WO2020116517A1 - セルロース繊維分散樹脂複合材、成形体、及び複合部材 - Google Patents

セルロース繊維分散樹脂複合材、成形体、及び複合部材 Download PDF

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cellulose
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英和 原
廣石 治郎
雅巳 太附
鈴木 俊宏
池内 正人
二郎 坂戸
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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 cellulose fiber-dispersed resin composite material, a molded body, and a composite member.
  • Fiber-reinforced resins in which reinforcing fibers such as glass fibers, carbon fibers, and cellulose fibers are mixed with resins are known to improve mechanical properties of resin products.
  • the glass fiber which is a non-combustible inorganic material, remains as ash even when burned by thermal recycling or the like, and there is a problem in energy recovery rate in recycling.
  • the specific gravity of glass fiber is larger than that of resin, there is a problem that the weight of fiber reinforced resin increases.
  • glass fibers have a larger heat capacity than resins, it takes time to cool and solidify after molding, and there is a limitation in improving the manufacturing efficiency of resin products.
  • the above problem can be solved by using carbon fiber instead of glass fiber as the reinforcing fiber.
  • carbon fiber is expensive, and if this is used as a reinforcing fiber, there is a problem that the cost of the resin product increases.
  • the cellulose fiber is lightweight, has little combustion residue in thermal recycling, etc., and is relatively inexpensive, and is therefore advantageous in terms of weight reduction, recyclability, cost and the like.
  • Techniques for fiber-reinforced resins using cellulose fibers have been reported.
  • a composite material is obtained by kneading a composite material in which wax is adhered to a dry waste paper pulp fiber subjected to a defibration treatment with a matrix resin, and a defibrated waste paper pulp is obtained. It is described that the length weighted average fiber length of the fiber is 0.1 to 5.0 mm.
  • Patent Document 2 discloses a paper-containing resin composition containing a pulverized paper and a resin containing 50% by mass or more of softwood bleached chemical pulp and having a melt mass flow rate of 2.0 to 7.0 g/10 min. It is disclosed. Patent Document 2 describes that the average fiber length of the pulp is 0.3 to 2 mm. Further, in Patent Document 3, a specific amount of a thermoplastic resin pellet is mixed with a waste paper pellet obtained by mixing a crushed waste paper and a polyolefin elastomer, and the mixture is heated and kneaded to obtain pellets, It is also described that the used paper is crushed to have an average thickness of 0.01 to 0.1 mm and an average length of 0.1 to 2.5 mm.
  • Patent Document 4 discloses a resin composition containing a specific amount of a thermoplastic resin, a cellulose fiber, a water-soluble resin, and a modified olefin resin, and also describes the use of a cellulose fiber having an aspect ratio of 5 or more.
  • Patent Document 5 a paper pellet obtained by absorbing water into a pellet of a crushed film-laminated paper, a polypropylene resin, and a maleic anhydride-modified polypropylene resin are mixed and supplied to a twin-screw extruder. It is described that kneading was performed to obtain pellets composed of a paper-blended thermoplastic resin composition, and the pellets were injection-molded.
  • Patent Document 6 describes that the area of the cellulose aggregate can be made fine by kneading the polyolefin resin, the powdered cellulose, and water with a twin-screw extruder.
  • Cellulose fiber reinforced resin may not have sufficient affinity for the interface between hydrophobic resin and hydrophilic cellulose fiber, and may not be able to fully enjoy the reinforcing action of cellulose fiber.
  • an acid-modified resin or the like to increase the affinity between the resin and the cellulose fiber.
  • the size or shape of the cellulose fibers to be used has been studied as described in Patent Documents 1 to 4 above.
  • Patent Documents 5 and 6 a dispersion state of cellulose fibers and an aggregate of cellulose by kneading with a twin-screw extruder to which water is added have been studied.
  • the size or shape of the cellulose fibers only refers to the state before mixing with the resin, or refers to the dispersed state of cellulose fibers or the aggregate of cellulose, The size or shape of the cellulose fiber after kneading and dispersing in the resin, and further the distribution state of the fiber length is not accurately grasped.
  • the present invention provides a composite material obtained by dispersing cellulose fibers in a resin and having excellent mechanical properties such as tensile strength and bending strength, a molded product using the composite material, and a composite member using the molded product.
  • the challenge is to provide.
  • the present inventors have studied the relationship between the improvement of mechanical properties of a resin composite material in which cellulose fibers are dispersed and the fiber length of cellulose fibers. Specifically, there is a difference in fiber length distribution between the cellulose fibers before being mixed with the resin and the cellulose fibers mixed and kneaded with the resin. The distribution was changed depending on the kneading conditions, and the study was carried out under the assumption that the distribution state of the fiber length after kneading would affect the mechanical properties of the obtained composite material.
  • the present inventors the composite material obtained by kneading the resin and the cellulose fiber, the resin is dissolved by immersing in a soluble solvent of the resin, the cellulose fiber is taken out, the fiber length distribution was analyzed in detail, It is found that the fiber length distribution before and after kneading is different, and the mechanical properties of the obtained composite material can be improved by adjusting the fiber length distribution of the cellulose fiber in the composite material to a specific distribution state. Came to.
  • the present invention has been completed through further studies based on these findings.
  • ⁇ Measurement conditions> A method for measuring a fiber length by a pulp-optical automatic analysis method defined in ISO 16065 2001 for a dissolution residue obtained by immersing the cellulose fiber-dispersed resin composite in a solvent in which the resin in the composite is dissolved. To obtain LL and LN.
  • ⁇ Measurement method> A sample of the cellulose fiber-dispersed resin composite material is subjected to thermogravimetric analysis (TGA) at a temperature rising rate of +10° C./min in a nitrogen atmosphere, and the content of the cellulose fiber is calculated by the following [Formula I].
  • TGA thermogravimetric analysis
  • [Formula I] (Content of cellulose fiber [% by mass]) (Amount of decrease in mass of sample between 200 to 380° C.
  • the resin contains a polyolefin resin, and the dissolution residue obtained by immersing the resin in the composite material in a soluble solvent under the measurement conditions of LL, LN and LW is a thermal xylene dissolution residue, [1] to The cellulose fiber-dispersed resin composite material according to any one of [6].
  • the cellulose fiber-dispersed resin composite material according to [8], wherein at least a part of the aluminum has a bent structure.
  • the numerical range represented by “to” means a range including the numerical values before and after “to” as the lower limit value and the upper limit value.
  • the cellulose fiber-dispersed resin composite material, molded body, and composite member of the present invention are made by dispersing cellulose fibers in a resin and have excellent mechanical properties such as tensile strength and bending strength.
  • FIG. 1 is a graph showing a fiber length distribution of cellulose fibers contained in a composite material in an embodiment of the composite material of the present invention.
  • the cellulose fiber-dispersed resin composite material of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “composite material of the present invention”) has cellulose fibers dispersed in the resin, and the cellulose in the composite material of the present invention (100% by mass).
  • the fiber content is 1% by mass or more and less than 70% by mass.
  • the content (mass %) of the cellulose fibers contained in the composite material of the present invention is determined by employing the value obtained by thermogravimetric analysis as described below.
  • ⁇ Method of determining content of cellulose fiber (effective ratio by mass of cellulose)> A composite material sample (10 mg) previously dried at 80° C. for 1 hour in the air atmosphere was subjected to thermogravimetric analysis (TGA) from 23° C. to 400° C. at a temperature rising rate of +10° C./min in a nitrogen atmosphere. Then, the content (% by mass, also referred to as the effective mass ratio of cellulose) of the cellulose fibers is calculated by the following [Formula I].
  • the mass% calculated by [Formula I] is used for grasping the amount of cellulose fiber, and the relationship between the amount of cellulose fiber thus obtained and the mechanical property of the composite material is related. Is high.
  • LL and LN satisfy the following formula [Formula 1].
  • [Formula 1] 1.1 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.5
  • the LL and LN are defined in ISO 16065 2001 (JIS P8226 2006) regarding the dissolution residue (insoluble matter) obtained by immersing the cellulose fiber-dispersed resin composite material in a solvent in which the resin in the composite material is soluble. Pulp-determined by fiber length measurement method by optical automated analysis. More specifically, the above LL and LN are derived by the following equation. LL is the average fiber length weighted by fiber length.
  • LL ( ⁇ n i l i 2 )/( ⁇ n i l i )
  • LN ( ⁇ n i l i )/( ⁇ n i )
  • n i is the number of fibers in the i-th length range
  • l i is the center value of the i-th length range.
  • LL/LN is an index showing the spread of fiber length distribution. If LL/LN is large, the spread of the fiber length distribution is large, and conversely, if LL/LN is small, the fiber length distribution is narrow.
  • the composite material of the present invention can sufficiently increase the mechanical strength of the composite material by satisfying 1.1 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.5.
  • the composite material of the present invention is configured such that the relationship between LL and LN satisfies the above [Formula 1]. If LL/LN is too small, the distribution of fiber length is too narrow, the proportion of long fibers is relatively reduced, and it becomes difficult to sufficiently increase mechanical strength such as tensile strength. From this point, (LL/LN) is preferably larger than 1.15.
  • (LL/LN) is smaller than 1.4. That is, it is also preferable to satisfy 1.1 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.4.
  • the resin-soluble solvent in the composite material is appropriately selected depending on the type of the resin in the composite material, and examples thereof include thermal xylene when the resin is a polyolefin, but are not limited thereto. Any resin that is soluble in the resin and insoluble in the cellulose fiber may be used.
  • LL and LN satisfy the following [formula 1-2], that LL and LN also satisfy the following [formula 1-2b], and the following [formula 1-3]. It is more preferable that the following [formula 1-4] be satisfied.
  • [Equation 1-2] 1.1 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.4
  • [Formula 1-2b] 1.15 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.5
  • [Equation 1-3] 1.15 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.4
  • [Formula 1-4] 1.2 ⁇ (LL/LN) ⁇ 1.3
  • the fiber length of the cellulose fibers in the composite material can be measured to some extent by observing the surface of the composite material or a thin film formed by slicing or pressing.
  • the observation surface since the observation surface is limited to a specific surface, it is not possible to accurately measure all the fiber lengths of the individual fibers dispersed in the resin. This is because, in the composite material, there are not a few cellulose fibers in the composite material in which the fibers are present with an overlap in the thickness direction of the thin film, or the fibers are arranged so as to be inclined from the observation surface.
  • the present inventors have accurately measured the fiber length distribution of the cellulose fibers in the composite material, found a technical relationship that has not been known hitherto between the measured value and the mechanical properties of the composite material, and The present invention has been completed based on the findings.
  • the weight-weighted (length-weighted) average fiber length of the cellulose fibers is LW
  • LW and the LN satisfy the following formula [Formula 2].
  • [Formula 2] 1.1 ⁇ (LW/LN) ⁇ 3.0
  • the LW also has a dissolution residue (insoluble content) obtained by immersing the cellulose fiber-dispersed resin composite material in a solvent in which the resin in the composite material is soluble, according to ISO 16065 2001 ( The fiber length is determined by the pulp-optical automatic analysis method defined in JIS P8226 2006). More specifically, the above LW is derived by the following equation.
  • LW is the average fiber length weighted by the square of the fiber length.
  • LW ( ⁇ n i l i 3 )/( ⁇ n i l i 2 )
  • n i is the number of fibers in the i-th length range
  • l i is the center value of the i-th length range.
  • LW/LN is an index showing the spread of fiber length distribution. If LW/LN is large, the spread of the fiber length distribution is large, and conversely, if LW/LN is small, the fiber length distribution is narrow. If LW/LN becomes too large, there is a tendency for variations in mechanical properties to become large.
  • LW/LN is a distribution with a long fiber length because many LW/LN fibers have a large fiber length, and LW/LN rapidly increases. It is an indicator of the extent of spread.
  • the composite material of the present invention can further increase the mechanical strength of the composite material by satisfying 1.1 ⁇ (LW/LN) ⁇ 3.0. From the viewpoint of further increasing the mechanical strength , the composite material of the present invention more preferably satisfies the following formula [2-2], and more preferably satisfies the following formula [2-3]. [Equation 2-2] 1.5 ⁇ (LW/LN) ⁇ 2.3 [Equation 2-3] 1.5 ⁇ (LW/LN) ⁇ 2.1
  • the relationship between LL and LN satisfies the following formula [Formula 3].
  • the unit of LL and LN is ⁇ m.
  • [Formula 3] (LL/LN) ⁇ (LL ⁇ 0.0005+1.05) By satisfying the above [Formula 3], the mechanical strength of the composite material can be further increased.
  • the composite material of the present invention more preferably satisfies the following [Formula 3-2], more preferably [Formula 3-3], and [Formula 3- 4] is more preferably satisfied.
  • thermal xylene 130 to 150° C.
  • the solvent in which the resin in the composite material is soluble under the measurement conditions of LL, LN and LW. be able to.
  • the content of the cellulose fibers in the composite material (100% by mass) is 1% by mass or more and less than 70% by mass. From the viewpoint of improving mechanical properties, the content of the cellulose fibers in the composite material is more preferably 3% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, and further preferably 10% by mass or more. Further, considering the point that the bending strength is further improved, the content of the cellulose fibers in the composite material is preferably 25% by mass or more. From the viewpoint of further suppressing water absorption, the composite material of the present invention preferably has a content of cellulose fibers in the composite material of less than 50% by mass, and more preferably less than 40% by mass. In the composite material of the present invention, the content of cellulose fibers is preferably 5% by mass or more and less than 50% by mass, and more preferably 15% by mass or more and less than 40% by mass.
  • the composite material of the present invention is suitable as a constituent material of a molded product (resin product) which requires a certain mechanical strength or higher.
  • the cellulose fibers in the composite material satisfy the relationship of the above [formula I] and are excellent in mechanical strength.
  • the reason for this is not clear, for example, the gradual deformation and the reinforcing action by the cellulose fiber against the high-speed deformation depend on the specific length of the cellulose fiber, and the fiber length distribution of the cellulose fiber is defined as a specific range. It is presumed that the mechanical strength can be improved by allowing the fiber length to have an appropriate variation.
  • 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.
  • cellulose fibers having a fiber length of 0.3 mm or more By including a cellulose fiber having a fiber length of 0.3 mm or more, mechanical strength such as bending strength can be further improved. From this viewpoint, it is more preferable to include cellulose fibers having a fiber length of 1 mm or more.
  • the length-weighted average fiber length of the cellulose fibers in the composite material is preferably 0.3 mm or more.
  • the length-weighted average fiber length of the cellulose fibers is more preferably 0.5 mm or more, further preferably 0.7 mm or more.
  • the length weighted average fiber length of the cellulose fibers in the composite is typically 1.3 mm or less.
  • the resin constituting the composite material of the present invention includes various thermoplastic resins and thermosetting resins, and it is preferable to include the thermoplastic resin from the viewpoint of moldability.
  • thermoplastic resins such as polyethylene resin and polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer resin (AS resin), polyamide resin (Nylon), polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, thermoplastic resin such as polystyrene resin, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate polymer resin (PHBH), polybutylene succinate resin, polylactic acid Examples thereof include thermoplastic biodegradable resins such as resins.
  • the resin of the composite material preferably contains a polyolefin resin, and 50% by mass or more (preferably 70% by mass or more) of the resin constituting the composite material is preferably a polyolefin resin.
  • polyethylene resin or polypropylene resin is preferable, or a mixture (blend resin) of polyethylene resin and polypropylene resin is also preferable.
  • the polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyolefin resin that constitutes 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 include low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE).
  • the resin constituting the composite material of the present invention is preferably a polyolefin resin, and this polyolefin is preferably polyethylene, and particularly preferably low density polyethylene.
  • the composite material of the present invention may contain plural kinds of resins as described above. Further, for example, a polyolefin resin may be used in combination with polyethylene terephthalate and/or nylon. In this case, the total amount of polyethylene terephthalate and/or nylon is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin.
  • 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 that of the low-density polyethylene.
  • the low-density polyethylene may be what is called “low-density polyethylene” or “ultra-low-density polyethylene” having a long-chain branch, which is a linear low-density polyethylene obtained by copolymerizing ethylene with a small amount of ⁇ -olefin monomer ( LLDPE), and may further be an “ethylene- ⁇ -olefin copolymer elastomer” included in the above density range.
  • LLDPE ⁇ -olefin monomer
  • the content of the resin in the composite material of the present invention is preferably 30% by mass or more, preferably 40% by mass or more, and further preferably 50% by mass or more. Further, the content of the resin in the composite material of the present invention is usually less than 99% by mass, preferably less than 95% by mass, more preferably less than 90% by mass, and further preferably less than 85% by mass.
  • the balance appropriately contains, for example, the components described below according to the purpose and according to the raw material used. be able to.
  • the composite material of the present invention has a form in which aluminum is dispersed in the resin in addition to the cellulose fibers.
  • aluminum By containing aluminum, the thermal conductivity, visual recognition property, light shielding property, and slipperiness of the composite material are improved.
  • the content of aluminum is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less in the composite material. By setting the content of aluminum within this range, the workability of the composite material can be further enhanced, and the agglomeration of aluminum is less likely to occur during the processing of the composite material.
  • This aluminum can be derived from the aluminum thin film layer of the polyethylene-laminated paper as a raw material.
  • the aluminum thin film layer of polyethylene-laminated paper does not melt aluminum during melt-kneading, but is gradually sheared and finely divided by the shearing force during kneading.
  • the aluminum content of the composite material of the present invention is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less.
  • the average of the XY maximum lengths of the individual aluminum is preferably 0.02 to 2 mm, more preferably 0.04 to 1 mm.
  • the average of the XY maximum lengths is the average of the XY maximum lengths measured using image analysis software, as described later.
  • the aluminum preferably contains an aluminum dispersoid having a maximum XY length of 0.005 mm or more.
  • the ratio of the number of aluminum dispersoids having an XY maximum length of 1 mm or more to the number of aluminum dispersoids having an XY maximum length of 0.005 mm or more is preferably less than 1%. By setting this ratio to less than 1%, the workability of the composite material can be further improved, and the agglomeration of aluminum is less likely to occur during the processing of the composite material.
  • slipperiness can be improved by containing aluminum. For example, even when molding sheets of the composite material obtained by molding the composite material are piled up, the molding sheets are unlikely to adhere to each other and are easily peeled.
  • aluminum has a scaly structure in the composite material, and that at least part of aluminum has a scaly bent structure.
  • the inclusion of aluminum improves the slipperiness between the molded products of the composite material at room temperature, while improving the adhesiveness when the composite material is heat-sealed to the metal.
  • the aluminum-containing composite material can exhibit a peel strength of, for example, 1.0 N/10 mm or more between the aluminum foil and the aluminum foil when heat-sealed. This peel strength was obtained by heat-bonding a composite sheet and an aluminum foil having a thickness of 0.1 mm by a heat press at 170° C.
  • the composite material of the present invention may have a form in which resin particles different from the polyolefin resin are further dispersed in the polyolefin resin.
  • the resin particles preferably have a maximum diameter of 10 ⁇ m or more, more preferably 50 ⁇ m or more.
  • the maximum diameter is 10 ⁇ m or more and the aspect ratio is 5 or more.
  • the scaly particles have a maximum diameter of 10 ⁇ m or more and an aspect ratio of 5 or more.
  • the content of the resin particles in the composite material is preferably 0.1% by mass or more and 30% by mass or less.
  • the resin particles preferably include a resin having a melting point higher by 10° C. or more than the melting point of the polyophine resin serving as the matrix. It is also preferable that the resin particles include a resin having a melting point of 170° C. or higher and/or a resin having an endothermic peak at 170° C. or higher and 350° C. or lower by differential scanning calorimetry.
  • the resin particles can be left when the molded body is molded from the composite material, and the strength of the resin composite material can be further improved.
  • the resin particles include those containing at least one of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyamide, and among them, polyethylene terephthalate is preferable.
  • At least a part of the above resin and cellulose fiber constituting the composite material of the present invention can be derived from a recycled material.
  • at least a part of aluminum, polypropylene, polyethylene terephthalate and nylon that can be contained in the composite material of the present invention can be derived from a recycled material. By using the recycled material, the manufacturing cost of the composite material can be suppressed.
  • the recycled material examples include polyethylene laminated paper having paper and a polyethylene thin film layer, polyethylene laminated paper having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer, a beverage pack and/or a food pack made of these processed papers.
  • used paper, recycled resin, etc. may be mentioned. It is also possible to use plural kinds of these.
  • a polyethylene thin film piece to which cellulose fibers are adhered which is obtained by treating the above laminated paper and/or the beverage/food pack with a pulper to peel off the paper portion (hereinafter, referred to as "cellulose fiber").
  • cellulose fiber also referred to as "adhered polyethylene thin film piece"
  • aluminum is also attached to the cellulose fiber-attached polyethylene thin film piece.
  • the composite material of the present invention can be obtained by, for example, melt-kneading described later.
  • the water content of the composite material of the present invention is preferably less than 1% by mass.
  • the above-mentioned water content is the rate of decrease in mass when thermogravimetric analysis (TGA) is performed at a temperature rising rate of +10°C/min from 23°C to 120°C in a nitrogen atmosphere within 6 hours after the production of the composite material Mass%).
  • the composite material of the present invention may contain one or more compounds selected from metal salts of organic acids, organic acids and silicones.
  • the composite material containing these compounds has improved fluidity upon heating, and makes it less likely to cause molding defects during molding.
  • Preferred examples of the above compounds include metal salts of fatty acids such as zinc stearate and sodium stearate, and fatty acids such as oleic acid and stearic acid.
  • the composite material of the present invention may contain an inorganic material. Bending elasticity, impact resistance, and flame retardancy can be improved by containing an inorganic material. Examples of the inorganic material include calcium carbonate, talc, clay, magnesium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and titanium oxide.
  • 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, etc. depending on the purpose.
  • a flame retardant an antioxidant, a stabilizer, a weathering agent, a compatibilizer, an impact modifier, a modifier, etc.
  • an oil component and various additives can be included. Examples thereof include paraffin, modified polyethylene wax, stearate, hydroxystearate, vinylidene fluoride-based copolymers such as vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and organically modified siloxane.
  • the composite material of the present invention can contain carbon black, various pigments and dyes.
  • the composite material of the present invention may also contain a metallic luster colorant.
  • a conductivity imparting component such as conductive carbon black can be included.
  • the composite material of the present invention may include a heat conductivity imparting component.
  • the composite material of the present invention may be crosslinked.
  • the crosslinking agent include organic peroxides, and specific examples thereof include dicumyl peroxide.
  • the composite material of the present invention may be in a form crosslinked by the silane crosslinking method.
  • the shape of the composite material of the present invention is not particularly limited.
  • the composite material of the present invention may be in the form of pellets, or the composite material of the present invention may be molded into a desired shape.
  • the composite material of the present invention is in the form of pellets, the pellets are suitable as a constituent material of a molded product (resin product).
  • the application of the composite material of the present invention is not particularly limited and can be widely used as various members and raw materials thereof.
  • the composite material of the present invention is not limited to the one obtained by the following method as long as it satisfies the requirements of the present invention.
  • the composite material of the present invention can be made into a form containing a desired cellulose fiber by adjusting the kneading conditions at the time of kneading, adding an additive, or selecting the cellulose material to be used and adjusting the blending.
  • the fiber length distribution of the cellulose fibers in the obtained composite material can be adjusted by the kneading time, the kneading speed, the kneading temperature, the addition amount of the additive such as water, the timing of the addition and the like.
  • the average fiber length of the cellulose fibers tends to change due to the kneading, so it is important to adjust in consideration of this.
  • the dispersibility of the cellulose fibers is increased to some extent, but the fiber length tends to be shortened.
  • This shortening of fibers has a disadvantage in improving the mechanical strength of the composite material. That is, since an increase in the amount of energy input during kneading often causes a decrease in fiber length and a narrow fiber length distribution at the same time, it is necessary to control these within a desired range.
  • the addition of water may make the fiber length distribution of the fibers relatively small with respect to the average fiber length of the fibers.
  • the composite material of the present invention is preferably obtained by melt-kneading a resin and a cellulose material, adjusting the conditions based on the above.
  • a normal kneading device such as a kneader or a twin-screw extruder can be applied to the melt kneading.
  • a batch type kneading device such as a kneader is preferably applicable. In the twin-screw extruder, the kneading becomes excessive, the cellulose fiber length is short, and the distribution of the cellulose fiber length is too narrow, so that the mechanical strength of the composite material may not be sufficiently enhanced.
  • a batch type kneader such as a kneader can easily control the cellulose fiber length and the distribution of the fiber length within a desired range. For example, when using a kneader that is a batch type kneader, by adding water during the kneading, the fiber length distribution can be set within a desired range and the mechanical strength of the composite material can be increased. Becomes If water is added from the beginning during kneading, the distribution of cellulose fiber length in the obtained composite material tends to be narrow, and the mechanical strength of the composite material tends to be insufficiently increased.
  • melt kneading means kneading at a temperature at which the resin (thermoplastic resin) in the raw material melts.
  • the melt-kneading is performed at a temperature and a processing time at which the cellulose fibers are not deteriorated.
  • the phrase "the cellulose fiber is not deteriorated” means that the cellulose fiber is not significantly discolored, burned, or carbonized.
  • the temperature in the melt-kneading is preferably 110 to 280° C., and more preferably 130 to 220° C., for example, when using a polyethylene resin.
  • the amount of the cellulose material used is preferably adjusted so that the resulting composite material has the content of the cellulose fibers in the composite material within the above-described preferable range.
  • the cellulosic material include those mainly composed of cellulose, and more specifically, pulp, paper, waste paper, paper powder, recycled pulp, paper sludge, laminated paper, broke of laminated paper, and the like. .. Paper and waste paper may contain cellulose fibers, fillers (eg, kaolin, talc) that are commonly contained to enhance the whiteness of paper, and sizing agents.
  • the sizing agent is added for the purpose of suppressing penetration of a liquid such as ink into paper, preventing set-off and bleeding, and imparting water resistance to some extent.
  • Mainly used are rosin soap, alkyl ketene dimer, alkenyl succinic anhydride and polyvinyl alcohol.
  • As the surface sizing agent oxidized starch, styrene/acrylic copolymer, styrene/methacrylic copolymer, etc. are used.
  • various additives contained in paper, waste paper, ink components, lignin, etc. may be contained.
  • the laminated paper may contain polyethylene resin, cellulose fibers, fillers (eg, kaolin, talc) that are commonly contained to enhance the whiteness of the paper, and sizing agents.
  • the sizing agent is added for the purpose of suppressing penetration of a liquid such as ink into paper, preventing set-off and bleeding, and imparting water resistance to some extent.
  • Mainly used are rosin soap, alkyl ketene dimer, alkenyl succinic anhydride and polyvinyl alcohol.
  • As the surface sizing agent oxidized starch, styrene/acrylic copolymer, styrene/methacrylic copolymer, etc. are used.
  • Pulp includes mechanical pulp and chemical pulp
  • mechanical pulp includes lignin and contaminants.
  • the chemical pulp contains almost no lignin but may contain impurities other than lignin.
  • thermogravimetric analysis used in the present invention, pulp, paper, waste paper, paper powder, recycled pulp, paper sludge, laminated paper, the amount of cellulose in the cellulose raw material such as broke of laminated paper, the impurities in each material and Influence of additives, or due to the influence of undecomposed components of cellulose out of the measurement temperature range in thermogravimetric analysis of the amount of cellulose, there is an apparent difference in the amount of cellulose, in the present invention, thermogravimetric analysis The amount of cellulose fibers obtained by [Formula I] was used as the amount of cellulose fibers.
  • the molded product of the present invention is a molded product obtained by molding the composite material of the present invention into a desired shape.
  • the molded product of the present invention include molded products having a sheet shape, a plate shape, a tubular shape, and various structures.
  • the tubular molded body include a straight pipe having a substantially circular cross section, a quadrangular shape, a bent pipe, and a corrugated pipe provided with a corrugation.
  • a multi-divided body obtained by dividing a tubular molded body such as a straight pipe having a substantially circular cross section, a quadrangular shape, a bent pipe, and a corrugated pipe provided with corrugation by half cracking or the like can be given.
  • the molded product of the present invention can be used as a member for civil engineering, building materials, automobiles, or electric wire protection.
  • the molded article of the present invention can be obtained by subjecting the composite material of the present invention to ordinary molding means such as injection molding, extrusion molding, press molding, blow molding and the like.
  • a composite member can be obtained by combining the molded body of the present invention with another material (member).
  • the form of this composite member is not particularly limited.
  • a composite member having a laminated structure in which a layer made of the molded article of the present invention and a layer made of another material are combined can be used. It is also preferable that the composite member has a tubular structure.
  • examples of the above-mentioned other materials that form the composite member by combining with the molded body of the present invention include thermoplastic resin materials and metal materials.
  • the composites of the present invention can be used to bond with metals to form composites.
  • the composite may be a laminate including a layer of the composite material of the present invention and a metal layer.
  • the composite is also preferably a coated metal tube having a coating layer using the composite material of the present invention on the outer circumference and/or the inner circumference of the metal tube.
  • This coated metal tube can be used as, for example, an electromagnetic wave shield tube. It is preferable that the composite material of the present invention and the metal are bonded to each other directly. This joining can be performed by a conventional method such as heat fusion.
  • the composite material of the present invention can also be used as an adhesive sheet.
  • the composite material of the present invention can be used as an adhesive resin layer by interposing it between the metal and the polyolefin resin material.
  • the composite material of the present invention can also be used as a hot melt adhesive.
  • the composite member of the present invention can be suitably used as a member for civil engineering, a building material, or a vehicle or a raw material thereof.
  • the kind of the metal is not particularly limited.
  • the metal preferably contains at least one of aluminum, copper, steel, aluminum alloy, copper alloy, stainless steel, magnesium alloy, lead alloy, silver, gold, and platinum.
  • the metal preferably contains at least one kind of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy, and more preferably at least one kind of aluminum, aluminum alloy, copper, and copper alloy.
  • the metal preferably contains aluminum and/or an aluminum alloy, and is also preferably aluminum and/or an aluminum alloy.
  • Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on the composite material sample (10 mg) that had been dried in the air atmosphere in advance at 80° C. for 1 hour at a temperature rising rate of +10° C./min in a nitrogen atmosphere from 23° C. to 400° C.
  • the content (mass %) of the cellulose fiber was calculated by the following [Formula I].
  • Five identical composite material samples were prepared, thermogravimetric analysis was performed for each composite material sample in the same manner as above, and the average value of the calculated five values of the content (mass%) of the cellulose fiber was calculated. The average value was defined as the content (% by mass) of cellulose fiber.
  • the length-weighted average fiber length and number average fiber length are determined by the pulp-optical automatic analysis method according to ISO 16065 2001 (JIS P8226 2006) for the thermal xylene dissolution residue (insoluble matter) of the composite material. It was measured. Specifically, 0.1 to 1 g was cut out from the molded sheet of the composite material to obtain a sample, the sample was wrapped with a 400 mesh stainless mesh, and immersed in 100 ml of xylene at 138° C. for 24 hours. The sample was then pulled up and then dried in a vacuum at 80° C. for 24 hours.
  • the length-weighted average fiber length, the number-average fiber length, and the weight-weighted average fiber length were measured by the pulp-optical automatic analysis method using the thermal xylene dissolution residue (insoluble matter) of the composite material thus obtained. It was determined. MORFI COMPACT manufactured by TECHPAP was used for this measurement.
  • Test piece was prepared by injection molding, and the tensile strength of the No. 2 test piece was measured according to JIS K7113 1995. The unit is "MPa”.
  • the aluminum foil was peeled in the 90° direction (direction perpendicular to the sheet surface) at a speed of 50 mm/min.
  • the average of each peeling strength was calculated, and the obtained average value was defined as the peeling strength of the composite material.
  • Preparation Example 1 a composite material was prepared by using low density polyethylene and ethylene-acrylic acid copolymer as the resin, and pulp as the cellulose material. Details will be described below as Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • Example 1 Low-density polyethylene 1 (Novatech LC600A, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.), pulp 1 (ARBOCEL BC200, manufactured by Rettenmeier), and ethylene-acrylic acid copolymer 1 (Nucrel, Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) Manufactured by the above) were mixed at the compounding ratio (unit: parts by mass) shown in the upper part of Table 1 and melt-kneaded using a kneader to obtain a composite material. 1.5 parts by mass of water was added during the kneading. Thus, the cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 1 was obtained. In addition, in the present Example 1 and each of the following Examples and Comparative Examples, the water content of the obtained composite material was less than 1% by mass.
  • Example 2 In Example 2, low-density polyethylene 1 (Novatech LC600A, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.), pulp 2 (ARBOCEL FIF400, manufactured by Rettenmeyer), and ethylene-acrylic acid copolymer 1 (Nucrel, Mitsui DuPont Polychemical). (Manufactured by the same company) was mixed at the compounding ratio (unit: parts by mass) shown in the upper part of Table 1 and melt-kneaded using a kneader to obtain a composite material. 40 parts by mass of water was added during the kneading. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 2 was obtained.
  • Example 1 As shown in Table 1 above, even when the same pulp is used and the same raw material compounding amount is used, in the composite material of the present invention in which LL/LN is larger than 1.1, tensile strength, bending strength, and bending elastic modulus are obtained. In each case, a high value was shown (comparison between Example 1 and Comparative Example 1). In addition, Example 2 in which LL/LN falls within the range defined by the present invention also shows high values in all of tensile strength, bending strength, and bending elastic modulus, and it is understood that mechanical strength is excellent.
  • Preparation Example 2 In Preparation Example 2, a composite material was prepared using high-density polyethylene as the resin and broke of laminated paper as the cellulose material. Also, acid modified polyethylene resin was compounded in some examples. Details will be described as Examples 3 to 6 and Comparative Examples 3 and 4 below.
  • Example 3 the broke of polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 2 and melt-kneaded using a kneader to obtain a composite material. During this kneading, 30 parts by mass of water was added. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 3 was obtained.
  • Examples 4 and 5 a polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and Density polyethylene 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene resin 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 2, and a kneader was used. It was melt-kneaded to obtain a composite material. During the kneading, 60 parts by mass of water for Example 4 and 100 parts by mass of water for Example 5 were added. Thus, the cellulose fiber-dispersed resin composite materials of Examples 4 and 5 were obtained.
  • Example 6 Polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 2 and melt-kneaded using a twin-screw extruder to obtain a composite material. In Example 6, 60 parts by mass of water was added from the beginning of melt kneading. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 6 was obtained.
  • Comparative example 3 A cellulose fiber-dispersed resin composite material of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 3 except that water was not added during kneading.
  • the content of the cellulose fibers in each Example or Comparative Example is shown in the middle row of Table 2, and the evaluation results and the like are shown in the lower row of Table 2.
  • Preparation Example 3 In Preparation Example 3, a small amount of acid-modified polyethylene resin was blended in the same manner as in Examples 4 and 5 of Preparation Example 2 to prepare a composite material. Details will be described as Examples 7 to 10 and Comparative Example 5 below.
  • Example 7 to 8 crushed polyethylene laminated paper (having paper, polyethylene thin film layer and aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and Density polyethylene 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 3, and a kneader was used. And melt-kneaded to obtain a composite material.
  • a rotary blade crusher manufactured by Horai Co., Ltd.
  • Density polyethylene 1 Neovatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.
  • acid-modified polyethylene 1 maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont
  • Example 7 50 parts by mass of water was added first, and further 50 parts by mass of water was added during the kneading. Further, in Example 8, 100 parts by mass of water was added during the kneading. Thus, the cellulose fiber-dispersed resin composite materials of Examples 7 to 8 were obtained.
  • Example 9 a polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) broke was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 3 and melted using a kneader. It knead
  • the composite material thus obtained was further subjected to pulverization treatment with a pulverizer and kneading treatment with a kneader alternately twice each.
  • the cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 9 was obtained.
  • Example 10 polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 3, and the twin-screw extruder was used. It was melt-kneaded and used to obtain a composite material. In Example 10, 100 parts by mass of water was added from the beginning of melt kneading. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 10 was obtained.
  • Comparative Example 5 Polyethylene laminated processed paper (having paper, polyethylene thin film layer and aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 3 and melted using a kneader. It knead
  • the composite material thus obtained was further subjected to pulverization treatment with a pulverizer and kneading treatment with a kneader alternately twice each.
  • a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Comparative Example 5 was obtained.
  • Preparation Example 4 In Preparation Example 4, a high density polyethylene was used as a resin, a small amount of acid-modified polyethylene resin was blended, and waste paper was used as a cellulose material to prepare a composite material. Details will be described as Examples 11 to 13 below.
  • Examples 11 to 13 High-density polyethylene 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.), acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, DuPont) and waste paper were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 4 and kneaded. Was melt-kneaded using a to obtain a composite material. 1.7 parts by mass of water was added during the kneading.
  • shredder of office paper is shredded as waste paper in Example 11
  • crushed newsprint paper using a rotary blade crusher (manufactured by Horai)
  • Example 13 A crushed material of a processed paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was used (using a rotary blade crusher (manufactured by Horai)).
  • the content of the cellulose fiber of each example is shown in the middle row of Table 4, and the evaluation results are shown in the lower row of Table 4.
  • Example 14 crushed paper of polyethylene laminated paper (having paper, polyethylene thin film layer and aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and low density polyethylene. 1 (Novatech LC600A, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 5 and melt-kneaded using a kneader to obtain a composite material. 40 parts by mass of water was added during the kneading. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 14 was obtained.
  • Example 15 crushed polyethylene laminated paper (having paper, polyethylene thin film layer and aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai), and low density polyethylene. 1 (Novatech LC600A, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 5 and melt-kneaded using a kneader to obtain a composite material. During the kneading, the operation of adding 10 parts by mass of water and mixing was performed 4 times (the total amount of water was 40 parts by mass). Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 15 was obtained.
  • Example 16 crushed polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai), and low density polyethylene. 1 (Novatech LC600A, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 5 and melt-kneaded using a kneader. 40 parts by mass of water was added during the kneading. The obtained composite material was further subjected to pulverization treatment by a pulverizer and kneading treatment by a kneader alternately twice each. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Example 16 was obtained.
  • Comparative example 6 a piece of polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and low density polyethylene. 1 (Novatech LC600A, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 5 and melt-kneaded using a kneader. At the time of kneading, 40 parts by mass of water was added from the beginning.
  • the obtained composite material was further subjected to pulverization treatment by a pulverizer and kneading treatment by a kneader alternately twice each.
  • a cellulose fiber-dispersed resin composite material of Comparative Example 6 was obtained.
  • the content of the cellulose fiber in each Example or Comparative Example is shown in the middle row of Table 5, and the evaluation results are shown in the lower row of Table 5.
  • Example 15 When the cross section of the bending test piece was observed for the composite material of Example 15, a folded structure in which aluminum was bent was observed. Furthermore, the peel strength of the composite material of Example 15 from the aluminum foil was 1.7 N/10 mm as measured by the method described above. With respect to the same simple substance of polyethylene used in Example 15 (becomes Comparative Example 2), the peel strength from the aluminum foil was 0.8 N/10 mm. As described above, the composite material of Example 15 in which aluminum was used as the raw material of the laminated paper and the cellulose fiber had a specific fiber length distribution had high peel strength and excellent adhesiveness to metal.
  • Preparation Example 6 a high density polyethylene was used as a resin, a small amount of acid-modified polyethylene resin was blended, and a broke of laminated paper was used as a cellulose material to prepare a composite material. Details will be described as Examples 17 to 18 below.
  • Example 17 Polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 6 and melted using a kneader. It knead
  • Example 18 Polyethylene laminated paper (having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer) was crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.), and high density polyethylene. 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, manufactured by DuPont) were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 6 and melted using a kneader. It knead
  • Example 8 and Example 5 are also shown for reference.
  • Preparation Example 7 high density polyethylene was used as the resin, a small amount of acid-modified polyethylene resin was blended, and waste paper was used as the cellulose material to prepare a composite material. Details will be described as Examples 19 to 20 below.
  • Example 19 to 20 High-density polyethylene 1 (Novatech HJ490, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.), acid-modified polyethylene 1 (maleic acid-modified polyethylene, FUSABOND, DuPont), and waste paper were mixed at the compounding ratio shown in the upper part of Table 7 and kneaded. Was melt-kneaded using a to obtain a composite material. 3.3 parts by mass of water was added during the kneading.
  • shredded shredder of office paper was used as the used paper in Example 19
  • crushed product of newspaper using a rotary blade crusher (manufactured by Horai) was used in Example 20.
  • A is the composite material of Example 19 and B is the composite material of Example 20.
  • Example 19 As shown in Table 7, comparing Example 19 and Example 20, the length-weighted average fiber length of Example 19 is smaller. However, the tensile strength and the bending strength are higher in Example 19. Heretofore, it has been generally said that the longer the fiber length of the cellulose fibers, the higher the mechanical properties. However, the results in Table 7 above are obtained by keeping LL/LN at a certain level (for example, by making LL/LN smaller than 1.3, or by making [Equation 3-2] satisfied). It shows that the mechanical properties of the composite material can be effectively enhanced even if the fiber length of the cellulose fiber is short.
  • Preparation Example 8 In Preparation Example 8, a composite material was prepared using polypropylene as the resin and broke of laminated paper as the cellulose material. Details will be described as Examples 21 to 22 and Comparative Example 7 below.
  • Example 21 Polypropylene laminated paper (having paper, polyethylene thin film layer and aluminum thin film layer) crushed paper using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.) and polypropylene are shown in the upper row of Table 8. They were mixed at the compounding ratio shown.
  • As the polypropylene resin J783HV, MI 12.7 g/min, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. was used. This mixture was put into a kneader and melt-kneaded. 50 parts by mass of water was added during the kneading. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material was produced.
  • Example 22 Polypropylene laminated paper (having paper, polyethylene thin film layer and aluminum thin film layer) crushed paper using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai Co., Ltd.) and polypropylene are shown in the upper row of Table 8. They were mixed at the compounding ratio shown.
  • As the polypropylene resin J783HV, MI 12.7 g/min, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. was used. This mixture was melt-kneaded using a twin-screw extruder to obtain a composite material. From the beginning of melt kneading, 50 parts by mass of water was added. Thus, a cellulose fiber-dispersed resin composite material was obtained.
  • Cellulose fiber-dispersed resin composite materials were produced by changing the kneading conditions using polypropylene resin and polyethylene broke paper as the paper raw material.
  • a piece of polyethylene laminated paper having paper, a polyethylene thin film layer and an aluminum thin film layer crushed using a rotary blade type crusher (manufactured by Horai), and polypropylene resin (J783HV, MI 12.7 g) /Min, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd.) at the compounding ratio shown in the upper part of Table 8, and this mixture was put into a kneader and melt-kneaded to obtain a composite material.

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Abstract

樹脂中にセルロース繊維を分散してなるセルロース繊維分散樹脂複合材であって、 前記セルロース繊維の含有量が1質量%以上70質量%未満であり、 下記測定条件で測定される前記セルロース繊維の長さ加重平均繊維長をLL、数平均繊維長をLNとしたとき、LLとLNが下記[式1]を満たす、セルロース繊維分散樹脂複合材、この複合材を用いた成形体、及びこの成形体を用いた複合部材。 <測定条件> 前記セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さについて、ISO 16065 2001で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法によりLLとLNを求める。 [式1] 1.1<(LL/LN)<1.5

Description

セルロース繊維分散樹脂複合材、成形体、及び複合部材
 本発明は、セルロース繊維分散樹脂複合材、成形体、及び複合部材に関する。
 樹脂製品の機械的物性を高めるために、樹脂にガラス繊維、炭素繊維、セルロース繊維等の強化繊維を配合した繊維強化樹脂が知られている。
 ガラス繊維を強化繊維として用いた場合、不燃性の無機物であるガラス繊維は、サーマルリサイクル等により燃焼させても灰分として多く残留し、リサイクルにおけるエネルギー回収率に課題がある。また、ガラス繊維の比重は樹脂より大きく、繊維強化樹脂の重量が増大する問題もある。さらに、ガラス繊維は樹脂より熱容量が大きく、したがって成形後の冷却固化に時間を要し、樹脂製品の製造効率の向上にも制約がある。
 また、強化繊維としてガラス繊維に代えて炭素繊維を用いることにより、上記の問題は解決できる。しかし、炭素繊維は高価であり、これを強化繊維として用いると樹脂製品のコストが上昇する問題がある。
 他方、セルロース繊維は軽量であり、サーマルリサイクル等における燃焼残渣も少なく、また比較的安価であるため、軽量化、リサイクル性、コスト面等において有利である。セルロース繊維を用いた繊維強化樹脂に関する技術が報告されている。例えば、特許文献1には、解繊処理を施した乾燥状態の古紙パルプ繊維にワックスを付着させた複合材料をマトリックス樹脂と混練することにより複合材を得ること、また、解繊された古紙パルプ繊維の長さ加重平均繊維長が0.1~5.0mmであることが記載されている。
 また、特許文献2には、針葉樹漂白化学パルプを50質量%以上含有する紙の粉砕物及び樹脂を含有し、メルトマスフローレイトが2.0~7.0g/10minである紙含有樹脂組成物が開示されている。特許文献2には、上記パルプの平均繊維長を0.3~2mmとすることが記載されている。
 また、特許文献3には、解砕された古紙とポリオレフィンエラストマーとを混合して得られた古紙ペレットに熱可塑性樹脂ペレットを特定量混合して加熱混練し、造粒してペレットを得ること、また、上記古紙が、平均太さ0.01~0.1mm、平均長さ0.1~2.5mmに解砕されていることが記載されている。
 さらに特許文献4には、熱可塑性樹脂とセルロース繊維と水溶性樹脂と変性オレフィン樹脂とを各特定量含有する樹脂組成物が開示され、アスペクト比が5以上のセルロース繊維を用いることも記載されている。
 また、特許文献5には、フィルムラミネート紙の粉砕物のペレットに水を吸水させて得た紙ペレットと、ポリプロピレン樹脂、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂とを混合し、二軸押出機へ供給して混練し、紙配合熱可塑性樹脂組成物からなるペレットを得て、このペレットを射出成形したことが記載されている。
 また、特許文献6には、ポリオレフィン樹脂と、粉末状セルロースと、水とを二軸押出機により混錬することにより、セルロース凝集体の面積を微細化できたことが記載されている。
国際公開第2012/070616号 特開2007-45863 特許第3007880号公報 特開2012-236906号公報 特開2007-260941号公報 国際公開第2018/180469号
 セルロース繊維強化樹脂は、疎水性の樹脂と親水性のセルロース繊維との界面の親和性が十分でなく、セルロース繊維による強化作用を十分に享受できない場合がある。この問題を解決するために、酸変性樹脂等を配合して樹脂とセルロース繊維との親和性を高めることが知られている。
 他方、樹脂の強化作用に影響するセルロース繊維の特徴については、上記特許文献1~4に記載されるように、使用するセルロース繊維のサイズないし形状が検討されている。また、特許文献5、6に記載されるように、水を添加した二軸押出機による混錬によるセルロース繊維の分散状態やセルロースの凝集体について検討されている。
 しかし、上記の各特許文献においてセルロース繊維のサイズないし形状は、樹脂と混合する前の状態について言及しているに過ぎず、あるいはセルロース繊維の分散状態やセルロースの凝集体ついて言及するものであり、樹脂中に混練分散した後におけるセルロース繊維のサイズないし形状、さらには繊維長さの分布の状態を正確には捉えていない。
 本発明は、樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、引張強度、曲げ強度等の機械的物性に優れた複合材、この複合材を用いた成形体、及びこの成形体を用いた複合部材を提供することを課題とする。
 本発明者らは、セルロース繊維を分散してなる樹脂複合材の機械的物性の向上と、セルロース繊維の繊維長との関係について検討を進めた。具体的には、樹脂と混合する前におけるセルロース繊維と、樹脂と混合して混練された状態のセルロース繊維との間には、繊維長さの分布に違いがあること、また、この繊維長さの分布が混練条件により変化し、混練後の繊維長さの分布の状態が、得られる複合材の機械的物性に影響するとの予測のもとで検討を進めた。
 すなわち本発明者らは、樹脂とセルロース繊維を混練して得られる複合材を、当該樹脂の可溶性溶媒に浸漬して樹脂を溶解し、セルロース繊維を取り出し、その繊維長分布について詳しく解析したところ、混練前と混練後において繊維長の分布が異なり、複合材中におけるセルロース繊維の繊維長分布を特定の分布状態へと調整することにより、得られる複合材の機械的物性を高めることができることを見い出すに至った。
 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。
 本発明の上記課題は下記の手段により解決される。
〔1〕
 樹脂中にセルロース繊維を分散してなるセルロース繊維分散樹脂複合材であって、
 前記セルロース繊維の含有量が1質量%以上70質量%未満であり、
 下記測定条件により測定される前記セルロース繊維の長さ加重平均繊維長をLL、数平均繊維長をLNとしたとき、LLとLNが下記[式1]を満たす、セルロース繊維分散樹脂複合材。
<測定条件>
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さについて、ISO 16065 2001で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法によりLLとLNを求める。
[式1] 1.1<(LL/LN)<1.5
〔2〕
 前記LLとLNが下記[式1-2]を満たす、〔1〕に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
[式1-2] 1.1<(LL/LN)<1.4
〔3〕
 下記測定条件で測定される前記セルロース繊維の重さ加重平均繊維長をLWとしたとき、LWと前記LNが下記[式2]を満たす、〔1〕又は〔2〕に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
<測定条件>
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さについて、ISO 16065 2001で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法によりLWを求める。
[式2] 1.1<(LW/LN)<3.0
〔4〕
 前記セルロース繊維の長さ加重平均繊維長が0.3mm以上である、〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔5〕
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材中の前記セルロース繊維の含有量が下記測定方法により決定されるものであり、前記セルロース繊維分散樹脂複合材中の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〕~〔4〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
<測定方法>
 セルロース繊維分散樹脂複合材の試料を、窒素雰囲気下において+10℃/分の昇温速度で熱重量分析(TGA)に付し、下記[式I]によりセルロース繊維の含有量を算出する。
[式I] (セルロース繊維の含有量[質量%])=(200~380℃の間における試料の質量減少量[mg])×100/(熱重量分析に付す前の試料の質量[mg])
〔6〕
 前記樹脂が、ポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート重合体樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、及びポリ乳酸樹脂の1種又は2種以上を含む、〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔7〕
 前記樹脂がポリオレフィン樹脂を含み、前記LL、LN及びLWの測定条件において複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さが、熱キシレン溶解残さである、〔1〕~〔6〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔8〕
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材が前記樹脂中にアルミニウムを分散してなる、〔1〕~〔7〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔9〕
 前記アルミニウムの少なくとも一部が折曲がり構造を有する、〔8〕に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔10〕
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材は、アルミニウム箔と熱融着した場合に該アルミニウム箔との間で1.0N/10mm以上の剥離強度を示す、〔8〕又は〔9〕に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔11〕
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材が、有機酸の金属塩、有機酸、シリコーンのいずれか1種以上の化合物を含む、〔1〕~〔10〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔12〕
 前記セルロース繊維分散樹脂複合材が、前記樹脂中に前記樹脂とは異なる樹脂からなる樹脂粒を分散してなる、〔1〕~〔11〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔13〕
 前記樹脂の少なくとも一部及び/又は前記セルロース繊維の少なくとも一部がリサイクル材に由来する、〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
〔14〕
 〔1〕~〔13〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材を用いた成形体。
〔15〕
 前記成形体が管状体であり、又は管状体を分割してなる多分割体である〔14〕に記載の成形体。
〔16〕
 〔14〕又は〔15〕に記載の成形体と他の材料とを組合せてなる複合部材。
〔17〕
 金属と接合して複合体を形成するために用いる、〔1〕~〔13〕のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
 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樹脂複合材、成形体、及び複合部材は、樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、引張強度、曲げ強度等の機械的物性に優れる。
図1は、本発明の複合材の一実施形態において、複合材に含まれるセルロース繊維の繊維長分布を示すグラフである。
 本発明の好ましい実施の形態について説明する。
[セルロース繊維分散樹脂複合材]
 本発明のセルロース繊維分散樹脂複合材(以下、単に「本発明の複合材」とも称す。)は、樹脂中にセルロース繊維が分散しており、本発明の複合材(100質量%)中のセルロース繊維の含有量は1質量%以上70質量%未満である。セルロース繊維の含有量をこの範囲内とすることにより、セルロース繊維が均一に分散した複合材が得られやすく、また、その機械的物性も効果的に高めることができる。本発明の複合材は、使用する原料の種類に応じてアルミニウム等の無機物、各種添加剤等を含有する形態とすることができる。
 本発明の複合材中に含まれるセルロース繊維の含有量(質量%)は、下記のようにして熱重量分析により求められる値を採用して決定する。
<セルロース繊維の含有量(セルロース有効質量比)の決定方法>
 事前に大気雰囲気にて80℃で1時間乾燥した複合材試料(10mg)を、窒素雰囲気下において+10℃/分の昇温速度で、23℃から400℃までの熱重量分析(TGA)に付し、下記[式I]によりセルロース繊維の含有量(質量%、セルロース有効質量比とも称す。)を算出する。
 
[式I](セルロース繊維の含有量[質量%])=(200~380℃の間における複合材試料の質量減少量[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])
 
 なお、窒素雰囲気下において+10℃/minの昇温速度で200~380℃まで昇温させた場合、セルロース繊維はほぼ熱分解して消失する。本発明では、上記[式I]により算出される質量%を、複合材中に含まれるセルロース繊維の含有量とみなす。ただし、セルロース繊維の一部はこの温度範囲内で消失せずに残る(場合がある)が、この温度範囲を超えると例えば樹脂成分の消失や、高温分解性の化合物が共存する場合にその加熱分解減量や残存成分と区別することができず、セルロース繊維量の測定が困難になる。そのため、本発明においては、[式I]により算出される質量%を、セルロース繊維量の把握に用いるが、このようにして求めたセルロース繊維量と複合材の機械的特性の関係は、関連性が高いものである。
 本発明の複合材は、下記測定条件で測定される前記セルロース繊維の長さ加重平均繊維長をLL、数平均繊維長をLNとしたとき、LLとLNが下記式[式1]を満たす。
 
[式1] 1.1<(LL/LN)<1.5
 
 上記LLとLNは、セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さ(不溶分)について、ISO 16065 2001(JIS P8226 2006)で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法により決定される。
 より詳細には、上記LL及びLNは下記式により導出される。LLは繊維の長さにより重み付けられた平均繊維長である。
  LL=(Σn )/(Σn
  LN=(Σn)/(Σn
 ここで、nは、i番目の長さ範囲にある繊維の本数であり、lは、i番目の長さ範囲の中心値である。
 LL/LNは、繊維長の分布の広がりを示す指標となる。LL/LNが大きければ繊維長の分布の広がりが大きく、逆にLL/LNが小さければ繊維長の分布が狭いことを示す。
 本発明の複合材は、1.1<(LL/LN)<1.5を満たすことにより、複合材の機械強度を十分に高めることができる。LL/LNが大きすぎると、繊維長の分布が広がり過ぎて、平均繊維長に対して短繊維である繊維の割合が増加する。また、LL/LNが小さすぎると、繊維長の分布が狭すぎ、長繊維の割合が相対的に低下する。いずれの場合も機械強度の向上において不利に働く傾向にある。本発明の複合材はLLとLNの関係が上記[式1]を満たす構成とする。
 LL/LNが小さすぎると、繊維長の分布が狭すぎ、長繊維の割合が相対的に低下し、引張強度等の械強度を十分に高めにくくなる。この点から(LL/LN)は1.15より大きいことが好ましい。即ち、1.15<(LL/LN)<1.5を満たすことが好ましい。
 また、LL/LNが大きすぎると、繊維長の分布が広がり過ぎて、平均繊維長に対して長繊維である繊維の割合が増加する一方、短繊維である繊維の割合も増加し、引張強度等の機械強度のバラツキが出やすくなるとともに、引張強度等の機械強度を十分に高めにくくなる。この点から(LL/LN)は1.4より小さいことも好ましい。即ち、1.1<(LL/LN)<1.4を満たすことも好ましい。
 なお、複合材中の樹脂を可溶な溶媒は、複合材中の樹脂の種類により適宜選択され、例えば、樹脂がポリオレフィンであれば熱キシレン等があげられるが、これに限らず、複合材中の樹脂を可溶でありセルロース繊維を不可溶であるものであればよい。
 本発明の複合材は、LLとLNが下記[式1-2]を満たすことも好ましく、LLとLNが下記[式1-2b]を満たすことも好ましく、下記[式1-3]を満たすことがより好ましく、さらに下記[式1-4]を満たすことがより好ましい。
 
 
[式1-2] 1.1<(LL/LN)<1.4
 
[式1-2b] 1.15<(LL/LN)<1.5
 
[式1-3] 1.15<(LL/LN)<1.4
 
[式1-4] 1.2<(LL/LN)<1.3
 
 複合材中のセルロース繊維の繊維長等は、複合材の表面やそれをスライスやプレス等で薄膜としたものを観察することによりある程度は測定できる。しかしこのような2次元的な観察面からの測定方法では、観察面が特定の面に限られるため、樹脂中に分散する個々の繊維の繊維長の全てを正確に測定することはできない。なぜなら、複合材中においてセルロース繊維は、繊維が薄膜の厚さ方向において重なりをもって存在していたり、繊維が観察面から傾いて配されていたりするものが少なからず存在するからである。X線CT等の透過断層画像の解析により繊維長を測定することも考えられるが、実際には複合材中のセルロース繊維のコントラストが必ずしも明瞭でなく、やはり繊維長の正確な測定は困難である。本発明者らは、複合材中のセルロース繊維の繊維長分布を正確に測定し、当該測定値と複合材の機械的物性との間に、従来知られていなかった技術的関係を見い出し、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。
 本発明の複合材は、セルロース繊維の重さ加重(長さ長さ加重)平均繊維長をLWとしたとき、LWと上記LNが下記式[式2]を満たすことが好ましい。
 
[式2] 1.1<(LW/LN)<3.0
 
 上記LWもまた、LLやLNと同様に、セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さ(不溶分)について、ISO 16065 2001(JIS P8226 2006)で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法により決定される。
 より詳細には、上記LWは下記式により導出される。LWは繊維の長さの2乗により重み付けられた平均繊維長である。
  LW=(Σn )/(Σn
 ここで、nは、i番目の長さ範囲にある繊維の本数であり、lは、i番目の長さ範囲の中心値である。
 LW/LNは、繊維長の分布の広がりを示す指標となる。LW/LNが大きければ繊維長の分布の広がりが大きく、逆にLW/LNが小さければ繊維長の分布が狭いことを示す。LW/LNが大きくなり過ぎると、機械特性のばらつきが大きくなる傾向にある。LW/LNは、LL/LNと比較すると、LW/LNの定義式からわかるように、LW/LNは繊維長が長いものが多いと、急激に大きくなることから、繊維長の長い側の分布の広がりの程度を示す指標となる。
 本発明の複合材は、1.1<(LW/LN)<3.0を満たすことにより、複合材の機械強度をより高めることができる。本発明の複合材は、機械強度をより高める観点から、LWとLNの関係が下記[式2-2]を満たすことがより好ましく、下記式[2-3]を満たすことがさらに好ましい。
 
[式2-2] 1.5<(LW/LN)<2.3
 
[式2-3] 1.5<(LW/LN)<2.1
 
 本発明の複合材は、上記LLとLNとの関係が下記式[式3]を満たすことが好ましい。ここで[式3]においてLL及びLNの単位は、μmである。
 
[式3] (LL/LN)<(LL×0.0005+1.05)
 
 上記[式3]を満たすことにより、複合材の機械強度をより高めることができる。この観点から、本発明の複合材は、上記LLとLNとの関係が下記[式3-2]を満たすことがより好ましく、[式3-3]を満たすことがさらに好ましく、[式3-4]を満たすことがさらに好ましい。上記の[式3]から[式3-4]までの式を全て満足することで、引張強度、曲げ強度などともに曲げ弾性率のいずれも向上させることができる。ここで[式3-2]、[式3-3]、[式3-4]においてLL及びLNの単位は、μmである。
 
[式3-2] (LL/LN)<(LL×0.0005+1.00)
 
[式3-3] (LL/LN)<(LL×0.0005+0.95)
 
[式3-4] (LL×0.0005+0.85)<(LL/LN)
 
 なお、複合材を構成する樹脂がポリオレフィン樹脂を含む場合などは、前記LL、LN及びLWの測定条件において、複合材中の樹脂を可溶な溶媒として、熱キシレン(130~150℃)を用いることができる。
 本発明の複合材は、複合材(100質量%)中のセルロース繊維の含有量が1質量%以上70質量%未満である。機械特性を向上の観点から、複合材中のセルロース繊維の含有量は3質量%以上であることがさらに好ましく、さらに好ましくは5質量%以上、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、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を50質量%未満とすることが好ましく、40質量%未満とすることも好ましい。
 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く、15質量%以上40質量%未満であることも好ましい。
 本発明の複合材は、一定以上の機械強度が必要とされる成形品(樹脂製品)の構成材料として好適である。本発明の複合材は、複合材中のセルロース繊維が上記[式I]の関係を満たし、機械強度に優れる。この理由は定かではないが、例えば、緩やかな変形と、高速の変形に対するセルロース繊維による補強作用が、それぞれセルロース繊維の特定の長さに依存しており、セルロース繊維の繊維長分布を特定範囲として繊維長に適度なばらつきをもたせることにより、機械強度の向上が実現されるものと推定される。
 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ことが好ましい。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。この観点から、繊維長1mm以上のセルロース繊維を含むことがさらに好ましい。
 また、本発明の複合材は、複合材中のセルロース繊維の長さ加重平均繊維長が0.3mm以上であることが好ましい。長さ加重平均繊維長が0.3mm以上である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。この観点から、セルロース繊維の長さ加重平均繊維長は0.5mm以上であることがさらに好ましく、さらに好ましくは0.7mm以上である。複合材中のセルロース繊維の長さ加重平均繊維長は、通常は1.3mm以下である。
 本発明の複合材を構成する樹脂としては、各種の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂があげられ、成形性からは熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。具体的には、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の他、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂(ABS樹脂)、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂(AS樹脂)、ポリアミド樹脂(ナイロン)、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート重合体樹脂(PHBH)、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリ乳酸樹脂等の熱可塑性の生分解性の樹脂等があげられる。本発明の複合材には、これらの樹脂の1種又は2種以上を用いることができる。なかでも複合材の樹脂がポリオレフィン樹脂を含むことが好ましく、複合材を構成する樹脂の50質量%以上(好ましくは70質量%以上)がポリオレフィン樹脂であることが好ましい。
 ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂が好ましく、あるいはポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂との混合物(ブレンド樹脂)も好ましい。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、エチレン-プロピレン共重合体等のエチレン系共重合体(エチレンを構成成分として含む共重合体)や、ポリブテン等の樹脂も、本発明の複合材に用いるポリオレフィン樹脂として好ましい。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。本発明の複合材を構成する樹脂はポリオレフィン樹脂であることが好ましく、このポリオレフィンはポリエチレンであることが好ましく、特に低密度ポリエチレンであることが好ましい。
 本発明の複合材は、上記の通り複数種の樹脂を含有してもよい。また、例えば、ポリオレフィン樹脂と、ポリエチレンテレフタレート及び/又はナイロンとを併用してもよい。この場合、ポリオレフィン樹脂100質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート及び/又はナイロンの総量が10質量部以下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/m以上940kg/m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。
 本発明の複合材中の樹脂の含有量は、30質量%以上が好ましく、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。また、本発明の複合材中の樹脂の含有量
は通常は99質量%未満であり、95質量%未満が好ましく、90質量%未満がさらに好ましく、85質量%未満であることも好ましい。
 なお、複合材中のセルロース繊維と樹脂の各含有量の合計が100質量%に満たない場合、残部には、例えば、後述する成分を目的に応じて、また使用する原料に応じて適宜に含むことができる。
 本発明の複合材は、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。アルミニウムを含有することにより、複合材の熱伝導性や目視認識性、光遮蔽性、滑り性が向上する。本発明の複合材が樹脂中に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、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。このアルミニウムは、原料とするポリエチレンラミネート加工紙のアルミニウム薄膜層に由来し得る。ポリエチレンラミネート加工紙のアルミニウム薄膜層は溶融混練時に、アルミニウムが溶融することはないが、混練時の剪断力により、徐々に剪断され微細化する。
 上記加工性の観点に加え、熱伝導性、難燃性等をも考慮した場合、本発明の複合材は、アルミニウムの含有量が好ましくは5質量%以上20質量%以下である。
 本発明の複合材中に分散しているアルミニウムは、個々のアルミニウムのX-Y最大長の平均が0.02~2mmであることが好ましく、0.04~1mmであることがより好ましい。X-Y最大長の平均は、後述するように、画像解析ソフトを用いて測定されるX-Y最大長の平均とする。
 上記複合材がアルミニウムを含有する場合、このアルミニウムにはX-Y最大長が0.005mm以上のアルミニウム分散質が含まれることが好ましい。X-Y最大長が0.005mm以上のアルミニウム分散質の数に占めるX-Y最大長が1mm以上のアルミニウム分散質の数の割合は1%未満であることが好ましい。この割合を1%未満とすることにより、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。
 また、アルミニウムを含有することにより滑り性を向上させることができ、例えば、複合材を成形して得られる複合材の成形シートを重ね置きしても、成形シート同士が密着しにくく剥がしやすい。このようなアルミニウムの作用を効果的に発現させる観点から、複合材中においてアルミニウムは、鱗片状の構造、さらにはアルミニウムの少なくとも一部が鱗片の折曲がり構造をとることが好ましい。
 また、アルミニウムを含有することにより複合材の成形体同士の常温での滑り性を向上させる一方、複合材を金属との熱融着性した時の接着性が向上する。アルミニウムを含有する複合材は、アルミニウム箔と熱融着した場合に該アルミニウム箔との間で、例えば、1.0N/10mm以上の剥離強度を示すことができる。この剥離強度は、複合材のシートと厚さ0.1mmのアルミ箔とを、170℃、5分、1kg/cmで加熱プレスにより熱融着したものを、幅25mmの短冊に切り出したものについて、23℃で、アルミ箔を90°方向に、速度50mm/分で剥離したきに、観測される剥離強度の平均による。
 本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂中に、さらに、ポリオレフィン樹脂とは異なる樹脂粒を分散させた形態とすることができる。ポリオレフィン樹脂とは異なる樹脂粒を分散させた形態とすることにより機械強度がさらに高められた複合材とすることができる。樹脂粒は、最大直径が10μm以上であることが好ましく、さらに好ましくは最大直径が50μm以上である。最大直径10μm以上、アスペクト比5以上であることも好ましい。特に、鱗片状で最大直径10μm以上、アスペクト比5以上であることが好ましい。複合材中、樹脂粒の含有量は0.1質量%以上30質量%以下が好ましい。樹脂粒は、マトリックスとなるポリオフィン樹脂の融点より10℃以上高い融点を有する樹脂を含むことが好ましい。また、樹脂粒は、170℃以上に融点を有する樹脂及び/又は示差走査熱量分析により170℃以上350℃以下に吸熱ピークを示す樹脂を含むことも好ましい。複合材から成形体を成形する際に樹脂粒を残すことができ、樹脂複合材の強度をさらに向上させることが可能となる。樹脂粒としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリアミドの少なくとも1種を含むものがあげられ、なかでもポリエチレンテレフタレートが好ましい。
 本発明の複合材を構成する上記の樹脂とセルロース繊維は、これらの少なくとも一部をリサイクル材に由来するものとすることができる。また、本発明の複合材に含まれ得るアルミニウム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンも、これらの少なくとも一部がリサイクル材に由来することができる。リサイクル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。
 リサイクル材としては、例えば、紙とポリエチレン薄膜層とを有するポリエチレンラミネート加工紙、紙とポリエチレン薄膜層とアルミニウム薄膜層とを有するポリエチレ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、あるいは、古紙、再生樹脂等があげられる。これらの複数種の使用であってもよい。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エチレン薄膜片(以下、「セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片」とも称す。)をリサイクル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エチレン薄膜片にはアルミニウムも付着した状態にある。
 このようなリサイクル材を原料とした場合にも、例えば、後述の溶融混練により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。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%)から求める。
 本発明の複合材は、有機酸の金属塩、有機酸、シリコーンのいずれか1種以上の化合物を含有してもよい。これらの化合物を含有する複合材は加熱時の流動性が向上し、成形時の成形不良を生じにくくする。上記化合物の好ましい例として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ナトリウム等の脂肪酸の金属塩、オレイン酸、ステアリン酸等の脂肪酸などがあげられる。
 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、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、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、本発明の複合材は所望の形状に成形されたものでもよい。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。
 本発明の複合材の用途は特に制限されず、種々の部材やその原料として広く用いることができる。
[セルロース繊維分散樹脂複合材の調製]
 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。
 本発明の複合材は、混練する際の混練条件の調整や添加剤の添加、あるいは使用するセルロース材の選定や配合を調整することにより、所望のセルロース繊維を含有する形態とすることができる。例えば、混練時間、混練速度、混練温度、水等の添加剤の添加量、添加のタイミング等により、得られる複合材中のセルロース繊維の繊維長分布を調整することができる。この際、混練によりセルロース繊維の平均繊維長も変動する傾向があるのでこれを踏まえて調整することが重要である。
 例えば、混錬時間を長くしたり混練速度を高めたりして混錬時のエネルギー投入量を高めると、セルロース繊維の分散性がある程度高まるが、繊維長は短くなる傾向にある。この短繊維化は複合材の機械強度の向上において不利に働く。つまり、混錬時のエネルギー投入量の増大は繊維長の低下と狭い繊維長分布を同時にもたらすことが多いので、これらを所望の範囲へとコントロールする必要がある。
 混錬条件にもよるが水の添加は、繊維の平均繊維長に対して、相対的に繊維の繊維長分布を小さくすることがある。その理由は定かでないが、水とセルロース繊維との極性相互作用、混練時のせん断力の水による緩和作用等が効いているものと推定される。特にセルロース材として、ラミネート紙を使用する場合や、ラミネート紙から紙分をある程度取り除いた残部であるセルロース付着樹脂片を使用する場合は、混錬条件等により得られる複合材中の繊維長分布が変動しやすい傾向にある。
 本発明の複合材は、樹脂とセルロース材とを、上記を踏まえて条件を調整して、溶融混練することにより得ることが好ましい。
 上記の溶融混練には、ニーダや二軸押出機等、通常の混練装置を適用することができる。好ましくはニーダ等のバッチ式の混錬装置が適用できる。二軸押出機は、混練が過剰となり、セルロース繊維長が短く、かつセルロース繊維長の分布が狭くなりすぎ、複合材の機械強度が十分に高められない場合がある。
 ニーダ等のバッチ式混錬機は、セルロース繊維長と繊維長の分布を所望の範囲にコントロールしやすい。例えば、バッチ式の混錬機であるニーダを使用する場合は、混錬途中で水を添加することにより、繊維長分布を望ましい範囲とすることができ、複合材の機械強度を高めることが可能となる。混練する際、水を最初から添加すると、得られる複合材中のセルロース繊維長の分布が狭くなり、複合材の機械強度が十分に高められない傾向がある。これは樹脂が溶融にしない状態でセルロース繊維が水と接触する時間が長くなりセルロース繊維に対する水の作用が過剰となるためとみられる。一方、水を添加しない場合は、セルロース繊維長の分布が広くなり、複合材の機械強度が十分に高められなかったり、複合材の強度がばらつきやすくなったりする傾向がある。これは、水を添加しないと、紙由来のセルロース繊維等のセルロース繊維同士が膠着している場合、この膠着が解き離れがたく、繊維の一部のみに、混練時のせん断が働きやすく、微細化された繊維ほどさらに微細化するためと考えられる。
 ここで「溶融混練」とは、原料中の樹脂(熱可塑性樹脂)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と処理時間で溶融混練する。「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、例えばポリエチレン樹脂を用いる場合を例にとると、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。
 上記溶融混練に当たり、セルロース材の使用量は、得られる複合材が、複合材中のセルロース繊維の含有量が上述した好ましい範囲となるように調整することが好ましい。
 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、パルプ、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、ラミネート加工紙の損紙等があげられる。
 紙、古紙には、セルロース繊維、紙の白色度を高めるために一般的に含まれる填料(例えばカオリン、タルク)、サイズ剤などが含まれていてもよい。ここで、サイズ剤とは、紙に対してインクなど液体の浸透性を抑え、裏移りや滲みを防ぎ、ある程度の耐水性を与える目的で加えられるものである。主なものとして、ロジン石鹸、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、ポリビニルアルコールなどが用いられる。表面サイズ剤には酸化でんぷん、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・メタクリル共重合体などを用いる。例えば、紙、古紙に含まれる各種添加剤、インク成分、リグニン等が含まれていても良い。
 ラミネート加工紙には、ポリエチレン樹脂、セルロース繊維、紙の白色度を高めるために一般的に含まれる填料(例えばカオリン、タルク)、サイズ剤などが含まれていてもよい。ここで、サイズ剤とは、紙に対してインクなど液体の浸透性を抑え、裏移りや滲みを防ぎ、ある程度の耐水性を与える目的で加えられるものである。主なものとして、ロジン石鹸、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、ポリビニルアルコールなどが用いられる。表面サイズ剤には酸化でんぷん、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・メタクリル共重合体などを用いる。例えば、原料のラミネート加工紙に含まれる各種添加剤、インク成分、等が含まれていても良い。
 パルプには、機械パルプと化学パルプがあり、機械パルプにはリグニンと夾雑物が含まれる。一方、化学パルプには、リグニンは殆ど含まれないが、リグニン以外の夾雑物が含まれることがある。上記の本発明に使用した、パルプ、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、ラミネート加工紙の損紙等のセルロース原料におけるセルロース量は、それぞれの材料中の夾雑物や添加剤などの影響、あるいはセルロール量の熱重量分析における測定温度範囲を外れたセルロースの未分解成分等の影響等により、見かけ上セルロース量に差異が存在するが、本発明においては、熱重量分析にて、[式I]により求めたセルロース繊維量をセルロース繊維量として用いた。
[成形体]
 本発明の成形体は、本発明の複合材を用いて所望の形状に成形してなる成形体である。本発明の成形体として、シート状、板状、管状、各種構造の成形体があげられる。管状の成形体としては、断面略円形、四角形状の直管、曲がり管、波付けが付与された波付管等があげられる。また、断面略円形、四角形状の直管、曲がり管、波付けが付与された波付管等の管状成形体を半割れ等により分割した多分割体があげられる。また、管の接手部材の他、土木用、建材用、自動車用又は電線保護用の部材として本発明の成形体を用いることができる。本発明の成形体は、本発明の複合材を射出成形、押出成形、プレス成型、ブロー成形等の通常の成形手段に付して得ることができる。
[複合部材]
 本発明の成形体を他の材料(部材)と組合せて複合部材を得ることができる。この複合部材の形態に特に制限はない。例えば、本発明の成形体からなる層と、他の材料からなる層とを組み合わせた積層構造の複合部材とすることができる。この複合部材は管状構造とすることも好ましい。また、本発明の成形体と組合せて複合部材を構成する上記の他の材料として、例えば、熱可塑性樹脂材料、金属材料等を挙げることができる。
 例えば、本発明の複合材は、金属と接合して複合体を形成するために用いることができる。この複合体は、本発明の複合材の層と金属の層とを含む積層体とすることができる。また、この複合体は、金属管の外周及び/又は内周に本発明の複合材を用いた被覆層を有する被覆金属管であることも好ましい。この被覆金属管は、例えば電磁波シールド管として用いることができる。本発明の複合材と金属との接合は、両者が直接結合した形態であることが好ましい。この接合は、熱融着等の常法により行うことができる。また、本発明の複合材は接着シートとして用いることもできる。例えば、金属とポリオレフィン樹脂材料とを接着するために、本発明の複合材を、金属とポリオレフィン樹脂材料との間に介在させて、接着性樹脂層として使用することができる。また、本発明の複合材は、ホットメルト接着剤として用いることもできる。
 本発明の複合部材は、土木用、建材用、又は自動車用の部材又はその原料として好適に用いることができる。
 本発明の複合材を金属と接合して複合体とする場合、当該金属の種類に特に制限はない。当該金属は、アルミニウム、銅、鋼、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼、マグネシウム合金、鉛合金、銀、金、及び白金の少なくとも1種を含むことが好ましい。なかでも、当該金属はアルミニウム、アルミニウム合金、銅、及び銅合金の少なくとも1種を含むことが好ましく、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、及び銅合金の少なくとも1種であることがより好ましい。また、当該金属はアルミニウム及び/又はアルミニウム合金を含むことが好ましく、アルミニウム及び/又はアルミニウム合金であることも好ましい。
 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。
[複合材中のセルロース含有量]
 事前に大気雰囲気にて80℃×1時間乾燥した複合材試料(10mg)を、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、下記[式I]によりセルロース繊維の含有量(質量%)を算出した。同一の複合材試料を5つ調製し、各複合材試料について上記と同様にして熱重量分析を行い、算出されたセルロース繊維の含有量(質量%)の5つの値の平均値を求めて、その平均値をセルロース繊維の含有量(質量%)とした。
 
[式I](セルロース繊維の含有量[質量%])=(200~380℃の間における複合材試料の質量減少量[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])
 
[長さ加重平均繊維長、数平均繊維長、重さ加重平均繊維長]
 長さ加重平均繊維長、数平均繊維長は、複合材の熱キシレン溶解残さ(不溶分)についてISO 16065 2001(JIS P8226 2006)で規定されるパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法により測定した。具体的には、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、138℃のキシレン100mlに24時間浸漬した。次いで試料を引き上げ、その後試料を80℃の真空中で24時間乾燥させた。こうして得られた複合材の熱キシレン溶解残さ(不溶分)を用いて、パルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法により長さ加重平均繊維長、数平均繊維長、重さ加重平均繊維長を決定した。この測定にはTECHPAP社製MORFI COMPACTを使用した。
[引張強度]
 射出成形により試験片を作製し、JIS K7113 1995に準拠して、2号試験片について引張強度を測定した。単位は「MPa」である。
[曲げ強度、曲げ弾性率]
 JIS K7171 2016に準拠し、サンプル厚さ4mm、曲げ速度2mm/minにて、曲げ強度と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 2016に準拠して曲げ試験を行ない、曲げ強度(MPa)と曲げ弾性率(MPa)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、下記の式
 Ef=(σf2―σf1)/(εf2―εf1)
で求める。
 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・L)/(6・h)
   S:たわみ
   ε:曲げ歪み
   L:支点間距離
   h:厚さ
[剥離強度]
 複合材をプレス成型により厚さ1mm、長さ20cmのシート状とした。このシートと、厚さ0.1mmのアルミニウム箔(株式会社UACJ製、1N-30材(軟質)、両艶)とを積層し、170℃にて5分間余熱後、170℃、加圧4.2MPaにて5分間、加熱プレスすることにより熱融着した。こうして得られた積層体を、23℃の環境下で2日以上放置した後、この積層体を幅25mm、長さ20cmの短冊に切り出した試料5個を調製した。各短冊状試料について、アルミニウム箔を90°方向(シート表面に対して垂直方向)に、速度50mm/分で剥離した。この剥離において、剥離強度が最大の試料と最小の試料について、各剥離強度の平均を算出し、得られた平均値を複合材の剥離強度とした。
[調製例1]
 調製例1では、樹脂として低密度ポリエチレンとエチレン-アクリル酸共重体を用い、またセルロース材としてパルプを用いて複合材を調製した。詳細を下記実施例1~2、比較例1~2として説明する。
<実施例1>
 実施例1では、低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)とパルプ1(ARBOCEL BC200、レッテンマイヤー社製)とエチレン-アクリル酸共重体1(ニュークレル、三井・デュポンポリケミカル社製)とを、表1の上段に示す配合比(単位:質量部)で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中で水1.5質量部を添加した。こうして実施例1のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
 なお、本実施例1、ならびに、以降の各実施例及び比較例において、得られた複合材の含水率はいずれも1質量%未満であった。
<実施例2>
 実施例2では、低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)とパルプ2(ARBOCEL FIF400、レッテンマイヤー社製)と、エチレン-アクリル酸共重体1(ニュークレル、三井・デュポンポリケミカル社製)とを、表1の上段に示す配合比(単位:質量部)で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中で水40質量部を添加した。こうして実施例2のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例1>
 低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)と、パルプ1(ARBOCEL BC200、レッテンマイヤー社製)と、エチレン-アクリル酸共重体1(ニュークレル、三井・デュポンポリケミカル社製)とを、表1の上段に示す配合比(単位:質量部)で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練に際しては最初から水を40質量部添加した。こうして比較例1のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例2>
 低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)を比較例2とした。
 各実施例ないし比較例のセルロース繊維の含有量を表1中段に、評価結果等を表1下段に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記表1に示されるように、同じパルプを用いて、同じ原料配合量とした場合でも、LL/LNが1.1よりも大きい本発明の複合材において、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率のいずれにおいても高い値を示した(実施例1と比較例1との比較)。
 また、LL/LNが本発明で規定する範囲内になる実施例2も、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率のいずれにおいても高い値を示し、機械強度に優れることがわかる。
[調製例2]
 調製例2では、樹脂として高密度ポリエチレンを用い、またセルロース材としてラミネート紙の損紙を使用して複合材を調製した。また、一部の例において酸変性ポリエチレン樹脂を配合した。詳細を下記実施例3~6、比較例3及び4として説明する。
<実施例3>
 実施例3では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)とを、表2の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。この混練途中では水30質量部を添加した。こうして実施例3のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例4、5>
 実施例4、5では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン樹脂1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン)とを、表2の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中で、実施例4については水60質量部、実施例5については水100質量部を添加した。こうして実施例4、5のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例6>
 実施例6では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)とを、表2の上段に示す配合比で混合し、二軸押出機を用いて溶融混練して複合材を得た。実施例6では、溶融混練の最初から水60質量部を添加した。こうして、実施例6のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例3>
 実施例3において、混練途中で水を添加しなかったこと以外は、実施例3と同様にして、比較例3のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例4>
 高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)を比較例4とした。
 各実施例ないし比較例のセルロース繊維の含有量を表2中段に、評価結果等を表2下段に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記表2に示されるように、同じセルロース材を用いて、同じ原料配合量とした場合でも、LL/LNが1.5よりも小さい本発明の複合材において、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率のいずれにおいても高い値を示した(実施例3と比較例3との比較)。
 また、ポリエチレン樹脂の一部を酸変性樹脂に置き換えることにより、LL/LNをより好ましい範囲へと調整でき、引張強度や曲げ強度がさらに高められることもわかる(実施例4、5)。
[調製例3]
 調製例3では、調製例2の実施例4、5と同様にして酸変性ポリエチレン樹脂を少量配合して複合材を調製した。詳細を下記実施例7~10、比較例5として説明する。
<実施例7~8>
 実施例7~8では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン社製)とを、表3の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。実施例7では、最初に水50質量部を添加し、さらに、混練途中で水50質量部を添加した。また、実施例8では混練途中で水100質量部を添加した。こうして実施例7~8のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例9>
 実施例9では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン社製)とを、表3の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。実施例9では、溶融混練の途中で水100質量部を添加した。こうして得られた複合材をさらに、粉砕機による粉砕処理とニーダによる混錬処理に2回ずつ交互に繰り返し付した。こうして、実施例9のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例10>
 実施例10では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン社製)とを、表3の上段に示す配合比で混合し、二軸押出機を用いて溶融混練して複合材を得た。実施例10では溶融混錬の最初から水100質量部を添加した。こうして実施例10のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例5>
 比較例5では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン社製)とを、表3の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。比較例5では混練の最初から水100質量部を添加した。こうして得られた複合材をさらに、粉砕機による粉砕処理とニーダによる混錬処理に2回ずつ交互に繰り返し付した。こうして比較例5のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
 各実施例ないし比較例のセルロース繊維の含有量を表3中段に、評価結果等を表3下段に示す。なお、下表中の各式の充足の欄において、○は充足(対応する式を満たす)、×は非充足(対応する式を満たさない)を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 上記表3に示されるように、同じセルロース材を用いて、同じ原料配合量とした場合でも、LL/LNが1.1よりも大きい本発明の複合材において、引張強度と曲げ強度が向上していることがわかる(実施例10と比較例5との比較)。
 また、本発明の規定を満たす複合材はいずれも機械強度に優れ、なかでも[式3]~[式3-4]を満たす場合に機械強度がより高められることもわかる(実施例7~10)。
[調製例4]
 調製例4では、樹脂として高密度ポリエチレンを用い、また、少量の酸変性ポリエチレン樹脂を配合し、セルロース材として古紙を用いて複合材を調製した。詳細を下記実施例11~13として説明する。
<実施例11~13>
 高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン)と、古紙とを、表4の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中で水1.7質量部を添加した。
 ここで、古紙として実施例11ではオフィスペーパのシュレッター細断物を、実施例12では、新聞紙の粉砕物(回転刃式の粉砕機(ホーライ社製)を使用)を、実施例13ではポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)の損紙の粉砕物(回転刃式の粉砕機(ホーライ社製)を使用)を使用した。
 各実施例のセルロース繊維の含有量を表4中段に、評価結果等を表4下段に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 上記表4の結果から、本発明の複合材のなかでも、[式3]~[式3-4]を満たす場合に機械強度がより高められることがわかる(実施例11と実施例12~13との比較)。
[調製例5]
 調製例5では、樹脂として低密度ポリエチレンを用い、また、セルロース材としてラミネート紙の損紙を用いて複合材を調製した。詳細を下記実施例14~16、比較例6として説明する。
<実施例14>
 実施例14では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)とを、表5の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中では水40質量部を添加した。こうして実施例14のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例15>
 実施例15では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)とを、表5の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中で水10質量部を添加して混合する操作を4回行った(水の総配合量は40質量部)。こうして実施例15のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例16>
 実施例16では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)とを、表5の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練した。混練途中では水40質量部を添加した。得られた複合材をさらに、粉砕機による粉砕処理とニーダによる混錬処理に2回ずつ交互に繰り返し付した。こうして実施例16のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例6>
 比較例6では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、低密度ポリエチレン1(ノバテックLC600A、日本ポリエチレン(株)製)とを、表5の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練した。混練の際には最初から水40質量部を添加した。得られた複合材をさらに、粉砕機による粉砕処理とニーダによる混錬処理に2回ずつ交互に繰り返し付した。こうして比較例6のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
 各実施例ないし比較例のセルロース繊維の含有量を表5中段に、評価結果等を表5下段に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 上記表5に示されるように、同じセルロース材を用いて、同じ原料配合量とした場合でも、LL/LNが1.1よりも大きい本発明の複合材において、引張強度、曲げ強度及び曲げ弾性率のすべてが向上していることがわかる(実施例16と比較例6との比較)。また、本発明の規定を満たす複合材はいずれも機械強度に優れ、なかでも[式3]~[式3-4]を満たす場合に機械強度がより高められることもわかる(実施例14~16)。
 また、実施例15で得られた複合材中のアルミニウムの含有量は8.1質量%であった。実施例15の複合材について、曲げ試験片の断面を観察したところ、アルミニウムが折曲がった折り畳み構造が観察された。さらに、実施例15の複合材について、上述の方法でアルミニウム箔との剥離強度をみたところ、1.7N/10mmであった。実施例15で使用しているのと同じポリエチレンの単体(比較例2となる)について、アルミニウム箔との剥離強度は0.8N/10mmであった。このようにラミネート紙を原料としてアルミニウムを含み、セルロース繊維が特定の繊維長分布を有する実施例15の複合材は高い剥離強度を有し、金属との接着性にも優れるものであった。
[調製例6]
 調製例6では、樹脂として高密度ポリエチレンを用い、また、少量の酸変性ポリエチレン樹脂を配合し、セルロース材としてラミネート紙の損紙を用いて複合材を調製した。詳細を下記実施例17~18として説明する。
<実施例17>
 実施例17では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン社製)とを、表6の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。この混練途中には水100質量部を添加した。こうして実施例17のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<実施例18>
 実施例18では、ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン社製)とを、表6の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。この混練途中には水5質量部を添加した。こうして実施例18のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
 各実施例のセルロース繊維の含有量を表6中段に、評価結果等を表6下段に示す。また、実施例8及び実施例5の結果も参考のため併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 上記表6に示されるように、LW/LNが大きくなると、引張強度の変動係数が大きくなる傾向にある(実施例18)。
[調製例7]
 調製例7では、樹脂として高密度ポリエチレンを用い、また、少量の酸変性ポリエチレン樹脂を配合し、セルロース材として古紙を用いて複合材を調製した。詳細を下記実施例19~20として説明する。
<実施例19~20>
 高密度ポリエチレン1(ノバテックHJ490、日本ポリエチレン(株)製)と、酸変性ポリエチレン1(マレイン酸変性ポリエチレン、FUSABOND、デュポン)と、古紙とを、表7の上段に示す配合比で混合し、ニーダを用いて溶融混練して複合材を得た。混練途中で水3.3質量部を添加した。
 ここで、古紙として実施例19ではオフィスペーパのシュレッター細断物を、実施例20では、新聞紙の粉砕物(回転刃式の粉砕機(ホーライ社製)を使用)を使用した。
 各実施例のセルロース繊維の含有量を表7中段に、評価結果等を表7下段に示す。さらに、各実施例の繊維長分布を示すグラフを図1に示す。図1中、Aが実施例19、Bが実施例20の複合材である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表7に示されるように、実施例19と実施例20を比較すると、長さ加重平均繊維長は実施例19の方が小さい。しかし、引張強度や曲げ強度は実施例19の方が高められている。これまで、セルロース繊維の繊維長が長い方が、一般に機械的物性が高められるとされてきた。しかし上記表7の結果は、LL/LNを一定のレベルに抑えることにより(例えばLL/LNを1.3より小さくすることにより、あるいは[式3-2]を充足する構成とすることにより)、セルロース繊維の繊維長が短くても、複合材の機械的物性を効果的に高めることができることを示している。
[調製例8]
 調製例8では、樹脂としてポリプロピレンを用い、セルロース材としてラミネート紙の損紙を用いて複合材を調製した。詳細を下記実施例21~22、比較例7として説明する。
<実施例21>
 ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、ポリプロピレンとを、表8上段に示す配合比で混合した。ポリプロピレン樹脂として、J783HV、MI12.7g/min、(株)プライムポリマー製を使用した。この混合物を、ニーダに投入し、溶融混練した。混錬途中で水50質量部を投入するようにした。こうしてセルロース繊維分散樹脂複合材を作製した。
<実施例22>
 ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、ポリプロピレンとを、表8上段に示す配合比で混合した。ポリプロピレン樹脂として、J783HV、MI12.7g/min、(株)プライムポリマー製を使用した。この混合物を、二軸押出機を用いて溶融混練して複合材を得た。溶融混練の最初から水50質量部を添加した。こうして、セルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
<比較例7>
 ポリプロピレン樹脂と紙原料としてポリエチレンラミネート加工紙の損紙を用い、混錬条件をかえてセルロース繊維分散樹脂複合材を作製した。ポリエチレンラミネート加工紙(紙、ポリエチレン薄膜層及びアルミニウム薄膜層を有する)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、ポリプロピレン樹脂(J783HV、MI12.7g/min、(株)プライムポリマー製)とを表8上段に示す配合比で混合し、この混合物を、ニーダに投入し、溶融混練して複合材を得た。溶融混練の最初から水50質量部を添加した。得られた複合材をさらに、粉砕機による粉砕処理とニーダによる混錬処理に2回ずつ交互に繰り返し付した。こうして、比較例7のセルロース繊維分散樹脂複合材を得た。
 各複合材の成分組成を表8中段に、評価結果等を表8下段に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表8に示されるように、LL/LNが1.1よりも小さい比較例7の複合材は、機械的物性に劣る結果となった。
 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、2018年12月5日に日本国で特許出願された特願2018-228578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 (17)

  1.  樹脂中にセルロース繊維を分散してなるセルロース繊維分散樹脂複合材であって、
     前記セルロース繊維の含有量が1質量%以上70質量%未満であり、
     下記測定条件により測定される前記セルロース繊維の長さ加重平均繊維長をLL、数平均繊維長をLNとしたとき、LLとLNが下記[式1]を満たす、セルロース繊維分散樹脂複合材。
    <測定条件>
     前記セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さについて、ISO 16065 2001で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法によりLLとLNを求める。
    [式1] 1.1<(LL/LN)<1.5
  2.  前記LLとLNが下記[式1-2]を満たす、請求項1に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
    [式1-2] 1.1<(LL/LN)<1.4
  3.  下記測定条件で測定される前記セルロース繊維の重さ加重平均繊維長をLWとしたとき、LWと前記LNが下記[式2]を満たす、請求項1又は2に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
    <測定条件>
     前記セルロース繊維分散樹脂複合材を、該複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さについて、ISO 16065 2001で規定されたパルプ-光学的自動分析法による繊維長測定方法によりLWを求める。
    [式2] 1.1<(LW/LN)<3.0
  4.  前記セルロース繊維の長さ加重平均繊維長が0.3mm以上である、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樹脂複合材。
  5.  前記セルロース繊維分散樹脂複合材中の前記セルロース繊維の含有量が下記測定方法により決定されるものであり、前記セルロース繊維分散樹脂複合材中の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1~4のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
    <測定方法>
     セルロース繊維分散樹脂複合材の試料を、窒素雰囲気下において+10℃/分の昇温速度で熱重量分析(TGA)に付し、下記[式I]によりセルロース繊維の含有量を算出する。
    [式I] (セルロース繊維の含有量[質量%])=(200~380℃の間における試料の質量減少量[mg])×100/(熱重量分析に付す前の試料の質量[mg])
  6.  前記樹脂が、ポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート重合体樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、及びポリ乳酸樹脂の1種又は2種以上を含む、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樹脂複合材。
  7.  前記樹脂がポリオレフィン樹脂を含み、前記LL、LN及びLWの測定条件において複合材中の樹脂を可溶な溶媒中に浸漬して得られる溶解残さが、熱キシレン溶解残さである、請求項1~6のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  8.  前記セルロース繊維分散樹脂複合材が前記樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項1~7のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  9.  前記アルミニウムの少なくとも一部が折曲がり構造を有する、請求項8に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  10.  前記セルロース繊維分散樹脂複合材は、アルミニウム箔と熱融着した場合に該アルミニウム箔との間で1.0N/10mm以上の剥離強度を示す、請求項8又は9に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  11.  前記セルロース繊維分散樹脂複合材が、有機酸の金属塩、有機酸、シリコーンのいずれか1種以上の化合物を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  12.  前記セルロース繊維分散樹脂複合材が、前記樹脂中に前記樹脂とは異なる樹脂からなる樹脂粒を分散してなる、請求項1~11のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  13.  前記樹脂の少なくとも一部及び/又は前記セルロース繊維の少なくとも一部がリサイクル材に由来する、請求項1~12のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
  14.  請求項1~13のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材を用いた成形体。
  15.  前記成形体が管状体であり、又は管状体を分割してなる多分割体である、請求項14に記載の成形体。
  16.  請求項14又は15に記載の成形体と他の材料とを組合せてなる複合部材。
  17.  金属と接合して複合体を形成するために用いる、請求項1~13のいずれか1項に記載のセルロース繊維分散樹脂複合材。
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