JP5921339B2 - 繊維複合材料およびその製造方法 - Google Patents
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項1.水溶性または親水性の熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂中に分散されたセルロース繊維とを含有する繊維複合材料;
項2.熱可塑性樹脂の融点または軟化点が40〜120℃である項1に記載の繊維複合材料;
項3.熱可塑性樹脂が、会合型ポリウレタン、架橋型ポリウレタンおよび共重合ナイロンから選ばれた少なくとも1種である項1または2に記載の繊維複合材料;
項4.セルロース繊維が含水率30質量%以上の含水物である項1〜3のいずれか1項に記載の繊維複合材料;
項5.セルロース繊維の含有量が繊維複合材料全体に対して0.5〜50質量%である項1〜4のいずれか1項に記載の繊維複合材料;
項6.熱可塑性樹脂にセルロース繊維を添加し、40〜130℃で混練してセルロース繊維を熱可塑性樹脂中に分散させる繊維複合材料の製造方法;
項7.項1〜5のいずれか1項に記載の繊維複合材料とマトリックス樹脂とを含む樹脂複合材料;および
項8.項7記載の樹脂複合材料を成形してなる樹脂成形体
に関する。
1.引張試験…JIS K7161に準拠し、以下の試験片および測定装置を用いて、引張弾性率、引張応力、破断応力および破断ひずみを測定した。
試験片:1BA形(小形試験片)
測定器:島津製作所製オートグラフ AGS−J型
(2)引張応力(MPa):2%ひずみおよび5%ひずみ時の引張応力
(3)破断応力(MPa):破断時の引張応力
(4)破断ひずみ(%):破断時の伸び
試験片:ISO527-2-1A
測定器:島津製作所製オートグラフ AGS−J型
(1)曲げ応力(MPa):たわみ量 1mm、2mm、3mm、4mm、5mm時の曲げ応力
4インチテストロール(90℃)に架橋型ポリウレタン(住友精化製「アクアコークTWB」、軟化点60℃)28gを巻きつけた後、市販のセルロースナノファイバー(CeNF)水分散液(スギノマシン製「BiNF-I-Sセルロース、濃度5.3質量%」)226.4gを添加し、水を蒸発させながら30分間混練りし繊維複合材料を得た。得られた繊維複合材料を用いて、プレスにて100x100x2mmtのプレスシート(CeNF含量:30質量%)を作製した。得られたシートから物性測定用試験片を作成し物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
4インチテストロール(90℃)に会合型ポリウレタン(住友精化製「アクペック HUタイプC」、軟化点60℃)28gを巻きつけた後、コットンリンター12g(バッカイ社製)に水48gを添加し、ディスパーで5,000rpmで5分間処理して得た、セルロース繊維を20質量%含有する水分散液を添加し、水を蒸発させながら30分間混練りし繊維複合材料を得た。実施例1と同様にして物性測定用試験片を作成し物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
4インチテストロール(100℃)に共重合ナイロン(エムス社製「グリルテックス D1649AG」、融点90℃)28gを巻きつけた後、市販のセルロースナノファイバー水分散液(ダイセルファインケム株式会社製「セリッシュKY−100G、濃度10質量%」)120gを添加し、水を蒸発させながら30分間混練りし繊維複合材料を得た。実施例1と同様にして物性測定用試験片を作成し物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、セルロースナノファイバーを添加しない以外は実施例1と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例2において、コットンリンターを添加しない以外は実施例2と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例3において、セルロースナノファイバーを添加しない以外は実施例3と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例1で作製した繊維複合材料12gとエチレン酢酸ビニル共重合物(EVA)の加水分解物(東ソー株式会社製、「メルセンH H68224」)28gを4インチテストロールで100℃、10分間混練りし樹脂複合材料を得た。得られた樹脂複合材料を用いて、プレスにて100x100x2mmtのプレスシート(CeNF含量:9質量%)を作製した。得られたシートから物性測定用試験片を作成し物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例4でエチレン酢酸ビニル共重合物(EVA)の加水分解物に代えて共重合ナイロン(エムス社製、「グリルテックス D1649AG」)28gを用いた以外は実施例4と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例2で作製した繊維複合材料12gと無水マレイン酸変成ポリオレフィン28g(三井化学株式会社製、「アドマーPF508」)を4インチテストロールで100℃、10分間混練りし樹脂複合材料を得た。得られた樹脂複合材料を用いて、プレスにて100x100x2mmtのプレスシート(CeNF含量:9質量%)を作製した。得られたシートから物性測定用試験片を作成し物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例4において、実施例1で作製した繊維複合材料12gに代えて、架橋型ポリウレタン(住友精化製「アクアコークTWB」、軟化点60℃)8.4gを用いた以外は実施例4と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例4において、実施例1で作製した繊維複合材料12gに代えて、架橋型ポリウレタン(住友精化製「アクアコークTWB」、軟化点60℃)8.4gを用い、エチレン酢酸ビニル共重合物(EVA)の加水分解物に代えて共重合ナイロン(エムス社製、「グリルテックス D1649AG」)28gを用いた以外は実施例4と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例6において、実施例2で作製した繊維複合材料12gに代えて、会合型ポリウレタン(住友精化製「アクペック HUタイプC」、軟化点60℃)8.4gを用いた以外は実施例6と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
実施例1で作製した繊維複合材料1.33gと架橋型ポリウレタン(住友精化製「アクアコークTWB」、軟化点60℃)18.67gを2軸押出機(レオ・ラボ製、DSM Xplore)で180℃、100rpm、5分間混練し樹脂複合材料を得た。得られた樹脂複合材料を用いて、射出成型機により3点曲げ応力測定用の試験片(CeNF含量:2質量%)を作製し物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例1で作製した繊維複合材料6gとポリプロピレン(PP)(住友化学株式会社製、「ノーブレンAZ564」)12.6gと相溶化剤1.4g(三井化学株式会社製、「アドマーQE800」を2軸押出機(レオ・ラボ製、DSM Xplore)で180℃、100rpm、5分間混練し樹脂複合材料を得た。得られた樹脂複合材料を用いて、射出成型機により3点曲げ応力測定用の試験片(CeNF含量:9質量%)を作製し物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例8において、実施例1で作製した繊維複合材料6gに代えて、実施例3で作製した繊維複合材料6gを用いた以外は実施例8と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例8において、実施例1で作製した繊維複合材料6gに代えて、実施例2で作製した繊維複合材料6gを用いた以外は実施例8と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
架橋型ポリウレタン(住友精化製「アクアコークTWB」、軟化点60℃)を2軸押出機(レオ・ラボ製、DSM Xplore)で180℃、100rpm、5分間混練しセルロース繊維を含まない樹脂複合材料を得た。得られた樹脂複合材料を用いて、射出成型機により3点曲げ応力測定用の試験片を作製し物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例8において、実施例1で作製した繊維複合材料6gに代えて、架橋型ポリウレタン(住友精化製「アクアコークTWB」)6gを用いた以外は実施例8と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例9において、実施例3で作製した繊維複合材料6gに代えて、共重合ナイロン(エムス社製、「グリルテックス D1649AG」)6gを用いた以外は実施例9と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
実施例10において、実施例2で作製した繊維複合材料6gに代えて、会合型ポリウレタン(住友精化製「アクペック HUタイプC」)6gを用いた以外は実施例10と同様に操作し、物性評価を実施した。評価結果を表2に示す。
Claims (6)
- 融点または軟化点が40〜120℃である水溶性または親水性の熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂中に分散されたセルロース繊維とを含有し、前記熱可塑性樹脂は会合型ポリウレタンまたは架橋型ポリウレタンであって、前記会合型ポリウレタンは、ポリアルキレンオキシド化合物と炭素数6〜24の2種の一価の疎水性アルコールとジイソシアネート化合物との反応物である水溶性ポリアルキレンオキシド変性物であり、前記架橋型ポリウレタンは、イソシアネート基を2個以上有する多官能イソシアネート化合物と水酸基を2個以上保有するポリアルキレンオキシドとポリオール化合物との反応物である、繊維複合材料。
- セルロース繊維が含水率30質量%以上の含水物である請求項1に記載の繊維複合材料。
- セルロース繊維の含有量が繊維複合材料全体に対して0.5〜50質量%である請求項1または2に記載の繊維複合材料。
- 融点または軟化点が40〜120℃である水溶性または親水性の熱可塑性樹脂にセルロース繊維を添加し、40〜130℃で混練してセルロース繊維を熱可塑性樹脂中に分散させる繊維複合材料の製造方法であって、前記熱可塑性樹脂は会合型ポリウレタンまたは架橋型ポリウレタンであって、前記会合型ポリウレタンは、ポリアルキレンオキシド化合物と炭素数6〜24の2種の一価の疎水性アルコールとジイソシアネート化合物との反応物である水溶性ポリアルキレンオキシド変性物であり、前記架橋型ポリウレタンは、イソシアネート基を2個以上有する多官能イソシアネート化合物と水酸基を2個以上保有するポリアルキレンオキシドとポリオール化合物との反応物である、繊維複合材料の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維複合材料とマトリックス樹脂とを含む樹脂複合材料。
- 請求項5記載の樹脂複合材料を成形してなる樹脂成形体。
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