JP2019151692A - Organic fiber-reinforced resin composition and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機繊維強化樹脂組成物及びその製造方法に関し、より詳しくは、オレフィン系樹脂を含有する有機繊維強化樹脂組成物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic fiber reinforced resin composition and a method for producing the same, and more particularly to an organic fiber reinforced resin composition containing an olefin resin and a method for producing the same.
オレフィン系樹脂は汎用性が高く、安価でかつ機械的特性に優れているため、自動車の内装部品や外装部品等、様々な分野で幅広く用いられている。このようなオレフィン系樹脂においては、機械的特性を向上させるために、木粉、セルロース繊維、ポリエステル系繊維等の有機繊維やガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維が配合されている。例えば、特開平７−６２１６７号公報（特許文献１）には、メルトフローレートが０．２ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下の結晶性プロピレン重合体（Ａ）１００質量部と無機系充填剤含有ポリエチレンテレフタレート繊維等のポリエステル系繊維（Ｂ）１０〜１００質量部とを含有する、耐熱性、剛性、成形性に優れた有機繊維系プロピレン樹脂組成物が記載されている。しかしながら、オレフィン系樹脂に有機繊維や無機繊維を配合した従来の繊維強化樹脂組成物は、脆性的な挙動を示し、引張荷重下において成形体が破断するという問題があった。 Olefin resins are widely used in various fields such as automobile interior parts and exterior parts because they are highly versatile, inexpensive and have excellent mechanical properties. In such olefin resins, organic fibers such as wood flour, cellulose fibers, and polyester fibers, and inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers are blended in order to improve mechanical properties. For example, JP-A-7-62167 (Patent Document 1) discloses 100 parts by mass of a crystalline propylene polymer (A) having a melt flow rate of 0.2 g / 10 min to 100 g / 10 min and an inorganic filler. An organic fiber-based propylene resin composition excellent in heat resistance, rigidity, and moldability, containing 10 to 100 parts by mass of a polyester fiber (B) such as a polyethylene terephthalate fiber is described. However, the conventional fiber reinforced resin composition in which organic fibers or inorganic fibers are blended with an olefin resin exhibits a brittle behavior and has a problem that the molded body is broken under a tensile load.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、引張荷重下において延性的な挙動を示し、成形体の破断が防止されたオレフィン系樹脂組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides an olefin-based resin composition that exhibits ductile behavior under a tensile load and prevents the molded body from being broken, and a method for producing the same. For the purpose.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、オレフィン系樹脂と有機繊維とを含有する有機繊維強化樹脂組成物において、前記オレフィン系樹脂として特定の大きいメルトマスフローレート（ＭＦＲ）を有するオレフィン系樹脂と特定の小さいメルトマスフローレート（ＭＦＲ）を有するオレフィン系樹脂とを組合せて用いることによって、引張荷重下において延性的な挙動が発現し、成形体の破断が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that an organic fiber reinforced resin composition containing an olefin resin and an organic fiber has a specific large melt mass flow rate (MFR) as the olefin resin. ) And an olefin resin having a specific small melt mass flow rate (MFR) are used in combination to exhibit ductile behavior under a tensile load and to suppress breakage of the molded body. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明の有機繊維強化樹脂組成物は、メルトマスフローレートが１０〜２００ｇ／１０ｍｉｎの第一のオレフィン系樹脂と、メルトマスフローレートが０．２〜５ｇ／１０ｍｉｎの第二のオレフィン系樹脂と、有機繊維とを含有し、
前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂の質量比が２０：８０〜８０：２０であり、
前記有機繊維の含有量が、前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂との合計量１００質量部に対して、５〜１００質量部である、
ことを特徴とするものである。
That is, the organic fiber reinforced resin composition of the present invention includes a first olefin resin having a melt mass flow rate of 10 to 200 g / 10 min, and a second olefin resin having a melt mass flow rate of 0.2 to 5 g / 10 min. Contains organic fibers,
The mass ratio of the first olefin resin and the second olefin resin is 20:80 to 80:20,
The content of the organic fiber is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the first olefin resin and the second olefin resin.
It is characterized by this.
このような本発明の有機繊維強化樹脂組成物において、前記第一のオレフィン系樹脂はエチレンの単独重合体、プロピレンの単独重合体及びエチレンとプロピレンとの共重合体からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、また、前記第二のオレフィン系樹脂はエチレンの単独重合体、プロピレンの単独重合体及びエチレンとプロピレンとの共重合体からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。さらに、有機繊維は植物繊維であることが好ましい。 In such an organic fiber reinforced resin composition of the present invention, the first olefin-based resin is at least selected from the group consisting of an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, and a copolymer of ethylene and propylene. Preferably, the second olefin resin is at least one selected from the group consisting of ethylene homopolymers, propylene homopolymers, and copolymers of ethylene and propylene. It is preferable. Furthermore, the organic fiber is preferably a vegetable fiber.
本発明の有機繊維強化樹脂組成物の製造方法は、メルトマスフローレートが１０〜２００ｇ／１０ｍｉｎの第一のオレフィン系樹脂と有機繊維とを混合した後、メルトマスフローレートが０．２〜５ｇ／１０ｍｉｎの第二のオレフィン系樹脂を更に混合することを特徴とするものである。 In the method for producing an organic fiber reinforced resin composition of the present invention, a melt mass flow rate is 0.2 to 5 g / 10 min after mixing a first olefin resin having a melt mass flow rate of 10 to 200 g / 10 min and an organic fiber. The second olefin resin is further mixed.
なお、本発明において、オレフィン系樹脂のメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して樹脂毎に設定された標準条件で測定される値である。前記標準条件としては、通常、ポリエチレンについては、温度：１９０℃、荷重：２１．２Ｎに、ポリプロピレンについては、温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎに、エチレン−プロピレン共重合体については、温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎに、その他のエチレン系共重合体については、温度：１９０℃、荷重：２１．２Ｎに、その他のプロピレン系共重合体については、温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎに設定される。 In the present invention, the melt mass flow rate (MFR) of the olefin resin is a value measured under standard conditions set for each resin in accordance with JIS K7210. As the standard conditions, the temperature is usually 190 ° C. and the load is 21.2 N for polyethylene, the temperature is 230 ° C. and the load is 21.2 N for polypropylene, and the temperature is about ethylene-propylene copolymer. : 230 ° C., load: 21.2 N; for other ethylene copolymers, temperature: 190 ° C., load: 21.2 N; for other propylene copolymers, temperature: 230 ° C., load: 21.2N.
また、本発明の有機繊維強化樹脂組成物が引張荷重下において延性的な挙動を示し、成形体の破断が抑制される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明の有機繊維強化樹脂組成物を製造する場合には、先ず、特定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂と有機繊維とを混合する。特定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂を用いることによって、混合時の有機繊維の破断や異常発熱が抑制され、有機繊維の劣化を防止することができる。次に、このようにして得られた混合物に特定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂を混合する。特定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂は分子量が大きいため、分子鎖同士が絡み合い、この絡み合いによって引張荷重下での前記第一のオレフィン系樹脂の亀裂の進展が抑制されるとともに、延性が付与され、成形体の破断が抑制されると推察される。 Further, the reason why the organic fiber reinforced resin composition of the present invention exhibits ductile behavior under a tensile load and the fracture of the molded body is suppressed is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. . That is, when producing the organic fiber reinforced resin composition of the present invention, first, a first olefin resin having a specific large MFR and an organic fiber are mixed. By using the first olefin resin having a specific large MFR, breakage and abnormal heat generation of the organic fiber during mixing can be suppressed, and deterioration of the organic fiber can be prevented. Next, a second olefin resin having a specific small MFR is mixed into the mixture thus obtained. Since the second olefin resin having a specific small MFR has a large molecular weight, the molecular chains are entangled with each other, and this entanglement suppresses the progress of cracks of the first olefin resin under a tensile load, and also ductility. It is speculated that the fracture of the molded body is suppressed.
本発明によれば、引張荷重下において延性的な挙動を示し、成形体の破断が防止されたオレフィン系樹脂組成物を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain an olefin-based resin composition that exhibits ductile behavior under a tensile load and prevents the molded body from being broken.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.
先ず、本発明の有機繊維強化樹脂組成物について説明する。本発明の有機繊維強化樹脂組成物は、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）が１０〜２００ｇ／１０ｍｉｎの第一のオレフィン系樹脂と、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）が０．２〜５ｇ／１０ｍｉｎの第二のオレフィン系樹脂と、有機繊維とを含有ものである。 First, the organic fiber reinforced resin composition of the present invention will be described. The organic fiber reinforced resin composition of the present invention includes a first olefin resin having a melt mass flow rate (MFR) of 10 to 200 g / 10 min and a second olefin resin having a melt mass flow rate (MFR) of 0.2 to 5 g / 10 min. It contains an olefin resin and organic fibers.
（第一のオレフィン系樹脂）
本発明に用いられる第一のオレフィン系樹脂は、ＭＦＲが１０〜２００ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあるオレフィン系樹脂である。このようなＭＦＲが大きいオレフィン樹脂を用いることによって、樹脂組成物の良好な成形加工性を確保しつつ、有機繊維との混合時における有機繊維の破断や異常発熱を抑制し、有機繊維の劣化を防止することができる。一方、第一のオレフィン系樹脂のＭＦＲが前記下限未満になると、流動性が低いため、樹脂組成物の成形加工性が低下するとともに、有機繊維との混合時における有機繊維の破断や異常発熱が発生しやすくなり、他方、前記上限を超えると、成形体の機械的強度が低下する。このような第一のオレフィン系樹脂のＭＦＲとしては、樹脂組成物の成形加工性が向上するとともに、有機繊維との混合時における有機繊維の破断や異常発熱が十分に抑制されるという観点から、１５ｇ／１０ｍｉｎ以上が好ましく、２０ｇ／１０ｍｉｎ以上がより好ましく、また、成形体の機械的強度が向上するという観点から、１００ｇ／１０ｍｉｎ以下が好ましく、７５ｇ／１０ｍｉｎ以下がより好ましい。
(First olefin resin)
The first olefin resin used in the present invention is an olefin resin having an MFR in the range of 10 to 200 g / 10 min. By using such an olefin resin having a large MFR, it is possible to suppress organic fiber breakage and abnormal heat generation while mixing with organic fibers, while ensuring good moldability of the resin composition, and to prevent deterioration of organic fibers. Can be prevented. On the other hand, when the MFR of the first olefin resin is less than the lower limit, the fluidity is low, so that the molding processability of the resin composition is lowered, and the organic fiber is broken or abnormally heated when mixed with the organic fiber. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the mechanical strength of the molded article is lowered. As the MFR of such a first olefin-based resin, the molding processability of the resin composition is improved, and from the viewpoint that the breakage and abnormal heat generation of the organic fiber during mixing with the organic fiber are sufficiently suppressed, It is preferably 15 g / 10 min or more, more preferably 20 g / 10 min or more, and preferably 100 g / 10 min or less, more preferably 75 g / 10 min or less from the viewpoint of improving the mechanical strength of the molded article.
このような第一のオレフィン系樹脂としては、ＭＦＲが前記範囲内にあるものであれば特に制限はなく、例えば、エチレンの単独重合体（ポリエチレン）、プロピレンの単独重合体（ポリプロピレン）、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体、プロピレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。前記炭素数４以上のα−オレフィンとしては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げられる。これらの第一のオレフィン系樹脂は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。また、このような第一のオレフィン系樹脂の中でも、成形性及び成形体の安定性の観点から、エチレンの単独重合体、プロピレンの単独重合体、エチレンとプロピレンとの共重合体、及びこれらの混合物が好ましい。 The first olefin-based resin is not particularly limited as long as the MFR is within the above range. For example, ethylene homopolymer (polyethylene), propylene homopolymer (polypropylene), ethylene and Examples thereof include a copolymer with propylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin having 4 or more carbon atoms, and a copolymer of propylene and an α-olefin having 4 or more carbon atoms. Examples of the α-olefin having 4 or more carbon atoms include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene and the like. These first olefin resins may be used alone or in combination of two or more. Among such first olefin-based resins, from the viewpoint of moldability and stability of the molded body, an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene / propylene copolymer, and these Mixtures are preferred.
（第二のオレフィン系樹脂）
本発明に用いられる第二のオレフィン系樹脂は、ＭＦＲが０．５〜５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあるオレフィン系樹脂である。このようなＭＦＲが小さいオレフィン樹脂を用いることによって、引張荷重下での前記第一のオレフィン系樹脂の亀裂の進展が抑制されるとともに、延性が付与されるため、成形体の破断を抑制することができる。一方、第二のオレフィン系樹脂のＭＦＲが前記下限未満になると、流動性が低いため、樹脂組成物の成形加工性が低下し、他方、前記上限を超えると、引張荷重下での前記第一のオレフィン系樹脂の亀裂の進展が抑制されず、延性も付与されないため、成形体の破断が発生する。このような第二のオレフィン系樹脂のＭＦＲとしては、引張荷重下での前記第一のオレフィン系樹脂の亀裂の進展が十分に抑制されるとともに、延性も十分に付与され、成形体の破断を十分に防止できるという観点から、３ｇ／１０ｍｉｎ以下が好ましく、１．５ｇ／１０ｍｉｎ以下がより好ましい。
(Second olefin resin)
The second olefin resin used in the present invention is an olefin resin having an MFR in the range of 0.5 to 5 g / 10 min. By using such an olefin resin having a small MFR, the progress of cracks in the first olefin resin under a tensile load is suppressed, and ductility is imparted. Can do. On the other hand, when the MFR of the second olefin resin is less than the lower limit, the fluidity is low, so the molding processability of the resin composition is lowered. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the first olefin resin under tensile load is reduced. Since the development of cracks in the olefin resin is not suppressed and ductility is not imparted, the molded body breaks. As such MFR of the second olefin resin, the progress of the crack of the first olefin resin under the tensile load is sufficiently suppressed, and the ductility is sufficiently imparted to break the molded body. From the viewpoint that it can be sufficiently prevented, 3 g / 10 min or less is preferable, and 1.5 g / 10 min or less is more preferable.
このような第二のオレフィン系樹脂としては、ＭＦＲが前記範囲内にあるものであれば特に制限はなく、例えば、エチレンの単独重合体（ポリエチレン）、プロピレンの単独重合体（ポリプロピレン）、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体、プロピレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。前記炭素数４以上のα−オレフィンとしては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げられる。これらの第二のオレフィン系樹脂は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。また、このような第二のオレフィン系樹脂の中でも、成形性及び成形体の安定性の観点から、エチレンの単独重合体、プロピレンの単独重合体、エチレンとプロピレンとの共重合体、及びこれらの混合物が好ましい。 Such a second olefin resin is not particularly limited as long as the MFR is within the above range. For example, ethylene homopolymer (polyethylene), propylene homopolymer (polypropylene), ethylene and Examples thereof include a copolymer with propylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin having 4 or more carbon atoms, and a copolymer of propylene and an α-olefin having 4 or more carbon atoms. Examples of the α-olefin having 4 or more carbon atoms include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene and the like. These second olefin resins may be used alone or in combination of two or more. Among such second olefin-based resins, from the viewpoint of moldability and molded product stability, ethylene homopolymers, propylene homopolymers, copolymers of ethylene and propylene, and these Mixtures are preferred.
（有機繊維）
本発明においては、強化繊維として有機繊維が用いられる。これにより、機械的強度が向上するとともに、前記第一及び第二のオレフィン系樹脂との組合せによって、成形体の破断を防止することが可能となる。一方、強化繊維としてガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維を用いた場合には、前記第一及び第二のオレフィン系樹脂との組合せによっても、成形体の破断を防止することは困難である。
(Organic fiber)
In the present invention, organic fibers are used as the reinforcing fibers. Thereby, the mechanical strength is improved, and it is possible to prevent the molded body from being broken by the combination with the first and second olefin resins. On the other hand, when inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers are used as the reinforcing fibers, it is difficult to prevent the molded body from being broken even by a combination with the first and second olefin resins.
このような有機繊維としては、例えば、木粉、パルプ、セルロースナノファイバー（パルプを微細化したもの）等の植物繊維；ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の合成繊維が挙げられる。これらの有機繊維は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。また、このような有機繊維の中でも、繊維の柔軟性の観点から、植物繊維が好ましく、特に、セルロースナノファイバーを用いた場合には、前記第二のオレフィン系樹脂を配合することによって、成形体の破断が防止されるだけでなく、引張強度及び引張弾性率が向上する傾向にある。 Examples of such organic fibers include plant fibers such as wood flour, pulp, and cellulose nanofiber (pulp refined); and synthetic fibers such as polyester fibers and polyamide fibers. These organic fibers may be used alone or in combination of two or more. Among these organic fibers, plant fibers are preferable from the viewpoint of fiber flexibility. In particular, when cellulose nanofibers are used, a molded product is obtained by blending the second olefin resin. In addition to preventing breakage, tensile strength and tensile modulus tend to be improved.
また、このような有機繊維の平均直径としては、１０ｎｍ〜１００μｍが好ましい。有機繊維の平均直径が前記下限未満になると、補強効果が得られにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、成形体が脆化する傾向にある。また、平均繊維長としては１μｍ〜５０ｍｍが好ましい。有機繊維の平均繊維長が前記下限未満になると、補強効果が得られにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、繊維同士の絡み合いによる粘度上昇や外観不良が発生する傾向にある。 Moreover, as an average diameter of such an organic fiber, 10 nm-100 micrometers are preferable. If the average diameter of the organic fibers is less than the lower limit, the reinforcing effect tends to be difficult to obtain, whereas if it exceeds the upper limit, the molded body tends to become brittle. The average fiber length is preferably 1 μm to 50 mm. When the average fiber length of the organic fibers is less than the lower limit, the reinforcing effect tends to be difficult to obtain. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the viscosity tends to increase due to the entanglement of the fibers and poor appearance.
（その他の成分）
本発明の有機繊維強化樹脂組成物においては、本発明の効果を損なわない範囲において、難燃剤、帯電防止剤、造核剤、可塑剤、着色剤等の各種添加剤が含まれていてもよい。
(Other ingredients)
The organic fiber reinforced resin composition of the present invention may contain various additives such as a flame retardant, an antistatic agent, a nucleating agent, a plasticizer, and a colorant as long as the effects of the present invention are not impaired. .
＜有機繊維強化樹脂組成物＞
本発明の有機繊維強化樹脂組成物は、前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂とを、第一：第二＝２０：８０〜８０：２０の質量比で含有するものである。前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂との質量比が前記下限未満になると、樹脂組成物の流動性が低下するため、樹脂組成物の良好な成形加工性を確保できず、他方、前記上限を超えると、引張荷重下での前記第一のオレフィン系樹脂の亀裂の進展が抑制されず、延性も付与されないため、成形体の破断が発生する。また、このようなオレフィン系樹脂の質量比としては、樹脂組成物の良好な成形加工性を確保し、引張荷重下での前記第一のオレフィン系樹脂の亀裂の進展が十分に抑制されるとともに、延性も十分に付与され、成形体の破断を十分に防止できるという観点から、第一：第二＝３０：７０〜７０：３０が好ましく、３５：６５〜６５：３５がより好ましい。
<Organic fiber reinforced resin composition>
The organic fiber reinforced resin composition of the present invention contains the first olefin resin and the second olefin resin in a mass ratio of first: second = 20: 80 to 80:20. is there. When the mass ratio of the first olefin resin and the second olefin resin is less than the lower limit, the fluidity of the resin composition is lowered, and thus good molding processability of the resin composition cannot be ensured. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the progress of cracks in the first olefin-based resin under a tensile load is not suppressed and ductility is not imparted, so that the molded body breaks. Moreover, as the mass ratio of such an olefin resin, while ensuring good moldability of the resin composition, the progress of cracks of the first olefin resin under a tensile load is sufficiently suppressed. From the viewpoint that ductility is sufficiently imparted and the molded body can be sufficiently prevented from being broken, first: second = 30: 70 to 70:30 is preferable, and 35:65 to 65:35 is more preferable.
また、本発明の有機繊維強化樹脂組成物は、前記有機繊維を、前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂との合計量１００質量部に対して５〜１００質量部含有するものである。有機繊維の含有量が前記下限未満になると、機械的強度が低下し、他方、前記上限を超えると、粘度上昇による成形性の悪化と成形体の破断が発生する。また、このような有機繊維の含有量としては、成形性と成形体の力学物性を両立するという観点から、５〜５０質量部が好ましく、１０〜２５質量部がより好ましい。 Moreover, the organic fiber reinforced resin composition of this invention contains 5-100 mass parts of said organic fibers with respect to 100 mass parts of total amounts of said 1st olefin resin and said 2nd olefin resin. Is. When the content of the organic fiber is less than the lower limit, the mechanical strength is lowered. On the other hand, when the content exceeds the upper limit, the moldability is deteriorated due to an increase in viscosity and the molded body is broken. Moreover, as content of such an organic fiber, 5-50 mass parts is preferable from a viewpoint of making moldability and the dynamic physical property of a molded object compatible, and 10-25 mass parts is more preferable.
＜有機繊維強化樹脂組成物の製造方法＞
次に、本発明の有機繊維強化樹脂組成物の製造方法について説明する。本発明の有機繊維強化樹脂組成物の製造方法においては、先ず、前記第一のオレフィン系樹脂と有機繊維とを混合し、次に、得られた混合物と前記第二のオレフィン系樹脂とを混合する。前記第一のオレフィン系樹脂と有機繊維とを先に混合することによって、混合時における有機繊維の破断や異常発熱が抑制され、有機繊維の劣化を防止することができる。一方、前記第二のオレフィン系樹脂と有機繊維とを先に混合したり、前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂と有機繊維とを同時に混合したりした場合には、混合時における有機繊維の破断や異常発熱が十分に抑制されず、有機繊維が劣化し、有機繊維による強化効果が十分に得られない。
<Method for producing organic fiber reinforced resin composition>
Next, the manufacturing method of the organic fiber reinforced resin composition of this invention is demonstrated. In the method for producing an organic fiber reinforced resin composition of the present invention, first, the first olefin resin and the organic fiber are mixed, and then the obtained mixture and the second olefin resin are mixed. To do. By mixing the first olefin resin and the organic fiber first, breakage of the organic fiber and abnormal heat generation during mixing can be suppressed, and deterioration of the organic fiber can be prevented. On the other hand, when the second olefin resin and the organic fiber are mixed first, or when the first olefin resin, the second olefin resin and the organic fiber are mixed simultaneously, The breakage and abnormal heat generation of the organic fiber at the time are not sufficiently suppressed, the organic fiber is deteriorated, and the reinforcing effect by the organic fiber cannot be sufficiently obtained.
前記第一のオレフィン系樹脂と有機繊維との混合方法としては特に制限はなく、例えば、湿式混合（溶液混合）、乾式混合、溶融混合等の公知の混合方法を採用することができる。また、前記第一のオレフィン系樹脂と有機繊維との混合物と前記第二のオレフィン系樹脂との混合方法についても特に制限はなく、例えば、湿式混合（溶液混合）、乾式混合、溶融混合等の公知の混合方法を採用することができる。 There is no restriction | limiting in particular as a mixing method of said 1st olefin resin and organic fiber, For example, well-known mixing methods, such as wet mixing (solution mixing), dry mixing, and melt mixing, are employable. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also about the mixing method of a mixture of said 1st olefin resin and organic fiber, and said 2nd olefin resin, For example, wet mixing (solution mixing), dry mixing, melt mixing, etc. A known mixing method can be employed.
このようにして製造された本発明の有機繊維強化樹脂組成物は、用途に応じて所望の形状に成形される。成形方法としては特に制限はなく、押出成形、射出成形等の公知の成形方法を採用することができる。このようにして成形された有機繊維強化樹脂成形体は、機械的強度に優れているだけでなく、引張荷重下においても破断が発生しない。 Thus, the organic fiber reinforced resin composition of this invention manufactured in this way is shape | molded by the desired shape according to a use. There is no restriction | limiting in particular as a shaping | molding method, Well-known shaping | molding methods, such as extrusion molding and injection molding, are employable. The organic fiber reinforced resin molded article molded in this way is not only excellent in mechanical strength, but also does not break under a tensile load.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.
（実施例１）
先ず、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎで測定したＭＦＲが３３ｇ／１０ｍｉｎのブロックポリプロピレン（ｂＰＰ）（住友化学株式会社製「ノーブレンＡＺ８６４」）とスギ微細繊維（スギ木材をハンマーミルで物理的に粉砕したもの。平均直径：数μｍ〜数十μｍ）とを二軸押出機（株式会社日本製鋼所製「ＴＥＸ３０」）を用いて質量比（ｂＰＰ：スギ微細繊維）＝７０：３０で溶融混練してスギ繊維強化ブロックポリプロピレン（ｂＰＰ−スギ繊維）を調製した。
Example 1
First, block polypropylene (bPP) (“Nobrene AZ864” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having an MFR measured at a temperature of 230 ° C. and a load of 21.2 N in accordance with JIS K7210 and a load of 21.2 N, and cedar fine fibers (cedar wood) (Average diameter: several μm to several tens of μm) and a mass ratio (bPP: cedar fine fiber) using a twin screw extruder (“TEX30” manufactured by Nippon Steel Works, Ltd.) = 70: 30 was melt-kneaded to prepare a cedar fiber reinforced block polypropylene (bPP-cedar fiber).
次に、得られたｂＰＰ−スギ繊維とＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎで測定したＭＦＲが０．５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロＥ１１１Ｇ」）とを質量比（ｂＰＰ−スギ繊維：ＰＰ）＝５０：５０でドライブレンドした後、射出成形機（株式会社新興セルビック製「Ｍｏｂｉｌｅ０８１３」）を用いてシリンダー温度２２０℃、金型温度５０℃の条件で射出成形を行い、ＪＩＳ １ＢＡ形のダンベル状試験片（ＪＩＳ Ｋ７１６２「附属書Ａ 小形試験片」に記載のもの）を作製した。 Next, the obtained bPP-cedar fiber and polypropylene (PP) having an MFR of 0.5 g / 10 min measured at a temperature of 230 ° C. and a load of 21.2 N in accordance with JIS K7210 (“Prime” manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) Polypro E111G ") is dry blended at a mass ratio (bPP-cedar fiber: PP) = 50: 50, and then cylinder temperature is 220.degree. Injection molding was performed under the condition of 50 ° C. to prepare a JIS 1BA type dumbbell-shaped test piece (as described in JIS K7162 “Appendix A Small Test Specimen”).
（実施例２）
ＭＦＲが３３ｇ／１０ｍｉｎの前記ｂＰＰの代わりにＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎで測定したＭＦＲが４５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロＪ１０８Ｍ」）を用い、前記スギ微細繊維の代わりに針葉樹パルプ（針葉樹クラフトパルプを叩解処理したもの）を用い、質量比をＰＰ：針葉樹パルプ＝８０：２０に変更した以外は、実施例１と同様にして針葉樹パルプ強化ポリプロピレン（ＰＰ−パルプ）を調製した。
(Example 2)
Instead of the bPP having an MFR of 33 g / 10 min, polypropylene (PP) having an MFR of 45 g / 10 min measured at a temperature of 230 ° C. and a load of 21.2 N in accordance with JIS K7210 (“Prime Polypro J108M manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.”) )), Softwood pulp (obtained by beating softwood kraft pulp) was used instead of the cedar fine fibers, and the mass ratio was changed to PP: softwood pulp = 80:20. Softwood pulp reinforced polypropylene (PP-pulp) was prepared.
前記ｂＰＰ−スギ繊維の代わりに前記ＰＰ−パルプを、ＭＦＲ（２３０℃、２１．２Ｎ荷重）が０．５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロＥ１１１Ｇ」）とドライブレンドした以外は実施例１と同様にしてＪＩＳ１ＡＢ型のダンベル状試験片を作製した。 Instead of the bPP-cedar fiber, the PP-pulp is dry blended with polypropylene (PP) (“Prime Polypro E111G” manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) having an MFR (230 ° C., 21.2 N load) of 0.5 g / 10 min. Except that, a JIS 1AB type dumbbell-shaped test piece was produced in the same manner as in Example 1.
（比較例１）
ＭＦＲが０．５ｇ／１０ｍｉｎの前記ＰＰの代わりにＭＦＲ（２３０℃、２１．２Ｎ荷重）が３３ｇ／１０ｍｉｎのブロックポリプロピレン（ｂＰＰ）（住友化学株式会社製「ノーブレンＡＺ８６４」）を、前記ｂＰＰ−スギ繊維とドライブレンドした以外は、実施例１と同様にしてＪＩＳ １ＢＡ形のダンベル状試験片を作製した。
(Comparative Example 1)
Instead of the PP having an MFR of 0.5 g / 10 min, a block polypropylene (bPP) (“Noblen AZ864” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having an MFR (230 ° C., 21.2 N load) of 33 g / 10 min is used as the bPP-Sugi. A JIS 1BA dumbbell-shaped test piece was produced in the same manner as in Example 1 except that it was dry blended with the fiber.
（比較例２）
ＭＦＲが０．５ｇ／１０ｍｉｎの前記ＰＰの代わりにＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して温度：２３０℃、荷重：２１．２Ｎで測定したＭＦＲが１１ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（日本ポリプロ株式会社製「ノバテックＭＡ３」）を、前記ｂＰＰ−スギ繊維とドライブレンドした以外は、実施例１と同様にしてＪＩＳ １ＢＡ形のダンベル状試験片を作製した。
(Comparative Example 2)
Instead of the PP having an MFR of 0.5 g / 10 min, polypropylene (PP) having an MFR of 11 g / 10 min measured at a temperature of 230 ° C. and a load of 21.2 N in accordance with JIS K7210 (Novatech, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.) A JIS 1BA dumbbell specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that MA3 ") was dry blended with the bPP-cedar fiber.
（比較例３）
ＭＦＲが０．５ｇ／１０ｍｉｎの前記ＰＰの代わりにＭＦＲ（２３０℃、２１．２Ｎ荷重）が４５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロＪ１０８Ｍ」）を、前記ＰＰ−パルプとドライブレンドした以外は、実施例２と同様にしてＪＩＳ １ＢＡ形のダンベル状試験片を作製した。
(Comparative Example 3)
Instead of the PP having an MFR of 0.5 g / 10 min, polypropylene (PP) (“Prime Polypro J108M” manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) having an MFR (230 ° C., 21.2 N load) of 45 g / 10 min is used as the PP-pulp. A dumbbell-shaped test piece of JIS 1BA type was produced in the same manner as in Example 2 except that dry blending was performed.
（比較例４）
ＭＦＲが０．５ｇ／１０ｍｉｎの前記ＰＰの代わりにＭＦＲ（２３０℃、２１．２Ｎ荷重）が１１ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（日本ポリプロ株式会社製「ノバテックＭＡ３」）を、前記ＰＰ−パルプとドライブレンドした以外は、実施例２と同様にしてＪＩＳ １ＢＡ形のダンベル状試験片を作製した。
(Comparative Example 4)
Instead of the PP having an MFR of 0.5 g / 10 min, polypropylene (PP) having an MFR (230 ° C., 21.2 N load) of 11 g / 10 min (“Novatech MA3” manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.) and the PP-pulp Except for dry blending, a JIS 1BA dumbbell-shaped test piece was prepared in the same manner as in Example 2.
（比較例５）
前記ｂＰＰ−スギ繊維の代わりに炭素繊維強化ポリプロピレン（ＰＰ−ＣＦ）（ダイセルポリマー株式会社製「プラストロンＰＰ−ＣＦ２０」、繊維濃度：２０質量％）を、ＭＦＲ（２３０℃、２１．２Ｎ荷重）が０．５ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン（ＰＰ）（株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロＥ１１１Ｇ」）とドライブレンドした以外は実施例１と同様にしてＪＩＳ １ＢＡ形のダンベル状試験片を作製した。
(Comparative Example 5)
Carbon fiber reinforced polypropylene (PP-CF) (“Plastron PP-CF20” manufactured by Daicel Polymer Co., Ltd., fiber concentration: 20% by mass) instead of the bPP-cedar fiber was used in MFR (230 ° C., 21.2 N load). A dumbbell-shaped test piece of JIS 1BA type was produced in the same manner as in Example 1 except that dry blending was performed with polypropylene (PP) of 0.5 g / 10 min (“Prime Polypro E111G” manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.).
＜引張試験＞
実施例及び比較例で得られた各ダンベル状試験片を、温度２３℃、相対湿度５０％に設定した恒温恒湿の部屋に４８時間静置した後、万能試験機（インストロン社製「４３０２」）を用いて変位速度２ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、引張強度（最大引張応力）及び破断伸びを測定した。その結果（試験片数ｎ＝３の平均値）を表１に示す。また、図１〜図３には、実施例１〜２及び比較例１〜５で得られた各ダンベル状試験片の応力−ひずみ曲線（代表値）を示す。
<Tensile test>
Each dumbbell-shaped test piece obtained in Examples and Comparative Examples was allowed to stand for 48 hours in a constant temperature and humidity room set at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, and then a universal testing machine (“4302 manufactured by Instron Corporation”). )) Was used to perform a tensile test at a displacement rate of 2 mm / min, and the tensile strength (maximum tensile stress) and elongation at break were measured. The results (average value of the number of test pieces n = 3) are shown in Table 1. Moreover, in FIGS. 1-3, the stress-strain curve (representative value) of each dumbbell-shaped test piece obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-5 is shown.
図１及び表１に示した結果から明らかなように、所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂と所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂とスギ微細繊維とを含有する本発明の有機繊維強化樹脂組成物（実施例１）は、破断することなく伸び続け、優れた延性を示すことが確認された。一方、オレフィン系樹脂として所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂を１種又は２種含有し、所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂を含有しない有機繊維強化樹脂組成物（比較例１〜２）は、実施例１の有機繊維強化樹脂組成物に比べて低い応力で降伏を開始し、延性を示すことなく、破断することがわかった。また、実施例１の有機繊維強化樹脂組成物は、比較例１〜２の有機繊維強化樹脂組成物に比べて引張強度に優れており、特に、オレフィン系樹脂として１種類の所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂のみを含有する有機繊維強化樹脂組成物（比較例１）に比べて引張強度が極めて優れており、さらに引張弾性率にも優れていることがわかった。以上の結果から、オレフィン系樹脂とスギ微細繊維とを含有する有機繊維強化樹脂組成物において、前記オレフィン系樹脂として所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂と所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂とを組合せて用いることによって、延性が付与されるとともに、前記オレフィン系樹脂として１種又は２種以上の所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂のみを用いた場合に比べて引張強度が向上し、さらに、前記オレフィン系樹脂として１種類の所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂のみを用いた場合に比べて引張弾性率が向上することがわかった。 As apparent from the results shown in FIG. 1 and Table 1, the present invention contains a first olefin resin having a predetermined large MFR, a second olefin resin having a predetermined small MFR, and cedar fine fibers. It was confirmed that this organic fiber reinforced resin composition (Example 1) continued to grow without breaking and exhibited excellent ductility. On the other hand, an organic fiber reinforced resin composition containing one or two first olefin resins having a predetermined large MFR as an olefin resin and not containing a second olefin resin having a predetermined small MFR (comparison) It was found that Examples 1-2) started yielding at a lower stress than that of the organic fiber reinforced resin composition of Example 1, and fractured without exhibiting ductility. Moreover, the organic fiber reinforced resin composition of Example 1 is superior in tensile strength as compared with the organic fiber reinforced resin compositions of Comparative Examples 1 and 2, and in particular, one kind of predetermined large MFR is used as the olefin resin. It was found that the tensile strength was extremely excellent as compared with the organic fiber reinforced resin composition containing only the first olefin-based resin (Comparative Example 1), and the tensile modulus was also excellent. From the above results, in the organic fiber reinforced resin composition containing the olefin resin and cedar fine fibers, the first olefin resin having a predetermined large MFR and the second small MFR having the predetermined small MFR are used as the olefin resin. Compared with the case where only the first olefin resin having one or two or more predetermined large MFR is used as the olefin resin, the ductility is imparted by using the olefin resin in combination. Thus, it was found that the tensile strength was improved and the tensile modulus was improved as compared with the case where only the first olefin resin having one predetermined large MFR was used as the olefin resin.
また、図２及び表１に示した結果から明らかなように、所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂と所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂と針葉樹パルプとを含有する本発明の有機繊維強化樹脂組成物（実施例２）は、破断することなく伸び続け、優れた延性を示すことが確認された。一方、オレフィン系樹脂として所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂を１種又は２種含有し、所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂を含有しない有機繊維強化樹脂組成物（比較例３〜４）は、延性を示すことなく、破断し、特に、オレフィン系樹脂として２種類の所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂のみを含有する有機繊維強化樹脂組成物（比較例４）は、実施例２の有機繊維強化樹脂組成物に比べて低い応力で降伏を開始することがわかった。また、実施例２の有機繊維強化樹脂組成物は、比較例４の有機繊維強化樹脂組成物に比べて引張強度に優れていることがわかった。以上の結果から、オレフィン系樹脂と針葉樹パルプとを含有する有機繊維強化樹脂組成物において、前記オレフィン系樹脂として所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂と所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂とを組合せて用いることによって、延性が付与されるとともに、前記オレフィン系樹脂として２種以上の所定の大きいＭＦＲを有する第一のオレフィン系樹脂のみを用いた場合に比べて引張強度が向上することがわかった。 Further, as is apparent from the results shown in FIG. 2 and Table 1, a book containing a first olefin resin having a predetermined large MFR, a second olefin resin having a predetermined small MFR, and softwood pulp. It was confirmed that the organic fiber reinforced resin composition of the invention (Example 2) continued to grow without breaking and exhibited excellent ductility. On the other hand, an organic fiber reinforced resin composition containing one or two first olefin resins having a predetermined large MFR as an olefin resin and not containing a second olefin resin having a predetermined small MFR (comparison) Examples 3 to 4) are organic fiber reinforced resin compositions containing only a first olefinic resin having two predetermined large MFRs as olefinic resins (comparative examples) that fracture without exhibiting ductility. It was found that 4) started yielding with a lower stress than the organic fiber reinforced resin composition of Example 2. Moreover, it turned out that the organic fiber reinforced resin composition of Example 2 is excellent in tensile strength compared with the organic fiber reinforced resin composition of Comparative Example 4. From the above results, in the organic fiber reinforced resin composition containing the olefin resin and the conifer pulp, the second olefin resin having a predetermined small MFR and a first olefin resin having a predetermined large MFR as the olefin resin. By using in combination with an olefin resin, ductility is imparted, and the tensile strength is higher than when only the first olefin resin having two or more predetermined large MFRs is used as the olefin resin. It turns out that it improves.
さらに、図３及び表１に示した結果から明らかなように、強化繊維として炭素繊維を用いた場合（比較例５）には、所定の小さいＭＦＲを有する第二のオレフィン系樹脂を配合しても、炭素繊維強化樹脂組成物は破断し、延性を付与することは困難であった。 Further, as apparent from the results shown in FIG. 3 and Table 1, when carbon fiber is used as the reinforcing fiber (Comparative Example 5), a second olefin resin having a predetermined small MFR is blended. However, the carbon fiber reinforced resin composition was broken and it was difficult to impart ductility.
以上説明したように、本発明によれば、オレフィン系樹脂と有機繊維とを含有する有機繊維強化樹脂組成物に、延性を付与することが可能となる。 As described above, according to the present invention, ductility can be imparted to an organic fiber reinforced resin composition containing an olefin resin and organic fibers.
したがって、本発明の有機繊維強化樹脂組成物は、機械的強度に優れるだけでなく、引張荷重下においても成形体の破断が発生しないため、例えば、自動車の内装部品や外装部品等の各種用途における樹脂成形品の材料として有用である。 Therefore, the organic fiber reinforced resin composition of the present invention is not only excellent in mechanical strength, but also does not break the molded body even under a tensile load. For example, in various applications such as automobile interior parts and exterior parts. It is useful as a material for resin molded products.
Claims (5)
前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂の質量比が２０：８０〜８０：２０であり、
前記有機繊維の含有量が、前記第一のオレフィン系樹脂と前記第二のオレフィン系樹脂との合計量１００質量部に対して、５〜１００質量部である、
ことを特徴とする有機繊維強化樹脂組成物。 A first olefin resin having a melt mass flow rate of 10 to 200 g / 10 min, a second olefin resin having a melt mass flow rate of 0.2 to 5 g / 10 min, and an organic fiber,
The mass ratio of the first olefin resin and the second olefin resin is 20:80 to 80:20,
The content of the organic fiber is 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the first olefin resin and the second olefin resin.
An organic fiber reinforced resin composition characterized by that.
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