JPS60233134A - 樹脂複合材組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は紙、特に故紙、紙屑を利用した樹脂複合材組成
物の製造方法に関するものであり、産業資材、例えばカ
ーエアコンのケーシング等に採用して好都合なものであ
る。

〔従来技術〕

近年、省資源省エネルギーの検討が様々な分野で行われ
ており、その効果があげられている。その中で紙、特に
廃棄物としての故紙、紙屑につい（２） てもこれを用いた樹脂複合材組成物を製造する方法につ
いて種々の検討がなされてきた。

紙は樹脂に混合して充填材として使用した場合、セルロ
ースを主体とする植物繊維が強化材となり、この樹脂複
合材組成物を用いた成形物は良好な機械的特性が期待で
きる。この様に紙から得られる、セルロースを主体とす
る植物繊維は安価で良好な充填材である。しかし、セル
ロースを主体とする植物繊維はその欠点として、大きな
剪断力を受けた場合、破損して短繊維化しやすく、また
高温雰囲気下にさらされると熱劣化するという性質を有
する。従って、紙を利用した樹脂複合材組成物を製造す
る場合、この様な欠点に注意して製造する必要がある。

しかし、従来、例えば特公昭５６−９５７６号公報に記
載の紙を利用した樹脂複合材組成物の製造方法では、こ
の様な欠点についての考慮が全くなされていない。

例えば、上記公報記載の製造方法は、故紙を直径３〜５
ｍｍ程度に粗砕して、熱可塑性樹脂を添加（３） して保温しながら高速攪拌を与え、樹脂を溶融し、溶融
樹脂相内で故紙の叩解を行ない、叩解された□故紙繊維
に樹脂を含浸させて複合材を形成するという方法がとら
れている。

この様な方法で故紙入りの樹脂複合材組成物を形成した
場合、まず粗砕した故紙に熱可塑性樹脂を添加して保温
しながら高速攪拌を与えていること、および溶融樹脂相
内で故紙の叩解を行なうという工程を経るため、複合材
組成物が形成されるまでに、故紙に多大な剪断力並びに
熱が加わる。

そのため、故紙は解繊されてセルロースを主体とする植
物繊維の状態となるが、過度の剪断力および熱のため、
繊維はその後破損して短繊維化し、また熱劣化してしま
う。短繊維化し、熱劣化したセルロースを主体とする植
物繊維は、樹脂複合材組成物中で強化材としての特性を
十分には発揮できない。

例えば、この様な成形材料を用いて、現在最も一般的に
行われている射出成形法を用いて、成形品を成形した場
合、薄肉で複雑な形状のものは金（４） 型より突き出すことができない。従って現状のまでは、
真空成形等の狭い範囲の用途に限られてしまう。

〔発明の目的〕　。

そこで、本発明は紙を予め解繊して、セルロースを主体
とする植物繊維の状態となし、これに溶融樹脂物を含浸
し、その後冷却することで植物繊維の短繊維化、熱劣化
を防ぐようにしたものである。

〔発明の構成〕

本発明の構成は、紙を解繊する工程と、解繊物に溶融し
た樹脂を含浸させる工゛程と、を具備する。

、本発明において、紙を解繊す・る工程では、紙をあら
かじめ直径約３〜６ｆｉ程度の小片にしたものを高速流
動混合機で高速攪拌して解繊する方法、あるいは紙の小
片をターボミル等の粉砕機により解繊する方法、あるい
は紙を小片にすることなく、高速流動混合機あるいばグ
ラッシュミキサー等の粉砕機を用いて解繊する方法など
、いずれの方法も有効である。更に、これらの方法の中
でターボ（５） ミルを使用する方法を除いた方法は、いずれも水を適量
加えて解繊することにより、解繊状態はより良好となり
、また解繊時の摩擦熱の影響も少なくすることができる
。なお、ここで使用する紙は新聞紙、ダンボール紙、コ
ピー紙などあり、どの様な紙でも良い。

更に、本発明において、解繊物に溶融した樹脂を含浸す
る工程では、解繊物に樹脂シートを熱圧プレスして含浸
するか、あるいは解繊物をシート状に並べ、それに樹脂
粉末を加えて加熱するなどの方法が有効であり、また解
繊物と樹脂を高速攪拌して摩擦熱による温度上昇で樹脂
を解繊物□に溶融含浸させる方法もよい。この方法では
、高速流動混合機中で高速□攪拌するなどの°方法が有
効であるが、この場合は含浸終了と同時に回転数を落と
し、溶融状態での高速攪拌は行わない。溶融樹脂の含浸
は蓮やかに□行った方がよく、時間をかけすぎると繊維
の短繊維化を招き、前述の問題が生じやすく□なる。　
′ 本発明において用いる樹脂は通常成形材料としく６） て用いられる熱可塑性樹脂であれば何でも良いが、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニルの様な比較的低融点の樹
脂を使用した方が紙のセルロールを主体とする植物繊維
が樹脂含浸時に熱劣化を受けにくくなり、強化材として
その特徴を発揮する。

また、この含浸工程において繊維と樹脂以外に繊維と樹
脂との密着性を向上させるための添加剤あるいは樹脂を
第３成分として加えることにより、更に良好な機械的特
性を発揮することができる。

例えば、解繊物とポリオレフィン樹脂とを高速攪拌して
摩擦熱による温度上昇でポリオレフィン樹脂を解繊物に
溶融含浸させる場合、繊維とポリオレフィン樹脂との密
着性を向上させるための第３成分として変性ポリオレフ
ィンを加えて、繊維とポリオレフィン樹脂とを高速攪拌
すると、まず低融点の変性ポリオレフィン樹脂が溶融し
て繊維に含浸され、繊維のぬれ性が向上し、つづいてポ
リオレフィン樹脂が溶融含浸されるため、その結（７） 果得られる繊維物の特性はより良好である。また、目的
に応じて添加剤を加えることも可能である。

この第３成分としての樹脂は、例えば特公昭５３−１３
１９号公報、特公昭４５−３６４２１号公報に開示され
たものを使用できる。本発明において、樹脂の含浸終了
と同時に冷却する工程では、室温に放置して冷却しても
よいが、含浸物を冷却槽に移すなどの方法が有効であり
、特に高速流動混合機中で高速攪拌して含浸したものは
含浸終了と同時に回転数を落として冷却ミキサーの様な
冷却攪拌機に排出して冷却することにより、冷却と同時
に適当な大きさの粒に造粒することができ、これはその
まま成形材料として用いることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明による紙を利用した樹脂複合材組成物は、０紙を
利用した樹脂複合材組成物製造時に、紙の解繊工程と含
浸工程を分離してセルロースを主体とする植物繊維の破
損および熱劣化を抑制することができる。

（８） ■解繊物と樹脂との高速攪拌による摩擦熱で樹脂を溶融
して解繊物に含浸させるため、樹脂の溶融と含浸との両
工程と同時に行なうことができる。

■樹脂含浸の工程において、解繊物と樹脂とに、繊維と
樹脂との密着性を向上させるための第３成分を加えるこ
とによって、機械的特性をより向上することができる。

【実施例〕

以下に本発明による実施例と、その比較例としての従来
方法による例を示し、その成形品としての試験片げ機械
的特性を比較した。

〈実施例１〉 新聞紙を直径約３〜６Ｎの小片にしたもの３ＯＮ量％を
ターボミルにて粉砕し、解繊物を得る。

この解繊物にメルトインデックス２０のポリプロピレン
ブロソクコポリマー７０重量％を投入し、高速流動混合
機を用いて、高速攪拌する。この時の摩擦熱による温度
上昇で樹脂を溶融させ、かつ解繊物に含浸させる。含浸
終了と同時に回転数を落し、速やかに冷却ミキサーに排
出して造粒し、（９） 紙を利用した樹脂複合材組成物を得た。

〈実施例２〉 新聞紙を直径約３〜５　ｖａｎの小片にしたもの４０重
量％をターボミルにて粉砕し、解繊物を得る。

この解繊物にメルトインデックス２０のボリプロビレン
ブロソクコポリマー６０重量％を投入し、高速流動混合
機を用いて高速攪拌する。以後の工程は、実施例１と同
じ方法を用いて紙を利用した樹脂複合材組成物を得た。

〈実施例３〉 新聞紙３０重量％を小片にすることなく、そのままグラ
ソシュミキサーに投入し、更に水を新聞紙と同じ重量加
えて、高速攪拌することにより解繊する。以後は実施例
１と同じ方法を用いて紙を利用した樹脂複合材組成物を
得た。

〈実施例４〉 新聞紙４０重量％を小片にすることなく、そのままグラ
ソシュミキサーに投入し、更に水を新聞紙と同じ重量加
えて、高速攪拌することにより解繊する。以後は実施例
１と同じ方法を用いて紙を（１０） 利用した樹脂複合材組成物を得た。

〈実施例５〉 新聞紙を直径約３〜６１１１１の小片にしたもの３゜重
量％を高速流動混合機に投入し、高速攪拌することによ
り解繊する。この解繊物に、メルトインデックス２０の
ボリプロビレンブロソクコポリマーを５６重鐙％、樹脂
と紙繊維との密着性を向上させることを目的としてメル
トインデックス１５チオレフイン部が９９．８重量％で
エンド−ビシクロ（２，２，１）−５−ヘプテン−２，
３−無水ジカルボン酸が０．２ｇ量％付加している変性
ポリオレフィン１４重量％を投入し、高速攪拌する。

この時の摩擦熱による温度上昇で樹脂を解繊物に溶融含
浸させる。含浸終了と同時に回転数を落とし、冷却ミキ
サーに排出して造粒し、紙を利用した樹脂複合材組成物
を得た。

〈実施例６〉 新聞紙を直径約３〜６Ｎの小片にしたもの３０重量％を
ターボミルにて粉砕し、解繊物を得る。

含浸工程以降は、高速流動混合機を用いて実施例５と同
じ成分、方法を用いて紙を利用した樹脂複合材組成物を
得た。

〈実施例７〉 新聞紙３０重量％を小片にすることなく、そのままグラ
ンシュミキサーに投入し、高速攪拌することにより解繊
する。含浸工程以降は、高速流動混合機を用いて、実施
例５と同じ成分、方法を用いて紙を利用した樹脂複合材
組成物を得た。

〈実施例８〉 新聞紙３０重量％を小片にすることなく、そのまま高速
流動混合機に投入し、高速攪拌することにより解繊する
。含浸工程以降は、実施例５と同じ成分、方法を用いて
紙を利用した樹脂複合材組成物を得た。

〈実施例９〉 新聞紙を直径約３〜６ＷＩの小片にしたもの３０重量％
を高速流動混合機に投入し、更に水を新聞紙と同し重量
加えて、高速攪拌することにより解繊する。含浸工程以
降は、実施例５と同じ成分、方法を用いて紙を利用した
樹脂複合材組成物を得た。

〈実施例１０〉 新聞紙３０重量％を小片にすることなく、そのままグラ
ンシュミキサーに投入し、更に水を新聞紙と同じ重量加
えて、高速攪拌することにより解繊する。含浸工程以降
は高速流動混合機を用いて実施例５と同じ成分、方法を
用いて紙を利用した新聞紙を直径約３〜６鶴の小片にし
たもの３０樹脂複合材組成物を得た。

〈比較例１〉 重量％に、メルトインデックス、２０のポリプロピレン
ブロックコポリマー７０重量％を高速流動混合機に投入
し、高速攪拌する。こ時の摩擦熱で温度が上昇し、樹脂
が溶融する。この樹脂溶融状態′　で紙の叩解を進ませ
る。その、１１ｔ、冷却ミキサーに排出して冷却し、紙
を利用した樹脂複合材組成物を得た。

〈比較例２〉 新聞紙を直径約３〜６１の小片にしたもの４０重量％に
、メルトインデックス２０．のポリプロピ（１３） レンプロンクコポリマー６０重量％を高速流動混合機に
投入し、高速攪拌する。この時の摩擦熱で温度が上昇し
、樹脂が溶融する。この樹脂様相状態で紙の叩解を進ま
せる。その後、冷却ミキサーに排出して冷却し、紙を利
用した樹脂複合材組成物を得た。

以上の実施例および比較例に述べた製造方法により得ら
れた、紙を利用した樹脂複合材組成物を用いて試験片を
成形し、その機械的特性の比較を行った。その結果を表
１に示す。

表１に示す様に、本発明による紙を利用した樹脂複合材
組成物を用いた試験片は、従来方法によるものよりも優
れた機械的特性を示している。

従って、本発明により、紙のセルロースを主体とする植
物繊維の特徴を十分に発揮させることができた。また、
含浸工程で繊維と樹脂の密着性を向上させるための第３
成分を加えた場合には、更にその効果を大とすることが
できた。

なお、各物性の測定方法は下記による。

ｌ）引張強度　ＡＳＴＭ　Ｄ−６３８ （１４） ２）曲げ弾性率　ＡＳＴＭ　Ｄ−，７９０３）アイゾツ
ト衝撃強度　ＡＳＴＭ　Ｄ−２５６また、伸びはＡＳＴ
Ｍ　Ｄ−６３８に準拠して行ったが、引張試験装置のク
ロスヘッド移動量を試験片平行部長さで割って算出した
。更に、表１の衝撃強度の欄において、「ノツチ」とは
試験片に設けた溝を示す。

以下余白 （１５） 代理人弁理士　間部　隆 （１６）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１紙を解繊する工程と、該解繊物に溶融した樹脂を
   含浸させる工程と、含浸終了後に冷却する工程と、を有
   した樹脂複合材組成の製造方法。 （２）前記解繊工程には適量の水が加えられている特許
   請求の範囲第１項記載の樹脂複合材組成物の製造方法。 （３）紙を解繊する工程と、該解繊物と樹脂とを高速攪
   拌して両者の摩擦熱による温度上昇で該樹脂を前記解繊
   物に溶融含浸させる工程と、含浸終了後に冷却する工程
   と、を有した樹脂複合材組成物の製造方法。 （４）前記解繊工程には適量の水が加えられている特許
   請求の範囲第３項記載の樹脂複合材組成物の製造方法。 （５）紙を解繊する工程と、該解繊物に、樹脂およ　゛
   び該樹脂と前記紙の解繊による繊維との密着性を（１） 向上させる第３成分を溶融させて該解繊物に含浸させる
   工程と、含浸終了後に冷却する工程と、を有した樹脂複
   合材組成物の製造方法。 （６）前記含浸工程における樹脂および第３成分の溶融
   は、該樹脂、第３成分、および前記解繊物の高速攪拌に
   よる摩擦熱により生ずる特許請求の範囲第５項記載の樹
   脂複合材組成物の製造方法。 （７）前記解繊工程には適量の水が加えられている特許
   請求の範囲第５項または第６項記載の樹脂複合材組成物
   の製造方法。