JPS59124934A - 高分子材料の微粉化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明１ｒ！、、高分子材料の微粉化方法に関する。

更に詳しくは、本発明は、反応性官能基を有する高分子
材料を該官能基と反応する２以上の官能基を有する化合
物で処理および加熱して架橋反応させた後粉砕する該方
法に関する。

高分子機料の微粉には、従来様々の用途がある。その一
つは熱硬化性樹脂への充填本（漸増力（材）である。例
えば、フェノール樹脂若しくは尿素６４脂を用いて成形
品を製造するに際しては、多量の高分子材料製の充填材
例えば、木粉。

ヤシ殻粉若しくはパルプ粉末が配合されている。

近年は熱硬化樹脂のみでなく必要に応じて熱可塑性樹脂
に対しても多針の高分子材料製充力賀利が配合されるよ
うになった。

上述のようなセルロース系高分子月料の″ｙｉ粉末を製
造するには、該材料を乾燥して機械的に粉砕するのが通
常の方法である。しかし、この方法は、粉砕効率が低く
動力を多量に消費する欠点がある。この欠点を克服する
ために次の諸方法が提案されている。すなわち、イ、該
材料の粉砕時に無機酸、アルカリ若しくは塩を適量加え
て粉砕し粉砕後被粉砕物を洗滌して該無機１）？、等を
除去する方法口、粉砕助剤として非イオン系界面活性剤
を使用する方法（特公昭５０−１１４１号）、ハ、仝じ
く高級脂肪酸、そのアルカリ塩若しくはそのアルカリ土
類金属塩を使用する方法（特公昭５０−１１４２号）が
提案されていル、、また、二、対象物に放射線を照射後
粉砕する方法（特公昭４８−２３５４．０号）もある。

しかしながら、前述イ〜ノ飄の方法は；未だ微粉砕効果
が不十分であｐ、前述二、の方法は、別途照射設備を要
し、かつ、微粉砕物の重合度低下も者しい。

微粉砕を要する５′反応性基を有する高分子材料″はセ
ルロース系に限られず、植物質では、米類、トウモロコ
シなどの穀類、ばれいしよ。

甘藷などの芋類、各種の澱粉質材料、若しくは柑橘類の
果皮に代表されるペクチン質材料等がある。、また、動
物質では、皮革材料、カゼイン。

ニカワ、ゼラチン、乾燥魚、乾燥抽若しくは乾燥動物肉
がある。その他の生物系材料では、たとえば、乾燥した
海藻、キノコ類、クロレラのような有用物のほか、各種
排水を活性汚泥法によシ処理した際発生する余剰汚泥な
どがある。

さらに合成高分子材料では、各種の熱硬化性、熱可塑性
プラスチック成形品若しくは合成繊維製造時の不良品使
用後の廃棄物例７えばフェノール樹脂、尿素樹脂、ポリ
ビニルアルコール等に係る物がある。

本発明者は、上述のような動、植物その他の生物系若し
くは合成高分子材料であって反応性官能基を有するもの
を効率よく粉砕する方法について鋭意研究した。その結
果、これらの材料を一定の架橋剤で処理後加熱して架橋
反応させた後粉砕すれば粉砕効率が非処理品または公知
方法で処理したものに較べて飛躍的に向上し目的とする
各種材料の微粉化を達成できることを知って本発明を完
成した。

以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、反応
性官能基金有する高分−７機料（以下反応性高分子制料
ということがある）を効率よ目的は、以下の記述から明
らかにされる。

本発明は、下記（１）〜（４）の構成を有する。

（１）反応性官能基を有する高分子制料を該官能基と反
応する２以上の官能基を廟する化合物で処理後加熱して
架橋反応させ該架橋反応物を粉砕することを特徴とする
高分子材料の微粉化方法。

（２）２以上の官能基を有する化合物が、　０ １１１ 一般式　Ａ−Ｃ−Ｃ−Ｂ たソし、Ａ若しくはＢは、それぞれ１］、炭素数１〜１
２のアルキル若しくは炭素数７〜１２のアラルキルであ
る前記第（１）項に記載の微粉仕方法。

（３）反応性官能基を有する高分子材料の処理をｐＩ（
７以下で行う前記第（１）項に記載の微粉化方法。

（４）反応性官能基を有する高分子材ポ・Ｉの処理を触
媒量の強酸の金属塩、アンモニウム基若しくはアミン塩
の存在下に行う前記第（１）項に記載の微粉化方法。

本発明の構成と効果につき以下ｈ４・運する。

本発明に使用する反応性官能基を有する高分子材料とし
ては、前述のように均υ、桶物質若しくは他の生物系材
料と各種の合成高分子材料がある。これらの材料は、後
述の２以上の官能基を有する化合物での処理を容易にす
るために、必要に応じ予め適当な形状および寸法に切ト
ノ［、若しくは予備粉砕または、乾燥、加湿若しくは熱
処理を行う。

本発明に係る２以上の官能基を有する化合物での処理に
適当な形状とは、小粒状、粉状、薄片状、小繊維状等で
ある。したがって例えばセルロース系材料について述べ
れば、ヤシ殻のように粉砕可能な利料は、粒径５闘〜１
（Ｊｍｍφ程度に摺砕し、パルプのように切断可能な材
料は、同様のザイズ１で切Ｈｆｉする。他方、オガ／ｉ
？のような木粉はその１＼で架橋剤処理に使用できる。

本ざｌ）明に使用する反応性高分子材料の反応性官能基
と反応する２以上の官能基を有する化合′吻（以Ｆ本発
明に係る架橋剤という事がある）としては、該材料に対
する後述の処理および加菖で架ｌ’１ｌｉｉされ硬化さ
れた被架橋物の架橋密度が高くなるものほど少量の使用
で効果がある。

このような本発明に係る架橋剤としては例えはグリオキ
ザール若しく（はメチルグリオキザールが挙げられる１
、これらの化合物はそのアルデヒド基が反応性高分子材
料の有する反応性官能基である水酸基、アミン基、イミ
ノ基、メルカプト基などと反応して架橋するだけでなく
、複なのカルボニル基間の分子内での距離が著り、　＜
小さいために、該架橋反応後被架＋１１Ｒ物の架橋密度
を高くすることが出来、後述の粉砕効果金高くすること
ができる。グリオキザールに比較して架橋密度の点でや
Ｘ劣ると考えられるグリコールアルデヒドその他アルデ
ヒドと尿素棟たけメラミンとの化付物であるモノ佑しく
けポリメチロール尿素またはモノ若しくは月ミリメチロ
ールメラミンも使用できる。これらの本発明に係る架橋
剤の選択如何によって最長的に借られる本発明の方法に
係る微粉の物性たとえば硬度をある程度調節できる。す
なわち、該倣杓を光填月と１〜で使用する際該材に柔ｉ
ｒ、性を幾求されるような場合はイ、架橋密度を小さく
保つこと７５；できるような架橋剤を前ユ・１ト処理工
程で使用し、若しくは口、架橋剤分子内部の反応性基間
の距’ａｉｉ’Ｍの比較的大きいものを使用する。かＸ
る架橋剤としては１り１３えは ＯＨ０Ｉ−（ １ Ｆｔ−ｃｎ Ｉ ＨＯＣＨｚ　Ｎ　　Ｎ　ＣＨ２０１１かある。

ゝＣ′ 本弁明における反応性高分子材料の前記架橋パリによる
処ｆＪ４ｊ　ｆ−↓、好邊しくけ、該架橋剤の水溶液に
６イ４、材料令・浸ｖ］イし、若しくは禮１ｊ、ＩＳト
の表面に該水溶液をｊｊＪ！布もし７くは１ｊ建霧する
秀し７て、該架（、（６６１１７１反１１・２、性高分
子材月中にび透さぜる３、シたがって、該イアｊ料の形
状９寸法金ｔ（１１述のように調ζ、・−することは、
木兄ＩＪＪの架槁剤処Ｊ１ｊｊ、土佇にとって望ましい
イζｊ加的工程である。前述の架４晶剤水？’ｔ　ｉ＋
父のイ１．シムどは限定されないが、０．５−９０シｉ
、　、１−ｉｊ。

６’０好ｔＣ，＜は１〜７０％である。また、浸ｔ９等
の・末件は、限定されないが０〜４０”Ｃ，０５分ない
し１００１埒間好寸ｌ〜くけ５分ないし５０峙ｌｉｅ又
償するい、−そ（１ｆは、初処理の内部までメψτ、゛
ｆ１夜か充分（Ｑ透することが心安である。でのため多
孔質の月利を処理するなどの場合はう討イＫに少）・ｉ
″の５’トメ１ｆン古１午をＩＪ：ｉ添加し、または５
．）・Ｉ＜　Ｊ−Ｅ若しくｔ９Ｌカ■圧■にａ漬を行う
ことができる３浸漬処理のｒｌ′ｌｉ’１戸りは１虱笈
でされないが、好ましく（は、０〜１００°Ｃで′プ＝
７ケ山できる。

本発明に係る上記浸演処理には、後述の加熱処理（架橋
反応）において架橋を促進する／ζめ浸漬液のｐＨを７
以下とすることが必要である。

ｐＨ謳］整は名種の酸殊にイｐＩＣｔ□↓？、　リン１
酸、Ｊ７＞Ｈ我。

硝１メ、スルファミノ酸のようなス、１σ：’　ｔ、ｅ
；酸若しく（はギし戊、酢酸、グロビオン酸のような１
１俵酸を冷加して行う、これらの酸に代えてＦ。ｋ化ア
ンモニウム、　硫Ｅ”ｌ　７ンモニウム、リン１区アン
モニウム。

アルカ、）−ルアミン塩自りｊｒＶｔのような「鞍故の
アンモニウム塩イ）し７くは有鍮アミンの縞；’Ａ、’
　ｔ、ｌ路が［炉用できる。また、塩化中８鉛、１藷化
マグネシウム。

イ１、ｊｊ　ｌｔ＊　４（鉛、イシｉＥ咳アルミニウム
、リン１ン２水素マグネシウムなどの強酸の金Ｊ、ｊ４
１．＋’ｉｉも１史１１Ｊできる０、これらの酸１級の
アンモニウム慝、アミン［ふｔｌ”１：２ぢ１Ｘ若しく
は強ムｙの針■帽ｄ、前記６２イ′≠（７セ（のｐｌ（
を７以下とする程〆の力」：、換菖−すればいわゆる）
■゛［、り・＾量使用すれば充分である。

本発明に加熱処理は、前述の架ｆｏｒｔ　ｉｌｌによる
処理後肢架橋剤を反応性高分子材料と架橋反応させ、該
架槌ｉ後の該材料の粉砕機イユ〕化を容易にするための
工程である。この加閘ｓによって、栗橋反１５Ｇと同時
にまたは架イ１祐反応開始前に前述の架イｉｌｊ　７’
Ｔ・］のｒ’＋’ｔ　Ａ’Ｊとしての水分を蒸発させ、
乾燥することができる１、加熱条件は、限定されないが
１、ｉ＋ｒ！當７０〜２００°Ｃ，０，５分ないし３時
１１同えば１２０’０．５分で心安な加熱処！１１を終
了できるＪ　ｌ＞’Ｊ　ｔ：Ｌｒ処」１１につづく加熱
後のＪズ応性高分子材＋１（Ｊ−１、下被架イ１：い１
５分子材料）は、つづいて粉砕エイ−Ｉにかけられ微粉
化される。使用する粉砕機および）１才砕争件は公知の
無ち（質物粒体の微粉砕の喝合と同イ・］コである３す
なわち、ボールミル。

チューブミル、ロッドミル、振動ミルなどを用い、０°
Ｃ〜１００℃好−ｆ　Ｌｌ、１ｎｌｒＬｌｚｌ、５０°
Ｃで１分ないし３時間、好ましくは１分ない（７１時間
で、本発明に係る粒状の被架橋高分子材料は容易に″ｉ
Ｘン径０．０１〜１ａｍの程度まで微粉砕きれる。

不発１例の方法の主要な効果としては次の四つがあげら
れる。すなわち、第一に粉砕効率が向上するので粉砕用
の動力（エネルギー）を大巾に節約できる。第二に微粉
が容易に得られる（註、微粉化効率が高い）。したがっ
て、従来微粉化困難であった反応性７７ｉ分子材料の微
粉化用資源としての利用が可能となる　か＼る材料の具
体例としては、生長の早い植物性材料であるポプラ、各
種南洋材若しく　＆：ｌ−，’ｎｊＥ　’、’；がある
１゜第三に本発明の方法は、いわゆる産業若しくは生活
廃棄物の処理方法若しくは処理後の活用（１４士資源化
）を可能にする方法としてイ１用である。木兄ゆ」の方
法によれば、ド・りえば、おがくず。

もみがら、古紙、パルプ工場の（有俊系）廃棄物若しく
は余剰汚泥などの処理および古貸源化が可能である。そ
の他、パルプ工業では小米的に利用不能なヘミセルロー
ズ若しくはυゲニンの固定化微粉化も本発明により可能
である。

第四に、本発明の方法により得られた微粉末は、物性が
良好なため各種用途たとえは、プラスチック用、建材用
、土木工事用等の充填拐もしくは増量材として有用であ
る。か＼る改善される物性項目としては、（非処理の粉
末と比較して）耐水、および耐桑品性か向上することで
ある。その他、不発り］に係る反応性高分子材料の１１
ｉｉ　Ｂｉ＋によっては、本発明の処理により、該材イ
］から発生するアンモニア、アミン等の合窒素低分子丑
たはＩｐｉｉ化水素若しくはメルカプタン等の含イオウ
低分子化合物を捕捉して無臭化するので、これら悪臭に
係るＢｅ棄物の処理ならびにＩ４源化方法として有用で
うる。

以下木う１′Ｌ明の構成と効果を実Ｍｊ例、比較例に２
１ミす。

実施例 才力くず１０Ｃ１’ｉ室温テ１０ＬＪＩＨ」放ｔ１３．
’　＋乾燥したものを取り、グリオキザール１０％水溶
敢３００　ｙＶＣ室温で２４時間υ清し、これをブフナ
ーロ−１・で減圧沖過し、室温で２４時間放盾、後１０
０　’Ｃ１時同加熱処理した。この処」、！１物５０２
を家庭用ミキサー（ナショナルＭＸ−１２０）で１分間
づつ５回粉砕し粒度を６相定した。結呆（暇４１表に示
す（以下の実施例、比佼し１ｊも仝じ）。

夾７＋１！＋ｔす２ グリオキザール５％水溶液を用いた以外は実施例１と同
様に行った。

比較例１ グリオキザール水溶液に代えて水を使用した以外は実施
例１と同様に行った。

実力θ１イ）シリ３ ｓｗｊした１）ｒｌｉ’ｔＪ紙１００９ｆ：８５〜４０
’Ｃで１時間乾燥後グリオキザール１０％水浴液に室温
で浸漬し１２時間後ブーフナーロートで減圧濾過し室温
で２４時間放１〜１後１００°Ｃ１時間熱処理した。こ
の処理を吻５０９を家ル（月ｊミキサー（ナショナルＭ
Ｘ−１２０）で１分づつ５回粉砕し粒既を測定した。

比ｊ、佼例２ グリオキザール水ｉ４４液に代えて水を１１Ｊ！用した
以外は実施シリ３と同様に行った。

実施例４ 製紙工場廃棄物（組成分析値：；、ｉｌ１元性）７、杓
」１５４．３％、ベントーザン１２，９％、硫酸不溶灰
分１７，８％＋　（ｌｉｆｅ　岐ＯＴ溶灰分６，５％、
アルミニウｌ・分］、８％）　１００　’ｊ”ｔ８５〜
４０℃テ４時間乾ｆｆＶ　後６．３％グリオキザール水
溶液ａｏｏｙに室１１砧で１２１１日１１Ｊ浸漬し、つ
いで沖別し室温で１２時間放置後１００　’０１時間熱
処理し被処理物を家庭用ミキサー（ナショナルＭＸ−１
２０）で１分づつ５回粉砕し粒度をｌｉＨ＋１定した。

」七り）交１シＩＪ　３ グリオキザール水ｉ８　’ｔ＆−に代えて同量の水を使
用した以外（」゛実施例４と同様に行った。

第１表の不発ｉｐＪの方法によると反応性高分子材料の
イ］中類を問わず良好な微粉末を得られることが明らか
である、１ 実１ｍ　’＋りｌｌ　５〜９ グリオキザール水溶液又Ｃユグリオキザールと硬化促進
剤を溶解した水溶４ダのいづれ〃・３００ｇにｐ紙２Ｏ
ｆを浸漬させ室６臂で２４時間放置後、細断し加熱処理
を行い、これを家庭用ミキサーで３０秒づつ５回粉ｖｅ
シイ′・７度をｎ１ｌｌ定した。

条件および結果は第２表に示す（以下の実力Ｌ！ｉ’ｆ
ｙｌＪ　。

比較しｌも仝じ）。

比較沙り４ グリオキザール水浴故に代えて水に１戸紙を浸漬させる
以外は実施ド１５と同様に行った。

比較例５ グリオキザール水浴故に代えてスルフアミ７１′技０．
２％水溶液に！’ｊ”紙を浸漬させる以夕１ζ′↓失晦
例５と同様に試験を行った。この場合、ＹＩｙ砕物に着
色がみられた。

第２表によれば、本発明方法の場合でも硬化促進剤全併
用した場合の力がグリオキザール単独の場合より粉砕効
果が大きいことが１ル」らがである。

以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応性官能基をイ１する高分子材料を該官能基と
   反応する２以上の官能基を有する化合物で処理後加熱し
   ２て架橋反応させ該架橋反応物を粉砕することを特徴と
   する高分子材料の微粉化方法。
2. （２）２以」二の官能基を不する化合物が、　Ｏ ）！１１ 一般式Ａ−Ｃ−（、−Ｂ たソし、Ａ若しくはＢ　ｆｄ、それぞれＨ１炭′＋、数
   １＝１２のアルキル若しくは炭素舷７〜１２のアラルキ
   ルである特ｌ？！Ｆｉｉ青求の範囲第（１）項に記載の
   微粉化方法。
3. （３）反応性官能基を有する高分子材料の処理をｐ）（
   ７以下で行う特ｉｆ’ｔ　＃７’５求の範囲第（１）項
   に記載の微粉化方法。
4. （４）反応性官能基金有する高分子材料の処理を触媒量
   の強酸の金属塩、アンモニウム塩若しくはアミン塩の存
   在下に行う特許請求の範囲第（１）項に記載の微粉化方
   法。