JP2011213776A - Filler composition - Google Patents
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Abstract
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.
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、乾燥状態の天然パルプと乾燥状態の合成繊維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 natural pulp and dry synthetic fiber is used as a filler, and by adding this to a resin such as polyethylene or rubber, the mixing stability is improved, while the strength, elasticity, The inventors have found that it is possible to improve the wear resistance, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は以下の（１）〜（７）の７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合成繊維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合成繊維を混合し、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）前記乾燥状態の合成繊維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。
（５）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（４）に記載の充填材組成物。
（６）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（５）に記載の充填材組成物。
（７）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（６）に記載の充填材組成物。
That is, this invention is comprised by seven invention of the following (1)-(7).
(1) A filler composition comprising a dried natural pulp and a dried synthetic fiber.
(2) The filler composition according to (1), wherein the dried natural pulp and the dried synthetic fiber are mixed and the mixture is heated.
(3) The filler composition according to (1) or (2), wherein the dry synthetic fiber is a polyolefin resin.
(4) The filler composition according to (1) or (2), wherein the dried natural pulp is paper pulp.
(5) The filler composition according to (4), wherein the papermaking pulp is at least one selected from chemical pulp, mechanical pulp, and used paper pulp.
(6) The natural pulp is at least one selected from upper white, card, white, middle white, white manila, imitation, color, cutting, middle and old, magazine, cardboard, and printed paper. The filler composition according to (5), which is characterized.
(7) The filler composition according to (6), 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、合成繊維を混合した繊維組成物である。さらに好ましくは、古紙パルプと合成繊維の混合物を加熱し、合成繊維を溶融し、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、ポリオレフィン系合成繊維を混合した繊維組成物である。さらに好ましくは、古紙パルプとポリオレフィン系合成繊維の混合物を加熱し、ポリオレフィン系合成繊維を溶融し、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ポリオレフィン系合成繊維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 waste paper pulp in a dry state subjected to a defibrating treatment and a synthetic fiber. More preferably, it is a fiber composition in which a mixture of waste paper pulp and synthetic fiber is heated, the synthetic fiber is melted, and the surface of the waste paper pulp fiber is wetted or adhered. Further, the second representative example is a fiber composition obtained by mixing a dried waste paper pulp subjected to a defibrating treatment and a polyolefin-based synthetic fiber. More preferably, it is a fiber composition in which a mixture of waste paper pulp and polyolefin synthetic fiber is heated to melt the polyolefin synthetic fiber and wet or adhere the surface of the waste paper pulp fiber. Below, the case where mainly used paper pulp and polyolefin synthetic fiber are utilized is explained as an example.
従来は、古紙パルプとゴムや樹脂などを、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、古紙パルプと合成繊維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合成繊維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, 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 a resin is always present in the vicinity of the used paper pulp is necessary, and considered that mixing the used paper pulp and the synthetic fiber 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 synthetic fibers in the fluffed portion on the surface, it is possible to provide an environment in which a resin always exists in the vicinity of the waste paper pulp.
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 is preferably newspaper waste paper as the 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合成繊維としては、各種の合成繊維が使用される。特に価格の面から、ポリオレフィン系の合成繊維が好適に使用される。
乾燥繊維と混合する合成繊維の選定は、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合成繊維は、ポリオレフィン系の合成繊維を選定するのが良い。本発明の充填材組成物をポリ乳酸樹脂に充填する場合、乾燥繊維に混合する合成繊維は、ポリ乳酸の合成繊維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、混合する合成繊維を決めるのが良い。
Various synthetic fibers are used as the synthetic fiber used in the present invention. Particularly from the viewpoint of cost, polyolefin-based synthetic fibers are preferably used.
The selection of the synthetic fiber to be mixed with the dry fiber 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 synthetic fiber as the synthetic fiber to be mixed with the dry fiber. When the polylactic acid resin is filled with the filler composition of the present invention, a synthetic fiber of polylactic acid is preferably selected as the synthetic fiber to be mixed with the dry fiber. The synthetic fiber to be mixed is preferably determined depending on which matrix resin is filled with the filler composition of the present invention.
合成繊維としては各種樹脂の合成繊維が使用可能である。例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ乳酸樹脂の合成繊維が使用可能であり、市販の各種樹脂の合成繊維が使用可能である。 Synthetic fibers of various resins can be used as the synthetic fibers. For example, synthetic fibers such as polyolefin resin, acrylic resin, urethane resin, nylon resin, polyester resin, and polylactic acid resin can be used, and commercially available synthetic fibers of various resins can be used.
使用する合成繊維の繊維径は特に制限は無いが、繊維径は１０μ〜１ｍｍ、好ましくは１００μ〜５００μ程度である。因みに、繊維径が１０μ未満であると、作業性に問題を生じる。平均繊維径が１ｍｍ以上になると天然パルプのフィブリル部への内包が困難となる。使用する合成繊維の繊維長も特に制限は無いが、繊維長が０．１ないし１０ｍｍのものが好ましい。繊維長が０．１ｍｍ以下であると作業性に問題が生じ、１０ｍｍ以上になると天然パルプのフィブリル部への内包が困難となる。 Although there is no restriction | limiting in particular in the fiber diameter of the synthetic fiber to be used, Fiber diameter is 10 micrometers-1 mm, Preferably it is about 100 micrometers-500 micrometers. Incidentally, when the fiber diameter is less than 10 μm, a problem occurs in workability. When the average fiber diameter is 1 mm or more, it becomes difficult to encapsulate natural pulp in the fibril part. The fiber length of the synthetic fiber to be used is not particularly limited, but a fiber length of 0.1 to 10 mm is preferable. When the fiber length is 0.1 mm or less, there is a problem in workability.
天然パルプと合成繊維の混合比率は、天然パルプ１００質量部に対して、合成繊維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。合成繊維の配合量が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。合成繊維が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。 As for the mixing ratio of natural pulp and synthetic fiber, it is preferable to mix 5 to 100 parts by mass, preferably 10 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of natural pulp. When the blending amount of the synthetic fiber is less than 5 parts by mass, when the filler composition is added to the matrix and mixed, the miscibility may be insufficient, and the strength, elasticity, and wear resistance may be insufficient. When the synthetic fiber 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.
天然パルプと合成繊維を混合する方法は、公知の方法で可能である。天然パルプと合成繊維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、天然パルプと合成繊維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。 The method of mixing natural pulp and synthetic fiber can be performed by a known method. Any method and apparatus can be used as long as the natural pulp and the synthetic fiber can be mixed uniformly. Specifically, a method of mixing many times by hand, a method of mixing for a certain time using a vibration device, a method of blowing natural pulp and synthetic fiber separately with air and colliding them in the air can be used.
混合した天然パルプと合成繊維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、合成繊維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、合成繊維の表面のみが溶解し、内部に存在する合成繊維が溶けないことを注意する必要がある。
いずれにしても、合成繊維の一部または全部が融けて天然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 synthetic fiber may be bulky and difficult to handle. In this case, it is better to heat the mixture and dissolve the synthetic fiber 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 an iron is effective because it can reduce the bulk, but it is necessary to be careful that only the surface of the synthetic fiber dissolves and the synthetic fiber existing inside does not melt.
In any case, it is preferable that a part or all of the synthetic fiber is melted and adhered to the natural 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、上述のように天然パルプ繊維に合成繊維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 synthetic fibers are combined with natural pulp fibers. 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質量部と以下のように作成したポリエチレン繊維１５質量部を、手で充分に混合し、充填材組成物を得た。
ポリエチレン（試薬グレード（ＭＦＲ２４）、アルドリッチ社製）を、孔数120個の芯鞘型複合紡糸口金を数個用いて溶融紡糸した。このときの紡糸条件は、紡糸温度230℃、単孔の吐出量１ｇ／minである。紡糸した後、直ちにエアーサッカーで延伸して繊度２デニールのポリエチレン繊維を得た。このポリエチレン繊維を、長さ２mmにカットした。
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 waste paper pulp and 15 parts by mass of polyethylene fiber prepared as follows were thoroughly mixed by hand to obtain a filler composition.
Polyethylene (reagent grade (MFR24), manufactured by Aldrich) was melt-spun using several core-sheath composite spinnerets with 120 holes. The spinning conditions at this time are a spinning temperature of 230 ° C. and a single hole discharge rate of 1 g / min. After spinning, it was immediately drawn with air soccer to obtain polyethylene fibers having a fineness of 2 denier. This polyethylene fiber was cut to a length of 2 mm.
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乾燥機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、合成繊維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 a dryer 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 synthetic fiber 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、ポリエチレン繊維の代わりにポリエステル繊維（商標：メルティ、ユニチカ製）を使用した。
(Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed. However, polyester fiber (trademark: Melty, manufactured by Unitika) was used instead of polyethylene fiber.
（実施例４）
実施例１と同じ操作を行なった。ただし、ポリエチレン繊維の代わりにポリ乳酸繊維（商標：テラマック、ユニチカ製）を使用した。
Example 4
The same operation as in Example 1 was performed. However, polylactic acid fibers (trademark: Terramac, manufactured by Unitika) were used instead of polyethylene fibers.
（比較例１）
実施例１と同じ操作を行なった。ただし、ポリエチレン合成繊維は使用しなかった。
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was performed. However, polyethylene synthetic fiber was not used.
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 (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010080860A JP2011213776A (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Filler composition |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109735129A (en) * | 2018-12-19 | 2019-05-10 | 湖南映宏新材料股份有限公司 | A kind of ecological wood-plastic material and preparation method thereof |
-
2010
- 2010-03-31 JP JP2010080860A patent/JP2011213776A/en active Pending
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