成型用树脂材料及其制造方法与流程

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1.本发明涉及成型用树脂材料和其制造方法。特别是本发明涉及将木质系生物质的焙烧物和以聚丙烯、聚乳酸为代表的热塑性树脂作为原料的热塑性成型材料及其制造方法。


背景技术:



2.作为产业资源的生物质材料受到关注。生物质材料是指以植物等生物为来源的材料。由于生物质材料是有机物,因此燃烧时排出二氧化碳。但是,由于其中包含的碳来自该生物质在生长过程中通过光合作用从大气中吸收的二氧化碳,因此即使使用生物质材料,从整体来看也可以认为没有增加大气中的二氧化碳量。将该性质称为碳中和。
3.在全球变暖问题等全球环境问题的背景下,节约资源和以废弃物的原材料为目标的材料再利用、而且以生物降解性塑料为代表的环境循环的推进成为当务之急,日本也制定了修订再利用法、绿购买法等,与其对应的制品的需求也在增加。
4.在这样的状况下,在从汽车部件的材料到日用品广泛使用的树脂成型品中配合生物质材料促进了碳中和理念的实践。例如,专利文献1中记载了含有羧甲基化纤维素纳米纤维、具有伯氨基的高分子化合物、酸改性的聚烯烃、聚烯烃的复合材料。专利文献2中记载了包含木材纸浆和聚合物基质的纤维素复合材料。专利文献3中记载了将木粉与无规聚丙烯树脂混合并通过注塑成型机来制造含有木粉的树脂注塑成型品的方法。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:国际公开wo2014/087767
8.专利文献2:日本特表2019-512591号公报
9.专利文献3:日本特开2010-138337号公报


技术实现要素:



10.然而,在简单地将“木质系生物质”与“聚丙烯”混合并加热熔融而进行成型的情况下,存在如下等问题:由于木质系生物质为亲水性,因此无法与聚丙烯均匀混合,树脂体在对木质系生物质与聚丙烯的混合物进行注塑的装置出口被切碎,所得到的成型物品的表面不光滑。
11.例如,在专利文献1中记载了使用羧甲基化纤维素纳米纤维,但为了将纤维素羧甲基化,进一步提高与聚烯烃树脂的均匀分散性,需要添加具有伯氨基的高分子化合物、酸改性的聚烯烃,成本增加。
12.因此,本发明的课题在于以低成本提供在混合有木质系生物质的热塑性成型用材料中木质系生物质与热塑性树脂均匀混合且注射时等成型时的切断少的成型用材料。
13.本发明人等发现,通过将木质系生物质焙烧后与聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂混合并加热混炼,可得到成型性优异的成型用树脂材料,以至完成了本发明。
14.作为本发明,可以举出如下方案,但不限于以下。
15.[1]一种成型用树脂材料,含有40~90质量%的平均粒径为100μm以下的木质系生物质焙烧物的粉碎物,并进一步含有热塑性树脂。
[0016]
[2]根据[1]所述的材料,其中,上述热塑性树脂包含聚烯烃系树脂、聚丙烯系树脂或聚乳酸系树脂。
[0017]
[3]根据[1]或[2]所述的材料,进一步包含热塑性弹性体。
[0018]
[4]根据[3]所述的材料,其中,上述热塑性弹性体包含苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物、乙烯-辛烯系共聚物、丙烯-乙烯系共聚物中的任一种。
[0019]
[5]根据[3]所述的材料,其中,上述热塑性树脂包含聚丙烯系树脂。
[0020]
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的材料,其中,木质系生物质焙烧物是在氧浓度10%以下、240~350℃的条件下焙烧木质系生物质而得到的。
[0021]
[7]一种成型用树脂材料的制造方法,包括将40~90质量%的平均粒径为100μm以下的木质系生物质焙烧物的粉碎物与热塑性树脂混合。
[0022]
根据本发明,能够稳定地制造包含木质系生物质的焙烧物的成型用树脂材料。另外,通过提高木质系生物质的焙烧物的配合率,可以得到碳中和优异的成型用树脂材料。
具体实施方式
[0023]
本发明的焙烧物例如可以通过将尺寸为50mm以下的木质系生物质的粉碎物在氧浓度10%以下且物质温度240~350℃的条件下进行焙烧而得到。
[0024]
本发明使用木质系生物质的焙烧物。作为木质系生物质的原料的木材,阔叶树和针叶树均可以使用。具体而言,作为阔叶树,可例示桉树、橡胶树、日本山毛榉、日本椴、白桦、杨树、金合欢、橡树、板屋枫、日本白栓、榆树、泡桐、日本厚木、柳树、栓树、乌冈栎、枹栎、麻栎、日本七叶树、榉树、日本樱桦、灯台树、青梻等,作为针叶树,可例示柳杉、云杉、日本落叶松、黑松、冷松、五针松、紫衫、日本香柏、日本云杉、二云杉、罗汉松、日本冷杉、日本花柏、日本黄杉、罗汉柏、蜈蚣柏、铁杉、米铁杉、日本扁柏、紫衫、日本粗榧、鱼鳞云杉、黄桧(阿拉斯加扁柏)、罗森桧(美国扁柏)、道格拉斯冷杉(花旗杉)、西提卡云杉(北美云杉)、辐射松、东部云杉、东部白松、西部落叶松、西部冷杉、异叶铁杉、美洲落叶松等,但并不限定于此。
[0025]
这些之中,优选为桉树属的木材、橡胶树(三叶橡胶(hevea brasiliensis))。作为桉树属,可以举出美叶桉(eucalyptus(以下,省略e.)calophylla)、柠檬桉(e.citriodora)、红桉(e.diversicolor)、蓝桉(e.globulus)、大桉(e.grandis)、尾巨桉(e.urograndis)、伞房花桉(e.gummifera)、缘胍桉(e.marginata)、海岛桉(e.nesophila)、亮果桉(e.nitens)、杏仁桉(e.amygdalina)、赤桉(e.camaldulensis)、德利格特桉(e.delegatensis)、巨桉(e.gigantea)、黄纤皮桉(e.muelleriana)、斜叶桉(e.obliqua)、王桉(e.regnans)、塔斯马尼亚桉(e.sieberiana)、多枝桉(e.viminalis)、缘胍桉(e.marginata)等。
[0026]
在本发明中,成为原料的木质系生物质的形态没有限定,例如可以适当地使用木片、树皮(bark)、木屑、锯屑等。在优选的方式中,可以将尺寸为50mm以下的木质系生物质作为原料,例如可以通过将木质系生物质粉碎来调整为50mm以下的尺寸,优选使用粉碎成1mm
~50mm的尺寸的木质系生物质作为原料。应予说明,在本发明中,木质系生物质粉碎物的尺寸通过筛分器的圆形的孔的大小进行筛分。在粉碎木质系生物质的情况下,例如优选用锤磨机、刀切型生物质燃料用削片机进行粉碎处理。
[0027]
在本发明中使用木质系生物质焙烧物。通常,焙烧(torrefaction)是指在低氧气氛下在比所谓的碳化处理低的温度下进行加热的处理。通常的木材的碳化处理的温度为400~700℃,在本发明中,在240~350℃进行焙烧。通过焙烧,可得到具有比其起始原料高的能量密度的固体燃料。
[0028]
本发明中的焙烧的处理条件为氧浓度10%以下,物质温度240~350℃。这里,焙烧中的物质温度为焙烧处理装置的出口附近的木质系生物质的温度。在本发明中,在氧浓度为10%以下的条件下进行焙烧,如果氧浓度超过10%,则有时物质收率、热量收率降低。另外,如果物质温度小于240℃,则难以将焙烧物粉碎到小的粒径,如果超过350℃,则物质收率、热量收率降低。物质温度优选为240~330℃,进一步优选为250~320℃。半纤维素在270℃附近热分解变得显著,与此相对,纤维素在355℃附近热分解变得显著,木质素在365℃附近热分解变得显著,因此推测通过将焙烧的处理温度设为170~350℃,可以优先热分解半纤维素,制造可以兼顾物质收率和粉碎性的成型用树脂材料。
[0029]
在本发明中,用于进行焙烧处理的装置没有特别限定,但优选为回转窑和/或竖型炉。应予说明,为了将氧浓度调整为10%以下,优选用氮气等非活性气体置换装置内。焙烧处理的处理时间没有特别限制,但例如优选为1~180分钟,更优选为5~120分钟,进一步优选为10~60分钟。在使用连续式装置的情况下,只要管理焙烧装置中的滞留时间即可。
[0030]
在本发明中,作为用于进行焙烧处理的装置,可以使用外热式焙烧装置。例如,外热式回转窑具有由窑外筒覆盖窑内筒的一部分或全部的结构,因此在内筒内进行木质系生物质的焙烧,在外筒内使燃料燃烧来间接加热内筒内部的木质系生物质。窑外筒内的温度可以为400~800℃,优选为450~750℃。如果窑外筒内的温度小于400℃,则窑内筒内的木质系生物质的热分解不充分,所得到的固体燃料的粉碎性降低。另一方面,如果超过800℃,则窑内筒内的木质系生物质的温度过度上升,所得到的固体燃料的物质收率、热量收率降低。
[0031]
相对于作为原料的木质系生物质,本发明中使用的焙烧物优选以物质收率计为60~90%,以热量收率计为70~95%。另外,作为粉碎性的指标的jis m 8801:2004中规定的哈氏(hardgrove)可磨性指数(hgi)优选为25以上,进一步优选为30以上。表明hgi越高,越容易被粉碎。如果hgi为25~70的范围,则容易与热塑性树脂混合进行成型处理。
[0032]
本发明中使用的焙烧物可以为成型物。即,将木质系生物质的粉碎物状的起始原料(焙烧物)成型处理成压块、颗粒状。通过制成成型物,使处理容易并增加密度,因此能够减少运输成本。高密度化处理后的成型物的体积密度优选为500kg/m3以上,更优选为600kg/m3以上。体积密度可以根据jis k 2151的6“体积密度试验方法”来测定。
[0033]
在本发明中,用于将焙烧物制成成型物的装置没有特别限定,但例如优选为压块机(北川铁工所制)、环模式造粒机(cpm制)、平模式造粒机(kahl制、dalton制)等。
[0034]
在本发明中,在将焙烧物制成成型物时,优选将焙烧物的水分率设为8~50%,进一步优选为10~30%。如果水分少于8%,则在压块机、造粒机的内部发生堵塞,无法制造稳定的成型物。如果水分率超过50%,则难以成型,以粉体状或糊状排出。
[0035]
在本发明中,可以对焙烧物添加粘合剂。粘合剂没有特别限定,但例如可以适当地使用淀粉、木质素等有机高分子、丙烯酰胺等无机高分子、麸皮(小麦粉制造时产生的残渣)等农业残渣。从以高效有效利用木质系生物质作为目的的观点出发,粘合剂添加份数优选少,相对于焙烧物100质量份,优选为50质量份以下,更优选为20质量份以下。但是,并不是说即使添加50质量份以上也不能实现高密度化。
[0036]
在本发明中,优选在将焙烧物与热塑性树脂混炼前进行粉碎。需要使粉碎物的平均粒径为100μm以下,进一步优选为50μm以下。如果焙烧物的粉碎物的平均粒径大于100μm,则会产生如下等问题:难以与树脂均匀混合,在对粉碎物与树脂的混合物进行注塑的装置出口处树脂体被切碎,难以搬到冷却处理装置等。应予说明,平均粒径是指通过激光散射法(激光衍射法)测定的体积50%平均粒径(d50),可以用激光衍射/散射式粒度分布测定器(malvern制,设备名:mastersizer 2000)等来测定。
[0037]
粉碎焙烧物时使用的粉碎机只要是可以粉碎有机物的装置即可,例如可以使用球磨机、棒磨机、珠磨机、锥形磨机、盘式磨机、边缘磨机、锤磨机、研钵、颗粒磨机、vsi砂磨机、威利磨机(
ウィリーミル
)、辊磨机、喷射粉碎机、石磨式磨碎机等,但不限定于这些。
[0038]
本发明的成型用树脂材料可以通过将上述的焙烧物与热塑性树脂进行加热混炼来得到。为了以高水平实现碳中和,成型用树脂材料中的焙烧物的配合率优选高,但如果考虑所得到的树脂材料、成型物品的制造、强度,则优选为10质量%~90质量%,更优选为30质量%~80质量%。
[0039]
本发明中使用的热塑性树脂从容易处理的观点出发优选成型成粒状,但可以是任何形态。另外,也可以同时利用2种以上的热塑性树脂。也包含具有热塑性的生物降解性树脂。进而,在与焙烧物混炼时,为了提高均匀性和密合性,也可以添加作为热塑性树脂的相溶化树脂(相溶化材料)。
[0040]
作为热塑性树脂,例如,可以举出聚乙烯、聚丙烯等,但不限定于这些,只要是因热而能够可塑成型的树脂,就都可以使用。其中,从成型性的观点出发,优选为ldpe(低密度聚乙烯)等聚乙烯和聚丙烯。
[0041]
在本发明中,可以使用生物降解性树脂作为热塑性树脂。作为具有热塑性的生物降解性树脂,例如,可以举出聚乳酸(pla)、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚乙二醇、聚己内酯、聚乙烯醇等,但不限于这些。
[0042]
作为相溶化树脂,可以使用公知的相溶化树脂,例如,可以举出马来酸改性聚丙烯(umex 1010,三洋化成制)、modic(注册商标)p908(三菱化学制)等,但不限于这些。相溶化树脂起到提高焙烧物与热塑性树脂的均匀混合、密合性的作用。也可以不使用相溶化树脂,但在使用的情况下,在通过混炼得到的成型用树脂材料中,以最大15质量%左右的量使用。
[0043]
在本发明中,通过添加热塑性弹性体,能够稳定地制造即使配合木质系生物质焙烧物的粉碎物,在注塑成型时也不产生切断、开裂等的粘度高的成型用树脂材料。
[0044]
作为本发明中使用的热塑性弹性体,可以举出苯乙烯系热塑性弹性体。更具体而言,可以举出苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(sis)共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(sebs)共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(seps)共聚物、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯(sbbs)共聚物等嵌段共聚物。它们可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
[0045]
另外,作为本发明中使用的热塑性弹性体,可以举出聚烯烃系弹性体。更具体而言,可以举出乙烯-丁烯共聚物、epr(乙烯-丙烯共聚物)、改性乙烯-丁烯共聚物、eea(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)、改性eea、改性epr、改性epdm(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)、离聚物、α-烯烃共聚物、改性ir(异戊二烯橡胶)、改性sebs(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物)、卤代异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸改性体、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物及其酸改性物、以及以它们为主要成分的混合物等。它们可以单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
[0046]
作为本发明中使用的优选的热塑性弹性体,可以举出苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物、乙烯-辛烯系共聚物、丙烯-乙烯系共聚物等。另外,也可以用马来酸酐、富马酸酐等进行改性。在苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物中,苯乙烯含有率优选为15~30质量%。
[0047]
热塑性弹性体的配合率优选为1~20质量%,更优选为3~10质量%。即,木质系生物质焙烧物的粉碎物、热塑性树脂、热塑性弹性体的配合比优选为40~90:59~10:1~20。
[0048]
可以通过对本发明的上述成型用树脂材料进行加热处理来得到成型体。对本发明的成型用树脂材料进行加热处理(加热、熔融、混炼等处理)时的温度通常为100~300℃左右,优选为110~250℃左右,特别优选为120~220℃左右。通过加热处理而得到的成型体与以往公知的树脂成型体相比可以成型为目标形状。
[0049]
在本发明的成型用树脂材料的制造方法中,为了对焙烧物和热塑性树脂进行加热混炼,可以使用一般的树脂成型中使用的装置。例如可以使用一般的挤压机。
[0050]
可以使用本发明的成型用树脂材料来制造各种成型物品。成型可以使用热塑性树脂的成型中使用的通常的方法,例如可以进行注塑成型、挤出成型、吹塑成型、模具成型、中空成型、发泡成型等,但不限定于这些。
[0051]
本发明的成型用树脂材料或通过将其成型而得到的成型物品可以含有除热塑性树脂和焙烧物以外的有机物和/或无机物。作为其他成分,例如,可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙等碱;粘土、滑石、碳酸钙、云母、二氧化钛、氧化锌等无机填料;炭黑、石墨、玻璃片等有机填料;氧化铁红、偶氮颜料、酞菁等染料或颜料;分散剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、阻燃剂、抗氧化剂(酚系抗氧化剂、磷抗氧化剂、硫系抗氧化剂)、抗静电剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、金属钝化剂、结晶化促进剂(成核剂)、发泡剂、交联剂、抗菌剂等改性用添加剂等。
[0052]
本发明的成型用树脂材料可以根据各种目的进行成型,可以作为塑料制品的代替品使用。作为由本发明的成型用树脂材料得到的成型物品,例如可以广泛应用于托盘等、汽车部件、汽车的仪表盘等内饰、飞机的行李箱、运输用设备的结构部件、家电制品的外壳(壳体)、电器部件、卡片、调剂容器等各种容器、建筑材料、苗盆、农业用片、书写工具、木制品、家用器具、吸管、杯子、玩具、体育用品、港口用部件、建筑部件、发电机用部件、工具、渔具、包装材料、3d打印机造型物、托板、食品用容器、餐具、刀叉(勺子、叉子等)、筷子、各种片材类等。这些制品在不需要的情况下被废弃处理,但例如即使被焚烧处理而排出二氧化碳,配合的木质系生物质的焙烧物的部分也可以作为没有增加大气中的二氧化碳量的物质来处理。
[0053]
实施例
[0054]
以下,举出本发明的实验例来更具体说明本发明,但本发明不限定于这些实验例。
应予说明,除非特别说明,否则份和%表示质量份和质量%,数值范围记载为包含其端点。
[0055]
实验1
[0056]
(1)成型用树脂的制造
[0057]
(样品1-1)
[0058]
对尾巨桉的木片用圆盘削片机进行粉碎处理。粉碎后,使用传送带式干燥机(alvan blanch制),将1~50mm尺寸的木片粉碎物在热风温度70℃下干燥3小时,将水分调整为10%。
[0059]
接着,使用大型回转窑型碳化炉,以成为氧浓度1%以下、碳化炉内的木片粉碎物的物质温度成为260℃的方式,以滞留时间12分钟进行焙烧,得到木质系生物质的焙烧物。将得到的焙烧物冷却后用lab mill(大阪化学制)粉碎至平均粒径为50μm。
[0060]
接着,将焙烧物的粉碎物与聚丙烯(商品名:j106g,普瑞曼聚合物制,熔体流动速率:15g/10min)以50:50的配合比混合,用labo plasto mill(r100,东洋精机制)在175℃、45rpm下加热混炼5分钟,制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚丙烯的重量比=50:50)。
[0061]
应予说明,焙烧物的粉碎物的平均粒径用激光衍射式粒度测定装置(mastersizer 3000,malvern公司制)测定,将体积基准的50%粒径作为平均粒径。
[0062]
(样品1-2)
[0063]
将焙烧物的粉碎物与聚丙烯以60:40的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚丙烯的重量比=60:40)。
[0064]
(样品1-3)
[0065]
将焙烧物的粉碎物与聚丙烯以70:30的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚丙烯的重量比=70:30)。
[0066]
(样品1-4)
[0067]
将焙烧物的粉碎物与聚丙烯以80:20的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚丙烯的重量比=80:20)。
[0068]
(样品1-5)
[0069]
将焙烧物的粉碎物与聚乙烯(商品名:novatec hd hj490,日本聚乙烯制,熔体流动速率:20g/10min)以50:50的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乙烯的重量比=50:50)。
[0070]
(样品1-6)
[0071]
将焙烧物的粉碎物与聚乙烯以60:40的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乙烯的重量比=60:40)。
[0072]
(样品1-7)
[0073]
将焙烧物的粉碎物与聚乙烯以70:30的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乙烯的重量比=70:30)。
[0074]
(样品1-8)
[0075]
将焙烧物的粉碎物与聚乙烯以80:20的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乙烯的重量比=80:20)。
[0076]
(样品1-9)
[0077]
将焙烧物的粉碎物与聚乳酸(商品名:ingeo biopolymer 3001d,natureworks制,熔体流动速率:22g/10min)以50:50的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乳酸的重量比=50:50)。
[0078]
(样品1-10)
[0079]
将焙烧物的粉碎物与聚乳酸以60:40的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乳酸的重量比=60:40)。
[0080]
(样品1-11)
[0081]
将焙烧物的粉碎物与聚乳酸以70:30的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乳酸的重量比=70:30)。
[0082]
(样品1-12)
[0083]
将焙烧物的粉碎物与聚乳酸以80:20的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(焙烧物的粉碎物:聚乳酸的重量比=80:20)。
[0084]
(样品1-13,比较例)
[0085]
将纤维素粉末(商品名:kc flock w-50,日本制纸株式会社制))与聚丙烯(j106g,普瑞曼聚合物制,熔体流动速率:15g/10min)以30:70的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(纤维素粉末:聚丙烯的重量比=30:70)。
[0086]
(样品1-14,比较例)
[0087]
将纤维素粉末与聚丙烯以50:50的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(纤维素粉末:聚丙烯的重量比=50:50)。
[0088]
(样品1-15,比较例)
[0089]
将绒毛浆(商品名:eucafluff,suzano公司制)与聚丙烯以10:90的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(绒毛浆:聚丙烯的重量比=30:70)。
[0090]
(样品1-16,比较例)
[0091]
将绒毛浆与聚丙烯以20:80的配合比混合,除此之外,与样品1-1同样地制造成型用树脂材料(绒毛浆:聚丙烯的重量比=20:80)。
[0092]
(2)成型用树脂的评价
[0093]
对于上述成型用树脂,使用labo plasto mill(r100,东洋精机制)评价混炼性。
[0094]

:混炼物的流动性非常好(均匀混炼且流动性好)
[0095]

:混炼物的流动性良好(均匀混炼,但成型物容易断裂)
[0096]

:混炼物的流动性差(混炼不均匀)
[0097]
×
:无法混炼
[0098]
[表1]
[0099][0100]
如表1所示,与配合了纤维素粉末、绒毛浆的成型用树脂材料相比,本发明的成型用树脂材料的混炼性良好。根据本发明,能够制造流动性优异且能够注塑成型的成型用树脂材料。
[0101]
实验2
[0102]
(1)成型用树脂的制造
[0103]
(样品2-1)
[0104]
对尾巨桉的木片用圆盘削片机进行粉碎处理。粉碎后,使用传送带式干燥机(alvan blanch制),将1~50mm尺寸的木片粉碎物在热风温度70℃下干燥3小时,将水分调整为10%。
[0105]
接着,使用大型回转窑型碳化炉,以成为氧浓度1%以下、碳化炉内的木片粉碎物的物质温度成为260℃的方式,以滞留时间12分钟进行焙烧,得到木质系生物质的焙烧物。将得到的焙烧物冷却后用lab mill(大阪化学制)粉碎至平均粒径为50μm。
[0106]
接着,将焙烧物的粉碎物、聚丙烯(商品名:j107g,普瑞曼聚合物制,熔体流动速率:30g/10min)、作为热塑性弹性体的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(制品名:h1052,苯乙烯含有率23%,旭化成株式会社制)以50:40:10的配合比混合,用labo plasto mill(r100,东洋精机制)在175℃、45rpm下加热混炼5分钟,制造成型用树脂材料。
[0107]
应予说明,焙烧物的粉碎物的平均粒径用激光衍射式粒度测定装置(mastersizer 3000,malvern公司制)测定,将体积基准的50%粒径作为平均粒径。
[0108]
(样品2-2)
[0109]
使用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(制品名:h1062,苯乙烯含有率21%,旭化成株式会社制)作为热塑性弹性体,除此之外,与样品2-1同样地制造成型用树脂材料。
[0110]
(样品2-3)
[0111]
使用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(制品名:h1221,苯乙烯含有率18%,旭化成株式
会社制)作为热塑性弹性体,除此之外,与样品2-1同样地制造成型用树脂材料。
[0112]
(样品2-4)
[0113]
使用丙烯-乙烯共聚物(制品名:v4301,陶氏化学制)作为热塑性弹性体,除此之外,与样品2-1同样地制造成型用树脂材料。
[0114]
(样品2-5)
[0115]
将焙烧物的粉碎物、聚丙烯(商品名:j107g,普瑞曼聚合物制,熔体流动速率:30g/10min)、作为热塑性弹性体的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(制品名:h1052,苯乙烯含有率23%,旭化成株式会社制)、相溶化剂(制品名:umex 1010,三洋化成制)以50:39.5:10:0.5的配合比混合,除此之外,与样品2-1同样地制造成型用树脂材料。
[0116]
(样品2-6)
[0117]
不添加热塑性弹性体,将焙烧物的粉碎物与聚丙烯以50:50的配合比混合,除此之外,与样品2-1同样地制造成型用树脂材料。
[0118]
(2)成型用树脂的评价
[0119]
对制造的成型用树脂材料测定拉伸强度。即,用dsm xplore compounder15(rheo lab公司制)制作jis6251的哑铃,依据jis k 7161:塑料-拉伸特性的试验方法以拉伸速度1mm/min进行测定。
[0120]
[表2]
[0121][0122]
如上述表所示,与未添加热塑性弹性体的成型用树脂材料相比,添加了热塑性弹性体的成型用树脂材料的断裂应变高且粘度高,因此表示成型性优异。

技术特征:


1.一种成型用树脂材料,含有40~90质量%的平均粒径为100μm以下的木质系生物质焙烧物的粉碎物,并进一步含有热塑性树脂。2.根据权利要求1所述的材料,其中,所述热塑性树脂包含聚烯烃系树脂、聚丙烯系树脂或聚乳酸系树脂。3.根据权利要求1或2所述的材料,进一步包含热塑性弹性体。4.根据权利要求3所述的材料,其中,所述热塑性弹性体包含苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物、乙烯-辛烯系共聚物、丙烯-乙烯系共聚物中的任一种。5.根据权利要求3所述的材料,其中,所述热塑性树脂包含聚丙烯系树脂。6.根据权利要求1~5中任一项所述的材料,其中,木质系生物质焙烧物是在氧浓度10%以下、240~350℃的条件下焙烧木质系生物质而得到的。7.一种成型用树脂材料的制造方法,包括将40~90质量%的平均粒径为100μm以下的木质系生物质焙烧物的粉碎物与热塑性树脂混合。

技术总结


本发明的课题在于提供木质系生物质与热塑性树脂均匀混合且容易成型的树脂材料。根据本发明,提供含有40~90质量%的平均粒径为100μm以下的木质系生物质焙烧物的粉碎物,并进一步含有热塑性树脂的成型用树脂材料。进一步含有热塑性树脂的成型用树脂材料。


技术研发人员:

小野裕司 松本圭 石野阳一

受保护的技术使用者:

日本制纸株式会社

技术研发日:

2021.03.26

技术公布日:

2022/11/8

本文发布于:2022-11-26 01:51:35,感谢您对本站的认可!

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