JP4881165B2 - セルロースおよび高分子成分を含む複合組成物 - Google Patents
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Description
(1)複合組成物の全重量を基準にして約20〜約70重量%のセルロース材料と、
(2)(a)前記組成物の全重量を基準にして約30〜約80重量%の量の高分子ベース樹脂と、
(b)エチレンと官能性コモノマーを含む相溶化コポリマーであって、前記官能性コモノマーが3重量%以上の量で前記コポリマー中に含まれ、前記コポリマーが前記複合組成物の全重量の約0.1〜約10重量%の量で前記複合組成物中に含まれる相溶化コポリマーと、
を含む約80重量%〜約30重量%の高分子マトリックス組成物と、
を含む木材複合組成物を提供する。
本発明の木材複合材は、木材複合材を相溶化するように機能するコポリマーを含む。本発明の実施技術において用いるために適する相溶化コポリマーは、共有化学結合によって木材複合材の種々の成分をカップリングするように機能することが可能であり、および/または混合物中の成分のすべてが分散して安定な複合材を形成するように木材複合材の化学環境を変えることが可能である。相溶化剤がカップリング剤としてまたは何らかの他の様式によって機能するか否かは本発明の実施技術において決定的ではない。本発明の相溶化剤は、従来のカップリング相溶化剤と比べて改善された相溶化剤であることが可能であり、より大きいカップリング官能基を提供する。
高分子マトリックスは熱可塑性ポリマーベース樹脂を第2の成分として含む。ベース樹脂は、複合組成物の全重量を基準にして約20重量%〜約80重量%の量で本発明の複合材中に含まれる。押出製品に関して、ベース樹脂は、好ましくは約35〜60重量%の量で、より好ましくは約40〜約55重量%の量で、最も好ましくは約42重量%〜約50重量%の量で含まれる。射出成形製品に関して、溶融材料の適切な流れを有するために、より多くのベース樹脂が組成物中で通常必要とされ、従って、好ましくは約65〜80重量%のベース樹脂を含む。
多様なセルロース材料を本発明において用いることが可能である。例示的なセルロース材料は、木材パルプ繊維などの木材および木材製品、コットンからの非木材系製紙繊維、米およびアフリカハネガヤなどのわらおよび草、ハガス、竹などの茎およびよし、ジュート、亜麻、ケナフ、大麻、リネンおよびカラムシなどの靱皮繊維入り茎、マニラ麻およびサイザル麻などの葉繊維、リサイクル紙およびポリマー被覆紙を含む紙またはポリマー被覆紙などのセルロース源に限定されないが、それらのセルロース源から得ることが可能である。1種以上のセルロース材料を用いることが可能である。好ましくは、用いられるセルロース材料は木材源からである。適する木材源には、松、トウヒおよびモミなどの軟木源、オーク、カエデ、ユーカリ、ポプラ、ブナおよびアスペンなどの硬木源が挙げられる。木材源からのセルロース材料の形態はおがくず、木片または木粉などであることが可能である。
WF1−40メッシュオーク木粉、Oak4037としてAmerican Wood Fibers of Schofild,Wis.から入手できる。
PE1−Sclair(登録商標)11E1としてNovaから入手できる線状低密度ポリエチレン(LLDPE)。
PE2−Sclair(登録商標)2907としてNovaから入手できる高密度ポリエチレン(HDPE)、5のMI。
M1−ポリエチレン/無水マレイン酸(MAH)グラフトコポリマー、メルトインデックス(MI)=1.5、密度(d)=0.93g/cc、2.0重量%未満の無水マレイン酸グラフトを有するFusabond(登録商標)E MB226DとしてDuPontから入手できる。
M2−9重量%MAMEおよび30のMIを有するポリエチレン/エチルマレイン酸モノエステル(MAME)。
M3−4.4重量%MAMEおよび3.5のMIを有するポリエチレン/エチルマレイン酸モノエステル。
M4−6重量%MAMEおよび30のMIを有するポリエチレン/エチルマレイン酸モノエステル。
M5−7.6重量%MAMEおよび30のMIを有するポリエチレン/エチルマレイン酸モノエステル。
M6−4重量%MAHおよび65のMIを有するポリエチレン/無水マレイン酸。
加工の前に、乾燥させたトレードライヤー炉内で約170°Fで48時間にわたり木粉(WF1)を乾燥させる。サンプルを以下の手順により350グラムロットで調製する。
長さ5インチ、幅1/2インチおよび厚さ1/8インチのバーを用いるASTM D−256を用いてアイゾット衝撃を測定した。
次に、本発明の好ましい態様を示す。
1. (1)木材複合組成物の全重量を基準にして約20〜約70重量%のセルロース材料と、
(2)(a)前記組成物の全重量を基準にして約30〜約80重量%の量の高分子ベース樹脂と、
(b)エチレンと官能性コモノマーとを含む相溶化コポリマーであって、前記官能性コモノマーが3重量%以上の量で前記コポリマー中に含まれ、前記コポリマーが前記複合組成物の全重量の約0.1〜約10重量%の量で前記複合組成物中に含まれる相溶化コポリマーと、
を含む約80重量%〜約30重量%の高分子マトリックス組成物と、
を含む木材複合組成物。
2. 前記官能性コモノマーは無水マレイン酸またはその官能性均等物である、上記1に記載の組成物。
3. 前記官能性均等物は、マレイン酸および/またはその塩、マレイン酸ジエステル、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステルおよびこれらのいずれかの混合物からなる群から選択された均等物である、上記2に記載の組成物。
4. 前記官能性均等物はマレイン酸半エステルである、上記3に記載の組成物。
5. 前記官能性コモノマーは無水マレイン酸である、上記2に記載の組成物。
6. 前記ベース樹脂は、ポリオレフィン、エチレンと極性モノマーの共重合から得られるエチレンコポリマー、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニルおよびポリスチレンからなる群のポリマーから選択される少なくとも1種のポリマーを含む、上記2に記載の組成物。
7. 前記ベース樹脂は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、メタロセン触媒を用いるエチレンとα−オレフィンモノマーとのコポリマー(メタロセンポリエチレン)、エチレン/プロピレンコポリマー、エチレン/プロピレン/ジエンモノマーなどのターポリマー、ならびにポリプロピレンホモポリマーおよびコポリマーからなる群のポリマーから選択される少なくとも1種のポリオレフィンポリマーを含む、上記6に記載の組成物。
8. 前記ベース樹脂は、エチレンアクリレートコポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、エチレンアクリル酸コポリマーおよび/またはエチレンメタクリル酸コポリマーから誘導可能な塩、エチレンアクリル酸エステルコポリマーおよびエチレンメタクリル酸エステルコポリマーからなる群のポリマーから選択された少なくとも1種のエチレンコポリマーを含む、上記6に記載の組成物。
9. 前記成分(b)はE/X/Yターポリマーであり、Eはエチレンであり、Xは酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸および/またはその誘導体からなる群から選択されたモノマーであり、Yは無水マレイン酸またはその官能性均等物である、上記1に記載の組成物。
10. Xは(メタ)アクリル酸および/またはその誘導体である、上記9に記載の組成物。
11. (1)約20〜約70重量%のセルロース材料と、
(2)(a)全ポリマー−セルロース繊維組成物の約30〜約80重量%の量の高分子ベース樹脂と、
(b)エチレンと官能性コモノマーを含む相溶化コポリマーであって、前記官能性コモノマーが3重量%以上の量で前記コポリマー中に含まれ、前記コポリマーが複合組成物の全重量の約0.1〜約10重量%の量で複合組成物中に含まれる相溶化コポリマーと、
を含む約30重量%〜約80重量%の高分子マトリックス組成物と、
を含むポリマー−セルロース複合組成物から得られる物品。
12. 前記物品は、装飾刳形、額縁、家具、ポーチデッキ、手摺り、窓刳形、窓部品、ドア部品、ルーフィングシステムまたは他の構造部材としての使用に適する、上記11に記載の物品。
Claims (8)
- (1)木材複合組成物の全重量を基準にして20〜70重量%のセルロース材料と、
(2)(a)高分子マトリックス組成物の全重量を基準にして30〜80重量%の量の高分子ベース樹脂と、
(b)エチレンと、マレイン酸ジエステル、マレイン酸モノエステル、フマル酸モノエステル、及び、その混合物からなる群から選択される少なくとも1つの官能性コモノマーとの共重合の生成物である相溶化非グラフトコポリマーであって、i) 前記官能性コモノマーが3重量%以上の量で前記コポリマー中に含まれ、かつ、ii) 前記コポリマーが前記複合組成物の全重量の0.1〜10重量%の量で前記複合組成物中に含まれる、相溶化非グラフトコポリマーと、
を含む80重量%〜30重量%の高分子マトリックス組成物と、
を含む木材複合組成物。 - 前記官能性コモノマーはマレイン酸モノエステルである、請求項1に記載の組成物。
- 前記マレイン酸モノエステルはマレイン酸モノエチルエステルである、請求項2に記載の組成物。
- 前記ベース樹脂は、ポリオレフィン、エチレンと極性モノマーの共重合から得られるエチレンコポリマー、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニルおよびポリスチレンからなる群のポリマーから選択される少なくとも1種のポリマーを含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記ベース樹脂は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、メタロセン触媒を用いるエチレンとα−オレフィンモノマーとのコポリマー(メタロセンポリエチレン)、エチレン/プロピレンコポリマー、エチレン/プロピレン/ジエンモノマーのターポリマー、ならびにポリプロピレンホモポリマーおよびコポリマーからなる群のポリマーから選択される少なくとも1種のポリオレフィンポリマーを含む、請求項4に記載の組成物。
- 前記ベース樹脂は、エチレンアクリレートコポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、エチレンアクリル酸コポリマーおよび/またはエチレンメタクリル酸コポリマーから誘導可能な塩、エチレンアクリル酸エステルコポリマーおよびエチレンメタクリル酸エステルコポリマーからなる群のポリマーから選択された少なくとも1種のエチレンコポリマーを含む、請求項4に記載の組成物。
- (1)20〜70重量%のセルロース材料と、
(2)(a)高分子マトリックス組成物の30〜80重量%の量の高分子ベース樹脂と、
(b)エチレンと、マレイン酸ジエステル、マレイン酸モノエステル、フマル酸モノエステル、及び、その混合物からなる群から選択される少なくとも1つの官能性コモノマーとの共重合の生成物である相溶化非グラフトコポリマーであって、i) 前記官能性コモノマーが3重量%以上の量で前記コポリマー中に含まれ、かつ、ii) 前記コポリマーが前記複合組成物の全重量の0.1〜10重量%の量で前記複合組成物中に含まれる、相溶化非グラフトコポリマーと、
を含む30重量%〜80重量%の高分子マトリックス組成物と、
を含むポリマー−セルロース複合組成物から得られる物品。 - 前記物品は、装飾刳形、額縁、家具、ポーチデッキ、手摺り、窓刳形、窓部品、ドア部品、ルーフィングシステムとしての使用に適する、請求項7に記載の物品。
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