JPH031351B2 - - Google Patents

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JPH031351B2
JPH031351B2 JP6932481A JP6932481A JPH031351B2 JP H031351 B2 JPH031351 B2 JP H031351B2 JP 6932481 A JP6932481 A JP 6932481A JP 6932481 A JP6932481 A JP 6932481A JP H031351 B2 JPH031351 B2 JP H031351B2
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JP
Japan
Prior art keywords
cellulose
filler
organic acid
polymerizable organic
present
Prior art date
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Application number
JP6932481A
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Japanese (ja)
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JPS57185351A (en
Inventor
Kisoo Moriguchi
Harumi Watanabe
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP6932481A priority Critical patent/JPS57185351A/en
Publication of JPS57185351A publication Critical patent/JPS57185351A/en
Publication of JPH031351B2 publication Critical patent/JPH031351B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、セルロース系充填剤とエチレン性二
重結合を有する重合性有機酸を加熱反応させて得
られる新規な性能を有する活性セルロース系充填
剤、および該活性セルロース系充填剤とポリオレ
フインとを加熱混練せしめてなるポリオレフイン
組成物に関するものである。 従来、熱可塑性樹脂の剛性、成形収縮等の物性
改良および価格の低減等を目的として、熱可塑性
樹脂に対して、有機充填剤、特にセルロース系充
填剤を充填する複合材料の技術については、多く
の試みがなされている。しかし、セルロース系物
質の保有している水分、およびセルロースと樹脂
の界面の接着性の不足ら、耐衝撃性を著しく損ね
ているのが現状である。 一方、近年、この技術に関しては、樹脂価格の
高騰、省資源、資源活用および公害防止等の観点
から、ますます大きな関心が寄せられつつある。 本発明者らは、すでに不飽和有機酸その他の官
能性有機酸を使用して、無機充填剤表面に適当な
厚さの被覆反応層を形成して得られる反応性充填
剤の製法および組成物を発明した(特公昭51−
1239、特公昭51−1240、特公昭50−40399、特公
昭52−38581)。 本発明者らは、その後さらに、活性充填剤につ
いて研究を続けた結果、有機充填剤、特にセルロ
ース系充填剤において、従来の知見では得られな
かつた有用な活性セルロース系充填剤を完成する
に至つた。すなわち、本発明は、安価で、高効率
で得られ、ポリオレフイン樹脂に対して優れた性
能を有する活性セルロース系充填剤を提供するも
のである。 また、上記活性セルロース系充填剤をポリオレ
フインに特定割合で加熱混練してなるポリオレフ
イン組成物を提供するものである。 すなわち、本発明の第一は、セルロース系充填
剤とエチレン性二重結合を有する重合性有機酸を
加熱反応させることにより、セルロース表面に単
分子的超薄膜を形成し、かつエチレン性二重結合
を残留してセルロース表面の水酸基とエステル結
合を有していることを特徴とする活性セルロース
系充填剤である。 また、本発明の第二は、セルロース系充填剤と
エチレン性二重結合を有する重合性有機酸を脱水
条件下に反応させることにより、セルロース表面
に単分子的超薄膜を形成し、かつエチレン性二重
結合を残留してセルロース表面の水酸基とエステ
ル結合を有している活性セルロース系充填剤5〜
60重量%とポリオレフイン95〜40重量%とを加熱
混練してなることを特徴とするポリオレフイン組
成物である。 本発明による活性セルロース系充填剤の特徴
は、セルロース系充填剤とエチレン性二重結合を
有する重合性有機酸単量体を接触させ、加熱反応
させることである。この反応の結果、該重合性有
機酸がセルロース表面に強固に化学結合したセル
ロース系充填剤が得られる。そして、得られた活
性セルロース系充填剤をポリオレフイン系樹脂に
配合して加熱混練することにより、機械的および
熱的性質等が著しく優れた性能を有する樹脂組成
物が得られる。 本発明におけるセルロース系充填剤は、セルロ
ースを構成主成分とする充填剤であつて、例え
ば、木粉、モミガラ、パルプ、セルロースパウダ
ー、木屑、およびこれらの混合物であり、その粒
度としては20メツシユ、好ましくは80メツシユよ
り細かいものを使用する。 本発明に使用される重合性有機酸とは、一つま
たは二つ以上のエチレン性二重結合を有する炭化
水素部分と、一つまたは二つ以上のカルボキシ基
を有し、炭素原子数が10以下の不飽和カルボン酸
であつて、たとえば、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ソルビン酸、α−ク
ロロアクリル酸等のアクリル酸、およびそのα,
β置換体、マレイン酸、イタコン酸、ビニル酢
酸、アリル酢酸、アクリル酸スヒドロキシエチル
等である。本発明においては、酸強度が大きいほ
ど好ましく、とりわけアクリル酸、メタクリル酸
が本発明に有効である。これらは単独あるいは2
種以上の混合物として使用される。また重合性有
機酸の前駆体としての酸無水物を使用してもよ
い。 本発明を達成するに当つては、先ず前記セルロ
ース系充填剤と前記重合性有機酸を反応させて、
前記セルロース系充填剤の粉体表面に、前記重合
性有機酸単量体がエチレン性二重結合を残留して
強固に結合した単分子的超薄膜を形成させること
が重要である。このためには、実質的に液体状水
分の不存在下において、粉体状態のセルロース系
充填剤と重合性有機酸とを接触、加熱反応させる
ことが好適である。したがつて、用いるセルロー
ス系充填剤は、その付着水分含量が2重量%以下
に、予め脱水乾燥されていることが望ましく、ま
た、用いる重合性有機酸も水分率5重量%以下に
押えることが望ましい。 本発明に用いる重合性有機酸の使用量は、本発
明の目的を充分に発揮するためには、前記セルロ
ース系充填剤の表面をBET比表面積法で概算し
て、平均2Å以上、平均150Å未満の厚さに、重
合性有機酸で被覆反応させることができる量であ
り、被覆最内層には、充填剤表面で結合した重合
性有機酸が単分子的厚みで存在し、それ以外に遊
離のエチレン性二重結合を残存した重合性有機酸
を極めて少量含む被覆膜を形成している量であ
る。 ここで言うBET比表面積法は、一般に用いら
れている吸着法による粉体の比表面積測定法であ
つて、本発明の記述に使用する値は、液体窒素温
度での窒素ガスの吸着によるBET法で測定した
比表面積の値を意味する。比表面積測定法は
BET法以外にも種々あるが、最も一般的である
こと、微粒子粉体に特に適している等の理由で、
本発明においてはBET法を採用した。当然のこ
とながら、BET法比表面積が絶体値でないこと
の故に、本発明を拘束する理由は見当らない。実
際に、前記重合性有機酸を使用する重量は、次の
算式で計算できる。すなわち、比表面積acm2/g
を有するセルロース系充填剤Wgの表面を、厚さ
bcmに均一一様に被覆できる比重dの重合性有機
酸の重量Wgは w=a×W×b×d (g) である。 たとえば300メツシユ通過品のセルロース系充
填剤に反応処理する重合性有機酸の量は、最も一
般には1〜10重量%の範囲にある。もし前記重合
性有機酸の使用量が本発明に規定する範囲よりも
少ない場合、得られた反応性充填剤は、本発明で
いう充分な効果を示さず、また、本発明に指定す
る範囲を超えると、ポリオレフインに配合した場
合、滲み出し、熱分解等により、成形外観を悪化
させる。 実証的に被覆層の性状を説明すると、本発明で
いうセルロース表面での重合性有機酸とのエステ
ル結合性は、本活性セルロース系充填剤をメタノ
ール等にて未反応の重合性有機酸を除去し乾燥さ
せ、約1gを精秤し、75%エタノール20mlと
0.1N水酸化ナトリウム溶液20mlの混液に加え、
25℃で24時間放置後、0.1N硫酸にて逆滴定する
ことによつて証明でき、残存すべき二重結合はブ
ロマイド−ベロナート法で定量することにより証
明した。あるいは活性セルロース充填剤の赤外線
吸収スペクトルにおけるカルボニル基のシフトか
ら重合性有機酸は、セルロース表面でエステル結
合を形成していることがわかつた。 かかる本発明の活性セルロース系充填剤を製造
する方法は、前記セルロース系充填剤と重合性有
機酸を前記濃度範囲で、各種混合機中高効率に反
応させる方法である。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、特にヘンシエ
ルミキサー、シユーラー、リボンブレンダー等の
高効率混合機が好ましい。さらに、セルロース系
充填剤と重合性有機酸の接触効率を高めるため
に、重合性有機酸を霧状で反応系に添加すること
が望ましいが、ガス状で添加することも可能であ
る。 本反応の雰囲気は、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)で行うことが望ましい。もし、過剰の液体状
の水の存在下で反応を行う場合は、本発明の活性
セルロース系充填剤を製造することは困難であ
る。 本反応の反応温度域は、室温以上、重合性有機
酸の分解温度以下の範囲であるが、通常、50〜
200℃の範囲が好ましい。また、本反応の反応時
間域は、通常、1分ないし2時間の範囲にある
が、5〜30分の範囲が一般的である。また、本反
応中に重合性有機酸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、重合性有機
酸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、ハイドロキノン、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−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、使用量は重合性有機酸
に対して0〜1重量%、特に0.02〜0.5重量%の
範囲が推賞される。 本発明においてポリオレフインとは、ポリプロ
ピレン、エチレン−プロピレン共重合体、低密度
ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリ
エチレン、ポリブテン−1、ポリ4−メチルペン
テン−1その他のオレフインおよびそれらの混合
物を主成分とするものを言う。 本発明における活性セルロース系充填剤の配合
割合は5〜60重量%、好ましくは20〜50重量%の
範囲が推賞される。5重量%以下では充填効果が
得られず、60重量%以上では成形性が極端に低下
し、成形品の外観が悪くなり、機械的性質、特に
衝撃強度が著しく低下する。 本発明におけるポリオレフイン系樹脂と該活性
セルロース系充填剤とを加熱混練する装置として
は、各種押出機、バンバリーミキサー、ニーダ
ー、ミキシングロール等一般的な混練機が用いら
れるが、ヘンシエルミキサーの如き加熱ジヤケツ
トを装着した高速流動混合装置も使用可能であ
る。加熱混練装置に供給する前に、必要ならばド
ラムブレンダー、V−タイプブレンダー、リボン
ブレンダー、ヘンシエルミキサー、その他の各種
の予備混合機を使用することができる。 加熱混練に際しては、ポリオレフイン樹脂のポ
リマーラジカルと活性充填剤表面の重合性有機酸
単量体との反応を促進するために、少量のラジカ
ル発生剤を使用してもよい、本発明に使用可能な
ラジカル発生剤としては、ジブチル錫オキサイド
の如き4価の錫化合物、2,5−ジメチル−2,
5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,
5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキシン−3、ジクミルパーオキサイド、t
−ブチルパーオキシマレイン酸、ラウロイルパー
オキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブ
チルパーベンゾエート、t−ブチルハイドロパー
オキサイド、イソプロピルパーカーボネート等の
有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリルの如
きアゾ化合物、過硫酸アンモニウムの如き無機過
酸化物等の通常一般に使用されるラジカル発生剤
であつて、これらのうち1種または2種以上の組
合せを使用してさしつかえない。ラジカル発生剤
の使用量は、通常樹脂組成物100重量部に対して
0.001〜0.1重量部の範囲が適当である。 本発明における加熱混練温度は、該セルロース
系充填剤の分解温度以下で、かつポリオレフイン
の分子鎖切断によるポリマーラジカルの発生温度
の下限値である溶融軟化温度以上であることが必
要であり、本発明においては、種々の検討の結
果、該温度条件としては150〜260℃、好ましくは
200〜230℃の温度範囲である。 本発明の樹脂組成物は、上記組成以外に、安定
剤、可塑剤、滑剤、架橋剤、顔料、難燃剤、帯電
防止剤、増粘剤、発泡剤、その他の添加剤を含ん
でいてもよい。 以下に実施例により、さらに詳細に説明する
が、本発明は、これら実施例の範囲に限定される
ものではない。なお、実施例、参考例における
部、%は、それぞれ重量部、重量%である。 粒度として300メツシユ通過品で、あらかじめ
乾燥処理して水分率が2%以下に調整された木粉
100部をヘンシエルミキサー中に入れ、150℃に加
温して撹拌しながら、ハイドロキノン500ppmを
含有するアクリル酸3部をスプレー添加装置を使
用して、霧状で徐々に添加し、常温で30分間混合
して、活性充填剤を得た。反応の際、水蒸気が発
生したが、これをガス状で系外に除去して実施し
た。得られた活性充填剤をメタノールで充分洗浄
し、未反応のアクリル酸を除去し、乾燥させ、約
1gを精秤し、75%エタノール20mlと0.1N水酸
化ナトリウム溶液20mlの混液に加え、25℃で24時
間放置後、消費された水酸化ナトリウムを0.1N
硫酸にて逆滴定し、アクリル酸に換算して1.50部
のエステルが分析できた。同時に、精製した活性
木粉について、ブロマイド−ブロメート法でエチ
レン性二重結合を測定したところ、アクリル酸に
換算して0.45部の二重結合の残存を確認した。 得られた活性充填剤の効果を確認するために、
該活性木粉30部をMI3.0、密度0.91エチレン含量
5%のポリプロピレン粉末70部、ラジカル発生剤
として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチ
ルパーオキシ)ヘキサン0.04部を予備混合後、バ
ンバリーミキサーを用いて、樹脂温200〜230℃の
範囲で3分間溶融混練して、2本ロールでシート
化した後、ペレツト化した。このペレツトを射出
成形機を用いて、成形温度200℃にてテストピー
スを成形した。 このテストピースを用いて評価した結果を第1
表に示した。なお、評価方法は下記に基づいて測
定したものである。 曲げ強度;ASTM D−790 曲げ弾性率;ASTM D−790 アイゾツト衝撃強度;ASTM D−256 実施例 1−2〜1−5 実施例1−1で使用したアクリル酸の代りに、
それぞれ無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタ
コン酸、イタコン酸を使用し、少量のエタノール
に溶かした以外は、実施例1−1と同様の方法で
活性充填剤を製造し、同様の評価を行つた。その
結果を第1表に示した。 参考例 1−1 単に乾燥処理した未活性の木粉末を使用した以
外は、実施例1−1と同様に評価し、その結果を
第1表に示した。 第1表で見る如く、本発明による活性セルロー
スおよびそれを含んだ組成物は、未活性のものに
比較して、衝撃強度、剛性、強度のいずれも著し
く向上している。
The present invention provides an active cellulose filler with novel performance obtained by heating a cellulose filler and a polymerizable organic acid having an ethylenic double bond, and heating the activated cellulose filler and a polyolefin. The present invention relates to a polyolefin composition obtained by kneading. Conventionally, many technologies have been developed for composite materials in which thermoplastic resins are filled with organic fillers, especially cellulose fillers, with the aim of improving physical properties such as rigidity and mold shrinkage, and reducing costs. Attempts are being made. However, the current situation is that the impact resistance is significantly impaired due to the moisture contained in cellulose-based materials and the lack of adhesion at the interface between cellulose and resin. On the other hand, in recent years, this technology has received increasing attention from the viewpoints of soaring resin prices, resource saving, resource utilization, pollution prevention, and the like. The present inventors have already developed a method and composition for producing a reactive filler obtained by forming a coating reaction layer of an appropriate thickness on the surface of an inorganic filler using an unsaturated organic acid or other functional organic acid. Invented
1239, Special Publication No. 51-1240, Special Publication No. 50-40399, Special Publication No. 52-38581). As a result of further research into active fillers, the present inventors were able to complete a useful activated cellulose filler that could not be obtained with conventional knowledge in organic fillers, particularly cellulose fillers. Ivy. That is, the present invention provides an activated cellulose filler that is inexpensive, can be obtained with high efficiency, and has excellent performance against polyolefin resins. The present invention also provides a polyolefin composition obtained by heating and kneading the above-mentioned activated cellulose filler into polyolefin in a specific ratio. That is, the first aspect of the present invention is to form a monomolecular ultra-thin film on the cellulose surface by heating and reacting a cellulose-based filler with a polymerizable organic acid having ethylenic double bonds, and It is an active cellulose-based filler characterized by having a residual hydroxyl group and an ester bond on the cellulose surface. In addition, the second aspect of the present invention is to form a monomolecular ultra-thin film on the cellulose surface by reacting a cellulose-based filler with a polymerizable organic acid having an ethylenic double bond under dehydration conditions. Activated cellulose filler having double bonds and hydroxyl groups and ester bonds on the cellulose surface 5~
This is a polyolefin composition characterized by being formed by heating and kneading 60% by weight of the polyolefin and 95 to 40% by weight of the polyolefin. A feature of the activated cellulose filler according to the present invention is that the cellulose filler and a polymerizable organic acid monomer having an ethylenic double bond are brought into contact with each other and subjected to a heating reaction. As a result of this reaction, a cellulose-based filler in which the polymerizable organic acid is strongly chemically bonded to the cellulose surface is obtained. Then, by blending the obtained activated cellulose filler with a polyolefin resin and kneading it under heat, a resin composition having extremely excellent mechanical and thermal properties can be obtained. The cellulose filler in the present invention is a filler whose main component is cellulose, such as wood flour, rice husk, pulp, cellulose powder, wood chips, and mixtures thereof, and the particle size thereof is 20 mesh, Preferably, use one finer than 80 mesh. The polymerizable organic acid used in the present invention has a hydrocarbon moiety having one or more ethylenic double bonds, one or more carboxyl groups, and has 10 carbon atoms. The following unsaturated carboxylic acids, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, sorbic acid, α-chloroacrylic acid, and their α,
These include β-substituted compounds, maleic acid, itaconic acid, vinyl acetic acid, allyl acetate, shydroxyethyl acrylate, and the like. In the present invention, higher acid strength is preferred, and acrylic acid and methacrylic acid are particularly effective in the present invention. These can be used alone or in combination.
Used as a mixture of more than one species. Furthermore, acid anhydrides may be used as precursors of polymerizable organic acids. In achieving the present invention, first, the cellulose-based filler and the polymerizable organic acid are reacted,
It is important to form a monomolecular ultra-thin film on the powder surface of the cellulose filler in which the polymerizable organic acid monomer remains firmly bonded with ethylenic double bonds. For this purpose, it is preferable to bring the powdered cellulose filler and the polymerizable organic acid into contact with each other and heat the mixture in the absence of liquid water. Therefore, it is desirable that the cellulose-based filler used be dehydrated and dried in advance so that its attached moisture content is 2% by weight or less, and the polymerizable organic acid used should also be kept to a moisture content of 5% by weight or less. desirable. In order to fully achieve the purpose of the present invention, the amount of the polymerizable organic acid used in the present invention should be approximately 2 Å or more on average and less than 150 Å on average, based on the rough estimation of the surface of the cellulose filler using the BET specific surface area method. In the innermost coating layer, the polymerizable organic acid bound on the surface of the filler exists in a monomolecular thickness, and there is no other free This is the amount that forms a coating film containing a very small amount of polymerizable organic acid with residual ethylenic double bonds. The BET specific surface area method referred to here is a method for measuring the specific surface area of powder using a commonly used adsorption method, and the values used in the description of the present invention are based on the BET method using nitrogen gas adsorption at liquid nitrogen temperature. means the value of specific surface area measured at The specific surface area measurement method is
There are various methods other than the BET method, but this method is the most common and is particularly suitable for fine-particle powders.
In the present invention, the BET method was adopted. Naturally, since the BET method specific surface area is not an absolute value, there is no reason to restrict the present invention. Actually, the weight of the polymerizable organic acid used can be calculated using the following formula. That is, the specific surface area acm 2 /g
The weight Wg of the polymerizable organic acid having a specific gravity d that can uniformly coat the surface of the cellulose filler Wg with a thickness bcm is as follows: w=a×W×b×d (g). For example, the amount of polymerizable organic acid that is reacted to the cellulosic filler passing through 300 meshes is most commonly in the range of 1 to 10% by weight. If the amount of the polymerizable organic acid used is less than the range specified in the present invention, the obtained reactive filler may not exhibit sufficient effects as defined in the present invention, and may exceed the range specified in the present invention. If it exceeds this amount, when blended with polyolefin, the appearance of the molded product will deteriorate due to oozing, thermal decomposition, etc. To explain the properties of the coating layer empirically, the ester bonding property with the polymerizable organic acid on the cellulose surface in the present invention is determined by removing unreacted polymerizable organic acid from the active cellulose filler with methanol or the like. Dry, weigh approximately 1g accurately, and add 20ml of 75% ethanol.
Add to the mixture of 20ml of 0.1N sodium hydroxide solution,
This was verified by back titration with 0.1N sulfuric acid after standing at 25°C for 24 hours, and the remaining double bonds were determined by bromide-beronate method. Alternatively, it was found from the shift of the carbonyl group in the infrared absorption spectrum of the activated cellulose filler that the polymerizable organic acid forms an ester bond on the cellulose surface. The method for producing the active cellulose filler of the present invention is a method in which the cellulose filler and the polymerizable organic acid are reacted with each other in the above concentration range with high efficiency in various mixers. As the various mixers, various general powder mixers can be used, but high-efficiency mixers such as a Henschel mixer, Schuler, and ribbon blender are particularly preferred. Furthermore, in order to increase the contact efficiency between the cellulose filler and the polymerizable organic acid, it is desirable to add the polymerizable organic acid to the reaction system in the form of a mist, but it is also possible to add it in the form of a gas. The atmosphere for this reaction can be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure, but it is preferable to conduct it in the absence of liquid water, and the moisture generated during the reaction is removed from the reaction system. It is desirable to carry out the process under conditions that will remove it (dehydration conditions). If the reaction is carried out in the presence of excess liquid water, it is difficult to produce the activated cellulosic filler of the present invention. The reaction temperature range for this reaction is above room temperature and below the decomposition temperature of the polymerizable organic acid.
A range of 200°C is preferred. Further, the reaction time range of this reaction is usually in the range of 1 minute to 2 hours, but is generally in the range of 5 to 30 minutes. Furthermore, in order to avoid polymerization of the polymerizable organic acid during this reaction, it is preferable to appropriately select the reaction atmosphere or add a polymerization inhibitor to the polymerizable organic acid. As the polymerization inhibitor, general polymerization inhibitors such as hydroquinone, methoxyhydroquinone, P-benzoquinone, naphthoquinone, and t-butylcatechol can be used, and the amount used is 0 to 1% by weight based on the polymerizable organic acid. A range of 0.02 to 0.5% by weight is particularly recommended. In the present invention, polyolefins include polypropylene, ethylene-propylene copolymer, low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, polybutene-1, poly-4-methylpentene-1, other olefins, and mixtures thereof. Say what you do. The blending ratio of the active cellulose filler in the present invention is recommended to be in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 50% by weight. If it is less than 5% by weight, no filling effect will be obtained, and if it is more than 60% by weight, the moldability will be extremely reduced, the appearance of the molded product will be poor, and the mechanical properties, especially the impact strength, will be significantly reduced. As a device for heating and kneading the polyolefin resin and the activated cellulose filler in the present invention, general kneading machines such as various extruders, Banbury mixers, kneaders, and mixing rolls are used, but heating kneading machines such as a Henschel mixer can be used. A jacketed high-speed flow mixer can also be used. Before feeding to the heating kneading device, a drum blender, V-type blender, ribbon blender, Henschel mixer, and other various premixing machines can be used if necessary. During heating and kneading, a small amount of radical generator may be used to promote the reaction between the polymer radicals of the polyolefin resin and the polymerizable organic acid monomer on the surface of the active filler. Examples of radical generators include tetravalent tin compounds such as dibutyltin oxide, 2,5-dimethyl-2,
5-di(t-butylperoxy)hexane, 2,
5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3, dicumyl peroxide, t
- Organic peroxides such as butyl peroxymaleic acid, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, t-butyl hydroperoxide, isopropyl percarbonate, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, The radical generating agent is a commonly used radical generator such as an inorganic peroxide such as ammonium sulfate, and one or a combination of two or more of these may be used. The amount of radical generator used is usually based on 100 parts by weight of the resin composition.
A range of 0.001 to 0.1 parts by weight is suitable. The heating kneading temperature in the present invention needs to be below the decomposition temperature of the cellulose filler and above the melting softening temperature which is the lower limit of the temperature at which polymer radicals are generated due to molecular chain scission of the polyolefin. As a result of various studies, the temperature condition is 150 to 260°C, preferably
The temperature range is 200-230℃. In addition to the above composition, the resin composition of the present invention may contain stabilizers, plasticizers, lubricants, crosslinking agents, pigments, flame retardants, antistatic agents, thickeners, blowing agents, and other additives. . The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to the scope of these Examples. In addition, parts and % in Examples and Reference Examples are parts by weight and % by weight, respectively. Wood flour with a particle size of 300 mesh and whose moisture content has been adjusted to 2% or less by drying in advance.
Place 100 parts in a Henschel mixer, heat to 150°C, and while stirring, gradually add 3 parts of acrylic acid containing 500 ppm of hydroquinone in the form of a mist using a spray addition device. The active filler was obtained by mixing for a minute. During the reaction, water vapor was generated, but this was removed from the system in gaseous form. The obtained active filler was thoroughly washed with methanol to remove unreacted acrylic acid, dried, approximately 1 g was accurately weighed, and added to a mixture of 20 ml of 75% ethanol and 20 ml of 0.1N sodium hydroxide solution. After standing for 24 hours at °C, the consumed sodium hydroxide was reduced to 0.1N.
Back titration with sulfuric acid revealed 1.50 parts of ester in terms of acrylic acid. At the same time, when the purified activated wood flour was measured for ethylenic double bonds by the bromide-bromate method, it was confirmed that 0.45 parts of double bonds remained in terms of acrylic acid. In order to confirm the effectiveness of the obtained active filler,
30 parts of the activated wood flour was prepared with MI3.0, density 0.91, 70 parts of polypropylene powder with ethylene content of 5%, and 0.04 part of 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane as a radical generator. After mixing, the mixture was melt-kneaded for 3 minutes using a Banbury mixer at a resin temperature of 200 to 230°C, formed into a sheet using two rolls, and then pelletized. This pellet was molded into a test piece using an injection molding machine at a molding temperature of 200°C. The results of the evaluation using this test piece are shown in the first
Shown in the table. In addition, the evaluation method was measured based on the following. Bending strength: ASTM D-790 Flexural modulus: ASTM D-790 Izot impact strength: ASTM D-256 Examples 1-2 to 1-5 Instead of the acrylic acid used in Example 1-1,
Activated fillers were produced in the same manner as in Example 1-1, except that maleic anhydride, maleic acid, itaconic anhydride, and itaconic acid were used and dissolved in a small amount of ethanol, and the same evaluation was performed. . The results are shown in Table 1. Reference Example 1-1 Evaluation was carried out in the same manner as in Example 1-1 except that inactivated wood powder that had been simply dried was used, and the results are shown in Table 1. As seen in Table 1, the activated cellulose according to the present invention and the composition containing it have significantly improved impact strength, stiffness, and strength compared to the unactivated cellulose.

【表】 実施例 1−6〜1−8 実施例1−1で使用した木粉の代りに、それぞ
れ50メツシユ通過木粉、パルプ粉(山陽国策パル
プ製、450メツシユ通過品)および古紙粉を使用
した以外は、実施例1−1と同様の方法で活性充
填剤を製造し、同様の評価を行つた。その結果を
第2表に示した。 参考例 1−2〜1−4 単に乾燥処理した実施例1−6〜1−8で使用
したセルロース系充填剤を用いて、実施例1−1
と同様の評価を実施、結果を第2表に示した。
[Table] Examples 1-6 to 1-8 Instead of the wood flour used in Example 1-1, wood flour that passed 50 meshes, pulp powder (manufactured by Sanyo Kokusaku Pulp, product that passed 450 meshes), and waste paper powder were used, respectively. An active filler was produced in the same manner as in Example 1-1, except that it was used, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 2. Reference Examples 1-2 to 1-4 Using the cellulose fillers used in Examples 1-6 to 1-8 that were simply dried, Example 1-1
The same evaluation was conducted and the results are shown in Table 2.

【表】 実施例 1−9 高密度ポリエチレン(MI10 密度0.96)を使
用した以外は、実施例1−1と同様にテストピー
スを得、評価した結果を第3表に示した。 参考例 1−5 高密度ポリエチレン(MI10 密度0.96)を使
用した以外は、参考例1−1と同様にテストピー
スを得、評価した結果を第3表に示した。 実施例 1−10および1−11 実施例1−1において、活性木粉の配合量をそ
れぞれ20,60部に変更した以外は、実施例1−1
を同様にしてテストピースを得、評価した結果を
第4表に示した。 参考例 1−6 実施例1−1において、活性木粉の配合量を
0.10,70部に変更した以外は、実施例1−1と同
様にしてテストピースを得、評価した結果を第4
表に示した。
[Table] Example 1-9 Test pieces were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that high-density polyethylene (MI10 density 0.96) was used, and the evaluation results are shown in Table 3. Reference Example 1-5 A test piece was obtained in the same manner as Reference Example 1-1 except that high-density polyethylene (MI10 density 0.96) was used, and the evaluation results are shown in Table 3. Examples 1-10 and 1-11 Example 1-1 except that the amount of activated wood flour was changed to 20 and 60 parts, respectively.
Test pieces were obtained in the same manner and the evaluation results are shown in Table 4. Reference Example 1-6 In Example 1-1, the amount of activated wood flour
A test piece was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the amount was changed to 0.10, 70 parts, and the evaluation results were evaluated in the fourth test piece.
Shown in the table.

【表】【table】

【表】 以上の如く、本発明の活性セルロース系充填剤
を利用することにより、熱可塑性樹脂、特にポリ
オレフインに配合する際、剛性、耐衝撃性等著し
く優れた組成物を提供することのできるものであ
る。
[Table] As described above, by using the activated cellulose filler of the present invention, it is possible to provide a composition with outstanding rigidity, impact resistance, etc. when blended with a thermoplastic resin, especially a polyolefin. It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 セルロース系充填剤とエチレン性二重結合を
有する重合性有機酸を加熱反応させることによ
り、セルロース表面に単分子的超薄膜を形成し、
かつエチレン性二重結合を残留してセルロース表
面の水酸基とエステル結合を有していることを特
徴とする活性セルロース系充填剤。 2 セルロース系充填剤とエチレン性二重結合を
有する重合性有機酸を脱水条件下に反応させるこ
とにより、セルロース表面に単分子的超薄膜を形
成し、かつエチレン性二重結合を残留してセルロ
ース表面の水酸基とエステル結合を有している活
性セルロース系充填剤5〜60重量%とポリオレフ
イン95〜40重量%とを加熱混練してなることを特
徴とするポリオレフイン組成物。
[Claims] 1. A monomolecular ultra-thin film is formed on the cellulose surface by heating and reacting a cellulose-based filler with a polymerizable organic acid having an ethylenic double bond,
An active cellulose-based filler characterized in that it has residual ethylenic double bonds and ester bonds with hydroxyl groups on the cellulose surface. 2. By reacting a cellulose-based filler with a polymerizable organic acid having an ethylenic double bond under dehydration conditions, a monomolecular ultra-thin film is formed on the cellulose surface, and the ethylenic double bond remains and the cellulose is A polyolefin composition characterized in that it is made by heating and kneading 5 to 60% by weight of an active cellulose filler having surface hydroxyl groups and ester bonds and 95 to 40% by weight of a polyolefin.
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