WO2019039571A1 - セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材 - Google Patents

セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材 Download PDF

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廣石　治郎
英和 原
由香 澤田
雅巳 太附
鈴木　俊宏
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古河電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a polyolefin resin composite in which cellulose fibers are dispersed in a polyolefin resin.
  • a polyolefin resin is widely used as a constituent material of a molded article (resin product) because the polyolefin resin is excellent in moldability, and a molded article using the polyolefin resin is excellent in mechanical properties, electrical properties, chemical resistance and the like. ing. On the other hand, a molded article using a polyolefin resin tends to wear when used in a frictional environment with a hard member such as metal, for example, and sufficient durability may not be obtained.
  • An object of the present invention is to provide a polyolefin resin material which is excellent in abrasion resistance and can be prepared by suppressing the raw material cost more.
  • the present inventors are able to uniformly disperse cellulose fibers in a polyolefin resin by melt-kneading a mixture containing a polyolefin resin and a cellulose fiber in a specific ratio in the presence of water, and thus the cellulose fiber thus obtained It has been found that the dispersed polyolefin resin composites exhibit excellent wear resistance.
  • the present invention has been further studied based on these findings and has been completed.
  • the cellulose fiber is dispersed in a polyolefin resin, the content of the cellulose fiber is 3% by mass to less than 70% by mass, and when the abrasion test according to ISO 6722 is performed under the following test conditions, the abrasion amount after 5000 cycles of reciprocation
  • a cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material wherein [Equation 1] (Attachment amount of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mm]) ⁇ 0.003 ⁇ (cellulose effective mass ratio of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite) +0.3
  • [Test conditions for wear test] Load: 1.7 kg, needle diameter: ⁇ 0.45 mm, stroke length: 10 mm, cycle: 60 reciprocations / minute, test piece: length 38 mm ⁇ width 6 mm ⁇ thickness 1 mm, temperature: 23 ° C.
  • [2] The cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material according to [1], wherein the content of the cellulose fiber is 5% by mass or more and less than 50% by mass in the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material.
  • [3] The cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material according to [1] or [2], wherein the cellulose fiber comprises cellulose fiber having a fiber length of 0.3 mm or more.
  • [4] The cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite according to any one of [1] to [3], wherein the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite is obtained by dispersing aluminum in the polyolefin resin.
  • the cellulose fiber is dispersed in a polyolefin resin, the content of the cellulose fiber is 3% by mass to less than 70% by mass, and when the abrasion test according to ISO 6722 is performed under the following test conditions, the abrasion amount after 5000 cycles of reciprocation A cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material, wherein [Equation 2] (Abrasion amount of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mm]) / (Abrasion amount of polyolefin resin alone constituting the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mm]) ⁇ 0.01 ⁇ (cellulose fiber Effective mass ratio of dispersed polyolefin resin composite material) +1 [Test conditions for wear test] Load: 1.7 kg, needle diameter: ⁇ 0.45 mm, stroke length: 10 mm, cycle: 60 reciprocations / minute, test piece: length 38 mm ⁇ width 6 mm ⁇ thickness 1 mm, temperature: 23 ° C
  • the polyethylene resin is a low density polyethylene resin.
  • a numerical range represented using “to” means a range including the numerical values described before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
  • the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite of the present invention is excellent in abrasion resistance.
  • the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite of the present invention can be manufactured at a lower raw material cost.
  • the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite of the present invention (hereinafter, also simply referred to as "the composite of the present invention")
  • the composite of the present invention both forms of Embodiments I and II described below are used.
  • the cellulose fiber is dispersed in the polyolefin resin, and the content of the cellulose fiber is 3% by mass in the composite material (meaning in 100% by mass of the dry mass of the composite material). More than 70% by mass.
  • the composite material of the present invention has cellulose fibers uniformly dispersed in a polyolefin resin, and has high adaptability to extrusion molding, injection molding and the like. Further, a predetermined amount of aluminum may be dispersed in the composite material of the present invention.
  • the wear amount of the composite material satisfies the following formula.
  • the composite material preferably has a cellulose effective mass ratio to be described later in the range of 5 to 50%.
  • the “wear amount” (unit: mm) of the composite material is the load test 1 of the wear test according to ISO 6722 to a 38 mm long ⁇ 6 mm wide ⁇ 1 mm thick molded product formed by press molding using the composite material. .7 kg, needle diameter: ⁇ 0.45 mm, stroke length: 10 mm, cycle: 60 reciprocations / minute, temperature 23 ° C.
  • Equation 1 (Abrasion amount of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mm]) ⁇ 0.003 ⁇ (cellulose effective mass ratio of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mass%]) + 0.3
  • the cellulose effective mass ratio is + 10 ° C./N under a nitrogen atmosphere using a cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material sample (10 mg) which has been dried in an air atmosphere at 80 ° C. for 1 hour in advance to be in a dried state.
  • Thermogravimetric analysis is performed from 23 ° C. to 400 ° C. at a temperature rising rate of min, and calculated by the following equation.
  • Cellulose effective mass ratio [%]) (Mass loss of composite sample at 270 to 390 ° C [mg]) x 100 / (mass of composite sample in dry state before subjecting to thermogravimetric analysis [mg])
  • the amount of wear is preferably 0.001 mm or more, and more preferably 0.01 mm or more.
  • the wear amount of the composite material satisfies the following equation.
  • [Equation 2] (Abrasion amount of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mm]) / (Abrasion amount of polyolefin resin alone constituting the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite [mm]) ⁇ 0.01 ⁇ (cellulose fiber Effective mass ratio of dispersed polyolefin resin composite material) +1 (Abrasion amount [mm] of cellulose fiber dispersed polyolefin resin composite material) / (Abrasion amount [mm] of single polyolefin resin constituting cellulose fiber dispersed polyolefin resin composite material) While it is desirable to increase the effective mass ratio, too much of the cellulose fiber content impairs the integrity of the composite.
  • (Abrasion amount of cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material [mm]) / (Abrasion amount of polyolefin resin alone constituting the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material [mm]) Is preferably 0.01 or more, and more preferably 0.1 or more.
  • the amount of wear of the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite and the amount of wear of the polyolefin resin alone constituting the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite can be measured in the same manner as described above by the method described in the examples.
  • the amount of wear of a single polyolefin resin constituting the cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite means the polyolefin resin constituting the composite (when the composite contains a blend of plural types of polyolefin resins, the blend) It is the amount of wear measured using the test piece prepared only with resin.
  • the wear amount satisfies the above equation 1
  • the wear amount satisfies the above equation 2.
  • the amount of wear of the composite material of the present invention needs to satisfy either Equation 1 or Equation 2 above. It is also preferable that the composite material of the present invention has a form in which the wear amount satisfies the above equation 1 and satisfies the above equation 2.
  • the content of cellulose fibers in the composite material is 3% by mass or more.
  • the abrasion resistance can be further improved.
  • the content of the cellulose fiber in the composite material is more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more.
  • the content of the cellulose fiber in the composite material is preferably 25% by mass or more.
  • the composite material of the present invention has a cellulose fiber content of less than 70% by mass.
  • the content of the cellulose fiber in the composite material is 70% by mass or more, it is difficult to obtain a composite material in which the cellulose fiber is uniformly dispersed by the melt-kneading. From the viewpoint of further suppressing the water absorbability, the content of the cellulose fiber in the composite material is preferably less than 50% by mass.
  • the composite material of the present invention preferably has a cellulose fiber content of 5% by mass or more and less than 50% by mass.
  • the content of cellulose fibers in the composite material can be determined as the above-mentioned effective cellulose mass ratio. That is, using a sample (10 mg) of the composite material which has been dried in an air atmosphere at 80 ° C. for 1 hour in advance to obtain a dried state, the temperature is raised from 23 ° C. to 400 at a temperature rising rate of + 10 ° C./min. Based on the results of thermogravimetric analysis (TGA) up to ° C., the cellulose effective mass ratio calculated by the following equation is regarded as the cellulose fiber content in the present invention.
  • TGA thermogravimetric analysis
  • the composite material of the present invention is excellent in abrasion resistance. Therefore, it is suitable as a constituent material of a molded article (resin product) used in a wear environment. Although the reason why the composite material of the present invention is excellent in abrasion resistance is not sufficiently clear, it is believed that the form in which the cellulose fibers are uniformly dispersed in the polyolefin resin contributes to the improvement of the high strength and the abrasion resistance. It is presumed that the detachment of the cellulose fiber in the frictional environment is reduced.
  • the cellulose fibers dispersed in the composite material of the present invention preferably include cellulose fibers having a fiber length of 0.3 mm or more. By including cellulose fibers having a fiber length of 0.3 mm or more, mechanical strength such as bending strength can be further improved.
  • polystyrene resin examples include polyethylene, polypropylene, and a mixture (blend) of polyethylene and polypropylene.
  • the polyolefin resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyolefin resin constituting the composite material of the present invention is preferably a polyethylene resin and / or a polypropylene resin, and more preferably a polyethylene resin.
  • the polyethylene resin include low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE).
  • the polyethylene resin is preferably low density polyethylene.
  • the low density polyethylene has a density means the polyethylene of less than 880 kg / m 3 or more 940 kg / m 3.
  • the high density polyethylene means polyethylene having a density higher than the density of the low density polyethylene.
  • the low density polyethylene may be so-called “low density polyethylene” and “ultra low density polyethylene” having long chain branching, and linear low density polyethylene obtained by copolymerizing ethylene and a small amount of ⁇ -olefin monomer ( LLDPE), or may be an "ethylene- ⁇ -olefin copolymer elastomer" falling within the above density range.
  • LLDPE ⁇ -olefin monomer
  • the content of the polyolefin resin in the composite material of the present invention is preferably 20% by mass or more and 97% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 95% by mass or less, and 40% by mass or more and 90% by mass The following are more preferable.
  • polyethylene resin it is also preferable to set it as the form containing polypropylene resin as one Embodiment of the composite material of this invention.
  • the content of the polypropylene resin in the composite material can be, for example, 17% by mass or less. (That is, the content of the polypropylene resin can be 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total content of the polyethylene resin and the cellulose fiber).
  • the composite material of the present invention contains the polyethylene resin and the polypropylene resin.
  • the content of the polypropylene resin can be 35% by mass or more and 95% by mass or less in the composite material, and preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less.
  • the composite material of the present invention is also preferably in the form of aluminum dispersed in a polyolefin resin in addition to cellulose fibers.
  • the content of aluminum is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less in the composite material.
  • the content (% by mass) of the polyolefin resin and the content (% by mass) of aluminum in the composite material of the present invention can be determined as follows.
  • the content (% by mass) of the polyolefin resin in the composite material of the present invention can be determined from the following formula as the thermal xylene dissolution mass ratio Ga (% by mass). The method of determining the thermal xylene dissolution mass ratio will be described later.
  • Ga [mass%] ⁇ (W0-Wa) / W0 ⁇ ⁇ 100 W0: dry mass of the composite before immersion in hot xylene Wa: mass of composite after drying removal of xylene after immersion in hot xylene at 138 ° C.
  • content (mass%) of other components, such as aluminum in a composite material is shown by the following.
  • the content (% by mass) of the aluminum in the composite material is indicated by the following.
  • Content of aluminum (% by mass) 100- ⁇ (effective mass ratio of cellulose (% by mass) + content of polyolefin resin (% by mass))
  • the content of the polyolefin resin in the polyolefin thin film pieces is determined based on the thermal xylene dissolution mass ratio, It can be regarded as the content of the polyolefin resin.
  • the content of aluminum in the polyolefin thin film piece can be regarded as the content of aluminum in the composite.
  • the amount of each resin can be determined based on the thermal xylene dissolution mass ratio of the composite.
  • the thermal xylene dissolution mass ratio is determined as follows. Based on the crosslinking degree measurement of standard JASOD 618 for automobile electric wire, 0.1 to 1 g is cut out from the molded sheet of composite material, and this sample is wrapped in 400 mesh stainless mesh and immersed in 100 ml of xylene for 24 hours Do. The sample is then pulled up and then the sample is dried in vacuum at 80 ° C. for 24 hours.
  • the thermal xylene dissolution mass ratio G (%) is calculated by the following equation.
  • G ⁇ (W0-W) / W0 ⁇ ⁇ 100
  • W0 mass of the dried composite before immersion in hot xylene
  • W mass of the composite after drying removal of xylene after immersion in hot xylene
  • the polyolefin resin which comprises a composite material is comprised with a polyethylene resin and a polypropylene resin is assumed.
  • the thermal xylene dissolution mass ratio of 138 ° C. of the composite material is Ga (%) and the thermal xylene dissolution mass ratio of 105 ° C. is Gb (%)
  • Ga is G—Gb to the mass ratio (%) of the polyolefin resin Is equivalent to the mass ratio (%) of polypropylene resin
  • Gb corresponds to the mass ratio (%) of polyethylene. That is, the content of the polyolefin resin in the composite material can be determined as the above-mentioned thermal xylene dissolution mass ratio Ga (%) of 138 ° C.
  • Ga ⁇ (W0-Wa) / W0 ⁇ ⁇ 100
  • Gb ⁇ (W0-Wb) / W0 ⁇ ⁇ 100 W0: Mass of dried composite before immersion in hot xylene Wa: Immersion in hot xylene at 138 ° C. Mass of composite after drying removal of xylene Wb: After immersion in hot xylene at 105 ° C., xylene is dried Mass of the composite after removal
  • the composite material of the present invention may contain a resin component other than a polyolefin resin such as polyethylene resin and polypropylene resin.
  • the composite of the present invention may contain, for example, polyethylene terephthalate and / or nylon.
  • the total content of polyethylene terephthalate and / or nylon is preferably 10 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total content of the polyolefin resin and the cellulose fiber.
  • polyethylene resin When polyethylene resin is used as the polyolefin resin, it contains polyethylene terephthalate and / or nylon, and the total content of polyethylene terephthalate and / or nylon is 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of polyethylene resin and cellulose fiber It is preferable that it is the following.
  • the total content of polyethylene terephthalate and / or nylon means, when it contains one of polyethylene terephthalate and nylon, it means the content of the one kind and contains both polyethylene terephthalate and nylon. When used, it means the total content of polyethylene terephthalate and nylon.
  • the composite material of the present invention preferably has a flexural strength of 10 to 40 MPa, more preferably 15 to 40 MPa. By having such physical properties, it can be used for applications where strength is required.
  • the composite material of the present invention preferably has a flexural modulus of 1000 to 4000 MPa, more preferably 1500 to 4000 MPa. By having such physical properties, it can be used for applications where flexural rigidity is required.
  • the above-mentioned flexural strength and flexural modulus are measured by forming the composite into a specific shape. In more detail, it measures by the method as described in the Example mentioned later.
  • the manufacturing cost of the composite material can be reduced.
  • the recycled material includes, for example, a polyolefin-laminated paper having paper and a polyolefin thin film layer, a polyolefin-laminated paper having paper, a polyolefin thin film layer and an aluminum thin film layer, a beverage pack and / or a food pack comprising these processed papers Etc. More preferably, a polyolefin thin film piece (hereinafter referred to as "cellulose fiber") obtained by treating the above laminated paper and / or beverage / food pack with a pulper and peeling off and removing the paper portion It is preferable to use as a regenerating material also "adhered polyolefin thin film pieces".
  • the laminated paper or beverage / food pack has an aluminum thin film layer
  • aluminum is also adhered to the above-mentioned cellulose fiber-adhered polyolefin thin film pieces. Even when such recycled material is used as a raw material, cellulose fibers are uniformly dispersed in the resin by adopting a method of melt-kneading in the presence of water as described later, and the physical properties are excellent in abrasion resistance.
  • the composite of the present invention can be obtained.
  • the composite material of the present invention preferably has a water content of less than 1% by mass.
  • the composite material of the present invention can be produced by melt-kneading a raw material containing a resin in the presence of water. Therefore, the composite material of the present invention can be obtained, for example, by using the above-described cellulose fiber-adhered polyolefin thin film piece containing a large amount of water as a raw material and melt-kneading this as it contains water. By this melt-kneading, water can be removed as steam, and the moisture content of the obtained composite material can be reduced to less than 1% by mass.
  • the amount of energy consumption (power consumption, etc.) required for water removal is greater than when water removal and melt-kneading are performed in different processes. It can be greatly reduced.
  • the above-mentioned moisture content is a mass reduction rate when performing thermogravimetric analysis (TGA) at a temperature rising rate of + 10 ° C./min from 23 ° C. to 120 ° C. in a nitrogen atmosphere within 6 hours after producing the composite material Means% by mass).
  • the composite material of the present invention may contain an inorganic material. By containing an inorganic material, bending elasticity, impact resistance and flame retardancy can be improved. Examples of the inorganic material include calcium carbonate, talc, clay, magnesium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, titanium oxide and the like.
  • the composite material of the present invention may contain fibrous materials other than cellulose fibers. Examples of fibrous materials other than cellulose fibers include glass fibers, ceramic fibers, carbon fibers, and resin fibers other than cellulose fibers. Examples of resin fibers other than cellulose fibers include aramid fibers and polyparaphenylene benzobisoxazole (PBO) fibers. As glass fiber, chopped strand and milled fiber are preferably mentioned.
  • the composite material of the present invention may contain a flame retardant, an antioxidant, a stabilizer, a weathering agent, a compatibilizer, an impact modifier, a modifier and the like according to the purpose.
  • an oil component and various additives can be included for processability improvement. Examples thereof include paraffin, modified polyethylene wax, stearate, hydroxystearate, vinylidene fluoride copolymer such as vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, organic modified siloxane and the like.
  • the composite material of the present invention can contain carbon black, various pigments, and dyes.
  • the composite of the present invention can also contain a metallic gloss colorant.
  • conductivity imparting components other than aluminum such as conductive carbon black
  • the composite of the present invention can contain a thermal conductivity imparting component other than aluminum.
  • the composite of the present invention may be crosslinked. An organic peroxide etc. are mentioned as a crosslinking agent, A dicumyl peroxide is mention
  • the composite material of the present invention may be in a form of being crosslinked by a silane crosslinking method.
  • the composite of the present invention may be pelletized, and the composite of the present invention may be a molded article.
  • the composite material of the present invention is in the form of pellets, the pellets are suitable as constituent materials of molded articles (resin products).
  • the composite material of the present invention is not limited to those obtained by the following method as long as the definition of the present invention is satisfied.
  • the polyolefin resin and the cellulose fiber are melt-kneaded in the presence of water. More preferably, the composite of the present invention can be obtained by melt-kneading the above-mentioned cellulose fiber-adhered polyolefin thin film pieces in the presence of water.
  • melt-kneading means kneading at a temperature at which the polyolefin resin in the raw material is melted.
  • melt-kneading is performed at a temperature at which the cellulose fiber does not deteriorate.
  • the phrase "cellulose fibers do not deteriorate" means that the cellulose fibers do not cause significant discoloration, burning or carbonization.
  • the temperature in the melt-kneading is preferably 110 to 280 ° C., and more preferably 130 to 220 ° C.
  • Melt-kneading in the presence of water causes adhesion of cellulose fiber or heat fusion by the load of shear force and the action of hot water (including physical action and chemical action (hydrolysis action) by hot water).
  • the state can be efficiently loosened, and furthermore, the network-like entanglement of the cellulose fibers can be effectively loosened, and the cellulose fibers can be uniformly dispersed in the polyolefin resin.
  • the hot water also acts on the aluminum to promote formation of hydrated oxide on the surface of the aluminum and dissolution of the surface.
  • the hydrogen ion concentration (pH) of water fluctuates from neutrality, the action of dissolution becomes large. It is thought that the shear force by the melt-kneading and the reaction between the hot water and the aluminum act in combination to make the aluminum finer and to obtain a composite material with uniform physical properties.
  • the surface area increases with the refinement of aluminum and the amount of hydrated oxide on the aluminum surface also increases. become.
  • the pH of water usually indicates the alkaline side in the above-described melt-kneaded state.
  • the pH of water in the melt-kneaded state is preferably in the range of 7.5 to 10, and preferably in the range of 7.5 to 9.
  • the pH of water may be set to the acidic side (preferably pH 4 to 6.5, more preferably pH 5 to 6.5). Also in this case, the reaction between the aluminum and the water makes the aluminum easy to dissolve, and the uniform dispersibility in the polyolefin resin can be further enhanced.
  • the acid side there is a possibility that the metal parts of particularly the kneading apparatus and each apparatus used for production may be damaged. From this point of view, one showing an alkaline side is desirable.
  • the hot water may be subcritical water.
  • “subcritical water” refers to high-temperature, high-pressure water that does not reach the critical point of water (temperature 374 ° C, pressure 22 MPa), and more specifically, the boiling point of water at atmospheric pressure
  • the pressure is at least near the saturation water vapor pressure, and is at least 100 ° C. and not more than the critical point of water.
  • the water in the subcritical state has a larger ion product than water at atmospheric pressure at 0 ° C. or more and 100 ° C. or less, and is considered to weaken the intermolecular bonding of the cellulose fiber and promote the disintegration of the cellulose fiber.
  • water in a subcritical state has higher reactivity with aluminum, and is considered to be able to further enhance the miniaturization and uniform dispersion of aluminum.
  • the melt-kneading is preferably performed in the presence of water using a batch-type closed-type kneader having a stirring blade.
  • Melt-kneading using a batch-type closed-type kneader having a stirring blade for example, supplies a raw material containing cellulose fiber and polyolefin resin and water into the closed space, and rotates the stirring blade at high speed in the closed space.
  • the temperature in the space can be raised to melt and knead by vigorously kneading the raw material and water.
  • "closed" is a space which is closed from the outside, but is used to mean that the space is not completely sealed.
  • melt kneading in the presence of water in the subcritical state can be achieved, while water continues to be discharged as steam, so water is finally released. Can be substantially reduced or virtually completely eliminated.
  • it can also be melt-kneaded by setting to the temperature more than the melting temperature of polyolefin resin using the kneader which is a non-closed type batch type kneading apparatus which has a stirring blade. Also in this case, the water can be evaporated while melting and kneading.
  • the raw material absorbs a large amount of water during separation processing from the paper portion, and the consumption energy for recycling is taken into consideration. It was difficult to use.
  • water is required to melt and knead in the presence of water. Therefore, the fact that the amount of water absorption of the thin film pieces is large is not a problem at all, but has the advantage that the time and effort of adding water can be reduced.
  • the water content can be efficiently discharged as a high-temperature vapor, so that the moisture content of the obtained composite material can be lowered to a desired level.
  • a cylindrical stirring chamber is provided, and a plurality of stirring blades are protruded on the outer periphery of a rotary shaft disposed penetrating through the stirring chamber.
  • a batch type high speed stirring device having a structure provided can be used.
  • this batch-type high-speed stirring device is provided with a mechanism for releasing water vapor while maintaining the pressure in the stirring chamber. The temperature and pressure in the stirring chamber rise sharply when the above-mentioned raw materials and water are subjected to high shear force by the rotating stirring blade, and the high temperature water acts on the cellulose physically and chemically (hydrolysis).
  • the cellulose fiber In combination with the strong shear force by high speed stirring, the cellulose fiber is fibrillated, and when the raw material further contains aluminum, the above-mentioned reaction between the hot water and the aluminum takes place, and the uniform composition or physical property It is considered possible to obtain composites of
  • the above-mentioned batch-type closed-type kneading apparatus is provided with a cylindrical stirring chamber as described above, and a plurality of pieces (for example, 4 to 8) are provided on the outer periphery of the rotary shaft disposed penetrating through the stirring chamber. Stirring blades are provided.
  • the rotating shaft on which the stirring blade is disposed is connected to a motor which is a driving source.
  • the temperature or pressure is measured by a thermometer or pressure gauge mounted in the stirring chamber, and the melt state of the material is determined using the temperature or pressure measured by the thermometer or pressure gauge to perform melt kneading. It can be judged.
  • the stirring blade is rotated at high speed.
  • the peripheral speed (rotational speed) of the stirring blade is preferably 20 to 50 m / sec as the peripheral speed of the tip of the stirring blade (the tip portion farthest from the rotation axis).
  • the end point of the melt-kneading using the batch-type closed-type kneader is appropriately adjusted in consideration of the physical properties of the obtained composite material.
  • the rotational torque of the rotary shaft of the batch-type closed-type kneader rises and reaches a maximum value, and then falls to a torque change rate of 1 after the torque reaches 0.7 times the maximum value. It is preferable to stop the rotation of the rotary shaft within 30 seconds from the point of 5% or less per second.
  • a composite material having a melt flow rate in the above range has cellulose fibers uniformly dispersed in a resin, is suitable for extrusion molding or injection molding, and produces a molded product having high shape stability, strength and impact resistance. It is something that can be done.
  • the reason why the melt flow rate of the composite material can be adjusted by controlling the end point of the melt-kneading is that some of the molecules of the polyolefin resin or cellulose fiber are caused by the action of hot water or water in the subcritical state generated during melt-kneading. It is presumed that the decrease in molecular weight is a factor.
  • Formula (T) 100 ⁇ (T1-T2) / T1 ⁇ 5 (%)
  • the raw material and water are charged into a batch type kneader or a kneader in the above-mentioned melt-kneading
  • the raw material is crushed or reduced in size as needed, easy to handle by weight, etc. It may be processed to high and low density.
  • the volume reduction process is a process of compressing the thin film piece to reduce the bulk volume, and at this time, the water adhering to the thin film piece more than necessary due to the compression is also squeezed. By applying the volume reduction treatment, the attached water is squeezed more than necessary, and energy efficiency until obtaining a composite material can be further improved.
  • the cellulose fiber-adhered polyolefin thin film piece obtained by treatment with a pulper usually has a water content of about 50% by mass and is in a state of absorbing a large amount of water.
  • the water content is reduced by the volume reduction process, and, for example, the water content becomes about 20 mass%.
  • the apparatus used for the volume reduction process is not particularly limited, but an extrusion-type volume reduction machine having two screws is preferable.
  • an extrusion-type volume reduction machine having two screws By using an extrusion-type volume reduction machine having two screws, it is possible to obtain a volume reduction material which can be processed continuously and which is easy to handle in a later step, and whose size is small in size.
  • a twin-screw type waste plastic volume reduction solidification machine (type: DP-3N, manufactured by Oguma Tekkosho Co., Ltd.) can be used.
  • the cellulose fiber adhesion polyolefin thin film piece of the state which absorbed water can be grind
  • the crushing process can be performed, for example, using a crusher having a rotary blade, a crusher having a rotary blade and a fixed blade, and a crusher having a sliding blade.
  • the impregnation water of the cellulose fiber adhering to the cellulose fiber-adhered polyolefin thin film piece or the adhesion water of the surface of the thin film piece can be used as it is. If the raw material is not in a water-absorbed state, the necessary amount may be added.
  • the amount of water necessary for the melt-kneading is usually 5 parts by mass or more and less than 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the polyolefin thin film pieces formed by adhesion of cellulose fibers.
  • the amount of water at the time of melt-kneading is more preferably 5 to 120 parts by mass, still more preferably 5 to 100 parts by mass, with respect to 100 parts by mass (dry mass) of polyolefin thin film pieces formed by adhesion of cellulose fibers.
  • the amount is more preferably 5 to 80 parts by mass, and further preferably 10 to 25 parts by mass.
  • a cellulose material can be mixed in the said melt-kneading.
  • the blending amount of the cellulose material so that the content of the cellulose fiber is 3% by mass or more and less than 70% by mass in the composite material to be obtained, and more preferably, Cellulose fiber content of 100% by mass of the composite material is 5% by mass or more and less than 70% by mass, more preferably 5% by mass or more and less than 50% by mass, particularly preferably 25% by mass or more and less than 50% by mass It is preferable to adjust the compounding amount of the material.
  • the cellulose material examples include those mainly composed of cellulose, and more specifically, paper, waste paper, paper powder, recycled pulp, paper sludge, broke of laminated paper and the like can be mentioned. Above all, it is preferable to use waste paper and / or paper sludge in terms of cost and effective utilization of resources, and it is more preferable to use paper sludge.
  • This paper sludge may contain an inorganic material other than the cellulose fiber. From the viewpoint of increasing the elastic modulus of the composite material, paper sludge containing an inorganic material is preferable. Further, when importance is given to the impact strength of the composite material, it is preferable that the paper sludge contains no inorganic material or one having a small content even if it contains an inorganic material.
  • the paper be pre-wet with water before melt-kneading.
  • a paper wetted with water it is easy to obtain a composite in which cellulose fibers are uniformly dispersed in a resin.
  • the above manufacturing method when using a beverage pack and / or a food pack as a raw material, or a cellulose fiber-adhered polyolefin thin film piece obtained by treating them with a pulper, used as a beverage pack or a food pack Or a part of an unused pack generated in the manufacturing process of the pack.
  • resin components other than the polyolefin resin may be mixed in the recovered matter.
  • polyethylene terephthalate, nylon and the like may be mixed.
  • the composite material obtained by the above-mentioned manufacturing method can contain resins other than such polyolefin resin.
  • the composite material obtained by the above production method can contain, for example, 10 parts by mass or less in total of polyethylene terephthalate and / or nylon with respect to 100 parts by mass of the total content of the polyolefin resin and the cellulose fiber.
  • the present invention can be performed using a polyolefin-laminated paper, a beverage pack and / or a food pack consisting of a polyolefin-laminated paper, or a cellulose fiber-adhered polyolefin thin film piece obtained by treating these with a pulper.
  • Composites can be obtained. That is, since it is possible to use waste materials that can not be used, so to speak, as if it were to be disposed in the same way as waste, so to speak, the raw material cost of the composite material of the present invention is low.
  • the present invention is also an invention that can contribute to the reduction of environmental load.
  • the present invention will be further described based on examples, but the present invention is not limited to these embodiments.
  • the measuring method and evaluation method of each index in the present invention are as follows.
  • Test pieces were produced by press working using the composite material, and the abrasion resistance was evaluated using a needle as an abradant according to the reciprocating method of the abrasion resistance test of ISO 6722.
  • the amount of wear after 5000 reciprocations under the following test conditions was taken as the amount of wear in this test.
  • Test specimens (thickness 4 mm, width 10 mm, length 80 mm) are prepared by injection molding, load is applied at a distance of 64 mm between fulcrums, curvature radius of 5 mm of fulcrums and action points, test speed 2 mm / min.
  • the bending strength was calculated according to K7171.
  • the unit of flexural strength is "MPa”.
  • the flexural modulus was measured at a sample thickness of 4 mm and a bending speed of 2 mm / min according to JIS K7171.
  • test pieces (4 mm in thickness, 10 mm in width, 80 mm in length) are prepared by injection molding, and load is applied at a distance of 64 mm between fulcrums, 5 mm radius of curvature of fulcrum and action point, 2 mm / min test speed Then, a bending test was performed according to JIS-K7171 to measure a bending elastic modulus.
  • polyethylene-laminated paper in which the polyolefin resin is a polyethylene resin
  • cellulose fiber-adhered polyolefin thin film piece in which the polyolefin resin is a polyethylene resin
  • cellulose fiber-adhered polyethylene thin film piece in which the polyolefin resin is a polyethylene resin
  • Example 1 The paper portion was peeled off and removed from the polyethylene laminated paper (structure: 80% by mass of paper, 20% by mass of low density polyethylene) of the beverage container made of paper by a pulper to obtain a cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece. Such thin pieces, several cm 2 ⁇ 100 cm 2 about various shapes, are cut into pieces of size, large amount of absorbed wet (moisture having been immersed in water at stripping step of the paper portion Condition).
  • content of the polyethylene resin which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it is as showing in Table 1
  • content (mass%) of the cellulose fiber in Table 1 is the same as a cellulose effective mass ratio (%) (following same).
  • the amount of attached water was 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the thin film piece.
  • the cellulose fiber-adhered polyethylene thin film pieces were placed in a wet state and charged into a kneader which is a batch-type kneader, and melt-kneaded to prepare a polyolefin resin composite in which cellulose fibers are dispersed.
  • the obtained composite material consisted of cellulose fiber and polyethylene resin, and the water content was less than 1% by mass.
  • the evaluation results of the composite material are shown in Table 1.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-adhered polyethylene thin film piece was obtained from polyethylene laminated paper.
  • the thin film pieces like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ⁇ 100 cm 2 approximately pieces were wet conditions.
  • content of the polyethylene resin which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was as Table 1 .
  • the amount of attached water with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the thin film piece was as shown in Table 1.
  • the cellulose fiber-adhered polyethylene thin film pieces were put into the same kneader as used in Example 1 in a wet state, and melt-kneaded to prepare a cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite material.
  • the obtained composite material was composed of cellulose fiber and polyethylene resin, and the water content was less than 1% by mass.
  • Example 4 In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-adhered polyethylene thin film piece was obtained from polyethylene laminated paper.
  • the thin film pieces like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ⁇ 100 cm 2 approximately pieces were wet conditions.
  • content of the polyethylene resin which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was as Table 1 .
  • the amount of attached water with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the thin film piece was as shown in Table 1.
  • the cellulose fiber-adhered polyethylene thin film pieces are put into a batch type closed-type kneader in a wet state, and the peripheral speed of the tip of the stirring blade of the mixing and melting apparatus is stirred at high speed with 40 m / sec.
  • the rotational torque of the rotary shaft of the batch-type closed-type kneader increases and reaches the maximum value, and then descends, and then the change in torque decreases.
  • the time when the torque change rate became 5% or less per second was defined as the moment when the torque reached the minimum value, and the elapsed time from this starting point was 5 seconds. Further, the peripheral speed of the tip of the stirring blade of the mixing and melting apparatus was set to 40 m / sec as described above.
  • the obtained composite material consisted of cellulose fiber and polyethylene resin, and the water content was less than 1% by mass. The evaluation results of each composite material are as shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 Low density polyethylene was used as a test sample without adding cellulose fiber.
  • As low density polyethylene Japan Polyethylene Corporation LC600A was used.
  • the obtained composite material was made of polyethylene resin.
  • Comparative example 2 The polyethylene laminated paper which did not remove a paper part at all was cut
  • the amount of attached water was 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the comparative material.
  • the comparative material in the wet state was charged into the same batch-type closed-type kneader as used in Example 4, and melt-kneaded in the same manner as in Example 4 to try a cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite.
  • the melt-kneaded product became a powder, and it was not possible to obtain the intended bulk composite material.
  • Comparative example 3 In the same manner as in Example 1, a cellulose fiber-adhered polyethylene thin film piece was obtained from polyethylene laminated paper.
  • the thin film pieces like the first embodiment, which is cut into several cm 2 ⁇ 100 cm 2 approximately pieces were wet conditions.
  • the mass ratio (after drying) of the polyethylene resin which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it was as Table 1.
  • the amount of attached water was 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the thin film piece.
  • the cellulose fiber-adhered polyethylene thin film pieces were dried by a dryer set at 80 ° C.
  • this cellulose fiber-adhered polyethylene thin film piece was introduced into a kneader which is a batch-type kneader, and was melt-kneaded to produce a polyolefin resin composite in which cellulose fibers were dispersed.
  • the obtained composite material consisted of cellulose fiber and polyethylene resin, and the water content was less than 1% by mass. The evaluation results of the composite material are shown in Table 1.
  • Comparative Example 3 The composite material of Comparative Example 3 in which the cellulose fiber-adhered polyethylene thin film pieces were dried and the adhesion water was made to be less than 1 part by mass was compared with the materials of Examples 1 to 4 with respect to both the cellulose fiber dispersibility and abrasion resistance. Were inferior.
  • Examples 5, 6, 7 From a used paper beverage container made of polyethylene-laminated paper (polyethylene is low density polyethylene) having an aluminum thin film layer, the paper portion is partially peeled off from the laminated paper with a pulper to obtain cellulose aluminum adhered polyethylene A thin film piece was obtained. Such thin pieces, several cm 2 ⁇ 100 cm 2 about various shapes, are cut into pieces of size, large amount of absorbed wet (moisture having been immersed in water at stripping step of the paper portion Condition).
  • polyethylene-laminated paper polyethylene is low density polyethylene
  • content of the polyethylene resin which comprises this thin film piece, and the cellulose fiber adhering to it is as showing in Table 2
  • the mass ratio (after drying) of aluminum to ash (inorganic material other than aluminum) is also shown in Table 2.
  • the amount of attached water with respect to 100 parts by mass (dry mass) of the thin film piece was as shown in Table 2.
  • the thin film pieces were placed in the wet state and were put into the same kneader as used in Example 1, and melt-kneaded to prepare a cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite.
  • the obtained composite material consisted of cellulose fiber, polyethylene resin, aluminum and ash, and the water content was less than 1% by mass.
  • the evaluation results of the composite material are as shown in Table 2.
  • Pulverized paper of polyethylene-laminated paper (polyethylene is low density polyethylene) having an aluminum thin film layer is pulverized using a rotary blade crusher (manufactured by Holley Co., Ltd.), and polypropylene 1 (BC6, Nippon Polypropylene Corp. ) And water were mixed at the compounding ratio shown in Table 3-1.
  • This mixture is introduced into a batch closed-type kneader (batch-type high-speed stirring device), and the presence of water is achieved by high-speed stirring with the rotational speed of the stirring blade of the device at the circumferential speed of the tip of the rotating blade. It melt-kneaded below.
  • a cellulose fiber-dispersed polyolefin resin composite was produced.

Abstract

ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維を３質量％以上７０質量％未満含有し、ＩＳＯ　６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。 ［式１］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３ ［摩耗試験の試験条件］　荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃

Description

セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材
　本発明は、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維が分散してなるポリオレフィン樹脂複合材に関する。
　ポリオレフィン樹脂は成形性に優れ、またポリオレフィン樹脂を用いた成形品は機械的特性、電気的特性、耐薬品性等に優れることから、ポリオレフィン樹脂は成形品（樹脂製品）の構成材料として広く用いられている。他方、ポリオレフィン樹脂を用いた成形品は、例えば金属等の硬質部材との摩擦環境で使用されたときには摩耗しやすい傾向にあり、十分な耐久性が得られないことがある。
　ポリオレフィン樹脂の摩耗特性を改善するために、ポリオレフィン樹脂に超高分子量ポリエチレンを配合したり（特許文献１）、ポリフェニレンエーテル系樹脂を配合したり（特許文献２）することが提案されている。また、ポリオレフィン樹脂にポリフェニレンエーテル、シリコーンポリマー等を配合して耐摩耗性を高めることも提案されている（特許文献３）。
特開平６－７６６４４号公報 特開２０１３－１６１５９０号公報 特開平７－２２４１９２号公報
　しかしながら、特許文献１～３においてポリオレフィン樹脂とブレンドされる樹脂成分は、いずれも比較的高価なものであり、製造コストに問題があった。このため、所望の耐摩耗性を有するポリオレフィン樹脂を、より低廉なコストで提供する技術が望まれていた。
　本発明は、耐摩耗性に優れ、また、原料コストをより抑えて調製することができるポリオレフィン樹脂材を提供することを課題とする。
　本発明者らは、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維とを特定比で含む混合物を、水の存在下で溶融混練することにより、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を均一分散させることができること、こうして得られるセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が優れた耐摩耗性を示すことを見出した。
　本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。
　すなわち上記課題は以下の手段により解決された。
〔１〕
　ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ　６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式１］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
［摩耗試験の試験条件］
　荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
〔２〕
　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、〔１〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔３〕
　前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、〔１〕又は〔２〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔４〕
　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、〔１〕～〔３〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔５〕
　含水率が１質量％未満である、〔１〕～〔４〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔６〕
　前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である〔１〕～〔５〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔７〕
　前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である〔６〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔８〕
　前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である〔１〕～〔５〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔９〕
　ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ　６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式２］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
［摩耗試験の試験条件］
　荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
〔１０〕
　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、〔９〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１１〕
　前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、〔９〕又は〔１０〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１２〕
　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、〔９〕～〔１１〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１３〕
　含水率が１質量％未満である、〔９〕～〔１２〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１４〕
　前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である〔９〕～〔１３〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１５〕
　前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である〔１４〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１６〕
　前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である〔９〕～〔１３〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
　本発明において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
　本発明のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材は耐摩耗性に優れる。また本発明のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材は、原料コストをより抑えて製造することができる。
　以下に、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
　本発明のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材（以下、単に「本発明の複合材」とも称す。本明細書において単に「本発明の複合材」という場合、後述の実施形態Ｉ及びIIの両形態を含む意味である。）は、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、セルロース繊維の含有量は、複合材中（複合材の乾燥質量１００質量％中の意味。以下同様）、３質量%以上７０質量％未満である。
　本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維が均一な状態で分散しており、押出成形及び射出成形などへの適応性が高いものである。また、本発明の複合材には、所定量のアルミニウムが分散していても良い。
　本発明の複合材の一実施形態（以下、実施形態Ｉとも称す。）において、複合材の摩耗量は次式を満たす。実施形態Ｉにおいて、複合材は、後述するセルロース有効質量比が５～５０％の範囲であることが好ましい。
　複合材の「摩耗量」（単位：ｍｍ）は、複合材を用いてプレス成形により成形した、長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍの成形体に対して、ＩＳＯ　６７２２による摩耗試験を荷重１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、温度２３℃（摩耗試験の雰囲気中の温度を２３℃とする、以下同様）の条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量を意味し、後述する実施例に記載の方法で測定される。
 
［式１］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比［質量％］）＋０．３
 
　ここで、セルロース有効質量比は、事前に大気雰囲気にて８０℃×１時間の乾燥を行って乾燥状態にしたセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材試料（１０ｍｇ）を用い、窒素雰囲気下において＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、２３℃から４００℃まで熱重量分析（ＴＧＡ）を行い、次式により算出する。
（セルロース有効質量比［％］）＝
　　　　（複合材試料の２７０～３９０℃の質量減少量［ｍｇ］）×１００／（熱重量分析に付す前の乾燥状態の複合材試料の質量［ｍｇ］）
 
　複合材の摩耗量を小さくするには、複合材中のセルロース繊維の有効質量比を増すことが望ましいが、セルロース繊維の含有量が多くなりすぎると複合材の一体性が損なわれる。このため、複合材の一体性を保つ点から、摩耗量は、０．００１ｍｍ以上、さらに０．０１ｍｍ以上が望ましい。
　また、本発明の複合材の別の実施形態（以下、実施形態ＩＩとも称す。）においては、複合材の摩耗量が次式を満たす。
 
［式２］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
 
　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）を小さくするには、複合材中のセルロース繊維の有効質量比を増すことが望ましいが、セルロース繊維の含有量が多くなりすぎると複合材の一体性が損なわれる。このため、複合材の一体性を保つ点から、（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）は、０．０１以上、さらに０．１以上が望ましい。
　セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量及びセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量は、実施例に記載の方法により、上記と同様にして測定することができる。なお、「セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量」とは、複合材を構成するポリオレフィン樹脂（複合材が複数種のポリオレフィン樹脂をブレンドして含有する場合は、当該ブレンド樹脂）のみで調製した試験片を用いて測定した摩耗量である。
　本発明の複合材の一実施形態は、摩耗量が上記式１を満たし、また、本発明の複合材の別の実施形態は、摩耗量が上記式２を満たす。本発明の複合材は摩耗量が上記式１又は上記式２いずれかを満たす必要がある。本発明の複合材は、摩耗量が上記式１を満たし、かつ、上記式２を満たす形態であることも好ましい。
　本発明の複合材は、複合材中のセルロース繊維の含有量が３質量％以上である。複合材中のセルロース繊維の含有量を３質量％以上とすることにより、耐摩耗性をより向上させることができる。この観点からは、複合材中のセルロース繊維の含有量は５質量％以上であることがより好ましく、さらに好ましくは１０質量％以上である。また、曲げ強度をより向上させる点も考慮すれば、複合材中のセルロース繊維の含有量は２５質量％以上であることが好ましい。
　本発明の複合材は、セルロース繊維の含有量が７０質量％未満である。複合材中のセルロース繊維の含有量が７０質量％以上であると、溶融混練によりセルロース繊維が均一に分散した複合材が得られにくくなる。吸水性をより抑える観点から、複合材中のセルロース繊維の含有量は、好ましくは５０質量％未満である。
　本発明の複合材は、セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満であることが好ましい。
　本発明において、複合材中のセルロース繊維の含有量は、前述のセルロース有効質量比として求めることができる。即ち、事前に大気雰囲気にて８０℃×１時間の乾燥を行って乾燥状態にした複合材の試料（１０ｍｇ）を用い、窒素雰囲気下において＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、２３℃から４００℃まで熱重量分析（ＴＧＡ）を行った結果に基づいて、次式により算出するセルロース有効質量比を、本発明ではセルロース繊維の含有量としてみなす。
（セルロース有効質量比［％］）＝
　　　　（複合材試料の２７０～３９０℃の質量減少量［ｍｇ］）×１００／（熱重量分析に付す前の乾燥状態の複合材試料の質量［ｍｇ］）
　本発明の複合材は耐摩耗性に優れる。したがって、摩耗環境下で用いられる成形品（樹脂製品）の構成材料として好適である。本発明の複合材が耐摩耗性に優れる理由は十分に明らかではないが、セルロース繊維がポリオレフィン樹脂中に均一に分散してなる形態により、強度が高く耐摩耗性の向上に寄与しているとみられるセルロース繊維の摩擦環境下での離脱が低減するためと推定される。
　本発明の複合材中に分散しているセルロース繊維は繊維長が０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含むものであることが望ましい。繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含むことにより、曲げ強度等の機械強度をより向上させることができる。
　本発明の複合材を構成するポリオレフィン樹脂のポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはポリエチレンとポリプロピレンとの混合物（ブレンド）などがあげられる。また、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－グリシジルメタクリレート共重合体等のエチレン系共重合体、あるいはこれらを含むものがあげられる。ポリオレフィン樹脂は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。本発明の複合材を構成するポリオレフィン樹脂はポリエチレン樹脂及び／又はポリプロピレン樹脂であることが好ましく、ポリエチレン樹脂であることがより好ましい。
　上記ポリエチレン樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）があげられる。上記ポリエチレン樹脂は低密度ポリエチレンであることが好ましい。
　上記低密度ポリエチレンは、密度が８８０ｋｇ／ｍ３以上９４０ｋｇ／ｍ３未満のポリエチレンを意味する。上記高密度ポリエチレンは、上記低密度ポリエチレンの密度より密度が大きいポリエチレンを意味する。
　低密度ポリエチレンは、長鎖分岐を有する、いわゆる「低密度ポリエチレン」及び「超低密度ポリエチレン」といわれるものでもよく、エチレンと少量のα－オレフィンモノマーを共重合させた直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）でもよく、さらには上記密度範囲に包含される「エチレン－α－オレフィン共重合体エラストマー」であってもよい。
　本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂の含有量が、複合材中２０質量％以上９７質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上９５質量％以下がより好ましく、４０質量％以上９０質量％以下がさらに好ましい。
　また、本発明の複合材の一実施形態として、ポリエチレン樹脂に加えて、例えば、ポリプロピレン樹脂を含有する形態とすることも好ましい。この場合、複合材中のポリプロピレン樹脂の含有量を、例えば１７質量％以下とすることができる。（すなわち、ポリエチレン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、ポリプロピレン樹脂の含有量を２０質量部以下とすることができる。）また、本発明の複合材がポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂を含有する別の実施形態においては、当該ポリプロピレン樹脂の含有量は、複合材中３５質量%以上９５質量％以下とすることができ、４０質量％以上９０質量％以下とすることも好ましい。
　本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂中に、セルロース繊維に加え、アルミニウムが分散してなる形態であることも好ましい。
　アルミニウムが分散されている場合、アルミニウムの含有量は、複合材中、１質量％以上３０質量％以下が好ましい。アルミニウムの含有量をこの範囲内とすることにより、複合材の加工性をより高めることができ、また、複合材の加工時にアルミニウムの塊まりがより生じにくくなる。
　本発明の複合材中の、ポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）及びアルミニウムの含有量（質量％）は、以下のようにして求めることができる。
　本発明の複合材中のポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）は、熱キシレン溶解質量比Ｇａ（質量％）として下記式より求めることができる。熱キシレン溶解質量比の決定方法については後述する。
 
　　Ｇａ〔質量％〕＝｛（Ｗ０－Ｗａ）／Ｗ０｝×１００
　　　Ｗ０：熱キシレンに浸漬する前の複合材の乾燥質量
　　　Ｗａ：１３８℃の熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
 
　ここで、複合材がポリオレフィン樹脂、セルロース繊維、及び、アルミニウム等の他の成分により構成される場合、複合材中のアルミニウム等の他の成分の含有量（質量％）は、次により示される。
　アルミニウム等の他成分の含有量（質量％）＝１００－｛（セルロース有効質量比（質量％）＋ポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）｝
　セルロース繊維、ポリオレフィン樹脂、アルミニウム以外の成分を含まないか、含むとしても無視できる程度であるときは、複合材中のアルミニウムの含有量（質量％）は、次により示される。
　アルミニウムの含有量（質量％）＝１００－｛（セルロース有効質量比（質量％）＋ポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）｝
 
　ポリオレフィン樹脂が、後述する、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片のみに由来する場合には、ポリオレフィン薄膜片中のポリオレフィン樹脂の含有量を熱キシレン溶解質量比に基づき求めて、複合材中のポリオレフィン樹脂の含有量とみなすことができる。同様に、ポリオレフィン薄膜片中のアルミニウムの含有量を複合材中のアルミニウムの含有量とみなすことができる。
－熱キシレン溶解質量比－
　複合材中に混入しうる樹脂の種類が分かっていれば、各樹脂の量は、複合材の熱キシレン溶解質量比に基づき決定することができる。
　本発明において、熱キシレン溶解質量比は次のように決定される。
　自動車電線用規格ＪＡＳＯＤ６１８の架橋度測定に準拠し、複合材の成形シートから０．１～１ｇを切だし試料とし、この試料を４００メッシュのステンレスメッシュで包み、所定温度のキシレン１００ｍｌに２４時間浸漬する。次いで試料を引き上げ、その後試料を８０℃の真空中で２４時間乾燥させる。試験前後の試料の質量から、次式より熱キシレン溶解質量比Ｇ（％）が算出される。
　　Ｇ＝｛（Ｗ０－Ｗ）／Ｗ０｝×１００
　　　Ｗ０：熱キシレン中に浸漬する前の乾燥複合材の質量
　　　Ｗ：熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
　例えば、複合材を構成するポリオレフィン樹脂が、ポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂で構成される場合を想定する。複合材の、１３８℃の熱キシレン溶解質量比をＧａ（％）、１０５℃の熱キシレン溶解質量比をＧｂ（％）としたとき、Ｇａがポリオレフィン樹脂の質量比（％）に、Ｇａ－Ｇｂがポリプロピレン樹脂の質量比（％）に、Ｇｂがポリエチレンの質量比（％）に相応する。
　即ち、複合材中のポリオレフィン樹脂の含有量は、上記の、１３８℃の熱キシレン溶解質量比Ｇａ（％）として求めることができる。
ここで、
　　Ｇａ＝｛（Ｗ０－Ｗａ）／Ｗ０｝×１００
　　Ｇｂ＝｛（Ｗ０－Ｗｂ）／Ｗ０｝×１００
　　　Ｗ０：熱キシレンに浸漬する前の乾燥複合材の質量
　　　Ｗａ：１３８℃の熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
　　　Ｗｂ：１０５℃の熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
　また、本発明の複合材は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂以外の樹脂成分を含有してもよい。本発明の複合材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有してもよい。この場合、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有し、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンの総含有量が１０質量部以下であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂としてポリエチレン樹脂を用いる場合には、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有し、ポリエチレン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンの総含有量が１０質量部以下であることが好ましい。ここで、「ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンの総含有量」とは、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンのうち１種を含有する場合は、当該１種の含有量を意味し、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンの両方を含有する場合はポリエチレンテレフタレート及びナイロンの総含有量を意味する。
　本発明の複合材は、曲げ強度が１０～４０ＭＰａであることが好ましく、１５～４０ＭＰａであることがより好ましい。このような物性を有することにより、強度が必要とされる用途へ使用可能とすることができる。
　本発明の複合材は、曲げ弾性率が１０００～４０００ＭＰａであることが好ましく、１５００～４０００ＭＰａであることがより好ましい。このような物性を有することにより、曲げ剛性が必要とされる用途へも使用可能とすることができる。
　上記の曲げ強度及び曲げ弾性率は、複合材を特定形状に成形して測定される。より詳細には、後述する実施例に記載の方法により測定される。
　本発明の複合材を構成する上記のポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン樹脂とセルロースは、これらの少なくとも一部が再生材に由来することが好ましい。また、本発明の複合材に含まれ得るアルミニウム、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンも、これらの少なくとも一部が再生材に由来することが好ましい。再生材を利用することにより、複合材の製造コストを抑えることができる。
　再生材としては、例えば、紙とポリオレフィン薄膜層とを有するポリオレフィンラミネート加工紙、紙とポリオレフィン薄膜層とアルミニウム薄膜層とを有するポリオレフィンラミネート加工紙、これらの加工紙からなる飲料パック及び／又は食品パック等があげられる。
　より好ましくは、上記のラミネート加工紙及び／又は飲料・食品パックをパルパーで処理して紙部分を剥ぎ取り除去して得られた、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片（以下、「セルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片」とも称す。）を再生材として用いることが好ましい。ラミネート加工紙や飲料・食品パックがアルミニウム薄膜層を有する場合には、上記のセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片にはアルミニウムも付着した状態にある。
　このような再生材を原料とした場合にも、後述のように水の存在下で溶融混練する方法を採用することにより、セルロース繊維が樹脂中に均一分散し、耐摩耗性に優れた物性の本発明の複合材を得ることができる。
　本発明の複合材は、含水率が１質量％未満であることが好ましい。後述するように本発明の複合材は、水の存在下、樹脂を含む原料を溶融混練することにより製造することができる。したがって、例えば上述した、水分を多量に含むセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を原料とし、これを水を含んだ状態のまま溶融混練することにより本発明の複合材を得ることができる。この溶融混練により、水を蒸気として除去することができ、得られる複合材の含水率を１質量％未満にまで低減することができる。したがって、水分を含むセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を原料とした場合には、水分の除去と溶融混練とを別のプロセスで行う場合に比べて、水分除去にかかるエネルギー使用量（消費電力等）を大幅に抑えることができる。
　上記含水率は、複合材の製造後６時間以内に窒素雰囲気下において、２３℃から１２０℃まで、＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱重量分析（ＴＧＡ）を行った際の質量減少率（質量％）を意味する。
　本発明の複合材は、無機質材を含有してもよい。無機質材を含有することにより曲げ弾性、耐衝撃性、難燃性が向上し得る。無機質材としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン等があげられる。
　本発明の複合材は、セルロース繊維以外の繊維状材料を含有してもよい。セルロース繊維以外の繊維状材料としては、ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維、セルロース繊維以外の樹脂繊維等があげられる。セルロース繊維以外の樹脂繊維としては、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維等があげられる。ガラス繊維としては、チョップドストランド、ミルドファイバが好ましくあげられる。
　本発明の複合材は、目的に応じて、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、耐候剤、相溶化剤、衝撃改良剤、改質剤等を含んでもよい。また、加工性向上のため、オイル成分や各種の添加剤を含むことができる。パラフィン、変性ポリエチレンワックス、ステアリン酸塩、ヒドロキシステアリン酸塩、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ化ビニリデン系共重合体、有機変性シロキサン等があげられる。
　本発明の複合材は、カーボンブラック、各種の顔料、染料を含有することができる。本発明の複合材は、金属光沢系の着色材を含有することもできる。また、導電性カーボンブラック等の、アルミニウム以外の導電性付与成分を含むことができる。さらに、本発明の複合材はアルミニウム以外の熱伝導性付与成分を含むことができる。
　本発明の複合材は、架橋されていてもよい。架橋剤としては、有機過酸化物等が挙げられ、具体例としてジクミルパーオキサイドがあげられる。本発明の複合材はシラン架橋法により架橋された形態であってもよい。
　本発明の複合材の形状に特に制限はない。例えば、本発明の複合材をペレット状とすることもできるし、本発明の複合材は成形品であってもよい。本発明の複合材がペレット状の場合、このペレットは、成形品（樹脂製品）の構成材料として好適である。
　続いて本発明の複合材の製造方法について、好ましい実施形態を以下に説明する。本発明の複合材は、本発明の規定を満たす限り、下記方法により得られたものに限定されるものではない。
　本発明の複合材の好ましい製造方法においては、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維を、水の存在下で溶融混練する。より好ましくは、上述したセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を、水の存在下で溶融混練することにより、本発明の複合材を得ることができる。
＜溶融混練＞
　上記製造方法では、水の存在下で溶融混練することによって、セルロース繊維が分散してなるポリオレフィン樹脂複合材を得る。この混練装置としては、バッチ式閉鎖型混練装置やニーダーを挙げることができる。
　ここで「溶融混練」とは、原料中のポリオレフィン樹脂が溶融する温度で混練することを意味する。好ましくは、セルロース繊維が変質しない温度で溶融混練する。「セルロース繊維が変質しない」とは、セルロース繊維が著しい変色や燃焼、炭化を生じないことを意味する。
　上記溶融混練における温度（溶融混練物の温度）は１１０～２８０℃とすることが好ましく、１３０～２２０℃とすることがより好ましい。
　水の存在下で溶融混練することにより、せん断力の負荷と熱水の作用（熱水による物理的作用と化学的作用（加水分解作用）を含む）により、セルロース繊維の固着状態ないし熱融着状態を効率的に解きほぐすことができ、さらにセルロース繊維同士のネットワーク状のからみ合いも効果的に解きほぐすことができ、セルロース繊維をポリオレフィン樹脂中に、均一に分散させることが可能となる。
　溶融混練する原料がアルミニウムを含む場合、熱水はアルミニウムにも作用し、アルミニウムの表面への水和酸化物の生成や表面の溶解を促す。特に水の水素イオン濃度（ｐＨ）が中性から振れた場合に、溶解の作用は大きくなる。溶融混練によるせん断力と、熱水とアルミニウムとの反応とが複合的に作用し、アルミニウムが微細化し、均一な物性の複合材を得ることが可能になるものと考えられる。また、せん断と熱水により促進されるアルミニウムの微細化とその表面への水和酸化物の生成においては、アルミニウムが微細化するほど表面積が増え、アルミニウム表面の水和酸化物の量も増えることになる。この現象は、複合材の難燃性の向上においても有利に働くものと考えられる。
　複合材の原料としてセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いれば、上記溶融混練している状態において、水（熱水）のｐＨは通常はアルカリ性側を示す。溶融混練している状態における水のｐＨは７．５～１０の範囲にあることが好ましく、７．５～９の範囲にあることも好ましい。水がアルカリ性を示すことにより、アルミニウムと水とが反応してアルミニウムが溶解しやすく、ポリオレフィン樹脂中への均一分散性をより高めることができる。
　また、上記溶融混練している状態において、水のｐＨを酸性側（好ましくはｐＨ４～６．５、より好ましくはｐＨ５～６．５）としてもよい。この場合も、アルミニウムと水とが反応してアルミニウムが溶解しやすくなり、ポリオレフィン樹脂中への均一分散性をより高めることができる。ただし、酸性側である場合は、混練装置や製造に使用する各装置の特に金属部を痛める可能性がある。この点からはアルカリ性側を示すものが望ましい。
　熱水は亜臨界状態の水となってもよい。ここで、「亜臨界状態の水」とは、水の臨界点（温度３７４℃・圧力２２ＭＰａ）までには達しない高温高圧状態の水であり、より詳しくは、温度が水の大気圧の沸点（１００℃）以上、かつ水の臨界点以下であり、圧力が少なくとも飽和水蒸気圧付近にある状態である。
　亜臨界状態の水は、０℃以上１００℃以下で大気圧下の水よりイオン積が大きくなり、セルロース繊維の分子間結合を弱め、セルロース繊維の解繊が促進されるものと推定される。また、亜臨界状態の水はアルミニウムとの反応性もより高く、アルミニウムの微細化と均一分散性をより高めることができるものと考えられる。
　上記溶融混練は、撹拌羽根を有するバッチ式閉鎖型混練装置を用いて、水の存在下で行うことが好ましい。
　撹拌羽根を有するバッチ式閉鎖型混練装置を用いた溶融混練は、例えば、セルロース繊維とポリオレフィン樹脂を含む原料と水とを閉鎖空間内に投入し、かかる閉鎖空間内で撹拌羽根を高速回転させることにより、原料と水とを激しく混練することにより、空間内の温度を上昇させて溶融混練することができる。なお、本発明において「閉鎖」とは、外部から閉ざされた空間であるが、完全な密閉状態ではないことを示す意味で用いている。すなわち、上記のように閉鎖空間内で上記原料と水とを激しく混練すると温度と圧力が上昇するが、かかる高温高圧下において蒸気が外へと排出される機構を備えた空間を意味する。したがって、閉鎖空間内で、上記原料と水とを激しく混練することにより、亜臨界状態の水の存在下での溶融混練が達せられる一方、水分は蒸気として外に排出され続けるため、ついには水分を大幅に低減あるいは事実上完全に取り除くことが可能となる。
　また、撹拌羽根を有する非閉鎖型のバッチ式混練装置であるニーダーを用いて、ポリオレフィン樹脂の溶融温度以上の温度に設定して溶融混練することもできる。この場合も同様に、溶融混練しながら水分を蒸発させることができる。
　原料としてセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いる場合、この原料は上述のとおり、紙部分との分離処理の際に多量に吸水しており、再利用にかかる消費エネルギー等を考慮した場合にも、再利用し難いものであった。しかし、上記製造方法では、水の存在下で溶融混練するために水が必要である。したがって、薄膜片の吸水量が多い事は全く問題にならず、むしろ水を加える手間を減ずることができるというメリットがある。しかも溶融混練においては水分を高温の蒸気として効率的に排出することができるため、得られる複合材の含水率を所望のレベルにまで下げることが可能になる。
　上述した、撹拌羽根を有するバッチ式閉鎖型混練装置として、例えば、円筒形の撹拌室を備え、その撹拌室中を貫通して配置した回転軸の外周に、複数枚の撹拌羽根を突設させて設けた構造を有するバッチ式高速撹拌装置を使用することができる。また、例えば、このバッチ式高速撹拌装置には撹拌室の圧力を保ちながら水蒸気を解放する機構が設けられる。
　撹拌室内の温度と圧力は、上記原料と水に、回転する撹拌羽根による高剪断力が加わることで急上昇し、高温となった水がセルロースに対して物理的、化学的（加水分解）に作用し、高速撹拌による強烈なせん断力とが相俟って、セルロース繊維を解繊し、さらに原料がアルミニウムを含む場合には、上述した熱水とアルミニウムとの反応が生じ、均一な組成ないし物性の複合材を得ることが可能になると考えられる。
　上記のバッチ式閉鎖型混練装置には、上述のとおり円筒形の撹拌室が備えられており、その撹拌室中を貫通して配置された回転軸の外周には、複数枚（例えば４～８枚）の撹拌羽根が突設されている。撹拌羽根が配置された回転軸は、駆動源であるモーターに連結されている。ここで、撹拌室内に取り付けた温度計や圧力計により、温度や圧力を計測し、温度計や圧力計から計測された温度や圧力を用いて、材料の溶融状態を判断して、溶融混練を判断することができる。また、材料の状態を温度や圧力から判断するのではなく、モーターにかかる回転トルクを計測して溶融状態を判断することもできる。例えば、トルクメーターから計測される回転軸の回転トルクの変化を計測し、溶融混練の終了時点を判断することができる。溶融混練においては撹拌羽根を高速回転させる。撹拌羽根の周速（回転速度）は、撹拌羽根の先端（回転軸からの距離が最も遠い先端部分）の周速として、２０～５０ｍ／秒が好ましい。
　バッチ式閉鎖型混練装置を用いた溶融混練の終了時点は、得られる複合材の物性を考慮して適宜に調節されるものである。好ましくは、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが、上昇して最大値に達した後に下降して、トルクが前記最大値の０．７倍となった後、トルク変化率が１秒当たり５％以下になった時点から３０秒以内に回転軸の回転を停止することが好ましい。こうすることで、得られる複合材のメルトフローレート（ＭＦＲ：温度＝２３０℃、荷重＝５ｋｇｆ）を、０．０５～５０．０ｇ／１０ｍｉｎに調整しやすく、物性をより向上させることができる。メルトフローレートが上記範囲内にある複合材は、樹脂中にセルロース繊維が均一に分散しており、押出成形又は射出成形に好適で、形状安定性、強度及び耐衝撃性の高い成形体を作製することができるものである。
　溶融混練の終了時点を制御することで複合材のメルトフローレートを調整できる理由は、溶融混練中に発生する熱水や亜臨界状態の水の作用によって、ポリオレフィン樹脂やセルロース繊維の分子の一部が低分子化することが一因と推定される。
　本明細書において「トルク変化率が１秒当たり５％以下になる」とは、ある時点におけるトルクＴ１と、当該時点から１秒後のトルクＴ２とが下記式（Ｔ）を満たすことを意味する。
　　　　　式（Ｔ）　　　１００×（Ｔ１－Ｔ２）／Ｔ１≦５（％）
　特に、上記溶融混練においては、原料と水とを、バッチ式混練装置又はニーダーに投入するに当たり、原料を、必要に応じて粉砕あるいは減容処理し、自重落下投入等をしやすい、取扱い易い大きさと嵩密度に処理してもよい。ここで、減容処理とは薄膜片を圧縮してかさ容積を減ずる処理で、この際、圧縮により薄膜片に必要以上に付着した水分も絞りとられる。減容処理を施すことにより、必要以上に付着した水分が絞りとられ、複合材を得るまでのエネルギー効率をより改善することができる。
　パルパーにより処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片は、通常、含水率が５０質量％前後となり、多量の水を吸水した状態にある。この吸水した状態のセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片は、その減容処理により水分が絞られ、例えば含水率が２０質量％前後となる。また、この減容処理により、見かけ上の容積を１／２～１／５程度とすることが好ましい。減容処理に用いる装置は特に制限されないが、２つのスクリュウを有する押出し方式の減容機が好ましい。２つのスクリュウを有する押出し方式の減容機を用いることにより、連続的に処理できるとともに後工程で扱いやすい、個々の大きさが適度に小さい減容物を得ることができる。例えば、二軸式廃プラスチック減容固化機（型式：ＤＰ－３Ｎ、小熊鉄工所社製）等を用いることができる。
　また、吸水した状態のセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を粉砕し、この粉砕物を溶融混練することもできる。粉砕処理は、例えば、回転刃を有する粉砕機、回転刃と固定刃を有する粉砕機、摺動刃を有する粉砕機を用いて行うことができる。
　溶融混練の際に用いる水は、上記のとおりセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片に付着しているセルロース繊維の含浸水や、薄膜片の表面の付着水などをそのまま利用することができる。また、原料が吸水した状態にない場合には、必要な量を加水すれば良い。
　溶融混練の際に必要な水量は、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対して、通常は５質量部以上１５０質量部未満である。この水量の範囲とすることにより、樹脂中にセルロース繊維が均一に分散しており、含水率が１質量％未満の成形性に優れた複合材が製造しやすい。溶融混練の際の水量は、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対して、より好ましくは５～１２０質量部であり、さらに好ましくは５～１００質量部であり、さらに好ましくは５～８０質量部であり、１０～２５質量部とすることがさらに好ましい。
　上記製造方法では、上記溶融混練に当たり、セルロース材を混合することができる。
　この場合、得られる複合材が、複合材１００質量％中、セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満となるようにセルロース材の配合量を調整するのが好ましく、より好ましくは、複合材１００質量％中、セルロース繊維の含有量が５質量％以上７０質量％未満、さらに好ましくは５質量％以上５０質量％未満、特に好ましくは２５質量％以上５０質量％未満となるようにセルロース材の配合量を調整するのが好ましい。
　セルロース材としては、セルロースを主体とするものがあげられ、より具体的には、紙、古紙、紙粉、再生パルプ、ペーパースラッジ、ラミネート加工紙の損紙等があげられる。なかでもコストと資源の有効活用の点から古紙及び／又はペーパースラッジを使用することが好ましく、ペーパースラッジを使用することがより好ましい。このペーパースラッジは、セルロース繊維以外に無機質材を含んでいてもよい。複合材の弾性率を高める観点からは、無機質材を含むペーパースラッジが好ましい。また、複合材の衝撃強度を重視する場合は、ペーパースラッジは無機質材を含まないか、無機質材を含むとしてもその含有量の少ないものが好ましい。古紙等の紙を混合する場合は、溶融混練の前に紙は予め水で湿潤されていることが好ましい。水で湿潤された紙を使用することにより、セルロース繊維が樹脂中に均一に分散した複合材が得られやすくなる。
　上記製造方法において、原料として飲料パック及び／又は食品パック、あるいはこれらをパルパーで処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いる場合、セルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片のポリオレフィン樹脂に加えて、別途、ポリオレフィン樹脂及び／又はその他の樹脂を、溶融混練の前又は後に加えてもよい。得られる複合材中のこれらの成分の含有量は、上述したとおりである。
　上記製造方法において、原料として飲料パック及び／又は食品パック、あるいはこれらをパルパーで処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いる場合、飲料パックや食品パックとしては、使用済みのもの、未使用のもの、あるいはパックの製造工程で発生する未使用のパックの一部分等が利用可能である。使用済みの飲料パックや食品パックを回収して利用する場合、回収物には、ポリオレフィン樹脂以外の樹脂成分が混入する場合がある。特にポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の混入があげられる。上記製造方法で得られる複合材は、このようなポリオレフィン樹脂以外の樹脂を含むことができる。上記製造方法で得られる複合材は、例えば、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、例えば、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを総量で１０質量部以下含むことができる。
　上記製造方法によれば、ポリオレフィンラミネート加工紙、又はポリオレフィンラミネート加工紙からなる飲料パック及び／又は食品パック、又はこれらをパルパーにより処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を原料として、本発明の複合材を得ることができる。つまり、いわばゴミ同然に埋め立てられて廃棄処分されるような、使い道のなかった廃材を利用することができるため、本発明の複合材の原料コストは安価である。また本発明は、環境負荷の低減にも寄与しうる発明である。
　本発明を実施例に基づきさらに説明するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
　本発明における各指標の測定方法、評価方法は次のとおりである。
［耐摩耗性］
　複合材を用いてプレス加工により試験片を作製し、ＩＳＯ６７２２の耐摩耗試験の往復法に準じて摩耗子としてニードルを使用して耐摩耗性を評価した。下記試験条件にて５０００往復後の摩耗量（ニードルの往復により形成された傷の、試験片表面から垂直方向（厚さ方向）への深さ）を、本試験における摩耗量とした。
　荷重：１．７ｋｇ
　ニードル径：φ０．４５ｍｍ、
　ニードル材質：ＳＵＳ３０４、
　ストローク長：１０ｍｍ、
　周期：６０往復／分
　試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ（断面矩形の平板状シート）
　室温：２３℃
―――セルロース有効質量比―――
　事前に大気雰囲気にて８０℃×１時間の乾燥を行って乾燥状態にした複合材試料（１０ｍｇ）を用い、窒素雰囲気下において＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、２３℃から４００℃まで熱重量分析（ＴＧＡ）を行った結果に基づいて、次式により算出した。測定は５回行いその平均値を求めて、その平均値をセルロース有効質量比とした。
 
（セルロース有効質量比［％］）＝
　　　　（複合材試料の２７０～３９０℃の質量減少量［ｍｇ］）×１００／（熱重量分析に付す前の乾燥状態の複合材試料の質量［ｍｇ］）
 
＜耐摩耗性の合否判定１＞
　摩耗量が下記の評価式［式１］を満たす場合を合格（○）とし、満たさない場合を不合格（×）とした。
［式１］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
 
＜耐摩耗性の合否判定２＞
　摩耗量が下記の評価式［式２］を満たす場合を合格（○）とし、満たさない場合を不合格（×）とした。
［式２］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
 
　上記ポリオレフィン樹脂単体の摩耗量は、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂と同じポリオレフィン樹脂からなるペレットを、ロールにて混錬後、プレス加工してポリオレフィン樹脂単体の試験片を作製し、上記と同様に耐摩耗試験を行い、ポリオレフィン樹脂単体の摩耗量とした。
［結果物（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材）の形状］
　混練後のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の外観を目視にて評価した。バルク（塊）の状態を合格品（○）とし、バルクの状態とならずに粉体状であるもの、を不合格品（×）とした。（粉体状のものは、かさ比重が小さいために空気中で容易に吸湿するなどの理由でブリッジングや容器壁面への付着を生じ、その後の成形の際に自重落下で成型機に投入することが困難である。）
［セルロース繊維分散性］
　事前に含水率０．５質量％以下になるまで、８０℃の温風乾燥機で乾燥した複合材を、プレスで１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍのシート状に成形して成形体を得、この成形体を８０℃の温水に２０日間浸漬した後に、温水から取り出した成形体表面の任意の箇所に、４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形を書き、さらにその正方形内部に４ｍｍ間隔で４０ｍｍの線分を９本書いた。表面粗さ測定機を用いて、カットオフ値λｃ＝８．０ｍｍかつλｓ=２５．０μｍの条件の下、隣り合う２本の線分の中間線上の粗さを測定し、１０本の粗さ曲線（ＪＩＳ－Ｂ０６０１にて規定、評価長さ４０ｍｍ）を得た。１０本全ての粗さ曲線においてピークトップが３０μｍ以上でかつ上側に（表面から外側に向けて）凸である山の個数を数えたとき、山の個数が合計２０個以上である場合を不合格品（×）とし、山の個数が２０個未満である場合を合格品（○）とした。
　試料中にセルロース繊維が偏在している場合は局所的に吸水が起こり、その部分の表面が膨張するため、この方法でセルロース繊維の分散性を評価することができる。
［曲げ強度］
　射出成形で試験片（厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を作製し、支点間距離６４ｍｍ、支点及び作用点の曲率半径５ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎにて荷重の負荷を行い、ＪＩＳ－Ｋ７１７１に準じて曲げ強度を算出した。曲げ強度の単位は「ＭＰａ」である。
［曲げ弾性率］
　ＪＩＳ　Ｋ７１７１に準拠しサンプル厚さ４ｍｍ、曲げ速度２ｍｍ／ｍｉｎにて曲げ弾性率を測定した。詳細には、射出成形で試験片（厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を作製し、支点間距離６４ｍｍ、支点及び作用点の曲率半径５ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎにて荷重の負荷を行い、ＪＩＳ－Ｋ７１７１に準じて曲げ試験を行い、曲げ弾性率を測定した。
　ここで、曲げ弾性率　Ｅｆは、歪み０．０００５（εｆ１）におけるたわみ量において測定した曲げ応力σｆ１、歪み０．００２５（εｆ２）におけるたわみ量において測定した曲げ応力σｆ２を求めて、これらの差を、それぞれの対応する歪み量の差で割ること、
　すなわち
　　式　　Ｅｆ＝（σｆ２―σｆ１）／（εｆ２―εｆ１）
で求めることができる。
　このときの曲げ応力を求めるための、たわみ量Ｓは、下記の式により求めることができる。
　Ｓ＝（ε・Ｌ２）／（６・ｈ）
　　　Ｓ：たわみ
　　　ε：曲げ歪み
　　　Ｌ：支点間距離
　　　ｈ：厚さ
　以下の説明において、ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂であるポリオレフィンラミネート加工紙を「ポリエチレンラミネート加工紙」と称し、ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂であるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を「セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片」と称す。
実施例１
　紙製飲料容器のポリエチレンラミネート加工紙（構成：紙８０質量％、低密度ポリエチレン２０質量％）から、パルパーによって紙部分を剥ぎ取り除去してセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、数ｃｍ２～１００ｃｍ２程度のさまざまな形状、大きさの小片に切断されており、紙部分の剥ぎ取り工程において水に浸漬されたことで濡れた状態（水分を多量に吸収した状態）であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表１に示すとおりであった。なお、表１中のセルロース繊維の含有量（質量％）はセルロース有効質量比（％）と同じである（以下同様）。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は１００質量部であった。
　次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、バッチ式混練装置であるニーダーに投入し、溶融混練し、セルロース繊維が分散されたポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率が１質量％未満であった。
　複合材の評価結果を表１に示す。
実施例２、３
　実施例１と同様にして、ポリエチレンラミネート加工紙からセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。この薄膜片は、実施例１と同じく、数ｃｍ２～１００ｃｍ２程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表１のとおりであった。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は表１に示すとおりであった。
　次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、実施例１で用いたのと同じニーダーに投入し、溶融混練してセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率がいずれも１質量％未満であった。
実施例４
　実施例１と同様にして、ポリエチレンラミネート加工紙からセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。この薄膜片は、実施例１と同じく、数ｃｍ２～１００ｃｍ２程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表１のとおりであった。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は表１に示すとおりであった。
　次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、バッチ式閉鎖型混練装置に投入し、混合溶融装置の撹拌羽根の先端の周速を４０ｍ／秒として高速攪拌して水を亜臨界状態にすると共に試料材料を混練し、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。
　なお、バッチ式閉鎖型混練装置による混練終了時点は、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが上昇して最大値に達した後、下降して、その後トルク変化が小さくなることから、トルク変化率が１秒当たり５％以下になった時点を、トルクが最小値に達した瞬間と定義して、この起点からの経過時間を５秒とした。また、混合溶融装置の撹拌羽根の先端の周速は上記と同様に４０ｍ／秒とした。
　得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率が１質量％未満であった。
　各複合材の評価結果は表１に示すとおりである。
比較例１
　セルロース繊維を加えずに、低密度ポリエチレンを試験試料とした。低密度ポリエチレンとしては、日本ポリエチレン株式会社社、ＬＣ６００Ａを使用した。得られた複合材は、ポリエチレン樹脂からなるものであった。
比較例２
　紙部分を全く除去しないポリエチレンラミネート加工紙を裁断し、吸水させたものを比較材料として用いた。この濡れた状態の比較材料において、比較材料１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は１００質量部であった。濡れた状態の比較材料を、実施例４で用いたのと同じバッチ式閉鎖型混練装置に投入し、実施例４と同様に溶融混練してセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を試みた。しかし、溶融混練物は紛体となってしまい、目的のバルク状の複合材を得ることができなかった。
比較例３
　実施例１と同様にして、ポリエチレンラミネート加工紙からセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。この薄膜片は、実施例１と同じく、数ｃｍ２～１００ｃｍ２程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の質量比（乾燥後）は、表１のとおりであった。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は１００質量部であった。
　このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、８０℃に設定した乾燥機で４８時間乾燥して、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量を１質量部未満とした。
　次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、バッチ式混練装置であるニーダーに投入し、溶融混練し、セルロース繊維が分散されたポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率が１質量％未満であった。
　複合材の評価結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　表１に示すとおり、水の存在下、溶融混練して得られた特定量のセルロース繊維を含む複合材は、耐摩耗性に優れることがわかる。また、セルロース繊維が多い程、曲げ強度が高まる傾向があった。複合材に対しセルロース繊維が本発明の規定よりも多い比較例２は、バルク状の複合材を得ることができず、耐摩耗性試験を行なうことができなかった。また、ポリエチレンのみからなる比較例１の材料は耐摩耗性が実施例１から実施例４の材料に比べて劣るものであった。セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を乾燥して付着水を１質量部未満として溶融混練した比較例３の複合材は、セルロース繊維の分散性、耐摩耗性ともに実施例１から実施例４の材料に比べて劣るものであった。
実施例５、６、７
　アルミニウム薄膜層を有するポリエチレンラミネート加工紙（ポリエチレンは低密度ポリエチレン）からなる使用済みの紙製飲料容器から、パルパーによって紙部分をラミネート加工紙から、一部剥剥ぎ取り除去してセルロース・アルミニウム付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、数ｃｍ２～１００ｃｍ２程度のさまざまな形状、大きさの小片に切断されており、紙部分の剥ぎ取り工程において水に浸漬されたことで濡れた状態（水分を多量に吸収した状態）であった。また、かかる薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表２に示すとおりであった。また、アルミニウムと灰分（アルミニウム以外の無機質材）との質量比（乾燥後）も表２に示す。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は表２に示すとおりであった。
　次に、この薄膜片を、濡れた状態のままで、実施例１で用いたのと同じニーダーに投入し、溶融混練してセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とアルミニウムと灰分とからなり、含水率はいずれも１質量％未満であった。
　複合材の評価結果は表２に示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すとおり、水の存在下、溶融混練して得られたアルミニウムと特定量のセルロース繊維を含む複合材は、耐摩耗性に優れることがわかる。
実施例８、９、１０
　アルミニウム薄膜層を有するポリエチレンラミネート加工紙（ポリエチレンは低密度ポリエチレン）の損紙を、回転刃式の粉砕機（ホーライ社製）を使用して粉砕したものと、ポリプロピレン１（ＢＣ６、日本ポリプロ（株）製）と、水とを、表３－１に示す配合比で混合した。この混合物を、バッチ式閉鎖型混練装置（バッチ式高速撹拌装置）に投入し、装置の撹拌羽根の回転速度を回転羽根の先端の周速で４０ｍ／秒として高速攪拌することにより、水の存在下で溶融混練した。こうしてセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。
　なお、混練の終了は、バッチ式混練装置に設置された温度計により測定される装置チャンバー内の材料温度が、２２０℃に達した時点とした。
　各複合材において、上述した測定方法により決定された、各複合材中のセルロース含有量（質量％）とポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）とアルミニウム及び灰分の各含有量（質量％）を表３－２上段に示した。
　各複合材の評価結果を表３－２に示す。
　なお、表３－２において、得られた複合材の含水率はいずれも１質量％以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３－２に示すとおり、水の存在下、溶融混練して得られたアルミニウムと特定量のセルロース繊維を含む複合材は、耐摩耗性に優れることがわかる。
　本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
　本願は、２０１７年８月２３日に日本国で特許出願された特願２０１７－１６０６８０に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。

Claims (16)

  1. 　ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ　６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
    ［式１］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
    ［摩耗試験の試験条件］
    　荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
  2. 　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、請求項１に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  3. 　前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、請求項１又は２に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  4. 　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項１～３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  5. 　含水率が１質量％未満である、請求項１～４のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  6. 　前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である請求項１～５のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  7. 　前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である請求項６に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  8. 　前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項１～５のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  9. 　ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ　６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
    ［式２］　（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜－０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
    ［摩耗試験の試験条件］
    　荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
  10. 　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、請求項９に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  11. 　前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、請求項９又は１０に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  12. 　前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項９～１１のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  13. 　含水率が１質量％未満である、請求項９～１２のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  14. 　前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である請求項９～１３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  15. 　前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である請求項１４に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
  16. 　前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項９～１３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
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