JP5053117B2 - Method for producing cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition containing a mixture of a fibrillated cellulose fiber and a thermoplastic resin. <P>SOLUTION: The method for producing a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition comprises a process to obtain from a cellulose fiber aggregate and a thermoplastic resin a mixture comprised of the fibrillated cellulose fiber adhered with the thermoplastic resin, and a process to melt-knead the mixture in an extruder, to filter through a mesh-part of 60-200 mesh (JIS Z8801 and ISO 3310), and to extrude. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、セルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法と、前記方法で得られた組成物からなる樹脂成形体に関する。   The present invention relates to a method for producing a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition and a resin molded article comprising the composition obtained by the method.

樹脂成形体の機械的強度を高めるため、ガラス繊維等の無機繊維を配合したものが汎用されている(特許文献1〜4)。しかし、無機繊維が配合された樹脂成形体は、焼却時に無機繊維に由来する残渣が発生して、この残渣を埋め立て処理等する必要があるため、無機繊維を使用しない樹脂成形体が求められている。   In order to increase the mechanical strength of the resin molded body, those containing inorganic fibers such as glass fibers are widely used (Patent Documents 1 to 4). However, a resin molded body in which inorganic fibers are blended generates a residue derived from inorganic fibers during incineration, and this residue needs to be landfilled. Therefore, a resin molded body that does not use inorganic fibers is required. Yes.

特許文献5には、樹脂と木粉を混合して木粉含有コンパウンドを製造する方法が記載されている。
特開平7−80834号公報 特開平8−207068号公報 特開2003−245967号公報 特公平3−52342号公報 特開2003−103516号公報 特開2007−84713号公報
Patent Document 5 describes a method of producing a wood powder-containing compound by mixing a resin and wood powder.
JP-A-7-80834 JP-A-8-207068 JP 2003-245967 A Japanese Patent Publication No. 3-52342 JP 2003-103516 A JP 2007-84713 A

特許文献5に記載の方法により得られた木粉含有コンパウンドからなる成形体は、焼却時に燃焼残渣を生じない点で優れているが、成形体は重く、機械的強度も充分ではなく、更に用途によって釘を打った場合にはひび割れが生じる。   The molded body made of the wood powder-containing compound obtained by the method described in Patent Document 5 is excellent in that it does not produce combustion residues during incineration, but the molded body is heavy, the mechanical strength is not sufficient, and further uses If a nail is struck by a crack, it will crack.

木粉に代えてセルロース繊維を使用した場合、成形体の機械的強度を高めることができるが、セルロース繊維の解繊が充分でないと、成形体中にセルロースが均一に分散されず、成形体の機械的強度にむらが生じてしまい、実用できない。   When cellulose fibers are used instead of wood flour, the mechanical strength of the molded body can be increased, but if the cellulose fibers are not sufficiently defibrated, the cellulose is not uniformly dispersed in the molded body, Unevenness in mechanical strength occurs, making it impractical.

本願出願人は、先にセルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物に関する発明を出願している(特許文献6)。前記組成物から得られた樹脂成形体は、セルロース繊維の分散性が良いため、成形品外観が美しく、機械的強度も優れているものである。   The present applicant has previously filed an invention relating to a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition (Patent Document 6). Since the resin molded body obtained from the composition has good dispersibility of cellulose fibers, the appearance of the molded product is beautiful and the mechanical strength is also excellent.

本発明は、セルロース繊維集合体を解繊して、セルロース繊維と熱可塑性樹脂が均一に混合されたセルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物を得る製造方法を提供するものであり、セルロース繊維の分散性をより高めることで、より美しい外観を有する成形体が得られる製造方法を提供することを課題とする。   The present invention provides a production method for obtaining a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition in which cellulose fiber aggregates are defibrated and the cellulose fibers and the thermoplastic resin are uniformly mixed. It is an object of the present invention to provide a production method in which a molded body having a more beautiful appearance can be obtained by further increasing the ratio.

本発明は、前記製造方法により得られたセルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物から成形された樹脂成形体を提供することを他の課題とする。   Another object of the present invention is to provide a resin molded article formed from the cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition obtained by the above production method.

本発明は、課題の解決手段として、下記の各発明を提供する。
1.セルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂から、解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を押出成形機にて溶融混練した後、60〜200メッシュ(JIS Z8801及びISO 3310)のメッシュ部を通過させ、その後、押し出す工程を有しているセルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
2.前記混合物を得る工程が、加熱手段を備えたミキサーにセルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂を投入して、加熱しながら攪拌する工程である、請求項1記載の製造方法。
3.前記混合物を得る工程が、2軸高混練型押出機にセルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂を投入して、加熱しながら混練する工程である、請求項1記載の製造方法。
4.前記混合物を得る工程が、
攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊する工程、
前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を冷却しながら低速攪拌する工程、
を有するものである、請求項1記載の製造方法。
5.前記混合物を得る工程が、
攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊するとき、前記セルロース繊維集合体として棒状のパルプシートを用い、ミキサーの羽根とのなす角度が45°〜90°の範囲になるようにして、前記棒状のパルプシートと前記羽根を接触させて解繊する工程、
前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を冷却しながら低速攪拌する工程、
を有するものである、請求項1記載の製造方法。
6.前記混合物を得る工程が、
セルロース繊維集合体を解繊機により解繊して、綿状のセルロース繊維を得る工程、
攪拌手段として回転羽根を有するミキサーに、前記綿状のセルロース繊維と熱可塑性樹脂を入れて攪拌し、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、セルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を冷却しながら攪拌する工程、
を有するものである、請求項1記載の製造方法。
7.請求項1〜6のいずれか1項記載の製造方法により得られたセルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物から得られた樹脂成形体であり、下記要件(a)及び(b)を満たす樹脂成形体。
The present invention provides the following inventions as means for solving the problems.
1. A step of obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to a fibrillated cellulose fiber from a cellulose fiber aggregate and a thermoplastic resin;
Production of a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition having a step of melt-kneading the mixture in an extruder, passing through a mesh part of 60 to 200 mesh (JIS Z8801 and ISO 3310), and then extruding. Method.
2. The production method according to claim 1, wherein the step of obtaining the mixture is a step of adding the cellulose fiber aggregate and the thermoplastic resin to a mixer equipped with a heating means and stirring the mixture while heating.
3. The production method according to claim 1, wherein the step of obtaining the mixture is a step of charging the cellulose fiber aggregate and the thermoplastic resin into a biaxial high kneading type extruder and kneading while heating.
4). Obtaining the mixture comprises:
A step of defibrating the cellulose fiber aggregate by putting the cellulose fiber aggregate in a mixer having rotating blades as a stirring means and stirring at high speed;
Stirring after putting the thermoplastic resin in the mixer, melting the thermoplastic resin by the generated frictional heat, obtaining a mixture in which the thermoplastic resin is adhered to the defibrated cellulose fibers,
Stirring the mixture at low speed while cooling,
The manufacturing method of Claim 1 which has this.
5. Obtaining the mixture comprises:
When a cellulose fiber aggregate is put into a mixer having rotating blades as stirring means and the cellulose fiber aggregate is defibrated by stirring at high speed, a rod-shaped pulp sheet is used as the cellulose fiber aggregate, and the blades of the mixer A step of bringing the rod-shaped pulp sheet and the blade into contact with each other so that the angle formed between the blade and the blade is in a range of 45 ° to 90 °,
Stirring after putting the thermoplastic resin in the mixer, melting the thermoplastic resin by the generated frictional heat, obtaining a mixture in which the thermoplastic resin is adhered to the defibrated cellulose fibers,
Stirring the mixture at low speed while cooling,
The manufacturing method of Claim 1 which has this.
6). Obtaining the mixture comprises:
A step of defibrating the cellulose fiber aggregate with a defibrator to obtain cotton-like cellulose fibers;
The cotton-like cellulose fiber and the thermoplastic resin are put into a mixer having a rotating blade as a stirring means, and the thermoplastic resin is melted by the generated frictional heat to adhere the thermoplastic resin to the cellulose fiber. Obtaining a mixture;
Stirring the mixture while cooling;
The manufacturing method of Claim 1 which has this.
7). It is a resin molding obtained from the cellulose fiber containing thermoplastic resin composition obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1-6, and the resin molding which satisfy | fills the following requirements (a) and (b) .

(a)前記組成物から射出成形して得られた厚さ3mmの樹脂成形体の表面に存在するセルロース繊維塊の内、最大径又は最大長さが0.5mm以上のセルロース繊維塊の数が5個/500cm以下であること。 (A) The number of cellulose fiber lumps having a maximum diameter or a maximum length of 0.5 mm or more among cellulose fiber lumps existing on the surface of a resin molded body having a thickness of 3 mm obtained by injection molding from the composition. 5 pieces / 500 cm 2 or less.

(b)前記組成物7gから得られた厚さ100〜800μmのプレス成形体に存在するセルロース繊維塊の内、最大径又は最大長さが0.5mm以上のセルロース繊維塊の数が20個/7g以下であること。
8.密度が0.4〜1.3g/cmである、請求項7記載の樹脂成形体。
(B) The number of cellulose fiber lumps having a maximum diameter or a maximum length of 0.5 mm or more among cellulose fiber lumps present in a press-molded body having a thickness of 100 to 800 μm obtained from 7 g of the composition is 20 / 7g or less.
8). The resin molding of Claim 7 whose density is 0.4-1.3g / cm < 3 >.

本発明のセルロース繊維含有組成物の製造方法によれば、解繊されたセルロース繊維と熱可塑性樹脂の混合物を得ることができる。このため、セルロース繊維含有組成物を用いて成形する場合には成形性も良く、得られた樹脂成形体中には、セルロース繊維が均一に分散され、軽量で機械的強度が高い。   According to the method for producing a cellulose fiber-containing composition of the present invention, a mixture of fibrillated cellulose fibers and a thermoplastic resin can be obtained. For this reason, when shape | molding using a cellulose fiber containing composition, a moldability is also good, and a cellulose fiber is disperse | distributed uniformly in the obtained resin molding, and it is lightweight and has high mechanical strength.

<セルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法>
以下、本発明の製造方法を工程ごとに説明する。
<Method for producing cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition>
Hereafter, the manufacturing method of this invention is demonstrated for every process.

〔解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程〕
最初の工程は、セルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂から、解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程である。この工程は、前記混合物を得ることができ、次工程の処理ができるものであれば良い。
[Step of obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fiber]
The first step is a step of obtaining a mixture in which the thermoplastic resin is adhered to the fibrillated cellulose fiber from the cellulose fiber aggregate and the thermoplastic resin. This process should just be what can obtain the said mixture and can process the next process.

セルロース繊維集合体は、多数のセルロース繊維が結合一体化されたものであり、天然物でも工業製品でもよく、麻繊維、竹繊維、綿繊維、木材繊維、ケナフ繊維、ヘンプ繊維、ジュート繊維、バナナ繊維、ココナツ繊維等の集合体を用いることができる。   Cellulose fiber aggregates are a combination of many cellulose fibers, which may be natural products or industrial products, hemp fiber, bamboo fiber, cotton fiber, wood fiber, kenaf fiber, hemp fiber, jute fiber, banana Aggregates such as fibers and coconut fibers can be used.

セルロース繊維は、熱安定性が高い点から、αセルロース含有量が高いものが好ましく、80質量%以上がより好ましく、85質量%以上が更に好ましく、90質量%以上が特に好ましい。   The cellulose fiber preferably has a high α-cellulose content from the viewpoint of high thermal stability, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 85% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more.

セルロース繊維集合体としては、パルプシート又はその切断物が好ましい。パルプシート又はその切断物の厚み、形状、大きさは特に制限されず、ミキサーへの投入作業や攪拌作業が円滑にできる範囲で選択することができる。   As the cellulose fiber aggregate, a pulp sheet or a cut product thereof is preferable. The thickness, shape, and size of the pulp sheet or the cut product thereof are not particularly limited, and can be selected within a range in which the operation of adding to the mixer and the stirring operation can be performed smoothly.

セルロース繊維集合体がシートの場合は、例えば、厚さが0.1〜5mm、好ましくは1〜3mmで、幅1〜50cmで、長さ3〜100cm程度のものを用いることができる。   When the cellulose fiber aggregate is a sheet, for example, a sheet having a thickness of 0.1 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm, a width of 1 to 50 cm, and a length of about 3 to 100 cm can be used.

セルロース繊維集合体がシートの切断物の場合は、例えば、厚さが0.1〜5mm、好ましくは1〜3mmで、幅2mm〜1cmで、長さ3mm〜3cm程度の短冊状のもの、又は一辺が2mm〜1cm程度の四角形状のものが好ましい。   When the cellulose fiber aggregate is a cut product of a sheet, for example, a strip having a thickness of 0.1 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm, a width of 2 mm to 1 cm, and a length of about 3 mm to 3 cm, or A rectangular shape having a side of about 2 mm to 1 cm is preferable.

セルロース繊維集合体の水分含有率は、20質量%以下が好ましく、17質量%以下がより好ましく、15質量%以下が更に好ましい。水分含有率が20質量%以下であると、次工程において摩擦熱の発生による昇温が容易になり、セルロース繊維集合体が解繊され易く凝集物が残らないので好ましい。なお、水分含有率は、カールフィッシャー法による水分測定等により求める。   The moisture content of the cellulose fiber aggregate is preferably 20% by mass or less, more preferably 17% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or less. A water content of 20% by mass or less is preferable because the temperature rise due to generation of frictional heat is facilitated in the next step, and the cellulose fiber aggregate is easily defibrated and no aggregate remains. The moisture content is determined by measuring moisture using the Karl Fischer method.

必要に応じて、セルロース繊維以外の有機繊維を使用することができるが、セルロース繊維と有機繊維の合計量中、セルロース繊維の割合が50質量%以上になるようにすることが好ましく、より好ましくは55質量%以上である。セルロース繊維以外の有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維等を用いることができる。   If necessary, organic fibers other than cellulose fibers can be used. In the total amount of cellulose fibers and organic fibers, the ratio of cellulose fibers is preferably 50% by mass or more, more preferably. It is 55 mass% or more. Examples of organic fibers other than cellulose fibers include nylon fibers, polyester fibers, and acrylic fibers.

熱可塑性樹脂は、融点230℃以下の結晶性樹脂及び非晶性樹脂から選ばれるものを用いることができる。   As the thermoplastic resin, a resin selected from a crystalline resin having a melting point of 230 ° C. or less and an amorphous resin can be used.

融点230℃以下の結晶性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド6、11、12、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリビニルアルコール、生分解性樹脂(PBS系、PBSA系、PCL系、PLA系、セルロースアセテート系)等が好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレンがより好ましい。   Examples of crystalline resins having a melting point of 230 ° C. or lower include polyethylene, polypropylene, polyamides 6, 11, 12, polybutylene terephthalate, polyacetal, polyvinyl alcohol, biodegradable resins (PBS, PBSA, PCL, PLA, cellulose acetate) System) and the like, and polyethylene and polypropylene are more preferable.

非晶性樹脂は、キャピラリオメーターで測定した溶融粘度が10〜10ポイズ(200℃,剪断速度100sec−1)のものを用いることができ、GPPS、MIPS、HIPS、AS、ABS、PMMA等が好ましい。 As the amorphous resin, one having a melt viscosity of 10 2 to 10 5 poise (200 ° C., shear rate of 100 sec −1 ) measured with a capillary ohmmeter can be used, and GPPS, MIPS, HIPS, AS, ABS, PMMA Etc. are preferred.

セルロース繊維と熱可塑性樹脂の総量は、ミキサーの容量等に応じて設定する。セルロース繊維と熱可塑性樹脂の比率(いずれも絶乾状態とした場合)は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、セルロース繊維5〜500質量部が好ましく、より好ましくは7〜450質量部、更に好ましくは10〜400質量部である。   The total amount of cellulose fiber and thermoplastic resin is set according to the volume of the mixer and the like. The ratio of the cellulose fibers to the thermoplastic resin (when all are in an absolutely dry state) is preferably 5 to 500 parts by mass, more preferably 7 to 450 parts by mass, and more preferably 7 to 450 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic resin. Preferably it is 10-400 mass parts.

特に、セルロース繊維の配合比率を多くする場合、例えば、樹脂100質量部に対しセルロース繊維を67質量部超えて配合する場合は、熱可塑性樹脂として粘度が低いものを用いることが望ましい。   In particular, when increasing the blending ratio of cellulose fibers, for example, when blending more than 67 parts by mass of cellulose fibers with respect to 100 parts by mass of resin, it is desirable to use a thermoplastic resin having a low viscosity.

例えば、ポリプロピレンを用いる場合、そのメルトフローレートは、温度230℃、荷重21.6Nの条件下、20〜200g/10分のものが好ましく、ポリエチレンを用いる場合、そのメルトフローレートは、温度190℃、荷重21.6Nの条件下、10〜200g/10分のものが好ましい。   For example, when polypropylene is used, the melt flow rate is preferably 20 to 200 g / 10 min under conditions of a temperature of 230 ° C. and a load of 21.6 N. When polyethylene is used, the melt flow rate is 190 ° C. The one having a load of 21.6 N is preferably 10 to 200 g / 10 minutes.

また例えば、ABS樹脂を用いる場合、そのメルトフローレートは、温度220℃、荷重100Nの条件下、10〜200g/10分のものが好ましく、ポリスチレンを用いる場合、温度200℃、荷重50Nの条件下、5〜100g/10分のものが好ましい。   Further, for example, when an ABS resin is used, the melt flow rate is preferably 10 to 200 g / 10 minutes under a condition of a temperature of 220 ° C. and a load of 100 N. When polystyrene is used, a condition of a temperature of 200 ° C. and a load of 50 N is preferable. 5 to 100 g / 10 min are preferred.

以下、本工程の例として、第1の方法〜第5の方法を挙げて説明する。   Hereinafter, the first method to the fifth method will be described as examples of this step.

(1)第1の方法
解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第1の方法は、加熱手段を備えたミキサーにセルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂を投入して、加熱しながら攪拌する工程を有する方法である。
(1) First Method A first method for obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers is a method in which a cellulose fiber aggregate and a thermoplastic resin are put into a mixer equipped with heating means and heated. It is a method which has the process stirred while it is.

この工程では、必要に応じて熱可塑性樹脂及びセルロース繊維集合体を予め予備混合した後、これらをヘンシェルミキサー(例えば、三井鉱山社製、ヒーター付き)に投入し、攪拌しながら加温する。このときの条件は次のとおりである。   In this step, if necessary, a thermoplastic resin and a cellulose fiber aggregate are preliminarily mixed, and then they are put into a Henschel mixer (for example, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd., equipped with a heater) and heated while stirring. The conditions at this time are as follows.

混合槽容量20Lのミキサー内に、熱可塑性樹脂及びセルロース繊維の合計1000〜3000gを投入し、使用した樹脂の溶融温度近傍にて、周速10〜50m/secで、10〜30分間混練する。   A total of 1000 to 3000 g of the thermoplastic resin and cellulose fiber is put into a mixer having a mixing tank capacity of 20 L and kneaded at a peripheral speed of 10 to 50 m / sec for 10 to 30 minutes in the vicinity of the melting temperature of the used resin.

(2)第2の方法
解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第2の方法は、2軸高混練型押出機にセルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂を投入して、加熱しながら混練する工程を有する方法である。
(2) Second method A second method for obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers is a method in which a cellulose fiber assembly and a thermoplastic resin are put into a biaxial high-kneading extruder, It is a method having a step of kneading while heating.

この工程では、必要に応じて熱可塑性樹脂及びセルロース繊維集合体を予め予備混合した後(例えば50kgの量)を、2軸高混練型押出機〔例えば、シーティーイー社製,HTM65,スクリュー径65mm、ホットカット(水中)カット付き〕に投入し、使用した樹脂の溶融温度近傍にて、スクリュー回転数200〜800r/mで溶融混練する。   In this step, after pre-mixing the thermoplastic resin and the cellulose fiber aggregate as needed (for example, in an amount of 50 kg), a twin-screw high-kneading extruder [for example, CTM, HTM65, screw diameter 65 mm, with hot cut (in water) cut] and melt kneaded at a screw rotation speed of 200 to 800 r / m in the vicinity of the melting temperature of the resin used.

(3)第3の方法
解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第3の方法は、
(3-1工程)攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊する工程、
(3-2工程)前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
(3-3工程)前記混合物を冷却しながら低速攪拌する工程、
を有する方法である。以下、工程ごとに説明する。
(3) Third method A third method of obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers,
(Step 3-1) Step of defibrating the cellulose fiber aggregate by putting the cellulose fiber aggregate in a mixer having rotating blades as a stirring means and stirring at high speed,
(Step 3-2) The thermoplastic resin was melted by the generated frictional heat by stirring after the thermoplastic resin was put in the mixer, and the thermoplastic resin adhered to the fibrillated cellulose fiber. Obtaining a mixture;
(Step 3-3) Step of stirring the mixture at a low speed while cooling,
It is the method which has. Hereinafter, it demonstrates for every process.

〔3-1工程〕
3-1工程において、攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊する。
[3-1 process]
In step 3-1, the cellulose fiber aggregate is put into a mixer having rotating blades as stirring means, and the cellulose fiber aggregate is defibrated by stirring at high speed.

ミキサーは、攪拌手段として回転羽根を有するものであればよく、好ましくは加温手段を有しているものであり、例えば、三井鉱山(株)製ヘンシェルミキサー、FM20C/I(容量20L)や(株)カワタ製スーパーミキサー、SMV−20(容量20L)を用いることができる。   The mixer only needs to have rotating blades as stirring means, and preferably has heating means. For example, a Henschel mixer manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd., FM20C / I (capacity 20 L), ( Kawata Supermixer SMV-20 (capacity 20 L) can be used.

回転羽根は、通常、上羽根と下羽根の2枚構成、あるいは上羽根、中間羽根、下羽根の3枚構成であるが、その枚数に制約はない。また、羽根の形状に制約はないが、たとえば上羽根には混練用タイプ、下羽根には高循環・高負荷用、中間羽根を使用する場合は溶融液用を用いる。   The rotating blades are usually composed of two upper blades and lower blades, or three upper blades, intermediate blades, and lower blades, but the number is not limited. The shape of the blade is not limited, but for example, the kneading type is used for the upper blade, the high circulation / high load is used for the lower blade, and the melt is used when the intermediate blade is used.

3-1工程では、攪拌時の回転羽根の平均周速が10〜100m/秒の範囲で攪拌することが好ましく、より好ましくは平均周速が10〜90m/秒、更に好ましくは平均周速が10〜80m/秒で攪拌する。   In the step 3-1, it is preferable to stir the average peripheral speed of the rotating blades during stirring in the range of 10 to 100 m / second, more preferably the average peripheral speed is 10 to 90 m / second, and still more preferably the average peripheral speed is. Stir at 10-80 m / sec.

3-1工程における処理は、セルロース繊維集合体の解繊を充分に行うことができればよく、例えば、セルロース繊維集合体が綿状に変化したことが目視にて確認できた時点を第1工程の処理の終了とすることができる。回転羽根の平均周速と攪拌時間は、セルロース繊維集合体の種類、形状、大きさ、投入量等により変化するものであるため、前記したように綿状に変化した時点を基準とすることが好適である。   The treatment in the step 3-1 is sufficient if the cellulose fiber aggregate can be sufficiently defibrated. For example, the time point when the cellulose fiber aggregate has been visually confirmed to have changed into a cotton-like shape can be obtained. Processing can be terminated. Since the average peripheral speed and stirring time of the rotating blades change depending on the type, shape, size, input amount, and the like of the cellulose fiber aggregate, the time point when it changes to cotton as described above may be used as a reference. Is preferred.

〔3-2工程〕
3-2工程において、前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る。3-1工程と3-2工程は、ミキサーの攪拌を停止することなく、連続した1つの工程にすることができる。
[Process 3-2]
In step 3-2, the thermoplastic resin was stirred in the mixer, and the thermoplastic resin was melted by the generated frictional heat, and the thermoplastic resin adhered to the fibrillated cellulose fibers. A mixture is obtained. Steps 3-1 and 3-2 can be made one continuous step without stopping the stirring of the mixer.

3-1工程において、ミキサー内にてセルロース繊維集合体が解繊されているため、そこに所要量の熱可塑性樹脂を投入し、高速攪拌する。この高速攪拌により、摩擦熱が発生してミキサー内が昇温するため、熱可塑性樹脂が溶融し、解繊されたセルロース繊維に付着して、セルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合物が得られる。   In step 3-1, since the cellulose fiber aggregate is defibrated in the mixer, a required amount of thermoplastic resin is added thereto and stirred at high speed. This high-speed stirring generates frictional heat and raises the temperature in the mixer, so that the thermoplastic resin melts and adheres to the fibrillated cellulose fibers, and a mixture of cellulose fibers and the thermoplastic resin is obtained.

3-2工程では、攪拌時の回転羽根の平均周速が10〜100m/秒の範囲で攪拌することが好ましく、より好ましくは平均周速が10〜90m/秒、更に好ましくは平均周速が10〜80m/秒で攪拌する。攪拌を継続するとミキサー内の温度が上昇し続け、モーターの動力が上昇する。この動力の上昇及びミキサー内の温度に応じて攪拌速度を徐々にあるいは一気に減速して回転数を低下させることが好ましく、平均周速が前記範囲になるようにする。   In the step 3-2, it is preferable that the average peripheral speed of the rotating blades during stirring is in the range of 10 to 100 m / second, more preferably the average peripheral speed is 10 to 90 m / second, and still more preferably the average peripheral speed is. Stir at 10-80 m / sec. If stirring is continued, the temperature in the mixer will continue to rise, and the power of the motor will increase. It is preferable to reduce the rotational speed by gradually or decelerating the stirring speed in accordance with the increase in power and the temperature in the mixer so that the average peripheral speed falls within the above range.

この状態で撹拌を継続した場合、再び動力が上昇するので、連結する次の第3工程で使用する冷却ミキサーに混合物を排出する。このとき、この混合物では、解繊されたセルロース繊維が熱可塑性樹脂中にほぼ均一に付着している。   When stirring is continued in this state, the power increases again, so the mixture is discharged to the cooling mixer used in the next third step to be connected. At this time, in this mixture, the fibrillated cellulose fibers are adhered almost uniformly in the thermoplastic resin.

3-2工程では、ミキサー内の昇温を補助して、セルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合物の製造を容易にするため、加温手段により、ミキサーを加温することもできる。このときの温度は120〜140℃程度が好ましい。   In step 3-2, the mixer can be heated by a heating means in order to assist the temperature increase in the mixer and facilitate the production of a mixture of cellulose fibers and thermoplastic resin. The temperature at this time is preferably about 120 to 140 ° C.

〔3-3工程〕
3-3工程において、3-2工程で得られた混合物を冷却しながら低速攪拌する。この工程の処理により、前記混合物を固化する(固化により造粒する)。3-3工程では、ミキサーの冷却効率を高めるため、3-1工程と3-2工程で用いたミキサーとは別のミキサー(好ましくは冷却手段を有しているもの)を用いることが好ましい。
[Process 3-3]
In step 3-3, the mixture obtained in step 3-2 is stirred at low speed while cooling. By the treatment in this step, the mixture is solidified (granulated by solidification). In step 3-3, in order to increase the cooling efficiency of the mixer, it is preferable to use a mixer (preferably having a cooling means) different from the mixer used in steps 3-1 and 3-2.

3-3工程では、攪拌時の回転羽根の平均周速が1〜30m/秒の範囲で攪拌することが好ましく、より好ましくは平均周速が2〜25m/秒、更に好ましくは平均周速が3〜25m/秒で攪拌する。3-3工程の攪拌速度は、3-1工程と3-2工程の攪拌速度よりも小さい。   In the step 3-3, it is preferable to stir in the range of the average peripheral speed of the rotating blades during stirring in the range of 1 to 30 m / second, more preferably the average peripheral speed is 2 to 25 m / second, and still more preferably the average peripheral speed is Stir at 3-25 m / sec. The stirring speed in step 3-3 is smaller than the stirring speed in steps 3-1 and 3-2.

3-3工程における処理は、セルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合物が、成形用の材料として取り扱いできる程度に固化された時点を3-3工程の処理の終了とすることができる。なお、摩擦熱の発生により、ミキサー内の温度が上がりすぎると一旦固化された熱可塑性樹脂が再溶融してしまうため、3-3工程においても、ミキサー内の温度を管理することが好ましい。   In the process in the step 3-3, the process in the step 3-3 can be completed when the mixture of the cellulose fiber and the thermoplastic resin is solidified to such an extent that it can be handled as a molding material. In addition, if the temperature inside the mixer rises too much due to the generation of frictional heat, the thermoplastic resin once solidified will be remelted. Therefore, it is preferable to control the temperature inside the mixer also in step 3-3.

このような処理により、セルロース繊維と熱可塑性樹脂を含む固化物(造粒物)が得ら
れ、樹脂成形体の材料として用いることができる。
By such treatment, a solidified product (granulated product) containing cellulose fibers and a thermoplastic resin is obtained, and can be used as a material for a resin molded body.

(4)第4の方法
解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第4の方法は、
(4-1工程)攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊するとき、前記セルロース繊維集合体として棒状のパルプシートを用い、ミキサーの羽根とのなす角度が45°〜90°の範囲になるようにして、前記棒状のパルプシートと前記羽根を接触させて解繊する工程、
(4-2工程)前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
(4-3工程)前記混合物を冷却しながら低速攪拌する工程、
を有する方法である。
(4) Fourth Method A fourth method of obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers,
(Step 4-1) When the cellulose fiber aggregate is defibrated by putting the cellulose fiber aggregate into a mixer having rotating blades as stirring means and stirring at high speed, a rod-shaped pulp sheet as the cellulose fiber aggregate , The angle between the blades of the mixer is in the range of 45 ° to 90 °, the step of contacting the rod-shaped pulp sheet and the blades to defibrate,
(Step 4-2) The thermoplastic resin is melted by the generated frictional heat by stirring after the thermoplastic resin is put in the mixer, and the thermoplastic resin adheres to the fibrillated cellulose fiber. Obtaining a mixture;
(Step 4-3) Step of stirring the mixture at a low speed while cooling,
It is the method which has.

〔4-1工程〕
4-1工程において、攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊する。
[4-1 process]
In step 4-1, the cellulose fiber aggregate is put into a mixer having rotating blades as stirring means, and the cellulose fiber aggregate is defibrated by stirring at high speed.

本発明で用いるセルロース繊維集合体は、棒状のパルプシートである。「棒状」とは、細長い形状で、単なる1枚のシートよりも強度の大きなものを意味する。棒状のパルプシートとしては、例えば、
(I)パルプシートを1回巻き又は2回巻き以上(好ましくは2〜5回巻き)丸めて筒状にしたもの、
(II)パルプシートを1巻き又は2巻き以上丸めて筒状にした後、半径方向に押し潰して細長い板状にしたもの、
(III)パルプシートを交互に異なる方向になるように1回又は複数回(好ましくは2〜10回)折り畳んで細長い板状にしたもの、
(IV)パルプシートを同一方向に1回又は複数回(好ましくは2〜10回)折り畳んで細長い板状にしたもの、
(V)パルプシートをランダムな方向に1回又は複数回(好ましくは2〜10回)折り畳んで細長い板状にしたもの、等を用いることができる。
The cellulose fiber aggregate used in the present invention is a rod-shaped pulp sheet. The “bar shape” means an elongated shape having a strength higher than that of a single sheet. As a rod-shaped pulp sheet, for example,
(I) A pulp sheet wound once or twice or more (preferably 2-5 turns) and rolled into a cylindrical shape,
(II) One or two or more rolls of a pulp sheet rolled into a cylindrical shape, and then crushed in the radial direction into an elongated plate shape,
(III) The pulp sheet is folded into one or more times (preferably 2 to 10 times) so as to be in different directions, and is formed into an elongated plate shape,
(IV) A pulp sheet folded in the same direction once or a plurality of times (preferably 2 to 10 times) into a long and narrow plate shape,
(V) A pulp sheet that is folded in a random direction once or a plurality of times (preferably 2 to 10 times) into an elongated plate shape, or the like can be used.

パルプシートの形状は特に制限されるものではなく、上記(I)〜(V)の形態にできるものであればよく、長方形、正方形、円、扇形、三角形、五角形以上の多角形等のものを用いることができる。   The shape of the pulp sheet is not particularly limited, and may be any shape as long as it can be formed in the above-mentioned forms (I) to (V), such as a rectangle, a square, a circle, a sector, a triangle, a pentagon or more polygon. Can be used.

パルプシートは、例えば、厚さが0.1〜5mm、好ましくは1〜3mm、幅10〜50cm、長さ60〜100cm程度のものを用いることができる。   For example, a pulp sheet having a thickness of 0.1 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm, a width of 10 to 50 cm, and a length of about 60 to 100 cm can be used.

パルプシートは、JIS P8112,P8131に記載された方法(ミューレン破裂強さ試験機を使用)により測定される破裂強さが0.5〜10.0kPam/gの範囲であることが好ましい。この範囲内であると、上記した(I)〜(V)の方法を適用して、棒状のパルプシートを得ることができる。なお、引張強度が上記の下限値未満であっても、巻き回数や折り畳み回数をより多くすればよい。 The pulp sheet preferably has a burst strength measured by the method described in JIS P8112 and P8131 (using a Murren burst strength tester) in the range of 0.5 to 10.0 kPam 2 / g. If it is within this range, the above-described methods (I) to (V) can be applied to obtain a rod-like pulp sheet. Even if the tensile strength is less than the lower limit, the number of windings and the number of foldings may be increased.

(I)の筒状形態のものは、例えば、図1(a)、(b)に示すようにして筒状に巻かれたものである。図1では、パルプシートが2回半巻かれた状態を示している。これを押し潰したものが(II)の板状形態のものになる。   The cylindrical form (I) is, for example, wound in a cylindrical form as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). FIG. 1 shows a state where the pulp sheet is wound twice and a half. The crushed one becomes the plate-like form (II).

(III)の板状形態のものは、例えば、図2(a)、(b)に示すようにして、パルプシートを交互に異なる方向になるように折り畳んで、細長い板状にしたもの(即ち、蛇腹状に折り畳んだもの)である。図2(c)は、(IV)の板状形態に相当する、同じ方向に折り畳まれたものを示している。   The plate-like form of (III) is, for example, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), in which a pulp sheet is alternately folded into different directions to form an elongated plate (ie, Folded in a bellows shape). FIG.2 (c) has shown what was folded in the same direction corresponding to the plate-shaped form of (IV).

棒状のパルプシートは、上記(I)〜(V)の筒状又は板状のパルプシートと同程度の強度を有しているものであれば、巻いたり、折り畳んだりすることなく、単に1枚のシートを切断しただけのものでもよい。   As long as the rod-shaped pulp sheet has the same degree of strength as the cylindrical or plate-like pulp sheet of (I) to (V) above, it is simply one sheet without being rolled or folded. It may be just cut the sheet.

棒状のパルプシートは、作業性を考慮すると、縦長さ/横幅(直径)の比率が3以上であることが好ましい。   In consideration of workability, the rod-like pulp sheet preferably has a ratio of length / width (diameter) of 3 or more.

ミキサーは、攪拌手段として回転羽根を有するものであればよく、好ましくは加温手段を有しているものであり、例えば、三井鉱山(株)製ヘンシェルミキサー、FM20C/I(容量20L)や(株)カワタ製スーパーミキサー、SMV−20(容量20L)を用いることができる。   The mixer only needs to have rotating blades as stirring means, and preferably has heating means. For example, a Henschel mixer manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd., FM20C / I (capacity 20 L), ( Kawata Supermixer SMV-20 (capacity 20 L) can be used.

回転羽根は、通常、上羽根と下羽根の2枚構成、あるいは上羽根、中間羽根、下羽根の3枚構成であるが、その枚数に制約はない。また、羽根の形状に制約はないが、たとえば上羽根には混練用タイプ、下羽根には高循環・高負荷用、中間羽根を使用する場合は溶融液用を用いる。   The rotating blades are usually composed of two upper blades and lower blades, or three upper blades, intermediate blades, and lower blades, but the number is not limited. The shape of the blade is not limited, but for example, the kneading type is used for the upper blade, the high circulation / high load is used for the lower blade, and the melt is used when the intermediate blade is used.

4-1工程では、攪拌時の回転羽根の平均周速が10〜100m/秒の範囲で攪拌することが好ましく、より好ましくは平均周速が10〜90m/秒、更に好ましくは平均周速が10〜80m/秒で攪拌する。   In step 4-1, it is preferable to stir in the range where the average peripheral speed of the rotating blades during stirring is in the range of 10 to 100 m / second, more preferably the average peripheral speed is 10 to 90 m / second, and still more preferably the average peripheral speed is. Stir at 10-80 m / sec.

4-1工程では、図3に示すようにして、パルプシートを棒状にしたものと、ミキサーの羽根とのなす角度が所定範囲になるようにして解繊する。図3は、棒状のパルプシートとミキサーの羽根との接触状態を説明するためのものであり、ミキサーの構造を説明するためのものではない。   In step 4-1, as shown in FIG. 3, the fiber sheet is defibrated so that the angle formed by the rod-shaped pulp sheet and the blades of the mixer is within a predetermined range. FIG. 3 is for explaining the contact state between the rod-shaped pulp sheet and the blades of the mixer, and is not for explaining the structure of the mixer.

4-1工程では、図3に示す棒状のパルプシート1の中心線と、ミキサー10の羽根11の中心線(又は回転状態の羽根11により生じる円形回転面の表面)とのなす角度αは、45〜90°であり、好ましくは60〜90°、より好ましくは75〜90°であり、90°かそれに近似した角度であることが更に好ましい。なお、上記したとおり、ミキサーが上羽根と下羽根の2枚構成、あるいは上羽根、中間羽根、下羽根の3枚構成であるとき、少なくとも最初に接触する上羽根とのなす角度αが上記範囲を満たしていればよい。   In step 4-1, the angle α formed by the center line of the bar-shaped pulp sheet 1 shown in FIG. 3 and the center line of the blades 11 of the mixer 10 (or the surface of the circular rotating surface generated by the rotating blades 11) is: It is 45 to 90 °, preferably 60 to 90 °, more preferably 75 to 90 °, and even more preferably 90 ° or an angle close thereto. In addition, as described above, when the mixer has a two-blade configuration of the upper blade and the lower blade, or a three-blade configuration of the upper blade, the intermediate blade, and the lower blade, the angle α formed with at least the first upper blade in contact is within the above range. As long as

4-1工程では、図3に示す状態にて棒状のパルプシート1の端部(羽根11から遠い方の端部)を機械的又は人為的に固定しておき、解繊の進行と共に、上記した所定角度αを維持したまま、回転状態の羽根11に向かって棒状のパルプシート1を押し込んでいく。そして、棒状のパルプシート1の固定端部が回転状態の羽根11に近づいたとき、固定状態を解放する。このようにして解繊するとき、羽根11の回転圧力により、棒状のパルプシート1の先端の解繊部分(接触部分)も振動するため、上記の角度αも多少変動する可能性があるが、角度αの変動範囲は、初期の設定角度αから±10°程度の範囲であればよい。   In step 4-1, in the state shown in FIG. 3, the end of the rod-like pulp sheet 1 (the end far from the blade 11) is mechanically or artificially fixed, and along with the progress of defibration, the above The rod-shaped pulp sheet 1 is pushed toward the rotating blade 11 while maintaining the predetermined angle α. Then, when the fixed end of the rod-shaped pulp sheet 1 approaches the rotating blade 11, the fixed state is released. When defibrating in this manner, the defibrating portion (contact portion) at the tip of the rod-shaped pulp sheet 1 also vibrates due to the rotational pressure of the blades 11, and thus the angle α may vary somewhat. The variation range of the angle α may be a range of about ± 10 ° from the initial set angle α.

4-1工程における処理は、セルロース繊維集合体の解繊を充分に行うことができればよく、例えば、セルロース繊維集合体が綿状に変化したことが目視にて確認できた時点を第1工程の処理の終了とすることができる。回転羽根の平均周速と攪拌時間は、セルロース繊維集合体の種類、形状、大きさ、投入量等により変化するものであるため、前記したように綿状に変化した時点を基準とすることが好適である。   The treatment in the step 4-1 is sufficient if the cellulose fiber aggregate can be sufficiently defibrated. For example, the time point when the cellulose fiber aggregate has been visually confirmed to have changed into a cotton-like shape can be confirmed. Processing can be terminated. Since the average peripheral speed and stirring time of the rotating blades change depending on the type, shape, size, input amount, and the like of the cellulose fiber aggregate, the time point when it changes to cotton as described above may be used as a reference. Is preferred.

このような4-1工程の解繊法を適用することにより、例えば、第3の方法のように、パルプシートをそのままミキサーで解繊した場合と比べると、より解繊状態が向上され、熱可塑性樹脂と混合した場合の分散性も向上される。   By applying such a 4-1 step defibrating method, for example, as in the case of the third method, the defibrated state is further improved compared to the case where the pulp sheet is defibrated as it is with a mixer. Dispersibility when mixed with a plastic resin is also improved.

4-2工程と4-3工程は、それぞれ上記した第3の方法の3-2工程と3-3工程と同じように処理することができる。このような処理により、セルロース繊維と熱可塑性樹脂を含む固化物(造粒物)が得られ、樹脂成形体の材料として用いることができる。   Steps 4-2 and 4-3 can be processed in the same manner as steps 3-2 and 3-3 of the third method described above. By such treatment, a solidified product (granulated product) containing cellulose fibers and a thermoplastic resin is obtained, and can be used as a material for a resin molded body.

(5)第5の方法
解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第5の方法は、
(5-1)セルロース繊維集合体を解繊機により解繊して、綿状のセルロース繊維を得る工程、
(5-2)攪拌手段として回転羽根を有するミキサーに、前記綿状のセルロース繊維と熱可塑性樹脂を入れて攪拌し、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、セルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
(5-3)前記混合物を冷却しながら攪拌する工程、
を有する方法である。
(5) Fifth Method A fifth method of obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers,
(5-1) A step of defibrating the cellulose fiber aggregate with a defibrator to obtain cotton-like cellulose fibers;
(5-2) The cotton-like cellulose fiber and the thermoplastic resin are put into a mixer having rotating blades as a stirring means, and the thermoplastic resin is melted by the generated frictional heat, and the cellulose fiber is heated. Obtaining a mixture having a plastic resin attached thereto;
(5-3) a step of stirring the mixture while cooling;
It is the method which has.

〔5-1工程〕
5-1工程において、セルロース繊維集合体を解繊機により解繊して、綿状のセルロース繊維を得る。
[5-1 process]
In step 5-1, the cellulose fiber aggregate is defibrated by a defibrator to obtain cotton-like cellulose fibers.

解繊機は、セルロース繊維集合体に対して機械的に作用することで解して、綿状のセルロース繊維(多数本のセルロース繊維が絡み合って、綿状になっているもの)にすることができるものであればよい。解繊機は、乾式による解繊方式を採用するものが好ましく、市販されている古紙等の解繊に用いるものを挙げることができる。このような解繊機としては、(株)瑞光製の解繊機(Model FF-270,FF-280,FF-290)、池上機械(株)製のリサイクルブレーカーRB-100、石川県創造化開発共同組合製の古紙解繊機、西日本技術開発(有)製の小型乾式解繊機「ファイバライザ」、ターボ工業(株)のターボミル等を挙げることができる。   The defibrating machine can be uncoiled by acting mechanically on the cellulosic fiber aggregate to form a flocculent cellulosic fiber (which is intertwined with a large number of cellulosic fibers). Anything is acceptable. The defibrator is preferably one that employs a dry defibrating method, and examples thereof include those used for defibrating commercially available waste paper. As such a defibrating machine, a defibrating machine (Model FF-270, FF-280, FF-290) manufactured by Ruikou Co., Ltd., a recycling breaker RB-100 manufactured by Ikegami Machinery Co., Ltd. Examples include a waste paper defibrator manufactured by the association, a small dry defibrator “Fiber Riser” manufactured by West Japan Technology Development Co., Ltd., and a turbo mill manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.

5-1工程における処理は、セルロース繊維集合体の解繊を充分に行うことができればよく、例えば、セルロース繊維集合体が綿状に変化したことが目視にて確認できた時点を5-1工程の処理の終了とすることができる。回転羽根の平均周速と攪拌時間は、セルロース繊維集合体の種類、形状、大きさ、投入量等により変化するものであるため、前記したように綿状に変化した時点を基準とすることが好適である。   The treatment in the 5-1 step is not limited as long as the cellulose fiber aggregate can be sufficiently defibrated. For example, the time when the cellulose fiber aggregate has been visually confirmed to be cotton-like can be confirmed. This process can be terminated. Since the average peripheral speed and stirring time of the rotating blades change depending on the type, shape, size, input amount, and the like of the cellulose fiber aggregate, the time point when it changes to cotton as described above may be used as a reference. Is preferred.

5-2工程と5-3工程は、それぞれ上記した第3の方法の3-2工程と3-3工程と同じように処理することができる。このような処理により、セルロース繊維と熱可塑性樹脂を含む固化物(造粒物)が得られ、樹脂成形体の材料として用いることができる。   Steps 5-2 and 5-3 can be processed in the same manner as steps 3-2 and 3-3 in the third method. By such treatment, a solidified product (granulated product) containing cellulose fibers and a thermoplastic resin is obtained, and can be used as a material for a resin molded body.

〔メッシュ部を有する押出成形機で処理する工程〕
次の工程にて、上記の第1〜第5の方法等で得られた解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を押出成形機にて溶融混練した後、60〜150メッシュ(JIS Z8801及びISO 3310)のメッシュ部を通過させ、その後、押し出す。
[Processing with an extrusion molding machine having a mesh part]
In the next step, after melt-kneading the mixture of the defibrated cellulose fibers obtained by the above-described first to fifth methods and the like with a thermoplastic resin by an extruder, 60 to 150 mesh ( Pass through the mesh part of JIS Z8801 and ISO 3310) and then extrude.

メッシュ部は、ステンレス等の金属製のものであり、枠体内部にメッシュが形成された篩状のものである。メッシュ部は、押出成形機の出口近傍に配置することができる。メッシュ部のメッシュは60〜200メッシュであり、60〜150メッシュが好ましく、60〜100メッシュがより好ましい。   The mesh part is made of metal such as stainless steel, and has a sieve shape in which a mesh is formed inside the frame. The mesh part can be arranged in the vicinity of the outlet of the extruder. The mesh part mesh is 60-200 mesh, 60-150 mesh is preferable, and 60-100 mesh is more preferable.

メッシュ部は、異なるメッシュの2以上を組み合わせて用いることができる。例えば、組成物の流れ方向を上流(押出機の材料投入口に近い方)から下流(押出機の出口に近い方)とした場合、上流側により小さなメッシュ(より目開きの大きなもの)を配置し、下流側により大きなメッシュ(より目開きの小さなものであり、60〜200メッシュのもの)を配置することができる。   The mesh part can be used by combining two or more different meshes. For example, if the composition flow direction is upstream (closer to the material inlet of the extruder) to downstream (closer to the outlet of the extruder), a smaller mesh (having a larger opening) is placed on the upstream side. In addition, a larger mesh (having a smaller mesh size and having a mesh size of 60 to 200 mesh) can be disposed on the downstream side.

このようなメッシュの異なる2つのメッシュ部の組み合わせとしては、上流側に10〜20メッシュのメッシュ部を配置し、下流側に60〜200メッシュのメッシュ部を配置することができる。2つのメッシュ部は重ね合わせた状態で配置されていてもよいし、0.01〜0.1cm程度の間隔を置いて配置されていてもよい。   As a combination of two mesh portions having different meshes, a mesh portion of 10 to 20 mesh can be arranged on the upstream side, and a mesh portion of 60 to 200 mesh can be arranged on the downstream side. The two mesh portions may be arranged in an overlapped state, or may be arranged with an interval of about 0.01 to 0.1 cm.

この工程の処理により、解繊されていない繊維乃至は繊維塊を取り除くことができるため、成形体を製造したときのセルロース繊維の分散性がより高められる。また、上記したように目開きの異なる2つのメッシュを分離配置した場合には、より小さなメッシュ(より目開きの大きなもの)で大きめの繊維塊を取り除くことができ、より大きなメッシュ(より目開きの小さなもの)で更に小さな繊維塊を取り除くことができるため好ましい。   Since the fiber or the fiber lump that has not been defibrated can be removed by the treatment in this step, the dispersibility of the cellulose fiber when the molded body is produced is further enhanced. In addition, when two meshes with different openings are separated and placed as described above, a larger fiber lump can be removed with a smaller mesh (with a larger opening) and a larger mesh (with a larger opening). This is preferable because a smaller fiber lump can be removed with a smaller one).

<樹脂成形体>
本発明の樹脂成形体は、本発明の製造方法により得られたセルロース繊維含有組成物の固化物(造粒物)を用い、押出機や射出成形機により、所望形状に成形して得ることができる。なお、前記固化物(造粒物)の粒径が不揃いである場合には、必要に応じて、成形前に粉砕して粒径を揃えることができる。
<Resin molding>
The resin molded body of the present invention can be obtained by molding into a desired shape with an extruder or an injection molding machine using a solidified product (granulated product) of the cellulose fiber-containing composition obtained by the production method of the present invention. it can. In addition, when the particle size of the said solidified material (granulated material) is uneven, it can grind | pulverize before shaping | molding and can arrange | equalize a particle size as needed.

本発明の樹脂成形体の製造に際しては、必要に応じて、セルロース繊維含有組成物の固化物(造粒物)に加えて、更に熱可塑性樹脂(成形体用の熱可塑性樹脂)を追加することができる。成形体用の熱可塑性樹脂としては、セルロース繊維含有組成物の製造に用いた樹脂のほか、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。成形体用の熱可塑性樹脂とセルロース繊維含有組成物の熱可塑性樹脂は同じもの又は相溶性のあるものを用いることが好ましいが、必要に応じて公知の相溶化剤を併用することで、相溶性のないものを用いてもよい。   In the production of the resin molded product of the present invention, a thermoplastic resin (thermoplastic resin for molded product) is further added in addition to the solidified product (granulated product) of the cellulose fiber-containing composition as necessary. Can do. As the thermoplastic resin for the molded body, a known thermoplastic resin can be used in addition to the resin used for producing the cellulose fiber-containing composition. The thermoplastic resin for the molded body and the thermoplastic resin of the cellulose fiber-containing composition are preferably the same or compatible, but if necessary, the compatibility is improved by using a known compatibilizer. You may use what does not have.

樹脂成形体の製造時には、必要に応じて、カーボンブラック、無機顔料、有機顔料、染料、助色剤、分散剤、安定剤、可塑剤、改質剤、紫外線吸収剤又は光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、潤滑剤、離型剤、結晶促進剤、結晶核剤、及び耐衝撃性改良用のエラストマー等を配合することができる。   When manufacturing resin moldings, carbon black, inorganic pigments, organic pigments, dyes, auxiliary colorants, dispersants, stabilizers, plasticizers, modifiers, UV absorbers or light stabilizers, and antioxidants as necessary. Agents, antistatic agents, lubricants, mold release agents, crystal accelerators, crystal nucleating agents, elastomers for improving impact resistance, and the like can be blended.

本発明の樹脂成形体は、成形材料となるセルロース繊維含有組成物が解繊機により解繊されたセルロース繊維を使用して製造されているため、樹脂成形体中に解繊されたセルロース繊維が均一に分散されている。このため、下記要件(a)及び(b)を満たす樹脂成形体を得ることができる。
(a)前記組成物から射出成形して得られた厚さ3mmの樹脂成形体の表面に存在するセルロース繊維塊の内、最大径又は最大長さが0.5mm以上のセルロース繊維塊の数が5個/500cm以下(好ましくは3個/500cm以下)であること。
(b)前記組成物7gから得られた厚さ100〜800μmのプレス成形体に存在するセルロース繊維塊の内、最大径又は最大長さが0.5mm以上のセルロース繊維塊の数が20個/7g以下(好ましくは10個/7g以下)であること。
The resin molded body of the present invention is manufactured using cellulose fibers containing a cellulose fiber-containing composition as a molding material defibrated by a defibrating machine, so that the fibrillated cellulose fibers in the resin molded body are uniform. Are distributed. For this reason, the resin molding which satisfy | fills the following requirements (a) and (b) can be obtained.
(A) The number of cellulose fiber lumps having a maximum diameter or a maximum length of 0.5 mm or more among cellulose fiber lumps existing on the surface of a resin molded body having a thickness of 3 mm obtained by injection molding from the composition. 5/500 cm 2 or less (preferably 3/500 cm 2 or less).
(B) The number of cellulose fiber lumps having a maximum diameter or a maximum length of 0.5 mm or more among cellulose fiber lumps present in a press-molded body having a thickness of 100 to 800 μm obtained from 7 g of the composition is 20 / 7 g or less (preferably 10 pieces / 7 g or less).

本発明の樹脂成形体は、非発泡構造のものであるが、必要に応じて公知の発泡剤を用いて発泡構造(発泡体)にすることもできる。本発明の樹脂成形体は、非発泡構造及び発泡構造に係わらず、熱可塑性樹脂中にセルロース繊維が均一に分散され、それらが相互に絡み合って存在していることにより、内部に微細な隙間が形成されているため、軽量化することができるほか、釘打ちした場合でもひび割れ等が生じることがない。   The resin molded body of the present invention has a non-foamed structure, but can be formed into a foamed structure (foam) using a known foaming agent as necessary. Regardless of the non-foamed structure and the foamed structure, the resin molded body of the present invention has cellulose fibers uniformly dispersed in the thermoplastic resin, and they are entangled with each other, so that fine gaps are formed inside. Since it is formed, it can be reduced in weight, and even when nailing, it does not crack.

発泡体の気泡構造は、独立気泡構造であっても連続気泡構造であってもよく、両方が混在していてもよい。発泡倍率は、通常1.02倍以上であり、好ましくは1.03倍以上、より好ましくは1.05倍である。発泡倍率が1.02倍未満の場合、満足できる釘うち性を得ることができない。   The cell structure of the foam may be a closed cell structure or an open cell structure, or both may be mixed. The expansion ratio is usually 1.02 times or more, preferably 1.03 times or more, and more preferably 1.05 times. If the expansion ratio is less than 1.02, satisfactory nails cannot be obtained.

発泡体は、発泡剤を用いずに自然な発泡を利用する方法、及び発泡剤を使用する方法のいずれの方法で製造してもよい。発泡剤を使用する場合、揮発性ガス及び/又は揮発性ガスを発生する発泡剤あるいは、水を用いることができる。   You may manufacture a foam by any method of the method of using natural foaming without using a foaming agent, and the method of using a foaming agent. When using a foaming agent, the foaming agent which generate | occur | produces volatile gas and / or volatile gas, or water can be used.

揮発性ガスを発生する発泡剤あるいは揮発性ガスを発生する発泡剤としては、プロパン,ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素類、HCFC22,HFC−142b、HFC−134a等のハロゲン化炭化水素、塩化メチレンや塩化メチル等の塩素化炭化水素等の有機ガス、炭酸ガス、窒素ガス等の無機ガスを挙げることができる。これらを使用する場合の発泡剤の配合量は特に限定されず、使用する発泡剤の種類、所望の発泡倍率に応じて適宜設定すればよい。   Examples of blowing agents that generate volatile gases or blowing agents that generate volatile gases include hydrocarbons such as propane, butane, pentane, and hexane, halogenated hydrocarbons such as HCFC22, HFC-142b, and HFC-134a, and chloride. Mention may be made of organic gases such as chlorinated hydrocarbons such as methylene and methyl chloride, and inorganic gases such as carbon dioxide and nitrogen. The blending amount of the foaming agent when these are used is not particularly limited, and may be appropriately set according to the type of foaming agent to be used and the desired expansion ratio.

また、クエン酸、アゾ化合物、ヒドラジド化合物、アジド化合物、炭酸塩等の分解型発泡剤も使用することができる。これらを使用する場合の発泡剤の割合は、発泡倍率等に応じて、例えば、樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量部である。   Decomposable foaming agents such as citric acid, azo compounds, hydrazide compounds, azide compounds, and carbonates can also be used. When using these, the ratio of the foaming agent is, for example, preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin, depending on the expansion ratio and the like. .

発泡剤は、熱可塑性樹脂と混合して用いてもよく、熱可塑性樹脂に含浸させて用いてもよい。更に発泡剤は、溶融混練された熱可塑性樹脂に添加又は圧入してもよい。   The foaming agent may be used by mixing with a thermoplastic resin, or may be used by impregnating the thermoplastic resin. Further, the foaming agent may be added or press-fitted into the melt-kneaded thermoplastic resin.

また発泡剤として水を使用する場合は、押出機に直接ポンプ等を取り付けて水を添加してもよいが、熱可塑性樹脂に配合するセルロース繊維に予め含浸させてもよく、この場合は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部となるように水を含浸させることがよい。   When water is used as the foaming agent, water may be added by directly attaching a pump or the like to the extruder, but it may be impregnated in advance with cellulose fibers to be blended with the thermoplastic resin. It is preferable to impregnate water so that it becomes 0.1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of plastic resins, More preferably, it becomes 0.5-10 mass parts.

また、セルロース繊維含有組成物の固化物(造粒物)に水分を吸収させ、これを用いて発泡成形してもよい。この場合、成形体100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜10質量部となるように水分を吸収させるのがよい。   Further, moisture may be absorbed into the solidified product (granulated product) of the cellulose fiber-containing composition, and foam molding may be performed using this. In this case, it is preferable to absorb moisture so as to be 0.1 to 20 parts by mass, and more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the molded body.

前記発泡剤に加えて、必要に応じて、例えば、タルク、炭酸カルシウム等の発泡助剤(又は発泡核剤)を添加してもよい。発泡助剤(又は発泡核剤)の割合は、樹脂100質量部に対して0.1〜4質量部でよい。   In addition to the foaming agent, a foaming aid (or foaming nucleating agent) such as talc or calcium carbonate may be added as necessary. The ratio of the foaming aid (or foaming nucleating agent) may be 0.1 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.

本発明の樹脂成形体の密度は0.4〜1.5g/cmであることが好ましく、0.5〜1.4g/cmであることがより好ましく、0.6〜1.4g/cmであることがより好ましいが、用途に応じては、圧縮成形することで、より成形体の密度は大きなものにしてもよい。 Preferably the density of the resin molding of the present invention is 0.4 to 1.5 g / cm 3, more preferably 0.5~1.4g / cm 3, 0.6~1.4g / Although it is more preferable that it is cm 3 , depending on the application, the density of the molded body may be increased by compression molding.

本発明の樹脂成形体は、電気・電子部品の梱包材料、建築資材(壁材等)、土木資材、農業資材、自動車部品(内装材、外装材)、包装資材(容器、緩衝材等)、生活資材(日用品等)に適用することができる。特に、樹脂成形体表面に存在するセルロース繊維塊が殆どなく、表面外観が美しいため、各種製品の外装材として適している。   The resin molded body of the present invention includes packaging materials for electrical and electronic parts, building materials (wall materials, etc.), civil engineering materials, agricultural materials, automobile parts (interior materials, exterior materials), packaging materials (containers, cushioning materials, etc.), It can be applied to household materials (daily necessities, etc.). In particular, since there is almost no cellulose fiber lump existing on the surface of the resin molded body and the surface appearance is beautiful, it is suitable as an exterior material for various products.

製造例1(解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第3の方法)
〔3-1工程〕
ヒーターミキサー(上羽根:混練用タイプ、下羽根:高循環・高負荷用,ヒーター及び温度計付き,容量20L,品名ヘンシェルミキサーFM20C/I,三井鉱山(株)製)を140℃に加温し、下記のセルロースシートを投入し、平均周速50m/秒で攪拌した。約2分経過時点において、セルロース繊維品が綿状に変化した。
(セルロースシート)
日本製紙(株)製のパルプNDP−T,平均繊維径25μm,平均繊維長さ1.8mm,αセルロース含有量90%からなる、幅60cm、長さ80cm、厚み1.1mmのシートを、幅20cm、長さ80cmに切断したもの。
Production Example 1 (Third method for obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers)
[3-1 process]
Heat the heater mixer (upper blade: kneading type, lower blade: high circulation / high load, with heater and thermometer, capacity 20L, Henschel mixer FM20C / I, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) to 140 ° C. The following cellulose sheet was added and stirred at an average peripheral speed of 50 m / sec. After about 2 minutes, the cellulose fiber product changed to cotton.
(Cellulose sheet)
Pulp NDP-T manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., having an average fiber diameter of 25 μm, an average fiber length of 1.8 mm, and an α-cellulose content of 90%, a sheet having a width of 60 cm, a length of 80 cm and a thickness of 1.1 mm, Cut to 20 cm and 80 cm in length.

〔3-2工程〕
引き続き、ヒーターミキサー内にポリプロピレン(サンアロマー(株)製のJ139)を投入した後、平均周速50m/秒で攪拌を続けた。このときのモーターの動力は2.5kWであった。ミキサーの温度が120℃に達した時に、MPPを投入し攪拌を続けた。
[Process 3-2]
Subsequently, after polypropylene (J139 manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) was charged into the heater mixer, stirring was continued at an average peripheral speed of 50 m / sec. The power of the motor at this time was 2.5 kW. When the mixer temperature reached 120 ° C., MPP was added and stirring was continued.

約10分経過時点において、動力が上がり始めた。更に1分後、動力は4kWに上昇したので、周速を25m/secの低速に落とした。更に、低速の撹拌の継続により、動力が再度上昇し始めた。低速回転開始1分30行後、電流値は5kWに達したので、ミキサーの排出口をあけ、接続する冷却ミキサーに排出した。   At about 10 minutes, power started to increase. One minute later, the power increased to 4 kW, so the peripheral speed was reduced to a low speed of 25 m / sec. Furthermore, the power started to increase again due to the continued low speed stirring. After 1 minute and 30 lines from the start of low speed rotation, the current value reached 5 kW, so the outlet of the mixer was opened and discharged to the connected cooling mixer.

〔3-3工程〕
冷却ミキサー〔回転羽根:冷却用標準羽根,水冷手段(20℃)及び温度計付き,容量45L,品名クーラーミキサーFD20C/K,三井鉱山(株)製)平均周速10m/秒で攪拌を開始し、ミキサー内の温度が80℃になった時点で攪拌を終了した。3-3工程の処理により、セルロース繊維とポリプロピレンの混合物は固化して、直径が数mmから2cm程度の造粒物が得られた。
[Process 3-3]
Cooling mixer [Rotating blade: Standard blade for cooling, with water cooling means (20 ° C) and thermometer, capacity 45L, product name cooler mixer FD20C / K, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) Start stirring at an average peripheral speed of 10m / sec. The stirring was terminated when the temperature in the mixer reached 80 ° C. The mixture of cellulose fibers and polypropylene was solidified by the treatment in Step 3-3, and a granulated product having a diameter of about several mm to 2 cm was obtained.

製造例2(解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第4の方法)
〔4-1工程〕
ヒーターミキサー(上羽根:混練用タイプ、下羽根:高循環・高負荷用,ヒーター及び温度計付き,容量200L)を140℃に加温し、下記の棒状のパルプシートを所定角度αにてミキサーに投入し(図3参照)、平均周速50m/秒で攪拌した。約3分経過時点において、棒状のパルプシートが綿状に変化した。
(棒状のパルプシート)
フェニックス社製の竹パルプ(平均繊維長さ1.7mm、αセルロース含有量90%、破裂強さ3.9kPam/g)からなる、幅40cm、長さ80cm、厚み1mmのシートを5回巻いて筒状にしたもの(図1の筒状シート)。
Production Example 2 (Fourth method for obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers)
[4-1 process]
A heater mixer (upper blade: kneading type, lower blade: high circulation / high load, with heater and thermometer, capacity 200L) is heated to 140 ° C, and the following bar-shaped pulp sheet is mixed at a predetermined angle α. (See FIG. 3) and stirred at an average peripheral speed of 50 m / sec. At about 3 minutes, the rod-like pulp sheet changed to cotton.
(Bar-shaped pulp sheet)
A sheet of 40 cm wide, 80 cm long, 1 mm thick, made of bamboo pulp made by Phoenix (average fiber length 1.7 mm, α cellulose content 90%, burst strength 3.9 kPam 2 / g) is wound five times. The cylindrical shape (cylindrical sheet in FIG. 1).

〔4-2工程〕
引き続き、ヒーターミキサー内にポリプロピレン(サンアロマー(株)製のJ139)を投入した後、平均周速50m/秒で攪拌を続けた。このときのモーターの電流値は30Aであった。ミキサーの温度が120℃に達した時に、MPPを投入し攪拌を続けた。
[4-2 process]
Subsequently, after polypropylene (J139 manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) was charged into the heater mixer, stirring was continued at an average peripheral speed of 50 m / sec. The current value of the motor at this time was 30A. When the mixer temperature reached 120 ° C., MPP was added and stirring was continued.

約10分経過時点において、動力が上がり始めた。更に1分後、電流値が50Aに上昇したので、周速を25m/secの低速に落とした。更に、低速の撹拌の継続により、動力が再度上昇し始めた。低速回転開始1分30行後、電流値が60Aに達したので、ミキサーの排出口をあけ、接続する冷却ミキサーに排出した。   At about 10 minutes, power started to increase. After another minute, the current value increased to 50 A, so the peripheral speed was reduced to a low speed of 25 m / sec. Furthermore, the power started to increase again due to the continued low speed stirring. Since the current value reached 60 A after 1 minute and 30 lines from the start of low-speed rotation, the mixer was opened and discharged to the connected cooling mixer.

〔4-3工程〕
冷却ミキサー〔回転羽根:冷却用標準羽根,水冷手段(20℃)及び温度計付き,容量500L)平均周速10m/秒で攪拌を開始し、ミキサー内の温度が80℃になった時点で攪拌を終了した。4-3工程の処理により、セルロース繊維とポリプロピレンの混合物は固化して、直径が数mmから2cm程度の造粒物が得られた。
[Process 4-3]
Cooling mixer [Rotating blade: Standard blade for cooling, with water cooling means (20 ° C) and thermometer, capacity 500L) Stirring was started at an average peripheral speed of 10m / sec and stirred when the temperature in the mixer reached 80 ° C. Ended. The mixture of cellulose fiber and polypropylene was solidified by the treatment in 4-3 step, and a granulated product having a diameter of about several mm to 2 cm was obtained.

製造例3(解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る第5の方法)
〔5-1工程〕
解繊機(ターボ工業株式会社;ターボミル T−250)内に製造例1と同じセルロースシートを投入し、解繊した。目視上は、きれいに完全に解繊されていることを確認した。運転条件は、8300rpmで実施。処理能力は、約20kg/hであった。
Production Example 3 (Fifth method for obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to defibrated cellulose fibers)
[5-1 process]
The same cellulose sheet as in Production Example 1 was put into a defibrating machine (Turbo Industry Co., Ltd .; Turbo Mill T-250) and defibrated. Visually, it was confirmed that the fiber was completely defibrated. Operating conditions are 8300rpm. The processing capacity was about 20 kg / h.

〔5-2工程〕
引き続き、ヒーターミキサー内にポリプロピレン(サンアロマー(株)製のJ139)を投入した後、平均周速50m/秒で攪拌を続けた。このときのモーターの動力は2.5kWであった。ミキサーの温度が120℃に達した時に、MPPを投入し攪拌を続けた。
[5-2 process]
Subsequently, after polypropylene (J139 manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) was charged into the heater mixer, stirring was continued at an average peripheral speed of 50 m / sec. The power of the motor at this time was 2.5 kW. When the mixer temperature reached 120 ° C., MPP was added and stirring was continued.

約10分経過時点において、動力が上がり始めた。更に1分後、動力は4kWに上昇したので、周速を25m/secの低速に落とした。更に、低速の撹拌の継続により、動力が再度上昇し始めた。低速回転開始1分30行後、電流値は5kWに達したので、ミキサーの排出口をあけ、接続する冷却ミキサーに排出した。   At about 10 minutes, power started to increase. One minute later, the power increased to 4 kW, so the peripheral speed was reduced to a low speed of 25 m / sec. Furthermore, the power started to increase again due to the continued low speed stirring. After 1 minute and 30 lines from the start of low speed rotation, the current value reached 5 kW, so the outlet of the mixer was opened and discharged to the connected cooling mixer.

〔5-3工程〕
冷却ミキサー〔回転羽根:冷却用標準羽根,水冷手段(20℃)及び温度計付き,容量45L,品名クーラーミキサーFD20C/K,三井鉱山(株)製)平均周速10m/秒で攪拌を開始し、ミキサー内の温度が80℃になった時点で攪拌を終了した。5-3工程の処理により、セルロース繊維とポリプロピレンの混合物は固化して、直径が数mmから2cm程度の造粒物が得られた。
[Process 5-3]
Cooling mixer [Rotating blade: Standard blade for cooling, with water cooling means (20 ° C) and thermometer, capacity 45L, product name cooler mixer FD20C / K, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) Start stirring at an average peripheral speed of 10m / sec. The stirring was terminated when the temperature in the mixer reached 80 ° C. The mixture of cellulose fibers and polypropylene was solidified by the treatment in the 5-3 step, and a granulated product having a diameter of about several mm to 2 cm was obtained.

実施例及び比較例
表1に示す造粒物を2軸押出機(日本製鋼所,TEX30)に投入し、溶融混練した後(シリンダー温度190℃)、シリンダーの内壁に固定した2つのメッシュ部を通過させた後に押出し、ペレット状に成形して、セルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物を得た。
Examples and Comparative Examples After putting the granulated material shown in Table 1 into a twin-screw extruder (Nippon Steel Works, TEX30), melt-kneading (cylinder temperature 190 ° C), two mesh parts fixed to the inner wall of the cylinder After passing, it was extruded and formed into pellets to obtain a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition.

〔試験方法〕
(1)要件(a):成形体表面に存在するセルロース繊維塊の数(個/500cm
実施例及び比較例の組成物を用い、射出成形機にて190℃のシリンダー温度にてカラープレート(50mm×100mm×3mm)を10枚成形した。そのカラープレート10枚の片一方の面を5倍以上の拡大境にて観察し、合計500cm中の最大径又は最大長さが0.5mm以上のセルロース繊維の未解繊物に起因するセルロース繊維塊の数を数えた。
〔Test method〕
(1) Requirement (a): Number of cellulosic fiber lumps present on the surface of the molded body (pieces / 500 cm 2 )
Ten color plates (50 mm × 100 mm × 3 mm) were molded with an injection molding machine at a cylinder temperature of 190 ° C. using the compositions of Examples and Comparative Examples. One surface of 10 pieces of the color plate is observed at an enlargement boundary of 5 times or more, and cellulose caused by undefibrated cellulose fibers having a maximum diameter or maximum length of 0.5 mm or more in a total of 500 cm 2 The number of fiber masses was counted.

(2)要件(b):成形体表面に存在するセルロース繊維塊の数(個/7g)
実施例及び比較例の組成物の各7gを用い、プレス加工機(新藤金属工業(株);SFA−37D)にてプレス成形して、厚さ約450μmのシートを得た。プレス成形条件は、プレス加工機の設定温度230℃、余熱2分、加圧100kg/cmで10秒、冷却(プレス板内を水循環冷却した)40秒であった。得られたシートについて、「(1)成形体表面に存在するセルロース繊維塊の数(個/500cm)」と同様にして、最大径又は最大長さが0.5mm以上のセルロース繊維の未解繊物に起因するセルロース繊維塊の数を数えた。
(2) Requirement (b): Number of cellulosic fiber lumps present on the surface of the molded body (pieces / 7 g)
Using 7 g of each of the compositions of Examples and Comparative Examples, a sheet having a thickness of about 450 μm was obtained by press molding with a press machine (Shindo Metal Industry Co., Ltd .; SFA-37D). The press molding conditions were a press machine setting temperature of 230 ° C., a residual heat of 2 minutes, a pressurization of 100 kg / cm 2 for 10 seconds, and a cooling (water circulation cooling inside the press plate) for 40 seconds. For the obtained sheet, the undissolved cellulose fibers having the maximum diameter or the maximum length of 0.5 mm or more in the same manner as in “(1) Number of cellulosic fiber lumps existing on the surface of the molded body (pieces / 500 cm 2 )”. The number of cellulosic fiber masses due to the fines was counted.

(3)押出性
実施例及び比較例の組成物を、2軸押出機(日本製鋼所,TEX30)にて、押出温度200℃、スクリュー回転数260r/p、フィード量18kg/hで、連続して1時間押し出した。このときの押出性を下記の基準で評価した。
○:異常なし(ベントアップ及びダイ圧力異常がなかった)
×:異常あり(ベントアップ及び/又はダイ圧力異常があった)
(3) Extrudability The compositions of Examples and Comparative Examples were continuously produced in a twin-screw extruder (Nippon Steel Works, TEX30) at an extrusion temperature of 200 ° C., a screw rotation speed of 260 r / p, and a feed amount of 18 kg / h. Pushed out for 1 hour. The extrudability at this time was evaluated according to the following criteria.
○: No abnormality (no vent-up or die pressure abnormality)
X: Abnormal (bent up and / or die pressure abnormal)

Figure 0005053117
Figure 0005053117

(a)は、製造例2(第4の方法)で使用する筒状のパルプシートの斜視図、(b)は平面図。(A) is a perspective view of the cylindrical pulp sheet used by manufacture example 2 (4th method), (b) is a top view. (a)は、製造例2(第4の方法)で使用する別形態の板状のパルプシートの斜視図、(b)は(a)の平面図、(c)は更に別形態の板状のパルプシートの平面図。(A) is a perspective view of a plate-like pulp sheet of another form used in Production Example 2 (fourth method), (b) is a plan view of (a), and (c) is a plate of another form. The top view of a pulp sheet. 製造例2(第4の方法)の解繊方法を説明するための図。The figure for demonstrating the fibrillation method of the manufacture example 2 (4th method).

Claims (6)

セルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂から、解繊されたセルロース繊維に熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を押出成形機にて溶融混練した後、60〜200メッシュ(JIS Z8801及びISO 3310)のメッシュ部を通過させ、その後、押し出す工程を有しているセルロース繊維含有熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
A step of obtaining a mixture in which a thermoplastic resin is adhered to a fibrillated cellulose fiber from a cellulose fiber aggregate and a thermoplastic resin;
Production of a cellulose fiber-containing thermoplastic resin composition having a step of melt-kneading the mixture in an extruder, passing through a mesh part of 60 to 200 mesh (JIS Z8801 and ISO 3310), and then extruding. Method.
前記混合物を得る工程が、加熱手段を備えたミキサーにセルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂を投入して、加熱しながら攪拌する工程である、請求項1記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the step of obtaining the mixture is a step of adding the cellulose fiber aggregate and the thermoplastic resin to a mixer equipped with a heating means and stirring the mixture while heating. 前記混合物を得る工程が、2軸高混練型押出機にセルロース繊維集合体と熱可塑性樹脂を投入して、加熱しながら混練する工程である、請求項1記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the step of obtaining the mixture is a step of charging the cellulose fiber aggregate and the thermoplastic resin into a biaxial high kneading type extruder and kneading while heating. 前記混合物を得る工程が、
攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊する工程、
前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を冷却しながら低速攪拌する工程、
を有するものである、請求項1記載の製造方法。
Obtaining the mixture comprises:
A step of defibrating the cellulose fiber aggregate by putting the cellulose fiber aggregate in a mixer having rotating blades as a stirring means and stirring at high speed;
Stirring after putting the thermoplastic resin in the mixer, melting the thermoplastic resin by the generated frictional heat, obtaining a mixture in which the thermoplastic resin is adhered to the defibrated cellulose fibers,
Stirring the mixture at low speed while cooling,
The manufacturing method of Claim 1 which has this.
前記混合物を得る工程が、
攪拌手段として回転羽根を有するミキサー中にセルロース繊維集合体を入れ、高速攪拌することにより、前記セルロース繊維集合体を解繊するとき、前記セルロース繊維集合体として棒状のパルプシートを用い、ミキサーの羽根とのなす角度が45°〜90°の範囲になるようにして、前記棒状のパルプシートと前記羽根を接触させて解繊する工程、
前記ミキサー内に熱可塑性樹脂を入れた後に攪拌することで、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、解繊されたセルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を冷却しながら低速攪拌する工程、
を有するものである、請求項1記載の製造方法。
Obtaining the mixture comprises:
When a cellulose fiber aggregate is put into a mixer having rotating blades as stirring means and the cellulose fiber aggregate is defibrated by stirring at high speed, a rod-shaped pulp sheet is used as the cellulose fiber aggregate, and the blades of the mixer A step of bringing the rod-shaped pulp sheet and the blade into contact with each other so that the angle formed between the blade and the blade is in a range of 45 ° to 90 °,
Stirring after putting the thermoplastic resin in the mixer, melting the thermoplastic resin by the generated frictional heat, obtaining a mixture in which the thermoplastic resin is adhered to the defibrated cellulose fibers,
Stirring the mixture at low speed while cooling,
The manufacturing method of Claim 1 which has this.
前記混合物を得る工程が、
セルロース繊維集合体を解繊機により解繊して、綿状のセルロース繊維を得る工程、
攪拌手段として回転羽根を有するミキサーに、前記綿状のセルロース繊維と熱可塑性樹脂を入れて攪拌し、発生した摩擦熱により前記熱可塑性樹脂を溶融させて、セルロース繊維に前記熱可塑性樹脂が付着した混合物を得る工程、
前記混合物を冷却しながら攪拌する工程、
を有するものである、請求項1記載の製造方法。
Obtaining the mixture comprises:
A step of defibrating the cellulose fiber aggregate with a defibrator to obtain cotton-like cellulose fibers;
The cotton-like cellulose fiber and the thermoplastic resin are put into a mixer having a rotating blade as a stirring means, and the thermoplastic resin is melted by the generated frictional heat to adhere the thermoplastic resin to the cellulose fiber. Obtaining a mixture;
Stirring the mixture while cooling;
The manufacturing method of Claim 1 which has this.
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