には、得られる成形体においてもケナフ材料による補強効果を特に良好に得ることができる。
尚、破砕機に換えて粉砕機により混合物を粉末状となるまで粉砕した場合には、ケナフ材料を含有させることによる熱可塑性樹脂強度の補強効果を十分に引き出し難い傾向になる。このため、上記適度な大さに破砕することが好ましい。
更に、破砕工程では、破砕による温度上昇を抑制することが好ましく、特に破砕時の混合物の温度は１００℃以下（通常０℃以上、更に好ましくは８０℃以下）にすることが好ましい。この範囲では熱可塑性樹脂の劣化を効果的に抑制でき、得られる成形体の機械的特性を高く維持できる。
Although the magnitude | size of a crushing mixture (code |
When the mixture is pulverized to a powder by a pulverizer instead of a pulverizer, the reinforcing effect of the thermoplastic resin strength due to the inclusion of the kenaf material tends to be difficult to draw out sufficiently. For this reason, it is preferable to crush to the appropriate size.
Furthermore, in the crushing step, it is preferable to suppress an increase in temperature due to crushing, and the temperature of the mixture during crushing is particularly preferably 100 ° C. or lower (usually 0 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or lower). Within this range, deterioration of the thermoplastic resin can be effectively suppressed, and the mechanical properties of the resulting molded product can be maintained high.
本方法では、混合工程、ペレット工程及び破砕工程以外に他の工程を備えることができる。他の工程としては、混合工程で用いるケナフ材料を押し固めてケナフ材料ペレットを得る工程（ケナフ材料ペレット化工程）が挙げられる。このケナフ材料ペレット化工程では、前記破砕混合物をペレット化するペレット化工程と同様にローラーディスクダイ式成形機５００を用いることができる。
上記ケナフ材料ペレット化工程を備える場合は、ケナフ材料の比重を熱可塑性樹脂に近づけることができ、ケナフ材料と熱可塑性樹脂との間の比重差を小さくできる。このため、混合の際の材料の偏在を抑制でき、ケナフ材料と熱可塑性樹脂とが相互により均一に分散された混合物を得ることができる。そして、得られる成形体はより優れた機械的特性を得ることができる。また、ケナフ材料の見掛け比重を大きくすることで嵩高さを小さくでき取扱い性が向上され、混合溶融装置への投入も容易となるなど熱可塑性組成物を製造する際の効率が向上される。
In this method, other steps can be provided in addition to the mixing step, the pellet step, and the crushing step. As another process, the process (a kenaf material pelletization process) which presses and solidifies the kenaf material used at a mixing process and obtains a kenaf material pellet is mentioned. In this kenaf material pelletizing step, a roller disk die
When the kenaf material pelletizing step is provided, the specific gravity of the kenaf material can be made close to that of the thermoplastic resin, and the specific gravity difference between the kenaf material and the thermoplastic resin can be reduced. For this reason, uneven distribution of the material during mixing can be suppressed, and a mixture in which the kenaf material and the thermoplastic resin are more uniformly dispersed can be obtained. And the molded object obtained can obtain more excellent mechanical properties. Further, by increasing the apparent specific gravity of the kenaf material, the bulkiness can be reduced, the handleability is improved, and the efficiency in producing a thermoplastic composition is improved, such as easy introduction into a mixing and melting apparatus.
尚、本発明の製造方法では、ケナフ材料及び熱可塑性樹脂以外にも他の成分を配合できる。他の成分としては、各種帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤等も配合できる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。これら他の成分は、どの工程で配合してもよい。但し、本発明の方法ではケナフ材料と熱可塑性樹脂との混合を促進するための添加剤は何ら用いる必要がない。 In addition, in the manufacturing method of this invention, other components can be mix | blended besides a kenaf material and a thermoplastic resin. As other components, various antistatic agents, flame retardants, antibacterial agents, colorants, and the like can be blended. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. These other components may be blended in any process. However, in the method of the present invention, it is not necessary to use any additive for promoting the mixing of the kenaf material and the thermoplastic resin.
［２］成形体の製造方法
本発明の成形体の製造方法は、前記方法により得られた熱可塑性組成物を射出成形して成形体を得ることを特徴とする。即ち、本成形体の製造方法は、熱可塑性組成物を射出成形して成形体を得る成形工程を備える。
本製造方法の射出成形における射出成形機（図１の符号６００）、これに付設された金型（図１の符号６１）並びに各種成形条件及び使用する装置等は特に限定されず、目的とする成形体及び性状、使用されている熱可塑性樹脂の種類等により適宜のものとすることが好ましい。
[2] Method for Producing Molded Product The method for producing a molded product of the present invention is characterized in that a molded product is obtained by injection molding the thermoplastic composition obtained by the above method. That is, the method for producing the molded body includes a molding step of obtaining a molded body by injection molding of a thermoplastic composition.
The injection molding machine (
本発明の製造方法により得られる成形体の形状、大きさ及び厚さ等は特に限定されない。また、その用途も特に限定されない。この成形体は、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等として用いられる。このうち自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等が挙げられる。具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材が挙げられる。即ち、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等が挙げられる。 The shape, size, thickness and the like of the molded body obtained by the production method of the present invention are not particularly limited. Further, its use is not particularly limited. This molded body is used, for example, as an interior material, an exterior material, a structural material, or the like for an automobile, a railway vehicle, a ship, an airplane, or the like. Among these, examples of the automobile article include an automobile interior material, an automobile instrument panel, and an automobile exterior material. Specifically, door base material, package tray, pillar garnish, switch base, quarter panel, armrest core material, automotive door trim, seat structure material, seat backboard, ceiling material, console box, automotive dashboard, various types Instrument panel, deck trim, bumper, spoiler and cowling. Furthermore, for example, interior materials such as buildings and furniture, exterior materials, and structural materials may be mentioned. That is, a door cover material, a door structure material, a cover material of various furniture (desk, chair, shelf, bag, etc.), a structural material, etc. are mentioned. In addition, a package, a container (such as a tray), a protective member, a partition member, and the like can be given.
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
［１］熱可塑性組成物の製造
繊維長さ３ｍｍのケナフ繊維（実施例１〜４及び比較例１〜２）及び粒径１ｍｍ以下のケナフコア（実施例５〜６及び比較例３〜４）と、ＰＰ（エチレン・プロピレン共重合体、日本ポリプロ株式会社製、品名「ＮＢＸ０３ＨＲＳ」）と、を表１（ケナフ繊維）及び表２（ケナフコア）に示す量比で、混合溶融装置１（株式会社エムアンドエフ・テクノロジー製、ＷＯ２００４−０７６０４４号に示された器機）の材料供給室（図４の符号１３）に投入（ケナフ材料と熱可塑性樹脂とで合計７００ｇを表１の量比で投入）した後、混合室（容量５Ｌ、図４の符号３）内で混合し混練した。この混合に際して混合羽根（直径２５ｃｍ、図６の符号１０ａ〜１０ｆ）の回転数は１７５０ｒｐｍに設定した。そして、混合羽根にかかる負荷（トルク）が上昇し、極大値に達した時点を起点（０秒）として、表１及び表２に示す各秒数の間（継続混合時間）、回転数１７５０ｒｐｍを維持して混合を継続し、時間経過と同時に混合溶融装置１から混合物を排出した（混合工程）。得られた混合物の温度（排出温度）は、混合溶融装置から排出後、即座に樹脂温度計（株式会社佐藤計量器製作所製、型式「ＳＫ−１１２０」）の熱電対センサを混合物に接触させて測定した温度値である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[1] Production of thermoplastic composition Kenaf fibers (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2) having a fiber length of 3 mm and kenaf cores (Examples 5 to 6 and Comparative Examples 3 to 4) having a particle diameter of 1 mm or less; , PP (ethylene propylene copolymer, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd., product name “NBX03HRS”), in the quantity ratio shown in Table 1 (Kenaf fiber) and Table 2 (Kenaf core), mixing and melting apparatus 1 (M & F Co., Ltd.)・ After charging into the material supply chamber (
得られた上記混合物は、除熱して固化させた後、破砕機（株式会社ホーライ製、形式「Ｚ１０−４２０」）を用いて５．０ｍｍ程度（５．０ｍｍメッシュを通過するサイズ）に破砕して破砕混合物を得た（破砕工程）。
更に、上記破砕工程により得られた破砕混合物をローラーディスクダイ式成形機５００｛株式会社菊川鉄工所製、形式「ＫＰ２８０」、貫通孔径（図６の符号５１１）４．２ｍｍ｝に、フィダー周波数２０Ｈｚで投入し、各破砕混合物を直径約４ｍｍ且つ長さ約５ｍｍの円柱状のペレットにした（ペレット化工程）。その後、得られたペレットをオーブンにて１００℃で２４時間乾燥させて、実施例１〜６及び比較例１〜４の各熱可塑性組成物を得た。
The obtained mixture was removed by heat removal and solidified, and then crushed to about 5.0 mm (size passing through a 5.0 mm mesh) using a crusher (manufactured by Horai Co., Ltd., type “Z10-420”). To obtain a crushing mixture (crushing step).
Furthermore, the crushing mixture obtained by the crushing step is made into a roller disk die molding machine 500 (manufactured by Kikukawa Iron Works Co., Ltd., model “KP280”, through-hole diameter (
尚、上記混合工程で用いたケナフコアは、破砕機（株式会社ホーライ製、形式「Ｚ１０−４２０」）で破砕したものであり、その粒径は、ＪＩＳ Ｚ８８０１に準拠して、目開き１．０ｍｍの円孔板篩を通過したものである。また、ケナフ繊維は、ＪＩＳ Ｌ１０１５に準拠して、直接法にて無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。 The kenaf core used in the mixing step was crushed with a crusher (type “Z10-420” manufactured by Horai Co., Ltd.), and the particle size thereof was 1.0 mm according to JIS Z8801. And passed through a round plate sieve. The kenaf fiber is an average value measured for a total of 200 fibers by taking out single fibers one by one at random according to JIS L1015 and measuring the fiber length on a measuring scale.
［２］成形体の製造
上記［１］で得られた実施例１〜６及び比較例１〜４の各熱可塑性組成物を射出成形機（住友重機械工業株式会社製、形式「ＳＥ１００ＤＵ」）に各々投入し、シリンダ温度１９０℃、型温度４０℃の条件で射出成形して厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１１０ｍｍの長方形板状の試験片を得た。
[2] Manufacture of molded body Each of the thermoplastic compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 obtained in [1] above was injection molded (Sumitomo Heavy Industries, Ltd., model “SE100DU”). And a rectangular plate-shaped test piece having a thickness of 4 mm, a width of 10 mm, and a length of 110 mm was obtained by injection molding under the conditions of a cylinder temperature of 190 ° C. and a mold temperature of 40 ° C.
［３］特性の評価
上記［２］で成形した試験片を用いて曲げ弾性率（ＪＩＳ ７１７１に準拠）及びシャルピー衝撃強度｛ＪＩＳ Ｋ７１１１−１に準拠（ノッチ無し）｝を測定した。このうち曲げ弾性率については、各試験片を支点間距離（Ｌ）６４ｍｍとした２つの支点（曲率半径５ｍｍ）で支持しつつ、支点間中心に配置した作用点（曲率半径５ｍｍ）から速度２ｍｍ／分にて荷重の負荷を行い測定した。また、上記シャルピー衝撃強度においては、衝撃エネルギーが４Ｊのハンマヘッドを用いて、ハンマの空振り時の角度と測定時の角度から吸収エネルギーを算出した。この結果を表１及び表２に併記した。
更に、上記表１（ケナフ繊維）に基づき、実施例１〜４及び比較例１〜２のシャルピー衝撃強度と前記温度範囲との相関をグラフとして図２に示した。同様に、上記表２（ケナフコア）に基づき、実施例５〜６及び比較例３〜４のシャルピー衝撃強度と前記温度範囲との相関をグラフとして図３に示した。
[3] Evaluation of characteristics Using the test piece molded in the above [2], the flexural modulus (based on JIS 7171) and Charpy impact strength {based on JIS K7111-1 (no notch)} were measured. Of these, the flexural modulus was supported at two fulcrums (curvature radius 5 mm) with a distance between fulcrums (L) of 64 mm, while the test piece was supported at the center between the fulcrums (curvature radius 5 mm) at a speed of 2 mm. The measurement was performed by applying a load at / min. In the Charpy impact strength, the absorbed energy was calculated from the angle when the hammer was swung and the angle when measured using a hammer head with impact energy of 4J. The results are shown in Tables 1 and 2.
Furthermore, based on the said Table 1 (kenaf fiber), the correlation with the Charpy impact strength of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 and the said temperature range was shown in FIG. 2 as a graph. Similarly, based on the said Table 2 (kenaf core), the correlation with the Charpy impact strength of Examples 5-6 and Comparative Examples 3-4 and the said temperature range was shown in FIG. 3 as a graph.
［４］実施例の効果
表１及び図１より、ケナフ材料としてケナフ繊維を用いた場合、温度範囲Ｔδ＝１７℃をピークとしてシャルピー衝撃強度が顕著に向上されることが分かる。即ち、例えば、継続混合を行っていない比較例１のシャルピー衝撃強度６．５ＫＪ／ｍ２に対して、６０秒間継続混合を行った実施例４ではシャルピー衝撃強度は１０．５ＫＪ／ｍ２であり、比較例１に対して実施例４は約６２％もの格別顕著なシャルピー衝撃強度の向上が認められた。一方、継続混合を過度に行った比較例２では、逆に比較例１よりもシャルピー衝撃強度は低下する結果となった。
[4] Effects of Examples From Table 1 and FIG. 1, it can be seen that when kenaf fiber is used as the kenaf material, the Charpy impact strength is remarkably improved with the temperature range T δ = 17 ° C. as a peak. That is, for example, in comparison with Charpy impact strength 6.5 KJ / m 2 of Comparative Example 1 in which continuous mixing is not performed, in Example 4 in which continuous mixing was performed for 60 seconds, Charpy impact strength was 10.5 KJ / m 2 . In comparison with Comparative Example 1, Example 4 showed a markedly significant improvement in Charpy impact strength of about 62%. On the other hand, in Comparative Example 2 in which continuous mixing was excessively performed, the Charpy impact strength was lower than that in Comparative Example 1.
一方、表２及び図２より、ケナフ材料としてケナフコアを用いた場合、温度範囲Ｔδ＝４３℃をピークとしてシャルピー衝撃強度が顕著に向上されることが分かる。即ち、例えば、継続混合を行っていない比較例３のシャルピー衝撃強度３．９ＫＪ／ｍ２に対して、僅かに１５秒間の継続混合を行った実施例６ではシャルピー衝撃強度は４．６ＫＪ／ｍ２であり、比較例３に対して実施例６は約１８％もの顕著なシャルピー衝撃強度の向上が極めて短時間の継続混合を行うだけで認められることが分かった。一方、継続混合を過度に行った比較例４では、逆に比較例３よりもシャルピー衝撃強度は低下する結果となった。 On the other hand, it can be seen from Table 2 and FIG. 2 that when a kenaf core is used as the kenaf material, the Charpy impact strength is significantly improved with the temperature range T δ = 43 ° C. as a peak. That is, for example, in comparison with Charpy impact strength of 3.9 KJ / m 2 in Comparative Example 3 in which continuous mixing was not performed, in Example 6 in which continuous mixing was performed for only 15 seconds, Charpy impact strength was 4.6 KJ / m. It was found that, in comparison with Comparative Example 3, Example 6 showed a remarkable improvement in Charpy impact strength of about 18% when only continuous mixing was performed for a very short time. On the other hand, in Comparative Example 4 in which continuous mixing was excessively performed, the Charpy impact strength was lower than that in Comparative Example 3 on the contrary.
本発明の熱可塑性組成物の製造方法並びに成形体の製造方法は、自動車関連分野及び建築関連分野などにおいて広く利用される。特に自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等に好適であり、なかでも自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等に好適である。具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材にも好適である。具体的には、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等としても好適である。 The method for producing a thermoplastic composition and the method for producing a molded product of the present invention are widely used in the fields related to automobiles and fields related to construction. Particularly suitable for interior materials, exterior materials and structural materials for automobiles, railway vehicles, ships and airplanes, etc. Especially as automotive products, suitable for automotive interior materials, automotive instrument panels, automotive exterior materials, etc. It is. Specifically, door base material, package tray, pillar garnish, switch base, quarter panel, armrest core material, automotive door trim, seat structure material, seat backboard, ceiling material, console box, automotive dashboard, various types Instrument panel, deck trim, bumper, spoiler and cowling. Furthermore, it is also suitable for interior materials, exterior materials and structural materials such as buildings and furniture. Specifically, door cover materials, door structure materials, cover materials for various furniture (desks, chairs, shelves, bags, etc.), structural materials, and the like can be given. In addition, it is also suitable as a package, a container (such as a tray), a protective member, and a partition member.
１；混合溶融装置、３；混合室、５；回転軸、１０及び１０ａ〜１０ｆ；混合羽根、１２；らせん状羽根、６；プーリー、７；Ｖベルト、８；駆動源（モーター）、１３；材料供給室、２１；負荷測定手段、
３００；破砕機、３０１；破砕混合物、
５００；ローラーディスクダイ式成形機（ペレット化装置）、５０；ローラーディスクダイ式成形部（ペレット化部）、５１；ディスクダイ、５１１；貫通孔、５１２；主回転軸挿通孔、５２；プレスローラ、５２１；凹凸部、５３；主回転軸、５４；プレスローラ固定軸、５５；切断用ブレード、５６；熱可塑性組成物（ペレット形状）、
６００；射出成形機、６１；金型。
DESCRIPTION OF
300; crusher, 301; crushing mixture,
500; roller disk die type molding machine (pelletizing device), 50; roller disk die type molding part (pelletizing part), 51; disk die, 511; through hole, 512; main rotary shaft insertion hole, 52;
600; injection molding machine, 61; mold.
Claims (5)
回転軸の円周方向に複数の混合羽根が立設された混合具を備えた混合溶融装置を用いて、該混合羽根の回転による剪断力により、熱可塑性樹脂を溶融させながら、該熱可塑性樹脂と上記ケナフ材料とを混合して混合物を得る混合工程を備え、
上記混合工程では、上記回転軸の回転数を略一定に維持して混合を行うと共に該回転軸に生じる負荷の極大値を経由した後、該負荷が低下する間にも混合を継続し、該負荷の極大値における該混合物の温度よりも高い温度範囲で該混合物を上記混合溶融装置から排出する熱可塑性組成物の製造方法であって、
上記温度範囲は、上記ケナフ材料がケナフ繊維である場合には３〜２５℃であり、上記ケナフ材料がケナフコアである場合には３〜５０℃であることを特徴とする熱可塑性組成物の製造方法。 A method for producing a thermoplastic composition comprising a kenaf material and a thermoplastic resin, wherein the kenaf material and the thermoplastic resin are 100% by mass and the kenaf material is contained in an amount of 50 to 95% by mass. ,
Using a mixing and melting apparatus provided with a mixing tool in which a plurality of mixing blades are erected in the circumferential direction of the rotation shaft, the thermoplastic resin is melted by a shearing force generated by the rotation of the mixing blade. And a mixing step of mixing the kenaf material to obtain a mixture,
In the mixing step, mixing is performed while maintaining the rotation speed of the rotating shaft substantially constant, and after passing through the maximum value of the load generated on the rotating shaft, mixing is continued while the load decreases, A method for producing a thermoplastic composition, wherein the mixture is discharged from the mixing and melting device in a temperature range higher than the temperature of the mixture at the maximum value of load,
The temperature range is 3 to 25 ° C. when the kenaf material is kenaf fiber, and 3 to 50 ° C. when the kenaf material is a kenaf core. Method.
上記ペレット化工程では、ダイと該ダイに接して回転されるローラーとを備えたローラー式成形機を用い、該ローラーにより上記混合物を該ダイ内に圧入した後、該ダイから押し出して上記ペレットを形成する請求項１に記載の熱可塑性組成物の製造方法。 Comprising a pelletizing step of compacting without heating and pelletizing the mixture,
In the pelletizing step, using a roller-type molding machine including a die and a roller that rotates in contact with the die, the mixture is press-fitted into the die by the roller, and then the pellet is extruded from the die. The manufacturing method of the thermoplastic composition of Claim 1 to form.
上記破砕された混合物を上記ペレット化工程によりペレット化する請求項２に記載の熱可塑性組成物の製造方法。 After removing the heat and solidifying the mixture obtained in the mixing step, it comprises a crushing step of crushing the solidified mixture,
The manufacturing method of the thermoplastic composition of Claim 2 which pelletizes the said crushed mixture by the said pelletization process.
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