JP6005470B2 - Method for producing cellulose fiber-containing resin - Google Patents

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本発明は、セルロース繊維含有樹脂の製造方法、特に、解繊されたセルロース繊維を含む樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a cellulose fiber-containing resin, and more particularly to a method for producing a resin containing fibrillated cellulose fibers.

樹脂製品の物性改良、例えば、弾性率や曲げ強度等の機械的強度の向上や熱膨張率の低減等を目的として、樹脂製品を製造するための樹脂材料に有機物または無機物からなる粒状または繊維状のフィラーを配合することが多い。このようなフィラーとしては、シリカ微粒子や金属微粒子等の微粒子状のものやウィスカータイプのもの等、多様な新素材が開発され、提供されているが、その一方で、入手が容易であって環境に優しいセルロース繊維が注目されている。セルロース繊維は、上記のような物性改良に適しているのに加え、無機物からなる一般的なフィラーの比重が4から6であるのに対して比重が約1.5と小さいことから、無機物のフィラーを用いた場合に比べて樹脂製品の軽量化に貢献しやすい利点を有し、しかも、近年の微細繊維化技術の発展を背景として無機物のフィラーよりも少量の配合で所要の物性の改良を期待できるためである。   For the purpose of improving the physical properties of resin products, for example, improving the mechanical strength such as elastic modulus and bending strength, and reducing the thermal expansion coefficient, the resin material for producing resin products is granular or fibrous made of organic or inorganic substances. Often, this filler is blended. As such fillers, various new materials such as fine particles such as silica fine particles and metal fine particles and whisker type have been developed and provided. Is attracting attention. In addition to being suitable for improving the physical properties as described above, the cellulose fiber has a specific gravity of 4 to 6 compared to a specific gravity of a general filler made of an inorganic material. Compared to the use of fillers, it has the advantage of contributing to weight reduction of resin products, and in addition to the development of fine fiber technology in recent years, the required physical properties can be improved with a smaller amount of compound than inorganic fillers. This is because it can be expected.

フィラーとして用いるセルロース繊維は、解繊することで樹脂材料中での分散性を高める必要がある。一般に、セルロース繊維の解繊は水性媒体中で行われることが多いが、その場合、解繊の進行に伴ってセルロースの水酸基またはメチロール基と水性媒体との間で水素結合力等による相互作用が強くなり、解繊されたセルロース繊維の分散液が増粘するため、セルロース繊維の高濃度の分散液を調製するのが困難である。このため、通常は解繊されたセルロース繊維の濃度が1質量%程度の分散液しか得られず、また、セルロース繊維の解繊程度を犠牲にしたときでも同濃度が5質量%程度の分散液しか得られない。   Cellulose fibers used as fillers need to improve dispersibility in the resin material by defibrating. In general, cellulose fibers are often defibrated in an aqueous medium. In this case, as the defibration progresses, interaction between the hydroxyl group or methylol group of cellulose and the aqueous medium due to hydrogen bonding force or the like occurs. It becomes difficult to prepare a high-concentration dispersion of cellulose fibers because the dispersion of fibrillated cellulose fibers becomes strong and thickens. For this reason, normally, only a dispersion having a fibrillated cellulose fiber concentration of about 1% by mass can be obtained, and a dispersion having the same concentration of about 5% by mass even when sacrificing the degree of cellulose fiber fibrillation is sacrificed. Can only be obtained.

水性媒体を用いて調製した分散液のセルロース繊維を樹脂材料へ配合する場合においては、分散液から水性媒体を蒸発させる必要があるが、分散液におけるセルロース繊維濃度が上述のように1〜5質量%程度であることから、この蒸発作業においてセルロース繊維に対して20〜100倍の水性媒体を蒸発させる必要があり、そのコストは非常に大きくなる。また、この蒸発過程において、解繊したセルロース繊維が凝集する可能性があり、その場合、樹脂材料におけるセルロース繊維の分散性の低下を招く。   In the case of blending the cellulose fiber of the dispersion prepared using an aqueous medium into the resin material, it is necessary to evaporate the aqueous medium from the dispersion, but the cellulose fiber concentration in the dispersion is 1 to 5 mass as described above. Therefore, it is necessary to evaporate an aqueous medium 20 to 100 times the cellulose fiber in this evaporation operation, and the cost becomes very high. Further, in this evaporation process, the fibrillated cellulose fibers may aggregate, and in this case, the dispersibility of the cellulose fibers in the resin material is reduced.

そこで、セルロース繊維と樹脂材料との配合方法に関し、様々な代替方法が提案されている。例えば、特許文献1には、セルロース繊維の水懸濁液中でセルロース繊維を湿式粉砕した後にこの水懸濁液をろ過することで含水繊維集合体を製造し、当該含水繊維集合体に含まれる水を水溶性有機溶媒等の媒介液で置換した後、この媒介液を樹脂や樹脂前駆体等のマトリックス材料の液状物でさらに置換する方法が開示されている。また、特許文献2には、セルロース繊維の分散性と樹脂の溶解性とを備えた溶媒に解繊したセルロース繊維を分散させるとともに樹脂を溶解させて混合した後、溶媒を除去する方法が開示されている。さらに、特許文献3は、セルロース繊維を有機溶媒中で湿式粉砕することで得られた分散液を樹脂材料に配合する方法が開示されている。   Therefore, various alternative methods have been proposed for the method of blending cellulose fibers and resin materials. For example, in Patent Document 1, a water-containing fiber aggregate is produced by wet-pulverizing cellulose fibers in an aqueous suspension of cellulose fibers and then filtering the water suspension, and is included in the water-containing fiber aggregate. A method is disclosed in which after replacing water with a medium such as a water-soluble organic solvent, the medium is further replaced with a liquid material of a matrix material such as a resin or a resin precursor. Patent Document 2 discloses a method of dispersing a cellulose fiber that has been defibrated in a solvent having dispersibility of the cellulose fiber and solubility of the resin, and dissolving and mixing the resin, and then removing the solvent. ing. Furthermore, Patent Document 3 discloses a method of blending a resin material with a dispersion obtained by wet-grinding cellulose fibers in an organic solvent.

特許文献1に記載の方法は、媒介液と置換されたマトリックス材料の液状物を硬化することで樹脂製品を製造することになるため、解繊されたセルロース繊維が均一に分散された樹脂製品を製造するのが困難である。また、特許文献2に記載の方法は、解繊したセルロース繊維を分散した溶媒に樹脂を溶解する際に、溶媒中に分散したセルロース繊維の凝集が生じやすいことから、樹脂に対してセルロース繊維を均一に分散させるのが困難になる。さらに、特許文献3に記載の方法は、セルロース繊維の分散液を樹脂材料に配合する際に、分散液中のセルロース繊維の凝集が生じやすいことから、樹脂に対してセルロース繊維を均一に分散させるのが困難になる。   In the method described in Patent Document 1, since a resin product is manufactured by curing a liquid material of a matrix material replaced with a medium solution, a resin product in which fibrillated cellulose fibers are uniformly dispersed is obtained. It is difficult to manufacture. Moreover, since the method described in Patent Document 2 tends to cause aggregation of the cellulose fibers dispersed in the solvent when the resin is dissolved in the solvent in which the fibrillated cellulose fibers are dispersed, the cellulose fibers are added to the resin. It becomes difficult to disperse uniformly. Furthermore, in the method described in Patent Document 3, the cellulose fibers are uniformly dispersed in the resin because the cellulose fibers in the dispersion are likely to aggregate when the dispersion of the cellulose fibers is blended with the resin material. It becomes difficult.

このように、これらの代替方法によりセルロース繊維が均一に分散した樹脂材料を調製するのは困難であり、これらの代替方法により得られる樹脂材料を用いて得られる樹脂製品は、期待通りに物性が改良されない可能性がある。   Thus, it is difficult to prepare resin materials in which cellulose fibers are uniformly dispersed by these alternative methods, and resin products obtained using resin materials obtained by these alternative methods have physical properties as expected. It may not be improved.

特開2006−241450号公報JP 2006-241450 A 特開2008−024795号公報JP 2008-024795 A 特開2011−006598号公報JP 2011-006598 A

本発明の目的は、水性媒体を用いずに、解繊されたセルロース繊維を樹脂中に均一に分散させることにある。   An object of the present invention is to uniformly disperse fibrillated cellulose fibers in a resin without using an aqueous medium.

本発明は、セルロース繊維を含む樹脂を製造するための方法に関するものであり、この製造方法は、樹脂を調製するために用いられる樹脂前駆体中において原料セルロース繊維を解繊し、セルロース繊維の樹脂前駆体分散液を製造する工程と、樹脂前駆体分散液を重合することで樹脂を調製する工程とを含む。この製造方法では、樹脂前駆体分散液を製造する工程において、セルロース繊維の繊維径が1μmを超えかつ30μm以下になるよう原料セルロース繊維を解繊し、また、樹脂前駆体分散液を重合するときに、樹脂前駆体分散液に対し、樹脂を調製するために必要な、樹脂前駆体分散液に含まれる樹脂前駆体Aとは別の樹脂前駆体Bを混合する。 The present invention relates to a method for producing a resin containing cellulose fibers, and this production method defibrates raw material cellulose fibers in a resin precursor A used for preparing a resin, and It includes a step of producing a resin precursor dispersion and a step of preparing a resin by polymerizing the resin precursor dispersion. In this manufacturing method, when the raw material cellulose fiber is defibrated so that the fiber diameter of the cellulose fiber is more than 1 μm and not more than 30 μm in the step of producing the resin precursor dispersion, and the resin precursor dispersion is polymerized. In addition, a resin precursor B different from the resin precursor A contained in the resin precursor dispersion necessary for preparing the resin is mixed with the resin precursor dispersion.

この製造方法において用いられる原料セルロース繊維の繊維径は、通常、100μm以下が好ましい。また、この製造方法では、通常、樹脂前駆体分散液中におけるセルロース繊維の含有量を1〜30質量%に設定する。 The fiber diameter of the raw material cellulose fiber used in this production method is usually preferably 100 μm or less. Moreover, this manufacturing method, usually, sets the content of the cellulose fibers in wood fat precursor dispersion to 1-30 mass%.

この製造方法において用いられる樹脂前駆体の融点は、通常、100℃以下である。 The melting point of the resin precursor A used in this production method is usually 100 ° C. or lower.

この製造方法において用いられる樹脂前駆体の一例は、グリコール類、グルセロール類およびペンタエリスリトール誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種である。樹脂前駆体の他の例は、エポキシ化合物およびオキセタン化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種である。樹脂前駆体のさらに他の例は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも1種である。 An example of the resin precursor A used in this production method is at least one selected from the group consisting of glycols, glycerols and pentaerythritol derivatives. Another example of the resin precursor A is at least one selected from the group consisting of an epoxy compound and an oxetane compound. Still another example of the resin precursor A is at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester.

他の観点に係る本発明は、セルロース繊維含有樹脂成形体の製造方法に関するものであり、この製造方法は、本発明に係るセルロース繊維含有樹脂の製造方法により得られるセルロース繊維含有樹脂を成形るものである。 Other according to aspect the present invention relates to method for producing a cellulose fiber-containing resin molded body, the manufacturing method, you molded cellulose fiber-containing resin obtained by the method for producing a cellulose fiber-containing resin according to the present invention Is.

本発明に係るセルロース繊維含有樹脂の製造方法は、樹脂を調製するために用いられる樹脂前駆体中において原料セルロース繊維を解繊していることから、解繊されたセルロース繊維を樹脂中に均一に分散することができる。 In the method for producing a cellulose fiber-containing resin according to the present invention, since the raw cellulose fibers are defibrated in the resin precursor A used for preparing the resin, the defibrated cellulose fibers are uniformly contained in the resin. Can be dispersed.

本発明に係るセルロース繊維含有樹脂成形体の製造方法は、本発明の製造方法により得られるセルロース繊維含有樹脂を成形しているため、この製造方法により得られるセルロース繊維含有樹脂成形体はセルロース繊維による物性改良効果が現れやすい。
Since the method for producing a cellulose fiber-containing resin molded product according to the present invention is obtained by molding the cellulose fiber-containing resin obtained by the production method of the present invention, the cellulose fiber-containing resin molded product obtained by this production method is based on cellulose fibers. Easy to improve physical properties.

本発明に係るセルロース繊維含有樹脂の製造方法では、先ず、目的の樹脂を調製するために用いられる樹脂前駆体(樹脂前駆体Aに相当)中において原料セルロース繊維を解繊し、セルロース繊維の樹脂前駆体分散液を製造する。
In the method for producing a cellulose fiber-containing resin according to the present invention, first, a raw material cellulose fiber is defibrated in a resin precursor (corresponding to the resin precursor A) used for preparing a target resin, and a resin of cellulose fiber is obtained. A precursor dispersion is produced.

本工程で用いられる原料セルロース繊維は、セルロースを含有するものであれば、その種類が特に限定されるものではなく、植物に由来のもの(例えば、木材、綿、竹、麻、ジュートまたはケナフ等の植物素材に由来のものや、植物素材を用いて製造された布、パルプ、紙または古紙等に由来のもの。)、海藻類(バロニアやシグサ等)に由来のもの、動物に由来のもの(例えば、ホヤ類等に由来のもの)またはバクテリアに由来のもの(いわゆるバクテリアセルロース)等のいずれに由来のものであってもよい。但し、通常は、入手が容易なことから、植物に由来のセルロース繊維を原料セルロース繊維として用いるのが好ましい。   If the raw material cellulose fiber used at this process contains a cellulose, the kind will not be specifically limited, The thing derived from a plant (For example, wood, cotton, bamboo, hemp, jute, kenaf, etc.) Derived from plant materials, fabrics made from plant materials, pulp, paper or waste paper, etc.), derived from seaweeds (such as valonia and shigusa), derived from animals It may be derived from any one (for example, derived from ascidians) or derived from bacteria (so-called bacterial cellulose). However, since it is usually easy to obtain, it is preferable to use cellulose fibers derived from plants as raw material cellulose fibers.

本工程において用いられる原料セルロース繊維は、通常、繊維径が100μm以下のものが好ましく、50μm以下のものがより好ましい。このような繊維径の原料セルロース繊維は、市販のものが用いられてもよいし、上述のような素材に由来のセルロース材(例えば、市販の溶解パルプやコットンリンターパルプ等)を微粉砕機等を用いて粉砕することで調製したものが用いられてもよい。   In general, the raw material cellulose fiber used in this step preferably has a fiber diameter of 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. As the raw material cellulose fiber having such a fiber diameter, a commercially available one may be used, or a cellulose material (for example, commercially available dissolved pulp or cotton linter pulp) derived from the above-described material is finely pulverized. What was prepared by grind | pulverizing using may be used.

原料セルロース繊維の繊維径は、全ての原料セルロース繊維の繊維径が100μm以下であることを意味するものではなく、使用する原料セルロース繊維の質量を基準とし、その50%以上のセルロース繊維の繊維径が100μm以下であることを意味する。原料セルロース繊維の繊維径は、原料セルロース繊維の適量を試料としてガラス板等の上に配置し、それをマイクロスコープを用いて肉眼により観察することで判定することができる。   The fiber diameter of the raw material cellulose fiber does not mean that the fiber diameter of all the raw material cellulose fibers is 100 μm or less, and the fiber diameter of 50% or more of the cellulose fiber is based on the mass of the raw material cellulose fiber used. Means 100 μm or less. The fiber diameter of the raw material cellulose fiber can be determined by placing an appropriate amount of the raw material cellulose fiber on a glass plate or the like as a sample and observing it with the naked eye using a microscope.

本工程で用いられる樹脂前駆体は、各種の重合反応によりそれ自体でまたは他の樹脂前駆体とともに目的の樹脂を形成し得る材料であって、その中で原料セルロース繊維を解繊可能な液状のものであれば特に限定されるものではなく、通常は各種の単量体、オリゴマーまたはプレポリマーである。   The resin precursor used in this step is a material that can form a target resin by itself or together with other resin precursors by various polymerization reactions, and is a liquid that can fibrillate the raw material cellulose fibers. It is not particularly limited as long as it is, and it is usually various monomers, oligomers or prepolymers.

目的の樹脂は、本発明の製造方法により得られるセルロース繊維含有樹脂を用いて製造する樹脂製品の種類等に応じて適宜選択することができるため、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂(多官能イソシアネート化合物を用いることで変性したアルキレンオキシド樹脂を含む)、ポリラクトン樹脂、ラクトン共重合物樹脂、ポリラクタム樹脂、ラクタム共重合物樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂などである。   The target resin is not particularly limited because it can be appropriately selected according to the type of resin product produced using the cellulose fiber-containing resin obtained by the production method of the present invention. For example, a polyester resin , Polyurethane resins (including alkylene oxide resins modified by using polyfunctional isocyanate compounds), polylactone resins, lactone copolymer resins, polylactam resins, lactam copolymer resins, phenol resins, epoxy resins or acrylic resins. .

ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂を調製するための樹脂前駆体としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1、4−ブタンジオールおよびジエチレングリコールなどのグリコール類、グリセリン、グリセリンエーテルおよびグルセリンエステルなどのグリセロール類、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのペンタエリスリトール誘導体、ジエチレンテレフタレートおよびジブチルテレフタレートなどのフタル酸エステル類が挙げられる。   Examples of the resin precursor for preparing the polyester resin or polyurethane resin include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and diethylene glycol, glycerols such as glycerol, glycerol ether and glycerol ester, And pentaerythritol derivatives such as pentaerythritol triacrylate, and phthalic acid esters such as diethylene terephthalate and dibutyl terephthalate.

ポリラクトン樹脂またはラクトン共重合物樹脂を調製するための樹脂前駆体としては、例えば、プロピオラクトンおよびブチロラクトンなどのラクトン類が挙げられる。ポリラクタム樹脂またはラクタム共重合物樹脂を調製するための樹脂前駆体としては、例えば、バレロラクタムおよびカプロラクタムなどのラクタム類が挙げられる。フェノール樹脂を調製するための樹脂前駆体としては、例えば、フェノール、o−クレゾールおよびm−クレゾールなどのフェノール類が挙げられる。エポキシ樹脂を調製するための樹脂前駆体としては、例えば、エピクロルヒドリン、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルおよびフェニルグリシジルエーテルなどのグリシジル化合物並びにノボラック型エポキシ樹脂、N,N,O−トリグリシジル−m−アミノフェノ−ルおよびN,N,O−4−アミノ−3−メチルフェノールなどのエポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ化合物などのエポキシ化合物、ビス(3−エチル−3−オキセタルメチル)エーテル、2−エチルヘキシルオキセタン、キシリレンビスオキセタンおよび3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン(例えば、東亞合成株式会社の「OXT−221」)などのオキセタン化合物が挙げられる。アクリル樹脂を調製するための樹脂前駆体としては、例えば、アクリル酸およびメタクリル酸の他、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ヒドロキシエチルおよびメタクリル酸ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルが挙げられる。   Examples of the resin precursor for preparing the polylactone resin or lactone copolymer resin include lactones such as propiolactone and butyrolactone. Examples of the resin precursor for preparing the polylactam resin or the lactam copolymer resin include lactams such as valerolactam and caprolactam. Examples of the resin precursor for preparing the phenol resin include phenols such as phenol, o-cresol and m-cresol. Examples of the resin precursor for preparing the epoxy resin include glycidyl compounds such as epichlorohydrin, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether and phenyl glycidyl ether, and novolac type epoxy resins, N, N, O-triglycidyl-m. Epoxy compounds such as polyfunctional epoxy compounds having two or more epoxy groups such as aminophenol and N, N, O-4-amino-3-methylphenol, bis (3-ethyl-3-oxetalmethyl) ether, 2 Oxetane compounds such as -ethylhexyloxetane, xylylenebisoxetane and 3-ethyl-3 {[(3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] methyl} oxetane (for example, "OXT-221" from Toagosei Co., Ltd.) Cited . Examples of the resin precursor for preparing the acrylic resin include acrylic acid and methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, and propyl acrylate. Acrylates and methacrylates such as propyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate and hydroxyethyl methacrylate.

本工程において用いる樹脂前駆体は、融点が100℃以下のもの、特に、常温(25℃)以下のものがより好ましい。樹脂前駆体中で原料セルロース繊維を解繊して分散させるために、樹脂前駆体は液状である必要があるとともに粘性の低いものが適しているため、融点が100℃を超える樹脂前駆体を用いたときは、この工程での原料セルロース繊維の解繊作業が複雑化するか、或いは、困難になる可能性がある。また、融点が100℃を超えると、原料セルロース繊維の解繊中に樹脂前駆体の重合反応や分解反応が進行しやすくなる傾向があるため、本工程の実行が困難になる可能性もある。   The resin precursor used in this step has a melting point of 100 ° C. or lower, more preferably normal temperature (25 ° C.) or lower. In order to defibrate and disperse the raw material cellulose fibers in the resin precursor, the resin precursor needs to be in a liquid state and has a low viscosity, so a resin precursor having a melting point exceeding 100 ° C. is used. If so, the defibrating work of the raw material cellulose fiber in this step may be complicated or difficult. Moreover, since melting | fusing point exceeds 100 degreeC, since there exists a tendency for the polymerization reaction and decomposition reaction of a resin precursor to advance easily during the defibration of raw material cellulose fiber, execution of this process may become difficult.

本工程において、樹脂前駆体は、2種以上のものが併用されてもよい。   In this step, two or more types of resin precursors may be used in combination.

樹脂前駆体に対する原料セルロース繊維の混合割合は、本発明の製造方法により得られるセルロース繊維含有樹脂を用いて製造される樹脂製品に含有させるセルロース繊維量に応じて調整することができる。   The mixing ratio of the raw material cellulose fibers with respect to the resin precursor can be adjusted according to the amount of cellulose fibers contained in the resin product produced using the cellulose fiber-containing resin obtained by the production method of the present invention.

ここで、水性媒体中で原料セルロース繊維を解繊する場合は水性媒体が増粘することから高濃度のセルロース繊維分散液を調製するのが困難であるが、本工程では、原料セルロース繊維の解繊により樹脂前駆体の粘度が高まりにくいことから、樹脂前駆体に対する原料セルロース繊維の混合割合を多く設定することができる。具体的には、本工程で調製する樹脂前駆体分散液中において、原料セルロース繊維の割合を1〜30質量%に設定することができる。但し、原料セルロース繊維をより安定的に解繊できることから、通常、この割合は1〜20質量%に設定するのが好ましく、1〜10質量%に設定するのがより好ましい。原料セルロース繊維の割合が1質量%より少ないと、樹脂製品に対し、セルロース繊維を用いることによる物性改良効果を与えにくくなる可能性がある。逆に、30質量%を超えると、樹脂前駆体中において原料セルロース繊維を均一かつ微細に解繊するのが困難になることから、原料セルロース繊維の解繊効率が低下する可能性があり、また、樹脂前駆体分散液の粘性が高くなることから、次の工程での重合が困難になる可能性がある。   Here, when the raw material cellulose fibers are defibrated in an aqueous medium, it is difficult to prepare a high-concentration cellulose fiber dispersion because the aqueous medium thickens. Since the viscosity of the resin precursor is less likely to increase due to the fine fibers, the mixing ratio of the raw material cellulose fibers to the resin precursor can be set large. Specifically, in the resin precursor dispersion liquid prepared in this step, the ratio of raw material cellulose fibers can be set to 1 to 30% by mass. However, since the raw cellulose fibers can be defibrated more stably, this ratio is usually preferably set to 1 to 20% by mass and more preferably 1 to 10% by mass. If the ratio of the raw material cellulose fibers is less than 1% by mass, it may be difficult to give the effect of improving physical properties by using the cellulose fibers to the resin product. On the contrary, if it exceeds 30% by mass, it becomes difficult to disentangle the raw cellulose fibers uniformly and finely in the resin precursor, so that the defibrating efficiency of the raw cellulose fibers may decrease, Since the viscosity of the resin precursor dispersion becomes high, polymerization in the next step may be difficult.

原料セルロース繊維を樹脂前駆体中で解繊する方法としては、水性媒体中で原料セルロース繊維を解繊する場合と同様の機械的方法を採用することができる。例えば、高圧ホモジナイザー、多軸押出機、石臼タイプなどのグラインダーまたはボールミルを用いる方法を採用することができる。   As a method for defibrating the raw material cellulose fibers in the resin precursor, the same mechanical method as that for defibrating the raw material cellulose fibers in an aqueous medium can be employed. For example, a method using a grinder such as a high-pressure homogenizer, a multi-screw extruder, or a stone mill type or a ball mill can be employed.

本工程において、原料セルロース繊維は、好ましくは、解繊後の微細なセルロース繊維の繊維径が1μmを超えかつ30μm以下になるよう解繊する。より好ましくは、同繊維径が1μmを超えかつ20μm以下になるように解繊する。これにより、解繊されたセルロース繊維は、樹脂前駆体中において均一にかつ安定的に分散し得る。解繊後の繊維径が1μm以下の場合は、樹脂前駆体分散液における解繊後のセルロース繊維の分散性が低下しやすくなるため、原料セルロース繊維に対して分散性を高めるための表面処理等の特殊な処理を適用しない限り、樹脂前駆体に対するセルロース繊維の分散性を高めるのが困難になる可能性がある。逆に、解繊後の繊維径が30μmを超える場合は、分散性が悪くなり期待通りの物性がでない可能性がある。   In this step, the raw material cellulose fiber is preferably defibrated so that the fiber diameter of the fine cellulose fiber after defibration exceeds 1 μm and is 30 μm or less. More preferably, the fiber is defibrated so that the fiber diameter exceeds 1 μm and is 20 μm or less. Thereby, the fibrillated cellulose fiber can be uniformly and stably dispersed in the resin precursor. When the fiber diameter after defibration is 1 μm or less, the dispersibility of the cellulose fiber after defibration in the resin precursor dispersion is likely to be lowered, and thus surface treatment for increasing dispersibility with respect to the raw material cellulose fiber, etc. Unless the special treatment is applied, it may be difficult to increase the dispersibility of the cellulose fibers in the resin precursor. On the other hand, when the fiber diameter after defibration exceeds 30 μm, the dispersibility may deteriorate and the expected physical properties may not be obtained.

解繊後のセルロース繊維の繊維径が上記範囲になるよう原料セルロース繊維を解繊する場合、解繊後のセルロース繊維の全ての繊維径が上記範囲にある必要はなく、解繊後のセルロース繊維の大部分、具体的には、使用した原料セルロース繊維の50質量%以上に相当するセルロース繊維の繊維径が上記範囲にあればよい。解繊後のセルロース繊維の繊維径は、樹脂前駆体分散液の一部を試料としてガラス板上に薄く塗布し、それをマイクロスコープを用いて肉眼により観察することで判定することができる。   When the raw cellulose fiber is defibrated so that the fiber diameter of the cellulose fiber after defibration is in the above range, it is not necessary that all the fiber diameters of the cellulose fiber after defibration are in the above range, and the cellulose fiber after defibration Most specifically, the fiber diameter of the cellulose fiber corresponding to 50% by mass or more of the raw material cellulose fiber used may be in the above range. The fiber diameter of the cellulose fiber after defibration can be determined by thinly applying a part of the resin precursor dispersion on a glass plate as a sample and observing it with the naked eye using a microscope.

本工程では、目的の樹脂の種類に応じ、2種以上の樹脂前駆体分散液を調製することもできる。例えば、本発明の製造方法によりセルロース繊維を含有するポリエステル樹脂を製造する場合においては、樹脂前駆体としてのグリコール類、グルセロール類およびペンタエリスリトール誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種のポリオール化合物中において原料セルロース繊維を解繊することで第1の樹脂前駆体分散液を調製するとともに、樹脂前駆体としてのフタル酸エステル類中において原料セルロース繊維を解繊することで第2の樹脂前駆体分散液を調製することができる。   In this step, two or more types of resin precursor dispersions can be prepared according to the type of the target resin. For example, in the case of producing a polyester resin containing cellulose fibers by the production method of the present invention, in at least one polyol compound selected from the group consisting of glycols, glycerols and pentaerythritol derivatives as resin precursors The first resin precursor dispersion is prepared by defibrating the raw material cellulose fiber in Step 2, and the second resin precursor dispersion is obtained by defibrating the raw material cellulose fiber in the phthalates as the resin precursor. A liquid can be prepared.

また、例えばアクリル樹脂を調製する場合において、樹脂前駆体としてアクリル酸またはメタクリル酸とアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとを併用するようなとき、原料セルロース繊維の解繊効率をより高めることが可能であれば、アクリル酸またはメタクリル酸中において原料セルロース繊維を解繊することで第1の樹脂前駆体分散液を調製するとともに、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル中において原料セルロース繊維を解繊することで別の第2の樹脂前駆体分散液を調製することもできる。   For example, when preparing acrylic resin, when acrylic acid or methacrylic acid and acrylic acid ester or methacrylic acid ester are used in combination as the resin precursor, it is possible to further improve the fibrillation efficiency of the raw material cellulose fiber. If there is, the first resin precursor dispersion is prepared by defibrating the raw cellulose fibers in acrylic acid or methacrylic acid, and the raw cellulose fibers are defibrated in the acrylic ester or methacrylic ester. Another second resin precursor dispersion can also be prepared.

本発明の製造方法では、次に、得られた樹脂前駆体分散液を重合することで目的の樹脂を調製する。これにより、目的のセルロース繊維含有樹脂が得られる。   In the production method of the present invention, the desired resin is then prepared by polymerizing the obtained resin precursor dispersion. Thereby, the target cellulose fiber containing resin is obtained.

本工程において重合する樹脂前駆体分散液は、それ自体で目的の樹脂を調製可能であれば単独のものであってもよいし、目的の樹脂の調製のために必要であれば2種以上のものを組合せたものであってもよい。例えば、先の工程において2種以上の樹脂前駆体分散液を調製したときは、本工程での重合に際し、調製した2種以上の樹脂前駆体分散液を混合することができる。   The resin precursor dispersion polymerized in this step may be a single one as long as the target resin can be prepared by itself, or two or more kinds if necessary for the preparation of the target resin. A combination of these may be used. For example, when two or more types of resin precursor dispersions are prepared in the previous step, the prepared two or more types of resin precursor dispersions can be mixed in the polymerization in this step.

また、本工程において、樹脂前駆体分散液は、目的の樹脂を調製するために必要な他の材料、例えば、樹脂前駆体分散液に含まれる樹脂前駆体と反応することで目的の樹脂を調製可能な、樹脂前駆体分散液に含まれる樹脂前駆体とは別の樹脂前駆体(樹脂前駆体Bに相当し、通常は、各種の単量体、オリゴマーまたはプレポリマー)、高分子材料、溶媒または各種の添加剤(例えば、重合開始剤、重合触媒、変性剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、耐侯安定剤、可塑剤、難燃剤または抗菌剤等)を混合することもできる。ここで混合する他の材料は、2種以上のものであってもよい。 In this step, the resin precursor dispersion is prepared by reacting with other materials necessary for preparing the target resin, for example, the resin precursor contained in the resin precursor dispersion. Possible resin precursors different from the resin precursors contained in the resin precursor dispersion ( corresponding to the resin precursor B, usually various monomers, oligomers or prepolymers), polymer materials, solvents Or various additives (for example, polymerization initiator, polymerization catalyst, modifier, antioxidant, antistatic agent, UV absorber, heat stabilizer, anti-glare stabilizer, plasticizer, flame retardant or antibacterial agent) You can also Two or more kinds of other materials may be mixed here.

本工程での重合方法は、特に限定されるものではなく、使用する樹脂前駆体の種類に応じて付加重合、重縮合または付加縮合などの各種の重合方法によることができる。   The polymerization method in this step is not particularly limited, and can be performed by various polymerization methods such as addition polymerization, polycondensation, or addition condensation depending on the type of the resin precursor to be used.

本工程での重合により得られる樹脂中のセルロース繊維の含有率は、例えば樹脂製品の機械的強度の向上や熱膨張率の抑制等の目的でセルロース繊維を利用する場合、1〜20質量%に設定するのが好ましく、2〜15質量%に設定するのがより好ましく、3〜10質量%に設定するのがさらに好ましい。   When the cellulose fiber is used for the purpose of, for example, improving the mechanical strength of the resin product or suppressing the thermal expansion coefficient, the content of the cellulose fiber in the resin obtained by polymerization in this step is 1 to 20% by mass It is preferably set, more preferably 2 to 15% by mass, and even more preferably 3 to 10% by mass.

本工程により得られるセルロース繊維含有樹脂は、各種の樹脂製品の製造材料として用いることができ、プレス成形、射出成形または押出成形などの各種の成形方法により所要の形状に成形することができる。このセルロース繊維含有樹脂により得られる成形体である樹脂製品は、セルロース繊維が均一に分散した状態にあるため、セルロース繊維による機械的強度の向上や熱膨張率の低減等の、期待された物性の改良効果が均質的に付与され得る。このため、この樹脂製品は、自動車用資材や建築用資材に代表される各種の工業分野の資材として、幅広く用いることができる。   The cellulose fiber-containing resin obtained in this step can be used as a production material for various resin products, and can be molded into a required shape by various molding methods such as press molding, injection molding, or extrusion molding. The resin product, which is a molded product obtained from this cellulose fiber-containing resin, is in a state where the cellulose fibers are uniformly dispersed. Therefore, the expected physical properties such as improvement of mechanical strength and reduction of thermal expansion coefficient due to cellulose fibers are obtained. The improvement effect can be imparted uniformly. For this reason, this resin product can be widely used as various industrial fields such as automobile materials and building materials.

以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例等によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
溶解パルプ(日本製紙ケミカル株式会社の「NDPS」)を微粉砕機(株式会社ホーライ社のメッシュミル、型番「HA−2542」、スクリーン径0.35mmφ)を用いて粉砕し、原料セルロース繊維を得た(繊維径30μm)。得られた原料セルロース繊維20質量部とエチレンレングリコール(脱水)(和光純薬工業株式会社の試薬1級)80質量部とを遊星ボールミル(株式会社レッチェの型番「Type PM100」)に仕込み、回転数300rpmで6時間処理することで原料セルロース繊維を解繊した。これにより、エチレンゴリコール中にセルロース繊維が均一に分散された分散液を得た。分散液中のセルロース繊維の繊維径は、10μmであった。
Example 1
Dissolving pulp (“NDPS” from Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) was pulverized using a fine crusher (Horai Co., Ltd. mesh mill, model number “HA-2542”, screen diameter 0.35 mmφ) to obtain raw cellulose fibers (Fiber diameter 30 μm). 20 parts by mass of the raw material cellulose fiber and 80 parts by mass of ethylene glycol (dehydrated) (reagent grade 1 of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were charged into a planetary ball mill (Lecce ’s model number “Type PM100”) and rotated. The raw material cellulose fiber was defibrated by processing at several 300 rpm for 6 hours. Thereby, a dispersion liquid in which cellulose fibers were uniformly dispersed in ethylene glycol was obtained. The fiber diameter of the cellulose fiber in the dispersion was 10 μm.

なお、原料セルロース繊維および分散液中のセルロース繊維の繊維径は、原料セルロース繊維または分散液の一部を試料としてガラス板上に薄く配置または塗布し、デジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンスの型番「VHX−600」)を用いて肉眼で観察することにより判定した。これは、後記する他の実施例および比較例においても同様である。   In addition, the fiber diameter of the raw material cellulose fiber and the cellulose fiber in the dispersion liquid is thinly arranged or coated on a glass plate using a part of the raw material cellulose fiber or the dispersion liquid as a sample, and the digital microscope (Keyence Corporation model number “VHX” is used. -600 ") to determine with the naked eye. The same applies to other examples and comparative examples described later.

内容積0.6Lの卓上ニーダー(株式会社入江商会の型番「PBV−0.6」)の系内に窒素ガスを4m/hrの流量で通気し、得られた分散液75g(エチレングリコール60g(0.97モル)に対してセルロース繊維15gが均一に分散したもの)とポリエチレングリコール20000(和光純薬工業株式会社の試薬1級)75g(0.0038モル)とを仕込んだ。上記流量で窒素ガスを通気させた状態下において、卓上ニーダーの内容物を温度140℃、回転数70rpmで2時間処理し、内容物中の水分を除去した。そして、内容物に対して重合触媒としてジオクチルスズジラウレート0.3gを注射器で添加した後、ジシクロヘキシルメタン−4,4−ジイソシアネート152.79g(0.58モル)をさらに添加し、温度140℃、回転数70rpmで1時間反応させた。これにより、セルロース繊維含有変性アルキレンオキシド樹脂を得た。 Nitrogen gas was vented at a flow rate of 4 m 3 / hr through a 0.6 kL table kneader (model number “PBV-0.6” manufactured by Irie Shokai Co., Ltd.), and 75 g of the resulting dispersion (60 g of ethylene glycol) Cellulose fibers (15 g uniformly dispersed with respect to 0.97 mol) and polyethylene glycol 20000 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade 1) 75 g (0.0038 mol) were charged. The contents of the table kneader were treated at a temperature of 140 ° C. and a rotation speed of 70 rpm for 2 hours under a state where nitrogen gas was passed at the above flow rate to remove moisture in the contents. Then, after adding 0.3 g of dioctyltin dilaurate as a polymerization catalyst to the contents with a syringe, 152.79 g (0.58 mol) of dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate was further added, and the temperature was 140 ° C. The reaction was performed at several 70 rpm for 1 hour. Thereby, a cellulose fiber-containing modified alkylene oxide resin was obtained.

卓上ニーダーから取り出した餅状のセルロース繊維含有変性アルキレンオキシド樹脂を100mm×100mm×3mmtの金枠に仕込み、小型熱プレス(アズワン株式会社の型番「HA−2003」)を用いて室温で成形し、予備成形シートを作製した。40Tプレス(ゴンノ製作所製)を用いて得られた予備成形シートを120℃、2MPaの条件で5分間プレスし、100mm×100mm×2mmtのプレスシート(セルロース繊維含有量:4.95質量%)を作製した。   A basket-like cellulose fiber-containing modified alkylene oxide resin taken out from a table kneader is charged into a 100 mm × 100 mm × 3 mmt metal frame and molded at room temperature using a small heat press (model number “HA-2003” manufactured by ASONE Corporation). A preformed sheet was prepared. A preformed sheet obtained using a 40T press (manufactured by Gonno Seisakusho) was pressed at 120 ° C. and 2 MPa for 5 minutes to obtain a 100 mm × 100 mm × 2 mmt press sheet (cellulose fiber content: 4.95% by mass). Produced.

比較例1
原料セルロース繊維を用いずに実施例1と同様の操作をし、セルロース繊維を含まない変性アルキレンオキシド樹脂を製造した。そして、この変性アルキレンオキシド樹脂を用い、実施例1と同様にして100mm×100mm×2mmtのプレスシートを作製した。
Comparative Example 1
The same operation as in Example 1 was carried out without using raw material cellulose fibers to produce a modified alkylene oxide resin containing no cellulose fibers. And using this modified | denatured alkylene oxide resin, it carried out similarly to Example 1, and produced the press sheet of 100 mm x 100 mm x 2 mmt.

実施例2
コットンリンターパルプ(バッカイ・テクノロジーズ社製)を微粉砕機(株式会社ホーライ社のメッシュミル、型番「HA−2542」、スクリーン径0.35mmφ)を用いて粉砕し、原料セルロース繊維を得た(繊維径20μm)。ディスパー(プライミクス株式会社の型番「T.K.AUTO MIXER AZ−20」)を用いて得られた原料セルロース繊維5質量部とオキセタン化合物(3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン:東亞合成株式会社の「OXT−221」)95質量部とを回転数5000rpmで5分間攪拌し、混合した。得られた混合物を遊星ボールミル(株式会社レッチェの型番「Type PM100」)に仕込み、回転数300rpmで6時間処理することで原料セルロース繊維を解繊した。これにより、オキセタン化合物中にセルロース繊維が均一に分散された分散液を得た。分散液中のセルロース繊維の繊維径は、1μmであった。
Example 2
Cotton linter pulp (manufactured by Baccai Technologies) was pulverized using a fine pulverizer (mesh mill manufactured by Horai Co., Ltd., model number “HA-2542”, screen diameter 0.35 mmφ) to obtain raw material cellulose fibers (fibers) Diameter 20 μm). 5 parts by mass of a raw material cellulose fiber obtained using Disper (model number “TK AUTO MIXER AZ-20” manufactured by Primix Co., Ltd.) and an oxetane compound (3-ethyl-3 {[(3-ethyloxetane-3- Yl) methoxy] methyl} oxetane: “OXT-221” manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and 95 parts by mass were stirred at a rotational speed of 5000 rpm for 5 minutes and mixed. The obtained mixture was charged into a planetary ball mill (model number “Type PM100” manufactured by Lecce Co., Ltd.) and treated at a rotational speed of 300 rpm for 6 hours to defibrate the raw cellulose fibers. Thereby, a dispersion liquid in which cellulose fibers were uniformly dispersed in the oxetane compound was obtained. The fiber diameter of the cellulose fiber in the dispersion was 1 μm.

内容積0.6Lの卓上ニーダー(株式会社入江商会の型番「PBV−0.6」)に得られた分散液200g(オキセタン化合物190gに対してセルロース繊維10gが均一に分散したもの)を仕込んだ。これに、エポキシ化合物(3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート:株式会社ダイセルの「CEL2021P」)67gを室温で添加して混合した後、その混合物の温度を80℃に加熱して重合開始剤(三新化学工業株式会社の「サンエイドSI−100L」)16gをさらに添加した。卓上ニーダーの内容物の温度を段階的に180℃まで昇温しながら回転数50rpmで5.5時間重合反応し、セルロース繊維含有エポキシ樹脂を得た。   200 g of a dispersion (obtained by uniformly dispersing 10 g of cellulose fibers with respect to 190 g of the oxetane compound) was charged in a desktop kneader (model number “PBV-0.6” manufactured by Irie Shokai Co., Ltd.) having an internal volume of 0.6 L. . To this, 67 g of an epoxy compound (3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate: “CEL2021P” manufactured by Daicel Corporation) was added and mixed at room temperature, and then the temperature of the mixture was changed to 80. The polymer was further heated to 16 ° C. and 16 g of a polymerization initiator (“San-Aid SI-100L” from Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) was further added. While raising the temperature of the contents of the table kneader stepwise to 180 ° C., a polymerization reaction was carried out at a rotation speed of 50 rpm for 5.5 hours to obtain a cellulose fiber-containing epoxy resin.

卓上ニーダーから取り出したセルロース繊維含有エポキシ樹脂を180℃で物性測定用のダンベル2号金型に流し込み、室温まで冷却して硬化させた。これにより、厚み1mmのシート(セルロース繊維含有量:3.5質量%)を得た。   The cellulose fiber-containing epoxy resin taken out from the table kneader was poured into a dumbbell No. 2 mold for measuring physical properties at 180 ° C., and cooled to room temperature to be cured. This obtained the sheet | seat (cellulose fiber content: 3.5 mass%) of thickness 1mm.

比較例2
原料セルロース繊維を用いずに実施例2と同様の操作をし、セルロース繊維を含まないエポキシ樹脂を得た。そして、このエポキシ樹脂を用い、実施例2と同様にして厚み1mmのシートを作製した。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 2 was performed without using the raw material cellulose fiber, to obtain an epoxy resin containing no cellulose fiber. Then, using this epoxy resin, a sheet having a thickness of 1 mm was produced in the same manner as in Example 2.

評価1
実施例1、2および比較例1、2でそれぞれ得られた樹脂成形体(シート)について、引張試験を実施した。
Evaluation 1
Tensile tests were performed on the resin molded bodies (sheets) obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, respectively.

実施例1および比較例1で得られた樹脂成形体については、JIS K7161に準拠し、下記の試験片および測定装置を用いて引張応力(5%ひずみ時および10%ひずみ時の引張応力)、破断応力(破断時の引張応力)および破断ひずみ(破断時の伸び)を測定した。結果を表1に示す。   About the resin molding obtained in Example 1 and Comparative Example 1, in accordance with JIS K7161, tensile stress (tensile stress at 5% strain and 10% strain) using the following test piece and measuring device, The breaking stress (tensile stress at break) and breaking strain (elongation at break) were measured. The results are shown in Table 1.

試験片:樹脂成形体(プレスシート)から作製した1BA形の小形試験片
測定器:株式会社島津製作所の「オートグラフ AGS−J型」
Test piece: 1BA type small test piece made from resin molded body (press sheet) Measuring instrument: “Autograph AGS-J type” manufactured by Shimadzu Corporation

一方、実施例2および比較例2で得られた樹脂成形体については、JIS K7113に準拠し、下記の試験片および測定装置を用いて引張強度(破断時の引張強度)、伸び率(破断時の伸び)を測定した。結果を表1に示す。   On the other hand, the resin moldings obtained in Example 2 and Comparative Example 2 are based on JIS K7113, and using the following test piece and measuring device, tensile strength (tensile strength at break), elongation (at break) Elongation) was measured. The results are shown in Table 1.

試験片:実施例2または比較例2において得られたシート
測定器:株式会社島津製作所の「オートグラフ AGS−J型」
Test piece: Sheet measuring instrument obtained in Example 2 or Comparative Example 2: "Autograph AGS-J type" manufactured by Shimadzu Corporation

Figure 0006005470
Figure 0006005470

実施例3
溶解パルプ(日本製紙ケミカル株式会社の「LDP−R」)を超遠心粉砕機(株式会社レッチェの型番「ZM200型」、スクリーン径0.12mmφ)を用いて粉砕し、原料セルロース繊維を得た(繊維径40μm)。得られた原料セルロース繊維10質量部とアクリル酸(和光純薬工業株式会社の試薬特級)90質量部とを遊星ボールミル(株式会社レッチェの型番「Type PM100」)に仕込み、回転数300rpmで6時間処理することで原料セルロース繊維を解繊した。これにより、アクリル酸中にセルロース繊維が均一に分散された分散液を得た。分散液中のセルロース繊維の繊維径は、20μmであった。
Example 3
Dissolving pulp (“LDP-R” from Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) was pulverized using an ultracentrifugal crusher (model number “ZM200 type” from Lecce Co., Ltd., screen diameter 0.12 mmφ) to obtain raw material cellulose fibers ( Fiber diameter 40 μm). 10 parts by mass of the raw material cellulose fiber and 90 parts by mass of acrylic acid (special grade of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were charged into a planetary ball mill (Lecce ’s model number “Type PM100”), and rotated at 300 rpm for 6 hours. The raw material cellulose fiber was defibrated by processing. Thereby, a dispersion liquid in which cellulose fibers were uniformly dispersed in acrylic acid was obtained. The fiber diameter of the cellulose fiber in the dispersion was 20 μm.

撹拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた500ml容の四つ口フラスコに、得られた分散液50g(アクリル酸45g(0.625モル)に対してセルロース繊維5gが均一に分散したもの)、ペンタエリスリトールアリルエーテル0.225g、2,2’−アゾビスメチルイソブチレート0.081g(0.00035モル)、ヘプタン121.8g(179.1ml)および酢酸エチル40.3g(44.8ml)を仕込んだ。四つ口フラスコの内容物を均一に撹拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒中に存在している酸素を除去するために、内容物中に窒素ガスを吹き込んだ。そして、窒素雰囲気下で内容物を60〜65℃に保持し、4時間重合反応させた。   In a 500 ml four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen blowing tube and cooling tube, 5 g of cellulose fiber is uniformly dispersed with respect to 50 g of the obtained dispersion (45 g (0.625 mol) of acrylic acid). ), 0.225 g of pentaerythritol allyl ether, 0.081 g (0.00035 mol) of 2,2′-azobismethylisobutyrate, 121.8 g (179.1 ml) of heptane and 40.3 g of ethyl acetate (44 .8 ml) was charged. After the contents of the four-necked flask were uniformly stirred and mixed, nitrogen gas was blown into the contents in order to remove oxygen present in the upper space of the reaction vessel, the raw materials, and the solvent. And the content was hold | maintained at 60-65 degreeC under nitrogen atmosphere, and was made to superpose | polymerize for 4 hours.

反応終了後、生成したスラリーを90℃に加熱することでノルマルヘキサンを留去し、さらに110℃、10mmHgの条件で8時間減圧乾燥することにより、白色粗粒状のセルロース繊維含有アクリル樹脂(カルボキシビニルポリマー)50gを得た。   After completion of the reaction, the produced slurry is heated to 90 ° C. to distill off normal hexane, and further dried under reduced pressure at 110 ° C. and 10 mmHg for 8 hours to obtain a white coarse granular cellulose fiber-containing acrylic resin (carboxyvinyl). Polymer) 50g was obtained.

比較例3
原料セルロース繊維を用いずに実施例3と同様の操作をし、セルロース繊維を含まないアクリル樹脂を得た。
Comparative Example 3
The same operation as in Example 3 was carried out without using the raw material cellulose fiber to obtain an acrylic resin containing no cellulose fiber.

評価2
実施例3および比較例3でそれぞれ得られたアクリル樹脂を用いて中和粘稠液を調製し、その評価をした。具体的には、500mL容のビーカーにイオン交換水298.5gを入れ、イオン交換水の温度を25℃に調整した。4枚羽根パドル(翼径:50mm)を備えた攪拌機を用いてこのビーカー内のイオン交換水を回転速度300rpmで攪拌し、実施例3または比較例3で得られたアクリル樹脂1.5gを投入して1時間分散させた。その後、0.5質量%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH7に中和し、中和粘稠液を調製した。
Evaluation 2
A neutralized viscous liquid was prepared using the acrylic resins obtained in Example 3 and Comparative Example 3 and evaluated. Specifically, 298.5 g of ion exchange water was put into a 500 mL beaker, and the temperature of the ion exchange water was adjusted to 25 ° C. Using a stirrer equipped with a four-blade paddle (blade diameter: 50 mm), ion-exchanged water in this beaker was stirred at a rotational speed of 300 rpm, and 1.5 g of the acrylic resin obtained in Example 3 or Comparative Example 3 was added. And dispersed for 1 hour. Then, it neutralized to pH 7 using 0.5 mass% sodium hydroxide aqueous solution, and prepared the neutralization viscous liquid.

調製した中和粘稠液について、アイテクノエンジニアリング株式会社の「カードメーター ME303型」を用いて硬さ(流動させられることに対する抵抗力として表される。)、破断力(破断荷重:弾性力の限界に対し、弾性体の破壊される力を指す。)、粘稠度(試料を感圧軸で流動させることに対して摩擦力の形で働く見かけの粘性であり、流動する速度に比例した応力の形で表される。)および粘度を測定した。測定条件は次のとおりである。結果を表2に示す。   About the prepared neutralized viscous liquid, it is hardness (expressed as resistance to being made to flow) using "Card Meter ME303 type" of iTechno Engineering Co., Ltd., breaking force (breaking load: elastic force The limit is the force that the elastic body breaks.) Viscosity (the apparent viscosity that acts in the form of frictional force against the sample flowing on the pressure-sensitive axis, proportional to the flow rate) Expressed in the form of stress) and the viscosity was measured. The measurement conditions are as follows. The results are shown in Table 2.

試験容器:200mlビーカー
測定条件:荷重200g、感圧軸16mm、スピード7秒/インチ
Test container: 200 ml beaker Measurement conditions: load 200 g, pressure sensitive axis 16 mm, speed 7 sec / inch

Figure 0006005470
Figure 0006005470

Claims (8)

セルロース繊維を含む樹脂を製造するための方法であって、
前記樹脂を調製するために用いられる樹脂前駆体中において原料セルロース繊維を解繊し、セルロース繊維の樹脂前駆体分散液を製造する工程と、
前記樹脂前駆体分散液を重合することで前記樹脂を調製する工程とを含み
前記樹脂前駆体分散液を製造する工程において、前記セルロース繊維の繊維径が1μmを超えかつ30μm以下になるよう前記原料セルロース繊維を解繊し、
前記樹脂前駆体分散液を重合するときに、前記樹脂前駆体分散液に対し、前記樹脂を調製するために必要な、前記樹脂前駆体分散液に含まれる樹脂前駆体Aとは別の樹脂前駆体Bを混合する、
セルロース繊維含有樹脂の製造方法。
A method for producing a resin containing cellulose fibers,
In the resin precursor A used to prepare the resin, a process of defibrating the raw material cellulose fibers and producing a resin precursor dispersion of cellulose fibers;
And a step of preparing the resin by polymerizing the resin precursor dispersion,
In the step of producing the resin precursor dispersion, the raw cellulose fibers are defibrated so that the fiber diameter of the cellulose fibers exceeds 1 μm and is 30 μm or less,
When polymerizing the resin precursor dispersion, a resin precursor different from the resin precursor A contained in the resin precursor dispersion necessary for preparing the resin with respect to the resin precursor dispersion Mixing body B,
A method for producing a cellulose fiber-containing resin.
原料セルロース繊維の繊維径が100μm以下である、請求項1に記載のセルロース繊維含有樹脂の製造方法。   The manufacturing method of the cellulose fiber containing resin of Claim 1 whose fiber diameter of raw material cellulose fiber is 100 micrometers or less. 前記樹脂前駆体分散液中における前記セルロース繊維の含有量を1〜30質量%に設定する、請求項1または2に記載のセルロース繊維含有樹脂の製造方法。 The manufacturing method of the cellulose fiber containing resin of Claim 1 or 2 which sets content of the said cellulose fiber in the said resin precursor dispersion liquid to 1-30 mass%. 樹脂前駆体Aの融点が100℃以下である、請求項1からのいずれかに記載のセルロース繊維含有樹脂の製造方法。 The manufacturing method of the cellulose fiber containing resin in any one of Claim 1 to 3 whose melting point of the resin precursor A is 100 degrees C or less. 樹脂前駆体Aは、グリコール類、グルセロール類およびペンタエリスリトール誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種である、請求項1からのいずれかに記載のセルロース繊維含有樹脂の製造方法。 The method for producing a cellulose fiber-containing resin according to any one of claims 1 to 4 , wherein the resin precursor A is at least one selected from the group consisting of glycols, glycerols and pentaerythritol derivatives. 樹脂前駆体Aは、エポキシ化合物およびオキセタン化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種である、請求項1からのいずれかに記載のセルロース繊維含有樹脂の製造方法。 The method for producing a cellulose fiber-containing resin according to any one of claims 1 to 4 , wherein the resin precursor A is at least one selected from the group consisting of an epoxy compound and an oxetane compound. 樹脂前駆体Aは、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた少なくとも1種である、請求項1からのいずれかに記載のセルロース繊維含有樹脂の製造方法。 The method for producing a cellulose fiber-containing resin according to any one of claims 1 to 4 , wherein the resin precursor A is at least one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester. . 請求項1からのいずれかに記載の製造方法により得られるセルロース繊維含有樹脂を成形する、セルロース繊維含有樹脂成形体の製造方法 Molding a cellulose fiber-containing resin obtained by the production method according to any one of claims 1 to 7, The method for producing a cellulose fiber-containing resin molded product.
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