変性ミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物
【課題】オレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂を用いたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物において、樹脂組成物内でのミクロフィブリル化植物繊維の分散性が良好で、得られる成形材料においては機械的強度を向上させることのできる、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性されたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物及びその製造方法、並びに該樹脂組成物を用いた成形材料、及び成形体を提供する。
【解決手段】アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物に関する。
【解決手段】アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性されたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物、及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂の強度等の物性を向上させるため、充填剤を用いて樹脂を強化することが知られている。例えば、セルロース繊維をミクロフィブリル化して、繊維径がナノオーダーにまで微細化されたミクロフィブリル化植物繊維（ナノファイバー）等を充填剤とし、当該ナノファイバーを樹脂中に配合させることによって得られる成形材料は、質量が軽く、かつ高強度であるという点から、非常に有用である。
【０００３】
しかしながら、ミクロフィブリル化植物繊維は非常に凝集力が強く、一般的に樹脂との相溶性が悪いため、ミクロフィブリル化繊維が均一に分散した均一な樹脂成形材料を得ることが困難である。そのため、得られる成形材料は、機械的強度が十分に発揮できないという問題があった。このような課題に対して、ミクロフィブリル化植物繊維の表面を、化学修飾剤等によって変性処理し、樹脂中での分散性を向上させようとする試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、化学的に修飾されたセルロース繊維の集合体に、マトリクス材料を含浸させてなる複合材料について開示されている。このような化学修飾剤によって修飾されたセルロース繊維とマトリクス材料とを複合化させる方法（シート含浸法）によって、高品質の透明基板を得ることを目的としている。しかしながら、特許文献１ではシート含浸法である為に、樹脂が液状である必要があり、通常固体であるオレフィン系樹脂との複合化に用いることは難しい。また、セルロース繊維の解繊度を上げるほどち密なシートが出来やすく、内部まで樹脂を均一に含浸することが困難な為、シート内部、表面で樹脂濃度にバラツキが生じやすい。この為、機械的強度が十分に得られないという問題があった。
【０００５】
特許文献２では、無水酢酸、無水酪酸、塩化アセチル、塩化ブチリル、酢酸等の有機化合物によって表面の水酸基がエステル化されたセルロースミクロフィブリルについて開示されている。また特許文献２では、該セルロースミクロフィブリルを有機溶媒に溶解した後、有機溶媒に溶解した樹脂と混合後、溶媒を除去することによって、複合材料を形成させることが記載されている。このような方法によって複合材料を得る場合、セルロースミクロフィブリルを、有機溶媒に十分に溶解させる必要がある。セルロース繊維を有機溶媒に溶解させるためには、セルロースミクロフィブリルの疎水変性を十分に行う必要がある。このような疎水変性は、セルロース繊維のＩ型結晶の破壊を招き、高強度の複合材料を製造することが困難であった。
【０００６】
特許文献３では、イオン性液体と有機溶媒の混合溶媒中で無水酢酸、無水マレイン酸、無水コハク酸等の酸無水物によって変性されたセルロースナノファイバーとポリ乳酸をラボミルで混練後、プレス成形することによって成形材料を得る旨開示されている。このような変性セルロースナノファイバーは、ポリ乳酸のような親水性の高い樹脂では適用が可能であるが、ポリオレフィン系樹脂等の疎水性の高い樹脂の場合では、均一に混合することが困難であった。
【０００７】
また特許文献４では、セルロースの水酸基の一部に無水マレイン酸や、無水コハク酸等の多塩基酸無水物によりエステル化し、カルボキシル基を導入した後、高圧ホモジナイザー処理、ニーダー、多軸押出し機等による微細繊維化処理によりナノ繊維を得る方法、及びそのナノ繊維と樹脂からなる複合材料について開示されている。該ナノ繊維は、ミクロフィブリル表面に導入された負の電荷を有するカルボキシル基の存在によりミクロフィブリル間の反発力を誘引し、分散体中での安定な分散が可能となっている。しかしながら、オレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂中では十分な分散性が得られず、機械的強度において未だ改善の余地がある。
【０００８】
更に特許文献５では、疎水化されたセルロース系繊維と、合成樹脂とを含有する樹脂組成物について開示されており、疎水化されたセルロース系繊維を調製するために、実際の実施例では、アルキルケテンダイマーのような疎水化剤がクラフトパルプの高圧ホモジナイザー処理物１００ｇに対して０．０１ｇ（１００ｐｐｍ）用いられている。また、同実施例では濃度約０．５％のクラフトパルプ水分散物にアルキルケテンダイマーを添加しているため、添加したアルキルケテンダイマーの一部が加水分解してケトンになる副反応が起こる。そのため、実際にセルロースと共有結合しているアルキルケテンダイマーは１００ｐｐｍよりかなり少ないと思われる。また、セルロース系繊維の解繊度が高い場合、この量では解繊されたセルロース表面を疎水化できるほどに覆うことが出来ず、結果としてオレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂中では十分な分散性が得られず、機械的強度において未だ改善の余地がある。
【０００９】
このように、ミクロフィブリル化植物繊維を含む成形材料において、樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のような疎水性の高い樹脂を用いた場合、ミクロフィブリル化植物繊維の分散性が悪く、更なる機械的強度を得ることが非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５１２６６号公報
【特許文献２】特開平１１−５１３４２５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０４７６８号公報
【特許文献４】特開２００９−２９３１６７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１０６２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、オレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂を用いたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物において、樹脂組成物内でのミクロフィブリル化植物繊維の分散性が良好で、得られる成形材料においては機械的強度を向上させることのできる、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性されたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物及びその製造方法、並びに該樹脂組成物を用いた成形材料、及び成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化することによって得られる変性ミクロフィブリル化植物繊維をオレフィン系樹脂に混合させることによって、変性ミクロフィブリル化植物繊維の分散性を向上させ、更には、得られる成形材料の機械的強度を向上することができることを見出した。
【００１３】
本発明はこのような知見に基づき、更に鋭意検討を重ねて完成した発明である。すなわち、本発明は下記項に示す樹脂組成物、及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体を提供する。
【００１４】
項１．アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び
熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物であって、
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．０５〜２．０である樹脂組成物。
【００１５】
項２．アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、
熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び
無機塩（Ｃ）を含有する樹脂組成物。
【００１６】
項３．変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．１〜２．０である項１〜２の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００１７】
項４．変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して、１〜８０質量部である項１〜３の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００１８】
項５．無機塩（Ｃ）が、第２族の金属からなる塩である項２〜４の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００１９】
項６．無機塩（Ｃ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して０．１〜２０質量部である項２〜５の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００２０】
項７．（１ａ）植物繊維を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、及び
（２ａ）工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維を触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、又は
（１ｂ）植物繊維を、触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性植物繊維を得る工程、及び
（２ｂ）工程（１ｂ）によって得られた変性植物繊維を解繊し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、
並びに
（３）工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
【００２１】
項８．工程（３）が、工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び無機塩（Ｃ）を混合する工程である項７に記載の樹脂組成物の製造方法。
【００２２】
項９．工程（２ａ）又は工程（１ｂ）におけるエステル化が、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しない有機溶媒よりなる少なくとも１種の溶媒の存在下で行われる項７又は８に記載の樹脂組成物の製造方法。
【００２３】
項１０．工程（１ａ）又は工程（２ｂ）における解繊が、ボールミル、ビーズミル、ブレンダー、グラインダー、リファイナー、高圧衝突分散機、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、一軸又は多軸混錬機からなる群より選ばれる少なくとも１種による機械的解繊である項７〜９の何れか１項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【００２４】
項１１．項７〜１０の何れか１項に記載の製造方法で得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維。
【００２５】
項１２．項１〜６の何れか１項に記載の樹脂組成物を用いた成形材料。
【００２６】
項１３．項７〜１０の何れか１項で製造された樹脂組成物を用いた成形材料。
【００２７】
項１４．項１２又は１３に記載の成形材料を成形してなる成形体。
【００２８】
以下、本願発明の樹脂組成物、及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体について、詳述する。
【００２９】
＜樹脂組成物＞
本発明は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物に関する。
【００３０】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の原料として用いられる植物繊維を含有する材料（植物繊維含有材料）としては、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、綿、ビート、農産物残廃物、布といった天然植物繊維原料から得られるパルプ、レーヨンやセロファン等の再生セルロース繊維等が挙げられる。特に、パルプが好ましい原材料として挙げられる。
【００３１】
前記パルプとしては、植物原料を化学的、若しくは機械的に、又は両者を併用してパルプ化することで得られるケミカルパルプ（クラフトパルプ（ＫＰ）、亜硫酸パルプ（ＳＰ））、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、ケミメカニカルパルプ（ＣＭＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、及びこれらの植物繊維を主成分とする脱墨古紙パルプ、段ボール古紙パルプ、雑誌古紙パルプが好ましいものとして挙げられる。これらの原材料は、必要に応じ、脱リグニン、又は漂白を行い、当該植物繊維中のリグニン量を調整することができる。
【００３２】
これらのパルプの中でも、繊維の強度が強い針葉樹由来の各種クラフトパルプ（針葉樹未漂白クラフトパルプ（以下、ＮＵＫＰということがある）、針葉樹酸素晒し未漂白クラフトパルプ（以下、ＮＯＫＰということがある）、針葉樹漂白クラフトパルプ（以下、ＮＢＫＰということがある））が特に好ましい。
【００３３】
原料となる植物繊維は主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンから構成される。植物繊維含有材料中のリグニン含有量は、通常０〜４０質量％程度、好ましくは０〜１０質量％程度である。リグニン含有量の測定は、Ｋｌａｓｏｎ法により測定することができる。
【００３４】
植物の細胞壁の中では、幅４ｎｍ程のセルロースミクロフィブリル（シングルセルロースナノファイバー）が最小単位として存在する。これが、植物の基本骨格物質(基本エレメント)である。そして、このセルロースミクロフィブリルが集まって、植物の骨格を形成している。本発明において、「ミクロフィブリル化植物繊維」とは、植物繊維を含む材料（例えば、木材パルプ等）をその繊維をナノサイズレベルまで解きほぐしたものである。
【００３５】
本発明の変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）は、ミクロフィブリル化植物繊維の水酸基とアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸とが反応してエステル結合している。ここで、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸は水酸基との反応によりアルキル、若しくはアルケニルコハク酸のハーフエステルとなるため、変性ミクロフィブリル化植物繊維にはカルボン酸基も導入される。
【００３６】
アルケニル無水コハク酸としては、より具体的には、炭素数４〜３０のオレフィン由来の骨格と無水マレイン酸骨格を持つ化合物が例示される。具体的にはオクチル無水コハク酸、ドデシル無水コハク酸、ヘキサデシル無水コハク酸、オクタデシル無水コハク酸等のアルキル無水コハク酸、ペンテニル無水コハク酸、ヘキセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、デセニル無水コハク酸、ウンデセニル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、トリデセニル無水コハク酸、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物等が例示され、これらは１種類単独でも用いることが出来るし、疎水性や耐水性等の性状を制御することができるという観点から２種類以上を併用して用いても良い。
【００３７】
また、アルキル無水コハク酸としては前記のアルケニル無水コハク酸の不飽和結合に水素を付加して得た水添物が例示される。
【００３８】
前記アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸による変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の製造法としては、後述する＜樹脂組成物の製造方法＞の、＜製造方法（Ｉ）＞又は＜製造方法（ＩＩ）＞によって製造されることが好ましい。
【００３９】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度（ＤＳ）は、親水性の高いミクロフィブリル化植物繊維を樹脂中に均一に分散させたり、ミクロフィブリル化植物繊維の耐水性を向上させる点から、０．０５〜２．０程度が好ましく、０．１〜２．０程度がより好ましく、０．１〜０．８程度が更に好ましい。
【００４０】
なお、ＤＳは、洗浄により原料として用いたアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸や、それらの加水分解物等の副生成物を除去した後、重量増加率、元素分析、中和滴定法、ＦＴ−ＩＲ、１Ｈ−ＮＭＲ等の各種分析方法により分析することができる。
【００４１】
熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、オレフィン系樹脂等が挙げられ、オレフィン系樹脂としては、密度の異なる各種ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ナイロン樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、トリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース等のセルロース系樹脂等が挙げられる。
【００４２】
また、上記に加え、相溶化剤として上記の熱可塑性樹脂に無水マレイン酸やエポキシ等を付加し極性基を導入した樹脂、例えば無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂、市販の各種相溶化剤を併用しても良い。
【００４３】
これらの熱可塑性樹脂は、単独で使用してもよく、２種以上の混合樹脂として用いてもよい。また、２種以上の混合樹脂として用いる場合には、無水マレイン酸変性樹脂とその他のポリオレフィン系樹脂を組み合わせた混合樹脂が、高い強度の成形物を比較的得られやすい点において好ましい。
【００４４】
無水マレイン酸変性樹脂とその他のポリオレフィン系樹脂を組み合わせた混合樹脂を用いる場合、無水マレイン酸変性樹脂の含有割合としては、熱可塑性樹脂（Ｂ）合計中、１〜４０質量％程度が好ましく、１〜２０質量％程度がより好ましい。混合樹脂として用いる場合の具体例としては、より具体的には、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン樹脂、又はポリプロピレン樹脂、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂とポリエチレン樹脂、又はポリプロピレン樹脂が挙げられる。
【００４５】
樹脂組成物中の変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の配合量は目的に応じて異なるが、例えば樹脂組成物をそのまま成形し成形材料を作る場合、樹脂組成物樹脂１００質量部に対して、１〜８０質量部程度が好ましく、２〜７０質量部程度がより好ましく、５〜５０質量部程度が更に好ましい。変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の配合量が増えると得られた成形物の強度・弾性率が向上するので好ましいが、一方で樹脂の成形時の流動性が落ちる為、複雑な形状に成形するのが困難になる。
【００４６】
また、本発明は、前記アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）と、更に無機塩（Ｃ）を含有する樹脂組成物中にも関する。前記無機塩（Ｃ）を含有することにより、エステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）が無機粒子と相互作用し、樹脂組成物の強度、弾性率等が向上するという効果が得られる。
【００４７】
無機塩（Ｃ）としては、第１族、又は第２族の金属からなる塩が挙げられ、具体的には、第１族、又は２族の金属からなる酢酸塩、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、等が挙げられる。第１族の金属としてはナトリウム、カリウムが挙げられ、第２族の金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられ、より具体的には、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。無機塩の粒子径は目的に応じて任意に選択することが出来るが、一般的には小さい方が好ましい。これらの中で、炭酸塩が弾性率向上効果が優れるとの点で好ましく、比較的表面積の大きな粒子径／結晶径の粉体が容易に得られることや変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）との相互作用しやすいこと、また、得られた成形体の着色が少ないという観点から炭酸カルシウムや炭酸バリウムが更に好ましい。
【００４８】
無機塩（Ｃ）の含有量は、樹脂組成物１００質量部に対して、０．１〜２０質量部であり、０．５〜２０質量部程度が好ましく、１〜１０質量部程度がより好ましく、１〜１０質量部程度が更に好ましい。無機塩（Ｃ）の含有量を０．１質量部以上に設定することにより、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）との相互作用により、成形体の力学物性を向上させることが出来る。また、無機塩（Ｃ）の含有量を２０質量部以下に設定することにより、樹脂、及び変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の相対量が少なくならず、強度、弾性率等の力学物性が低下や、成形性の悪化を防ぐことができる。
【００４９】
樹脂組成物中に、無機塩（Ｃ）を含む場合の変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）としては、通常、ＤＳが０．０５〜２．０程度が好ましく、０．１〜２．０程度がより好ましく、０．１〜０．８程度が更に好ましい。
【００５０】
また本発明の樹脂組成物は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸以外にも、任意の添加剤を含有してもよい。
【００５１】
例えば、相溶化剤；界面活性剤；でんぷん類、アルギン酸等の多糖類；ゼラチン、ニカワ、カゼイン等の天然たんぱく質；タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物；着色剤；可塑剤；香料；顔料；流動調整剤；レベリング剤；導電剤；帯電防止剤；紫外線吸収剤；紫外線分散剤；消臭剤等の添加剤を配合してもよい。
【００５２】
任意の添加剤の含有割合としては、本発明の効果が損なわれない範囲で適宜含有されてもよいが、例えば、樹脂組成物中０．０１〜１０質量％程度が好ましく、１〜５質量％程度がより好ましい。
【００５３】
＜樹脂組成物の製造方法＞
樹脂組成物は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程により製造される。
【００５４】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を製造する方法としては、
（１ａ）植物繊維を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、及び（２ａ）工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る工程、及び（３）工程（２ａ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程（以下、製造方法（Ｉ）ともいう）、又は
（１ｂ）植物繊維を、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性植物繊維を得る工程、及び（２ｂ）工程（１ｂ）によって得られた変性植物繊維を解繊し、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る工程、
並びに（３）工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程（以下、製造方法（ＩＩ）ともいう）が挙げられる。
【００５５】
＜製造方法（Ｉ）＞
製造方法（Ｉ）における工程（１ａ）に用いられる変性ミクロフィブリル化植物繊維の原料として用いられる植物繊維を含有する材料（植物繊維含有材料）としては、前記で挙げられたものを用いることが好ましい。
【００５６】
植物繊維を解繊する方法としては、公知の方法が採用でき、例えば、前記セルロース繊維含有材料の水懸濁液、スラリーをリファイナー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、一軸又は多軸混練機、ビーズミル等により機械的に摩砕、ないし叩解することにより解繊する方法が使用できる。必要に応じて、上記の解繊方法を組み合わせて処理してもよい。
【００５７】
多軸混練機を用いた場合、入手のしやすさ等の観点から、二軸混練機が好ましい。
【００５８】
一軸又は多軸混練機を用いる場合、スクリューの周速の下限値は、通常４５ｍ/分程度である。スクリューの周速の下限値は６０ｍ/分程度が好ましく、９０ｍ/分程度が特に好ましい。また、スクリューの周速の上限値は通常２００ｍ/分程度である。スクリューの周速の上限値は１５０ｍ/分程度が好ましく、１００ｍ/分程度が特に好ましい。
【００５９】
本発明において使用される混練機のＬ／Ｄ（スクリュー径Ｄと混練部の長さＬの比）は、通常１５〜６０程度、好ましくは３０〜６０程度である。
【００６０】
一軸又は多軸混練機による解繊時間は、セルロース繊維含有材料の種類、前記混練機のＬ／Ｄ等によっても異なるが、前記のＬ／Ｄの範囲内であれば、通常３０〜６０分程度、好ましくは３０〜４５分程度である。
【００６１】
混練機による解繊に供する回数（パス）は、目的とするミクロフィブリル化植物繊維の繊維径、繊維長、また、前記混練機のＬ／Ｄ等によっても変化するが、通常１〜８回程度、好ましくは１〜４回程度である。パルプを前記混練機による解繊に供する回数（パス）があまりに多くなりすぎると、解繊はより進行するものの、同時に発熱も生じる為、セルロースが着色したり、熱ダメージ（シート強度の低下）につながる。
【００６２】
混練機には、スクリューの存在する混練部は１カ所であってもよいし、２カ所以上存在してもよい。
【００６３】
また、混練部が２カ所以上存在する場合、各混練部の間に１個又は２個以上のせき止め構造（返し）を有していてもよい。なお、本発明においては、スクリューの周速が４５ｍ/分以上と従来のスクリューの周速よりもかなり大きいので、混練機への負荷を軽減する為には、せき止め構造を有しない方がより好ましい。
【００６４】
二軸混練機を構成する二本のスクリューの回転方向は異方向、同方向のどちらでもよい。また、二軸混練機を構成する二本のスクリューの噛み合いは、完全噛み合い型、不完全噛み合い型、非噛み合い型があるが、本発明の解繊に用いるものとしては、完全噛み合い型が好ましい。
【００６５】
スクリュー長さとスクリュー直径の比（スクリュー長さ／スクリュー直径）は２０〜１５０程度であればよい。具体的な二軸混練機としては、（株）テクノベル製「ＫＺＷ」、「ＷＤＲ」、「ＭＦＵ」、日本製鋼所製「ＴＥＸ」、東芝機械社製「ＴＥＭ」、コペリオン社製「ＺＳＫ」（株）神戸製鋼所「ＬＣＭ」等を用いることができる。
【００６６】
一軸又は多軸混練機による解繊処理は、植物繊維と分散媒を用いて、懸濁液とし、該懸濁液を解繊することによって行われる。
【００６７】
懸濁液を調製する際に用いられる分散媒としては、水を必須成分とするが、その他の任意成分を含む混合分散媒としてもよい。任意成分として含まれる水以外の分散媒としては、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール等の炭素数１〜４のアルコール等が挙げられる。
【００６８】
一軸又は多軸混練機による解繊処理における植物繊維と分散媒の混合によって得られる懸濁液中の植物繊維の固形分濃度としては、通常１０〜７０質量％程度、好ましくは２０〜５０質量％程度である。植物繊維の固形分濃度を１０質量％以上とすることにより、植物繊維を均一に解繊することができ、また、植物繊維の固形分濃度を７０質量％以上とすると二軸解繊時にパルプが混練機内で詰まったり、過度なトルクが二軸にかかり二軸混練機の動作が不安定となる為、生産性、及び得られたミクロフィブリル化植物繊維の性状の両面から好ましくない。
【００６９】
また、一軸又は多軸混練機による解繊時の温度には特別の制約はないが、通常０〜１００℃で行うことが可能であり、特に好ましい温度は０〜５０℃である。
【００７０】
また、植物繊維をグラインダーにより解繊する場合には、グラインダーは通常上下２枚の砥石の間に植物繊維を含むスラリーが通過するときに発生するせん断力や衝撃力、遠心力により解繊が進行するが、植物繊維の濃度が高すぎると詰まってしまうことや薄すぎるとせん断をうけずにそのまま繊維が通ってしまう為、通常、植物繊維を分散媒で０．１〜５．０質量％、好ましくは０．１〜２％、更に好ましくは０．５〜１．５％程度へ希釈しスラリーとしてグラインダーへ投入し解繊処理を行う。解繊時の負荷によりスラリーの温度が上昇する。１パスで目的の解繊度のミクロフィブリル化植物繊維が得られない場合は繰り返してグラインダー処理を行うことにより目的の解繊度のミクロフィブリル化植物繊維を得ることが出来る。具体的には増幸産業（株）製「スーパーマスコロイダー」や（株）栗田機械製作所の「ピュアファインミル」等の市販の装置を利用することが出来る。
【００７１】
植物繊維をビーズミルによって解繊する方法としては、植物繊維と分散媒を用いて懸濁液とし、該懸濁液を解繊する方法が挙げられる。使用される分散媒としては、前記一軸又は多軸混練機による解繊処理に用いられる分散媒と同様のものが用いられる。
【００７２】
ビーズミルによる解繊処理において用いられる懸濁液中に含まれる植物繊維の固形分濃度としては、０．３〜２質量％程度が好ましく、０．５〜１．８質量％程度がより好ましく、０．７〜１．５質量％程度が更に好ましい。懸濁液中に含まれる植物繊維の含有割合を、０．３質量％以上に設定することで、ビーズ同士の衝突によるビーズの摩耗が抑制でき、生産性が向上させることができる。また、植物繊維の固形分濃度を２質量％以下に設定することで、粘度上昇が抑制でき、作業効率を向上させることができる。また、ビーズミルベッセル内での詰まり等を防止することができる。
【００７３】
工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維は、そのまま、工程（２ａ）のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるエステル化を行っても良いが、分散媒がアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しうる溶媒、例えば水、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、アンモニア水、エタノールアミン等のアミン系溶媒の場合、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸とミクロフィブリル化植物繊維との反応が不十分となる為、これらの分散媒を除去してから工程（２ａ）のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるエステル化をするのが好ましい。
【００７４】
分散媒の除去方法としてはこれらの溶媒が除去出来れば特に問わないが、ろ過、圧搾、スプレードライ、減圧留去、加熱留去、凍結乾燥等の公知の方法を用いることが出来る。
【００７５】
工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る（工程２ａ）。
【００７６】
工程（２ａ）で用いられるミクロフィブリル化植物繊維は、前記工程（１ａ）の解繊処理で用いられた分散媒を一部含んでいてもよく、固形分濃度が、０．１〜１００質量％程度、好ましくは０．５〜１００質量％程度のものが用いられる。ミクロフィブリル化植物繊維の固形分濃度を高くすることでアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるミクロフィブリル化植物繊維の変性効率が高くなるが、固形分濃度が高すぎると反応が不均一となったり、反応容器内でミクロフィブリル化植物繊維の凝集物が出来る為、好ましくない。通常、０．２質量％〜５０質量％、好ましくは０．４質量％〜４０質量％である。
【００７７】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸としては、前記で挙げられたものを用いることが好ましい。
【００７８】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるミクロフィブリル化植物繊維をエステル化する際のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸の添加量は、ミクロフィブリル化植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．１〜２００モルである。ミクロフィブリル化植物繊維に対してアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を加え、反応時間、温度、触媒量等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。
【００７９】
また、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸は、ミクロフィブリル化植物繊維と全てエステル化させずに、一部未反応のまま残存していてもよい。
【００８０】
ミクロフィブリル化植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によりエステル化する際の反応温度としては、２０〜１６０℃程度が好ましく、４０〜１２０℃程度がより好ましく、６０〜１００℃程度が更に好ましい。温度が高い方が植物繊維の反応効率が高くなり好ましいが温度が高すぎると一部植物繊維の劣化が起こる為、上記の様な温度範囲とすることが好ましい。
【００８１】
エステル化反応は水中で行うことができるが、反応効率が非常に低くなる為、非水系溶媒中で行った方が好ましく、非水系溶媒はアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しない有機溶媒であることが好ましい。具体例としては、非水系溶媒としては塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化溶媒、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン系溶媒；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のエーテル類のジメチル、ジエチル化物等のエーテル系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等の非極性溶媒、又はこれらの混合溶媒である。また、これらから選ばれた２種以上の混合溶媒を使用してもよい。
【００８２】
なお、アルコール系溶媒、アミン系溶媒、エステル系溶媒等は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応する有機溶媒である為、溶媒として含まないことが好ましい。
【００８３】
植物繊維、又はミクロフィブリル化植物繊維とアルキル若しくはアルケニル無水コハク酸とのエステル化反応は、触媒を用いなくても脱水を十分に行えば加熱することによりある程度は進行させることが出来るが、触媒を用いた方がより温和な条件で、かつ高効率でエステル化反応を進行させることが出来るという点でより好ましい。
【００８４】
エステル化反応において用いる触媒としては、塩酸、硫酸、酢酸等の酸類、アミン系触媒が挙げられる。酸触媒は通常、水溶液であり、酸触媒の添加によりエステル化に加え、ミクロフィブリル化植物繊維の酸加水分解が起こることがあるので、アルカリ触媒、又はアミン系触媒がより好ましい。アミン系触媒の具体例としては、ピリジン、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）等のピリジン系化合物、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジアザビシクロオクタン等の非環状、或いは環状三級アミン化合物、等が挙げられ、これらの中で、ピリジン、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、ジアザビシクロオクタンが、触媒活性が優れるという観点から好ましい。必要に応じて炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物の粉末を触媒として使用しても良いし、アミン系化合物と併用して使用しても良い。
【００８５】
アミン系触媒の配合量は、基本的には触媒量であればよいが、例えばピリジンの様に液状のアミン化合物の場合は触媒兼溶媒として多めに使用しても構わない。使用量としては例えば、ミクロフィブリル化植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．００１〜１０モルである。ミクロフィブリル化植物繊維に対して触媒を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限の触媒を加え、反応時間、温度等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。反応後の触媒は洗浄、蒸留等により除去することが一般には好ましい。
【００８６】
アルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のＤＳは、前記で挙げられた範囲であることが好ましい。
【００８７】
＜製造方法（ＩＩ）＞
製造方法（ＩＩ）で用いられる植物繊維としては、前記で用いられる植物繊維と同様のものが用いられる。
【００８８】
工程（１ｂ）において、植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化することによって、変性植物繊維が得られる。アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸としては、製造方法（Ｉ）における工程（２ａ）で用いられるアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と同様のものが用いられる。
【００８９】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸により植物繊維をエステル化する際のアルケニル無水コハク酸の添加量は、植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．１〜２００モルである。植物繊維に対してアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を加え、反応時間、温度、触媒量等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。
【００９０】
植物繊維をエステル化する際の溶媒、及び用いられる触媒は、前記＜製造方法（Ｉ）＞と同様のものが用いられる。
【００９１】
アミン系触媒の配合量は、基本的には触媒量であればよいが、例えばピリジンの様に液状のアミン化合物の場合は触媒兼溶媒として多めに使用しても構わない。使用量としては例えば、植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．００１〜１０モルである。ミクロフィブリル化植物繊維に対して触媒を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限の触媒を加え、反応時間、温度、触媒量等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。反応後の触媒は洗浄、蒸留等により除去することが一般には好ましい。
【００９２】
また、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸は、植物繊維と全てエステル化させずに、一部未反応のまま残存していてもよい。
【００９３】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性植物繊維のエステル置換度（ＤＳ）は、親水性の高いミクロフィブリル化植物繊維を樹脂中に均一に分散させたり、ミクロフィブリル化植物繊維の耐水性を向上させる等の観点から、０．０５〜２．０程度が好ましく、０．１〜２．０程度がより好ましく、０．１〜０．８程度が更に好ましい。
【００９４】
またＤＳは、前記で挙げられた測定方法と同様の方法によって、測定することができる。
【００９５】
植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によりエステル化する際の反応温度としては、２０〜１６０℃程度が好ましく、４０〜１２０℃程度がより好ましく、６０〜１００℃程度が更に好ましい。温度が高い方が植物繊維の反応効率が高くなり好ましいが温度が高すぎると一部植物繊維の劣化が起こる為、上記の様な温度範囲とすることが好ましい。
【００９６】
ミクロフィブリル化植物繊維をアルケニル無水コハク酸によりエステル化する際の反応温度としては、２０〜１６０℃程度が好ましく、４０〜１２０℃程度がより好ましく、６０〜１００℃程度が更に好ましい。
【００９７】
前記工程（１ｂ）によって、得られた変性植物繊維は、工程（２ｂ）によって解繊され、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る。
【００９８】
解繊方法としては、前記製造方法（Ｉ）の工程（１ａ）によって行われる解繊方法と同様の方法で行われる。
【００９９】
＜変性ミクロフィブリル化植物繊維＞
前記製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維は、セルロースＩ型結晶を多く含む。セルロースI型結晶はX線回折における（１ −１ ０）格子面（２θ＝１４．６°）、（２ ０ ０）格子面（２θ＝１６．５°）のピークの存在からセルロースI型結晶の存在を確認することが出来る。セルロースI型結晶の割合が高い方が繊維の強度・弾性率が高いことから樹脂の補強材として好ましい。
【０１００】
セルロースＩ型結晶の含有割合としては、変性ミクロフィブリル化植物繊維中、２０質量％程度以上が好ましく、３０質量％程度以上がより好ましく、４０質量％程度以上が更に好ましい。
【０１０１】
また、変性ミクロフィブリル化植物繊維の比表面積としては、２０〜３００ｍ２／ｇ程度が好ましく、４０〜３００ｍ２／ｇ程度がより好ましく、１００〜２００ｍ２／ｇ程度が更に好ましい。変性ミクロフィブリル化植物繊維の比表面積を高くすることで樹脂組成物の強度向上効果が向上する為、好ましい。また、比表面積が極端に高いと疎水性の樹脂中での凝集も起こりやすくなり、目的とする高強度材料が得られないことがある。この為、変性ミクロフィブリル化植物繊維の比表面積は上記の範囲とすることが好ましい。
【０１０２】
変性ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径は、平均値が通常４〜８００ｎｍ程度、好ましくは２０〜５００ｎｍ程度、特に好ましくは１０〜４００ｎｍ程度である。
【０１０３】
なお、変性ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径の平均値は、電子顕微鏡の視野内の変性ミクロフィブリル化植物繊維の少なくとも５０本以上について測定した時の平均値である。
【０１０４】
前記製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維は、余剰な分散媒を除去し、固形分濃度を０．１〜１００質量％程度としてもよく、また、完全に乾燥させ、粉末状にしてもよい。
【０１０５】
乾燥方法としては、凍結乾燥、減圧乾燥、加熱乾燥、静置乾燥、スプレードライ等が挙げられるが、これらの中で、得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維を凝集させずに乾燥できるという点において良好であるという観点から、凍結乾燥が好ましい。また、二軸混練機等で加熱攪拌しながら脱水・乾燥する方法は凍結乾燥法よりも変性ミクロフィブリル化植物繊維が凝集しやすく、成型材の強度・弾性率の点で変性ミクロフィブリル化植物繊維の凍結乾燥物を用いた場合よりも劣るとの欠点がある一方で、大量にかつ効率的に変性ミクロフィブリル化植物繊維の乾燥物を得られるという点で優れている。この様に、目的に応じてこれらの方法の何れか、或いは組み合わせて用いるのが好ましい。
【０１０６】
乾燥方法が凍結乾燥である場合、ミクロフィブリル化植物繊維の溶媒分散物を液体窒素、ドライアイス、氷、冷蔵庫等の冷却装置を用いて冷却させた後に減圧下で溶媒を昇華させることで凍結乾燥する。溶媒としては用いる冷媒、冷却装置で固体となる溶媒であれば公知の溶媒を使用することが出来るが具体的には水、ｔｅｒｔ−ブタノール等を用いることが出来る。
【０１０７】
この中でもミクロフィブリル化植物繊維の凝集を防ぐことができるという観点からｔｅｒｔ−ブタノールから凍結することが好ましい。また、用いるミクロフィブリル化植物繊維が含水物であった場合、そのまま凍結乾燥するのではなく、前処理としてエタノール、アセトン等により溶媒置換をした後にｔｅｒｔ−ブタノールに分散させ凍結乾燥すると乾燥時に変性ミクロフィブリル化植物繊維が凝集することを防げるので好ましい。
【０１０８】
凍結乾燥においては溶媒が凍結し、かつ減圧にて溶媒が昇華する条件であれば、特に減圧度、温度は任意に選択することが出来る。例えば、ミクロフィブリル化植物繊維のｔｅｒｔ−ブタノール分散物から凍結乾燥させる場合は、ミクロフィブリル化植物繊維のｔｅｒｔ−ブタノール分散物の入った容器を液体窒素、ドライアイス／メタノール、氷浴等につけ、ｔｅｒｔ−ブタノールを十分に凍結させた後、真空乾燥機にセットし、０．１Ｐａ以下の減圧度で乾燥させることで変性ミクロフィブリル化植物繊維の凍結乾燥物を得ることが出来る。
【０１０９】
前記製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維は、工程（３）によって熱可塑性樹脂（Ｂ）と混合することによって、樹脂組成物が製造される。
【０１１０】
熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、前記で挙げられたものを用いることが好ましい。
【０１１１】
また、前記、製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維、及び、工程（３）によって配合される熱可塑性樹脂（Ｂ）以外に、任意の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、前記で挙げられたものを用いることができる。
【０１１２】
変性ミクロフィブリル化植物繊維と熱可塑性樹脂（Ｂ）、その他の任意の添加剤を混合する方法としては、特に限定されないが、例えば変性ミクロフィブリル化植物繊維を予め乾燥させた後、熱可塑性の粉末、或いはペレット、その他の任意の添加材をミキサー、ブレンダー二軸混練機、ニーダー、ラボプラストミル、ホモジナイザー、高速ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、遊星攪拌装置、３本ロール等の混合、又は攪拌出来る装置で混合、攪拌した後、二軸混練機、ニーダー固層せん断押出し機等の加熱と攪拌が出来る装置で溶融混練する方法や、水等の溶媒を含む変性ミクロフィブリル化植物繊維と熱可塑性樹脂（Ｂ）、その他の任意の添加剤を上記の装置で混合した後に脱溶媒と溶融混練を二軸混練機、ニーダー固層せん断押出し機等の加熱と攪拌が出来る装置で脱溶剤と溶融混練を同時に行う方法等を利用することが出来る。熱可塑性樹脂（Ｂ）を公知の粉砕機で粉砕した後に混合しても良い。
【０１１３】
溶融混練における混練温度としては、用いられる熱可塑性樹脂（Ｂ）の種類に応じて適宜設定されるが、例えば、高密度ポリエチレンの場合は１６０〜２００℃が好ましく、ポリプロピレンの場合は１６０〜２２０℃程度が好ましく、１７０〜２１０℃程度がより好ましい。
【０１１４】
＜成形材料及び成形体＞
本発明は、前記の樹脂組成物を用いた成形材料にも関する。
【０１１５】
前記樹脂組成物は、所望の形状に成形され成形材料として用いることができる。成形材料の形状としては、例えば、シート、ペレット、粉末、等が挙げられる。これらの形状を有する成形材料は、例えば金型成形、射出成形、押出成形、中空成形、発泡成形等を用いて得られる。
【０１１６】
更に本発明は、前記成形材料を成形してなる成形体にも関する。成形の条件は樹脂の成形条件を必要に応じて適宜調整して適用すればよい。
【０１１７】
本発明の成形体は、ミクロフィブリル化植物繊維含有樹脂成形物が使用されていた分野に加え、より高い機械強度（引っ張り強度等）が要求される分野にも使用できる。例えば、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機器の内装材、外装材、構造材等；パソコン、テレビ、電話、時計等の電化製品等の筺体、構造材、内部部品等；携帯電話等の移動通信機器等の筺体、構造材、内部部品等；携帯音楽再生機器、映像再生機器、印刷機器、複写機器、スポーツ用品等の筺体、構造材、内部部品等；建築材；文具等の事務機器等、容器、コンテナー等として有効に使用することができる。
【発明の効果】
【０１１８】
本発明の樹脂組成物は、ミクロフィブリル化植物繊維中のミクロフィブリル化植物繊維の表面が、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によってエステル化されている為、ミクロフィブリル化植物繊維が樹脂中で均一に分散される。よって、本発明の樹脂組成物を用いて得られる成形体は、高強度なものが得られるという効果を奏する。
【０１１９】
また本発明の樹脂組成物の製造方法によると、ミクロフィブリル化植物繊維の表面をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によってエステル化させることができ、樹脂中において当該変性ミクロフィブリル化植物繊維を均一に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】実施例２、比較例１、及び比較例４の成形物について、周波数に対する貯蔵弾性率（Ｇ’）をプロットしたグラフである（１４０℃）。
【図２】実施例２、比較例１、及び比較例４の成形物について、周波数に対する損失弾性率（Ｇ”）をプロットしたグラフである（１４０℃）。
【発明を実施するための形態】
【０１２１】
［実施例］
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２２】
・実施例１
＜ビーズミルによるミクロフィブリル化植物繊維（ＣＮＦ）の調製＞
針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）のスラリー（スラリー濃度：２質量％）をシングルディスクリファイナー（熊谷理機工業（株）製）に通液させ、カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）が１００ｍｌ以下となるまで繰り返しリファイナー処理を行った。次いで得られたスラリーを遠心分離機（（株）コクサン製）を用いて２０質量％まで濃縮し、ＮＢＫＰ（リファイナー処理）を調整した。
【０１２３】
次いでＮＢＫＰ（リファイナー処理、濃度：２０質量％）３７５ｇに水を加え、全量を１０ｋｇとした（スラリー濃度：０．７５質量％）。得られたリファイナー処理ＮＢＫＰスラリーをビーズミル（ＮＶＭ−２、アイメックス（株）製）で以下の条件で機械的解繊処理を行った。
【０１２４】
[解繊条件]
ビーズ：ジルコニアビーズ（直径：１ｍｍ）
ベッセル容量：２リットル
ビーズ充填量：１２１６ｍｌ（４６１２ｇ）
回転数：２，０００ｒｐｍ
ベッセル温度：２０℃
吐出量：６００ｍｌ／分。
【０１２５】
得られたＣＮＦスラリーを吸引ろ過し、固形分濃度を１２．５質量％の含水のＣＮＦを得た。
【０１２６】
＜比表面積測定用サンプルの調製＞
上記で得られた含水のＣＮＦを８ｇ（固形分１ｇ）サンプリングし、エタノールを加え０．５質量％とし、スターラーで３０分間攪拌した後に遠心分離管に移し（株）コクサン製冷却高速遠心機「ＨＲ−９」を用いて遠心分離をした。遠心分離後、上澄みをデカンテーションで除いた後、残渣を再度エタノールに分散させ０．５質量％としスターラーで攪拌した後にスラリーを遠心分離した。この操作をエタノール、ｔ-ブタノールで各３回繰り返し、溶媒置換した後、ＣＮＦのｔ-ブタノール分散物（濃度：０．５質量％）２００ｇをナスフラスコに移し、このフラスコを液体窒素浴に漬け全体を凍結させた。次いで、このナスフラスコを凍結乾燥器機（ＦＤＵ−１２００、東京理化器械（株））にセットし凍結乾燥を行った。
【０１２７】
＜ＣＮＦの比表面積測定＞
得られた凍結乾燥後のＣＮＦを、自動比表面積/細孔径分布測定装置「BELSORP-mini II」（日本ベル（株）製）を用いた窒素ガス吸着法によりＢＥＴ比表面積を測定したところ１３８ｍ２／ｇであった。
【０１２８】
＜アルケニル無水コハク酸（ＡＳＡ）変性ミクロフィブリル化植物繊維（ＡＳＡ変性ＣＮＦ）の調製＞
上記の含水のＣＮＦ４９４ｇ（固形分６２ｇ）にＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を２４７ｇ加え、トリミックスＴＸ−５（（株）井上製作所製）に投入した後、攪拌を開始し、４０〜５０℃で減圧脱水した。次いで、Ｔ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）を９９．１ｇ、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）を２．３ｇ、炭酸カリウムを１０．５７ｇ、ＮＭＰを５０ｇ加え、６２℃で１．５時間反応させた。反応後、アセトン、エタノール、酢酸水、水で順次洗浄し、含水のＡＳＡ変性ＣＮＦを得た。置換度を以下の方法により測定した結果、０．３８であった。
【０１２９】
＜ＡＳＡ（Ｃ１６）変性ＣＮＦの置換度（ＤＳ）の算出＞
ＡＳＡ変性の置換度（ＤＳ）は、ＡＳＡ変性ＣＮＦ中のＡＳＡとセルロースのエステル結合を、水酸化ナトリウム溶液中７０℃で加熱攪拌することで加水分解した。その後、０．１Ｎ塩酸水溶液で逆滴定することで加水分解により生成したＡＳＡ量を求めた後に算出した。なお、逆滴定の際の指示薬としては、フェノールフタレインを用いた。
【０１３０】
具体的には、ＡＳＡ変性ＣＮＦの乾燥物を約０．５ｇ、１００ｍｌビーカーに精秤し、エタノール１５ｍｌ、蒸留水５ｍｌを加え室温で３０分攪拌した。その後、０．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液１０ｍｌを加え、７０℃で１５分攪拌した後、室温まで冷却し更に１晩攪拌した。得られた混合液に８５％フェノールフタレインのエタノール溶液を数滴加えた後、０．１Ｎ塩酸水溶液で逆滴定し、加水分解により生成したＡＳＡ量を測定した。用いたＡＳＡ変性ＣＮＦ量と滴定にて測定したＡＳＡ量から置換度を算出した。
【０１３１】
＜ＡＳＡ変性ＣＮＦと樹脂との複合化＞
洗浄後の含水のＡＳＡ変性ＣＮＦ（固形分濃度：２０質量％）と無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ＭＡＰＰ、東洋紡績（株）製：商品名「トーヨータックＰＭＡ Ｈ１０００Ｐ」、酸含有量５．７質量％、メルトフローレート：１１０ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ））、及び高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ、住友精化（株）製：商品名「フロービーズＨＥ３０４０」、融点：１３０℃、平均粒子径１１μｍ）をミキサーにて１分間攪拌した。
【０１３２】
配合後の固形分の含有割合は下記の通りである。
【０１３３】
ＡＳＡ変性ＣＮＦ：１７．６質量％（ＣＮＦ由来（１０質量％）＋ＡＳＡ由来部分（７．６質量％））
樹脂：８２．４質量％（ＭＡＰＰ：（４．３質量％）＋ＨＤＰＥ（７８．１質量％））。
【０１３４】
得られた樹脂組成物を（株）テクノベル製の二軸混練機（ＫＺＷ、スクリュー径：１５ｍｍ、Ｌ／Ｄ：４５、スクリュー回転数：２００ｒｐｍ、せき止め構造：０個、処理速度２００ｇ／時）にて９８℃で２パスし脱水と混合を行った。次いで、上記の混合物を１４０℃で１パスさせ、得られた溶融混練物をペレタイザー（（株）テクノベル製）を用いてペレット化した後、射出成型機（ＮＰＸ７−１Ｆ、日精樹脂（株）製）に投入し、ダンベル型の試験片（厚さ１ｍｍ）を得た。なお、加熱筒（シリンダー）温度は１６０℃、金型温度は４０℃の条件下で成形を行った。
【０１３５】
得られたダンベル試験片の引張り試験をインストロン３３６５型万能試験機（インストロンジャパンリミテッド製）を用いて測定した。測定結果を表１に示す。
【０１３６】
・実施例２
実施例１において、炭酸カリウムの量を２倍モル量とした以外は、実施例１と同様に行い、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、及びそれを含む成形物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦのＤＳは０．４４であった。成形物の各成分の配合量、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１３７】
・実施例３
実施例１において炭酸カリウムの量を２倍モル量とし、＜ＡＳＡ変性ＣＮＦの調製＞において、７１℃で1時間反応させた以外は、実施例１と同様の方法によりＡＳＡ変性ＣＮＦの調製を行い、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、及びそれを含む成形物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦのＤＳは０．７７であった。成形物の各成分の配合量、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１３８】
・実施例４〜５
実施例１において、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、及び樹脂（ＭＡＰＰ、ＨＤＰＥ）以外に、更に炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製、試薬１級グレード、粒子径６μｍ）を表１に示す含有割合で添加した。それ以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１３９】
尚、炭酸カルシウムの粒子径は蒸留水で１ｗｔ％に分散させた後、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置（（株）堀場製作所製の「ＬＡ９５０Ｖ」）にて測定した。得られたデータの内、メジアン径を「粒子径」として記載した。
【０１４０】
・比較例１
実施例１において、樹脂（ＨＤＰＥ（住友精化（株）製：商品名「フロービーズＨＥ３０４０」））のみを用いた以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４１】
・比較例２及び３
実施例１において、樹脂（ＨＤＰＥ（住友精化（株）製：商品名「フロービーズＨＥ３０４０」））、及び炭酸カルシウムを表１に示す含有割合で添加した以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４２】
・比較例４
実施例１において得られたＣＮＦを、固形分濃度２０質量％まで濃縮した後、ＡＳＡ変性を行わず、そのまま樹脂（ＭＡＰＰ及びＨＤＰＥ）と複合化した以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４３】
・比較例５
実施例１と同様にしてＣＮＦの水懸濁液（０．７５質量％）を得た。
【０１４４】
この懸濁液５０００ｇ（固形分３７．５ｇ）にＴ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）を７４．５ｇ加え、１時間攪拌した後、ブフナー漏斗を用いて吸引濾過した。得られた含水のＡＳＡ吸着ＣＮＦを０．５ｇサンプリングし、上記と同様に洗浄した後にＤＳを測定したところ、全く反応していなかった。
【０１４５】
残りの含水のＡＳＡ吸着ＣＮＦ（ＣＮＦ：１０質量％、吸着したＡＳＡ：４質量％）とＭＡＰＰ及びＨＤＰＥを表１に記載した配合で混合した以外は表１と同様にして成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
＜貯蔵弾性率及び損失弾性率測定＞
直径３ｃｍ、厚さ１．５ｍｍの孔のあいた金型に実施例２、比較例１、及び比較例４で得られたペレット約１ｇを入れ、（株）神藤金属工業製の卓上型テストプレスＡ ＹＳＲ−５ＨＣ型で１４０℃／５分間加熱・プレスすることにより直径３ｃｍ、厚さ１．５ｍｍの円盤状の成形体を得た。
【０１４８】
得られた円盤状の成形体をティー・エイ・インスツルメント・ジャパン（株）製の動的粘弾性測定装置 「ＡＲ−Ｇ２」にセットし円盤状の成形体の貯蔵弾性率（Ｇ’）及び損失弾性率（Ｇ”）を窒素雰囲気下で測定した。
測定条件
・測定方法：２ｃｍパラレルプレート
・測定範囲：０．０１〜１００Ｈｚ
・測定ひずみ：０．１％
・測定温度：１４０℃
図１に周波数に対する貯蔵弾性率（Ｇ’）をプロットしたグラフを示し、図２に周波数に対する損失弾性率（Ｇ”）をプロットしたグラフを示す。
【０１４９】
＜考察＞
表１から分かるように、ＡＳＡ変性ＣＮＦを樹脂組成物に配合することで得られた成形物の引張り強度は、樹脂単独、及び未変性のＣＮＦを配合した樹脂と比較し、強度、及び弾性率のいずれも大幅に向上した。更に、図１、及び図２から分かるように、樹脂に未変性ＣＮＦを配合するだけでも、低周波域での貯蔵弾性率、損失弾性率が向上しているが、その効果はＡＳＡ変性したＣＮＦを配合することにより更に向上したことが分かる。これらのことからＣＮＦをＡＳＡ変性することにより、ＡＳＡ変性ＣＮＦの樹脂中での分散性や樹脂とＡＳＡ変性ＣＮＦの界面が補強されている為、成形材料の力学物性が向上したものと思われる。
【０１５０】
また、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、樹脂（ＭＡＰＰ、ＨＤＰＥ）に、更に炭酸カルシウムを加えた成形材料も、強度、及び弾性率が向上した。
【０１５１】
一方、樹脂に炭酸カルシウムのみを併用した場合、樹脂単独と比較し、強度、及び弾性率が共に低下した。更に、炭酸カルシウムの配合量を２．２質量％、４．３質量％と増加しても強度、弾性率が向上していないことから、単に炭酸カルシウムを配合した効果が出ているわけではなく、ＡＳＡ変性ＣＮＦと炭酸カルシウムとの間で何らかの相互作用が働いているものと推察される。
【０１５２】
更に比較例５より、ＡＳＡを吸着したＣＮＦと樹脂を混合して得た成形体は強度、弾性率共に向上していない。このことからＡＳＡはＣＮＦに単に吸着するだけでは不十分で、ＡＳＡはＣＮＦと共有結合していることが好ましいことが分かる。
【０１５３】
・実施例６
実施例１で得られたＮＢＫＰ（リファイナー処理、固形分濃度：２０質量％）をミキサー（（株）愛工舎製作所製「ケンミックスＫＭ−８００」）で粗粉砕（処理時間１時間）し、そぼろ状とした後に二軸混練機（（株）テクノベル製のＫＺＷ）に入れ、解繊処理によりＣＮＦを得た。二軸混練機による解繊条件は、以下の通りである。
【０１５４】
［解繊条件］
スクリュー直径：１５ｍｍ
スクリュー回転数：４００ｒｐｍ（スクリュー周速：１８．８ｍ/分）
解繊時間：１５０ｇのパルプを５００ｇ／ｈｒ〜６００ｇ／ｈｒの処理条件で解繊した。原料を投入してからＣＮＦが得られる迄の時間は１５分間であった。
【０１５５】
Ｌ／Ｄ：４５
解繊処理に供した回数：１回（１パス）
せき止め構造：２個。
【０１５６】
得られたＣＮＦを１ｇサンプリングし、実施例１と同様にして溶媒置換し、得られた凍結乾燥後のＣＮＦを、窒素ガス吸着法（日本ベル（株）製）により比表面積を測定したところ７０ｍ２／ｇであった。
【０１５７】
残りの二軸混練機で解繊して得たＣＮＦに、エタノールを加え１質量％とした後、吸引濾過した。これを３回繰り返した後、エタノールを含む湿潤ＣＮＦ（ＣＮＦ濃度：３０質量％）を金属バット上に厚さ０．５〜１ｃｍ程度となるように広げ、減圧乾燥機（ＹＡＭＡＴＯ社製「ＡＤＰ３００」）に入れ、２４時間減圧乾燥（温度１０５℃、真空度：０．１ｋＰａ以下）し、二軸解繊ＣＮＦの乾燥物を得た。
【０１５８】
＜ＡＳＡ変性ＣＮＦの調製＞
二軸解繊ＣＮＦの乾燥物５ｇをＮ−メチルピロリドンに分散させ、固形分濃度が２質量％のスラリーとした。このスラリーを攪拌装置のついた５００ｍｌフラスコに移し、Ｔ−ＮＳ１３６（無水コハク酸以外の炭素数が８のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）１９．４ｇ、触媒としてピリジンを１４．６ｇ加え、１２０℃で２時間加熱攪拌した後、冷却、洗浄しＡＳＡ変性ＣＮＦを得た
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを実施例１と同様にして凍結乾燥し、ＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥物を得た。
【０１５９】
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥物、及び樹脂の含有割合を表２に示す割合で混合した後、小型二軸混練機（（株）テクノベル製「ＵＬＴｎａｎｏ１５ＴＷ」）で１４０℃、５分間混練・循環させた。混練・循環後、弁を開放し樹脂を取りだし、細かく裁断してペレット化した。
【０１６０】
小型二軸混練機へのサンプル投入は１回で最大２０ｇ程度であるため、この操作を３回繰り返して合計で約５０ｇの樹脂組成物を得た。この組成物を実施例１と同様にして成形を行い、引張り試験を行った。引張り試験結果を表２に示す。
【０１６１】
・実施例７〜８
実施例６のＴ−ＮＳ１３６（無水コハク酸以外の炭素数が８のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）をＴ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）、又はＴ−ＮＳ１４６（無水コハク酸以外の炭素数が１８のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）とし、表２に示すＤＳとなるまで反応時間を延ばした以外は、実施例６と同様にしてＡＳＡ変性ＣＮＦを得た。それ以降の操作は実施例６と同様に行い、鎖長の異なるＡＳＡ変性ＣＮＦを配合した樹脂組成物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦのＤＳ、各成分の配合量、成形体の引張り強度結果を表２に示す。
【０１６２】
・実施例９
実施例１で調製したＮＢＫＰ（リファイナー処理、固形分：濃度２０質量％）をエタノールに分散させて２質量％、１８００ｇ（固形分３６ｇ）スラリーとした後、吸引ろ過をした。これを３回、アセトンへの分散を３回繰り返し、溶媒置換をした。得られたアセトンを含有するＮＢＫＰをＮＭＰに分散させＮＢＫＰの固形分濃度が３質量％のスラリー１２００ｇを得た。
【０１６３】
次いで、Ｔ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）を２１５．８ｇ、ＤＭＡＰを１．４ｇ、炭酸カリウムを３０．７ｇ加え、７０℃で５時間反応させた。反応後、アセトン、エタノール、酢酸水、水で順次洗浄し、含水のＡＳＡ変性ＣＮＦを得た。ＤＳを測定した結果、０．２９であった。
【０１６４】
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦに蒸留水を加え、総量を４，８００ｇとした後、実施例１と同様にしてビーズミル処理を行った。
【０１６５】
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを実施例６と同様に凍結乾燥、及び樹脂との複合化を行い、ＡＳＡ変性ＣＮＦを配合した樹脂組成物を得た。各成分の配合量、成形体の引張り強度結果を表２に示す。
【０１６６】
・比較例６
実施例６で記載したＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥方法と同様にして、実施例６で調製した二軸解繊ＣＮＦの凍結乾燥物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥物の代わりに上記で調製した未変性の二軸解繊ＣＮＦの凍結乾燥物を用いた以外は、実施例６と同様にして樹脂組成物を得た。樹脂組成物を用いて作製した成形物の引張り強度を表２に示す。
【０１６７】
【表２】
【０１６８】
＜考察＞
鎖長の異なるＡＳＡを用いて調製したＡＳＡ変性ＣＮＦを用いた場合でも、樹脂中での植物繊維の分散性や界面親和性が向上したため、樹脂組成物の力学物性が向上したと思われる。使用する樹脂や用途に応じて最適な置換度やＡＳＡを任意に設定することが可能である。
【０１６９】
・実施例１０〜１３
実施例４においてＤＳが０．５６となるまで反応を進行させて得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを用いると共に、樹脂に加え、炭酸カルシウムの代わりに硫酸マグネシウム（和光純薬（株）製、試薬特級）、硫酸バリウム（和光純薬（株）製、試薬１級、粒子径：２．１μｍ）、炭酸バリウム（和光純薬（株）製、試薬、粒子径：０．２４μｍ）、又は炭酸カリウム（和光純薬（株）製、試薬特級）を用いた以外は、実施例４と同様に行い成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表３に示す。尚、無機塩の粒子径は実施例４と同様にして測定した。
【０１７０】
なお、得られた成形物の外観は硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウムを用いた場合は無機塩を用いない場合（例えば、実施例１）や炭酸カルシウムを用いた場合（例えば実施例５）、樹脂のみ（例えば、比較例１、３）と同様に白〜淡黄色であったが、炭酸カリウムを用いた場合のみ濃褐色であった。
【０１７１】
・比較例７
実施例１で製造したビーズミル解繊ＣＮＦの含水物を実施例９と同様の方法で溶媒置換を行った。この溶媒置換物を無水酢酸の量を調整した以外は文献（Cellulose 9: 361-367, 2002）に記載の方法に従ってアセチル化変性ＣＮＦを得た。得られたアセチル化変性ＣＮＦのＤＳは０.３９であった。
【０１７２】
ＡＳＡ変性ＣＮＦの代わりに、上記で得たアセチル化変性ＣＮＦを用い、アセチル化変性ＣＮＦと樹脂を表３に記載の配合量とした以外は、実施例１と同様の方法によりアセチル化変性ＣＮＦを含む成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表３に示す。
【０１７３】
【表３】
【０１７４】
＜考察＞
変性ＣＮＦに硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カリウムを用いた場合は無機塩として炭酸カルシウムを用いた場合と同様に高強度、高弾性率の成形体が得られた。無機塩として炭酸カルシウムを用いた場合と同様に変性ＣＮＦのカルボキシル基との相互作用がその一因であると思われる。弾性率向上効果としては炭酸カリウムが優れていたが、強度や外観の点で他の無機物よりは劣る。用途や成形条件等に応じてこれらの無機塩を使い分けることにより所望の成形材料、成形体を得る事が出来る。
【０１７５】
また、セルロース系繊維の疎水化方法として公知なアセチル化した場合では成形体の強度、弾性率の向上は認められていない。単に疎水化するだけでは成形体の強度、弾性率が向上しないことが分かる。このことからもＣＮＦをＡＳＡ変性することにより樹脂との親和性が向上していると推測される。
【０１７６】
・実施例１４
実施例１においてＤＳが０．５６となるまで反応を進行させて得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを４２．４質量％用いると共に、このＡＳＡ変性ＣＮＦと樹脂の配合を表４に示す含有割合とした以外は、実施例１と同様の方法により、成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表４に示す。
【０１７７】
なお、ＡＳＡ変性ＣＮＦ中のＣＮＦ由来の成分比は２０質量％であり比較例８と同様である。
【０１７８】
・比較例８
未変性のＣＮＦ、及び樹脂の配合を表４に記載の通りとした以外は、比較例４と同様に行い成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表４に示す。
【０１７９】
【表４】
【０１８０】
＜考察＞
実施例１４と比較例８はいずれもＣＮＦ純分は同じ２０質量％であるが、実施例１４は比較例８よりも強度、弾性率ともに優れていた。ミクロフィブリル化植物繊維をＡＳＡ変性することにより樹脂との界面が補強されることや樹脂中での分散性が改善された為と思われる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性されたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物、及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂の強度等の物性を向上させるため、充填剤を用いて樹脂を強化することが知られている。例えば、セルロース繊維をミクロフィブリル化して、繊維径がナノオーダーにまで微細化されたミクロフィブリル化植物繊維（ナノファイバー）等を充填剤とし、当該ナノファイバーを樹脂中に配合させることによって得られる成形材料は、質量が軽く、かつ高強度であるという点から、非常に有用である。
【０００３】
しかしながら、ミクロフィブリル化植物繊維は非常に凝集力が強く、一般的に樹脂との相溶性が悪いため、ミクロフィブリル化繊維が均一に分散した均一な樹脂成形材料を得ることが困難である。そのため、得られる成形材料は、機械的強度が十分に発揮できないという問題があった。このような課題に対して、ミクロフィブリル化植物繊維の表面を、化学修飾剤等によって変性処理し、樹脂中での分散性を向上させようとする試みがなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、化学的に修飾されたセルロース繊維の集合体に、マトリクス材料を含浸させてなる複合材料について開示されている。このような化学修飾剤によって修飾されたセルロース繊維とマトリクス材料とを複合化させる方法（シート含浸法）によって、高品質の透明基板を得ることを目的としている。しかしながら、特許文献１ではシート含浸法である為に、樹脂が液状である必要があり、通常固体であるオレフィン系樹脂との複合化に用いることは難しい。また、セルロース繊維の解繊度を上げるほどち密なシートが出来やすく、内部まで樹脂を均一に含浸することが困難な為、シート内部、表面で樹脂濃度にバラツキが生じやすい。この為、機械的強度が十分に得られないという問題があった。
【０００５】
特許文献２では、無水酢酸、無水酪酸、塩化アセチル、塩化ブチリル、酢酸等の有機化合物によって表面の水酸基がエステル化されたセルロースミクロフィブリルについて開示されている。また特許文献２では、該セルロースミクロフィブリルを有機溶媒に溶解した後、有機溶媒に溶解した樹脂と混合後、溶媒を除去することによって、複合材料を形成させることが記載されている。このような方法によって複合材料を得る場合、セルロースミクロフィブリルを、有機溶媒に十分に溶解させる必要がある。セルロース繊維を有機溶媒に溶解させるためには、セルロースミクロフィブリルの疎水変性を十分に行う必要がある。このような疎水変性は、セルロース繊維のＩ型結晶の破壊を招き、高強度の複合材料を製造することが困難であった。
【０００６】
特許文献３では、イオン性液体と有機溶媒の混合溶媒中で無水酢酸、無水マレイン酸、無水コハク酸等の酸無水物によって変性されたセルロースナノファイバーとポリ乳酸をラボミルで混練後、プレス成形することによって成形材料を得る旨開示されている。このような変性セルロースナノファイバーは、ポリ乳酸のような親水性の高い樹脂では適用が可能であるが、ポリオレフィン系樹脂等の疎水性の高い樹脂の場合では、均一に混合することが困難であった。
【０００７】
また特許文献４では、セルロースの水酸基の一部に無水マレイン酸や、無水コハク酸等の多塩基酸無水物によりエステル化し、カルボキシル基を導入した後、高圧ホモジナイザー処理、ニーダー、多軸押出し機等による微細繊維化処理によりナノ繊維を得る方法、及びそのナノ繊維と樹脂からなる複合材料について開示されている。該ナノ繊維は、ミクロフィブリル表面に導入された負の電荷を有するカルボキシル基の存在によりミクロフィブリル間の反発力を誘引し、分散体中での安定な分散が可能となっている。しかしながら、オレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂中では十分な分散性が得られず、機械的強度において未だ改善の余地がある。
【０００８】
更に特許文献５では、疎水化されたセルロース系繊維と、合成樹脂とを含有する樹脂組成物について開示されており、疎水化されたセルロース系繊維を調製するために、実際の実施例では、アルキルケテンダイマーのような疎水化剤がクラフトパルプの高圧ホモジナイザー処理物１００ｇに対して０．０１ｇ（１００ｐｐｍ）用いられている。また、同実施例では濃度約０．５％のクラフトパルプ水分散物にアルキルケテンダイマーを添加しているため、添加したアルキルケテンダイマーの一部が加水分解してケトンになる副反応が起こる。そのため、実際にセルロースと共有結合しているアルキルケテンダイマーは１００ｐｐｍよりかなり少ないと思われる。また、セルロース系繊維の解繊度が高い場合、この量では解繊されたセルロース表面を疎水化できるほどに覆うことが出来ず、結果としてオレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂中では十分な分散性が得られず、機械的強度において未だ改善の余地がある。
【０００９】
このように、ミクロフィブリル化植物繊維を含む成形材料において、樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のような疎水性の高い樹脂を用いた場合、ミクロフィブリル化植物繊維の分散性が悪く、更なる機械的強度を得ることが非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−５１２６６号公報
【特許文献２】特開平１１−５１３４２５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０４７６８号公報
【特許文献４】特開２００９−２９３１６７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１０６２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、オレフィン系樹脂のような疎水性の高い樹脂を用いたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物において、樹脂組成物内でのミクロフィブリル化植物繊維の分散性が良好で、得られる成形材料においては機械的強度を向上させることのできる、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性されたミクロフィブリル化植物繊維を含む樹脂組成物及びその製造方法、並びに該樹脂組成物を用いた成形材料、及び成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化することによって得られる変性ミクロフィブリル化植物繊維をオレフィン系樹脂に混合させることによって、変性ミクロフィブリル化植物繊維の分散性を向上させ、更には、得られる成形材料の機械的強度を向上することができることを見出した。
【００１３】
本発明はこのような知見に基づき、更に鋭意検討を重ねて完成した発明である。すなわち、本発明は下記項に示す樹脂組成物、及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体を提供する。
【００１４】
項１．アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び
熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物であって、
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．０５〜２．０である樹脂組成物。
【００１５】
項２．アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、
熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び
無機塩（Ｃ）を含有する樹脂組成物。
【００１６】
項３．変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．１〜２．０である項１〜２の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００１７】
項４．変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して、１〜８０質量部である項１〜３の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００１８】
項５．無機塩（Ｃ）が、第２族の金属からなる塩である項２〜４の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００１９】
項６．無機塩（Ｃ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して０．１〜２０質量部である項２〜５の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【００２０】
項７．（１ａ）植物繊維を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、及び
（２ａ）工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維を触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、又は
（１ｂ）植物繊維を、触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性植物繊維を得る工程、及び
（２ｂ）工程（１ｂ）によって得られた変性植物繊維を解繊し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、
並びに
（３）工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
【００２１】
項８．工程（３）が、工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び無機塩（Ｃ）を混合する工程である項７に記載の樹脂組成物の製造方法。
【００２２】
項９．工程（２ａ）又は工程（１ｂ）におけるエステル化が、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しない有機溶媒よりなる少なくとも１種の溶媒の存在下で行われる項７又は８に記載の樹脂組成物の製造方法。
【００２３】
項１０．工程（１ａ）又は工程（２ｂ）における解繊が、ボールミル、ビーズミル、ブレンダー、グラインダー、リファイナー、高圧衝突分散機、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、一軸又は多軸混錬機からなる群より選ばれる少なくとも１種による機械的解繊である項７〜９の何れか１項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【００２４】
項１１．項７〜１０の何れか１項に記載の製造方法で得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維。
【００２５】
項１２．項１〜６の何れか１項に記載の樹脂組成物を用いた成形材料。
【００２６】
項１３．項７〜１０の何れか１項で製造された樹脂組成物を用いた成形材料。
【００２７】
項１４．項１２又は１３に記載の成形材料を成形してなる成形体。
【００２８】
以下、本願発明の樹脂組成物、及びその製造方法、並びに当該樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体について、詳述する。
【００２９】
＜樹脂組成物＞
本発明は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物に関する。
【００３０】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の原料として用いられる植物繊維を含有する材料（植物繊維含有材料）としては、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、綿、ビート、農産物残廃物、布といった天然植物繊維原料から得られるパルプ、レーヨンやセロファン等の再生セルロース繊維等が挙げられる。特に、パルプが好ましい原材料として挙げられる。
【００３１】
前記パルプとしては、植物原料を化学的、若しくは機械的に、又は両者を併用してパルプ化することで得られるケミカルパルプ（クラフトパルプ（ＫＰ）、亜硫酸パルプ（ＳＰ））、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、ケミメカニカルパルプ（ＣＭＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナーメカニカルパルプ（ＲＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、及びこれらの植物繊維を主成分とする脱墨古紙パルプ、段ボール古紙パルプ、雑誌古紙パルプが好ましいものとして挙げられる。これらの原材料は、必要に応じ、脱リグニン、又は漂白を行い、当該植物繊維中のリグニン量を調整することができる。
【００３２】
これらのパルプの中でも、繊維の強度が強い針葉樹由来の各種クラフトパルプ（針葉樹未漂白クラフトパルプ（以下、ＮＵＫＰということがある）、針葉樹酸素晒し未漂白クラフトパルプ（以下、ＮＯＫＰということがある）、針葉樹漂白クラフトパルプ（以下、ＮＢＫＰということがある））が特に好ましい。
【００３３】
原料となる植物繊維は主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンから構成される。植物繊維含有材料中のリグニン含有量は、通常０〜４０質量％程度、好ましくは０〜１０質量％程度である。リグニン含有量の測定は、Ｋｌａｓｏｎ法により測定することができる。
【００３４】
植物の細胞壁の中では、幅４ｎｍ程のセルロースミクロフィブリル（シングルセルロースナノファイバー）が最小単位として存在する。これが、植物の基本骨格物質(基本エレメント)である。そして、このセルロースミクロフィブリルが集まって、植物の骨格を形成している。本発明において、「ミクロフィブリル化植物繊維」とは、植物繊維を含む材料（例えば、木材パルプ等）をその繊維をナノサイズレベルまで解きほぐしたものである。
【００３５】
本発明の変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）は、ミクロフィブリル化植物繊維の水酸基とアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸とが反応してエステル結合している。ここで、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸は水酸基との反応によりアルキル、若しくはアルケニルコハク酸のハーフエステルとなるため、変性ミクロフィブリル化植物繊維にはカルボン酸基も導入される。
【００３６】
アルケニル無水コハク酸としては、より具体的には、炭素数４〜３０のオレフィン由来の骨格と無水マレイン酸骨格を持つ化合物が例示される。具体的にはオクチル無水コハク酸、ドデシル無水コハク酸、ヘキサデシル無水コハク酸、オクタデシル無水コハク酸等のアルキル無水コハク酸、ペンテニル無水コハク酸、ヘキセニル無水コハク酸、オクテニル無水コハク酸、デセニル無水コハク酸、ウンデセニル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、トリデセニル無水コハク酸、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物等が例示され、これらは１種類単独でも用いることが出来るし、疎水性や耐水性等の性状を制御することができるという観点から２種類以上を併用して用いても良い。
【００３７】
また、アルキル無水コハク酸としては前記のアルケニル無水コハク酸の不飽和結合に水素を付加して得た水添物が例示される。
【００３８】
前記アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸による変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の製造法としては、後述する＜樹脂組成物の製造方法＞の、＜製造方法（Ｉ）＞又は＜製造方法（ＩＩ）＞によって製造されることが好ましい。
【００３９】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度（ＤＳ）は、親水性の高いミクロフィブリル化植物繊維を樹脂中に均一に分散させたり、ミクロフィブリル化植物繊維の耐水性を向上させる点から、０．０５〜２．０程度が好ましく、０．１〜２．０程度がより好ましく、０．１〜０．８程度が更に好ましい。
【００４０】
なお、ＤＳは、洗浄により原料として用いたアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸や、それらの加水分解物等の副生成物を除去した後、重量増加率、元素分析、中和滴定法、ＦＴ−ＩＲ、１Ｈ−ＮＭＲ等の各種分析方法により分析することができる。
【００４１】
熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、オレフィン系樹脂等が挙げられ、オレフィン系樹脂としては、密度の異なる各種ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ナイロン樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、トリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース等のセルロース系樹脂等が挙げられる。
【００４２】
また、上記に加え、相溶化剤として上記の熱可塑性樹脂に無水マレイン酸やエポキシ等を付加し極性基を導入した樹脂、例えば無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂、市販の各種相溶化剤を併用しても良い。
【００４３】
これらの熱可塑性樹脂は、単独で使用してもよく、２種以上の混合樹脂として用いてもよい。また、２種以上の混合樹脂として用いる場合には、無水マレイン酸変性樹脂とその他のポリオレフィン系樹脂を組み合わせた混合樹脂が、高い強度の成形物を比較的得られやすい点において好ましい。
【００４４】
無水マレイン酸変性樹脂とその他のポリオレフィン系樹脂を組み合わせた混合樹脂を用いる場合、無水マレイン酸変性樹脂の含有割合としては、熱可塑性樹脂（Ｂ）合計中、１〜４０質量％程度が好ましく、１〜２０質量％程度がより好ましい。混合樹脂として用いる場合の具体例としては、より具体的には、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン樹脂、又はポリプロピレン樹脂、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂とポリエチレン樹脂、又はポリプロピレン樹脂が挙げられる。
【００４５】
樹脂組成物中の変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の配合量は目的に応じて異なるが、例えば樹脂組成物をそのまま成形し成形材料を作る場合、樹脂組成物樹脂１００質量部に対して、１〜８０質量部程度が好ましく、２〜７０質量部程度がより好ましく、５〜５０質量部程度が更に好ましい。変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の配合量が増えると得られた成形物の強度・弾性率が向上するので好ましいが、一方で樹脂の成形時の流動性が落ちる為、複雑な形状に成形するのが困難になる。
【００４６】
また、本発明は、前記アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）と、更に無機塩（Ｃ）を含有する樹脂組成物中にも関する。前記無機塩（Ｃ）を含有することにより、エステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）が無機粒子と相互作用し、樹脂組成物の強度、弾性率等が向上するという効果が得られる。
【００４７】
無機塩（Ｃ）としては、第１族、又は第２族の金属からなる塩が挙げられ、具体的には、第１族、又は２族の金属からなる酢酸塩、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、等が挙げられる。第１族の金属としてはナトリウム、カリウムが挙げられ、第２族の金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられ、より具体的には、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。無機塩の粒子径は目的に応じて任意に選択することが出来るが、一般的には小さい方が好ましい。これらの中で、炭酸塩が弾性率向上効果が優れるとの点で好ましく、比較的表面積の大きな粒子径／結晶径の粉体が容易に得られることや変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）との相互作用しやすいこと、また、得られた成形体の着色が少ないという観点から炭酸カルシウムや炭酸バリウムが更に好ましい。
【００４８】
無機塩（Ｃ）の含有量は、樹脂組成物１００質量部に対して、０．１〜２０質量部であり、０．５〜２０質量部程度が好ましく、１〜１０質量部程度がより好ましく、１〜１０質量部程度が更に好ましい。無機塩（Ｃ）の含有量を０．１質量部以上に設定することにより、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）との相互作用により、成形体の力学物性を向上させることが出来る。また、無機塩（Ｃ）の含有量を２０質量部以下に設定することにより、樹脂、及び変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の相対量が少なくならず、強度、弾性率等の力学物性が低下や、成形性の悪化を防ぐことができる。
【００４９】
樹脂組成物中に、無機塩（Ｃ）を含む場合の変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）としては、通常、ＤＳが０．０５〜２．０程度が好ましく、０．１〜２．０程度がより好ましく、０．１〜０．８程度が更に好ましい。
【００５０】
また本発明の樹脂組成物は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸以外にも、任意の添加剤を含有してもよい。
【００５１】
例えば、相溶化剤；界面活性剤；でんぷん類、アルギン酸等の多糖類；ゼラチン、ニカワ、カゼイン等の天然たんぱく質；タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物；着色剤；可塑剤；香料；顔料；流動調整剤；レベリング剤；導電剤；帯電防止剤；紫外線吸収剤；紫外線分散剤；消臭剤等の添加剤を配合してもよい。
【００５２】
任意の添加剤の含有割合としては、本発明の効果が損なわれない範囲で適宜含有されてもよいが、例えば、樹脂組成物中０．０１〜１０質量％程度が好ましく、１〜５質量％程度がより好ましい。
【００５３】
＜樹脂組成物の製造方法＞
樹脂組成物は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程により製造される。
【００５４】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を製造する方法としては、
（１ａ）植物繊維を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、及び（２ａ）工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る工程、及び（３）工程（２ａ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程（以下、製造方法（Ｉ）ともいう）、又は
（１ｂ）植物繊維を、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性植物繊維を得る工程、及び（２ｂ）工程（１ｂ）によって得られた変性植物繊維を解繊し、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る工程、
並びに（３）工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程（以下、製造方法（ＩＩ）ともいう）が挙げられる。
【００５５】
＜製造方法（Ｉ）＞
製造方法（Ｉ）における工程（１ａ）に用いられる変性ミクロフィブリル化植物繊維の原料として用いられる植物繊維を含有する材料（植物繊維含有材料）としては、前記で挙げられたものを用いることが好ましい。
【００５６】
植物繊維を解繊する方法としては、公知の方法が採用でき、例えば、前記セルロース繊維含有材料の水懸濁液、スラリーをリファイナー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、一軸又は多軸混練機、ビーズミル等により機械的に摩砕、ないし叩解することにより解繊する方法が使用できる。必要に応じて、上記の解繊方法を組み合わせて処理してもよい。
【００５７】
多軸混練機を用いた場合、入手のしやすさ等の観点から、二軸混練機が好ましい。
【００５８】
一軸又は多軸混練機を用いる場合、スクリューの周速の下限値は、通常４５ｍ/分程度である。スクリューの周速の下限値は６０ｍ/分程度が好ましく、９０ｍ/分程度が特に好ましい。また、スクリューの周速の上限値は通常２００ｍ/分程度である。スクリューの周速の上限値は１５０ｍ/分程度が好ましく、１００ｍ/分程度が特に好ましい。
【００５９】
本発明において使用される混練機のＬ／Ｄ（スクリュー径Ｄと混練部の長さＬの比）は、通常１５〜６０程度、好ましくは３０〜６０程度である。
【００６０】
一軸又は多軸混練機による解繊時間は、セルロース繊維含有材料の種類、前記混練機のＬ／Ｄ等によっても異なるが、前記のＬ／Ｄの範囲内であれば、通常３０〜６０分程度、好ましくは３０〜４５分程度である。
【００６１】
混練機による解繊に供する回数（パス）は、目的とするミクロフィブリル化植物繊維の繊維径、繊維長、また、前記混練機のＬ／Ｄ等によっても変化するが、通常１〜８回程度、好ましくは１〜４回程度である。パルプを前記混練機による解繊に供する回数（パス）があまりに多くなりすぎると、解繊はより進行するものの、同時に発熱も生じる為、セルロースが着色したり、熱ダメージ（シート強度の低下）につながる。
【００６２】
混練機には、スクリューの存在する混練部は１カ所であってもよいし、２カ所以上存在してもよい。
【００６３】
また、混練部が２カ所以上存在する場合、各混練部の間に１個又は２個以上のせき止め構造（返し）を有していてもよい。なお、本発明においては、スクリューの周速が４５ｍ/分以上と従来のスクリューの周速よりもかなり大きいので、混練機への負荷を軽減する為には、せき止め構造を有しない方がより好ましい。
【００６４】
二軸混練機を構成する二本のスクリューの回転方向は異方向、同方向のどちらでもよい。また、二軸混練機を構成する二本のスクリューの噛み合いは、完全噛み合い型、不完全噛み合い型、非噛み合い型があるが、本発明の解繊に用いるものとしては、完全噛み合い型が好ましい。
【００６５】
スクリュー長さとスクリュー直径の比（スクリュー長さ／スクリュー直径）は２０〜１５０程度であればよい。具体的な二軸混練機としては、（株）テクノベル製「ＫＺＷ」、「ＷＤＲ」、「ＭＦＵ」、日本製鋼所製「ＴＥＸ」、東芝機械社製「ＴＥＭ」、コペリオン社製「ＺＳＫ」（株）神戸製鋼所「ＬＣＭ」等を用いることができる。
【００６６】
一軸又は多軸混練機による解繊処理は、植物繊維と分散媒を用いて、懸濁液とし、該懸濁液を解繊することによって行われる。
【００６７】
懸濁液を調製する際に用いられる分散媒としては、水を必須成分とするが、その他の任意成分を含む混合分散媒としてもよい。任意成分として含まれる水以外の分散媒としては、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール等の炭素数１〜４のアルコール等が挙げられる。
【００６８】
一軸又は多軸混練機による解繊処理における植物繊維と分散媒の混合によって得られる懸濁液中の植物繊維の固形分濃度としては、通常１０〜７０質量％程度、好ましくは２０〜５０質量％程度である。植物繊維の固形分濃度を１０質量％以上とすることにより、植物繊維を均一に解繊することができ、また、植物繊維の固形分濃度を７０質量％以上とすると二軸解繊時にパルプが混練機内で詰まったり、過度なトルクが二軸にかかり二軸混練機の動作が不安定となる為、生産性、及び得られたミクロフィブリル化植物繊維の性状の両面から好ましくない。
【００６９】
また、一軸又は多軸混練機による解繊時の温度には特別の制約はないが、通常０〜１００℃で行うことが可能であり、特に好ましい温度は０〜５０℃である。
【００７０】
また、植物繊維をグラインダーにより解繊する場合には、グラインダーは通常上下２枚の砥石の間に植物繊維を含むスラリーが通過するときに発生するせん断力や衝撃力、遠心力により解繊が進行するが、植物繊維の濃度が高すぎると詰まってしまうことや薄すぎるとせん断をうけずにそのまま繊維が通ってしまう為、通常、植物繊維を分散媒で０．１〜５．０質量％、好ましくは０．１〜２％、更に好ましくは０．５〜１．５％程度へ希釈しスラリーとしてグラインダーへ投入し解繊処理を行う。解繊時の負荷によりスラリーの温度が上昇する。１パスで目的の解繊度のミクロフィブリル化植物繊維が得られない場合は繰り返してグラインダー処理を行うことにより目的の解繊度のミクロフィブリル化植物繊維を得ることが出来る。具体的には増幸産業（株）製「スーパーマスコロイダー」や（株）栗田機械製作所の「ピュアファインミル」等の市販の装置を利用することが出来る。
【００７１】
植物繊維をビーズミルによって解繊する方法としては、植物繊維と分散媒を用いて懸濁液とし、該懸濁液を解繊する方法が挙げられる。使用される分散媒としては、前記一軸又は多軸混練機による解繊処理に用いられる分散媒と同様のものが用いられる。
【００７２】
ビーズミルによる解繊処理において用いられる懸濁液中に含まれる植物繊維の固形分濃度としては、０．３〜２質量％程度が好ましく、０．５〜１．８質量％程度がより好ましく、０．７〜１．５質量％程度が更に好ましい。懸濁液中に含まれる植物繊維の含有割合を、０．３質量％以上に設定することで、ビーズ同士の衝突によるビーズの摩耗が抑制でき、生産性が向上させることができる。また、植物繊維の固形分濃度を２質量％以下に設定することで、粘度上昇が抑制でき、作業効率を向上させることができる。また、ビーズミルベッセル内での詰まり等を防止することができる。
【００７３】
工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維は、そのまま、工程（２ａ）のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるエステル化を行っても良いが、分散媒がアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しうる溶媒、例えば水、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、アンモニア水、エタノールアミン等のアミン系溶媒の場合、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸とミクロフィブリル化植物繊維との反応が不十分となる為、これらの分散媒を除去してから工程（２ａ）のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるエステル化をするのが好ましい。
【００７４】
分散媒の除去方法としてはこれらの溶媒が除去出来れば特に問わないが、ろ過、圧搾、スプレードライ、減圧留去、加熱留去、凍結乾燥等の公知の方法を用いることが出来る。
【００７５】
工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る（工程２ａ）。
【００７６】
工程（２ａ）で用いられるミクロフィブリル化植物繊維は、前記工程（１ａ）の解繊処理で用いられた分散媒を一部含んでいてもよく、固形分濃度が、０．１〜１００質量％程度、好ましくは０．５〜１００質量％程度のものが用いられる。ミクロフィブリル化植物繊維の固形分濃度を高くすることでアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるミクロフィブリル化植物繊維の変性効率が高くなるが、固形分濃度が高すぎると反応が不均一となったり、反応容器内でミクロフィブリル化植物繊維の凝集物が出来る為、好ましくない。通常、０．２質量％〜５０質量％、好ましくは０．４質量％〜４０質量％である。
【００７７】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸としては、前記で挙げられたものを用いることが好ましい。
【００７８】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によるミクロフィブリル化植物繊維をエステル化する際のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸の添加量は、ミクロフィブリル化植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．１〜２００モルである。ミクロフィブリル化植物繊維に対してアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を加え、反応時間、温度、触媒量等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。
【００７９】
また、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸は、ミクロフィブリル化植物繊維と全てエステル化させずに、一部未反応のまま残存していてもよい。
【００８０】
ミクロフィブリル化植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によりエステル化する際の反応温度としては、２０〜１６０℃程度が好ましく、４０〜１２０℃程度がより好ましく、６０〜１００℃程度が更に好ましい。温度が高い方が植物繊維の反応効率が高くなり好ましいが温度が高すぎると一部植物繊維の劣化が起こる為、上記の様な温度範囲とすることが好ましい。
【００８１】
エステル化反応は水中で行うことができるが、反応効率が非常に低くなる為、非水系溶媒中で行った方が好ましく、非水系溶媒はアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しない有機溶媒であることが好ましい。具体例としては、非水系溶媒としては塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化溶媒、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン系溶媒；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のエーテル類のジメチル、ジエチル化物等のエーテル系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等の非極性溶媒、又はこれらの混合溶媒である。また、これらから選ばれた２種以上の混合溶媒を使用してもよい。
【００８２】
なお、アルコール系溶媒、アミン系溶媒、エステル系溶媒等は、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応する有機溶媒である為、溶媒として含まないことが好ましい。
【００８３】
植物繊維、又はミクロフィブリル化植物繊維とアルキル若しくはアルケニル無水コハク酸とのエステル化反応は、触媒を用いなくても脱水を十分に行えば加熱することによりある程度は進行させることが出来るが、触媒を用いた方がより温和な条件で、かつ高効率でエステル化反応を進行させることが出来るという点でより好ましい。
【００８４】
エステル化反応において用いる触媒としては、塩酸、硫酸、酢酸等の酸類、アミン系触媒が挙げられる。酸触媒は通常、水溶液であり、酸触媒の添加によりエステル化に加え、ミクロフィブリル化植物繊維の酸加水分解が起こることがあるので、アルカリ触媒、又はアミン系触媒がより好ましい。アミン系触媒の具体例としては、ピリジン、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）等のピリジン系化合物、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジアザビシクロオクタン等の非環状、或いは環状三級アミン化合物、等が挙げられ、これらの中で、ピリジン、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、ジアザビシクロオクタンが、触媒活性が優れるという観点から好ましい。必要に応じて炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ化合物の粉末を触媒として使用しても良いし、アミン系化合物と併用して使用しても良い。
【００８５】
アミン系触媒の配合量は、基本的には触媒量であればよいが、例えばピリジンの様に液状のアミン化合物の場合は触媒兼溶媒として多めに使用しても構わない。使用量としては例えば、ミクロフィブリル化植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．００１〜１０モルである。ミクロフィブリル化植物繊維に対して触媒を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限の触媒を加え、反応時間、温度等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。反応後の触媒は洗浄、蒸留等により除去することが一般には好ましい。
【００８６】
アルケニル無水コハク酸によって変性された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のＤＳは、前記で挙げられた範囲であることが好ましい。
【００８７】
＜製造方法（ＩＩ）＞
製造方法（ＩＩ）で用いられる植物繊維としては、前記で用いられる植物繊維と同様のものが用いられる。
【００８８】
工程（１ｂ）において、植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化することによって、変性植物繊維が得られる。アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸としては、製造方法（Ｉ）における工程（２ａ）で用いられるアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と同様のものが用いられる。
【００８９】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸により植物繊維をエステル化する際のアルケニル無水コハク酸の添加量は、植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．１〜２００モルである。植物繊維に対してアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限のアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸を加え、反応時間、温度、触媒量等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。
【００９０】
植物繊維をエステル化する際の溶媒、及び用いられる触媒は、前記＜製造方法（Ｉ）＞と同様のものが用いられる。
【００９１】
アミン系触媒の配合量は、基本的には触媒量であればよいが、例えばピリジンの様に液状のアミン化合物の場合は触媒兼溶媒として多めに使用しても構わない。使用量としては例えば、植物繊維を構成するセルロースのグルコース単位１モルに対して通常、０．００１〜１０モルである。ミクロフィブリル化植物繊維に対して触媒を過剰に加えた後、所定のＤＳまで反応させた後、反応を停止させることも出来るし、必要最小限の触媒を加え、反応時間、温度、触媒量等を調製することで所定のＤＳまで反応させることも出来る。反応後の触媒は洗浄、蒸留等により除去することが一般には好ましい。
【００９２】
また、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸は、植物繊維と全てエステル化させずに、一部未反応のまま残存していてもよい。
【００９３】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によって変性された変性植物繊維のエステル置換度（ＤＳ）は、親水性の高いミクロフィブリル化植物繊維を樹脂中に均一に分散させたり、ミクロフィブリル化植物繊維の耐水性を向上させる等の観点から、０．０５〜２．０程度が好ましく、０．１〜２．０程度がより好ましく、０．１〜０．８程度が更に好ましい。
【００９４】
またＤＳは、前記で挙げられた測定方法と同様の方法によって、測定することができる。
【００９５】
植物繊維をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によりエステル化する際の反応温度としては、２０〜１６０℃程度が好ましく、４０〜１２０℃程度がより好ましく、６０〜１００℃程度が更に好ましい。温度が高い方が植物繊維の反応効率が高くなり好ましいが温度が高すぎると一部植物繊維の劣化が起こる為、上記の様な温度範囲とすることが好ましい。
【００９６】
ミクロフィブリル化植物繊維をアルケニル無水コハク酸によりエステル化する際の反応温度としては、２０〜１６０℃程度が好ましく、４０〜１２０℃程度がより好ましく、６０〜１００℃程度が更に好ましい。
【００９７】
前記工程（１ｂ）によって、得られた変性植物繊維は、工程（２ｂ）によって解繊され、変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）を得る。
【００９８】
解繊方法としては、前記製造方法（Ｉ）の工程（１ａ）によって行われる解繊方法と同様の方法で行われる。
【００９９】
＜変性ミクロフィブリル化植物繊維＞
前記製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維は、セルロースＩ型結晶を多く含む。セルロースI型結晶はX線回折における（１ −１ ０）格子面（２θ＝１４．６°）、（２ ０ ０）格子面（２θ＝１６．５°）のピークの存在からセルロースI型結晶の存在を確認することが出来る。セルロースI型結晶の割合が高い方が繊維の強度・弾性率が高いことから樹脂の補強材として好ましい。
【０１００】
セルロースＩ型結晶の含有割合としては、変性ミクロフィブリル化植物繊維中、２０質量％程度以上が好ましく、３０質量％程度以上がより好ましく、４０質量％程度以上が更に好ましい。
【０１０１】
また、変性ミクロフィブリル化植物繊維の比表面積としては、２０〜３００ｍ２／ｇ程度が好ましく、４０〜３００ｍ２／ｇ程度がより好ましく、１００〜２００ｍ２／ｇ程度が更に好ましい。変性ミクロフィブリル化植物繊維の比表面積を高くすることで樹脂組成物の強度向上効果が向上する為、好ましい。また、比表面積が極端に高いと疎水性の樹脂中での凝集も起こりやすくなり、目的とする高強度材料が得られないことがある。この為、変性ミクロフィブリル化植物繊維の比表面積は上記の範囲とすることが好ましい。
【０１０２】
変性ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径は、平均値が通常４〜８００ｎｍ程度、好ましくは２０〜５００ｎｍ程度、特に好ましくは１０〜４００ｎｍ程度である。
【０１０３】
なお、変性ミクロフィブリル化植物繊維の繊維径の平均値は、電子顕微鏡の視野内の変性ミクロフィブリル化植物繊維の少なくとも５０本以上について測定した時の平均値である。
【０１０４】
前記製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維は、余剰な分散媒を除去し、固形分濃度を０．１〜１００質量％程度としてもよく、また、完全に乾燥させ、粉末状にしてもよい。
【０１０５】
乾燥方法としては、凍結乾燥、減圧乾燥、加熱乾燥、静置乾燥、スプレードライ等が挙げられるが、これらの中で、得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維を凝集させずに乾燥できるという点において良好であるという観点から、凍結乾燥が好ましい。また、二軸混練機等で加熱攪拌しながら脱水・乾燥する方法は凍結乾燥法よりも変性ミクロフィブリル化植物繊維が凝集しやすく、成型材の強度・弾性率の点で変性ミクロフィブリル化植物繊維の凍結乾燥物を用いた場合よりも劣るとの欠点がある一方で、大量にかつ効率的に変性ミクロフィブリル化植物繊維の乾燥物を得られるという点で優れている。この様に、目的に応じてこれらの方法の何れか、或いは組み合わせて用いるのが好ましい。
【０１０６】
乾燥方法が凍結乾燥である場合、ミクロフィブリル化植物繊維の溶媒分散物を液体窒素、ドライアイス、氷、冷蔵庫等の冷却装置を用いて冷却させた後に減圧下で溶媒を昇華させることで凍結乾燥する。溶媒としては用いる冷媒、冷却装置で固体となる溶媒であれば公知の溶媒を使用することが出来るが具体的には水、ｔｅｒｔ−ブタノール等を用いることが出来る。
【０１０７】
この中でもミクロフィブリル化植物繊維の凝集を防ぐことができるという観点からｔｅｒｔ−ブタノールから凍結することが好ましい。また、用いるミクロフィブリル化植物繊維が含水物であった場合、そのまま凍結乾燥するのではなく、前処理としてエタノール、アセトン等により溶媒置換をした後にｔｅｒｔ−ブタノールに分散させ凍結乾燥すると乾燥時に変性ミクロフィブリル化植物繊維が凝集することを防げるので好ましい。
【０１０８】
凍結乾燥においては溶媒が凍結し、かつ減圧にて溶媒が昇華する条件であれば、特に減圧度、温度は任意に選択することが出来る。例えば、ミクロフィブリル化植物繊維のｔｅｒｔ−ブタノール分散物から凍結乾燥させる場合は、ミクロフィブリル化植物繊維のｔｅｒｔ−ブタノール分散物の入った容器を液体窒素、ドライアイス／メタノール、氷浴等につけ、ｔｅｒｔ−ブタノールを十分に凍結させた後、真空乾燥機にセットし、０．１Ｐａ以下の減圧度で乾燥させることで変性ミクロフィブリル化植物繊維の凍結乾燥物を得ることが出来る。
【０１０９】
前記製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維は、工程（３）によって熱可塑性樹脂（Ｂ）と混合することによって、樹脂組成物が製造される。
【０１１０】
熱可塑性樹脂（Ｂ）としては、前記で挙げられたものを用いることが好ましい。
【０１１１】
また、前記、製造方法（Ｉ）又は（ＩＩ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維、及び、工程（３）によって配合される熱可塑性樹脂（Ｂ）以外に、任意の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、前記で挙げられたものを用いることができる。
【０１１２】
変性ミクロフィブリル化植物繊維と熱可塑性樹脂（Ｂ）、その他の任意の添加剤を混合する方法としては、特に限定されないが、例えば変性ミクロフィブリル化植物繊維を予め乾燥させた後、熱可塑性の粉末、或いはペレット、その他の任意の添加材をミキサー、ブレンダー二軸混練機、ニーダー、ラボプラストミル、ホモジナイザー、高速ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、遊星攪拌装置、３本ロール等の混合、又は攪拌出来る装置で混合、攪拌した後、二軸混練機、ニーダー固層せん断押出し機等の加熱と攪拌が出来る装置で溶融混練する方法や、水等の溶媒を含む変性ミクロフィブリル化植物繊維と熱可塑性樹脂（Ｂ）、その他の任意の添加剤を上記の装置で混合した後に脱溶媒と溶融混練を二軸混練機、ニーダー固層せん断押出し機等の加熱と攪拌が出来る装置で脱溶剤と溶融混練を同時に行う方法等を利用することが出来る。熱可塑性樹脂（Ｂ）を公知の粉砕機で粉砕した後に混合しても良い。
【０１１３】
溶融混練における混練温度としては、用いられる熱可塑性樹脂（Ｂ）の種類に応じて適宜設定されるが、例えば、高密度ポリエチレンの場合は１６０〜２００℃が好ましく、ポリプロピレンの場合は１６０〜２２０℃程度が好ましく、１７０〜２１０℃程度がより好ましい。
【０１１４】
＜成形材料及び成形体＞
本発明は、前記の樹脂組成物を用いた成形材料にも関する。
【０１１５】
前記樹脂組成物は、所望の形状に成形され成形材料として用いることができる。成形材料の形状としては、例えば、シート、ペレット、粉末、等が挙げられる。これらの形状を有する成形材料は、例えば金型成形、射出成形、押出成形、中空成形、発泡成形等を用いて得られる。
【０１１６】
更に本発明は、前記成形材料を成形してなる成形体にも関する。成形の条件は樹脂の成形条件を必要に応じて適宜調整して適用すればよい。
【０１１７】
本発明の成形体は、ミクロフィブリル化植物繊維含有樹脂成形物が使用されていた分野に加え、より高い機械強度（引っ張り強度等）が要求される分野にも使用できる。例えば、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機器の内装材、外装材、構造材等；パソコン、テレビ、電話、時計等の電化製品等の筺体、構造材、内部部品等；携帯電話等の移動通信機器等の筺体、構造材、内部部品等；携帯音楽再生機器、映像再生機器、印刷機器、複写機器、スポーツ用品等の筺体、構造材、内部部品等；建築材；文具等の事務機器等、容器、コンテナー等として有効に使用することができる。
【発明の効果】
【０１１８】
本発明の樹脂組成物は、ミクロフィブリル化植物繊維中のミクロフィブリル化植物繊維の表面が、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によってエステル化されている為、ミクロフィブリル化植物繊維が樹脂中で均一に分散される。よって、本発明の樹脂組成物を用いて得られる成形体は、高強度なものが得られるという効果を奏する。
【０１１９】
また本発明の樹脂組成物の製造方法によると、ミクロフィブリル化植物繊維の表面をアルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸によってエステル化させることができ、樹脂中において当該変性ミクロフィブリル化植物繊維を均一に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】実施例２、比較例１、及び比較例４の成形物について、周波数に対する貯蔵弾性率（Ｇ’）をプロットしたグラフである（１４０℃）。
【図２】実施例２、比較例１、及び比較例４の成形物について、周波数に対する損失弾性率（Ｇ”）をプロットしたグラフである（１４０℃）。
【発明を実施するための形態】
【０１２１】
［実施例］
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２２】
・実施例１
＜ビーズミルによるミクロフィブリル化植物繊維（ＣＮＦ）の調製＞
針葉樹漂白クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）のスラリー（スラリー濃度：２質量％）をシングルディスクリファイナー（熊谷理機工業（株）製）に通液させ、カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）が１００ｍｌ以下となるまで繰り返しリファイナー処理を行った。次いで得られたスラリーを遠心分離機（（株）コクサン製）を用いて２０質量％まで濃縮し、ＮＢＫＰ（リファイナー処理）を調整した。
【０１２３】
次いでＮＢＫＰ（リファイナー処理、濃度：２０質量％）３７５ｇに水を加え、全量を１０ｋｇとした（スラリー濃度：０．７５質量％）。得られたリファイナー処理ＮＢＫＰスラリーをビーズミル（ＮＶＭ−２、アイメックス（株）製）で以下の条件で機械的解繊処理を行った。
【０１２４】
[解繊条件]
ビーズ：ジルコニアビーズ（直径：１ｍｍ）
ベッセル容量：２リットル
ビーズ充填量：１２１６ｍｌ（４６１２ｇ）
回転数：２，０００ｒｐｍ
ベッセル温度：２０℃
吐出量：６００ｍｌ／分。
【０１２５】
得られたＣＮＦスラリーを吸引ろ過し、固形分濃度を１２．５質量％の含水のＣＮＦを得た。
【０１２６】
＜比表面積測定用サンプルの調製＞
上記で得られた含水のＣＮＦを８ｇ（固形分１ｇ）サンプリングし、エタノールを加え０．５質量％とし、スターラーで３０分間攪拌した後に遠心分離管に移し（株）コクサン製冷却高速遠心機「ＨＲ−９」を用いて遠心分離をした。遠心分離後、上澄みをデカンテーションで除いた後、残渣を再度エタノールに分散させ０．５質量％としスターラーで攪拌した後にスラリーを遠心分離した。この操作をエタノール、ｔ-ブタノールで各３回繰り返し、溶媒置換した後、ＣＮＦのｔ-ブタノール分散物（濃度：０．５質量％）２００ｇをナスフラスコに移し、このフラスコを液体窒素浴に漬け全体を凍結させた。次いで、このナスフラスコを凍結乾燥器機（ＦＤＵ−１２００、東京理化器械（株））にセットし凍結乾燥を行った。
【０１２７】
＜ＣＮＦの比表面積測定＞
得られた凍結乾燥後のＣＮＦを、自動比表面積/細孔径分布測定装置「BELSORP-mini II」（日本ベル（株）製）を用いた窒素ガス吸着法によりＢＥＴ比表面積を測定したところ１３８ｍ２／ｇであった。
【０１２８】
＜アルケニル無水コハク酸（ＡＳＡ）変性ミクロフィブリル化植物繊維（ＡＳＡ変性ＣＮＦ）の調製＞
上記の含水のＣＮＦ４９４ｇ（固形分６２ｇ）にＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を２４７ｇ加え、トリミックスＴＸ−５（（株）井上製作所製）に投入した後、攪拌を開始し、４０〜５０℃で減圧脱水した。次いで、Ｔ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）を９９．１ｇ、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）を２．３ｇ、炭酸カリウムを１０．５７ｇ、ＮＭＰを５０ｇ加え、６２℃で１．５時間反応させた。反応後、アセトン、エタノール、酢酸水、水で順次洗浄し、含水のＡＳＡ変性ＣＮＦを得た。置換度を以下の方法により測定した結果、０．３８であった。
【０１２９】
＜ＡＳＡ（Ｃ１６）変性ＣＮＦの置換度（ＤＳ）の算出＞
ＡＳＡ変性の置換度（ＤＳ）は、ＡＳＡ変性ＣＮＦ中のＡＳＡとセルロースのエステル結合を、水酸化ナトリウム溶液中７０℃で加熱攪拌することで加水分解した。その後、０．１Ｎ塩酸水溶液で逆滴定することで加水分解により生成したＡＳＡ量を求めた後に算出した。なお、逆滴定の際の指示薬としては、フェノールフタレインを用いた。
【０１３０】
具体的には、ＡＳＡ変性ＣＮＦの乾燥物を約０．５ｇ、１００ｍｌビーカーに精秤し、エタノール１５ｍｌ、蒸留水５ｍｌを加え室温で３０分攪拌した。その後、０．５Ｎ水酸化ナトリウム溶液１０ｍｌを加え、７０℃で１５分攪拌した後、室温まで冷却し更に１晩攪拌した。得られた混合液に８５％フェノールフタレインのエタノール溶液を数滴加えた後、０．１Ｎ塩酸水溶液で逆滴定し、加水分解により生成したＡＳＡ量を測定した。用いたＡＳＡ変性ＣＮＦ量と滴定にて測定したＡＳＡ量から置換度を算出した。
【０１３１】
＜ＡＳＡ変性ＣＮＦと樹脂との複合化＞
洗浄後の含水のＡＳＡ変性ＣＮＦ（固形分濃度：２０質量％）と無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ＭＡＰＰ、東洋紡績（株）製：商品名「トーヨータックＰＭＡ Ｈ１０００Ｐ」、酸含有量５．７質量％、メルトフローレート：１１０ｇ／１０分（１９０℃、２．１６ｋｇ））、及び高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ、住友精化（株）製：商品名「フロービーズＨＥ３０４０」、融点：１３０℃、平均粒子径１１μｍ）をミキサーにて１分間攪拌した。
【０１３２】
配合後の固形分の含有割合は下記の通りである。
【０１３３】
ＡＳＡ変性ＣＮＦ：１７．６質量％（ＣＮＦ由来（１０質量％）＋ＡＳＡ由来部分（７．６質量％））
樹脂：８２．４質量％（ＭＡＰＰ：（４．３質量％）＋ＨＤＰＥ（７８．１質量％））。
【０１３４】
得られた樹脂組成物を（株）テクノベル製の二軸混練機（ＫＺＷ、スクリュー径：１５ｍｍ、Ｌ／Ｄ：４５、スクリュー回転数：２００ｒｐｍ、せき止め構造：０個、処理速度２００ｇ／時）にて９８℃で２パスし脱水と混合を行った。次いで、上記の混合物を１４０℃で１パスさせ、得られた溶融混練物をペレタイザー（（株）テクノベル製）を用いてペレット化した後、射出成型機（ＮＰＸ７−１Ｆ、日精樹脂（株）製）に投入し、ダンベル型の試験片（厚さ１ｍｍ）を得た。なお、加熱筒（シリンダー）温度は１６０℃、金型温度は４０℃の条件下で成形を行った。
【０１３５】
得られたダンベル試験片の引張り試験をインストロン３３６５型万能試験機（インストロンジャパンリミテッド製）を用いて測定した。測定結果を表１に示す。
【０１３６】
・実施例２
実施例１において、炭酸カリウムの量を２倍モル量とした以外は、実施例１と同様に行い、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、及びそれを含む成形物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦのＤＳは０．４４であった。成形物の各成分の配合量、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１３７】
・実施例３
実施例１において炭酸カリウムの量を２倍モル量とし、＜ＡＳＡ変性ＣＮＦの調製＞において、７１℃で1時間反応させた以外は、実施例１と同様の方法によりＡＳＡ変性ＣＮＦの調製を行い、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、及びそれを含む成形物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦのＤＳは０．７７であった。成形物の各成分の配合量、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１３８】
・実施例４〜５
実施例１において、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、及び樹脂（ＭＡＰＰ、ＨＤＰＥ）以外に、更に炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製、試薬１級グレード、粒子径６μｍ）を表１に示す含有割合で添加した。それ以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１３９】
尚、炭酸カルシウムの粒子径は蒸留水で１ｗｔ％に分散させた後、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置（（株）堀場製作所製の「ＬＡ９５０Ｖ」）にて測定した。得られたデータの内、メジアン径を「粒子径」として記載した。
【０１４０】
・比較例１
実施例１において、樹脂（ＨＤＰＥ（住友精化（株）製：商品名「フロービーズＨＥ３０４０」））のみを用いた以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４１】
・比較例２及び３
実施例１において、樹脂（ＨＤＰＥ（住友精化（株）製：商品名「フロービーズＨＥ３０４０」））、及び炭酸カルシウムを表１に示す含有割合で添加した以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４２】
・比較例４
実施例１において得られたＣＮＦを、固形分濃度２０質量％まで濃縮した後、ＡＳＡ変性を行わず、そのまま樹脂（ＭＡＰＰ及びＨＤＰＥ）と複合化した以外は、実施例１と同様の方法により成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４３】
・比較例５
実施例１と同様にしてＣＮＦの水懸濁液（０．７５質量％）を得た。
【０１４４】
この懸濁液５０００ｇ（固形分３７．５ｇ）にＴ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）を７４．５ｇ加え、１時間攪拌した後、ブフナー漏斗を用いて吸引濾過した。得られた含水のＡＳＡ吸着ＣＮＦを０．５ｇサンプリングし、上記と同様に洗浄した後にＤＳを測定したところ、全く反応していなかった。
【０１４５】
残りの含水のＡＳＡ吸着ＣＮＦ（ＣＮＦ：１０質量％、吸着したＡＳＡ：４質量％）とＭＡＰＰ及びＨＤＰＥを表１に記載した配合で混合した以外は表１と同様にして成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表１に示す。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】
＜貯蔵弾性率及び損失弾性率測定＞
直径３ｃｍ、厚さ１．５ｍｍの孔のあいた金型に実施例２、比較例１、及び比較例４で得られたペレット約１ｇを入れ、（株）神藤金属工業製の卓上型テストプレスＡ ＹＳＲ−５ＨＣ型で１４０℃／５分間加熱・プレスすることにより直径３ｃｍ、厚さ１．５ｍｍの円盤状の成形体を得た。
【０１４８】
得られた円盤状の成形体をティー・エイ・インスツルメント・ジャパン（株）製の動的粘弾性測定装置 「ＡＲ−Ｇ２」にセットし円盤状の成形体の貯蔵弾性率（Ｇ’）及び損失弾性率（Ｇ”）を窒素雰囲気下で測定した。
測定条件
・測定方法：２ｃｍパラレルプレート
・測定範囲：０．０１〜１００Ｈｚ
・測定ひずみ：０．１％
・測定温度：１４０℃
図１に周波数に対する貯蔵弾性率（Ｇ’）をプロットしたグラフを示し、図２に周波数に対する損失弾性率（Ｇ”）をプロットしたグラフを示す。
【０１４９】
＜考察＞
表１から分かるように、ＡＳＡ変性ＣＮＦを樹脂組成物に配合することで得られた成形物の引張り強度は、樹脂単独、及び未変性のＣＮＦを配合した樹脂と比較し、強度、及び弾性率のいずれも大幅に向上した。更に、図１、及び図２から分かるように、樹脂に未変性ＣＮＦを配合するだけでも、低周波域での貯蔵弾性率、損失弾性率が向上しているが、その効果はＡＳＡ変性したＣＮＦを配合することにより更に向上したことが分かる。これらのことからＣＮＦをＡＳＡ変性することにより、ＡＳＡ変性ＣＮＦの樹脂中での分散性や樹脂とＡＳＡ変性ＣＮＦの界面が補強されている為、成形材料の力学物性が向上したものと思われる。
【０１５０】
また、ＡＳＡ変性ＣＮＦ、樹脂（ＭＡＰＰ、ＨＤＰＥ）に、更に炭酸カルシウムを加えた成形材料も、強度、及び弾性率が向上した。
【０１５１】
一方、樹脂に炭酸カルシウムのみを併用した場合、樹脂単独と比較し、強度、及び弾性率が共に低下した。更に、炭酸カルシウムの配合量を２．２質量％、４．３質量％と増加しても強度、弾性率が向上していないことから、単に炭酸カルシウムを配合した効果が出ているわけではなく、ＡＳＡ変性ＣＮＦと炭酸カルシウムとの間で何らかの相互作用が働いているものと推察される。
【０１５２】
更に比較例５より、ＡＳＡを吸着したＣＮＦと樹脂を混合して得た成形体は強度、弾性率共に向上していない。このことからＡＳＡはＣＮＦに単に吸着するだけでは不十分で、ＡＳＡはＣＮＦと共有結合していることが好ましいことが分かる。
【０１５３】
・実施例６
実施例１で得られたＮＢＫＰ（リファイナー処理、固形分濃度：２０質量％）をミキサー（（株）愛工舎製作所製「ケンミックスＫＭ−８００」）で粗粉砕（処理時間１時間）し、そぼろ状とした後に二軸混練機（（株）テクノベル製のＫＺＷ）に入れ、解繊処理によりＣＮＦを得た。二軸混練機による解繊条件は、以下の通りである。
【０１５４】
［解繊条件］
スクリュー直径：１５ｍｍ
スクリュー回転数：４００ｒｐｍ（スクリュー周速：１８．８ｍ/分）
解繊時間：１５０ｇのパルプを５００ｇ／ｈｒ〜６００ｇ／ｈｒの処理条件で解繊した。原料を投入してからＣＮＦが得られる迄の時間は１５分間であった。
【０１５５】
Ｌ／Ｄ：４５
解繊処理に供した回数：１回（１パス）
せき止め構造：２個。
【０１５６】
得られたＣＮＦを１ｇサンプリングし、実施例１と同様にして溶媒置換し、得られた凍結乾燥後のＣＮＦを、窒素ガス吸着法（日本ベル（株）製）により比表面積を測定したところ７０ｍ２／ｇであった。
【０１５７】
残りの二軸混練機で解繊して得たＣＮＦに、エタノールを加え１質量％とした後、吸引濾過した。これを３回繰り返した後、エタノールを含む湿潤ＣＮＦ（ＣＮＦ濃度：３０質量％）を金属バット上に厚さ０．５〜１ｃｍ程度となるように広げ、減圧乾燥機（ＹＡＭＡＴＯ社製「ＡＤＰ３００」）に入れ、２４時間減圧乾燥（温度１０５℃、真空度：０．１ｋＰａ以下）し、二軸解繊ＣＮＦの乾燥物を得た。
【０１５８】
＜ＡＳＡ変性ＣＮＦの調製＞
二軸解繊ＣＮＦの乾燥物５ｇをＮ−メチルピロリドンに分散させ、固形分濃度が２質量％のスラリーとした。このスラリーを攪拌装置のついた５００ｍｌフラスコに移し、Ｔ−ＮＳ１３６（無水コハク酸以外の炭素数が８のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）１９．４ｇ、触媒としてピリジンを１４．６ｇ加え、１２０℃で２時間加熱攪拌した後、冷却、洗浄しＡＳＡ変性ＣＮＦを得た
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを実施例１と同様にして凍結乾燥し、ＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥物を得た。
【０１５９】
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥物、及び樹脂の含有割合を表２に示す割合で混合した後、小型二軸混練機（（株）テクノベル製「ＵＬＴｎａｎｏ１５ＴＷ」）で１４０℃、５分間混練・循環させた。混練・循環後、弁を開放し樹脂を取りだし、細かく裁断してペレット化した。
【０１６０】
小型二軸混練機へのサンプル投入は１回で最大２０ｇ程度であるため、この操作を３回繰り返して合計で約５０ｇの樹脂組成物を得た。この組成物を実施例１と同様にして成形を行い、引張り試験を行った。引張り試験結果を表２に示す。
【０１６１】
・実施例７〜８
実施例６のＴ−ＮＳ１３６（無水コハク酸以外の炭素数が８のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）をＴ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）、又はＴ−ＮＳ１４６（無水コハク酸以外の炭素数が１８のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）とし、表２に示すＤＳとなるまで反応時間を延ばした以外は、実施例６と同様にしてＡＳＡ変性ＣＮＦを得た。それ以降の操作は実施例６と同様に行い、鎖長の異なるＡＳＡ変性ＣＮＦを配合した樹脂組成物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦのＤＳ、各成分の配合量、成形体の引張り強度結果を表２に示す。
【０１６２】
・実施例９
実施例１で調製したＮＢＫＰ（リファイナー処理、固形分：濃度２０質量％）をエタノールに分散させて２質量％、１８００ｇ（固形分３６ｇ）スラリーとした後、吸引ろ過をした。これを３回、アセトンへの分散を３回繰り返し、溶媒置換をした。得られたアセトンを含有するＮＢＫＰをＮＭＰに分散させＮＢＫＰの固形分濃度が３質量％のスラリー１２００ｇを得た。
【０１６３】
次いで、Ｔ−ＮＳ１３５（無水コハク酸以外の炭素数が１６のＡＳＡ、星光ＰＭＣ（株）製）を２１５．８ｇ、ＤＭＡＰを１．４ｇ、炭酸カリウムを３０．７ｇ加え、７０℃で５時間反応させた。反応後、アセトン、エタノール、酢酸水、水で順次洗浄し、含水のＡＳＡ変性ＣＮＦを得た。ＤＳを測定した結果、０．２９であった。
【０１６４】
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦに蒸留水を加え、総量を４，８００ｇとした後、実施例１と同様にしてビーズミル処理を行った。
【０１６５】
得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを実施例６と同様に凍結乾燥、及び樹脂との複合化を行い、ＡＳＡ変性ＣＮＦを配合した樹脂組成物を得た。各成分の配合量、成形体の引張り強度結果を表２に示す。
【０１６６】
・比較例６
実施例６で記載したＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥方法と同様にして、実施例６で調製した二軸解繊ＣＮＦの凍結乾燥物を得た。ＡＳＡ変性ＣＮＦの凍結乾燥物の代わりに上記で調製した未変性の二軸解繊ＣＮＦの凍結乾燥物を用いた以外は、実施例６と同様にして樹脂組成物を得た。樹脂組成物を用いて作製した成形物の引張り強度を表２に示す。
【０１６７】
【表２】
【０１６８】
＜考察＞
鎖長の異なるＡＳＡを用いて調製したＡＳＡ変性ＣＮＦを用いた場合でも、樹脂中での植物繊維の分散性や界面親和性が向上したため、樹脂組成物の力学物性が向上したと思われる。使用する樹脂や用途に応じて最適な置換度やＡＳＡを任意に設定することが可能である。
【０１６９】
・実施例１０〜１３
実施例４においてＤＳが０．５６となるまで反応を進行させて得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを用いると共に、樹脂に加え、炭酸カルシウムの代わりに硫酸マグネシウム（和光純薬（株）製、試薬特級）、硫酸バリウム（和光純薬（株）製、試薬１級、粒子径：２．１μｍ）、炭酸バリウム（和光純薬（株）製、試薬、粒子径：０．２４μｍ）、又は炭酸カリウム（和光純薬（株）製、試薬特級）を用いた以外は、実施例４と同様に行い成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表３に示す。尚、無機塩の粒子径は実施例４と同様にして測定した。
【０１７０】
なお、得られた成形物の外観は硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウムを用いた場合は無機塩を用いない場合（例えば、実施例１）や炭酸カルシウムを用いた場合（例えば実施例５）、樹脂のみ（例えば、比較例１、３）と同様に白〜淡黄色であったが、炭酸カリウムを用いた場合のみ濃褐色であった。
【０１７１】
・比較例７
実施例１で製造したビーズミル解繊ＣＮＦの含水物を実施例９と同様の方法で溶媒置換を行った。この溶媒置換物を無水酢酸の量を調整した以外は文献（Cellulose 9: 361-367, 2002）に記載の方法に従ってアセチル化変性ＣＮＦを得た。得られたアセチル化変性ＣＮＦのＤＳは０.３９であった。
【０１７２】
ＡＳＡ変性ＣＮＦの代わりに、上記で得たアセチル化変性ＣＮＦを用い、アセチル化変性ＣＮＦと樹脂を表３に記載の配合量とした以外は、実施例１と同様の方法によりアセチル化変性ＣＮＦを含む成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表３に示す。
【０１７３】
【表３】
【０１７４】
＜考察＞
変性ＣＮＦに硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カリウムを用いた場合は無機塩として炭酸カルシウムを用いた場合と同様に高強度、高弾性率の成形体が得られた。無機塩として炭酸カルシウムを用いた場合と同様に変性ＣＮＦのカルボキシル基との相互作用がその一因であると思われる。弾性率向上効果としては炭酸カリウムが優れていたが、強度や外観の点で他の無機物よりは劣る。用途や成形条件等に応じてこれらの無機塩を使い分けることにより所望の成形材料、成形体を得る事が出来る。
【０１７５】
また、セルロース系繊維の疎水化方法として公知なアセチル化した場合では成形体の強度、弾性率の向上は認められていない。単に疎水化するだけでは成形体の強度、弾性率が向上しないことが分かる。このことからもＣＮＦをＡＳＡ変性することにより樹脂との親和性が向上していると推測される。
【０１７６】
・実施例１４
実施例１においてＤＳが０．５６となるまで反応を進行させて得られたＡＳＡ変性ＣＮＦを４２．４質量％用いると共に、このＡＳＡ変性ＣＮＦと樹脂の配合を表４に示す含有割合とした以外は、実施例１と同様の方法により、成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表４に示す。
【０１７７】
なお、ＡＳＡ変性ＣＮＦ中のＣＮＦ由来の成分比は２０質量％であり比較例８と同様である。
【０１７８】
・比較例８
未変性のＣＮＦ、及び樹脂の配合を表４に記載の通りとした以外は、比較例４と同様に行い成形物を得た。成形物の各成分の配合、及び成形物の引張り試験結果を表４に示す。
【０１７９】
【表４】
【０１８０】
＜考察＞
実施例１４と比較例８はいずれもＣＮＦ純分は同じ２０質量％であるが、実施例１４は比較例８よりも強度、弾性率ともに優れていた。ミクロフィブリル化植物繊維をＡＳＡ変性することにより樹脂との界面が補強されることや樹脂中での分散性が改善された為と思われる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び
熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物であって、
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．０５〜２．０である樹脂組成物。
【請求項２】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、
熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び
無機塩（Ｃ）を含有する樹脂組成物。
【請求項３】
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．１〜２．０である請求項１〜２の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して、１〜８０質量部である請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
無機塩（Ｃ）が、第２族の金属からなる塩である請求項２〜４の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項６】
無機塩（Ｃ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して０．１〜２０質量部である請求項２〜５の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項７】
（１ａ）植物繊維を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、及び
（２ａ）工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維を触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、又は
（１ｂ）植物繊維を、触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性植物繊維を得る工程、及び
（２ｂ）工程（１ｂ）によって得られた変性植物繊維を解繊し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、
並びに
（３）工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
工程（３）が、工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び無機塩（Ｃ）を混合する工程である請求項７に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項９】
工程（２ａ）又は工程（１ｂ）におけるエステル化が、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しない有機溶媒よりなる少なくとも１種の溶媒の存在下で行われる請求項７又は８に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項１０】
工程（１ａ）又は工程（２ｂ）における解繊が、ボールミル、ビーズミル、ブレンダー、グラインダー、リファイナー、高圧衝突分散機、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、一軸又は多軸混錬機からなる群より選ばれる少なくとも１種による機械的解繊である請求項７〜９の何れか１項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか１項に記載の製造方法で得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維。
【請求項１２】
請求項１〜６の何れか１項に記載の樹脂組成物を用いた成形材料。
【請求項１３】
請求項７〜１０の何れか１項で製造された樹脂組成物を用いた成形材料。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の成形材料を成形してなる成形体。
【請求項１】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、及び
熱可塑性樹脂（Ｂ）を含有する樹脂組成物であって、
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．０５〜２．０である樹脂組成物。
【請求項２】
アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化された変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、
熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び
無機塩（Ｃ）を含有する樹脂組成物。
【請求項３】
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）のエステル置換度が０．１〜２．０である請求項１〜２の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して、１〜８０質量部である請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
無機塩（Ｃ）が、第２族の金属からなる塩である請求項２〜４の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項６】
無機塩（Ｃ）の含有量が、樹脂組成物１００質量部に対して０．１〜２０質量部である請求項２〜５の何れか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項７】
（１ａ）植物繊維を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、及び
（２ａ）工程（１ａ）によって得られたミクロフィブリル化植物繊維を触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、又は
（１ｂ）植物繊維を、触媒の存在下で、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸でエステル化し、変性植物繊維を得る工程、及び
（２ｂ）工程（１ｂ）によって得られた変性植物繊維を解繊し、変性ミクロフィブリル化植物繊維を得る工程、
並びに
（３）工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）を混合する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
工程（３）が、工程（２ａ）又は工程（２ｂ）によって得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維（Ａ）、熱可塑性樹脂（Ｂ）、及び無機塩（Ｃ）を混合する工程である請求項７に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項９】
工程（２ａ）又は工程（１ｂ）におけるエステル化が、アルキル、若しくはアルケニル無水コハク酸と反応しない有機溶媒よりなる少なくとも１種の溶媒の存在下で行われる請求項７又は８に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項１０】
工程（１ａ）又は工程（２ｂ）における解繊が、ボールミル、ビーズミル、ブレンダー、グラインダー、リファイナー、高圧衝突分散機、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、一軸又は多軸混錬機からなる群より選ばれる少なくとも１種による機械的解繊である請求項７〜９の何れか１項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか１項に記載の製造方法で得られた変性ミクロフィブリル化植物繊維。
【請求項１２】
請求項１〜６の何れか１項に記載の樹脂組成物を用いた成形材料。
【請求項１３】
請求項７〜１０の何れか１項で製造された樹脂組成物を用いた成形材料。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の成形材料を成形してなる成形体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２１４５６３（Ｐ２０１２−２１４５６３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９４４０（Ｐ２０１１−７９４４０）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発／研究開発項目（４）化学品原料の転換・多様化を可能とする革新グリーン技術の開発／セルロースナノファイバー強化による自動車用高機能化グリーン部材の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成２２年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「グリーン・サステイナブルケミカルプロセス基盤技術開発／研究開発項目（４）化学品原料の転換・多様化を可能とする革新グリーン技術の開発／セルロースナノファイバー強化による自動車用高機能化グリーン部材の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（５０４１３２２７２）国立大学法人京都大学 (1,269)
【Ｆターム（参考）】
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