WO2003070824A1 - Woody synthetic resin compositions - Google Patents

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WO2003070824A1
WO2003070824A1 PCT/JP2003/001808 JP0301808W WO03070824A1 WO 2003070824 A1 WO2003070824 A1 WO 2003070824A1 JP 0301808 W JP0301808 W JP 0301808W WO 03070824 A1 WO03070824 A1 WO 03070824A1
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synthetic resin
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resin composition
woody
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PCT/JP2003/001808
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Mutsumi Maeda
Masaaki Kondo
Noriko Yamauchi
Mikihiko Ito
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Asahi Kasei Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a woody synthetic resin composition and a woody synthetic resin molded product.
  • compositions comprising a polyolefin-based resin and wood flour are also disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 551-131031, 57-11535437, and Japanese Patent No. 396442, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-3106352, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1855351, Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • productivity at the time of extrusion molding from a resin composition to a molded body productivity at the time of extrusion molding from a resin composition to a molded body, material strength of the obtained molded body, secondary workability such as nailing-sawing and screwing, and It does not simultaneously satisfy the surface appearance of molded articles, and has not yet been widely deployed for use as synthetic wood for building components, DIY parts, terraces, balconies, and so on.
  • the present invention has the same secondary workability as natural wood, such as nailing, saw bow I, screwing, etc., has excellent strength and rigidity, and has good appearance without surface roughness. , Preferably more excellent in water resistance. Suitable for applications such as building materials, DIY parts, terraces, balconies, etc.
  • An object of the present invention is to provide a woody synthetic resin composition capable of stably forming a suitable woody synthetic resin molded article, and a woody synthetic resin molded article obtained by molding the woody synthetic resin composition. Disclosure of the invention
  • the woody synthetic resin composition of the present invention comprises (A) 5 to 95 parts by weight of a thermoplastic resin, (C) 5 to 95 parts by weight of vegetable cellulose, and (A) + (C) 100 parts by weight.
  • the (B) ultrahigh molecular weight polymer having a viscosity average molecular weight of 120,000 or more is composed of 0.1 to 10 parts by weight
  • the (A) thermoplastic resin is composed of (J) a polyolefin resin composition. It is characterized by that.
  • a woody synthetic resin molded article of the present invention is obtained by molding the above woody synthetic resin composition.
  • the thermoplastic resin is not particularly limited, but preferably has a weight average molecular weight of 50,000 to 500,000.
  • a polyolefin resin composition is preferable from the viewpoint of the secondary processing property, and among the (J) polyolefin resin compositions, (D) a polyethylene resin or (E) a polyolefin resin. And (F) a styrene resin. Further, a mixture of (E) a polyolefin-based resin and (F) a styrene-based resin is more preferable from the viewpoint of a balance between secondary workability and strength / rigidity.
  • Polyolefin-based resins include, for example, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and (D) polyethylene-based resin. Polyethylene resins are particularly preferred in terms of secondary workability.
  • Polyethylene resins include, for example, high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, copolymers of ethylene and ⁇ -olefins having 3 to 12 carbon atoms, Ethylene polymers polymerized using a new catalyst such as a metallocene catalyst, and mixtures thereof can be used.
  • high-density polyethylene, medium-density polyethylene, and low-density polyethylene can be extruded at relatively low temperatures, so that the decomposition of vegetable cellulose that can occur when molding and processing a woody synthetic resin composition is performed. Since it can be suppressed, it can be preferably used.
  • high-density polyethylene is preferable in terms of secondary processing.
  • high-density polyethylene can be used very preferably in that the rigidity and abrasion resistance of the woody synthetic resin molded product obtained by molding are excellent.
  • Polyethylene resin obtained by recycling various polyethylene resin products can also be used as a material with a good cost-performance balance.
  • the melt index of the (D) polyethylene resin is preferably 0.01 to 5.0, most preferably 0.05 to 3.0. It should be in the range of 0. Note that the menoleto index in this case is specified in ASTM D1238, and the measured temperature is 190 ° C and the load is 2160 g.
  • melt index is lower than the above range, it may be inferior in moldability, and if it is high, it may be inferior in mechanical strength and shape stability during molding.
  • a method of blending polyethylene resins having different molecular weights can also be used.
  • the (F) styrene resin of the present invention is represented by the general formula (a) RCCH 2
  • R represents hydrogen, lower alkyl or halogen
  • Z is selected from the group consisting of vinyl, hydrogen, halogen and lower alkyl
  • p is an integer of 0 to 5.
  • aromatic vinyl monomers of these homopolymers include styrene, ⁇ -methinolestyrene, 2,4-dimethinolestyrene, monochlorostyrene, ⁇ -methinolestyrene, and ⁇ — Methyl / restyrene, m-methynolestyrene, ⁇ -tert-butynolestyrene, ethynolestyrene and the like.
  • Other vinyl monomers copolymerizable with the aromatic vinyl monomer include methacrylates such as methyl methacrylate and ethyl methacrylate, and unsaturated monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • Nitril compounds such as maleic anhydride, and the like.
  • the rubbery polymer include conjugated gen-based rubber or partially hydrogenated conjugated gen-based rubber, or conjugated gen and aromatic butyl compound. Or an ethylene-propylene copolymer rubber.
  • styrene resin for example, polystyrene resin
  • AS resin, ABS resin and the like can be used, and among them, polystyrene resin is preferable in terms of strength and rigidity.
  • polystyrene resin is used for nailing, sawing, screwing, etc. It is suitable and can be preferably used for foam molding effective for imparting secondary workability.
  • polystyrene resins polystyrene obtained by homopolymerizing styrene and impact-resistant polystyrene, which is a copolymer of conjugated gen and styrene, can be extruded at a relatively low temperature.
  • the composition can be preferably used because the decomposition of vegetable cellulose that can occur when the composition is processed can be suppressed.
  • polystyrene is preferred because of its high rigidity.
  • polystyrene-based resins obtained by recycling various polystyrene-based resin products can be used as a material with a good balance between cost and performance.
  • the content of the thermoplastic resin (A) of the present invention is 5 to 95 parts by weight based on the total of (A) + (C) 100 parts by weight of (A) the thermoplastic resin and (C) the vegetable cellulose. Parts, preferably 10 to 70 parts by weight, more preferably 15 to 50 parts by weight. If the amount of the thermoplastic resin is less than 5 parts by weight, the woody texture is impaired, and the rigidity is poor. If the amount exceeds 95 parts by weight, there is a problem in workability.
  • thermoplastic resin (A) is a mixture of (E) a polyolefin-based resin and (F) a styrene-based resin
  • the mixture is (E) a polyolefin-based resin 5 to 99.9% by weight and (E) )
  • a mixture of styrene resin 0.1 to 95% by weight is preferable, and a mixture of (E) polyolefin resin 5 to 95% by weight and (F) styrene resin 5 to 95% by weight. Is more preferable.
  • the addition of the ultrahigh molecular weight polymer improves the productivity during extrusion molding, and provides a woody synthetic resin molded article with a smooth surface and good appearance.
  • the ultrahigh molecular weight polymer has a viscosity average molecular weight of at least 1,200,000 as measured by a viscosity method, preferably 1,500,000 to 1,500,000, more preferably 4,100,000 to 100,000. It is in the range of 0,000. If the viscosity average molecular weight is too low, the effect of improving the productivity during extrusion molding is small, and if the molecular weight is too large, the dispersibility during extrusion molding is poor, which may cause a problem in appearance.
  • Ultra-high molecular weight polymers include polyethylene, polystyrene, polymethylmethacrylate, styrene-butadiene block copolymer, and hydrogenated styrene-butadiene block copolymer having a viscosity average molecular weight of 120,000 or more. And alkyl methacrylate, alkyl acrylate copolymer, polytetrafluoroethylene, and the like.
  • ultra-high molecular weight polyethylene is used in view of productivity during extrusion molding and appearance of a molded product. It can be used preferably.
  • the content of the ultrahigh molecular weight polymer is preferably from 0.1 to 10 parts by weight with respect to (A) + (C) 100 parts by weight of the total of (A) the thermoplastic resin and (C) the vegetable cellulose. And more preferably 0.3 to 8 parts by weight. Most preferably, it is 0.5 to 6 parts by weight. If the amount of the ultra-high molecular weight polymer is less than 0.1 part by weight, the surface of the molded article will not be smooth and the productivity will be remarkably poor, and if it exceeds 10 parts by weight, the rigidity and impact resistance of the molded article will be reduced. Can occur.
  • thermoplastic resin is a mixture of (E) a polyolefin resin and (F) a styrene resin
  • weight ratio of (B) the ultrahigh molecular weight polymer to (F) the styrene resin It is highly preferred that (B) / (F) be 0.01 force and 0.8. Furthermore, it is most preferable that (B) / (F) is between 0.01 and 0.5. Good.
  • the content of the ultrahigh molecular weight polymer is in the range of 0.1 to 10 parts by weight.
  • Any type of vegetable cellulose can be used. Examples include pomace cake and coffee pomace, and these can be used alone or in combination of two or more. Vegetable cellulose can be appropriately selected depending on the intended use, but wood flour is preferred in terms of mechanical strength and secondary workability.
  • Vegetable cellulose has a particle size of 0.1 mm by sawdust, waste wood, etc., if necessary, by dry or wet grinding or sieving. It is better to use powders of up to 10 mm. If the particle size of the vegetable cellulose is smaller than the above range, dusting or the like is likely to occur in the handling thereof, and it may take time and effort to pulverize or screen to increase the cost. If the particle size is larger than the above range, the mechanical strength of the obtained molded article may be insufficient.
  • the shape of the vegetable cellulose is not limited to the particle shape, but may be a flat shape, an irregular shape, or a mixture thereof.
  • the vegetable cellulose is subjected to a dehydration / drying treatment before the extrusion molding alone or in a state of being mixed with the other composition of the present invention.
  • a hopper dryer As a means for drying vegetable cellulose, a hopper dryer. A powder dryer such as a dollar dryer can be used.
  • Means for drying in a state of being mixed with other compositions include a Henschel mixer, a syura, a ribbon blender, and a no. It can be dried under normal pressure or reduced pressure conditions using a doll dryer or the like. When the vegetable cellulose is mixed with another composition and dried before extrusion, it is preferable to suppress the aggregation of the composition.
  • dewatering and drying treatment is carried out at normal pressure or reduced pressure from the cylinder vent of the extruder etc. during the extrusion molding process. I like it.
  • the water resistance of the molded article can be improved, which is preferable.
  • the active vegetable cellulose is a modified vegetable cellulose obtained by heating and reacting vegetable cellulose with a (G) modifier described below.
  • the amount of the modifying agent that reacts with the vegetable cellulose is 0.1 weight. /. -10% by weight is preferred, and 0.5% by weight-5% by weight is more preferred. If the modifier exceeds 10% by weight, the unreacted modifier may remain and volatilize during extrusion molding. If the modifier is less than 10% by weight, the water resistance of the molded article may be insufficient. .
  • the active vegetable cellulose can be produced, for example, by highly efficiently reacting the vegetable cellulose with a denaturant by heating and mixing in various mixers.
  • various general powder mixers can be used, and high efficiency mixers such as a Henschel mixer, a chula, a ribbon blender, and a paddle dryer are particularly preferable. Furthermore, in order to increase the contact efficiency between the vegetable cellulose and the denaturant, it is desirable to add the denaturant in the form of a mist to the reaction system.
  • the atmosphere of the reaction can be any of normal pressure, reduced pressure, and increased pressure.However, it is preferable to perform the reaction in the absence of liquid water. It is preferable to carry out under conditions such as removal (dehydration conditions).
  • the reaction is performed after drying the vegetable cellulose by the above-mentioned method. It is particularly preferred to carry out the drying and the reaction in the same mixer.
  • the reaction temperature range of the reaction is not lower than room temperature and not higher than the decomposition temperature of vegetable cellulose, but is usually preferably in the range of 100 to 200 ° C.
  • the reaction time range of the reaction is usually in the range of 1 minute to 2 hours, but is generally in the range of 5 to 30 minutes.
  • a general polymerization inhibitor such as hydridoquinone, methoxyhydroquinone, p-benzoquinone, naphthoquinone and t-butylcatechol can be used, and the amount used is based on the weight of the modifier. A range of 0 to 1% by weight, especially 0.02 to 0.5% by weight, is recommended.
  • the content of the vegetable cellulose is 5 to 95 parts by weight, preferably 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of (A) + (C) total of (A) the thermoplastic resin and (C) the vegetable cellulose. To 90 parts by weight, more preferably 50 to 85 parts by weight. If the amount of vegetable cellulose is less than 5 parts by weight, a good woody feeling cannot be obtained, and if it exceeds 95 parts by weight, moldability and mechanical strength decrease.
  • At least one carbon-carbon double bond or triple bond preferably a carbon-carbon double bond, and at least one oxidized acyl group in the molecular structure
  • An imino group, an imido group, or a glycidyl group preferably, at least one functionalized compound having an acetyl group, an imido group, or a glycidyl group can be preferably used.
  • maleic anhydride As a denaturing agent, maleic anhydride, glycidyl acrylate or dalicidyl methacrylate is preferable, and maleic anhydride is particularly preferable.
  • the use of a modifier is preferred in that it imparts water resistance to the molded article.
  • the content of (G) denaturant is (C) 100 weight of vegetable cellulose Parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 8 parts by weight. Most preferably, it is 0.5 to 6 parts by weight.
  • the modifier is more than the above range, if the rigidity of the molded body is reduced, there is a possibility that a problem such as volatilization of unreacted functionalized compounds during processing may occur. If the modifier is less, the water resistance becomes insufficient. there is a possibility.
  • (H) a modified polyolefin resin can be used as a substitute for the (G) modifier.
  • the (H) modified polyolefin resin is a polyolefin resin modified with at least one of the above (G) modifiers.
  • the use of the modifier is preferable in that it imparts water resistance to the molded article.
  • At least one (G) modifier is used in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of at least one type of the polyolefin resin.
  • a method for producing a modified polyolefin resin it is preferable to add 0.01 to 2 parts by weight of a radical initiator to 100 parts by weight of the polyolefin resin when melt-kneading is performed.
  • polyolefin resin as a raw material of the modified polyolefin resin, for example, the same one as described in (A) Thermoplastic resin can be used.
  • the content of the modified olefin resin is preferably from 0.1 to 10 parts by weight, more preferably from 0.3 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the vegetable cellulose (C). Most preferably, it is 0.5 to 6 parts by weight.
  • a foaming agent having a decomposition temperature of 120 ° C to 180 ° C has excellent bubble homogeneity and a temperature range of not more than the decomposition temperature of vegetable cellulose during extrusion molding. It is preferably used because the foamability is increased and the secondary workability and physical properties of the molded article are stabilized.
  • a compound that generates an inert gas upon decomposition for example, a pyrolytic organic and / or inorganic foaming agent is preferably used because of its excellent productivity.
  • the thermally decomposable organic foaming agent include azo compounds such as azodicarbonamide, nitroso compounds such as N, N'-di-trosopentamethylenetetramamine, and hydrazodicarbonamide.
  • Blowing agents that mainly generate nitrogen gas, such as drazine derivatives are mainly pyrocarbonated inorganic blowing agents, such as sodium bicarbonate, ammonium carbonate, and ammonium bicarbonate.
  • the generated foaming agent is preferably used because it has an excellent balance between the uniformity of the cells and the productivity, and can be used alone or in combination of two or more.
  • sodium bicarbonate is particularly preferred because of its excellent foam uniformity and productivity.
  • foaming agent is introduced into the extruder side by side during the extrusion.
  • the content of the foaming agent, the synthetic wood resin composition 1 0 0 in pairs in parts by weight from 0.1 to 1 0 parts by weight, c blowing agent is preferably from 0.3 to 5 parts by weight 0.1 If the amount is less than 10 parts by weight, the foaming effect is low and the secondary workability is poor. If the amount exceeds 10 parts by weight, the expansion ratio is too high, the mechanical strength is reduced, and the secondary workability is also poor.
  • a filler may be added to the composition of the present invention.
  • the filler include a particulate inorganic filler such as talc and calcium carbonate, an inorganic fibrous filler such as glass fiber, and an organic filler such as polyester fiber. Fibrous filling A filler or the like can be used. By adding the filler, effects such as dispersibility of vegetable cellulose and change in the surface condition of the molded product can be expected. However, if the amount of the filler is too large, the moldability and mechanical strength are undesirably reduced.
  • additives such as a coloring agent, a lubricant, a stabilizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and an antistatic agent can be added as needed.
  • the components (A) to (C), preferably the components (G) or (H) are added, and the other necessary components are added using a Henschel mixer or the like. Heating and mixing to remove water c
  • (C) vegetable cellulose having a particularly high water content it is preferable to carry out this pretreatment.
  • component (I) is added, and solidification is carried out using an extruder, a Banbury mixer, a roll, an injection molding machine or other various molding machines.
  • the Henschel mixer may over-torque and may not be able to stir any more.
  • the set temperature of the Henschel mixer is at least 90 ° C, more preferably at least 120 ° C, and the upper limit is at most 170 ° C, more preferably at most 140 ° C.
  • the woody synthetic resin molded article of the present invention is obtained by molding the above composition.
  • various conventionally known molding methods such as extrusion molding, injection molding, and press molding can be used, but extrusion molding is preferred for controlling the foaming ratio with high precision.
  • the composition of the present invention mixed in a powder form can be formed by directly extruding the composition.
  • the mold is not particularly limited. It is preferable to use a mold, preferably a fluororesin-coated mold, since the surface appearance of the molded article can be further improved.
  • the expansion ratio in the range of 1.0 to 2.0, preferably in the range of 1.1 to 1.5. If the expansion ratio is too low, the secondary workability may be inferior. If the expansion ratio is too high, the mechanical strength may decrease and the secondary workability may also deteriorate.
  • the expansion ratio can be controlled by the type and amount of the foaming agent to be added, the temperature during molding, the mold, the molding speed, and the like, and any method may be used.
  • parts represents “parts by weight”.
  • the raw materials used in the examples are as follows.
  • the melt index of the high-density polyethylene used was A
  • the viscosity average molecular weight of the ultra-high molecular weight polyethylene used is an average molecular weight measured by a viscosity method. Specifically, the average molecular weight is obtained by measuring the viscosity number using decahydronaphthalene in accordance with DIN 5 372 8 shee t 4 and further using the following equation.
  • High density polyethylene a (HD P E a)
  • High density polyethylene b (HD P E b)
  • ABS 12 1 made by Asahi Kasei Corporation Impact-resistant polystyrene (HIPS)
  • Ultra high molecular weight polyethylene a (UHMWP E a)
  • Ultra high molecular weight polyethylene b (UHMWP E b)
  • Ultra high molecular weight polyethylene c (UHMWP E c) Made by TI CONA GmbH, GUR (registered trademark) 4150 Viscosity average molecular weight: 7300,000
  • Ultra high molecular weight polyethylene d (UHMWP E d)
  • the evaluation method in the examples is as follows.
  • test piece having the same shape as the test piece used for the bending test elastic modulus measurement was placed in an oven at 80 ° C. for 24 hours, dried, and weighed (this value is defined as X). Subsequently, the test piece was placed in a thermo-hygrostat at 80 ° C. and 95% RH for 24 hours to absorb water, and then weighed (this value is defined as Y). The following was calculated using the above measured values, and the result was taken as the water absorption.
  • the resin pellet obtained by the method described in Examples described later was mixed with the component (I) as needed to obtain a raw material for extrusion molding.
  • Extrusion molding was performed using raw materials. By changing the setting conditions of the extruder, we searched for the highest production speed conditions that could stabilize molding with low rejection frequency and have no problem. Under these conditions, the number of occurrences of sustainability per 100 m was defined as the frequency of defective products.
  • the production speed under the conditions described in the preceding paragraph that is, the production speed under the highest production speed condition, where the occurrence frequency of defective products is low and stable and molding can be performed without any problem, is defined as the maximum production speed.
  • the secondary workability of the molded body was evaluated according to the following criteria.
  • HDPEa high-density polyethylene a
  • U HMWPEa ultra-high molecular weight polyethylene a
  • wood flour a55 as a component was put into a 500 L Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining) set at 130 ° C, and water was removed while stirring.
  • the obtained resin pellet was injection molded (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., molding temperature: 190 ° C, mold temperature: 60 ° C), and an ASTM standard and an ISO standard compliant physical property test sample was prepared.
  • the profile extrusion mold used was a mold having a fluororesin coating on the inner surface. Table 3 shows the evaluation results.
  • Example 1 Processing was performed in the same manner as in Example 1 except that (G) or (H) was added to the components (A) to (C) in the pretreatment step.
  • the work after the pretreatment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a test piece and a molded body, which were evaluated.
  • compositions of the components (A) to (C) and the components (G) to (I) used are as shown in Table 1.
  • Table 3 shows the evaluation results.
  • Example 20 Except for using a mold that was not coated with fluororesin at the time of forming the molded body, a test piece by injection molding was used in the same manner as in Example 20. A molded product obtained by extrusion molding was obtained and evaluated. Table 3 shows the evaluation results.
  • test piece by injection molding and a molded article by extrusion molding were obtained and evaluated in the same manner as in Comparative Example 2, except that a mold not coated with a fluororesin was used during extrusion molding.
  • Table 3 shows the evaluation results.
  • test piece by injection molding and a molded body by extrusion molding were obtained and evaluated in the same manner as in Example 20, except that no pretreatment was performed at the time of preparing the resin pellet.
  • Table 3 shows the evaluation results.
  • Wood flour a 55 Blowing agent a 1.2 / PS 30wt%
  • the resin composition of the present invention is excellent in moldability, and a molded article formed by processing the resin composition of the present invention has a natural secondary workability such as nailing, sawing and screwing. It is equivalent to wood, has excellent strength and rigidity, has good surface appearance without surface roughness, and can be suitably used for applications such as building materials, parts for sundries, terraces and balconies.
  • a molded article obtained by molding the resin composition of the present invention containing (C) the vegetable cellulose as an active vegetable cellulose or (G) a modifier is further excellent in water resistance.
  • the resin composition of the present invention can use recycled materials as (A) a thermoplastic resin and (C) a plant cellulose, and is excellent in recyclability.

Description

明細書 木質合成樹脂組成物 技術分野
本発明は、 木質合成樹脂組成物及び木質合成樹脂成形体に関す る。 背景技術
従来から木粉含有合成樹脂成形体の開発は種々行われ、 塩化ビ ニル系樹脂及びポリォレフィン系樹脂と木粉からなる組成物から 得た多くの成形体が知られている。 ポリオレフィン系樹脂と木粉 からなる組成物についても、 例えば特開昭 5 5— 1 3 1 0 3 1号 公報、 特開昭 5 7— 1 1 5 4 3 7号公報、 特開昭 6 2 - 3 9 6 4 2号公報、 特開 2 0 0 0— 3 1 6 3 5 2号公報、 特開昭 5 7― 1 8 5 3 5 1号公報、 特開平 1 1一 2 6 9 3 1 6号公報、 特開平 1 1 - 4 3 5 6 2号公報、 特開平 9 - 2 8 6 8 8 0号公報、 特開 2 0 0 0 - 3 8 4 6 7号公報、 特開 2 0 0 0— 2 7 1 9 0 9号公報、 及び特開 20 0 2— 1 1 8 1 6号公報等に開示されている。
しかし、 これらの開示技術では、 樹脂組成物から成形体に押出 成形加工する際の生産性、 得られた成形体の材料強度、 釘打ち - 鋸引き · ネジ止めなどの二次加工性、 および、 成形品の表面外観 を同時に満足させるものではなく、 建築用部材、 日曜大工部品、 テラス、 バルコニーなどの合成木材と しての用途に広く展開され るには至っていない。
本発明は、 上記従来の問題に鑑み、 釘打ち · 鋸弓 Iき · ネジ止め などの二次加工性が天然木材と同等であり、 強度 · 剛性に優れ、 表面荒れが無く外観が良好であり、 好ましくは更に耐水性に優れ. 建築用部材、 日曜大工部品、 テラス、 バルコニーなどの用途に好 適な木質合成樹脂成形体を安定して成形することができる木質合 成樹脂組成物及び、 該木質合成樹脂組成物を成形してなる木質合 成樹脂成形体を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明の木質合成樹脂組成物は、 （A) 熱可塑性樹脂 5〜 9 5 重量部、 （C) 植物性セルロース 5〜 9 5重量部、 及び （A) + (C) 1 0 0重量部に対して、 粘度平均分子量が 1 2 0万以上の (B ) 超高分子量ポリマー 0. 1〜 1 0重量部からなり、 かつ、 (A) 熱可塑性樹脂が （ J ) ポリオレフイン系樹脂組成物よりな ることを特徴とする。
また、 本発明の木質合成樹脂成形体は、 上記木質合成樹脂組成 物を成形加工してなる,ことを特徴とする。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明について具体的に説明する。
[木質合成樹脂組成物]
く (A) 熱可塑性樹脂 >
(A) 熱可塑性樹脂と しては、 特に限定されないが、 重量平均 分子量 5万〜 5 0万のものが好ま しい。 なかでも、 二次加工性の 点で （ J ) ポリオレフイン系樹脂組成物が好ましく、 （ J ) ポリ ォレフィ ン系樹脂組成物の中でも （D) ポリエチレン系樹脂、 ま たは （E) ポリオレフイ ン系樹脂と （F) スチレン系樹脂の混合 物が好ましい。 更には、 二次加工性と強度 ' 剛性のバランスの点 で （E) ポリオレフイン系樹脂と （F) スチレン系樹脂の混合物 の方がより好ましい。
( F ) スチレン系樹脂との混合物と して用いる （E) ポリオレ フィ ン系樹脂と しては、 例えばポリプロピレン、 エチレン一プロ ピレン共重合体、 （D) ポリエチレン系樹脂などが使用でき、 ポ リエチレン系樹脂が二次加工性の点で特に好ましい。
( D ) ポリエチレン系樹脂と しては、 例えば高密度ポリエチレ ン、 中密度ポリエチレン、 低密度ポリエチレン、 エチレンと炭素 数 3〜 1 2の α—ォレフイ ンとの共重合体、 最近開発されている 種々のメタロセン触媒などの新触媒を用いて重合したエチレン系 重合体、 及びそれらの混合物などが使用できる。 これらのうちで も、 高密度ポリエチレン、 中密度ポリ エチレン、 低密度ポリェチ レンは、 比較的低温で押出加工できるため、 木質合成樹脂組成物 を成形加工する際に起こ り得る植物性セルロースの分解を抑制で きるため好ましく使用することができる。 また、 高密度ポリェチ レン、 中密度ポリエチレン、 低密度ポリ エチレンは二次加工性の 点で好ましい。 更に、 高密度ポリエチレンは、 成形加工して得ら れる木質合成樹脂成形体の剛性、 耐磨耗性が優れる点で極めて好 ましく使用できる。 また、 各種ポリエチレン系樹脂製品のリサイ クルによって得られたポリエチレン系樹脂もコス ト ■ 性能バラン スの良い材料と して使用できる。
また、 優れた機械的強度と良好な木質感を得るためには、 ( D ) ポリエチレン系樹脂のメルトインデックスが、 好ましく は 0 . 0 1 〜 5 . 0、 最も好ましく は 0 . 0 5〜 3 . 0の範囲にあ るのがよレ、。 尚、 この場合のメノレトインデックスとは、 A S T M D 1 2 3 8に規定されているものであり、 その測定温度が 1 9 0 °C、 荷重は 2 1 6 0 gが時のものである。
メルトインデッタスが前出の範囲より低い場合は成形性の点で, 高い場合は機械的強度の点、 及び成形時の形状安定性の点で劣る 可能性がある。 ポリエチレン系樹脂のメル トインデックスを好ま しい範囲にするために、 分子量の異なるポリエチレン系樹脂をブ レンドする方法も用いることができる。
本発明の （F ) スチレン系樹脂とは、 一般式 （ a ) R C C H 2
Figure imgf000006_0001
( a )
(式中、 Rは水素、 低級アルキルまたはハロゲンを示し、 Zはビ ニル、 水素、 ハロゲン及び低級アルキルよりなる群から選択され、 pは 0〜 5の整数である。 ） で表される芳香族ビニル系単量体単 位 5 0重量％以上から構成される単独重合体または共重合可能な 他のビニル系単量体またはゴム質重合体との共重合体である。
これら単独重合体の芳香族ビニル系単量体と して、 具体例には、 スチレン、 α—メチノレスチレン、 2， 4—ジメチノレスチレン、 モ ノクロロスチレン、 ο—メチノレスチレン、 ρ—メチ /レスチレン、 m—メチノレスチレン、 ρ— t e r t—ブチノレスチレン、 ェチノレス チレン等が挙げられる。 また、 芳香族ビニル系単量体と共重合可 能な他のビュル単量体と してはメチルメタクリ レート、 ェチルメ タクリ レート等のメタクリル酸エステル類、 アク リ ロニトリル、 メタクリ ロニ トリルなどの不飽和二 トリル化合物類、 無水マレイ ン酸等の酸無水物等が挙げられ、 またゴム質重合体と しては共役 ジェン系ゴムあるいは部分水添共役ジェン系ゴムあるいは共役ジ ェンと芳香族ビュル化合物のコポリマーあるいはエチレン一プロ ピレン共重合体系ゴム等が挙げられる。
( F ) スチレン系樹脂と しては、 例えばポリ スチレン系樹脂、
A S樹脂、 A B S樹脂などが使用でき、 中でもポリスチレン系樹 脂が強度 ·剛性の点で好ましい。
更に、 ポリスチレン系樹脂は、 釘打ち · 鋸引き · ネジ止めなど の二次加工性を付与する上で有効な発泡成形に好適であり好まし く使用できる。
これらのポリスチレン系樹脂のなかでもスチレンを単独重合し て得られるポリ スチレン、 及び、 共役ジェンとスチレンの共重合 体である耐衝撃性ポリ スチレンは、 比較的低温で押出加工できる ため、 木質合成樹脂組成物を成形加工する際に起こり得る植物性 セルロースの分解を抑制できるため好ましく使用することができ る。
更に、 これらのうちでも、 ポリ スチレンが、 剛性が高く更に好 ましレ、。
また、 各種ポリスチレン系樹脂製品のリサイクルによって得ら れたポリ スチレン系樹脂もコス ト ·性能バランスの良い材料と し て使用できる。
本発明の （A) 熱可塑性樹脂の含有量は、 （A) 熱可塑性樹脂 と （C) 植物性セルロースの合計 （A) + (C) 1 0 0重量部に 対して、 5〜 9 5重量部、 好ましく は 1 0〜 7 0重量部、 更に好 ましくは 1 5〜 5 0重量部である。 熱可塑性樹脂が 5重量部未満 では、 木質感が損なわれ、 剛性が劣る、 9 5重量部を超えると、 加工性に問題が生ずる。
(A) 熱可塑性樹脂が （E) ポリオレフイ ン系樹脂と （F) ス チレン系樹脂の混合物である場合、 その混合物は （E) ポリオレ フィ ン系樹脂 5〜 9 9. 9重量％と （E) スチレン系樹脂 0. 1 〜 9 5重量％の混合物であることが好ま しく 、 （E) ポリオレ フィン系樹脂 5〜 9 5重量％と （F) スチレン系樹脂 5〜 9 5重 量％の混合物であることが、 よ り好ましい。 更に （E) ポリオレ フィン系樹脂 1 0〜 9 0重量％と （F) スチレン系樹脂 1 0〜 9 0重量％であることが極めて好ましく、 （E) ポリオレフイ ン系 樹脂 2 0〜4 0重量0 /0と （F) スチレン系樹脂 6 0〜 8 0重量0 /。 であることが最も好ましい。 < (B) 超高分子量ポリマー >
超高分子量ポリマーを添加すると押出成形加工時の生産性が向 上すると ともに、 表面が平滑で外観のよい木質合成樹脂成形体が 得られる。
超高分子量ポリマーは、 粘度法で測定される粘度平均分子量が 1 2 0万以上であり、 好ましくは 1 5 0万〜 1 5 0 0万、 より好 ましく は 4 0 0万〜 1 0 0 0万の範囲にある。 粘度平均分子量が 低すぎる場合には押出成形加工時の生産性の向上効果が少なく、 分子量が大きすぎる場合には押出成形加工時の分散性が悪く、 外 観に問題を生ずる可能性がある。
超高分子量ポリマーと しては、 粘度平均分子量が 1 2 0万以上 のポリエチレン、 ポリ スチレン、 ポリ メチルメ タタ リ レー ト、 ス チレン一ブタジエンブロック共重合体、 水添スチレン一ブタジェ ンブロック共重合体、 メタク リル酸アルキル， アク リル酸アルキ ル共重合体、 ポリ 4フッ化工チレン等が挙げられ、 本発明では、 押出成形加工時の生産性と成形品外観の点で、 超高分子量ポリェ チレンが好ましく使用できる。
超高分子量ポリマーの含有量は、 （A) 熱可塑性樹脂と （C) 植物性セルロースの合計 （A) + (C ) 1 0 0重量部に対して、 0. 1〜 1 0重量部が好ましく、 更には 0. 3〜 8重量部が好ま しい。 最も好ましくは、 0. 5〜 6重量部である。 超高分子量ポ リマーが 0. 1重量部未満では、 成形体表面の平滑性がなく なり . かつ生産性が著しく劣り、 1 0重量部を超えると、 成形品の剛性, 耐衝撃性に問題を生ずる可能性がある。
本発明において、 （A) 熱可塑性樹脂が、 （E) ポリオレフィ ン系樹脂と （F) スチレン系樹脂の混合物の場合には、 （B) 超 高分子量ポリマーと （ F ) スチレン系樹脂の重量比率 （ B ) / ( F ) が 0. 0 0 1力、ら 0. 8であることが極めて好ましい。 更 には、 （ B ) / (F) が 0. 0 1から 0. 5であることが最も好 ましい。
ただし、 この場合、 超高分子量ポリマーの含有量は、 0 . 1 〜 1 0重量部の範囲にあることが前提となる。
< ( C ) 植物性セルロース >
植物性セルロースと してはいかなるものであってもよく、 例え ば木粉、 パルプ、 バカス、 ケナフ、 おが屑、 木質繊維、 籾殻、 破 砕チップ材、 果実殻粉、 古紙、 竹の粉末、 ビールの絞り粕、 コー ヒーの絞り粕等が挙げられ、 これらを単独又は 2種類以上組み合 わせて用いることもできる。 植物性セルロースは目的とする用途 によって適宜選択することができるが、 機械的強度及び二次加工 性の点で木粉が好ましい。
植物性セルロースは、 おが屑、 廃木材等を必要であれば乾式又 は湿式粉砕または篩い分けにより粒径が 0 . 1 m n！〜 1 0 m mの 粉粒と したものを用いるのが良い。 植物性セルロースの粒径が上 記範囲より小さい場合はその取扱いにおいて粉立ちなどが起き易 く、 また粉砕や篩い分けに手間がかかり コス ト高になる可能性が ある。 また、 粒径が上記範囲より大きい場合には、 得られた成形 体の機械的強度が不充分になる可能性がある。
植物性セルロースの形状は、 粒子状だけでなく、 扁平な形状、 異型形状、 及びそれらの混合物でも良い。
植物性セルロースは押出成形加工前に単独でまたは、 本発明の 他の組成物と混合した状態で、 脱水 · 乾燥処理をすることが好ま しい。
植物性セルロースを乾燥する手段と して、 ホッパードライヤー. ノ、。ドルドライヤーなどの粉体用乾燥機を用いることができる。
また、 他の組成物と混合した状態で乾燥する手段と しては、 へ ンシェルミキサー、 シユーラ一、 リ ボンブレンダ一、 ノ、。 ドルドラ ィヤーなどを用いて、 常圧、 または、 減圧の条件で乾燥すること ができる。 押し出し成形前に、 植物性セルロースを他の組成物と混合して 乾燥する場合、 組成物の凝集を抑制することが好ましい。
植物性セルロースを乾燥する手段と して、 押出成形加工中に押 出機のシリンダーベント口などから、 常圧、 または、 減圧の条件 で脱揮することにより、 脱水 · 乾燥処理をすることが更に好まし レ、。
また、 植物性セルロースと して活性植物性セルロースを用いる と、 成形体の耐水性を向上することができ、 好ましい。
活性植物性セルロース とは、 植物性セルロース と、 後述する ( G ) 変性剤を、 加熱反応することにより得られる変性された植 物性セルロースである。 この時、 植物性セルロースと反応する変 性剤の量は、 0 . 1重量。/。〜 1 0重量％が好ま しく、 0 . 5重 量％〜 5重量％がより好ましい。 変性剤が 1 0重量％を越えると , 未反応の変性剤が残存して押出成形中に揮発する可能性があり、 重量％未満では、 成形体の耐水性が不十分になる可能性がある。 活性植物性セルロースは、 例えば、 植物性セルロースと変性剤 を、 各種混合機中加熱混合することにより、 高効率に反応させる ことにより製造することができる。 各種混合機とは、 一般の各種 粉体混合機が使用可能であるが、 特にヘンシェルミキサー、 シ ユーラ一、 リボンプレンダー、 パドルドライヤー等の高効率混合 機が好ましい。 さらに、 植物性セルロースと変性剤の接触効率を 高めるために、 変性剤を霧状で反応系に添加することが望ましい 力 ガス状、 液状、 固体状態で添加させることも可能である。
反応の雰囲気は、 常圧下、 減圧下、 加圧下のいずれの場合も可 能であるが、 液体状の水の不存在下で行う ことが望ましく、 反応 中に発生する水分は、 反応系外に除去するよ うな条件 （脱水条 件） で行うことが好ましい。
植物性セルロースを前記の方法で乾燥した後に反応することが 更に好ましい。 乾燥と反応を同一の混合機中で行うことが特に好ましい。 反 応の反応温度域は、 室温以上、 植物性セルロースの分解温度以下 の範囲であるが、 通常、 1 0 0〜 2 0 0 °Cの範囲が好ましい。 ま た、 反応の反応時間域は、 通常、 1分〜 2時間の範囲にあるが、 5〜 3 0分の範囲が一般的である。 また、 反応中に変性剤が重合 することを避けるために、 反応雰囲気を適当に選択するか、 変性 剤中に重合禁止剤を添加しておく ことが好ましい。 重合禁止剤と しては、 ノヽイ ドロキノン、 メ トキシハイ ドロキノン、 p—ベンゾ キノン、 ナフ トキノン、 tーブチルカテコール等の一般的な重合 禁止剤が使用可能であり、 使用量は変性剤の重量に対して 0〜 1 重量％、 特に 0. 0 2〜0. 5重量％の範囲が推奨される。
植物性セルロースの含有量は、 （A) 熱可塑性樹脂と （C) 植 物性セルロースの合計 （A) + (C) 1 0 0重量部に対して、 5 〜 9 5重量部、 好ましくは 3 0〜 9 0重量部、 更に好ましくは、 5 0〜 8 5重量部である。 植物性セルロースが 5重量部未満では 良好な木質感が得られず、 9 5重量部を超えると成形性及び機械 的強度が低下する。
< (G) 変性剤 >
本発明の （G) 変性剤と して、 分子構造内に少なく とも 1個の 炭素一炭素二重結合または三重結合、 好ましくは炭素一炭素二重 結合、 及び、 少なく とも 1個の酸化ァシル基、 イ ミノ基、 イ ミ ド 基、 またはグリシジル基、 好ましくは、 酸化ァシル基、 イ ミ ド基 またはグリシジル基を有する少なく とも 1種の官能化化合物を、 好ましく用いることができる。
(G) 変性剤と しては、 無水マレイン酸、 グリ シジルアタ リ レー トまたはダリシジルメタアタ リ レートが好ましく、 特に無水 マレイン酸が好適である。
変性剤を用いると、 成形体に耐水性を付与する点で好ましい。 (G) 変性剤の含有量は、 （C) 植物性セルロース 1 0 0重量 部に対して、 0. 1〜 1 0重量部であることが好ましく、 更には 0. 3〜 8重量部が好ましい。 最も好ましくは 0. 5〜 6重量部 である。
変性剤が上記範囲より多いと、 成形体の剛性が低下するとカ 未反応の官能化化合物が加工中に揮発するなどの問題が起こる可 能性があり、 少ないと、 耐水性が不充分となる可能性がある。
< (H) 変性ポリオレフイ ン系樹脂〉
本発明では、 （G) 変性剤の代替と して （H) 変性ポリオレ フィ ン系樹脂を使用することができる。
(H) 変性ポリォレフィン系樹脂は、 少なく とも 1種の、 前出 の （G) 変性剤で変性されたポリオレフイン系樹脂である。
(G) 変性剤を使用した場合と同様、 用いると成形体に耐水性を 付与する点で好ましい。
変性ポリォレフィン系樹脂の具体的な製法と しては、 少なく と も 1種のポリォレフィン系樹脂 1 0 0重量部に対して、 少なく と も 1種の （G) 変性剤 0. 1〜 1 0重量部よりなる組成物を押出 機などの加熱溶融混練機を用いて、 約 1 4 0 °C〜約 3 4 0 °Cの温 度で加熱溶融混練して得ることができる。
変性ポリオレフィン系樹脂製法と して、 溶融混練を行う ときに- ポリオレフイ ン系樹脂 1 0 0重量部に対して、 ラジカル開始剤 0. 0 1〜 2重量部を添加することが好ましい。
変性ポリオレフィン系樹脂の原料と してのポリオレフイン系樹 脂は、 例えば （A) 熱可塑性樹脂で説明したのと同様のものを用 いることができる。
変性ォレフィ ン系樹脂の含有量は （C) 植物性セルロース 1 0 0重量部に対して、 0. 1〜 1 0重量部であることが好ましく、 更には 0. 3〜 8重量部が好ましい。 最も好ましく は、 0. 5〜 6重量部である。
< ( I ) 発泡剤 > 発泡剤と しては、 分解温度が 1 2 0 °C〜1 8 0 °Cの発泡剤が気 泡の均質性に優れ、 かつ、 押出成形時に於いて植物性セルロース の分解温度以下の温度範囲で発泡し、 成形体の二次加工性、 及び、 物性が安定するため、 好適に用いられる。
この様な発泡剤と しては、 分解により不活性ガスを発生する化 合物、 例えば熱分解型の有機系及び/又は無機系発泡剤が、 生産 性に優れるため、 好適に用いられる。 熱分解型有機系発泡剤と し ては、 ァゾジカルボンアミ ドなどのァゾ化合物、 N , N ' ージ- トロソペンタメチレンテ トラミンなどのニ トロソ化合物、 ヒ ドラ ゾジカルボンアミ ドなどのヒ ドラジン誘導体等、 主に窒素ガスを 発生する発泡剤が、 熱分解型無機系発泡剤と しては、 重炭酸ナト リ ウム、 炭酸アンモニゥム、 重炭酸アンモ-ゥム等、 主に炭酸ガ スを発生する発泡剤が、 気泡の均質性と生産性のバランスに優れ るため、 好適に用いられ、 単独または 2種以上を組み合わせて使 用することもできる。
これらのうちでも、 重炭酸ナト リ ウムが、 気泡の均質性、 生産 性のいずれにも優れ、 特に好ましい。
更に、 発泡剤と して炭酸ガス、 または、 窒素ガスそのものを用 いることが極めて好ましい。 この場合、 発泡剤は、 押出成形中に 押出機にサイ ドフィ一ドして導入することが好ましい。
発泡剤の含有量は、 前記木質合成樹脂組成物 1 0 0重量部に対 して、 0 . 1〜 1 0重量部、 好ましくは 0 . 3〜5重量部である c 発泡剤が 0 . 1重量部未満では、 発泡の効果が低く、 二次加工 性の点で劣り、 1 0重量部を超えると、 発泡倍率が高すぎ、 機械 的強度が低下すると共に二次加工性も劣る。
<その他の成分 >
本発明の組成物には、 充填材を添加してもよく、 充填材と して はタルク、 炭酸カルシウムなどの粒子状無機充填材、 ガラス繊維 などの無機繊維状充填材、 ポリエステル繊維などの有機繊維状充 填材などを用いることができる。 充填材の配合により、 植物性セ ルロースの分散性、 成形体表面状態の変化などの効果も期待でき る。 しかし、 充填材の配合量が多すぎると成形性及び機械的強度 が低下して好ましくない。
更に、 前記各成分の他に必要に応じて、 着色剤、 滑剤、 安定剤、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤、 帯電防止剤などの各種添加剤を加え ることができる。
く組成物の調製 >
組成物の調製は、 まず前処理と して、 （A ) 〜 （C ) 成分、 好 ましく は （G ) または （H ) 成分を加え、 及び他の必要な成分を ヘンシェルミキサーなどを用いて加熱、 混合して水分を除去する c 特に水分量の多い （C ) 植物性セルロースを使用する場合、 この 前処理を実施することが好ましい。
続いて、 好ましくは （ I ) 成分を加えて、 押出機、 バンバリ一 ミキサー、 ロール、 射出成形機、 その他各種成形機を用いて固形 化する方法で行うことができる。
尚、 前出の前処理に於いて、 ヘンシェルミキサーに入れた内容 物が高粘度融体状態となるまで加熱すると、 ヘンシェルミキサー が トルクオーバーを生じ、 それ以上攪拌ができない状態となる場 合がある。 従ってヘンシェルミキサーの設定温度は、 9 0 °C以上, より好ましく は 1 2 0 °C以上であり、 上限は 1 7 0 °C以下、 より 好ましくは 1 4 0 °C以下である。
[木質合成樹脂成形体]
本発明の木質合成樹脂成形体は、 上記組成物を成形加工してな る。 成形方法と しては、 押出成形、 射出成形、 プレス成形等の従 来公知の各種成形方法を用いることができるが、 押出成形が発泡 倍率の精度の良いコン ト ロールのために好ましい。 また、 粉末状 で混合された本発明の組成物を直接押出成形することによって成 形することもできる。 金型と しては特に限定されないが、 断熱金 型、 好ましくはフッ素榭脂被覆金型を用いると、 成形品の表面外 観をより向上させることができ、 好ましい。
本発明の木質合成樹脂成形体では、 発泡倍率を 1. 0〜 2. 0 の範囲、 好ましく は 1. 1〜 1. 5の範囲にコン ト ロールするこ とが好ましい。 発泡倍率が低すぎると二次加工性の点で劣る可能 性があり、 発泡倍率が高すぎると機械的強度が低下すると共に二 次加工性も劣る可能性がある。 発泡倍率のコン ト ロールは、 添加 する発泡剤の種類及び量、 成形加工時の温度、 金型、 成形速度な どにより可能であり、 いずれの方法を用いても良い。
[実施例]
以下、 本発明を実施例に基づいてさ らに詳細に説明する。 尚、 実施例中における 「部」 は、 「重量部」 を表す。
<原料〉
実施例で用いた原料は以下の通りである。
尚、 使用した高密度ポリエチレンのメルトインデックスは、 A
5 TM D 1 2 3 8に基づき、 測定温度が 1 9 0°C、 荷重が 2 1
6 0 gにて測定された値である。
また、 使用した超高分子量ポリエチレンの粘度平均分子量は、 粘度法で測定された平均分子量である。 具体的には、 D I N 5 3 7 2 8 s h e e t 4に従い、 デカヒ ドロナフタレンを用い て粘度数を測定し、 更に以下の等式を用いて計算された平均分子 量である。
マーチンの等式
l o g η = l o g 1_η」 +Κ · [ 」 · 。
V ： 粘度数
[ 77 ] ： 極限粘度 （d 1 /g )
K ： 0. 1 3 9 ( g)
c ： 0. 0 3 ( g /d 1 ) マーゴリースの等式
M = 5. 3 7 · 1 04 [ η ] 4 9 M ： 粘度平均分子量
(A) 熱可塑性樹脂
高密度ポリエチレン a (HD P E a )
旭化成 （株） 製、 サンテック （登録商標） HD B 8 7 1 メノレトインデックス ： 0. S S gZ l O m i n.
高密度ポリエチレン b (HD P E b)
旭化成 （株） 製、 サンテック （登録商標） HD J 3 4 0 メゾレトインデックス ： 7. 0 g / 1 0 m i n .
ポリスチレン （P S)
エー ' アンド ' ェム スチレン （株） 製、 6 8 0
ポリプロ ピレン （P P)
サンァロマー （株） 製、 サンァロマー （登録商標） P S 20 A
A S樹脂 （A S)
旭化成 （株） 製、 スタイラック （登録商標） AS 7 8 9 A AB S樹脂 （AB S)
旭化成 （株） 製、 スタイラック （登録商標） A B S 1 2 1 耐衝撃性ポリスチレン （H I P S)
エー . アン ド · ェム スチレン （株） 製、 H 9 1 5 2
(B) 超高分子量ポリマー
超高分子量ポリエチレン a (UHMWP E a )
旭化成 （株） 製、 サンファイン （登録商標） UH— 9 5 0 粘度平均分子量 ： 4 5 0万
超高分子量ポリエチレン b (UHMWP E b )
T I C O N A Gm b H 製、 GUR (登録商標） 4 1 1 3 粘度平均分子量 ： 3 2 0万
超高分子量ポリエチレン c (UHMWP E c ) T I CONA Gm b H 製、 GUR (登録商標） 4 1 5 0 粘度平均分子量 ： 7 3 0万
超高分子量ポリエチレン d (UHMWP E d )
T I CONA Gm b H 製、 GHR (登録商標） 8 1 1 0 粘度平均分子量 ： 4 9万
(C) 植物性セルロース
木粉 a
J . R E T T ENMA I E R & S OHN E Gm b H & C o製、 L I GNOC E L (登録商標） S 1 5 0 T R 木粉 b
J . R E TT E NMA I E R & S OHN E Gm b H & C o製、 L I GNOC E L (登録商標） P SU P ER 活性木粉
木粉 a 6 0 k g と後述の変性剤 c 3 k gをヘンシェルミキサー に入れて高速撹拌し、 剪断発熱で内温を 1 8 0°Cまで上昇させて、 反応させた。 その後、 室温まで冷却し、 活性木粉を得た。
(G) 変性剤
変性剤 a
三菱化学 （株） 製、 無水マレイン酸
(H) 変性ポリオレフイ ン樹脂
変性 P O a
U I ROYA L CHEM I CA L社製、 ポリボン ド 3 2 0 0
変性 P O b
三洋化成工業 （株） 製、 ユーメ ックス 1 0 1 0
( I ) 発泡剤
発泡剤 a
炭酸水素ナト リ ウム系発泡剤、 永和化成工業 （株） 製、 セルボ ン （登録商標） S C— P 分解温度 ： 1 5 0°C
発泡剤 b
複合化学発泡剤、 永和化成工業 （株） 製、 ェクセラー （登録商 標） S # 1 0
分解温度 ： 1 6 5°C
発泡剤 c
複合化学発泡剤、 永和化成工業 （株） 製、 発泡剤 K S
分解温度 ： 1 5 8°C
<評価方法 >
また、 実施例における評価方法は以下の通りである。
( 1 ) 曲げ弾性率
I S O 1 7 8に準じて行った。
( 2 ) I z o d衝撃強さ
A S TM D 2 5 6に準じ、 ノ ッチ無し試験片で評価を行った。 (3) 吸水率
曲げ試験弾性率測定に使用した試験片と同形状の試験片を、 8 0°Cのオーブンに 2 4時間入れて乾燥させた後、 重量を測定した (この値を Xとする） 。 続いて、 同試験片を 8 0°C、 9 5 % R H の恒温恒湿槽に 2 4時間入れ吸水させた後、 重量を測定した （こ の値を Yとする） 。 上記測定値を用いて下記を計算し、 吸水率と した。
吸水率 （％) = (Y— X) /X X I 0 0
(4) 発泡倍率
曲げ試験弾性率測定に使用した試験片と同形状の試験片を利用 し、 A S TM D 7 9 2に基づき比重 （この値を Z とする） を測 定した。 続いて押出し成形品を押出し方向で 5 c mの長さに切断 し、 その体積、 及び重量を測定した （それらの値を、 それぞれ V. Wとする） 。 そして以下の式より導き出される値を、 本実施例の 発泡倍率と した。 (発泡倍率） =VX Z/W
( 5) 不良品 （ササク レ） 発生頻度 （個/ 1 0 0 m)
後述の実施例に記載する方法にて得られた樹脂ペレツ トに、 必 要に応じて （ I ) 成分を混合し、 押出し成形用原料と した。 P C M6 5型二軸押出機 （池貝鉄鋼社製） に 3 8 mm X 8 9 mmの断 面形状を有する異形押出金型を取り付け、 加工温度 1 7 5 °Cにて, 前出の押出し成形用原料を用い、 押出成形した。 そして押出し機 の設定条件を変え、 不良品発生頻度が低く安定し、 かつ問題なく 成形できる、 最高の生産速度条件を探した。 そしてその条件に於 ける 1 0 0 m当たりのササタ レの発生個数を、 不良品発生頻度と した。
(6) 最高生産速度 （mZ時）
前項記載の条件、 即ち不良品発生頻度が低く安定し、 かつ問題 なく成形できる、 最高の生産速度条件での生産速度を、 最高生産 速度とした。
(7) 二次加工性
成形体の二次加工性を以下の基準で評価した。
〇 ： ノコギリで簡単に切断可能、 釘打ちで固定可能、 ネジ止 め問題なし。
X ： ノコギリでの切断困難、 釘打ち · ネジ止めで割れ発生。
<実施例 1〉
1) 樹脂ペレツ ト作成
前処理と して、 （A) 成分と して高密度ポリエチレン a (HD P E a ) 4 0部、 （B ) 成分と して超高分子量ポリエチレン a (U HMW P E a ) 5部、 （ C ) 成分と して木粉 a 5 5部を、 1 3 0 °Cに設定した 5 0 0 Lヘンシェルミキサー （三井鉱山製） へ 投入し、 攪袢しながら水分を除去した。
得られた混合粉末を 1 7 5 °Cに設定された同方向回転二軸押出 機 （東芝機械社製、 3 0 mm < L/D= 3 1. 5 ) により溶融 混練した後、 ス トランド状に押出し、 ペレタイズした。
2) 試験片作成と評価
得られた樹脂ペレッ トを射出成形 （東芝機械社製、 成形温度 1 9 0 °C、 金型温度 6 0 °C) し、 A S TM規格、 及び I S O規格準 拠物性試験サンプルを作成した。
そして前述の曲げ弾性率、 I z o d衝撃強さ、 吸水率をそれぞ れ評価した。 評価結果を表 3に示す。
3) 成形体作成
得られた樹脂ペレツ ト 1 0 0部と （ I ) 成分と して発泡剤 a 1 部を混合して原料と し、 前述の方法にて不良品 （ササタ レ） 発生 頻度、 及び最高生産速度を評価した。 尚、 使用した異形押出し金 型は、 内面にフッ素樹脂コーティングを施した金型を使用した。 その評価結果を、 表 3に示す。
く実施例 2〜 1 7、 2 1、 2 3〜 2 6、 比較例 1〜 4 >
(A) 〜 （C) 成分、 及び （ I ) 成分を表 1、 及び表 2に示す 組成に変更した以外は、 実施例 1 と同様にして射出成形による試 験片、 及び押出し成形による成形体を得、 評価した。 その評価結 果を、 表 3に示す。
<実施例 1 8〜 2 0、 2 2 >
前処理工程にて （A) 〜 （C) 成分に、 （G) または （H) 成 分を加えた事以外、 実施例 1 と同様に処理を行った。 そして前処 理以降の作業も実施例 1 と同様にして試験片及び成形体を得、 評 価を行った。
尚、 使用した （A) 〜 （C) 成分， （G) 〜 （ I ) 成分の組成 は、 表 1に示す通りである。
評価結果を表 3に示す。
く実施例 2 7 >
成形体作成時にフッ素樹脂コ ーティングを施していない金型を 用いた事以外、 実施例 2 0と同様にして射出成形による試験片、 及び押出し成形による成形体を得、 評価した。 その評価結果を、 表 3に示す。
<比較例 5 >
押出し成形時に、 フッ素樹脂コ ーティングを施していない金型 を用いた事以外、 比較例 2 と同様にして射出成形による試験片、 及び押出し成形による成形体を得、 評価した。 その評価結果を、 表 3に示す。
<実施例 2 8 >
樹脂ペレツ ト作成時に前処理を行わなかった事以外、 実施例 2 0と同様にして射出成形による試験片、 及び押出し成形による成 形体を得、 評価した。 その評価結果を、 表 3に示す。
表 1
押し出し成形 ペレット用原料 時の追加成分
(A) (B) (C) (G)、又は（H) (I)
S 量 s
種 種 種 種 種
(部） (部） (部） (部） (部）
UHMW
HDPEa 40 5 剤
1 木粉 a 55 1
PEa ― ― 発泡
a
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
2 /PS 30wt% PEa 木粉 a 55 ― ― 発泡剤 ί
a
HDPEb 70wt% UHMW
40 5
3 木粉 a 55
/PS 30wt% PEa ― ― 発泡剤 1 a
PP 70wt% UHMW
40 5
4 /PS 30wt% PEa 木粉 a 55 ― - 発泡剤
a 1
HDPEa 70wt% UHMW
40 5 泡剤 1
5 /HIPS 30wt% PEa 木粉 a 55 ― ― 発
a
HDPEa 70wt% UHMW
40
6 5
/AS 30wt% PEa 木粉 a 55 ― ― 発泡剤 1 a
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
7 木粉 a 55
/ABS 30wt% PEa ― - 発泡剤
a 1
HDPEa 50wt% UHMW
40 5 剤
8 / PS 50wt% PEa 木 W a 55 ― - 発泡
a 1
HDPEa 30wt% UHMW
40 5
9 / PS 70wt% PEa 木粉 a 55 ― - 発泡剤 1 a
HDPEa 30wt% UHMW
実 70 5
10 /PS 70wt% PEa 粉 a 25 ― 一 発泡剤
a 1
M HDPEa 70wt% UHMW
例 40 5 木 55
11 /PS 30wt% PEa ― - 発泡剤
a 1
HDPEa 70wt% UHMW
40 5 活性 55
12 /PS 30wt% PEa 木粉 ― ― 発泡剤
a 1
HDPEa 70wt% UHMW
40 9 55 発泡剤
13 /PS 30wt% PEa 粉 a ― - a 1
HDPEa 80wt% UHMW
40 8
14 /PS 20wt% PEa 木 TO a 55 - - 発泡剤
a 1
HDPEa 70wt% UHMW
5
15 40
/PS 30wt% PEa 木粉 a 55 ― ― 発泡剤
b 1
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
1 o /PS 30wt% PEa 木 a 55 ― ― 発泡剤
c 1
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
17 /PS 30wt% PEa 木 177 a 55 発泡斉1 J
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
18 /PS 30wt% PEa 木 W a 55 変性 3 発泡剤
POa
HDPEa 70wt% UHMW 変性 PO
40 5 発泡剤
19 木 W a 55 3
/PS 30wt% PEa b
HDPEa 70wt% UHMW
40 剤
20 5
/PS 30wt% PEa 木粉 a 55 変性剤 a 3 発泡
HDPEa 70wt% UHMW
25 5
21 木 W a 70 発泡剤
/PS 30wt% PEa
HDPEa 70wt% UHMW
25 5 木粉 a 70 変性剤 a 3 発泡剤
22 /PS 30wt% PEa a
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
23 /PS 30wt% PEa 木粉 a 55
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
24 PEb 木 a 55 発泡剤
/PS 30wt%
HDPEa 70wt% UHMW
40 5
25 /PS 30wt% PEc 木粉 a 55 発泡剤
HDPEa 30wt% UHMW
40 5 55 発泡剤
26 /HIPS 70wt% PEa 木 a a
27 実施例 20に同じ
28 実施例 20に同じ 表 2
押し出し成形時 ペレット用原料 の追加成分
(A) ( B) (C) (H )、又は（G ) (I) 量 量 m 量
種 種 種 種 種
(部） (部） (部） (部） (部）
UH MW
PP 40 5 木粉 a 55 発泡剤 a 1
1 C PEa
XIェ
HDPEa 70wt% m
40 . 木粉 a 55 発泡剤 a 1 . 2 /PS 30wt%
HDPEa 70wt% UHMW
40 15 木粉 a 55 発泡剤 a 1
3 /PS 30wt% PEa
HDPEa 70wt%
40 5 木粉 a 55 発泡剤 a 1
4 /PS 30wt%
5 比較例 2に同じ
表 3
Figure imgf000024_0001
産業上の利用可能性
以上説明のように、 本発明の樹脂組成物は成形性に優れ、 また, 本発明の樹脂組成物を成形加工した成形体は、 釘打ち '鋸引き · ネジ止めなどの二次加工性が天然木材と同等であり、 強度 · 剛性 に優れ、 表面荒れが無く外観が良好であり、 建築用部材、 日曜大 ェ部品、 テラス、 バルコニーなどの用途に好適に使用し得る。
また、 （C ) 植物性セルロースが活性植物性セルロースである, 或いは （G ) 変性剤を含有する本発明の樹脂組成物を成形加工し た成形体は、 更に耐水性に優れる。
更に、 本発明の樹脂組成物は、 （A ) 熱可塑性樹脂、 （C ) 植 物性セルロースと して再生材料を用いることも可能であり 、 リサ ィクル性にも優れる。

Claims

請求の範囲
1 . (A) 熱可塑性樹脂 5〜 9 5重量部、 （C) 植物性セル ロース 5〜 9 5重量部、 及び （A) + (C) 1 0 0重量部に対し て、 粘度平均分子量が 1 2 0万以上の （B) 超高分子量ポリマー 0. 1 〜 1 0重量部からな り 、 かつ、 （ A ) 熱可塑性樹脂が ( J ) ポリオレフィン系樹脂組成物よ りなることを特徴とする木 質合成樹脂組成物。
2. 前記 （ J ) ポリオレフイン系樹脂組成物が、 （D) ポリエ チレン系樹脂よりなることを特徴とする、 請求の範囲第 1項に記 載の木質合成樹脂組成物。
3. 前記 （ J ) ポリオレフイン系樹脂組成物が、 （E) ポリオ レフイ ン系樹脂 5〜 9 9. 9重量％と （F) スチレン系樹脂 0.
1〜 9 5重量％の混合物よりなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の木質合成樹脂組成物。
4. 前記 （ J ) ポリオレフイン系樹脂組成物が、 （E) ポリオ レフイン系樹脂 5〜 9 5重量％と （F) スチレン系樹脂 5〜 9 5 重量。 /。の混合物であり 、 かつ、 （ B ) 超高分子量ポリ マーと
( F ) スチレン系樹脂の重量比率 （B) / (F) が 0. 0 0 1か ら 0. 8であることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の木質 合成樹脂組成物。
5. 前記 （E) ポリオレフイ ン系樹脂が、 （D) ポリエチレン 系樹脂であることを特徴とする請求の範囲第 3項、 または第 4項 のいずれかに記載の木質合成樹脂組成物。
6. 前記 （D) ポリエチレン系樹脂が、 高密度ポリエチレンで あることを特徴とする請求の範囲第 2項または第 5項のいずれか に記載の木質合成樹脂組成物。
7. 前記 （F) スチレン系樹脂がポリ スチレン系樹脂であるこ とを特徴とする請求の範囲第 3項〜第 6項のいずれかに記載の木 質合成樹脂組成物。
8. 前記 （B) 超高分子量ポリマーが、 超高分子量ポリエチレ ンであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれか に記載の木質合成樹脂組成物。
9. 更に、 分子構造内に少なく とも 1個の炭素一炭素二重結合 または三重結合、 及び少なく とも 1個の酸化ァシル基、 イ ミ ノ基、 イ ミ ド基、 またはグリシジル基を有する少なく とも 1種の （G) 変性剤で変性された （H) 変性ポリオレフイ ン系樹脂を、 （C) 植物性セルロース 1 0 0重量部に対して 0. 1〜 1 0重量部含有 することを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれかに記 載の木質合成樹脂組成物。
1 0. 前記 （C) 植物性セルロースが、 植物性セルロース 1 0 0重量部と、 分子構造内に少なく とも 1個の炭素一炭素二重結合 または三重結合、 及び少なく とも 1個の酸化ァシル基、 イ ミノ基、 イ ミ ド基、 またはグリシジル基を有する少なく とも 1種の （G) 変性剤及び または少なく とも 1種の前記 （G) 変性剤で変性さ れた （H) 変性ポリオレフイ ン樹脂の少なく とも 1種 0. 1〜 1 0重量部とをあらかじめ加熱反応させることにより得られる活性 植物性セルロースであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれかに記載の木質合成樹脂組成物。
1 1. 更に、 分子構造内に少なく とも 1個の炭素一炭素二重結 合または三重結合、 及び少なく とも 1個の酸化ァシル基、 ィ ミノ 基、 イ ミ ド基、 またはグリ シジル基を有する少なく とも 1種の
(G) 変性剤を （C) 植物性セルロース 1 0 0重量部に対して 0 , 1〜 1 0重量部含有することを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれかに記載の木質合成樹脂組成物。
1 2. 前記 （G) 変性剤が、 無水マレイン酸、 グリ シジルァク リ レー トまたはグリシジルメタァク リ レートであることを特徴と する請求の範囲第 9項、 第 1 0項または第 1 1項に記載の木質合 成樹脂組成物。
1 3. 前記請求の範囲第 1項〜第 1 2項記載の木質合成樹脂組 成物および、 木質合成樹脂組成物 1 0 0重量部に対して （ I ) 発 泡剤 0. 1〜 1 0重量部よりなる組成物を押出成形することを特 徴とする木質合成樹脂発泡成形法。
1 4. 前記 （ I ) 発泡剤が、 分解温度 1 2 0 °C〜： 1 8 0 °Cの発 泡剤であることを特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載の木質合 成樹脂発泡成形法。
1 5. 前記 （ I ) 発泡剤が、 分解により不活性ガスを発生する 化合物であることを特徴とする請求の範囲第 1 3項または第 1 4 項のいずれかに記載の木質合成樹脂発泡成形法。
1 6. 前記 （ I ) 発泡剤が、 重炭酸ナト リ ゥムであることを特 徴とする請求の範囲第 1 3項に記載の木質合成樹脂発泡成形法。
1 7. 前記 （ I ) 発泡剤が、 窒素または二酸化炭素であること を特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載の木質合成樹脂発泡成形 法。
1 8. 断熱金型を用いて成形加工してなることを特徴とする請 求の範囲第 1 3項〜第 1 7項のいずれかに記載の木質合成樹脂発 泡成形法。
1 9. 前記断熱金型が、 フッ素樹脂被覆金型であることを特徴 とする請求の範囲第 1 8項に記載の木質合成樹脂発泡成形法。
2 0. 請求の範囲第 1 3項〜第 1 9項のいずれかに記載の木質 合成樹脂発泡成形法により成形加工してなる、 かつ、 発泡倍率が 1. 0〜 2. 0であることを特徴とする木質合成樹脂発泡成形体 (
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