JP2011202020A - Filler composition - Google Patents

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滋雄 林
Toshiko Tokuno
寿子 得能
Shigeru Suzuki
鈴木  茂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce energy used at production when producing a filler for a rubber or a resin, and to improve homogeneity and mixing stability.SOLUTION: A filler composition is produced by mixing dry natural pulp and dry powdered resin. The natural pulp is preferably paper pulp and is preferably natural pulp obtained by raveling printed waste paper e.g., newspaper, lightly coated paper, coated paper with high ash content, non-coated paper, etc. As the powdered resin, a polyolefin resin powder, a waste rubber powder, etc. can be used.

Description

本発明は、樹脂やゴム等のマトリックス材料への充填材組成物に関し、更に詳しくは、マトリックスとなる樹脂やゴム等との混和安定性に優れる充填材組成物に関する。   The present invention relates to a filler composition for a matrix material such as a resin or rubber, and more particularly to a filler composition excellent in admixture stability with a matrix resin or rubber.

ゴムや樹脂等の強化方法として有機繊維や無機繊維を短く切断したものをマトリックスであるゴムや樹脂等に混合する方法が知られている。短繊維を配合することでゴムの弾性率や引き裂き強度等が向上し、タイヤ、ベルト、ホース等のゴム製品におけるゴムの使用量が削減でき、省資源や軽量化に効果的である。しかしながら、これらに配合される繊維材料は、短繊維強化用として新たに紡糸した繊維を繊維メーカーで切断されたものが通常用いられており、価格的には高いものとなってしまう(特許文献1)。   As a method for reinforcing rubber or resin, a method in which organic fibers or inorganic fibers are cut short and mixed with rubber or resin as a matrix is known. By blending short fibers, the elastic modulus and tear strength of rubber can be improved, and the amount of rubber used in rubber products such as tires, belts and hoses can be reduced, which is effective for resource saving and weight reduction. However, fiber materials blended with these fibers are usually used in which fibers spun newly spun for reinforcing short fibers are cut by a fiber maker, and are expensive (Patent Document 1). ).

また、強化材として古紙あるいは古紙パルプ等を利用したものも知られている(特許文献2〜4)が、ゴム中へのセルロース繊維の分散が不十分であり、強度等の特性向上の効果も不十分であった。 In addition, there is also known one that uses waste paper or waste paper pulp as a reinforcing material (Patent Documents 2 to 4), but the cellulose fibers are not sufficiently dispersed in the rubber, and the effect of improving properties such as strength is also achieved. It was insufficient.

植物繊維を充填材として添加混合することは、マトリックスとなるゴム、エラストマー、樹脂等の粘度特性を変化させ、安定性を付与するとともに、マトリックス間に構造体をつくることで強度補完するために有効である。また、安価な植物繊維として古紙を使用することは、環境面でリサイクルやリユースの志向に合致するものである。
しかし、単に植物繊維を樹脂に添加して混練しても、繊維と繊維の凝集力が、繊維と樹脂の分子間力よりも強いため、繊維の塊が混練後も残り、これが外観性能や物理的物性に悪影響を及ぼしていた。
Adding and mixing plant fibers as fillers is effective to change the viscosity characteristics of the matrix rubber, elastomer, resin, etc., to provide stability, and to supplement the strength by creating a structure between the matrices. It is. In addition, the use of waste paper as an inexpensive plant fiber is in line with the orientation of recycling and reuse in terms of the environment.
However, even if plant fibers are simply added to the resin and kneaded, the cohesive force between the fibers is stronger than the intermolecular force between the fibers and the resin, so that the fiber mass remains after kneading. The physical properties were adversely affected.

繊維と樹脂の結合を強化させるため、本出願人は、特許文献5において、古紙パルプを離解した水性スラリーにラテックスを添加する方法を提案した。   In order to strengthen the bond between the fiber and the resin, the present applicant has proposed a method of adding latex to an aqueous slurry obtained by disaggregating used paper pulp in Patent Document 5.

特開平9−12770号公報JP-A-9-12770 特開昭62−104851号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-104851 特開2002−37929号公報JP 2002-37929 A 特開平11−217466号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-217466 特開2009−91388号公報JP 2009-91388 A

前記特許文献5の方法により、繊維とマトリックスとの結合力は改善されたが、水性スラリーから多量の水を除去する操作とエネルギーを必要とする点、パルプスラリーを絞るため、繊維と樹脂の混合組成物を乾燥する時点で塊ができ均一性、混和安定性といった点での課題が残っている。
本発明は、上記2点の課題を解決することを目的とする。すなわち、製造時のエネルギー使用を少なくし、均一性、混和安定性を向上することを目的とする。
Although the bonding force between the fiber and the matrix has been improved by the method of Patent Document 5, the operation of removing a large amount of water from the aqueous slurry and energy are required, and the pulp slurry is squeezed to mix the fiber and the resin. When the composition is dried, lumps are formed, and problems remain in terms of uniformity and mixing stability.
An object of the present invention is to solve the above two problems. That is, it aims at reducing the use of energy during production and improving the uniformity and stability of mixing.

本発明者らは、天然パルプ繊維をゴムや樹脂等のマトリックスに添加混合し、混和安定性を向上させるとともに、強度等を改善する手段を鋭意検討した。その結果、乾燥状態の繊維と乾燥状態の粉末樹脂を混合させた物を充填材とし、これをポリエチレンやゴムなどの樹脂に添加することより、混和安定性を向上させつつ、強度、弾性、耐摩耗性を改善することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors diligently studied means for adding natural pulp fibers to a matrix such as rubber or resin to improve mixing stability and improve strength and the like. As a result, a mixture of dry fiber and dry powder resin is used as a filler, and this is added to a resin such as polyethylene or rubber to improve the mixing stability, while maintaining strength, elasticity, and resistance. The present inventors have found that it is possible to improve the wearability and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の(1)〜(8)の8つの発明により構成される。
(1) 乾燥状態の天然パルプと乾燥状態の粉末樹脂を混合したことを特徴とする充填材組成物。
(2) 乾燥状態の天然パルプと乾燥状態の粉末樹脂を混合し、混合物を加熱したことを特徴とする(1)に記載の充填材組成物。
(3)前記乾燥状態の粉末樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする(1)または(2)に記載の充填材組成物。
(4)前記乾燥状態の粉末樹脂が廃タイヤを粉砕した粉末状ゴムであることを特徴とする(1)または(2)に記載の充填材組成物。
(5)前記乾燥状態の天然パルプが製紙用パルプであることを特徴とする(1)または(2)に記載の充填材組成物。
(6)前記製紙用パルプが化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプから選択される少なくとも1種であることを特徴とする(5)に記載の充填材組成物。
(7)前記天然パルプが上白、カード、特白、中白、白マニラ、模造、色上、切付、中更反古、雑誌、段ボール、印刷古紙から選択される少なくとも1種であることを特徴とする(6)に記載の充填材組成物。
(8)印刷古紙が新聞紙、微塗工紙、高灰分の塗工紙、非塗工紙から選択される少なくとも1種であることを特徴とする(7)に記載の充填材組成物。
That is, the present invention is constituted by the following eight inventions (1) to (8).
(1) A filler composition obtained by mixing dry natural pulp and dry powder resin.
(2) The filler composition according to (1), wherein the dried natural pulp and the dried powder resin are mixed and the mixture is heated.
(3) The filler composition according to (1) or (2), wherein the dry powder resin is a polyolefin resin.
(4) The filler composition according to (1) or (2), wherein the powder resin in the dry state is a powdered rubber obtained by pulverizing a waste tire.
(5) The filler composition according to (1) or (2), wherein the dried natural pulp is a pulp for papermaking.
(6) The filler composition according to (5), wherein the papermaking pulp is at least one selected from chemical pulp, mechanical pulp, and used paper pulp.
(7) The natural pulp is at least one selected from plain white, card, special white, medium white, white Manila, imitation, color, cut, medium-finished, magazine, cardboard, and printed paper. The filler composition according to (6), characterized in that
(8) The filler composition according to (7), wherein the used printed paper is at least one selected from newspaper, fine coated paper, high ash coated paper, and non-coated paper.

本発明により、マトリックスと充填材との混和安定性を向上させつつ、強度、弾性、耐摩耗性に優れた充填材組成物を提供することが可能となる。また、製造における熱エネルギーが削減される。   According to the present invention, it is possible to provide a filler composition excellent in strength, elasticity, and wear resistance while improving the mixing stability of the matrix and the filler. Moreover, the thermal energy in manufacture is reduced.

本発明は、最も代表的には、解繊処理を施した乾燥状態の古紙パルプと、粉末状のポリオレフィン樹脂を混合した繊維組成物である。さらに好ましくは、古紙パルプと粉末状ポリオレフィン樹脂の混合物を加熱し、粉末状ポリオレフィン樹脂を溶融し、古紙パルプ繊維表面を濡らす、あるいは付着させた繊維組成物である。さらに2番目の代表例は解繊処理を施した乾燥状態の古紙パルプと、粉末状のゴム樹脂を混合した繊維組成物である。さらに好ましくは、古紙パルプと粉末状ゴム樹脂の混合物を加熱し、ゴム樹脂を溶融し、古紙パルプ繊維表面を濡らす、あるいは付着させた繊維組成物である。以下には、主として古紙パルプと粉末状樹脂を利用する場合を例として説明する。   The present invention is most typically a fiber composition obtained by mixing a dried waste paper pulp subjected to a defibrating treatment and a powdered polyolefin resin. More preferably, it is a fiber composition in which a mixture of used paper pulp and powdered polyolefin resin is heated to melt the powdered polyolefin resin and wet or adhere the surface of the used paper pulp fiber. The second representative example is a fiber composition obtained by mixing a waste paper pulp in a dried state subjected to a defibrating treatment and a powdered rubber resin. More preferably, it is a fiber composition in which a mixture of used paper pulp and powdered rubber resin is heated to melt the rubber resin and wet or adhere the used paper pulp fiber surface. Below, the case where mainly used paper pulp and powdered resin are utilized is demonstrated as an example.

従来は、古紙パルプとゴムや樹脂やなどを、回転型ミキサーを装着した混練機で加熱混練していた。回転型ミキサー羽と混練機の内壁の隙間でシェアーをかけ、溶融樹脂と古紙パルプを混練していた。しかし、混練機内のシェアーは均一ではなく、回転しているミキサー羽から遠くなるに従いシェアーがかかりにくい状態である。したがって、混練機内壁部付近はシェアーがかからず、古紙パルプ繊維間の凝集力が優勢となり、古紙パルプ繊維は塊になりやすかった。
本発明者は、これを防止するには、古紙パルプ近傍には必ず樹脂が存在する環境が必要と考え、古紙パルプと粉末状樹脂を混合することを考え、本発明に至った。
一般的に天然パルプは、その表面がフィブリル化されている。フィブリル化とはパルプ繊維表面が毛羽立ちを起こしている状態で、これがパルプ繊維間の結合を強くしている。この表面の毛羽立ち部に粉末状の樹脂を内包させることにより、古紙パルプ近傍には必ず樹脂が存在する環境を与えることができる。
Conventionally, waste paper pulp and rubber, resin, and the like have been heat-kneaded with a kneader equipped with a rotary mixer. A shear was applied in the gap between the rotary mixer blade and the inner wall of the kneader to knead the molten resin and waste paper pulp. However, the shear in the kneader is not uniform, and the shear is less likely to be applied as the distance from the rotating mixer blades increases. Accordingly, the vicinity of the inner wall of the kneading machine was not sheared, the cohesive force between the used paper pulp fibers became dominant, and the used paper pulp fibers were likely to be agglomerated.
In order to prevent this, the present inventor considered that an environment in which the resin is present is necessary in the vicinity of the used paper pulp, and considered that mixing the used paper pulp and the powdered resin led to the present invention.
Generally, the surface of natural pulp is fibrillated. Fibrilization is a state in which the surface of the pulp fiber is fuzzed, and this strengthens the bond between the pulp fibers. By encapsulating a powdery resin in the fluff portion on the surface, an environment in which the resin always exists in the vicinity of the waste paper pulp can be given.

本発明において用いられる古紙としては、家庭または工場、事業場等から排出される新聞古紙、段ボール古紙、雑誌古紙等当業界公知のものを挙げることができる。具体的には、使用済みの新聞、書籍、雑誌、電話帳、カタログ類、上質紙、包装用箱、段ボール箱、上白、カード、特白、中白、白マニラ、模造、色上、切付、中更反古、パルプモールド、紙製緩衝材、あるいは抄紙、印刷、製本、製箱、段ボール製造などの工場・事業場から排出される裁落、損紙等が挙げられる。なかでも、新聞紙、微塗工紙、高灰分の塗工紙、非塗工紙等の印刷古紙が好ましい。   Examples of the used paper used in the present invention include those known in the art, such as used newspaper, corrugated cardboard, magazine used paper, etc. discharged from homes, factories, business establishments and the like. Specifically, used newspapers, books, magazines, phone books, catalogs, high-quality paper, packaging boxes, cardboard boxes, white-white, cards, white, medium white, white Manila, imitation, color, cut Appendices, middle and old garments, pulp molds, paper cushioning materials, papermaking, printing, bookbinding, box making, cuts and waste paper discharged from factories and business offices such as corrugated board manufacturing. Of these, used printing paper such as newspaper, finely coated paper, high ash coated paper, and non-coated paper is preferable.

本発明においては、まず古紙の解繊処理を行う。該処理は、水分率20%以下の乾燥状態の古紙を試用するのが良い。湿潤状態で行なっても良いが、異物等の混入の可能性が低い乾燥状態での処理が好ましい。   In the present invention, waste paper is first defibrated. For the treatment, it is preferable to use a dried waste paper having a moisture content of 20% or less. The treatment may be performed in a wet state, but a treatment in a dry state with a low possibility of mixing in foreign matters is preferable.

解繊に用いられる装置としては、例えば、ポケットグラインダー、チェーングラインダー、リンググラインダー等のグラインダー類、シングルディスクリファイナー、ダブルディスクリファイナー、コニカル型リファイナー等のリファイナー類、ビーター等のその他叩解機類、ブレンダー、デフレーカー等の攪拌機類、デファイブレーター、デファイブライザー等の木材チップ解繊機、その他フラッファー等フラッシュ乾燥パルプ製造設備等が挙げられる。また、これらの中でも、加圧方式、スクリュー方式等のように強制的に原料供給できる機構を備えている装置は、解繊が連続的効率的に行えるので好ましい。また、これらは、一般的に湿潤繊維を処理する装置や乾燥繊維を処理する装置等、いろいろなタイプのものがあるが、乾湿に関わらず使用できれば適宜解繊処理装置として使用することができる。しかし、排水処理が容易な点で、全く水を使わないあるいは少量の水しか使わない乾式解繊が好ましい。湿式の場合には、解繊効率および後の脱水乾燥工程の負荷を抑えることができるという点で、固形分濃度が高い状態での解繊がより好ましい。   Examples of devices used for defibration include grinders such as pocket grinders, chain grinders, ring grinders, refiners such as single disc refiners, double disc refiners, conical refiners, and other beating machines such as beaters, blenders, and deflakers. Etc., wood chip defibrators such as defibrators and defibrizers, and other flash dry pulp production facilities such as fluffers. Among these, an apparatus equipped with a mechanism capable of forcibly supplying raw materials such as a pressurization method and a screw method is preferable because defibration can be performed continuously and efficiently. These are generally of various types such as a device for treating wet fibers and a device for treating dry fibers, but can be used as a defibrating treatment device as long as they can be used regardless of moisture. However, dry defibration that does not use water at all or uses a small amount of water is preferable in terms of easy drainage treatment. In the case of the wet method, defibration in a state where the solid content concentration is high is more preferable in that the defibrating efficiency and the load of the subsequent dehydration drying process can be suppressed.

本発明において用いられる解繊された古紙パルプ繊維としては、繊維幅について特に制限はないが、平均繊維長は0.1〜5.0mm、好ましくは0.3〜1.5mm程度のものである。因みに、古紙パルプ繊維の平均繊維長が0.1mm未満であると、解繊に多大なエネルギーを要し、マトリックス樹脂等との絡み合いが少なくなり、最終製品となる素材の強度低下をきたすおそれがある。また、平均繊維長が5.0mmを超えると、繊維同士の絡み合いが強くなり過ぎ、繊維が凝集し、その結果、マトリックス樹脂等との混和性が劣り、結果として最終製品となる素材の強度低下をきたすおそれがある。
解繊された古紙パルプ繊維をフィブリル化するには、解繊装置内にて古紙パルプ同士が擦れさせることが必要である。同じ繊維長でもフィブリル化有無で解繊された繊維同士の絡み合いが異なる。フィブリル化されると綿状のようになる。最適化されるように装置条件を調整する必要がある。
The defibrated waste paper pulp fiber used in the present invention is not particularly limited with respect to the fiber width, but the average fiber length is 0.1 to 5.0 mm, preferably about 0.3 to 1.5 mm. . Incidentally, if the average fiber length of the waste paper pulp fiber is less than 0.1 mm, a great deal of energy is required for defibration, and the entanglement with the matrix resin or the like may be reduced, and the strength of the material as the final product may be reduced. is there. In addition, when the average fiber length exceeds 5.0 mm, the entanglement between the fibers becomes too strong and the fibers are aggregated. There is a risk of causing.
In order to fibrillate the defibrated waste paper pulp fiber, it is necessary to rub the used paper pulp in the defibrating apparatus. Even with the same fiber length, the entanglement between the fibers that have been defibrated with or without fibrillation differs. When fibrillated, it becomes cottony. The equipment conditions need to be adjusted to be optimized.

上記古紙由来のパルプ繊維は、使用される古紙として新聞古紙が好ましい。新聞古紙を使用すると平均繊維長が0.1〜5.0mmの範囲内に入り易くなるとともに、新聞紙抄紙時に配合される機械パルプが、パルプ表面にアルキル基を有するために疎水性を有し易いことから、マトリックスとなるゴムや樹脂等に分散させ易くなるという利点を有する。   The waste paper-derived pulp fiber is preferably newspaper waste paper as used paper. When using old newspaper, the average fiber length is likely to fall within the range of 0.1 to 5.0 mm, and the mechanical pulp blended at the time of newsprinting has an alkyl group on the pulp surface, so it tends to be hydrophobic. For this reason, it has the advantage that it can be easily dispersed in rubber, resin, or the like serving as a matrix.

本発明において用いられる粉末状樹脂としては、各種の粉末状樹脂が使用される。特に価格の面から、ポリオレフィン系の粉末状樹脂、廃タイヤから得られる粉末状ゴム樹脂が好適に使用される。またさらには、トナー用樹脂なども好適に使用される。
乾燥繊維と混合する粉末樹脂の選定は、本発明で作成した充填材組成物を、どのようなマトリックス樹脂に充填するかにより決定するのが好ましい。例えば、本発明の充填材組成物をポリオレフィン樹脂に充填する場合、乾燥繊維に混合する粉末樹脂は、ポリオレフィン系の粉末樹脂を選定するのが良い。本発明の充填材組成物をアクリル樹脂に充填する場合、乾燥繊維に混合する粉末樹脂は、アクリル系の粉末樹脂を選定するのが良い。また、本発明の充填材組成物をゴム系樹脂に充填する場合、乾燥繊維に混合する樹脂は、粉末ゴム樹脂を選定するのが良い。本発明の充填材組成物を、どのマトリックス樹脂に充填するかにより、混合する粉末樹脂を決めるのが良い。
Various powdery resins are used as the powdery resin used in the present invention. In particular, from the viewpoint of cost, polyolefin-based powdered resins and powdered rubber resins obtained from waste tires are preferably used. Furthermore, a resin for toner is preferably used.
The selection of the powder resin to be mixed with the dry fibers is preferably determined depending on what matrix resin is filled with the filler composition prepared in the present invention. For example, when filling the polyolefin resin with the filler composition of the present invention, it is preferable to select a polyolefin-based powder resin as the powder resin mixed with the dry fiber. When the acrylic resin is filled with the filler composition of the present invention, an acrylic powder resin is preferably selected as the powder resin to be mixed with the dry fiber. In addition, when the rubber-based resin is filled with the filler composition of the present invention, it is preferable to select a powder rubber resin as the resin mixed with the dry fiber. The powder resin to be mixed is preferably determined depending on which matrix resin is filled with the filler composition of the present invention.

粉末樹脂としては各種樹脂の粉末が使用可能である。例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン樹脂、各種ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ポリエステル樹脂、各種ゴムなどを機械的に粉末化させた物や、塊状重合で合成したビーズ状の物も使用可能である。具体的には、市販の各種樹脂の粉末が使用可能である。ポリオレフィン粉末樹脂としては、ポリエチレン粉末樹脂(商品名:フローセン、住友精化製)、ポリプロピレン粉末樹脂(商品名:フロープレン、住友精化製)、エチレン酢酸ビニル粉末樹脂(商品名:フローバック、住友精化製)、が挙げられる。廃タイヤ粉末樹脂の具体商品としては、P-83、P-100、P-160(以上、株式会社新生ゴム製)などがある。
プラスチックやタイヤなどの廃棄物を粉砕する際に、微細な繊維状あるいはフレーク状に破砕する場合もあるが、これらも本明細書では粉末に含まれるものとする。
Various resin powders can be used as the powder resin. For example, polyolefin resin, acrylic resin, methacrylic resin, urethane resin, nylon resin, various vinyl resins, epoxy resin, novolac resin, polyester resin, various rubbers, etc. A bead-like material synthesized by polymerization can also be used. Specifically, various commercially available resin powders can be used. Polyolefin powder resin includes polyethylene powder resin (trade name: Flocene, manufactured by Sumitomo Seika), polypropylene powder resin (trade name: Flowprene, manufactured by Sumitomo Seika), ethylene vinyl acetate powder resin (trade name: Flowback, Sumitomo Seika) ). Specific products of waste tire powder resin include P-83, P-100, P-160 (made by Shinsei Rubber Co., Ltd.).
When pulverizing wastes such as plastics and tires, they may be crushed into fine fibers or flakes, but these are also included in the powder in this specification.

使用する粉末樹脂の粒径は特に制限は無いが、平均粒子径は10μm〜1mm、好ましくは100μm〜500μm程度である。因みに、平均粒子径が10μm未満であると、作業性に問題を生じる。平均粒子径が1mm以上になると繊維表面フィブリル部への内包が困難となる。   The particle size of the powder resin to be used is not particularly limited, but the average particle size is about 10 μm to 1 mm, preferably about 100 μm to 500 μm. Incidentally, if the average particle diameter is less than 10 μm, a problem occurs in workability. When the average particle diameter is 1 mm or more, it is difficult to encapsulate the fiber surface fibril part.

天然パルプと粉末樹脂の混合比率は、天然パルプ100質量部に対して、粉末樹脂5〜100質量部、好ましくは10〜70質量部を混合するのが好ましい。粉末樹脂の配合量が5質量部未満であると、充填材組成物をマトリックスに添加混合した際、混和性が不十分となり、強度、弾性、耐摩耗性が不十分となるおそれがある。粉末樹脂が100質量部を超えると、マトリックス樹脂等との混和性は、それ以上は改善されない。結果としてコストアップとなる可能性がある。 The mixing ratio of the natural pulp and the powder resin is preferably 5 to 100 parts by mass, preferably 10 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the natural pulp. When the blending amount of the powder resin is less than 5 parts by mass, when the filler composition is added to the matrix and mixed, the miscibility becomes insufficient, and the strength, elasticity, and wear resistance may be insufficient. When the amount of the powder resin exceeds 100 parts by mass, the miscibility with the matrix resin or the like is not further improved. As a result, the cost may increase.

乾燥状態の天然パルプと粉末樹脂を混合する方法は、公知の方法で可能である。天然パルプと粉末樹脂が均一に混合できる方法であれば、いかなる方法や機器が使用可能である。具体的には手で何回も混ぜる方法、振動装置を利用して一定時間混合させる方法、天然パルプと粉末樹脂を別々にエアーで吹き上げて空気中で衝突させて混合する方法などが利用できる。   A known method can be used to mix the dried natural pulp and the powdered resin. Any method and apparatus can be used as long as the natural pulp and the powder resin can be mixed uniformly. Specifically, a method of mixing by hand many times, a method of mixing for a certain time using a vibration device, a method of blowing natural pulp and powdered resin separately with air and colliding them in the air can be used.

混合した天然パルプと粉末樹脂は嵩高で取り扱いにくい場合もある。この場合は、混合物を加熱し、粉末樹脂を溶解して天然パルプ表面を濡らす、あるいは付着させて嵩を低くしたほうが良い。加熱する方法は、例えば熱風乾燥、乾燥キルンを用いた加熱、赤外線加熱等、公知の方法を単独であるいは組み合わせて採用することができる。中でもアイロンのようなホットプレス加熱は嵩を低くすることが可能で有効であるが、表面のみの粉末樹脂が溶解し、内部に存在する粉末樹脂が溶けないことを注意する必要がある。
いずれにしても、粉末樹脂の一部または全部が融けてパルプに接着している状態とすることが好ましい。
The mixed natural pulp and powder resin may be bulky and difficult to handle. In this case, it is better to heat the mixture and dissolve the powder resin to wet the natural pulp surface, or to make it adhere to reduce the bulk. As a heating method, for example, known methods such as hot air drying, heating using a dry kiln, infrared heating, etc. can be used alone or in combination. Among them, hot press heating such as iron is effective because it can reduce the bulk, but it is necessary to pay attention to the fact that the powder resin only on the surface dissolves and the powder resin existing inside does not dissolve.
In any case, it is preferable that a part or all of the powder resin is melted and adhered to the pulp.

本発明の充填材組成物を添加するマトリックス樹脂としては各種ゴム、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン樹脂、各種ビニル系樹脂、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、ポリエステルなどの各種縮合系樹脂が使用可能である。環境の点からは、ポリ乳酸のような生分解性樹脂を使用するのが好ましい。
具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、塩素化ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、カルボキシメチルセルロース、ポリテルペンなどが挙げられる。
The matrix resin to which the filler composition of the present invention is added includes various rubbers, polyolefin resins, acrylic resins, methacrylic resins, urethane resins, nylon resins, various vinyl resins, epoxy resins, novolac resins, polyesters, etc. Various condensed resins can be used. From the environmental point of view, it is preferable to use a biodegradable resin such as polylactic acid.
Specifically, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, chlorinated polyethylene, maleic anhydride-modified polyethylene, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyarylate, polyethylene terephthalate, poly Examples include vinylidene chloride, polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, polysulfone, polyvinyl alcohol, polyvinyl ether, polyvinyl butyral, polyacrylate, polymethyl methacrylate, polyurethane, carboxymethyl cellulose, and polyterpene.

本発明の充填材組成物は、上述のように古紙パルプ繊維に樹脂が複合化されているのでマトリックスであるゴム、エラストマー、その他の樹脂との混和性に極めて優れている。このため、マトリックスに充填材を配合された組成物は均一な混合状態となり、組成物の強度試験においてもクラックの発生がほとんどなく、優れた特性を示すものと考えられる。同様に、弾性、耐摩耗性も向上するものと考えられる。   As described above, the filler composition of the present invention is extremely excellent in miscibility with rubber, elastomer, and other resins which are matrices because the resin is combined with the waste paper pulp fiber. For this reason, the composition in which the filler is blended in the matrix is in a uniform mixed state, and cracks are hardly generated even in the strength test of the composition. Similarly, it is considered that elasticity and wear resistance are also improved.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は勿論これらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、%は、全て質量%である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following examples, all% are mass%.

(実施例1)
水分6質量%の新聞古紙を、パルプ粗砕機(商品名:「FR−160」、瑞光鉄工社製)を用いて粗砕後、パルプ粉砕機(商品名:「P−270」、瑞光鉄工社製)を用いて乾式で解繊し、古紙パルプ繊維を得た。得られた古紙パルプ繊維の長さ加重平均繊維長は1.20mmであった。この古紙パルプ100質量部と粉末中密度ポリエチレン(試薬、アルドリッチ製)15質量部を、手で充分に混合し、充填材組成物を得た。
得られた充填材組成物20部を、を低密度ポリエチレン55部(試薬、アルドリッチ社製)とマレイン酸変性ポリエチレン25部(試薬、アルドリッチ社製)の混合物に充填し、ラボプラストミル(東洋精機製)で混練した。なお、混練温度は180℃、混練時間は10分である。得られた混練物を160℃でプレス成型し、板状サンプルを作製した。
作製した板状サンプルを目視し、繊維の集合状態や凝集状態を観察した。結果を表1に示す。
Example 1
Waste paper with a moisture content of 6% by mass was crushed using a pulp crusher (trade name: “FR-160”, manufactured by Ruikou Iron Works Co., Ltd.), and then a pulp crusher (trade name: “P-270”, Zuikou Ironworks Co., Ltd.). Was used to obtain a waste paper pulp fiber. The length-weighted average fiber length of the obtained waste paper pulp fiber was 1.20 mm. 100 parts by mass of this used paper pulp and 15 parts by mass of powdered medium density polyethylene (reagent, manufactured by Aldrich) were sufficiently mixed by hand to obtain a filler composition.
20 parts of the obtained filler composition was filled into a mixture of 55 parts of low density polyethylene (reagent, manufactured by Aldrich) and 25 parts of maleic acid-modified polyethylene (reagent, manufactured by Aldrich), and Laboplast mill (Toyo Seiki). Kneaded). The kneading temperature is 180 ° C. and the kneading time is 10 minutes. The obtained kneaded material was press-molded at 160 ° C. to prepare a plate sample.
The produced plate-like sample was visually observed to observe the aggregated state and aggregated state of the fibers. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1と同じ操作を行なった。ただし、得られた充填材組成物をアイロンで加熱処理して毛布状態にした。毛布状充填材組成物を小片に粉砕し、最終の充填材組成物とした。
該小片の断面写真を観察したところ、粉末の表面が融けてパルプに接着していることが判明した。
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed. However, the obtained filler composition was heat-treated with an iron to form a blanket. The blanket-like filler composition was crushed into small pieces to obtain the final filler composition.
Observation of a cross-sectional photograph of the small piece revealed that the surface of the powder melted and adhered to the pulp.

(実施例3)
実施例1と同じ操作を行なった。ただし、粉末中密度ポリエチレンの代わりに粉末状ゴム(商品名:P-83、株式会社新生ゴム製)を使用した。
(Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed. However, powdered rubber (trade name: P-83, manufactured by Shinsei Rubber Co., Ltd.) was used instead of the medium density polyethylene.

(実施例4)
実施例1と同じ操作を行なった。ただし、粉末中密度ポリエチレンの代わりに粉末状ポリスチレン(試薬、アルドリッチ製)を使用した。
Example 4
The same operation as in Example 1 was performed. However, powdered polystyrene (reagent, manufactured by Aldrich) was used in place of powdered medium density polyethylene.

(実施例5)
実施例1と同じ操作を行なった。ただし、粉末中密度ポリエチレンの代わりに粉末状パラフィンワックス(商標:SP0145、日本製蝋製)を使用した。
(Example 5)
The same operation as in Example 1 was performed. However, powdered paraffin wax (trademark: SP0145, manufactured by Nippon Wax) was used in place of powdered medium density polyethylene.

(実施例6)
実施例1と同じ操作を行なった。ただし、古紙パルプの代わりに以下に説明する乾燥パルプを使用した。
水分50質量%のクラフトパルプを、パルプ粗砕機(商品名:「FR−160」、瑞光鉄工社製)を用いて粗砕後、パルプ粉砕機(商品名:「P−270」、瑞光鉄工社製)を用いて解繊し、乾燥してパルプ繊維を得た。得られたパルプ繊維の長さ加重平均繊維長は1.60mmであった。
(Example 6)
The same operation as in Example 1 was performed. However, dry pulp described below was used instead of waste paper pulp.
Kraft pulp with a moisture content of 50% by mass was crushed using a pulp crusher (trade name: “FR-160”, manufactured by Ruikou Iron Works Co., Ltd.), and then a pulp crusher (trade name: “P-270”, Suikou Iron Works, Inc.). And then dried to obtain pulp fibers. The length weighted average fiber length of the obtained pulp fiber was 1.60 mm.

(実施例7)
実施例1と同じ操作を行ない、充填材組成物を得た。得られた充填材組成物20部を、ポリ乳酸樹脂80部(商標:TE2000、ユニチカ製)に充填し、ラボプラストミル(東洋精機製)で混練した。なお、混練温度は180℃、混練時間は10分である。得られた混練物を160℃でプレス成型し、板状サンプルを作製した。
作製した板状サンプルを目視し、繊維の集合状態や凝集状態を観察した。結果を表1に示す。
(Example 7)
The same operation as in Example 1 was performed to obtain a filler composition. 20 parts of the obtained filler composition was filled in 80 parts of a polylactic acid resin (trademark: TE2000, manufactured by Unitika) and kneaded with a lab plast mill (manufactured by Toyo Seiki). The kneading temperature is 180 ° C. and the kneading time is 10 minutes. The obtained kneaded material was press-molded at 160 ° C. to prepare a plate sample.
The produced plate-like sample was visually observed to observe the aggregated state and aggregated state of the fibers. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1と同じ操作を行なった。ただし、粉末中密度ポリエチレンは使用しなかった。
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was performed. However, powder medium density polyethylene was not used.

(比較例2)
実施例7同じ操作を行なった。ただし、粉末中密度ポリエチレンは使用しなかった。
(Comparative Example 2)
Example 7 The same operation was performed. However, powder medium density polyethylene was not used.

Figure 2011202020
Figure 2011202020

表1から明らかなように、本発明の方法で得られた充填材組成物は、樹脂などのマトリックスとの混和性に極めて優れている。   As is apparent from Table 1, the filler composition obtained by the method of the present invention is extremely excellent in miscibility with a matrix such as a resin.

本発明の充填材組成物は、軽量で、マトリックスであるゴム、エラストマー、樹脂等への混和安定性に優れるとともに、ひいては強度、弾性、耐摩耗性等の特性を向上させることができ、充填材組成物として極めて優れた特性を有するものである。   The filler composition of the present invention is lightweight and excellent in mixing stability with a matrix rubber, elastomer, resin and the like, and can improve properties such as strength, elasticity, and abrasion resistance. The composition has extremely excellent characteristics.

Claims (8)

乾燥状態の天然パルプと乾燥状態の粉末樹脂を混合したことを特徴とする充填材組成物。 A filler composition comprising a dried natural pulp and a dried powdered resin. 乾燥状態の天然パルプと乾燥状態の粉末樹脂を混合し、混合物を加熱したことを特徴とする請求項1に記載の充填材組成物。 The filler composition according to claim 1, wherein the natural pulp in a dry state and a powder resin in a dry state are mixed and the mixture is heated. 前記乾燥状態の粉末樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1、2に記載の充填材組成物。 The filler composition according to claim 1, wherein the dry powder resin is a polyolefin-based resin. 前記乾燥状態の粉末樹脂が廃タイヤを粉砕した粉末状ゴムであることを特徴とする請求項1、2に記載の充填材組成物。 The filler composition according to claim 1, wherein the dry powder resin is a powdered rubber obtained by pulverizing a waste tire. 前記乾燥状態の天然パルプが製紙用パルプであることを特徴とする請求項1、2に記載の充填材組成物。 The filler composition according to claim 1 or 2, wherein the dried natural pulp is paper pulp. 前記製紙用パルプが化学パルプ、機械パルプ、古紙パルプから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項5に記載の充填材組成物。 The filler composition according to claim 5, wherein the papermaking pulp is at least one selected from chemical pulp, mechanical pulp, and used paper pulp. 前記天然パルプが上白、カード、特白、中白、白マニラ、模造、色上、切付、中更反古、雑誌、段ボール、印刷古紙から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項6に記載の充填材組成物。 The natural pulp is at least one selected from upper white, card, extra white, middle white, white manila, imitation, color, cutting, middle and old, magazine, cardboard, and printed paper. The filler composition according to claim 6. 印刷古紙が新聞紙、微塗工紙、高灰分の塗工紙、非塗工紙から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項7に記載の充填材組成物。 8. The filler composition according to claim 7, wherein the used printed paper is at least one selected from newspaper, fine coated paper, high ash coated paper, and non-coated paper.
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