JP2017155248A - Manufacturing method of a cellulose fiber dispersed polyethylene resin composite and recycling method of cellulose fiber adhered polyethylene thin film piece - Google Patents

Manufacturing method of a cellulose fiber dispersed polyethylene resin composite and recycling method of cellulose fiber adhered polyethylene thin film piece Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple manufacturing method of a cellulose fiber dispersed resin composite which is excellent in energy efficiency (low power consumption), uses a cellulose fiber adhered polyethylene thin film piece with various size and shapes, where a paper component (cellulose fiber) which cannot be removed when polyethylene laminate processed paper having a polyethylene thin film adhered to a surface of paper is stirred in water and a paper part is peeled and removed, adheres ununiformly to a polyethylene thin film as a raw material and can disperse a cellulose fiber in a polyethylene resin sufficiently uniformly with peeling the cellulose fiber from a surface of the cellulose fiber adhered polyethylene thin film piece.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of a cellulose fiber dispersed polyethylene resin composite including melting a cellulose fiber adhered polyethylene thin film piece where a cellulose fiber adheres to a polyethylene thin film piece, melting mixing the same with water to obtain the cellulose fiber dispersed polyethylene resin composite.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法、及びセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a cellulose fiber dispersion of polyethylene resin composite, and to a method of recycling cellulose fibers deposited polyethylene film pieces.

牛乳パックのような紙製飲料容器を構成しているラミネート加工紙は、主にセルロース繊維からなる紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着された積層体であり、そのリサイクルの際には、紙部分(パルプ)とポリエチレン薄膜部分とを分離処理する必要がある。
分離処理の方法は、パルパーと呼ばれる装置内でラミネート加工紙を長時間水中で撹拌することにより、ラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取る方法が一般的であり、このようにして分離された紙部分は、再生紙の原料とされている。
しかし、ポリエチレン薄膜は、その表面に多数の紙成分(セルロース繊維からなる紙片)が不均一に付着した状態でしかも大きさや形状がまちまちであり、さらに、ポリエチレン薄膜に付着しているセルロース繊維は、上記パルパーによる紙の分離処理の際に多量に吸水している。かかるポリエチレン薄膜を樹脂製品の原料として再利用するには十分な乾燥処理が必要となり、再利用に多くのエネルギーを消費してしまう。また、原料の大きさや形状が不均一なために、これを混練して均質な組成や物性の樹脂を得ることは困難であった。そのため、このようなセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、そのまま埋め立てられて廃棄処分されるか、燃料として再利用されているのが現状である。
そこで、環境負荷を低減する観点から、上記ポリエチレン薄膜を樹脂製品の原料として再利用できる技術の開発が望まれていた。
Laminated paper that constitutes a paper beverage container such as a milk pack is a laminate in which a polyethylene thin film is attached to the surface of a paper mainly made of cellulose fibers. Pulp) and the polyethylene thin film portion need to be separated.
The separation method is generally a method in which the paper part is peeled off from the laminated paper by stirring the laminated paper in water for a long time in an apparatus called a pulper. Is a raw material for recycled paper.
However, the polyethylene thin film is in a state in which a large number of paper components (paper pieces made of cellulose fibers) are non-uniformly attached to the surface, and the size and shape vary, and the cellulose fibers attached to the polyethylene thin film are A large amount of water is absorbed during the paper separation process by the pulper. In order to reuse such a polyethylene thin film as a raw material for resin products, a sufficient drying process is required, and much energy is consumed for reuse. Further, since the raw materials are not uniform in size and shape, it has been difficult to obtain a resin having a homogeneous composition and physical properties by kneading them. Therefore, at present, such a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is buried as it is and discarded or reused as fuel.
Therefore, from the viewpoint of reducing the environmental load, development of a technology capable of reusing the polyethylene thin film as a raw material for resin products has been desired.

特開2000−62746号公報(特許文献1)には、ラミネート加工紙からなる使用済み飲料容器を再利用して包装用トレイを製造するモウルド成形技術が開示されており、パルパーによってラミネート加工紙から分離されたセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、乾燥・粉砕した後に一次成形機によって板状に成形し、さらに加熱成形機を用いて、卵包装用トレイなどの所定の形状に二次成形としてモウルド成形する技術が記載されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-62746 (Patent Document 1) discloses a mold forming technique for producing a packaging tray by reusing a used beverage container made of laminated paper. The separated cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces are dried and pulverized, then formed into a plate shape by a primary molding machine, and further molded into a predetermined shape such as an egg packaging tray using a heat molding machine. The technology to do is described.

また、特許第4680000号公報(特許文献2)には、ラミネート加工紙からなる使用済み飲料容器の再利用技術として、ラミネート加工紙を、紙部分とポリエチレン薄膜部分に分離することなくそのまま小さく粉砕して、ポリプロピレンなどと共に二軸押出機で混練することによって紙含有樹脂組成物を製造し、さらにこれに流動性向上剤を加えて射出成形する方法が記載されている。   Japanese Patent No. 4680000 (Patent Document 2) discloses a technique for reusing used beverage containers made of laminated paper, in which the laminated paper is crushed as it is without being separated into a paper portion and a polyethylene thin film portion. In addition, a method is described in which a paper-containing resin composition is produced by kneading with polypropylene or the like with a twin screw extruder, and a fluidity improver is further added thereto, followed by injection molding.

また、特許第4950939号公報(特許文献3)には、使用済みのPPC用紙と、使用済みの飲料容器などのPET材とを合わせて再利用する技術が開示されており、PPC用紙を細かく裁断して含水させた後、細かく裁断したPET材と共に、亜臨界状態の水の存在下で混練することで、射出成形用樹脂を作製する方法が記載されている。
この特許文献3の技術は、PPC用紙とPET材とを亜臨界状態の水の存在下で混練することで、PPC用紙のセルロース繊維と溶融したPET材とを、比較的に均一に混ざり易くするものである。
Japanese Patent No. 4950939 (Patent Document 3) discloses a technique of reusing a used PPC paper and a PET material such as a used beverage container in combination, and finely cutting the PPC paper. In addition, a method is described in which an injection molding resin is prepared by kneading in the presence of subcritical water together with a finely cut PET material after water is contained.
The technique of Patent Document 3 makes it possible to mix the cellulose fibers of the PPC paper and the molten PET material relatively uniformly by kneading the PPC paper and the PET material in the presence of subcritical water. Is.

また、樹脂中にセルロース繊維を均一に分散させると、樹脂単体よりも、曲げ強度が向上するなど、物性が改善することが知られている。例えば特開2011−93990号公報(特許文献4)には、非フィブリル化繊維状セルロースと熱可塑性樹脂とをバッチ式密閉型混練装置を用いて溶融混練することで、セルロース繊維を含有する強度の高い樹脂成形体を製造する技術が開示されている。   In addition, it is known that when cellulose fibers are uniformly dispersed in a resin, the physical properties are improved, for example, the bending strength is improved as compared with the resin alone. For example, in JP 2011-93990 A (Patent Document 4), non-fibrillated fibrous cellulose and a thermoplastic resin are melt-kneaded using a batch-type closed kneading apparatus, so that the strength containing cellulose fibers is increased. A technique for producing a high resin molding is disclosed.

特開2000−62746号公報JP 2000-62746 A 特許第4680000号公報Japanese Patent No. 4680000 特許第4950939号公報Japanese Patent No. 4950939 特開2011−93990号公報JP 2011-93990 A

しかしながら、特許文献1記載の技術では、溶融状態での混練行わずに、単にモウルド成形により包装用トレイを製造するものであり、後述するような亜臨界状態で溶融混練するものではない。そのため、特許文献1では、ポリエチレンを含んだ紙廃棄物を細かく粉砕してモウルド成形を行うが、溶融混練工程がないためセルロースの分布に偏りが生じる。さらにモウルド成形では、材料を再溶融せずに加熱融着するに過ぎず、薄膜片同士の融着部分は少なく、セルロース繊維の分散状態を十分に均一化することができず、得られる成形体の融着部の強度が低いという問題がある。また、かかる成形体は、セルロース繊維の多くが樹脂から露出した状態であるため、吸水しやすく乾燥し難い特性を有し、その用途が限定されてしまう。   However, in the technique described in Patent Document 1, a packaging tray is simply manufactured by mold molding without performing kneading in a molten state, and is not melt kneaded in a subcritical state as described later. Therefore, in Patent Document 1, paper waste containing polyethylene is finely pulverized to perform mold molding. However, since there is no melt-kneading step, the distribution of cellulose is biased. Furthermore, in the molding, the material is merely heat-fused without remelting the material, and there are few fusion parts between the thin film pieces, and the dispersed state of the cellulose fibers cannot be sufficiently uniformed, and the resulting molded product There exists a problem that the intensity | strength of a melt | fusion part is low. Moreover, since this molded object is in the state in which many cellulose fibers were exposed from resin, it has the characteristic that it is easy to absorb water and it is hard to dry, and the use will be limited.

また、特許文献2記載の技術では、ラミネート加工紙から紙部分を剥ぎぎ取らずに0.5mm〜2.5mmの微細な粒径に粉砕してポリプロピレンや変性ポリプロピレンを加え、二軸押出機で混練して紙含有樹脂組成物を得て、さらに、これに流動性向上剤を含有する混合物を加えて射出成形を行っている。すなわち特許文献2記載の技術は、ラミネート加工紙の古紙から得た水分を含むセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を亜臨界状態で溶融混練するものではない。さらに、特許文献2には、針葉樹漂白化学パルプを含有する紙含有樹脂組成物が記載されている。しかし、この組成物に使用する樹脂はポリプロピレンないし変性ポリプロピレン樹脂でありポリエチレンではない。さらに、特許文献2記載の技術では、紙含有樹脂組成物に含まれるセルロースの量が相対的に多く、そのままでは混練時に良好な流動性が得られず、成形体を作製した場合に材料強度のばらつきや十分な強度が得らない部分が生じる問題がある。これを解決すべく特許文献2には、原料として別途にポリプロピレンや流動性向上剤を添加することが記載されているが、ポリエチレンを用いることは記載されていない。   Moreover, in the technique described in Patent Document 2, the paper portion is not peeled off from the laminated paper and pulverized to a fine particle size of 0.5 mm to 2.5 mm, and polypropylene or modified polypropylene is added. A paper-containing resin composition is obtained by kneading, and further, a mixture containing a fluidity improver is added thereto for injection molding. That is, the technique described in Patent Document 2 does not melt and knead cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces containing moisture obtained from waste paper of laminated paper in a subcritical state. Furthermore, Patent Document 2 describes a paper-containing resin composition containing softwood bleached chemical pulp. However, the resin used in this composition is polypropylene or modified polypropylene resin, not polyethylene. Furthermore, in the technique described in Patent Document 2, the amount of cellulose contained in the paper-containing resin composition is relatively large, and as it is, good fluidity cannot be obtained at the time of kneading. There is a problem in that there are variations and portions where sufficient strength cannot be obtained. In order to solve this, Patent Document 2 describes that polypropylene or a fluidity improver is separately added as a raw material, but does not describe the use of polyethylene.

また、特許文献3はオフィスから排出される使用済み排出紙であるPPC用紙を含水させた後、脱水し、PET樹脂またはPP樹脂と混合して亜臨界もしくは超臨界処理を行って射出成形用樹脂を製造する製造方法に関する発明である。
特許文献3記載の発明は、単にPPC古紙とPET樹脂等の容器リサイクル樹脂を別々に準備して混合処理してリサイクルするものであり、紙製飲料容器をパルパー処理して紙成分を取り除いて得られる、水を多量に含み、大きさも形状もまちまちで、樹脂にセルロースが不均一に付着した状態の薄膜片をリサイクルするものではない。
特許文献3記載の技術においては、PPC用紙を構成する多数のセルロース繊維が複雑に絡み合っており、これを十分に解繊してバラバラの状態にすることは難しいため、PPC用紙を細かく裁断したものを用いている。
また、PPC用紙は、裁断面からの吸水が優位なため、裁断面の表面積を増加させるため、PPC用紙を細かく裁断して含水、脱水処理を行なわないと、亜臨界もしくは超臨界処理によるセルロース繊維の解繊が十分に進行しない。この裁断を十分に行わない場合、製造した射出成形用樹脂の中に、解繊されていない紙片(セルロース繊維の集塊)が少なからず残存し、これが射出成形用樹脂の強度低下、吸水特性低下の原因になりうる問題がある。
Further, Patent Document 3 discloses a resin for injection molding by making PPC paper, which is used discharged paper discharged from an office, water, dehydrated, mixed with PET resin or PP resin, and subjected to subcritical or supercritical processing. It is invention regarding the manufacturing method which manufactures.
The invention described in Patent Document 3 simply recycles PPC waste paper and PET recycled resin containers by separately preparing them, mixing and recycling them, and removing the paper components by pulping paper beverage containers. It does not recycle thin-film pieces that contain a large amount of water, vary in size and shape, and in which cellulose is unevenly adhered to the resin.
In the technique described in Patent Document 3, a large number of cellulose fibers constituting PPC paper are intertwined in a complicated manner, and it is difficult to sufficiently disentangle them into pieces, so that the PPC paper is finely cut. Is used.
In addition, PPC paper is superior in water absorption from the cut surface, so that the surface area of the cut surface is increased. Therefore, if the PPC paper is not cut finely and subjected to water-containing or dehydration treatment, cellulose fibers by subcritical or supercritical processing are used. Defibration does not progress sufficiently. If this cutting is not performed sufficiently, not a few pieces of paper (agglomerated cellulose fibers) remain in the produced injection molding resin, which reduces the strength of the injection molding resin and the water absorption characteristics. There is a problem that can cause

さらに、上記特許文献4記載の技術では、熱可塑性樹脂と繊維状セルロースを別々の材料をバッチ式溶融混連装置の攪拌室に投入して、熱可塑性樹脂と繊維状セルロースを溶融混練する際に、繊維状セルロースは溶融せず熱可塑性樹脂は溶融させるものである。すなわち、特許文献4記載の技術では、用いる原料が、目的の樹脂組成物を得るのに適したいわば純品であり、上述のような水を多量に含み、大きさも形状もまちまちで、樹脂にセルロースが不均一に付着した状態の薄膜片をリサイクルするものではない。
また物性の異なる熱可塑性樹脂と繊維状セルロースを別々に投入して混ぜ合わせた場合、熱可塑性樹脂中に繊維状セルロースが十分均一な状態で分散し、一体化した樹脂組成物とすることは難しい。すなわち、繊維状セルロースが凝集したダマなどが生じやすく、樹脂成形体の強度低下を招く恐れがある。そのため、特許文献4には、アスペクト比が5〜500の繊維状のセルロースを用いることが記載されている。
Furthermore, in the technique described in Patent Document 4, when thermoplastic resin and fibrous cellulose are separately supplied into a stirring chamber of a batch-type melt mixing device, the thermoplastic resin and fibrous cellulose are melt-kneaded. The fibrous cellulose is not melted and the thermoplastic resin is melted. That is, in the technique described in Patent Document 4, the raw material used is a so-called pure product suitable for obtaining the target resin composition, contains a large amount of water as described above, and varies in size and shape. It does not recycle thin-film pieces in which cellulose is unevenly adhered.
In addition, when thermoplastic resins and fibrous cellulose having different physical properties are separately added and mixed together, it is difficult to disperse the fibrous cellulose in the thermoplastic resin in a sufficiently uniform state to form an integrated resin composition. . That is, lumps or the like in which fibrous cellulose is aggregated are likely to occur, and there is a possibility that the strength of the resin molded body is reduced. Therefore, Patent Document 4 describes the use of fibrous cellulose having an aspect ratio of 5 to 500.

本発明は、紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙を水中で撹拌することにより紙部分を剥ぎ取り除去して得られる、除去しきれなかった紙成分(セルロース繊維)がポリエチレン薄膜に不均一に付着してなり大きさ、形状もまちまちのセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を原料として、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片の表面からセルロース繊維を剥離しながらポリエチレン樹脂中にセルロース繊維を十分均一な状態で分散させることができる、簡易で、かつエネルギー効率(低消費電力)にも優れたセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が十分均一な状態で分散してなり、含水率が低く、吸水性も低く、押出成形及び射出成形などによる成形性にも優れ、曲げ強度や耐衝撃性などに優れた成形体を作り出すことができるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、上記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を用いてなる、曲げ強度や耐衝撃性などに優れた成形体を提供することを課題とする。
また、本発明は、ポリエチレンラミネート加工紙や、該加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去したセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材へと再利用することによるリサイクル方法を提供することを課題とする。
In the present invention, a paper component (cellulose fiber) that cannot be completely removed is obtained by removing a paper portion by stirring a polyethylene laminated paper having a polyethylene thin film adhered to the paper surface in water. Cellulose fibers are sufficiently adhered to the polyethylene resin while the cellulose fibers are peeled off from the surface of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces using the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces of various sizes and shapes that adhere unevenly to the thin film. It is an object of the present invention to provide a method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite that can be dispersed in a uniform state and is simple and excellent in energy efficiency (low power consumption).
Further, the present invention comprises cellulose fibers dispersed in a polyethylene resin in a sufficiently uniform state, low moisture content, low water absorption, excellent moldability by extrusion molding, injection molding, etc., bending strength and resistance. It is an object of the present invention to provide a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material capable of producing a molded article having excellent impact properties and the like.
Furthermore, this invention makes it a subject to provide the molded object excellent in bending strength, impact resistance, etc. which uses the said cellulose fiber dispersion | distribution polyethylene resin composite material.
In addition, the present invention provides a recycling method by reusing a polyethylene laminated paper and a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece from which the paper portion has been removed from the processed paper into a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite. This is the issue.

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、牛乳パック等の紙製飲料容器を構成しているポリエチレンラミネート加工紙を水中で撹拌し、この撹拌により紙部分を剥ぎ取り除去して、除去しきれなかったセルロース繊維が付着したポリエチレン薄膜片を得、この薄膜片を、水を多量に吸収した状態のまま閉鎖空間内に投入して激しく混練することにより、閉鎖空間内の温度と圧力を上昇させ、水を亜臨界状態へと変化させることができること、かかる亜臨界水の存在下で溶融混練することにより、ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維を十分均一な状態で分散させることができること、さらにこの溶融混練により水分をほぼ完全に取り除くことができ、ポリエチレン樹脂とセルロース繊維とがいわば一体化した複合材を、優れたエネルギー効率で得ることができることを見い出した。
すなわち、上述したように従来は、樹脂原料としての再利用には高いハードルがあった上記ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水を作用させながら溶融混練することにより、セルロース繊維とポリエチレン樹脂が一体化された、均一性に優れた複合材が得られることを見い出した。
本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors stir polyethylene laminated paper constituting a paper beverage container such as a milk pack in water, peel off and remove the paper portion by this stirring, A polyethylene thin film piece with cellulose fibers that could not be removed was obtained, and this thin film piece was poured into the closed space while absorbing a large amount of water, and kneaded vigorously. The water can be changed to a subcritical state, and by kneading in the presence of such subcritical water, the cellulose fibers can be dispersed in a sufficiently uniform state in the polyethylene resin. This melt-kneading can remove moisture almost completely, so that a composite material in which polyethylene resin and cellulose fiber are integrated is an excellent energy source. It has been found that can be obtained in ghee efficiency.
That is, as described above, cellulose fiber and polyethylene resin are integrated by melting and kneading the above-mentioned polyethylene thin film piece, which has been a high hurdle for reuse as a resin raw material, while acting on subcritical water. It was found that a composite material with excellent uniformity was obtained.
The present invention has been further studied based on these findings and has been completed.

すなわち上記課題は以下の手段により解決された。
〔1〕
乾燥質量比の平均としてポリエチレンの質量よりも少量のセルロース繊維がポリエチレン薄膜片に付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練することを含む、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法。
〔2〕
前記溶融混練がバッチ式閉鎖型混練装置を用いて行われ、前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片と、水とを該バッチ式閉鎖型混練装置に投入して、該装置の回転軸に突設された撹拌羽根を高速回転させて撹拌し、この撹拌により装置内の圧力と温度を高めて前記水を亜臨界状態として溶融混練を行う、〔1〕に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法。
〔3〕
前記薄膜片と水を含む集積物を減容処理した集塊を、前記バッチ式閉鎖型混練装置に投入する、〔2〕に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法。
〔4〕
前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片が、紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去して得られる、水を含んだ状態の薄膜片である、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法。
〔5〕
上記水の総量が、前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片100質量部に対して5質量部以上150質量部未満である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法。
〔6〕
〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の製造方法により得られるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔7〕
ポリエチレンの質量よりも少量のセルロース繊維を含み、ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が分散してなるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材であって、紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去して得られる、セルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を原料として得られる、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔8〕
前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練して得られる、〔7〕に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔9〕
セルロース繊維を1質量%以上50質量%未満含む、〔7〕又は〔8〕に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔10〕
ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が分散してなるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材であって、
該複合材を用いて、縦100mm、横100mm、厚さ1mmの試験片を作製し、23℃の水に20日間浸漬した後の吸水率が0.1〜10%であり、かつ該複合材を用いて作製した縦80mm、横10mm、厚さ4mmの試験片の耐衝撃性が、23℃の水に20日間浸漬する前よりも浸漬した後の方が高い、〔7〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔11〕
前記複合材の吸水率が次式を満たす、〔7〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
[式1] (吸水率)<(セルロース有効質量比)×0.01
〔12〕
前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材がセルロース繊維を1質量%以上10質量%未満含有し、前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を成形したときの成形体の曲げ強度が8〜20MPaである、〔7〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔13〕
前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材がセルロース繊維を10質量%以上50質量%未満含有し、前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を成形したときの成形体の曲げ強度が15〜40MPaである、〔7〕〜〔9〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔14〕
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)測定で得られる分子量パターンにおいて1.7>半値幅(Log(MH/ML))>1.3の関係を満たすポリエチレン樹脂中に、質量比で該ポリエチレンの質量よりも少量の質量のセルロースを含むセルロース繊維が分散してなる、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔15〕
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)測定で得られる分子量分析の結果得られる積分表示の分子量パターンにおいて、ピーク形状が平坦化した低分子側のピークの肩部が10〜4×10の範囲に存在するポリエチレン樹脂中に、質量比で該ポリエチレンの質量よりも少量の質量のセルロースを含むセルロース繊維が分散してなる、〔14〕に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔16〕
温度230℃、荷重5kgfにおけるメルトフローレート(MFR)が、0.5〜10.0g/10minである、〔14〕又は〔15〕に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔17〕
セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を構成する前記ポリエチレンが低密度ポリエチレンを含む、〔7〕〜〔16〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔18〕
セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を構成する前記ポリエチレンが直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンのうち1種以上を含む、〔7〕〜〔17〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔19〕
含水率が1質量%未満である、〔7〕〜〔18〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔20〕
形状がペレット状である、〔7〕〜〔19〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
〔21〕
〔7〕〜〔20〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を用いた成形体。
〔22〕
〔21〕に記載の成形体又はその裁断片からなるペレット。
〔23〕
ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が分散してなるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材であって、吸水率が次式を満たすセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材。
[式1] (吸水率)<(セルロース有効質量比)×0.01
〔24〕
ポリエチレン薄膜片にセルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片及び水を、ポリエチレン薄膜片を溶融させ、かつセルロース繊維を溶融させない高温高圧下で混練して、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得ることを含む、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法。
〔25〕
ポリエチレン薄膜片にセルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練し、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得ることを含む、〔24〕に記載のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法。
〔26〕
前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片が、紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去して得られる、水を含んだ状態の薄膜片である、〔24〕又は〔25〕に記載のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法。
〔27〕
前記混練に際し、さらに低密度ポリエチレン及び/又は高密度ポリエチレンを混合する、〔24〕〜〔26〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法。
〔28〕
下記工程(A)及び(B)をこの順に連続して行うことを含む、ポリエチレンラミネート加工紙のリサイクル方法:
(A)水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を減容処理に付す工程、及び
(B)減容処理に付した、前記の水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練し、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得る工程。
〔29〕
前記工程(A)を行う前に下記工程(C)行うことを含む、ポリエチレンラミネート加工紙のリサイクル方法:
(C)紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙を水中で撹拌することにより紙部分を剥ぎ取り除去して、水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得る工程。
That is, the said subject was solved by the following means.
[1]
A cellulose fiber comprising melt-kneading a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece in which a cellulose fiber smaller than the weight of polyethylene as an average dry mass ratio is attached to the polyethylene thin film piece in the presence of subcritical water A method for producing a dispersed polyethylene resin composite.
[2]
The melt kneading was performed using a batch type closed kneader, and the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece and water were put into the batch type closed kneader and protruded from the rotating shaft of the device. The method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to [1], wherein the stirring blade is rotated at high speed to stir, and the pressure and temperature in the apparatus are increased by this stirring to melt and knead the water in a subcritical state. .
[3]
The method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite according to [2], wherein the agglomerates obtained by volume-reducing the aggregate containing the thin film pieces and water are charged into the batch-type closed kneader.
[4]
The cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is a thin film piece containing water obtained by peeling and removing a paper portion from a polyethylene laminated paper having a polyethylene thin film adhered to the surface of the paper. [1] The manufacturing method of the cellulose fiber dispersion | distribution polyethylene resin composite material of any one of-[3].
[5]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin according to any one of [1] to [4], wherein the total amount of water is 5 parts by mass or more and less than 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. A method of manufacturing a composite material.
[6]
A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite obtained by the production method according to any one of [1] to [5].
[7]
A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite comprising cellulose fibers in a smaller amount than the mass of polyethylene, and cellulose fibers dispersed in a polyethylene resin, from a polyethylene-laminated paper with a polyethylene thin film attached to the surface of the paper A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material obtained by using, as a raw material, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film obtained by peeling and removing a paper portion and having cellulose fibers attached thereto.
[8]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to [7], obtained by melt-kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece in the presence of subcritical water.
[9]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite according to [7] or [8], which contains 1% by mass or more and less than 50% by mass of cellulose fiber.
[10]
A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material in which cellulose fibers are dispersed in a polyethylene resin,
A test piece having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 1 mm was prepared using the composite material, and the water absorption after being immersed in water at 23 ° C. for 20 days was 0.1 to 10%, and the composite material [7] to [9] The impact resistance of a test piece having a length of 80 mm, a width of 10 mm, and a thickness of 4 mm produced using the above is higher after being immersed in water at 23 ° C. than for 20 days. The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to any one of the above.
[11]
The cellulose fiber-dispersed resin composite material according to any one of [7] to [9], wherein the water absorption rate of the composite material satisfies the following formula.
[Formula 1] (Water absorption) <(cellulose effective mass ratio) 2 × 0.01
[12]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite contains 1% by mass or more and less than 10% by mass of cellulose fiber, and the molded article has a bending strength of 8 to 20 MPa when the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite is molded. ] The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to any one of [9] to [9].
[13]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite contains 10% by mass or more and less than 50% by mass of cellulose fiber, and the molded product has a bending strength of 15 to 40 MPa when the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite is molded. [7 ] The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to any one of [9] to [9].
[14]
In a polyethylene resin satisfying the relationship of 1.7> full width at half maximum (Log (MH / ML))> 1.3 in a molecular weight pattern obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement, the polyethylene has a mass ratio. A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite in which cellulose fibers containing a smaller amount of cellulose than the mass are dispersed.
[15]
In the molecular weight pattern of integral display obtained as a result of molecular weight analysis obtained by gel permeation chromatography (GPC) measurement, the shoulder of the peak on the low molecular side where the peak shape is flattened is 10 4 to 4 × 10 4 . The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to [14], wherein cellulose fibers containing cellulose having a mass smaller than the mass of the polyethylene are dispersed in a polyethylene resin present in a range.
[16]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite according to [14] or [15], wherein a melt flow rate (MFR) at a temperature of 230 ° C. and a load of 5 kgf is 0.5 to 10.0 g / 10 min.
[17]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to any one of [7] to [16], wherein the polyethylene constituting the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material includes low-density polyethylene.
[18]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene according to any one of [7] to [17], wherein the polyethylene constituting the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite includes one or more of linear low-density polyethylene and high-density polyethylene. Resin composite material.
[19]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite according to any one of [7] to [18], wherein the moisture content is less than 1% by mass.
[20]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material according to any one of [7] to [19], which has a pellet shape.
[21]
The molded object using the cellulose fiber dispersion | distribution polyethylene resin composite material of any one of [7]-[20].
[22]
[21] A pellet comprising the molded article according to [21] or a cut piece thereof.
[23]
A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material in which cellulose fibers are dispersed in a polyethylene resin, wherein the water absorption rate satisfies the following formula.
[Formula 1] (Water absorption) <(cellulose effective mass ratio) 2 × 0.01
[24]
A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material is obtained by kneading a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece formed by adhering cellulose fibers to a polyethylene thin film piece and water under high temperature and high pressure without melting the polyethylene thin film piece and melting the cellulose fiber. The recycling method of the cellulose fiber adhesion polyethylene thin film piece including including obtaining.
[25]
The cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece obtained by adhering cellulose fibers to the polyethylene thin film piece is melt-kneaded in the presence of subcritical water to obtain a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite, according to [24]. Of recycling cellulose film-attached polyethylene thin film pieces.
[26]
The cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is a thin film piece containing water obtained by peeling and removing a paper part from a polyethylene laminated paper having a polyethylene thin film adhered to the surface of the paper, [24] Or the recycling method of the cellulose fiber adhesion polyethylene thin film piece as described in [25].
[27]
In the kneading, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece recycling method according to any one of [24] to [26], wherein low density polyethylene and / or high density polyethylene are further mixed.
[28]
A method for recycling polyethylene-laminated paper, comprising continuously performing the following steps (A) and (B) in this order:
(A) The step of subjecting the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece containing water to volume reduction treatment, and (B) The cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece containing water, subjected to the volume reduction treatment, in a subcritical state. A step of melt-kneading in the presence of water to obtain a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite.
[29]
A method for recycling polyethylene-laminated paper, comprising performing the following step (C) before performing the step (A):
(C) The process of peeling and removing a paper part by stirring the polyethylene laminated paper by which the polyethylene thin film was stuck on the surface of paper in water, and obtaining the cellulose fiber adhesion polyethylene thin film piece containing water.

本発明において、「セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材」の発明を、その特定事項として製造方法によっても特定している。その理由を説明する。
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、使用する材料の質量の平均としてポリエチレン薄膜片にそのポリエチレンの質量よりも少量のセルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水を作用させて溶融混練することにより得られる。このセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、後述するように、セルロース繊維がポリエチレン樹脂中に十分均一な状態で分散している。このセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、ポリエチレン中のセルロース繊維の分散状態に優れ、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とがいわば一体化したものである。また紙製飲料容器のメーカー、容器の種類も多種多様で、不純物などを含むため、その主要な構成材料を規定できても、詳細な組成等を一義的に規定するのは事実上困難性がある。そこで、従来技術による物との相違を明示して発明を明確化すべく、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の発明においてその一部に製造方法を発明特定事項としている。
In the present invention, the invention of “cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite” is also specified by the manufacturing method as its specific matter. The reason will be explained.
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material of the present invention is a subcritical state in which a cellulose fiber-attached polyethylene thin film formed by adhering a small amount of cellulose fibers to the polyethylene thin film piece as a mean of the mass of the material used is attached to the polyethylene thin film piece. It can be obtained by melt kneading with the action of water. In the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material, as will be described later, cellulose fibers are dispersed in a sufficiently uniform state in the polyethylene resin. This cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material is excellent in the dispersion state of cellulose fibers in polyethylene, and cellulose fibers and polyethylene resin are integrated so to speak. In addition, because there are a wide variety of paper beverage container manufacturers and types of containers, including impurities, it is virtually difficult to unambiguously define the detailed composition etc. even if the main constituent materials can be specified. is there. Therefore, in order to clarify the invention by clarifying the difference from the prior art, the manufacturing method is part of the invention of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material.

本発明において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。   In the present invention, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

本発明において、「ポリエチレン」という場合、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン及び/又は高密度ポリエチレンを意味する。すなわちポリエチレンは、そのモノマー成分としてエチレンに加え、エチレン以外のα−オレフィンを含んでもよい意味である。   In the present invention, the term “polyethylene” means low density polyethylene, linear low density polyethylene and / or high density polyethylene. That is, polyethylene means that an α-olefin other than ethylene may be included as a monomer component in addition to ethylene.

本発明におけるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法によれば、使用済み飲料容器などの、紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙から、紙部分を剥ぎ取り除去して得られるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を原料として、ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が十分均一な状態で分散し、含水率が低く、吸水率も抑えられたセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を、簡易な工程かつ高エネルギー効率で得ることができる。   According to the method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite in the present invention, a paper part is peeled off and removed from a polyethylene-laminated paper having a polyethylene thin film attached to the surface of a paper, such as a used beverage container. Cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material in which cellulose fibers are dispersed in a polyethylene resin in a sufficiently uniform state, with a low moisture content and a low water absorption rate, using a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece as a raw material. It can be obtained with high energy efficiency.

また、本発明におけるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が十分に均一な状態で分散しており、さらに含水率が低く、吸水率も低いので、押出成形及び射出成形などへの適応性が高いものである。また本発明におけるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を成形することにより、曲げ強度や耐衝撃性などに優れた成形体を得ることができる。   Further, in the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material in the present invention, cellulose fibers are dispersed in a polyethylene resin in a sufficiently uniform state, and since the moisture content is low and the water absorption rate is also low, extrusion molding, injection molding, etc. Adaptability to is high. Moreover, the molded object excellent in bending strength, impact resistance, etc. can be obtained by shape | molding the cellulose fiber dispersion polyethylene resin composite material in this invention.

さらに、本発明の成形体は、本発明におけるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を用いてなり、樹脂中にセルロース繊維が十分に均一な状態で分散しているため、均質性が高く、形状安定性に優れると共に、曲げ強度や耐衝撃性などに優れており、多目的に利用可能なものである。   Furthermore, the molded article of the present invention is made of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material of the present invention, and the cellulose fibers are sufficiently uniformly dispersed in the resin, so that the homogeneity is high and the shape stability is high. In addition to being superior in bending strength and impact resistance, it can be used for various purposes.

また、本発明のリサイクル方法によれば、使用済み飲料容器などのポリエチレンラミネート加工紙や、該加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去したセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、押出成形及び射出成形などへの適応性が高いセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材に再利用することで、従来は事実上、樹脂としての再利用が困難であったセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を有効利用することができ、廃棄物を大幅に低減することができる。   In addition, according to the recycling method of the present invention, polyethylene laminated paper such as used beverage containers, and cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces obtained by peeling off and removing the paper portion from the processed paper are subjected to extrusion molding and injection molding. By reusing it for highly adaptable cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composites, it is possible to effectively use the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces, which had been difficult to reuse as a resin in the past. It can be greatly reduced.

分子量分布の半値幅の一例を示す図面である。図1中の矢印で示された幅が半値幅である。It is drawing which shows an example of the half value width of molecular weight distribution. The width indicated by the arrow in FIG. 1 is the half-value width. 分子量パターンにおいて、ピーク形状が平坦化した低分子側のピークの肩部の一例を示す図面である。It is drawing which shows an example of the shoulder part of the low molecular side peak in which the peak shape was flattened in the molecular weight pattern.

以下に、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

[セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法]
<セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片>
紙製飲料容器などのポリエチレンラミネート加工紙は、一般に、紙部分の材質として丈夫で見た目の美しい高品質のパルプが使用されており、このようなパルプは主にセルロース繊維によって構成されている。そして、かかる紙部分の表面には、ポリエチレン押出ラミネート加工によってポリエチレン薄膜が貼着されており、紙部分への飲料の浸透を防ぐようにされている。
なお、本発明においてポリエチレンラミネート加工紙は、ポリエチレンラミネート加工が施された紙であれば特に制限されず、飲料容器の他、包装紙等を広く用いることができる。
[Method for producing cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite]
<Cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces>
In polyethylene laminated paper such as paper beverage containers, generally, high-quality pulp that is strong and beautiful in appearance is used as the material of the paper portion, and such pulp is mainly composed of cellulose fibers. And the polyethylene thin film is affixed by the polyethylene extrusion lamination process on the surface of this paper part, and it is trying to prevent the penetration | invasion of the drink to a paper part.
In the present invention, the polyethylene-laminated paper is not particularly limited as long as it is a paper that has been subjected to polyethylene laminating, and a wide variety of paper such as beverage containers can be used.

このようなラミネート加工紙をリサイクルするには、一般に、パルパーに投入して水中で撹拌することによって、ラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去し、ポリエチレン薄膜部分と紙部分とに分離する。その場合、ポリエチレン薄膜部分は、例えば数cm〜十数cm乃至二十cm程度の大きさで、形状も不均一な小片に切断されて、その紙部分が剥ぎ取られた側の表面には、除去しきれなかった多数のセルロース繊維が不均一に付着したままの状態のもの(このセルロース繊維が付着したポリエチレン薄膜の小片を、以下、「セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片」という。)として得られる。また、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、パルパーによる紙の除去により、セルロース繊維が少なくなっている。セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片の集合体(薄膜片原料全体)として見た場合、乾燥質量において、セルロース繊維の質量はポリエチレンの質量より少なくなっている。かかるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のセルロース繊維は、パルパーによる分離処理の際に多量の水を吸収した状態となっている。 In order to recycle such a laminated paper, generally, it is put into a pulper and stirred in water, whereby the paper portion is peeled off from the laminated paper and separated into a polyethylene thin film portion and a paper portion. In that case, the polyethylene film portion, for example a few cm 2 ~ ten cm 2 or two tens cm 2, the size, shape and cut into uneven pieces, the side surface of the paper portion thereof is peeled off In this case, a large number of cellulose fibers that could not be removed remained non-uniformly attached (the polyethylene thin film pieces to which the cellulose fibers were attached are hereinafter referred to as “cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces”). can get. Further, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece has a small amount of cellulose fiber due to the removal of the paper by the pulper. When viewed as an aggregate of cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces (entire thin film raw material), the mass of cellulose fibers is less than the mass of polyethylene in the dry mass. The cellulose fibers of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces are in a state of absorbing a large amount of water during the separation treatment by the pulper.

本発明において「セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片」に付着したセルロースは、繊維同士が相互に接触せずに分散した状態でもよく、繊維同士が絡まって紙の状態を保っていてもよい。「セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片」には、ポリエチレン、セルロース、紙の白色度を高めるために一般的に含まれる填料(例えばカオリン、タルク)、サイズ剤などが含まれていてもよい。その他、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分が含まれていてもよい。例えば、原料のポリエチレンラミネート加工紙に含まれる各種添加剤、インク成分、その他微量のシール材、抗接着剤等が含まれていても良い。セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片中(水分を除いたセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片中)の上記他の成分の含有量は、通常は0〜10質量%であり、0〜5質量%が好ましく、0〜3質量%がさらに好ましい。   In the present invention, the cellulose adhering to the “cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece” may be in a state where the fibers are dispersed without contacting each other, or the fibers may be entangled to maintain a paper state. The “cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece” may contain polyethylene, cellulose, a filler (eg, kaolin, talc), a sizing agent, and the like that are generally included to increase the whiteness of paper. In addition, other components may be included as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, various additives, ink components, other trace amounts of sealing material, anti-adhesive agent, and the like included in the raw material polyethylene laminated paper may be included. The content of the other components in the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece (in the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece excluding moisture) is usually 0 to 10% by mass, preferably 0 to 5% by mass, 3% by mass is more preferable.

ポリエチレン薄膜片に付着しているセルロース繊維の量は、乾燥質量において該薄膜片のポリエチレンの質量よりも少量であることが必要である。セルロース繊維の付着量がポリエチレンの質量よりも多いと、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を製造する際に、セルロース繊維が樹脂中に均一に分散し難くなるからである。   The amount of cellulose fibers adhering to the polyethylene thin film piece needs to be smaller than the polyethylene weight of the thin film piece in dry mass. This is because when the cellulose fiber adhesion amount is larger than the mass of polyethylene, it is difficult to uniformly disperse the cellulose fiber in the resin when producing the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite.

<亜臨界状態の水による作用>
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法では、上記のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練する。すなわち、亜臨界状態の水を作用させながら溶融混練することによって、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を製造することができる。
ここで、「亜臨界状態の水」とは、超臨界状態(温度374℃・圧力22MPa)までには達しないが、超臨界状態の近傍の高温高圧状態の水であり、より詳しくは、温度が水の大気圧の沸点(100℃)以上、かつ水の臨界点以下であり、圧力が少なくとも飽和水蒸気圧付近にある状態である。
亜臨界状態の水は0℃以上100℃以下で大気圧下の水よりイオン積が大きくなり、セルロースなどの高分子を分解して低分子化する作用が高まると推定される。かかる作用によりセルロース繊維やポリエチレンの分解による低分子化が生じ、また、セルロースとポリエチレンのラミネート時の接着界面には溶融混練によるせん断力の付加と亜臨界状態での反応が複合的に作用して、セルロース繊維が、ポリエチレン樹脂表面に埋め込まれて固着ないし熱融着した状態から分離解放され、さらに当該作用が紙形状を維持するセルロース繊維同士のからみ合いの緩和にも寄与し、セルロース繊維が新たな分散状態を形成してポリエチレン中に十分均一な状態で分散した樹脂が得られるものと考えられる。このような反応を利用することで、大きさ、形状、セルロース繊維の付着状態が不均一な、セルロース繊維とポリエチレンの複合体としてのセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片から均一な物性のセルロース繊維分散樹脂複合材を製造することが初めて可能になる。
<Action by subcritical water>
In the method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention, the above-described cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is melt-kneaded in the presence of subcritical water. That is, a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite can be produced by melt-kneading while allowing subcritical water to act.
Here, “subcritical water” refers to water in a high temperature and high pressure state that does not reach the supercritical state (temperature of 374 ° C. and pressure of 22 MPa), and more specifically, temperature. Is the boiling point of water at atmospheric pressure (100 ° C.) or more and not more than the critical point of water, and the pressure is at least near the saturated water vapor pressure.
It is estimated that the water in the subcritical state has an ionic product larger than that of water at 0 ° C. or more and 100 ° C. or less under atmospheric pressure, and the action of decomposing a polymer such as cellulose to lower the molecular weight is enhanced. This action causes molecular weight reduction due to decomposition of cellulose fibers and polyethylene, and the addition of shearing force by melt kneading and reaction in the subcritical state act on the adhesive interface when cellulose and polyethylene are laminated. The cellulose fibers are separated and released from the state in which the cellulose fibers are embedded and fixed or heat-sealed on the polyethylene resin surface, and the action also contributes to the relaxation of the entanglement between the cellulose fibers that maintain the paper shape, It is considered that a resin dispersed in a sufficiently uniform state in polyethylene is obtained. Utilizing such a reaction, cellulose fiber dispersed resin composite with uniform physical properties from cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces as a composite of cellulose fiber and polyethylene, with non-uniform size, shape, and cellulose fiber adhesion state It is possible for the first time to produce materials.

セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練するために、例えば、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片と、水との混合物を、当該水の亜臨界状態で溶融混練することができる。   In order to melt-knead cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces in the presence of subcritical water, for example, melt-knead a mixture of cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces and water in the subcritical state of the water. Can do.

亜臨界状態の水の存在下でセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を溶融混練する方法に特に制限はない。例えば、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片と水とを閉鎖空間内に投入し、かかる閉鎖空間内で薄膜片と水とを激しく混練することにより、空間内の温度と圧力が上昇し、水を亜臨界状態へと変化させることが可能となる。
なお、本発明において「閉鎖」とは、外部から閉ざされた空間であるが、完全な密閉状態ではないことを示す意味で用いている。すなわち、上記のように閉鎖空間内で薄膜片と水とを激しく混練すると温度と圧力が上昇するが、かかる高温高圧下において蒸気が外へと排出される機構を備えた空間を意味する。したがって、閉鎖空間内で、薄膜片と水とを亜臨界状態で溶融混練することにより、水分を事実上完全に取り除くことが可能となる。
There is no particular limitation on the method for melt-kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces in the presence of subcritical water. For example, by putting a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece and water into a closed space and kneading the thin film piece and water vigorously in the closed space, the temperature and pressure in the space rise, and the water becomes subcritical. It becomes possible to change to a state.
In the present invention, “closed” is a space closed from the outside, but is used to mean that it is not completely sealed. That is, it means a space provided with a mechanism in which the temperature and pressure rise when vigorously kneading the thin film pieces and water in the closed space as described above, but the steam is discharged to the outside under such high temperature and pressure. Therefore, it is possible to remove moisture substantially completely by melt-kneading the thin film piece and water in a subcritical state in the closed space.

上述した閉鎖空間内における薄膜片と水との溶融混練には、例えばバッチ式閉鎖型混練装置を好適に用いることができる。かかるバッチ式閉鎖型混練装置として、例えば、株式会社エムアンドエフ・テクノロジー製の国際公開2004/076044号公報に記載のバッチ式高速撹拌装置を、好適に使用することができる。このバッチ式密閉型混練装置には、円筒形の撹拌室が備えられており、その撹拌室中を貫通して配置された回転軸の外周には、計6枚の撹拌羽根が突設されている。また回転軸の両端には撹拌室の圧力を保ちながら水蒸気を解放する機構が設けられている。   For the melt-kneading of the thin film pieces and water in the closed space described above, for example, a batch type closed kneader can be suitably used. As such a batch type closed kneading apparatus, for example, a batch type high speed stirring apparatus described in International Publication No. 2004/076044 manufactured by M & F Technology, Inc. can be suitably used. This batch-type closed kneading apparatus is provided with a cylindrical stirring chamber, and a total of six stirring blades are projected from the outer periphery of a rotating shaft disposed through the stirring chamber. Yes. In addition, a mechanism for releasing water vapor while maintaining the pressure in the stirring chamber is provided at both ends of the rotating shaft.

撹拌室内の温度と圧力は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片などの原料に、回転する撹拌羽根による高剪断力が加わることで急上昇し、亜臨界状態の水が発生する。このように、亜臨界状態の水によるセルロースの加水分解作用と、高速撹拌による強烈なせん断力とが相俟って、ポリエチレン薄膜片の表面にラミネート加工時に熱融着されて埋め込まれたセルロース繊維を解繊し、さらにセルロース繊維をポリエチレン中に均一に分散させることができると考えられる。   The temperature and pressure in the stirring chamber rapidly increase when a high shearing force is applied to a raw material such as a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece by a rotating stirring blade, and subcritical water is generated. In this way, cellulose fiber is embedded in the surface of the polyethylene thin film by heat-sealing at the time of laminating due to the hydrolytic action of cellulose by subcritical water and strong shearing force by high-speed stirring. It is considered that cellulose fiber can be uniformly dispersed in polyethylene.

<セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造工程>
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法では、ポリエチレン薄膜片にそのポリエチレンの質量よりも少量のセルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練する。
なお、本明細書においてポリエチレンとセルロース繊維の質量比をいう場合、乾燥質量の比を意味する。またセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片におけるポリエチレンとセルロース繊維の質量比は、用いるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片全体(用いるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片の集合体)における質量比(「乾燥質量比の平均」ともいう)を意味する。
<Manufacturing process of cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite>
In the method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film formed by adhering a small amount of cellulose fibers to the polyethylene thin film piece in the presence of subcritical water is obtained. Melt and knead.
In addition, in this specification, when referring to the mass ratio of polyethylene and cellulose fiber, it means the ratio of dry mass. In addition, the mass ratio of polyethylene and cellulose fibers in the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is also referred to as the mass ratio ("average of dry mass ratio") of the whole cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece (an aggregate of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces used) ).

原料としてのセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、上記のとおり、付着しているセルロース繊維の量が、薄膜部分を構成するポリエチレンの質量よりも少量であることが必要である。そのようなセルロース繊維の付着量が比較的に少ない薄膜片は、上述したようにポリエチレンラミネート加工紙を水中(水中又は湯中の意味である)で撹拌して紙部分をある程度剥ぎ取り除去することにより得られ、かかる薄膜片の表面には、部分的に解繊された紙やセルロース繊維が、薄く相互に絡み合って付着している傾向がある。またセルロース繊維の前記薄膜片毎には、その量的割合が多少異なっているが、紙製飲料容器からパルパー処理により、紙成分を除去したセルロース繊維が付着したポリエチレン薄膜片を使用しているため、乾燥質量で比較すると、セルロース繊維が付着したポリエチレン薄膜片のセルロース繊維の質量の平均値は、セルロースを除いたポリエチレン薄膜片の質量の平均値より少なくなる(すなわち、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片全体においてセルロース繊維の質量は、ポリエチレンの質量よりも少なくなる)。また、セルロース繊維の付着質量の平均値としては、パルパー処理工程における回転速度や処理時間により、ある程度制御することが可能である。
つまり、上記薄膜片はその面全体において、ポリエチレンの層と付着しているセルロースとポリエチレンのラミネート時の接着界面が、溶融混練によるせん断力の付加と亜臨界反応の複合的な作用により、セルロース繊維がポリエチレン樹脂表面に埋め込まれた固着状態ないし熱融着状態から解放され、さらにそれぞれのセルロース繊維をセルロース繊維同士のネットワーク状のからみ合いから解放して、紙形状から繊維状にセルロースの形状が変化して、セルロース繊維をポリエチレン樹脂中に、均一に分散させることが可能となる。
As described above, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece as a raw material needs to have a smaller amount of attached cellulose fiber than the mass of polyethylene constituting the thin film portion. For thin film pieces with a relatively small amount of cellulose fiber attached, as described above, the polyethylene-laminated paper is agitated in water (meaning in water or hot water) and the paper portion is peeled off to some extent. There is a tendency that partially defibrated paper and cellulose fibers are thinly entangled and adhered to the surface of the thin film piece. In addition, for each of the thin film pieces of cellulose fiber, the quantitative ratio is slightly different, but because a polyethylene thin film piece to which the cellulose fiber from which the paper component has been removed is attached from the paper beverage container by the pulper treatment is used. In comparison with the dry mass, the average value of the mass of the cellulose fiber of the polyethylene thin film piece to which the cellulose fiber is adhered is smaller than the average value of the mass of the polyethylene thin film excluding the cellulose (that is, the whole polyethylene thin film piece to which the cellulose fiber is adhered The mass of cellulose fibers is less than the mass of polyethylene). In addition, the average value of the adhesion mass of the cellulose fibers can be controlled to some extent by the rotation speed and processing time in the pulper processing step.
In other words, the thin film piece has a cellulose fiber bonded to the polyethylene layer on the entire surface, and the adhesive interface when laminating the polyethylene and the polyethylene is a combination of shearing force by melt-kneading and subcritical reaction. Is released from the fixed or heat-sealed state embedded in the polyethylene resin surface, and the cellulose shape is changed from paper shape to fiber shape by releasing each cellulose fiber from the network-like entanglement of cellulose fibers. Thus, the cellulose fibers can be uniformly dispersed in the polyethylene resin.

また、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、紙部分との分離処理の際に水を多く吸収しており、再利用に際しての消費エネルギー等を考慮した場合にも、再利用し難いものであった。しかし、本発明における溶融混練は、亜臨界状態の水の存在下で行うために水が必要である。したがって、薄膜片の吸水量が多い事は全く問題にならず、むしろ水を加える手間を減ずることができるというメリットがある。しかも溶融混練においては水分を高温の蒸気として効率的に排出することができるため、得られる複合材の含水率を高度に抑えることが可能になると考えられる。   In addition, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece absorbs a lot of water during the separation process from the paper portion, and it is difficult to reuse even in consideration of energy consumption at the time of reuse. However, since the melt kneading in the present invention is performed in the presence of subcritical water, water is required. Therefore, a large amount of water absorption of the thin film piece is not a problem at all, and there is an advantage that the labor for adding water can be reduced. Moreover, in melt kneading, water can be efficiently discharged as high-temperature steam, so that it is considered that the moisture content of the obtained composite material can be highly suppressed.

このように、ポリエチレン薄膜片に付着しているセルロース繊維の量が、薄膜部分のポリエチレンの質量よりも少ないセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を原料としてセルロース繊維分散ポリエチエン樹脂複合材を製造する場合には、他の原料を使用する場合、例えば、上記特許文献4のように、非フィブリル化繊維状セルロースを購入し、さらにこれと熱可塑性樹脂とを別々の原料として投入する製造方法に比べて、非フィブリル化繊維状セルロースを購入することなく、セルロースを廃材としての前記薄膜片から直接得ることができることからコストに優れ、製造工程も簡易であり、エネルギー効率も高い。また特許文献4の発明は、非フィブリル化セルロース繊維の熱可塑性樹脂中における分散状態の改善を目的とするもので、個々の樹脂の高温での溶融混練による低分子量化の作用には着目していない。本発明の一態様では、亜臨界処理により得られるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材のポリエチレンを低分子化して分子量分布を制御することで、MFRを所定範囲に調整すると同時に、ポリエチレン樹脂の物性を所定範囲に維持することが可能となる。 Thus, in the case of producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material using a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece as a raw material, the amount of cellulose fibers attached to the polyethylene thin film piece is less than the mass of polyethylene in the thin film portion, When other raw materials are used, for example, as in Patent Document 4, non-fibrillated fibrous cellulose is purchased, and compared with a production method in which this and thermoplastic resin are added as separate raw materials, non-fibrillar Cellulose can be obtained directly from the thin film piece as a waste material without purchasing modified fibrous cellulose, so that the cost is excellent, the manufacturing process is simple, and the energy efficiency is high. The invention of Patent Document 4 aims to improve the dispersion state of non-fibrillated cellulose fibers in a thermoplastic resin, and pays attention to the effect of lowering the molecular weight by melting and kneading each resin at a high temperature. Absent. In one embodiment of the present invention, the molecular weight distribution is controlled by lowering the molecular weight of the polyethylene of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite obtained by subcritical processing, thereby adjusting the MFR to a predetermined range and simultaneously setting the physical properties of the polyethylene resin. It becomes possible to maintain the range.

セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を含む原料と水とを、バッチ式閉鎖型混練装置等の閉鎖空間内に投入する場合には、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、必要に応じて粉砕あるいは減容し、バッチ式閉鎖型混練装置に自重落下投入できる取扱い易い大きさと嵩密度に処理してもよい。特に減容処理を施すことにより、複合材を得るまでのエネルギー効率を大きく改善することができる。   When the raw material containing cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces and water are put into a closed space such as a batch-type closed kneader, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces are pulverized or reduced as necessary, You may process to the size and bulk density which are easy to handle and can be dropped into the batch type closed kneader. In particular, by performing the volume reduction treatment, the energy efficiency until the composite material is obtained can be greatly improved.

また、水は、上記のとおりセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片に付着しているセルロース繊維の含浸水や、薄膜片の表面の付着水などをそのまま利用することができるため、必要に応じて加水すれば良い。
なお、混練を亜臨界状態の水の存在下で行うために必要な水量は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片100質量部に対して5質量部以上150質量部未満であり、この水量の範囲であれば、樹脂中にセルロース繊維が均一に分散しており、含水率が1質量%未満の成形性に優れたセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を製造することができる。
Moreover, since water can use the impregnation water of the cellulose fiber adhering to the cellulose fiber adhesion polyethylene thin film piece as above-mentioned, the adhesion water of the surface of a thin film piece, etc. as it is, if water is added as needed good.
Note that the amount of water necessary for kneading in the presence of subcritical water is 5 parts by mass or more and less than 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. For example, a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material in which cellulose fibers are uniformly dispersed in the resin and the water content is less than 1% by mass and excellent in moldability can be produced.

次に、バッチ式閉鎖型混練装置を用いて、水を亜臨界状態にすると共に原料を溶融混練する方法を説明する。
上記のバッチ式閉鎖型混練装置には、円筒形の撹拌室が備えられており、その撹拌室中を貫通して配置された回転軸の外周には、計6枚の撹拌羽根が突設されている。撹拌羽根が配置された回転軸は、駆動源であるモーターに連結されているが、本発明では、モーターにかかる回転トルクを計測するトルクメーターが設置され、制御盤にて回転トルクがモニターできる。本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法においては、トルクメーターから計測される回転軸の回転トルクの変化を計測し、混練の終了時点を判断する。
Next, a method for melt-kneading raw materials while bringing water into a subcritical state using a batch type closed kneader will be described.
The batch type closed kneading apparatus is provided with a cylindrical stirring chamber, and a total of six stirring blades project from the outer periphery of a rotating shaft disposed through the stirring chamber. ing. The rotating shaft on which the stirring blades are arranged is connected to a motor that is a drive source, but in the present invention, a torque meter that measures the rotating torque applied to the motor is installed, and the rotating torque can be monitored on the control panel. In the method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention, the change in the rotational torque of the rotational shaft measured from a torque meter is measured to determine the end point of kneading.

混練の終了時点は、得られる複合材の物性を考慮して適宜に調節されるものである。好ましくは、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが、上昇して最大値に達した後に下降して、トルクが前記最大値の0.7倍となった後、トルク変化率が1秒当たり5%になった時点から30秒以内に回転軸の回転を停止することが好ましい。こうすることで、得られるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材のメルトフローレート(MFR:温度=230℃、荷重=5kgf)を、0.5〜10.0g/10minに調整しやすく、物性をより向上させることができる。メルトフローレートが上記範囲内にあるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、樹脂中にセルロース繊維が均一に分散しており、押出成形または射出成形に好適で、形状安定性、強度及び耐衝撃性の高い成形体を作製することができるものである。
混練の終了時点を制御することでセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材のメルトフローレートを調整できる理由は、混練中に発生する亜臨界状態の水の作用によって、ポリエチレンやセルロース繊維の分子の一部が低分子化することが一因と推定される。
本明細書において「トルク変化率が1秒当たり5%になる」とは、ある時点におけるトルクT1と、当該時点から1秒後のトルクT2とが下記式(T)を満たすことを意味する。
式(T) 100×(T1−T2)/T1=5
The end point of kneading is appropriately adjusted in consideration of the physical properties of the obtained composite material. Preferably, after the rotational torque of the rotary shaft of the batch type closed kneading apparatus rises and reaches a maximum value, the torque decreases and the torque becomes 0.7 times the maximum value. It is preferable to stop the rotation of the rotary shaft within 30 seconds from the time when the rate becomes 5% per second. By doing so, the melt flow rate (MFR: temperature = 230 ° C., load = 5 kgf) of the obtained cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite can be easily adjusted to 0.5 to 10.0 g / 10 min, and the physical properties are further improved. Can be made. Cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composites having a melt flow rate within the above range have cellulose fibers uniformly dispersed in the resin, suitable for extrusion molding or injection molding, and having shape stability, strength and impact resistance. A high molded article can be produced.
The reason why the melt flow rate of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite can be adjusted by controlling the end point of the kneading is that some of the molecules of the polyethylene and cellulose fibers are caused by the action of subcritical water generated during the kneading. It is presumed that the decrease in molecular weight is one factor.
In this specification, “the torque change rate is 5% per second” means that the torque T1 at a certain time point and the torque T2 after one second from the time point satisfy the following formula (T).
Formula (T) 100 × (T1-T2) / T1 = 5

本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練するものである。その場合に必要な水量の好適な範囲は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片100質量部に対して5質量部以上150質量部未満であり、この範囲であれば、得られたセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を殆ど含水していない状態とすることができ、この複合材を用いた成形品を優れた曲げ強度や耐衝撃性を持つものとすることができる。混練の際に必要な水は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片が含水している場合には、通常は別途加える必要はない便宜がある。他方、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片がかなり多くの水を含浸しているような場合でも、通常は問題なく混練でき、目的の複合材を得ることができる。高温高圧の環境下で水が効率的に蒸発して行くからである。
蒸気溶融混練における水の量は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片100質量部に対し、好ましくは5〜150質量部であり、より好ましくは5〜120質量部であり、さらに好ましくは5〜100質量部であり、さらに好ましくは5〜80質量部であり、10〜25質量部とすることがさらに好ましい。
The method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention melts and kneads a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece in the presence of subcritical water. In this case, the preferable range of the amount of water required is 5 parts by mass or more and less than 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. The material can be made substantially free of moisture, and a molded product using this composite material can have excellent bending strength and impact resistance. When the cellulose fiber-attached polyethylene thin film contains water, the water necessary for kneading is usually not necessary to be added separately. On the other hand, even when the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is impregnated with a considerable amount of water, it can usually be kneaded without any problem and the desired composite material can be obtained. This is because water efficiently evaporates in a high temperature and high pressure environment.
The amount of water in the vapor melt kneading is preferably 5 to 150 parts by mass, more preferably 5 to 120 parts by mass, and further preferably 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. More preferably, it is 5-80 mass parts, and it is still more preferable to set it as 10-25 mass parts.

[セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材及びその成形体]
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、上述した本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法により得られる。本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材はポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が十分均一な状態で分散しており、押出成形及び射出成形などへの適応性が高いものである。
[Cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite and molded article thereof]
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention is obtained by the above-described method for producing the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention. In the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention, cellulose fibers are dispersed in a polyethylene resin in a sufficiently uniform state, and is highly adaptable to extrusion molding and injection molding.

本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、セルロース繊維を1質量%以上50質量%未満含むものであることが望ましい。セルロース繊維の割合が50質量%以上になると、耐衝撃性が低下し、吸水し易くなる傾向があるからである。
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、セルロース繊維を1質量%以上10質量%未満含有し、該セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を成形してなる成形体の曲げ強度が8〜20MPaであることが好ましい。
また、本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、セルロース繊維を10質量%以上50質量%未満含有し、該セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を成形してなる成形体の曲げ強度が15〜40MPaであることも好ましい。
曲げ強度は後述する実施例に記載の方法により測定される。
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention desirably contains 1% by mass or more and less than 50% by mass of cellulose fiber. This is because when the ratio of the cellulose fiber is 50% by mass or more, the impact resistance is lowered and the water tends to be easily absorbed.
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention contains 1% by mass or more and less than 10% by mass of cellulose fiber, and the molded product formed by molding the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite has a bending strength of 8 to 20 MPa. It is preferable.
Further, the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention contains 10% by mass or more and less than 50% by mass of cellulose fiber, and the molded product formed by molding the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite has a bending strength of 15 to 40 MPa. It is also preferable.
The bending strength is measured by the method described in Examples described later.

本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、含水率が1質量%未満であることが好ましい。上述した亜臨界状態の水の存在下で溶融混練することにより、溶融混練中に水を蒸気として効率的に除去することができ、得られるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の含水率を1質量%未満にまで低減することができる。しかもこの方法は、水分の除去と溶融混練とを別のプロセスで行う場合に比べて、水分除去にかかるエネルギー使用量(消費電力等)を大幅に抑えることができる。   The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention preferably has a moisture content of less than 1% by mass. By melt-kneading in the presence of the above-described subcritical water, water can be efficiently removed as steam during melt-kneading, and the water content of the resulting cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite is 1% by mass. It can be reduced to less than. Moreover, this method can significantly reduce the amount of energy used (such as power consumption) for removing moisture compared to the case where moisture removal and melt-kneading are performed in separate processes.

本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、その吸水率が次式を満たすことが好ましい。後述するセルロース有効質量比が5〜40%の範囲であれば、より好ましい。なお、「吸水率」(単位:%)は、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を用いて成形した、縦100mm、横100mm、厚さ1mmの成形体を、23℃の水に20日間浸漬した際の吸水率を意味し、後述する実施例に記載の方法で測定される。また、「セルロース有効質量比」(単位:%)についても後述する実施例で詳細に説明する。

[式1] (吸水率)<(セルロース有効質量比)×0.01

すなわち本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、セルロース繊維を含有するにもかかわらず、その吸水率が低いものである。その理由は定かではないが、上述したセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を亜臨界状態の水の存在下で溶融混練することにより、セルロースとポリエチレンがいわば一体化した状態となるため、セルロースの吸水性をポリエチレンが効果的にマスクし、吸水率が高度に抑えられるものと推定される。また、低分子化したポリエチレン表面に生成した親水基がセルロース表面の親水基と結合し、結果的に表面の親水基が減少する可能性、あるいは亜臨界反応によるセルロースの分解による構造変化や低分子化により、親水基の減少する可能性が考えられる。
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention preferably has a water absorption rate that satisfies the following formula. It is more preferable that the cellulose effective mass ratio described later is in the range of 5 to 40%. The “water absorption” (unit:%) is a value obtained when a molded article formed using a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite and having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 1 mm is immersed in water at 23 ° C. for 20 days. It is measured by the method described in the examples described later. In addition, “cellulose effective mass ratio” (unit:%) will be described in detail in Examples described later.

[Formula 1] (Water absorption) <(cellulose effective mass ratio) 2 × 0.01

That is, the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention has a low water absorption rate despite containing cellulose fibers. The reason for this is not clear, but by melt-kneading the above-mentioned cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces in the presence of subcritical water, cellulose and polyethylene are in an integrated state. It is estimated that polyethylene effectively masks the water absorption rate. In addition, the hydrophilic group formed on the surface of the low molecular weight polyethylene may be bonded to the hydrophilic group on the cellulose surface, resulting in a decrease in the hydrophilic group on the surface, or the structural change or low molecular weight due to the degradation of cellulose by a subcritical reaction. There is a possibility that the hydrophilic group may be reduced by the conversion.

本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、該複合材を用いて、縦100mm、横100mm、厚さ1mmの成形体を作製した場合、この成形体を23℃の水に20日間浸漬した後の吸水率が0.1〜10%であることが好ましい。   When the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material of the present invention is formed into a molded body having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 1 mm using the composite material, the molded body is immersed in water at 23 ° C. for 20 days. The water absorption is preferably 0.1 to 10%.

本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、上述の通り吸水し難い性質を有するが、成形後、吸水させた場合には、耐衝撃性が高まるという性質を有する。したがって、本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を用いた成形体は、屋外での使用にも適している。
耐衝撃性は後述する実施例に記載の方法で測定される。
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention has the property that it is difficult to absorb water as described above, but has the property that impact resistance is increased when water is absorbed after molding. Therefore, the molded body using the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention is also suitable for outdoor use.
The impact resistance is measured by the method described in Examples described later.

亜臨界処理によるセルロース繊維分散樹脂ポリエチレン複合材の低分子化は、前記複合材のMFRや曲げ強度や耐衝撃性などの機械的特性に作用する重要な要因である。そのため、ポリエチレンの分子量分布を所定範囲に制御することが好ましい。本発明では、ポリエチレンの分子量分布として、分子量分布パターンの半値幅と低分子側のピークの肩部の分子量位置などを下記の通りに制御することが好ましい。
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材に含まれるポリエチレンは、GPC測定で得られる分子量パターンにおいて、1.7>半値幅(Log(MH/ML))>1.3の関係を満たすことが好ましい。半値幅が1.3以下である複合材は流動性、射出成形性に劣る傾向がある。半値幅が1.7以上である複合材は、成形体の衝撃強度が低下する傾向がある。さらに、GPC測定で得られる分子量パターンにおいて、ピーク形状が平坦化した低分子側のピークの肩部が10〜4×10の範囲に存在することが好ましい。本発明では、亜臨界反応を行うことにより、分子量パターンの形態として低分子化に伴い、ピークが平坦化し、平坦化したピークの低分子側の肩部を10〜4×10の範囲に制御することができる。
なお、分子量パターンの半値幅は、GPCにおける分子量パターンのうち、最大ピークのピークトップ(最大頻度)周辺におけるスペクトルの広がり(分子量分布の度合い)を示す。すなわち、スペクトル中の強度がピークトップ(最大頻度)の半分となっているところ(それぞれ高分子量側をMH、低分子量側をMLとする)でのGPCスペクトル線の幅を半値幅とする。「低分子側のピーク肩部」については後述する実施例で詳細に説明する。
Decreasing the molecular weight of a cellulose fiber-dispersed resin polyethylene composite by subcritical processing is an important factor that affects the mechanical properties of the composite such as MFR, bending strength, and impact resistance. Therefore, it is preferable to control the molecular weight distribution of polyethylene within a predetermined range. In the present invention, as the molecular weight distribution of polyethylene, it is preferable to control the half-value width of the molecular weight distribution pattern and the molecular weight position of the shoulder of the low molecular peak as follows.
The polyethylene contained in the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention preferably satisfies the relationship of 1.7> full width at half maximum (Log (MH / ML))> 1.3 in the molecular weight pattern obtained by GPC measurement. . A composite material having a half width of 1.3 or less tends to be inferior in fluidity and injection moldability. A composite material having a full width at half maximum of 1.7 or more tends to reduce the impact strength of the molded body. Furthermore, in the molecular weight pattern obtained by GPC measurement, it is preferable that the shoulder of the peak on the low molecular side where the peak shape is flattened is in the range of 10 4 to 4 × 10 4 . In the present invention, by performing a subcritical reaction, the peak is flattened as the molecular weight pattern is reduced in molecular weight, and the shoulder on the low molecular side of the flattened peak is in the range of 10 4 to 4 × 10 4 . Can be controlled.
In addition, the half value width of a molecular weight pattern shows the spread of the spectrum (degree of molecular weight distribution) around the peak top (maximum frequency) of the maximum peak among the molecular weight patterns in GPC. That is, the width of the GPC spectrum line where the intensity in the spectrum is half the peak top (maximum frequency) (each having a high molecular weight side is MH and the low molecular weight side is ML) is the half-value width. The “peak shoulder on the low molecular side” will be described in detail in the examples described later.

また、本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、温度230℃、荷重5kgfにおけるメルトフローレート(MFR)が、0.5〜10.0g/10minであることが好ましい。MFRを上記好ましい範囲内とすることにより、含水率、吸水性が抑えられ、より良好な成形性を実現することができ、得られる成形体の耐衝撃性もより高めることができる。   The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention preferably has a melt flow rate (MFR) at a temperature of 230 ° C. and a load of 5 kgf of 0.5 to 10.0 g / 10 min. By setting the MFR within the above preferable range, the water content and water absorption can be suppressed, better moldability can be realized, and the impact resistance of the obtained molded body can be further improved.

本発明のセルロース分散ポリエチレン樹脂複合材を、溶融させて任意の形状及び大きさに固化させ、あるいは裁断することで、ペレットとすることができる。例えば、本発明のセルロース分散ポリエチレン樹脂複合材の粉砕物を、二軸押出機にてストランド状に押出し冷却固化後に裁断することによりペレットを得ることができる。あるいは、本発明のセルロース分散ポリエチレン樹脂複合材の粉砕物を、ホットカットを備えた二軸押出機にて押出しカットすることによりペレットを得ることができる。これらのペレットの大きさ、形状は適宜選定できるが、例えば、数mmの直径を有する略円柱状あるいは円盤状の粒体などに仕上げることができる。   The cellulose-dispersed polyethylene resin composite material of the present invention can be made into pellets by melting and solidifying into an arbitrary shape and size, or by cutting. For example, pellets can be obtained by extruding a pulverized product of the cellulose-dispersed polyethylene resin composite of the present invention into a strand shape by a twin screw extruder and cutting after cooling and solidification. Alternatively, pellets can be obtained by extruding and cutting the pulverized product of the cellulose-dispersed polyethylene resin composite of the present invention with a twin-screw extruder equipped with a hot cut. Although the size and shape of these pellets can be selected as appropriate, it can be finished into, for example, a substantially cylindrical or disk-shaped particle having a diameter of several mm.

本発明のセルロース分散ポリエチレン樹脂複合材は、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片に由来するポリエチレン以外のポリエチレンを含んでもよい。すなわち、上述した本発明のセルロース分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法において、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片に加えて、別途ポリエチレンを配合してもよい。配合するポリエチレンは低密度ポリエチレンでも良く、直鎖状低密度ポリエチレンでも良く、高密度ポリエチレンでも良く、これらの1種又は2種以上を混合することができる。   The cellulose-dispersed polyethylene resin composite of the present invention may contain polyethylene other than polyethylene derived from cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces. That is, in the manufacturing method of the cellulose-dispersed polyethylene resin composite of the present invention described above, polyethylene may be added separately in addition to the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. The polyethylene to be blended may be low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, or high-density polyethylene, and one or more of these may be mixed.

本発明の成形体は、本発明のセルロース分散ポリエチレン樹脂複合材を用いてなる。本発明の成形体は、ポリエチレン樹脂中にセルロース繊維が十分均一な状態で分散しているため、均質性が高く、形状安定性に優れると共に、曲げ強度や耐衝撃性などに優れており、多目的な利用が可能なものである。
本発明の成形体は、ペレット状として、成形材料として用いることもできる。
The molded article of the present invention is formed using the cellulose-dispersed polyethylene resin composite of the present invention. In the molded product of the present invention, cellulose fibers are dispersed in a polyethylene resin in a sufficiently uniform state, so that the homogeneity is high, the shape stability is excellent, and the bending strength and impact resistance are excellent. It can be used effectively.
The molded body of the present invention can also be used as a molding material in the form of pellets.

[セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法]
本発明のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法は、上述したセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を樹脂製品の原料として再利用する方法であり、より詳細には、当該セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を溶融させ、かつセルロース繊維を溶融させない高温高圧下で混練して、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得ることを含む。例えば、当該セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片に水を加えて同様の処理を行っても良い。
かかるリサイクル方法によれば、現在、主に廃棄されるか、燃料として再利用されているに過ぎない、使用済みのポリエチレンラミネート加工紙から分離されたセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、優れたエネルギー効率で、高品質のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材に再利用することができる。
かかる混練は、例えば、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練することにより実施することができる。
本発明のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法において、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を原料として、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得る工程は、本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法で説明した工程と同じであり、好ましい形態も同じである。
[Recycling method of cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces]
The recycling method of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film of the present invention is a method of reusing the above-described cellulose fiber-attached polyethylene thin film as a raw material for resin products. More specifically, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is melted. And kneading under high temperature and high pressure that does not melt the cellulose fiber to obtain a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite. For example, the same treatment may be performed by adding water to the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece.
According to such a recycling method, cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces separated from used polyethylene laminated paper, which are currently mainly discarded or reused as fuel, have excellent energy efficiency. Thus, it can be reused for a high-quality cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite.
Such kneading can be performed, for example, by melt-kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece in the presence of subcritical water.
In the method for recycling the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece of the present invention, the step of obtaining the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material using the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece as a raw material is the method for producing the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material of the present invention. It is the same as the process demonstrated, and its preferable form is also the same.

本発明のリサイクル方法では、より高機能の該複合材を作製したり、該複合材の利用分野を拡大したりするために、例えば、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片と共に、低密度ポリエチレン及び/又は直鎖状低密度ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレンなどを加えて混練しても良い。   In the recycling method of the present invention, for example, in order to produce the composite material having a higher function or to expand the field of use of the composite material, for example, a low-density polyethylene and / or a straight-line together with a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. A chain low density polyethylene or high density polyethylene may be added and kneaded.

[ポリエチレンラミネート加工紙のリサイクル方法]
本発明のポリエチレンラミネート加工紙のリサイクル方法は、下記工程(A)及び(B)をこの順で連続して行うことを含む。
(A)水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を減容処理に付す工程、
(B)減容処理に付した、前記の水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練してセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得る工程。
[Recycling method of polyethylene laminated paper]
The recycling method of the polyethylene laminated paper of this invention includes performing the following process (A) and (B) continuously in this order.
(A) A step of subjecting the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece containing water to volume reduction treatment,
(B) A step of obtaining a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite by melting and kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film containing water, which has been subjected to volume reduction, in the presence of subcritical water.

本発明のポリエチレンラミネート加工紙のリサイクル方法は、前記工程(A)を行う前に、さらに下記工程(C)を行うことを含むことも好ましい。
(C)紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙を水中で撹拌することにより紙部分を剥ぎ取り除去して、水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得る工程。
The method for recycling polyethylene-laminated paper of the present invention preferably further includes performing the following step (C) before performing the step (A).
(C) The process of peeling and removing a paper part by stirring the polyethylene laminated paper by which the polyethylene thin film was stuck on the surface of paper in water, and obtaining the cellulose fiber adhesion polyethylene thin film piece containing water.

上記工程(C)は典型的には上述したように、パルパーと呼ばれる装置内でラミネート加工紙を長時間水中(水中又は湯中)で撹拌することにより、ラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取る工程である。かかる工程は、ポリエチレンラミネート加工紙の再利用における従来公知の工程を採用することができる。
工程(C)で得られるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は通常、含水率が50質量%前後となり、多量の水を吸水した状態にある。かかるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、工程(A)において減容処理に付される。この減容処理により水分が絞られ、通常は含水率が20質量%前後となる。また、この減容処理により、容積を1/2.0〜1/5.0程度とすることが好ましい。減容処理に用いる装置は特に制限されず、例えば、二軸式廃プラスチック減容固化機(型式:DP−3N、小熊鉄工所社製)等を用いることができる。
工程(A)を経た、水を含んだセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練し、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得る。この亜臨界状態の水の存在下での溶融混練として、本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法で説明した溶融混練の形態を採用することができ、好ましい形態も同じである。
Typically, the step (C) is a step of peeling the paper portion from the laminated paper by stirring the laminated paper in water (in water or hot water) for a long time in an apparatus called a pulper as described above. It is. As this process, a conventionally known process in the reuse of polyethylene-laminated paper can be adopted.
The cellulose fiber-attached polyethylene thin film obtained in the step (C) usually has a water content of about 50% by mass and is in a state of absorbing a large amount of water. The cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is subjected to volume reduction treatment in the step (A). Water content is reduced by this volume reduction treatment, and the water content is usually around 20% by mass. Moreover, it is preferable to make volume into about 1 / 2.0-1 / 5.0 by this volume reduction process. The apparatus used for volume reduction treatment is not particularly limited, and for example, a biaxial waste plastic volume reduction solidification machine (model: DP-3N, manufactured by Oguma Iron Works Co., Ltd.) can be used.
The cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece containing water that has undergone the step (A) is melt-kneaded in the presence of subcritical water to obtain a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite. As the melt-kneading in the presence of water in the subcritical state, the form of melt-kneading described in the method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention can be employed, and the preferred form is also the same.

上記の連続的工程によるリサイクル方法により、例えば、ポリエチレンラミネート加工紙から分離した、多量の水を含んで重くなっているセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、わざわざ別の工場まで運搬する必要がなくなるなど、リサイクルのエネルギー効率ないしコストを大きく改善することが可能になる。   By the recycling method by the above-mentioned continuous process, for example, it becomes unnecessary to transport the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece separated from polyethylene-laminated paper and containing a large amount of water to a different factory. The energy efficiency or cost of recycling can be greatly improved.

以下、実施例に基づき、本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、本発明における各指標の測定方法、評価方法を説明する。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these.
First, a method for measuring and evaluating each index in the present invention will be described.

[メルトフローレート(MFR)]
温度=230℃、荷重=5kgfの条件で、JIS−K7210に準じて測定した。MFRの単位は「g/10min」である。
[Melt flow rate (MFR)]
The measurement was performed according to JIS-K7210 under the conditions of temperature = 230 ° C. and load = 5 kgf. The unit of MFR is “g / 10 min”.

[結果物(セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材)の形状]
混練後のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の外観を目視にて評価した。バルク(塊)の状態を合格品(○)とし、粒径2mm以下の粉体状であるもの、あるいは混練後著しく発火したものを不合格品(×)とした。
本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法で得られるセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、上記合格品に該当するものである。
[Shape of the resultant product (cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite)]
The appearance of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite after kneading was visually evaluated. The state of bulk (lumps) was an acceptable product (◯), and the one in powder form with a particle size of 2 mm or less, or the one that ignited significantly after kneading was regarded as an unacceptable product (x).
Cellulose fiber dispersion of polyethylene resin composite obtained by the production method of the cellulose fiber dispersion of polyethylene resin composite of the present invention are those corresponding to the accepted product.

[成形性]
射出成形の可否、及び成形後の外観を目視にて評価した。反りや表面の凹凸が確認された場合を不合格品(×)とし、不合格品以外を合格品(○)とした。
[Formability]
Whether injection molding was possible and the appearance after molding were visually evaluated. A case where warpage or surface irregularities was confirmed was regarded as a rejected product (x), and a product other than the rejected product was regarded as a accepted product (◯).

[含水率]
製造後6時間以内に窒素雰囲気下において、23℃から120℃まで、+10℃/minの昇温速度で熱重量分析(TGA)を行った際の質量減少率(質量%)である。含水率が0%とは、質量減少が生じないことを意味する。
[Moisture content]
It is a mass reduction rate (mass%) when thermogravimetric analysis (TGA) is performed at a temperature increase rate of + 10 ° C./min from 23 ° C. to 120 ° C. within 6 hours after production. A water content of 0% means that no mass loss occurs.

[消費電力量]
水を吸収したセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片からセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を連続的に作製した場合に、該複合材1kgを製造するまでに各装置(乾燥機、減容機、混練機)が消費した電力量の合計を求めた。
[Power consumption]
When a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material is continuously produced from cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces that have absorbed water, each device (dryer, volume reducer, kneader) is required to produce 1 kg of the composite material. The total amount of power consumed was obtained.

[耐衝撃性]
射出成形で試験片(厚さ4mm、幅10mm、長さ80mm)を作製し、JIS−K7110に準じて、ノッチ有りの試験片を用いてアイゾット衝撃強度を測定した。耐衝撃性の単位は「kJ/m」である。
[Shock resistance]
A test piece (thickness 4 mm, width 10 mm, length 80 mm) was prepared by injection molding, and the Izod impact strength was measured using a notched test piece according to JIS-K7110. The unit of impact resistance is “kJ / m 2 ”.

[曲げ強度]
射出成形で試験片(厚さ4mm、幅10mm、長さ80mm)を作製し、支点間距離64mm、支点及び作用点の曲率半径5mm、試験速度2mm/minにて荷重の負荷を行い、JIS−K7171に準じて曲げ強度を算出した。曲げ強度の単位は「MPa」である。
[Bending strength]
A test piece (thickness 4 mm, width 10 mm, length 80 mm) was prepared by injection molding, and a load was applied at a fulcrum distance of 64 mm, a radius of curvature of the fulcrum and the working point of 5 mm, and a test speed of 2 mm / min. The bending strength was calculated according to K7171. The unit of bending strength is “MPa”.

[セルロース有効質量比]
事前に絶乾状態にした試料を用い、窒素雰囲気下において+10℃/minの昇温速度で、23℃から400℃まで熱重量分析(TGA)を行った結果に基づいて、次式により算出した。
(セルロース有効質量比[%])=
(270〜390℃の重量減少[g])×100/(試料重量[g])
[Cellulose effective mass ratio]
Based on the results of thermogravimetric analysis (TGA) from 23 ° C. to 400 ° C. at a rate of temperature increase of + 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a sample that had been completely dried in advance, the following formula was used. .
(Cellulose effective mass ratio [%]) =
(Weight reduction [g] at 270 to 390 ° C.) × 100 / (Sample weight [g])

[吸水率]
事前に絶乾状態にした複合材を、プレスで100mm×100mm×1mmのシート状に成形して成形体を得、この成形体を23℃の水に20日間浸漬し、浸漬前後の重量の測定値に基づいて、下記〔式A〕により吸水率を算出した(但し、浸漬後の質量を測る際は、表面に付着した水滴等を乾いた布またはフィルター紙で拭き取った。)。合否判定は、算出した吸水率が下記の評価式〔式B〕を満たす場合を合格(○)とし、満たさない場合を不合格(×)とした。
〔式A〕(吸水率[%])=
(浸漬後質量[g]−浸漬前質量[g])×100/(浸漬前質量[g])
〔式B〕(吸水率)<(セルロース有効質量比)×0.01
[Water absorption rate]
The composite material which has been completely dried in advance is molded into a sheet of 100 mm × 100 mm × 1 mm with a press to obtain a molded body. This molded body is immersed in water at 23 ° C. for 20 days, and the weight before and after immersion is measured. Based on the value, the water absorption was calculated by the following [Formula A] (however, when measuring the mass after immersion, water droplets and the like adhering to the surface were wiped off with a dry cloth or filter paper). In the pass / fail judgment, a case where the calculated water absorption rate satisfies the following evaluation formula [Formula B] was determined to be acceptable (O), and a case where the calculated water absorption rate was not satisfied was determined to be unacceptable (X).
[Formula A] (water absorption [%]) =
(Mass after immersion [g] −Mass before immersion [g]) × 100 / (Mass before immersion [g])
[Formula B] (water absorption) <(cellulose effective mass ratio) 2 × 0.01

[吸水後耐衝撃残率]
射出成形で試験片(厚さ4mm、幅10mm、長さ80mm)を作製し、この試験片を23℃の水に20日間浸漬し、JIS−K7110に準じて測定した浸漬前後の耐衝撃性の測定値に基づいて、次の計算式で算出した(但し、浸漬後の耐衝撃性を測定する際は、水から取出した後、意図的に乾燥などを行うことなく、6時間以内に測定した。)。
(吸水後耐衝撃残率[%])=
(吸水後の耐衝撃性[kJ/m])×100/(吸水前の耐衝撃性[kJ/m])
[Shock resistance after water absorption]
A test piece (thickness 4 mm, width 10 mm, length 80 mm) was prepared by injection molding, this test piece was immersed in water at 23 ° C. for 20 days, and the impact resistance before and after immersion measured according to JIS-K7110. Based on the measured value, it was calculated by the following formula (however, when measuring the impact resistance after immersion, it was measured within 6 hours without intentionally drying after taking out from water) .)
(Shock resistance after water absorption [%]) =
(Impact resistance after water absorption [kJ / m 2 ]) × 100 / (Impact resistance before water absorption [kJ / m 2 ])

[セルロース繊維分散性]
事前に絶乾状態にした複合材を、プレスで100mm×100mm×1mmのシート状に成形して成形体を得、この成形体を80℃の温水に20日間浸漬した後に、温水から取り出した成形体表面の任意の箇所に、40mm×40mmの正方形を書き、さらにその正方形内部に4mm間隔で40mmの線分を9本書いた。表面粗さ測定機を用いて、カットオフ値λc=8.0mmかつλs=25.0μmの条件の下、その9本の線分上の粗さ曲線(JIS−B0601にて規定、評価長さ40mm)合計9本を作製した。9本全ての粗さ曲線においてピークトップが30μm以上かつ上に凸である山の個数を数えたとき、山の個数が合計20個以上である場合を不合格品(×)とした。20個未満である場合を合格品(○)とした。
試料中にセルロース繊維が偏在している場合は局所的に吸水が起こり、その部分の表面が膨張するため、この方法でセルロース繊維の分散性を評価することができる。
[Cellulose fiber dispersibility]
The composite material that has been completely dried in advance is molded into a sheet of 100 mm × 100 mm × 1 mm with a press to obtain a molded body, and the molded body is immersed in warm water at 80 ° C. for 20 days, and then molded from the warm water. A 40 mm × 40 mm square was written at an arbitrary location on the body surface, and nine 40 mm line segments were written at 4 mm intervals inside the square. Using a surface roughness measuring machine, under the conditions of a cutoff value λc = 8.0 mm and λs = 25.0 μm, roughness curves on the nine line segments (specified in JIS-B0601 and evaluated length) 40 mm) A total of 9 pieces were produced. When the number of peaks having a peak top of 30 μm or more and convex upward in all nine roughness curves was counted, a case where the total number of peaks was 20 or more was regarded as a rejected product (x). The case where it was less than 20 was set as the acceptable product (◯).
When cellulose fibers are unevenly distributed in the sample, water absorption occurs locally and the surface of the portion expands. Therefore, the dispersibility of the cellulose fibers can be evaluated by this method.

[分子量パターン]
複合材16mgにGPC測定溶媒(1,2,4−トリクロロベンゼン)5mlを加え、160℃〜170℃で30分間攪拌した。不溶物を0.5μmの金属フィルターでろ過して除去し、得られたろ過後の試料(可溶物)に対して、GPC装置(Polymer Laboratories製PL220、型式:HT−GPC−2)を用い、カラムは、ShodexHT−G(1本)、HT−806M(2本)(昭和電工製)を用い、カラム温度を145℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼン(0.1%BHT添加)を用い、流速1.0mL/minで、前記試料0.2mlを注入してGPCを測定した。これより、単分散ポリスチレン(東ソー製)、ジベンジル(東京化成工業製)を標準試料として、検量線を作成し、GPCデータ処理システム(TRC製)でデータ処理を行い分子量パターンを得た。GPC測定で得られた分子量パターンにおいて、下記(A)と(B)をともに満たすものを(◎)、(A)のみを満たすものを(○)、いずれも満たさないものを(×)とした。
(A)1.7>半値幅(Log(MH/ML))>1.3
(B)ピーク形状が平坦化した低分子側のピークの肩部が10〜4×10の範囲に存在する。
ここで分子量パターンの半値幅は、GPCにおける分子量パターンのうち、最大ピークのピークトップ(最大頻度)周辺におけるスペクトルの広がり(分子量分布の度合い)を示す。すなわち、スペクトル中の強度がピークトップ(最大頻度)の半分となっているところ(それぞれ高分子量側をMH、低分子量側をMLとする)でのGPCスペクトル線の幅を半値幅とする(図1参照)。また、複数のピークが観測される場合は、それぞれのピークのうち、最大のものから算出する。
低分子側のピークの肩部とは、分子量パターンのピーク端部における累積度数が急激に変化する点(変化点)をいう。前記変化点は、ピークの平坦部から低分子側に接線を求め、これと平坦部から急激に分子量の累積度数が低下する部分との接線を求めて、これら2つの接線の交点直下の分子量パターンの値を読み取った点とする(図2参照)。
[Molecular weight pattern]
To 16 mg of the composite material, 5 ml of GPC measurement solvent (1,2,4-trichlorobenzene) was added and stirred at 160 ° C. to 170 ° C. for 30 minutes. Insoluble matter is removed by filtration with a 0.5 μm metal filter, and a GPC device (PL220 manufactured by Polymer Laboratories, model: HT-GPC-2) is used for the obtained sample (soluble matter) after filtration. The column uses Shodex HT-G (1), HT-806M (2) (manufactured by Showa Denko), the column temperature is set to 145 ° C., and 1,2,4-trichlorobenzene (0. GPC was measured by injecting 0.2 ml of the sample at a flow rate of 1.0 mL / min. From this, a calibration curve was prepared using monodispersed polystyrene (manufactured by Tosoh Corp.) and dibenzyl (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as standard samples, and data processing was performed with a GPC data processing system (manufactured by TRC) to obtain a molecular weight pattern. In the molecular weight pattern obtained by GPC measurement, those satisfying both of the following (A) and (B) are (◎), those satisfying only (A) are (◯), and those not satisfying both are (×). .
(A) 1.7> full width at half maximum (Log (MH / ML))> 1.3
(B) The shoulder portion of the peak on the low molecular side where the peak shape is flattened is in the range of 10 4 to 4 × 10 4 .
Here, the full width at half maximum of the molecular weight pattern indicates the spread of the spectrum (degree of molecular weight distribution) around the peak top (maximum frequency) of the maximum peak in the molecular weight pattern in GPC. That is, the width of the GPC spectrum line where the intensity in the spectrum is half of the peak top (maximum frequency) (each high molecular weight side is MH and low molecular weight side is ML) is the half width (see FIG. 1). In addition, when a plurality of peaks are observed, calculation is performed from the maximum one of the peaks.
The shoulder of the peak on the low molecular side refers to the point (change point) where the cumulative frequency at the peak end of the molecular weight pattern changes abruptly. The change point is obtained by obtaining a tangent line from the flat part of the peak to the low molecular side, obtaining a tangent line from the flat part and a part where the cumulative frequency of molecular weight rapidly decreases, and a molecular weight pattern immediately below the intersection of these two tangents. It is assumed that the value is read (see FIG. 2).

[試験例1]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片をバッチ式閉鎖型混練装置によって混練する場合の水量の影響について試験した。
[Test Example 1]
The influence of the amount of water when the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces were kneaded by a batch type closed kneader was tested.

使用済みのポリエチレンラミネート加工紙からなる紙製飲料容器から、パルパーによって紙部分を剥ぎ取り除去してセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、数cm〜十数cm乃至二十数cm程度のさまざまな形状、大きさの小片に切断されており、紙部分の剥ぎ取り工程において水に浸漬されたことで濡れた状態(水分を多量に吸収した状態)であった。また、かかる薄膜片を構成するポリエチレンと、それに付着しているセルロース繊維の質量比(乾燥後)は、[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=56:44であった。
このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、80℃に設定した乾燥機で48時間乾燥して含水率を1質量%以下とし、その後意図的に水を加えて、表1に示す「実施例1」〜「実施例3」及び「比較例1」の各欄に記載の水の質量部となるように、4種類の試料材料を調製した。
次に、この4種類の試料材料を、別々にバッチ式閉鎖型混練装置(エムアンドエフ・テクノロジー株式会社製、MF式混合溶融装置、型式:MF5000 R/L)に投入し、高速攪拌して水を亜臨界状態にすると共に試料材料を混練し、4種類のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を作製した。
なお、各試験例において、特に断りの無い限り、バッチ式閉鎖型混練装置による混練終了時点は、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが上昇して最大値に達した後、下降して、トルクが前記最大値の0.7倍となった後、最小値に達した瞬間(すなわち、トルク変化率が1秒当たり5%になった時点)を起点とし、この起点から7秒後としている。
各複合材の評価結果は表1に示すとおりである。
The paper part was peeled off and removed from the paper beverage container made of used polyethylene laminated paper with a pulper to obtain a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. Such thin pieces, several cm 2 ~ ten cm 2 or two dozen cm 2, of various shapes, are cut into pieces of size, wet by being immersed in water at stripping step of the paper portion It was a state (a state where a large amount of water was absorbed). Moreover, the mass ratio (after drying) of the polyethylene which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was [polyethylene]: [cellulose fiber] = 56: 44.
This cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was dried for 48 hours with a drier set at 80 ° C. so that the water content was 1% by mass or less, and then water was added intentionally. Four types of sample materials were prepared so as to be parts by mass of water described in each column of “Example 3” and “Comparative Example 1”.
Next, these four kinds of sample materials are separately put into a batch type closed kneading apparatus (MF & F Technology Co., Ltd., MF type mixing and melting apparatus, model: MF5000 R / L), and stirred at high speed to supply water. The sample material was kneaded while being in a subcritical state, and four types of cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composites were produced.
In each test example, unless otherwise specified, the kneading end point of the batch type closed kneading apparatus is lowered after the rotational torque of the rotating shaft of the batch type closed kneading apparatus increases to reach the maximum value. After the torque reaches 0.7 times the maximum value, the moment when the torque reaches the minimum value (that is, when the torque change rate reaches 5% per second) is the starting point, and 7 seconds after the starting point. It is said.
The evaluation results of each composite material are as shown in Table 1.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表1の「比較例1」より、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片の溶融混練を、全く水の無い環境下で行った場合には、本発明のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材が得られないことが分かる。
また、「実施例1」より、水量はセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片との質量比で、8:100と少ないにも拘らず、優れた特性を有するセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材が得られることが分かる。また、「実施例3」より、水量はセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片との質量比で、120:100とかなり多いにも拘らず、優れた特性有するセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材が得られており、さらに、含水率もゼロにできることが分かる。したがって、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練を行う本発明の製造方法では、水量は多くても少なくても良いことがわかる。エネルギー効率を考慮すると、水量は一定程度少なくした方が好ましいこともわかる。
From “Comparative Example 1” in Table 1, when the melt kneading of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is performed in an environment where there is no water, the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite of the present invention cannot be obtained. I understand.
Further, from Example 1, it is possible to obtain a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite having excellent characteristics even though the amount of water is as small as 8: 100 in terms of mass ratio with the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. I understand. Further, from “Example 3”, a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material having excellent characteristics was obtained although the amount of water was as large as 120: 100 in terms of mass ratio to the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. Furthermore, it can be seen that the water content can be reduced to zero. Therefore, it can be seen that the amount of water may be large or small in the production method of the present invention in which melt-kneading is performed in the presence of subcritical water. In view of energy efficiency, it can be seen that it is preferable to reduce the amount of water to a certain extent.

[試験例2]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片をバッチ式閉鎖型混練装置によって混練して得られる複合材のメルトフローレート(MFR)と他の特性との関係を調べた。
[Test Example 2]
The relationship between the melt flow rate (MFR) of the composite material obtained by kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces with a batch type closed kneader and other characteristics was investigated.

上記実施例1と同様にして、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、実施例1と同じく、数cm〜十数cm乃至二十cm程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、これらの薄膜片を構成するポリエチレンと、それに付着しているセルロース繊維の質量比(乾燥後)は、「実施例4」が[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=52:48であり、「実施例5」が[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=56:44であり、「実施例6」及び「実施例7」が[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=58:42であった。
次に、この4種類のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、別々に実施例1と同じバッチ式閉鎖型混練装置に投入し、高速攪拌して水を亜臨界状態にすると共に試料材料を混練し、各試料材料のメルトフローレートがそれぞれ表2に記載された値を示すところで混練を停止し、4種類のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を作製した。
各複合材の評価結果は表2に示すとおりである。
In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was obtained. Such thin film pieces, like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ~ ten cm 2 or two tens cm 2, pieces were wet conditions. Moreover, as for the mass ratio (after drying) of the polyethylene constituting these thin film pieces and the cellulose fibers adhering thereto, “Example 4” is [polyethylene]: [cellulose fibers] = 52: 48, Example 5 ”was [polyethylene]: [cellulose fiber] = 56: 44, and“ Example 6 ”and“ Example 7 ”were [polyethylene]: [cellulose fiber] = 58: 42.
Next, these four types of cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces are kept in a wet state and separately put into the same batch type closed kneading apparatus as in Example 1, and stirred at a high speed to bring the water into a subcritical state. At the same time, the sample materials were kneaded, and the kneading was stopped when the melt flow rate of each sample material showed the value described in Table 2, to prepare four types of cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composites.
The evaluation results of each composite material are as shown in Table 2.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表2の結果から、MFRを変化させても、得られる複合材の特性が良好であることがわかる。ただし、実施例7は時間Aが長いためにMFRが10を超えていることから、耐衝撃強度に優れない。   From the results in Table 2, it can be seen that even if the MFR is changed, the characteristics of the obtained composite material are good. However, Example 7 is not excellent in impact strength strength because MFR exceeds 10 because time A is long.

[試験例3]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片をバッチ式閉鎖型混練装置によって混練する時間の影響について試験した。
[Test Example 3]
The influence of the time for kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces with a batch type closed kneader was tested.

上記実施例1と同様にして、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、試験例1と同じく、数cm〜十数cm乃至二十数cm程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレンと、それに付着しているセルロース繊維の質量比(乾燥後)は、[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=56:44であった。
次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、実施例1と同じバッチ式閉鎖型混練装置に投入し、高速攪拌して水を亜臨界状態にすると共に溶融混練し、混練時間を変更した6種類のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の試料を作製した。
具体的には、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが上昇して最大値に達した後、下降して、トルクが前記最大値の0.7倍となった後、最小値に達した瞬間(トルク変化率が1秒当たり5%になった時点)を起点とし、装置を停止するまでの経過時間(秒)を「時間A」とし、表3に示す時間Aとなるようにセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を作製した。
各試料の評価結果は表3に示すとおりである。
さらに、図1には実施例10における分子量パターンの半値幅を示す。図2には実施例10における分子量パターンにおける低分子側のピークの肩部の分子量を示す。図1及び図2において、横軸は分子量(Molecular Weight)、縦軸は単位logM当たりの重量分率(dW/dlogM)を表している。図1の結果から、実施例10の分子例パターンは半値幅が1.54であり、本発明の規定を満足する。図2の結果から、実施例10は低分子側のピークの肩部の分子量が1.8×10であり、本発明の規定を満足する。これにより、ポリエチレンとセルロース繊維との相溶性が向上し、ポリエチレンとセルロース繊維との界面の微細な空隙を減らして界面の脆弱性を改善し、耐衝撃性の低下や吸水率の増加を抑制していると考えられる。
In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was obtained. Such thin film pieces, like in Test Example 1 are cut into several cm 2 ~ ten cm 2 or two dozen cm 2, pieces were wet conditions. Moreover, the mass ratio (after drying) of the polyethylene which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was [polyethylene]: [cellulose fiber] = 56: 44.
Next, this cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is put in the same batch type closed kneading apparatus as in Example 1 in a wet state, and is stirred at a high speed to bring water into a subcritical state and melt-kneaded. Samples of six types of cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composites with different kneading times were prepared.
Specifically, after the rotational torque of the rotary shaft of the batch type closed kneading apparatus increases and reaches a maximum value, the torque decreases to 0.7 times the maximum value, and then reaches the minimum value. The starting point is the moment when the torque is reached (when the rate of change in torque reaches 5% per second), the elapsed time (seconds) until the device is stopped is “time A”, and the time A shown in Table 3 is obtained. A cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite was prepared.
The evaluation results of each sample are as shown in Table 3.
Further, FIG. 1 shows the full width at half maximum of the molecular weight pattern in Example 10. FIG. 2 shows the molecular weight of the shoulder portion of the low molecular weight peak in the molecular weight pattern of Example 10. 1 and 2, the horizontal axis represents molecular weight (Molecular Weight), and the vertical axis represents the weight fraction (dW / dlogM) per unit logM. From the results of FIG. 1, the molecular pattern of Example 10 has a half width of 1.54, which satisfies the definition of the present invention. From the results of FIG. 2, Example 10 has a molecular weight of 1.8 × 10 4 at the shoulder of the peak on the low molecular side, which satisfies the definition of the present invention. This improves the compatibility of polyethylene and cellulose fibers, reduces the fine voids at the interface between polyethylene and cellulose fibers, improves the fragility of the interface, and suppresses the decrease in impact resistance and the increase in water absorption rate. It is thought that.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表3に示される通り、時間Aを調節することにより得られる複合材のMFRが変化させることができ、異なる特性の複合材が得られることがわかる。ただし、実施例12は時間Aが長いためにMFRが10を超えていることから、耐衝撃強度にはやや劣る結果となった。   As shown in Table 3, it can be seen that the MFR of the composite material obtained by adjusting the time A can be changed, and composite materials having different characteristics can be obtained. However, in Example 12, since the time A was long and the MFR exceeded 10, the impact strength was slightly inferior.

[試験例4]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜のポリエチレンと、かかる薄膜に付着しているセルロース繊維の質量比を変更した場合の影響について試験した。
[Test Example 4]
The effect of changing the mass ratio between the polyethylene of the cellulose fiber-attached polyethylene thin film and the cellulose fiber attached to the thin film was tested.

ポリエチレンとセルロース繊維の質量比を表4に示すように変更した5種類のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。これらの薄膜片は、いずれも実施例1と同じく、数cm〜十数cm乃至二十数cm程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。
次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、実施例1と同じバッチ式閉鎖型混練装置に投入し、高速攪拌して水を亜臨界状態にすると共に溶融混練し、5種類のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を作製した。
各複合材の評価結果は表4に示すとおりである。なお、各試験例において、バッチ式閉鎖型混練装置による混練終了時点は、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが上昇して最大値に達した後、下降して、トルクが前記最大値の0.7倍となった後、最小値に達した瞬間(すなわち、トルク変化率が1秒当たり5%になった時点)を起点とし、この起点から7秒後としている。
Five types of cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces having different mass ratios of polyethylene and cellulose fibers as shown in Table 4 were obtained. These thin film pieces are all as with Example 1, are cut into several cm 2 ~ ten cm 2 or two dozen cm 2, pieces were wet conditions.
Next, this cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece is put in the same batch type closed kneading apparatus as in Example 1 in a wet state, and is stirred at a high speed to bring water into a subcritical state and melt-kneaded. Five types of cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composites were prepared.
Table 4 shows the evaluation results of each composite material. In each test example, at the end of kneading by the batch type closed kneader, the rotational torque of the rotating shaft of the batch type closed kneader increases and reaches the maximum value, and then decreases, so that the torque reaches the maximum value. After reaching 0.7 times the value, the starting point is the moment when the minimum value is reached (that is, when the torque change rate becomes 5% per second), and 7 seconds after this starting point.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表4の「比較例2」より、セルロース繊維とポリエチレンの合計質量に対しセルロース繊維が本発明の規定よりも多くなると、成形性が悪化して目的の形状の複合材を得ることができなかった。なお、比較例2は紙部分を全く除去しないポリエチレンラミネート加工紙を裁断し、吸水させたものを試料材料として用いた。   From “Comparative Example 2” in Table 4, when the cellulose fiber was larger than the provisions of the present invention with respect to the total mass of the cellulose fiber and polyethylene, the moldability deteriorated and a composite material having the desired shape could not be obtained. . In Comparative Example 2, a polyethylene laminated paper that does not remove any paper portion was cut and water-absorbed was used as a sample material.

[試験例5]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を混練する方法(装置)の影響について試験した。
[Test Example 5]
The influence of the method (apparatus) for kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces was tested.

上記実施例1と同様にして、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、実施例1と同じく、数cm〜十数cm乃至二十数cm程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、かかる薄膜片を構成するポリエチレンと、それに付着しているセルロース繊維の質量比(乾燥後)は、[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=63:37であった。なお、実施例17において、バッチ式閉鎖型混練装置による混練終了時点は、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが上昇して最大値に達した後、下降して、トルクが前記最大値の0.7倍となった後、最小値に達した瞬間(すなわち、トルク変化率が1秒当たり5%になった時点)を起点とし、この起点から7秒後としている。
このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、表5に示すように、上記バッチ式閉鎖型混練装置を用いて亜臨界水の存在下で溶融混練した場合(実施例17)と、ニーダーを用いて混練した場合(比較例3)と、上記薄膜片を直接モウルド成形したもの(比較例4)とを用いて、表5に記載した評価を行った。
各複合材の評価結果は表5に示すとおりである。
In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was obtained. Such thin film pieces, like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ~ ten cm 2 or two dozen cm 2, pieces were wet conditions. Moreover, the mass ratio (after drying) of the polyethylene which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was [polyethylene]: [cellulose fiber] = 63: 37. In Example 17, when the kneading by the batch type closed kneading apparatus is finished, the rotational torque of the rotating shaft of the batch type closed kneading apparatus rises to reach the maximum value, and then falls, and the torque reaches the maximum value. After reaching 0.7 times the value, the starting point is the moment when the minimum value is reached (that is, when the torque change rate becomes 5% per second), and 7 seconds after this starting point.
As shown in Table 5, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was kneaded using a kneader when melt-kneaded in the presence of subcritical water using the batch type closed kneader (Example 17). The evaluation described in Table 5 was performed using the case (Comparative Example 3) and the one obtained by directly molding the thin film piece (Comparative Example 4).
The evaluation results of each composite material are as shown in Table 5.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表5の実施例17より、実施例1と同じく亜臨界水の存在下で溶融混練して得たセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、含水率、耐衝撃性、吸水率、及びセルロース繊維の分散性に優れていることが分かる。また、実施例17はポリエチレンの分子量パターンが本発明における設定した範囲を満足している。これにより、ポリエチレンとセルロース繊維との相溶性が向上し、ポリエチレンとセルロース繊維との界面の微細な空隙を減らして界面の脆弱性を改善し、耐衝撃性の低下や吸水率の増加を抑制していると考えられる。   From Example 17 in Table 5, the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite obtained by melt-kneading in the presence of subcritical water as in Example 1 has a moisture content, impact resistance, water absorption, and cellulose fiber dispersion. It turns out that it is excellent in property. In Example 17, the molecular weight pattern of polyethylene satisfies the range set in the present invention. This improves the compatibility of polyethylene and cellulose fibers, reduces the fine voids at the interface between polyethylene and cellulose fibers, improves the fragility of the interface, and suppresses the decrease in impact resistance and the increase in water absorption rate. It is thought that.

他方、ニーダーを用いて混練した場合(比較例3)と、上記薄膜片を直接モウルド成形したもの(比較例4)では、水分を十分に除去することができなかった。なお、ニーダーを用いて含水率を0%になるまで処理するのは事実上困難であり、仮に、含水率を0%になるまで乾燥させることができたとしても、上記表5に示される消費電力量の数倍〜数十倍の電力量を消費することになる。また、比較例3及び4で得られた複合材は吸水率が高く、セルロース繊維の分散性にも劣っていた。   On the other hand, in the case of kneading using a kneader (Comparative Example 3) and in the case where the thin film piece was directly molded (Comparative Example 4), water could not be removed sufficiently. In addition, it is practically difficult to treat the moisture content to 0% using a kneader. Even if the moisture content can be dried to 0%, the consumption shown in Table 5 above is assumed. It consumes several times to several tens of times the amount of power. Moreover, the composite material obtained by the comparative examples 3 and 4 had a high water absorption, and was inferior also to the dispersibility of a cellulose fiber.

さらに、容器リサイクル法により回収され再生された市販の再生樹脂(株式会社グリーンループ製PEリッチ品:比較例5)を用いて表5に記載の評価を行った。本発明の製造方法で作製したセルロース含有熱可塑性樹脂は、市販の再生樹脂と比較して吸水後に耐衝撃性が向上していることが分かる。   Furthermore, evaluation shown in Table 5 was performed using a commercially available recycled resin recovered by the container recycling method (PE Rich Product manufactured by Green Loop Co., Ltd .: Comparative Example 5). It can be seen that the cellulose-containing thermoplastic resin produced by the production method of the present invention has improved impact resistance after water absorption as compared with a commercially available recycled resin.

[試験例6]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を混練する前に減容固化を行う影響について試験した。
[Test Example 6]
The cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces were tested for the effect of volume reduction and solidification before kneading.

上記実施例1と同様にして、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、実施例1と同じく、数cm〜十数cm乃至二十数cm程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、かかる薄膜片を構成するポリエチレンと、それに付着しているセルロース繊維の質量比(乾燥後)は、[ポリエチレン]:[セルロース繊維]=63:37であった。
次に、この薄膜片を、表6に示すとおり、実施例1と同じバッチ式閉鎖型混練装置を用いて、亜臨界水の存在下で溶融混練してセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を作製した(実施例18)。
また、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片をバッチ式閉鎖型混練装置に投入する前に、減容固化機(小熊鉄工所社製、二軸式廃プラスチック減容固化機、型式:DP−3N)を用いて減容して固化し、その後バッチ式閉鎖型混練装置に投入した(実施例19)。
さらに、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、二軸押出機(株式会社日本製鋼所製、TEX30使用)に投入して混練した(比較例6)。
また、その薄膜片を二軸押出機に投入する前に、80℃に設定した乾燥機で含水率が1質量%未満になるまで乾燥させ、その後二軸押出機に投入した(比較例7)。
各複合材の評価結果は表6に示すとおりである。
In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was obtained. Such thin film pieces, like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ~ ten cm 2 or two dozen cm 2, pieces were wet conditions. Moreover, the mass ratio (after drying) of the polyethylene which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was [polyethylene]: [cellulose fiber] = 63: 37.
Next, prepare the thin film pieces, as shown in Table 6, using the same batch closed kneading apparatus as in Example 1, and melt-kneaded in the presence of subcritical water cellulosic fiber content dispersed polyethylene resin composite (Example 18).
In addition, before putting the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces into the batch type closed kneading apparatus, a volume reduction solidification machine (manufactured by Okuma Iron Works Co., Ltd., biaxial waste plastic volume reduction solidification machine, model: DP-3N) is used. The volume was reduced and solidified, and then charged into a batch type closed kneader (Example 19).
Further, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was put into a twin screw extruder (manufactured by Nippon Steel Works, Ltd., using TEX30) and kneaded (Comparative Example 6).
Moreover, before throwing the thin film piece into a twin screw extruder, it was dried with a dryer set at 80 ° C. until the water content was less than 1% by mass, and then put into a twin screw extruder (Comparative Example 7). .
The evaluation results of each composite material are as shown in Table 6.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表6の実施例18より、バッチ式閉鎖型混練装置を用いて亜臨界水の存在下で溶融混練して得たセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材は、含水率が0であるにもかかわらず、その作製に必要な消費電力量が低くエネルギー効率に優れていた。またセルロース分散性に優れ、吸水性も低いことが分かる。また、溶融混練前に減容処理を施した実施例19では、消費電力をさらに大幅に低減できることもわかる。
さらに、実施例18及び19は、ポリエチレンの分子量パターンが上記で設定した範囲を満足していた。
他方、二軸押出機により混練した場合には、得られる複合材の含水率が高く、セルロースの分散性に劣り、吸水性も高かった。二軸押出機により混練法を採用する場合、混練前にセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を乾燥処理に付すことにより、得られる複合材の含水率を0質量%とすることができる。しかしこの場合には、消費電力量が数倍に膨れ上がり、エネルギー効率に劣る結果となった。
From Example 18 of Table 6, the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material obtained by melt-kneading in the presence of subcritical water using a batch-type closed kneading apparatus has a water content of 0, The power consumption required for the production was low and the energy efficiency was excellent. Moreover, it turns out that it is excellent in a cellulose dispersibility and water absorption is also low. It can also be seen that in Example 19 in which volume reduction treatment was performed before melt-kneading, the power consumption can be further greatly reduced.
Furthermore, in Examples 18 and 19, the molecular weight pattern of polyethylene satisfied the range set above.
On the other hand, when kneaded by a twin screw extruder, the resulting composite material had a high water content, poor dispersibility of cellulose, and high water absorption. When the kneading method is adopted by a twin screw extruder, the moisture content of the obtained composite material can be set to 0% by mass by subjecting the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece to a drying treatment before kneading. However, in this case, the power consumption increased several times, resulting in poor energy efficiency.

[試験例7]
セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を混練する際に、再生高密度ポリエチレン(再生HDPE)を添加することによる影響について試験した。
[Test Example 7]
When kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces, the effect of adding regenerated high density polyethylene (regenerated HDPE) was tested.

上記実施例1と同様にして、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、実施例1と同じく、数cm〜十数cm乃至二十数cm程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、かかる薄膜片を構成するポリエチレンと、それに付着しているセルロース繊維の質量比(乾燥後)は、63:37であった。
次に、この薄膜片に対し、表7に示す再生HDPEの所定量を添加し、実施例1と同じバッチ式閉鎖型混練装置を用いて亜臨界水の存在下で溶融混練して、実施例20〜22の3種類の複合材を得た。
各複合材の評価結果は表7に示すとおりである。
In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece was obtained. Such thin film pieces, like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ~ ten cm 2 or two dozen cm 2, pieces were wet conditions. Moreover, the mass ratio (after drying) of the polyethylene which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was 63:37.
Next, a predetermined amount of regenerated HDPE shown in Table 7 was added to this thin film piece, and melt-kneaded in the presence of subcritical water using the same batch type closed kneader as in Example 1. Three types of composite materials 20 to 22 were obtained.
Table 7 shows the evaluation results of each composite material.

Figure 2017155248
Figure 2017155248

表7の実施例20〜22より、セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を混練する際に、再生HDPEを加えても、物性的に問題が生ずることはないことが分かる。   From Examples 20 to 22 in Table 7, it can be seen that there is no problem in physical properties even when recycled HDPE is added when kneading the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces.

従来、使用済み飲料容器などのポリエチレンラミネート加工紙をパルパー等の処理に付して紙部分を剥ぎ取り除去した後、除去しきれなかった紙成分が不均一にポリエチレン樹脂に付着した状態で、形状、大きさもまちまちで、さらに水を多量に吸収した状態のセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片は、樹脂組成物として有効に再利用する技術がなく、いわばゴミ同然に埋め立てられて廃棄処分されるか、又は単に燃料として使用するしかなかった。本発明は、上記実施例でも実証しているように、かかるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、そのままの状態で(水分調節等を要さずに)処理し、簡単に、樹脂として甦らせる技術に関する発明である。
上述した通り、特許文献1及び2記載の技術は亜臨界処理を行なうものではない。また特許文献1は、使用する材料は同様であるが溶融混練を行なわないモウルド成形品であるため、本発明とはセルロ−ス繊維の分散状態が全く異なる。特許文献2及び3の技術は、樹脂材料として既に再利用の実績があるポリプロピレン樹脂やPET樹脂を用いているに過ぎない。特許文献3の技術は、材料投入前に水分調整を行なって細かく裁断したセルロース繊維源(PPC古紙)と樹脂材料源(PET樹脂)を別々に用意し、これらを混ぜ合わせて混練する技術でありリサイクルに係る技術ではない。
Conventionally, after the polyethylene laminated paper such as used beverage containers is treated with a pulper and the paper part is peeled off and removed, the paper components that could not be removed are non-uniformly adhered to the polyethylene resin. In addition, the cellulose fiber-attached polyethylene thin film pieces of various sizes and in a state of absorbing a large amount of water do not have a technology for effectively reusing as a resin composition, so to speak, it is buried as if it is garbage and discarded. It could only be used as fuel. The present invention relates to a technique for treating a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece as it is (without the need for moisture adjustment or the like) and allowing it to be easily reconstituted as a resin, as demonstrated in the above examples. It is an invention.
As described above, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 do not perform subcritical processing. Further, since Patent Document 1 is a mold-molded product that uses the same materials but does not perform melt-kneading, the dispersion state of cellulose fibers is completely different from the present invention. The techniques of Patent Documents 2 and 3 merely use a polypropylene resin or a PET resin that has already been reused as a resin material. The technique of Patent Document 3 is a technique for preparing a cellulose fiber source (PPC waste paper) and a resin material source (PET resin), which are finely cut by adjusting moisture before feeding the materials, and mixing and kneading them separately. It is not a technology related to recycling.

特許文献1〜4には、亜臨界処理により、薄膜状のポリエチレンフィルムの表面に固着されたセルロースを、該ポリエチレンの表面から分離して、これをポリエチレン樹脂中に繊維状に分散させる技術を記載も示唆もしていない。本発明の一態様では、亜臨界状態の水の存在下で溶融混練を行うことで、ポリエチレン樹脂を低分子化して分子量分布を制御することでMFRを所定範囲に調整すると同時に、ポリエチレン樹脂の物性を所定範囲に維持することできる。特許文献1〜4のいずれにも、ポリエチレンの分子量分布に関する記載はなく、これによりセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の特性を制御することについて記載も示唆もしていない。
上述してきたように、本発明は、大きさ、形状、セルロース繊維の付着状態が不均一な、セルロース繊維とポリエチレンの複合体としてのセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片から均一な物性のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を製造することを可能にした技術に係る発明である。
Patent Documents 1 to 4 describe a technique in which cellulose fixed on the surface of a thin-film polyethylene film is separated from the surface of the polyethylene by subcritical processing and dispersed in a fiber form in the polyethylene resin. Neither suggested nor suggested. In one embodiment of the present invention, the MFR is adjusted to a predetermined range by controlling the molecular weight distribution by lowering the molecular weight of the polyethylene resin by performing melt-kneading in the presence of subcritical water, and at the same time, the physical properties of the polyethylene resin. Can be maintained within a predetermined range. None of Patent Documents 1 to 4 describes the molecular weight distribution of polyethylene, and neither describes nor suggests controlling the characteristics of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite.
As described above, the present invention is a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin having uniform physical properties from a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece as a composite of cellulose fiber and polyethylene, in which the size, shape, and adhesion state of cellulose fibers are non-uniform. The present invention relates to a technology that makes it possible to produce a composite material.

Claims (9)

ポリエチレン薄膜片にセルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を溶融させ、水とともに溶融混練して、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得ることを含む、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法 Production of a cellulose fiber- dispersed polyethylene resin composite comprising melting a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece obtained by adhering cellulose fibers to a polyethylene thin film piece, and melt-kneading with water to obtain a cellulose fiber- dispersed polyethylene resin composite material Way . 前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片と水を含む集積物を減容処理した集塊としてから、前記溶融混練に付して、セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得ることを含む、請求項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法The integrated containing the cellulose fibers deposited polyethylene film pieces and the water from the compacted treated agglomerates, wherein is subjected to melt-kneading, and obtaining a cellulose fiber dispersion polyethylene resin composite according to claim 1 A method for producing a cellulose fiber- dispersed polyethylene resin composite . 前記セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片が、紙の表面にポリエチレン薄膜が貼着されたポリエチレンラミネート加工紙から紙部分を剥ぎ取り除去して得られる、水を含んだ状態の薄膜片である、請求項1又は2に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法The cellulose fibers deposited polyethylene film pieces, polyethylene film on the surface of the paper is obtained by stripping removed the paper portion from the polyethylene laminated paper is stuck a thin piece of state of containing water, according to claim 1 Or the manufacturing method of the cellulose fiber dispersion | distribution polyethylene resin composite material of 2 . 前記溶融混練を、セルロース繊維を溶融させない高温高圧下で行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法The method for producing a cellulose fiber- dispersed polyethylene resin composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the melt-kneading is performed under high temperature and high pressure that does not melt the cellulose fibers. 前記溶融混練を、バッチ式閉鎖型混練装置を用いて行う、請求項1〜のいずれか1
項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法
The melt kneading is performed using a batch-type closed kneader, any one of claims 1-4 1
The manufacturing method of the cellulose fiber dispersion | distribution polyethylene resin composite material as described in a term.
前記溶融混練に際し、さらに低密度ポリエチレン及び/又は高密度ポリエチレンを混合する、請求項1〜のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法The method for producing a cellulose fiber- dispersed polyethylene resin composite according to any one of claims 1 to 5 , wherein a low-density polyethylene and / or a high-density polyethylene is further mixed during the melt-kneading. 前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材が、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)測定で得られる分子量パターンにおいて1.7>半値幅(Log(MH/ML))>1.3の関係を満たすポリエチレン樹脂中に、セルロース繊維が分散してなり、該セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材が該セルロース繊維を1質量%以上50質量%未満含む、請求項1〜6いずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法 Polyethylene satisfying the relationship of 1.7> full width at half maximum (Log (MH / ML))> 1.3 in the molecular weight pattern obtained by the gel permeation chromatography (GPC) measurement, wherein the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material The cellulose fiber dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein cellulose fibers are dispersed in the resin, and the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite contains 1% by mass or more and less than 50% by mass of the cellulose fibers. A method for producing a polyethylene resin composite material . 前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材が、セルロース繊維を1質量%以上50質量%未満含み、前記セルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の吸水率が次式を満たす、請求項1〜6いずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法
[式1] (吸水率)<(セルロース有効質量比) ×0.01
The cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material includes 1% by mass or more and less than 50% by mass of cellulose fiber, and the water absorption rate of the cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite material satisfies the following formula. The manufacturing method of the cellulose fiber dispersion | distribution polyethylene resin composite of description .
[Formula 1] (Water absorption) <(cellulose effective mass ratio) 2 × 0.01
請求項1〜8いずれか1項に記載のセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材の製造方法によりセルロース繊維分散ポリエチレン樹脂複合材を得ることを含む、ポリエチレン薄膜片にセルロース繊維が付着してなるセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片のリサイクル方法。Cellulose fiber adhesion formed by adhering cellulose fibers to a polyethylene thin film piece, comprising obtaining a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite by the method for producing a cellulose fiber-dispersed polyethylene resin composite according to any one of claims 1 to 8. Recycling method of polyethylene thin film pieces.
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