熱可塑性樹脂組成物の製造方法
【課題】多量の植物繊維を含有させることができ、且つ射出成形等に用いたときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、特にポリプロピレン系樹脂と酸変性ポリプロピレン系樹脂との併用等）及び植物繊維（ケナフ繊維等）を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、合計を１００質量％とした場合に、粉砕繊維が５０〜９５質量％である熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、植物繊維を所定長さの裁断繊維（好ましくは繊維長が２０ｍｍ以下）とする裁断工程と、裁断繊維を所定寸法の粉砕繊維（好ましくは平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍ）とする粉砕工程と、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを溶融混練して混合する混合工程と、を備える。粉砕繊維は、ペレット化してから熱可塑性樹脂と混合することが好ましい。
【解決手段】熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、特にポリプロピレン系樹脂と酸変性ポリプロピレン系樹脂との併用等）及び植物繊維（ケナフ繊維等）を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、合計を１００質量％とした場合に、粉砕繊維が５０〜９５質量％である熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、植物繊維を所定長さの裁断繊維（好ましくは繊維長が２０ｍｍ以下）とする裁断工程と、裁断繊維を所定寸法の粉砕繊維（好ましくは平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍ）とする粉砕工程と、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを溶融混練して混合する混合工程と、を備える。粉砕繊維は、ペレット化してから熱可塑性樹脂と混合することが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、熱可塑性樹脂に多量の植物繊維を含有させることができ、且つ射出成形等に用いたときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケナフ等の、成長が早く、且つ二酸化炭素吸収量が多い植物材料は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素固定化等の観点から注目され、樹脂と混合した複合材料の用途で期待されている。このケナフ等と樹脂との混合には、ニーダー、スーパーミキサ、ヘンシェルミキサ等の混合機が用いられるが、特に多量の植物材料を樹脂に混合することは困難であり、多量に混合しようとするときは、数度に分けて投入、混合を繰り返す等の手間と時間とを要する。また、ケナフ等が混合された複合材料を用いて射出成形等の方法により成形することは容易ではない。これは、複合材料に、従来の樹脂と同様の装置、条件で成形することができる程度に十分な流動性を付与することが難しいためであると考えられる（例えば、特許文献１、２参照。）。更に、多量の植物材料を熱可塑性樹脂に均一に分散させ、配合させることは容易ではないため、植物材料を予めペレット化し、樹脂との比重差を小さくして、植物材料と樹脂とが相互に均一に分散した複合材料とし、この複合材料を用いて成形体を製造することが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０５２４５号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９８１２号公報
【特許文献３】特開２００８−９３９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、ケナフ繊維をポリ乳酸に含有させた場合に最も精密な射出成形ができるが、ケナフ繊維の含有量が５０質量％を超えると、繊維が樹脂に均一に分散せず、成形機内で樹脂組成物が詰まる等の問題が発生すると説明されている。また、特許文献２には、樹脂にロジン及び可塑剤を配合せず、植物繊維のみを配合した場合は、植物繊維が均一に分散され難く、樹脂と植物繊維との間の親和性もよくないため、強度等に劣り、品質が均一でなく、実用性に乏しい成形品になってしまうと説明されている。このように、特許文献１、２には、５０質量％を超える多量の植物材料を含有する場合、射出成形等により実用性の観点で問題のない成形品とすることは困難であることが記載されている。更に、特許文献３に記載された製造方法では、植物材料と樹脂とを均一に分散させることができるが、コスト面では不利である。
【０００５】
本発明は、上記の従来の状況に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂に多量の植物繊維を含有させることができ、且つ射出成形等に用いたときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法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】
【０００６】
本発明は以下のとおりである。
１．熱可塑性樹脂及び植物繊維を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、該熱可塑性樹脂と該粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、該粉砕繊維は５０〜９５質量％である熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、前記植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする裁断工程と、該裁断繊維を粉砕して所定寸法の前記粉砕繊維とする粉砕工程と、前記熱可塑性樹脂と該粉砕繊維とを混練し、混合する混合工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
２．前記裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下である前記１．に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
３．前記粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍである前記２．に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
４．前記植物繊維は、ケナフ繊維である前記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
５．前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂及び酸変性ポリプロピレン系樹脂である前記１．乃至４．うちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
６．前記ポリプロピレン系樹脂と前記酸変性ポリプロピレン系樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該酸変性ポリプロピレン系樹脂は１〜３０質量％である前記５．に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
７．前記粉砕繊維を押し固めてペレット化し、その後、前記熱可塑性樹脂と混合する前記１．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
８．前記混練、混合に用いる混合装置は、前記混合がなされる混合室及び該混合室内に配設された混合羽根を備え、前記混合室内で、前記混合羽根の回転により昇温して溶融した前記熱可塑性樹脂と、前記粉砕繊維とが混練され、混合される前記１．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、植物繊維が十分に解繊された粉砕繊維を用いており、繊維長及び繊維径ともに小さく、嵩張らないため、５０〜９５質量％と多量の粉砕繊維を容易に含有させることができ、射出成形等の方法により成形するときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができる。そのため、優れた曲げ強さ及び曲げ弾性率等を有し、実用性の観点で好ましい熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
また、裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下である場合は、粉砕工程で、十分に解繊され、繊維長、繊維径ともに小さく、嵩張らない粉砕繊維とすることが容易であり、射出成形等の成形時に、より十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
更に、粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍである場合は、熱可塑性樹脂に多量に含有させることが容易であり、射出成形等の成形時に、特に十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
また、植物繊維が、ケナフ繊維である場合は、成長速度が極めて大きい一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するケナフを用いることにより、大気中の二酸化炭素量の削減、及び植物資源の有効利用等に貢献することができる。
更に、熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂及び酸変性ポリプロピレン系樹脂である場合は、より高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
また、ポリプロピレン系樹脂と酸変性ポリプロピレン系樹脂との合計を１００質量％とした場合に、酸変性ポリプロピレン系樹脂が１〜３０質量％である場合は、酸変性樹脂を併用することによる作用効果が十分に奏され、特に高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
更に、粉砕繊維を押し固めてペレット化し、その後、熱可塑性樹脂と混合する場合は、多くの植物繊維を投入することができ、それに比例してより多くの熱可塑性樹脂組成物を生産することができる。
また、混練、混合に用いる混合装置は、混合がなされる混合室及び混合室内に配設された混合羽根を備え、混合室内で、混合羽根の回転により昇温して溶融した熱可塑性樹脂と、粉砕繊維とが混練され、混合される場合は、外部からの加熱を必要とすることなく短時間で効率よく混合することができ、コストを低減させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】熱可塑性樹脂組成物の製造に用いるシステムの一部であって、裁断装置、粉砕装置及びペレット化装置が配置された場合の模式的な説明図である。
【図２】裁断装置の正面からみた断面の模式的な説明図である。
【図３】裁断装置の側方からみた断面の模式的な説明図である。
【図４】粉砕装置の回転刃及びその周辺を正面からみた模式的な説明図である。
【図５】粉砕装置の固定刃及びその周辺を正面からみた模式的な説明図である。
【図６】混合装置の一例の模式的な断面図である。
【図７】混合装置に配設された混合羽根の一例の模式的な側面図である。
【図８】ローラーディスクダイ式ペレタイザの一例の要部の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を図を参照しながら詳しく説明する。
１．熱可塑性樹脂組成物の製造方法
熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂及び植物繊維を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、熱可塑性樹脂と粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、粉砕繊維が５０〜９５質量％であり、植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする裁断工程と、裁断繊維を粉砕して所定寸法の粉砕繊維とする粉砕工程と、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを混練し、混合する混合工程と、を備える方法により製造することができる。
【００１０】
［１］材料
（１）熱可塑性樹脂
上記「熱可塑性樹脂」は、混合工程で粉砕繊維と混合される樹脂である。この熱可塑性樹脂は特に限定されず、各種の熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール及びＡＢＳ樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン及びポリブチレンサクシネート等を用いることもできる。これらのうちでは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンが好ましく、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、特にエチレン−プロピレンブロック共重合体がより好ましい。熱可塑性樹脂は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１１】
また、特に熱可塑性樹脂としてポリオレフィンを用いる場合、酸変性ポリオレフィンを併用することが好ましい。酸変性ポリオレフィンを用いることにより、熱可塑性樹脂組成物を用いて成形した熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を向上させることができる。酸変性ポリオレフィンのベース樹脂としては、前記の各種のポリオレフィンを用いることができる。更に、熱可塑性樹脂組成物に含有される非変性ポリオレフィンと、酸変性に用いるベース樹脂とは同種の樹脂であることが好ましい。また、同種の樹脂である場合、各々の樹脂の平均分子量、密度等の差が小さいことがより好ましく、共重合体であるときは、各々の単量体単位の割合の差が小さいことがより好ましい。
【００１２】
酸変性ポリオレフィンに酸基を導入する方法も特に限定されないが、通常、ポリオレフィンに酸基を有する化合物を反応させて導入する、所謂、グラフト重合により導入することができる。酸基を有する化合物も特に限定されず、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリル酸及びメタクリル酸等が挙げられる。これらは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、酸無水物が用いられることが多く、特に無水マレイン酸及び無水イタコン酸が多用される。
【００１３】
酸変性ポリオレフィンにおける酸基の導入量は特に限定されないが、酸価が５以上となる導入量であることが好ましい。酸変性ポリオレフィンの酸価が５以上となる導入量であれば、酸変性ポリオレフィンを多量に配合することなく、熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を十分に向上させることができる。この酸価は、１０〜８０、特に１５〜７０、更に２０〜６０であることがより好ましい。
尚、酸価はＪＩＳ Ｋ００７０により測定することができる。
【００１４】
更に、酸変性ポリオレフィンの平均分子量も特に限定されないが、重量平均分子量が１００００〜２０００００であることが好ましい。即ち、比較的低分子量の酸変性ポリオレフィンであることが好ましい。このような酸変性ポリオレフィンを用いることにより、熱可塑性樹脂組成物の流動性を十分に向上させることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。この重量平均分子量は、１５０００〜１５００００、特に２５０００〜１２００００、更に３５０００〜１０００００であることがより好ましい。
尚、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定することができる。
【００１５】
熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン及び／又はエチレン−プロピレン共重合体、特にエチレン−プロピレンブロック共重合体と、これらを酸変性した樹脂とを併用することがより好ましい。この場合、熱可塑性樹脂全体を１００質量％としたときに、酸変性樹脂は１〜３０質量％であることが好ましい。この範囲の配合量であれば、熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を向上させることができるとともに、射出成形等の成形時の熱可塑性樹脂組成物の流動性を飛躍的に向上させることができる。酸変性樹脂の配合量は、１〜２５質量％、特に１〜２０質量％、更に１．５〜１０質量％であることがより好ましい。
【００１６】
（２）植物繊維
前記「植物繊維」は、植物に由来する材料である。この植物繊維としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、針葉樹（杉、檜等）、広葉樹及び綿花などの各種の植物が有する植物繊維が挙げられる。この植物繊維は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献することができるケナフが有する繊維が好ましい。また、植物のうちの用いる部位は特に限定されず、非木質部、木質部、葉部、茎部及び根部等の植物を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよいし、２箇所以上の異なる部位を併用してもよい。
【００１７】
ケナフは木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。このケナフとしては、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等、並びに通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が挙げられる。植物繊維としてケナフが有する繊維を用いる場合、強靱な繊維を有する靭皮と称される外層部分を用いることができる。
【００１８】
植物繊維の繊維長及び繊維径は特に限定されないが、繊維長（Ｌ）と繊維径（ｔ）との比（Ｌ／ｔ）が５〜２００００であることが好ましい。また、植物繊維の繊維長は、通常、１．０〜３００ｍｍであり、繊維径は、通常、１０〜１０００μｍである。この繊維長は、ＪＩＳ Ｌ１０１５における直接法と同様にして１本の植物繊維を伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で測定した値である。一方、繊維径は、繊維長を測定した植物繊維について、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて測定した値である。
【００１９】
更に、植物繊維の平均繊維長及び平均繊維径も特に限定されないが、平均繊維長は２５ｍｍ以下が好ましい。平均繊維長が２５ｍｍ以下（通常、１．０ｍｍ以上）の植物繊維を用いることにより、容易に所定長さの裁断繊維とすることができる。この平均繊維長は、ＪＩＳ Ｌ１０１５に準拠する直接法により、単繊維を無作為に１本ずつ取り出し、伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。また、平均繊維径は１００μｍ以下（通常、１０μｍ以上）が好ましい。植物繊維の平均繊維径が１００μｍ以下であればこの植物繊維を裁断してなる裁断繊維を粉砕することにより、容易に所定寸法（所定長さ及び所定径）の粉砕繊維とすることができる。この平均繊維径は、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて実測し、合計２００本について測定した平均値である。
【００２０】
熱可塑性樹脂組成物には、非繊維質植物材料を含有させることもできる。例えば、植物繊維としてケナフ繊維を用いる場合、ケナフ全体の６０体積％程度を占めるコアと称される芯材部分を非繊維質植物材料として含有させることができる。植物繊維と非繊維質植物材料とを併用する場合、これらの合計を１００質量％としたときに、非繊維質植物材料は１０質量％以下、特に７質量％以下、更に５質量％以下（含有させる場合は、通常、１質量％以上）であることが好ましい。非繊維質植物材料が１０質量％以下であれば、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、併せて熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を向上させることもできる。
【００２１】
熱可塑性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂及び粉砕繊維を除く他の成分を含有させることができる。この他の成分は特に限定されないが、前記の非繊維質植物材料の他、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤等の各種の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は各々１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの他の成分を配合する工程は特に限定されないが、通常、混合工程において配合し、含有させる。
【００２２】
［２］工程
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、裁断装置３０（詳しくは図２、３参照）により植物繊維を裁断して裁断繊維とする裁断工程と、粉砕装置４０（詳しくは図４、５参照）により裁断繊維を粉砕して粉砕繊維とする粉砕工程と、この粉砕繊維と熱可塑性樹脂とを、混合装置１(詳しくは図６、７参照)により混練し、混合する混合工程とを備える。また、粉砕繊維は、そのまま熱可塑性樹脂に混合してもよいが、ペレタイザ５０（詳しくは要部を記載した図８参照）により所定の形状及び寸法を有する繊維ペレットとし、この繊維ペレットを熱可塑性樹脂に混合してもよい。
【００２３】
裁断工程と粉砕工程とは、図１のように、裁断装置３０と粉砕装置４０とを並べて配置し、連続的に裁断し、粉砕することが好ましい。即ち、裁断装置３０と粉砕装置４０とを、架台６０の所定位置に配置し、裁断装置３０により裁断されてなる裁断繊維を、ダクト７１内を搬送させてサイクロン８１内に投入し、ロータリーバルブ８１１を開として粉砕装置４０に投入し、粉砕して粉砕繊維とする。この粉砕繊維は、そのまま熱可塑性樹脂と混練し、混合してもよく、ペレット化してから熱可塑性樹脂と混練し、混合してもよい。ペレット化する場合は、図１のように、粉砕繊維をダクト７２内を搬送させてサイクロン８２内に投入し、ロータリーバルブ８２１を開としてペレタイザ５０に投入し、ペレット化することができる。このように、ペレット化も、裁断及び粉砕と連続的に実施することが好ましい。
【００２４】
（１）裁断工程
前記「裁断工程」は、植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする工程である。
前記「裁断繊維」の繊維長は、この裁断繊維を粉砕して所定寸法の粉砕繊維とすることができる所定長さであればよいが、２５ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以下、特に１５ｍｍ以下、更に１０ｍｍ以下（通常、１．０ｍｍ以上）であることがより好ましい。裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下であれば、粉砕工程において、容易に所定寸法の粉砕繊維とすることができる。また、裁断繊維の平均繊維径も特に限定されないが、前記の繊維径を有する植物繊維を裁断することにより、裁断繊維の平均繊維径は、通常、５０〜１００μｍ、特に７０〜９０μｍとすることができる。
尚、裁断繊維の繊維長は、前記の植物繊維の繊維長の場合と同じ方法により測定することができる。この繊維長は、用いる裁断装置が備えるスクリーンの開口部の寸法により調整することができる。また、裁断繊維の全量が繊維長２５ｍｍ以下であることが好ましいが、繊維長が２５ｍｍを超える繊維が１０％以下、特に５％以下含有されていてもよい。この割合は、前記の植物繊維の平均繊維長の測定方法により２００本の繊維について繊維長を測定したときに、繊維長が２５ｍｍを超える繊維が２００本のうちの１０％以下、特に５％以下であることによって確認することができる。更に、裁断繊維の平均繊維径は、前記の植物繊維の繊維長の場合と同じ方法により測定することができる。
【００２５】
裁断工程において用いられる装置は特に限定されず、植物繊維を所定長さに効率よく裁断することができればよく、例えば、図２、３に記載された裁断装置を用いることができる。
この裁断装置３０は、シャフト３１に同芯状に取り付けられ、固定された回転刃３２と、この回転刃３２に対向して配設された固定刃３３とを備え、ホッパー３４から投入された植物繊維は、回転刃３２により押圧されながら固定刃３３まで移動し、ここで回転刃３２と固定刃３３とが噛み合い、植物繊維が裁断される。回転刃３２と固定刃３３とは各々の刃先面が長さ方向において、僅かに、例えば、１〜５°、特に２〜４°の角度をなすように固定されている。これにより、植物繊維は、押圧され、粉砕されるのではなく、特に長さ方向に効率よく裁断され、所定長さの裁断繊維とすることができる。また、裁断繊維は、ケーシングの少なくとも下方側に配設されたスクリーンＳの網目を通過して下方に落下し、回収される。
【００２６】
更に、この裁断装置３０では、回転刃３２の回転方向において近接する複数の固定刃３３が配設されており、先の固定刃３３と回転刃３２との間で裁断されなかった植物繊維が、後の固定刃３３と回転刃３２との間で裁断される。そのため、先の固定刃３３の位置で裁断されなかった植物繊維がケーシング内に滞留し、再度回転するようなことがなく、繊維長に大差のない、より均質な裁断繊維とすることができる。また、ケーシングの側板３５と面一に、シャフト３１及び回転刃３２とともに回転する回転板３６が設けられているため、シャフト３１と回転刃３２との間に裁断繊維が入り込んで擦り合わされるようなことがない。更に、側板３５と回転板３６との間に隙間が設けられており、側板３５と回転板３６との境界周辺の裁断繊維は隙間から外部へ排出されるため、この境界周辺において裁断繊維が擦り合われたり、滞留して劣化したりすることもない。
【００２７】
（２）粉砕工程
前記「粉砕工程」は、裁断繊維を粉砕して所定寸法、即ち、所定の平均繊維長及び平均繊維径の粉砕繊維とする工程である。
前記「粉砕繊維」の平均繊維長は、この粉砕繊維と熱可塑性樹脂とを効率よく混合することができ、且つ射出成形等の成形時に十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができる所定の平均長であればよいが、０．５〜６ｍｍであることが好ましく、０．５〜４ｍｍ、特に０．５〜２ｍｍ、更に０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましい。また、粉砕繊維の平均繊維径も、前記の作用効果が奏される所定の平均径であればよいが、１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍ、特に３０〜５５μｍであることがより好ましい。粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍであれば、前記の作用効果が十分に奏される。
尚、粉砕繊維の平均繊維長及び平均繊維径は、前記の植物繊維の平均繊維長及び平均繊維径の場合と同じ方法により測定することができる。この平均繊維長は、用いる粉砕装置が備えるスクリーンの開口部の寸法により調整することができる。
【００２８】
また、粉砕繊維の含有量は、熱可塑性樹脂と粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、５０〜９５質量％である。この含有量は、通常、組成物の製造時に熱可塑性樹脂に配合する粉砕繊維の配合量と同量である。即ち、熱可塑性樹脂及び粉砕繊維の各々の配合量の合計を１００質量％としたときに、粉砕繊維の配合量は５０〜９５質量％である。この粉砕繊維の含有量（配合量）は５０〜９０質量％、特に５０〜８０質量％であることが好ましく、５０〜７０質量％、特に５０〜６５質量％、更に５０〜６０質量％であることがより好ましい。
【００２９】
粉砕工程において用いられる装置は特に限定されず、裁断繊維を所定寸法に効率よく粉砕することができればよい。このような装置としては、裁断繊維に衝撃を加え、裁断繊維を長さ方向ばかりでなく径方向にも粉砕することができる粉砕装置を用いることができる。このように、粉砕工程では、裁断繊維を径方向にも粉砕する、即ち、解繊することを特徴としており、このように解繊された粉砕繊維を用いることによって、熱可塑性樹脂との混合がより容易になり、且つ射出成形等において十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができる。
【００３０】
前記のように、径方向の粉砕、即ち、解繊を十分にすることができる粉砕装置としては、例えば、図４、５に記載された固定板と回転板とを有する粉砕装置を用いることができる。
この粉砕装置は、図４のような固定板４１と、この固定板４１と対向して配設され、周方向に回転する図５のような回転板４２とを備える。
固定板４１の内面には、外周側に、周方向に離間して複数の外周側突起部４１１が立設されており（この外周側突起部４１１は、通常、周方向に等間隔に設けられ、図４の場合、９０°の間隔で４個の外周側突起部４１１が設けられている。）、内周側に、周方向に離間して複数の内周側突起部４１２が立設されている（この内周側突起部４１２も、通常、周方向に等間隔に設けられ、図４の場合、９０°の間隔で４個の内周側突起部４１２が設けられている。）。
【００３１】
また、外周側突起部４１１及び内周側突起部４１２は、通常、周方向に等間隔に設けられているが、外周側突起部４１１と内周側突起部４１２も相互に周方向に等間隔に設けられていることが好ましい。図４の固定板４１でもそのような構造になっており、各々の外周側突起部４１１及び内周側突起部４１２は、それぞれ周方向に４５°の間隔で設けられている。更に、複数の外周側突起部４１１の高さは同じでもよく、異なっていてもよいが、通常、同一の高さであり、複数の内周側突起部４１２の高さも、同じでもよく、異なっていてもよいが、通常、同一の高さである。また、外周側突起部４１１と内周側突起部４１２の高さも、同じでもよく、異なっていてもよく、異なっている場合、いずれが高くてもよいが、通常、図４のように、外周側突起部４１１が内周側突起部４１２より高い。
【００３２】
一方、回転板４２の内面にも、周方向に離間して複数の突起部４２１が立設されている（この突起部４２１は、通常、周方向に等間隔に設けられ、図５の場合、１６個の突起部４２１が周方向に等間隔に設けられている。）。また、この突起部４２１と、固定板４１の内面に立設された外周側突起部４１１及び内周側突起部４１２との、径方向における位置関係は特に限定されないが、通常、外周側突起部４１１と内周側突起部４１２との間に、突起部４２１が位置するように配置される（図４の固定板４１と回転板４２の場合も、対向して組み合わされて装置を構成するときには、各々の突起部は前記のような位置関係になる。）。また、粉砕繊維は、ケーシングの少なくとも下方側に配設されたスクリーンＳの網目を通過して下方に落下し、回収される
【００３３】
外周側突起部４１１、内周側突起部４１２及び突起部４２１の各々の横断面形状は特に限定されず、多角形、円形、楕円形等のいずれでもよいが、粉砕効率の観点で、多角形、特に周方向が長辺となる長方形であることが好ましい。また、粉砕効率をより向上させるため、外周側突起部４１１、内周側突起部４１２及び突起部４２１の側面及び／又は上面に、溝部及び／又は凹部等を設けることもできる。特に、回転板４２の内面に設けられた突起部４２１の外周側面及び内周側面には、図４のように、高さ方向に溝部４２１１を設けることが好ましく、これによって、粉砕効率、特に解繊効率をより向上させることができる。
【００３４】
（３）混合工程
前記「混合工程」は、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを混練し、混合する工程である。
この混合工程では、押出タイプの混練、混合機を除いた混合装置が用いられる。この混合装置は特に限定されないが、熱可塑性樹脂に多量の粉砕繊維を混合させることができればよく、例えば、図６、７に記載された混合装置を用いることができる。この特定の混合装置を用いた場合、より高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物をより容易に製造することができる。
【００３５】
この混合装置［以下、図６（図６は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレットの図１を引用）及び図７（図７は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレットの図２を引用）参照］としては、国際公開０４／０７６０４４号パンフレットに記載の混合装置１が好ましい。即ち、混合装置１は、材料供給室１３と、材料供給室１３に連設された混合室３と、材料供給室１３と混合室３とを貫通して回転自在に設けられた回転軸５と、材料供給室１３内の回転軸５に配設され、且つ材料供給室１３に供給された熱可塑性樹脂と粉砕繊維との混合材料を混合室３へ搬送するためのスクリュー羽根１２と、混合室３内の回転軸５に配設され、且つ混合材料を混合する混合羽根１０ａ〜１０ｆと、を備える混合装置が好ましい。
【００３６】
混合装置１を使用し、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを材料供給室１３に投入し、スクリュー羽根１２により混合室３へ搬送し、混合羽根１０ａ〜１０ｆを回転させることで、熱可塑性樹脂及び粉砕繊維がともに、混合室３の内壁へ向かって押し付けられ、内壁を打撃し、且つ混合羽根１０ａ〜１０ｆの回転方向に押し進められ、材料同士の衝突により発生する熱により短時間で熱可塑性樹脂が軟化し、溶融して、粉砕繊維と混練され、混合される。このようにして製造される混合物（熱可塑性樹脂組成物）には、例えば、射出成形が可能な優れた流動性が付与される。
【００３７】
混合羽根１０ａ〜１０ｆは、回転軸５の周方向に一定の角度で間隔をおいた位置において軸方向に対向するとともに、回転方向において互いの対向間隔が狭くなるような取付角で回転軸５に配設され、少なくとも２枚の混合羽根（１０ａ〜１０ｆ）によって構成される。混合羽根１０ａ〜１０ｆの回転軸５に対する取付角は、回転軸５に取り付けられる混合羽根１０ａ〜１０ｆの根元部から径方向外方の先端部まで同一であることが好ましい。また、混合羽根１０ａ〜１０ｆの平面形状は矩形であることが好ましい。更に、混合室３は、その構成壁に冷却媒体を循環させることができる混合室冷却手段を備えることがより好ましい。このような構成とすることにより、混合室内が過度に昇温することを抑えることができ、熱可塑性樹脂の熱劣化を防止、又は少なくとも抑えることができる。
【００３８】
混合工程における各種条件は特に限定されないが、例えば、混合時の温度は、混合室の外壁面の温度を２００℃以下、特に１５０℃以下、更に１２０℃以下に制御することが好ましく、且つ５０℃以上、特に６０℃以上、更に８０℃以上に制御することがより好ましい。また、この温度に到達させる時間は、１０分以内、特に５分以内であることが好ましい。短時間で所定温度に到達させることで、急激に水分を蒸散させるとともに、混合することができ、熱可塑性樹脂の劣化をより効果的に抑えることができる。更に、前記の温度範囲を維持する時間も、１５分以内、特に１０分以内とすることが好ましい。また、この温度は、混合装置の混合羽根の回転速度により制御することが好ましい。より具体的には、混合羽根の先端の周速度を５〜５０ｍ／秒となるように制御することが好ましい。この範囲の周速度に制御することにより、効率よく熱可塑性樹脂を軟化させ、溶融させつつ、粉砕繊維とより均一に混合することができる。
【００３９】
更に、この混合の終点は特に限定されないが、回転軸に負荷されるトルクの変化により決定することができる。即ち、回転軸に負荷されるトルクを測定し、そのトルクが最大値となった後に混合を停止することが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを相互に十分に分散させることができる。また、トルクが最大値となった後、低下し始めてから混合を停止させることがより好ましい。更に、最大トルクに対して４０％以上、特に５０〜８０％のトルク範囲となった時点で混合を停止することが特に好ましい。これにより、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを相互により十分に分散させることができるとともに、混合室内から混合物（熱可塑性樹脂組成物）を１６０℃以上の温度で取り出すことができ、混合室内に熱可塑性樹脂組成物が付着して残存されることをより確実に防止することができる。
【００４０】
（４）ペレット化工程
（ａ）熱可塑性樹脂組成物のペレット化
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、裁断工程、粉砕工程及び混合工程を除く他の工程を備えていてもよい。この他の工程としては、混合工程で製造された熱可塑性樹脂組成物をペレット化する工程が挙げられる。これは、本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂組成物は、その後、射出形成等の成形に供することができるが、その際、熱可塑性樹脂組成物がペレット化されていることにより成形が容易になり好ましいためである。
【００４１】
ペレット化の方法は特に限定されないが、例えば、混合装置と、製造された熱可塑性樹脂組成物が除熱される前にペレット化することができるペレット化装置とが並列に配置された装置を用いた場合、混合と連続してペレット化することができるため好ましい。また、ペレット化装置が併設されていない場合は、混合装置から排出される、通常、塊状の熱可塑性樹脂組成物を、例えば、破砕機により破砕して粒状物とし、その後、押出機等により溶融混練し、押し出してペレット化することができる。更に、再加熱せずにペレット化することもできる。
【００４２】
混合装置から排出される塊状の熱可塑性樹脂組成物は、加熱せず、押し固めてペレット化することが好ましい。このように、加熱せず、押し固めてペレット化することにより、例えば、塊状の熱可塑性樹脂組成物を破砕機により破砕して粒状物とし、この粒状物を押出機等の通常の方法によりペレット化するときに比べて、熱可塑性樹脂組成物への熱履歴を低減することができ、この熱可塑性樹脂組成物を用いて成形される熱可塑性樹脂成形体の機械的特性をより向上させることができる。
【００４３】
この加熱せず押し固めてペレット化する工程では、どのような装置及び手段を用いてもよいが、各種圧縮成形法によるペレット化であることが特に好ましい。この圧縮成形法としては、例えば、ローラー式成形法及びエクストルーダ式成形法等が挙げられる。これらのうち、ローラー式成形法は、ローラー式成形機を用いる方法であり、ダイに接して回転するローラーにより混合物がダイ内に圧入され、その後、ダイから押し出されてペレット化される。ローラー式成形機とてしは、ディスクダイ式（ローラーディスクダイ式成形機）とリングダイ式（ローラーリングダイ式成形機）が挙げられ、これらはダイの形状が異なる。一方、エクストルーダ式成形法は、エクストルーダ式成形機を用いる方法であり、スクリューオーガの回転により混合物がダイ内に圧入され、その後、ダイから押し出されてペレット化される。これらの圧縮成形法のうちでは、圧縮効率が高いローラーディスクダイ式成形法がより好ましい。
【００４４】
更に、本方法では下記の特定のローラーディスクダイ式成形機［ペレタイザ５０（要部を記載した図８参照）］を用いてペレット化することが特に好ましい。即ち、複数の貫通孔５１１が穿設されたディスクダイ５１と、ディスクダイ５１上で転動し、貫通孔５１１内に非圧縮物（熱可塑性樹脂と粉砕繊維との混合物）を押し込むプレスローラ５２と、プレスローラ５２を駆動する主回転軸５３とを備えるローラーディスクダイ式成形機を用いることが特に好ましい。この成形機では、ディスクダイ５１は、貫通孔５１１と同方向に貫通する主回転軸挿通孔５１２を有し、主回転軸５３は、主回転軸挿通孔５１２に挿通され、且つ主回転軸５３に垂直に設けられたプレスローラ固定軸５４を有する。また、プレスローラ５２は、プレスローラ固定軸５４に回転可能に軸支され、主回転軸５３の回転に伴ってディスクダイ５１上を転動する。
このローラーディスクダイ式成形機では、上記の構成に加え、プレスローラ５２の表面に凹凸５２１が設けられていることがより好ましい。また、主回転軸５３の回転に伴って回転される切断用ブレード５５を備えていることがより好ましい。
【００４５】
ローラーディスクダイ式成形機では、例えば、図８において、主回転軸５３の上方から投入された混合物をプレスローラ５２が備える凹凸５２１が捉えて貫通孔５１１内に押し込み、ディスクダイ５１の裏面側から紐状の混合物が押し出される。この紐状の混合物は、回転する切断用ブレード５５により適宜の長さに切断されてペレット化され、下方に落下して回収される。また、ペレット化された熱可塑性樹脂組成物の形状及び寸法は特に限定されないが、円柱状等の柱状形状であることが好ましい。更に、その最大寸法は１ｍｍ以上（通常、２０ｍｍ以下）であることが好ましく、１〜１０ｍｍ、特に２〜７ｍｍであることがより好ましい。
【００４６】
（ｂ）粉砕繊維のぺレット化
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、粉砕繊維を熱可塑性樹脂と混合する前にペレット化してもよい。この粉砕繊維のペレット化工程に用いるペレット化装置も特に限定されないが、前記の熱可塑性樹脂組成物のペレット化工程と同様に前記のローラーディスクダイ式成形機を用いることができる。このように粉砕繊維のペレット化工程を備えることで、粉砕繊維と熱可塑性樹脂との嵩密度の差を小さくすることができ、作業性が向上し、混合の際の材料の偏在を抑えることもでき、粉砕繊維と熱可塑性樹脂とが相互により均一に分散した熱可塑性樹脂組成物とすることができ、熱可塑性樹脂成形体の機械的強度をより向上させることができる。
【００４７】
２．熱可塑性樹脂成形体の製造方法
本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂組成物（ペレット化された熱可塑性樹脂組成物）は、射出成形、押出成形、圧縮成形等の各種の成形方法により、熱可塑性樹脂成形体とすることができる。この熱可塑性樹脂組成物は、多量の植物繊維（粉砕繊維）を含有しているにもかかわらず、優れた流動性を有するため、特に十分な流動性を必要とする射出成形に用いることもできる。この射出成形時、熱可塑性樹脂組成物がペレット化されておれば、計量時間及び射出時間等を短縮することができ、その結果、成形サイクルが短縮されて成形効率を向上させることができる。また、射出成形等の各種の成形に用いる装置及び成形条件等は特に限定されず、熱可塑性樹脂の種類、及び熱可塑性樹脂成形体の形状、用途等により適宜選択し、設定すればよい。
【００４８】
熱可塑性樹脂成形体の形状及び寸法等は特に限定されず、その用途も特に限定されない。この成形体としては、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。これらのうち、自動車用途としては、内装材、インストルメントパネル、外装材等が挙げられ、具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、ダッシュボード、インストルメントパネル、デッキトリム、バンパ、スポイラ及びカウリング等が挙げられる。更に、自動車を除く他の用途としては、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。例えば、建築物のドア表装材、ドア構造材、机、椅子、棚、箪笥等の各種家具の表装材、構造材等が挙げられる。更に他の例として、包装体、トレイ等の収容体、保護用部材及びパーティション部材等が挙げられる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］熱可塑性樹脂組成物の製造
実施例１
（１）粉砕繊維の作製
ケナフ繊維（インドネシア産、ロープ状）を裁断装置（有限会社吉工製、型式「ＲＣ２５０」）により裁断し、直径１０ｍｍの開口部を有するスクリーンを通過させ、裁断繊維として回収した。この裁断繊維を、連続的に粉砕装置（槇野産業社製、型式「マキノ式ＤＤ−２」）に投入して粉砕し、直径２ｍｍの開口部を有するスクリーンを通過させ、粉砕繊維として回収した。この粉砕繊維２００本を光学顕微鏡により観察し、各々の繊維の長さと径とを測定し、累積長及び累積径を本数で除して平均繊維長及び平均繊維径を算出した。結果を表１に記載する。
尚、それぞれの繊維の径は長さ方向の中央部の径である。
【００５０】
（２）熱可塑性樹脂組成物の製造
前記（１）で作製した粉砕繊維３６０ｇと、ポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名「ノバテックＮＢＣ０３ＨＲ」）２２５ｇと、酸変性ポリプロピレン（三菱化学社製、商品名「モディックＰ９０８」、無水マレイン酸変性ポリプロピレン）１５ｇ（粉砕繊維、ポリプロピレン及び酸変性ポリプロピレンの質量比は表１のようになる。）と、を図６の混合装置１（ＷＯ２００４−０７６０４４号に記載された装置）の材料供給室１３に投入し、その後、容量５リットルの混合室３に移送し、混合羽根（図７の１０ａ〜１０ｆ）を回転数１７５０ｒｐｍで回転させ、混練し、混合した。そして、混合羽根にかかる負荷（トルク）が上昇し、最大値に達して６秒後を終点として混合を停止し、混合物（ペレット化前の熱可塑性樹脂組成物）を混合装置１から排出させた。
【００５１】
（３）ペレット化
前記（２）で製造した塊状の熱可塑性樹脂組成物を、破砕機（ホーライ社製、形式「Ｚ１０−４２０」）により５ｍｍ程度に破砕し、その後、破砕片を、ローラーディスクダイ式成形機［菊川鉄工所製、形式「ＫＰ２８０」、貫通孔径４．２ｍｍ、厚さ２５ｍｍのダイを使用］に、フィーダー周波数２０Ｈｚで投入し、直径約４ｍｍ、且つ長さ約５ｍｍの円柱状のペレットとし、次いで、このペレットをオーブンにて１００℃で２４時間乾燥させ、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
【００５２】
実施例２
開口部の直径が６ｍｍのスクリーンを備える裁断装置を用いた他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
実施例３
開口部の直径が２ｍｍのスクリーンを備える裁断装置を用いた他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
実施例４
粉砕繊維を、ローラーディスクダイ式成形機［菊川鉄工所製、形式「ＫＰ２８０」、貫通孔径６．２ｍｍ、厚さ２８ｍｍのダイを使用］に、フィーダー周波数４０Ｈｚで投入し、予め、直径約６ｍｍ、且つ長さ約１０ｍｍの円柱状のペレットとし、その後、熱可塑性樹脂と混練、混合した他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
実施例５
粉砕繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンとを、表１に記載の質量比とした他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
【００５３】
比較例１
ケナフ繊維を裁断したのみで粉砕せず、この裁断繊維を熱可塑性樹脂と混練し、混合した他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
比較例２
裁断繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンとを、表１に記載の質量比とした他は、比較例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
以上、実施例１〜５及び比較例１〜２における粉砕繊維等と熱可塑性樹脂との質量比、スクリーンの開口径、粉砕繊維等のペレット化の有無、及び粉砕繊維（比較例では裁断繊維）の平均繊維長、平均繊維径を表１に記載する。
尚、表１において「ＰＰ」はポリプロピレン、「酸変性ＰＰ」は酸変性ポリプロピレンの略記である。
【００５４】
【表１】
【００５５】
［２］熱可塑性樹脂組成物の特性評価
前記［１］で得られた実施例１〜５及び比較例１〜２の熱可塑性樹脂組成物のペレットを、オーブンにて１００℃で５時間乾燥させ、その後、射出成形機（住友重機械工業社製、形式「ＳＥ１００ＤＵ」）により、シリンダー温度１９０℃、型温度４０℃の条件で射出成形し、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの試験片を作製し、次いで、ＪＩＳ Ｋ７１７１に準拠して曲げ試験を実施し、曲げ強さ及び曲げ弾性率を算出した。また、バーフロー金型を用いて同様にして射出成形し、流動長を評価した。これらの結果を表１に併記する。
【００５６】
表１の結果によれば、所定寸法のケナフ粉砕繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンとを、それぞれ所定量配合した実施例１〜４では、裁断装置のスクリーンの開口径、及び粉砕繊維のペレット化の有無によらず、十分な曲げ特性を有し、バーフロー長を指標とする流動性も優れていることが分かる。また、粉砕繊維の繊維径が他の実施例より大きい実施例３でも、同様に十分な曲げ特性と流動性とを有していることが分かる。更に、ケナフ粉砕繊維の配合量が他の実施例より少ない実施例５では、曲げ特性が少し低下するが、流動性はより優れており、十分に実用に供し得る熱可塑性樹脂組成物である。一方、ケナフ繊維を裁断したのみで、粉砕していない比較例１は実施例１〜４と比べて、また、比較例２は実施例５と比べて、曲げ特性は十分であるものの、流動性が劣っていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の熱可塑性組成物の製造方法は、自動車関連分野及び建築関連分野等の広範な用途おいて利用することができ、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等の技術分野でより有用であり、特に、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等の自動車関連の製品分野で好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１；撹拌機、３；混合室、５；回転軸、１０及び１０ａ〜１０ｆ；混合羽根、１２；らせん状羽根、１３；材料供給室、３０；裁断装置、３１；シャフト、３２；回転刃、３３；固定刃、４０；粉砕装置、４１；固定板、４１１；外周側突起部、４１２；内周側突起部、４２；回転板、４２１；突起部、５０；ペレタイザ［ローラーディスクダイ式成形機（ペレット化部）］、５１；ディスクダイ、５１１；貫通孔、５１２；主回転軸挿通孔、５２；プレスローラ、５２１；凹凸部、５３；主回転軸、５４；プレスローラ固定軸、５５；切断用ブレード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、熱可塑性樹脂に多量の植物繊維を含有させることができ、且つ射出成形等に用いたときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ケナフ等の、成長が早く、且つ二酸化炭素吸収量が多い植物材料は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素固定化等の観点から注目され、樹脂と混合した複合材料の用途で期待されている。このケナフ等と樹脂との混合には、ニーダー、スーパーミキサ、ヘンシェルミキサ等の混合機が用いられるが、特に多量の植物材料を樹脂に混合することは困難であり、多量に混合しようとするときは、数度に分けて投入、混合を繰り返す等の手間と時間とを要する。また、ケナフ等が混合された複合材料を用いて射出成形等の方法により成形することは容易ではない。これは、複合材料に、従来の樹脂と同様の装置、条件で成形することができる程度に十分な流動性を付与することが難しいためであると考えられる（例えば、特許文献１、２参照。）。更に、多量の植物材料を熱可塑性樹脂に均一に分散させ、配合させることは容易ではないため、植物材料を予めペレット化し、樹脂との比重差を小さくして、植物材料と樹脂とが相互に均一に分散した複合材料とし、この複合材料を用いて成形体を製造することが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０５２４５号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９８１２号公報
【特許文献３】特開２００８−９３９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、ケナフ繊維をポリ乳酸に含有させた場合に最も精密な射出成形ができるが、ケナフ繊維の含有量が５０質量％を超えると、繊維が樹脂に均一に分散せず、成形機内で樹脂組成物が詰まる等の問題が発生すると説明されている。また、特許文献２には、樹脂にロジン及び可塑剤を配合せず、植物繊維のみを配合した場合は、植物繊維が均一に分散され難く、樹脂と植物繊維との間の親和性もよくないため、強度等に劣り、品質が均一でなく、実用性に乏しい成形品になってしまうと説明されている。このように、特許文献１、２には、５０質量％を超える多量の植物材料を含有する場合、射出成形等により実用性の観点で問題のない成形品とすることは困難であることが記載されている。更に、特許文献３に記載された製造方法では、植物材料と樹脂とを均一に分散させることができるが、コスト面では不利である。
【０００５】
本発明は、上記の従来の状況に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂に多量の植物繊維を含有させることができ、且つ射出成形等に用いたときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法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】
【０００６】
本発明は以下のとおりである。
１．熱可塑性樹脂及び植物繊維を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、該熱可塑性樹脂と該粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、該粉砕繊維は５０〜９５質量％である熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、前記植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする裁断工程と、該裁断繊維を粉砕して所定寸法の前記粉砕繊維とする粉砕工程と、前記熱可塑性樹脂と該粉砕繊維とを混練し、混合する混合工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
２．前記裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下である前記１．に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
３．前記粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍである前記２．に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
４．前記植物繊維は、ケナフ繊維である前記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
５．前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂及び酸変性ポリプロピレン系樹脂である前記１．乃至４．うちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
６．前記ポリプロピレン系樹脂と前記酸変性ポリプロピレン系樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該酸変性ポリプロピレン系樹脂は１〜３０質量％である前記５．に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
７．前記粉砕繊維を押し固めてペレット化し、その後、前記熱可塑性樹脂と混合する前記１．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
８．前記混練、混合に用いる混合装置は、前記混合がなされる混合室及び該混合室内に配設された混合羽根を備え、前記混合室内で、前記混合羽根の回転により昇温して溶融した前記熱可塑性樹脂と、前記粉砕繊維とが混練され、混合される前記１．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、植物繊維が十分に解繊された粉砕繊維を用いており、繊維長及び繊維径ともに小さく、嵩張らないため、５０〜９５質量％と多量の粉砕繊維を容易に含有させることができ、射出成形等の方法により成形するときに、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができる。そのため、優れた曲げ強さ及び曲げ弾性率等を有し、実用性の観点で好ましい熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
また、裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下である場合は、粉砕工程で、十分に解繊され、繊維長、繊維径ともに小さく、嵩張らない粉砕繊維とすることが容易であり、射出成形等の成形時に、より十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
更に、粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍである場合は、熱可塑性樹脂に多量に含有させることが容易であり、射出成形等の成形時に、特に十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
また、植物繊維が、ケナフ繊維である場合は、成長速度が極めて大きい一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するケナフを用いることにより、大気中の二酸化炭素量の削減、及び植物資源の有効利用等に貢献することができる。
更に、熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂及び酸変性ポリプロピレン系樹脂である場合は、より高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
また、ポリプロピレン系樹脂と酸変性ポリプロピレン系樹脂との合計を１００質量％とした場合に、酸変性ポリプロピレン系樹脂が１〜３０質量％である場合は、酸変性樹脂を併用することによる作用効果が十分に奏され、特に高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。
更に、粉砕繊維を押し固めてペレット化し、その後、熱可塑性樹脂と混合する場合は、多くの植物繊維を投入することができ、それに比例してより多くの熱可塑性樹脂組成物を生産することができる。
また、混練、混合に用いる混合装置は、混合がなされる混合室及び混合室内に配設された混合羽根を備え、混合室内で、混合羽根の回転により昇温して溶融した熱可塑性樹脂と、粉砕繊維とが混練され、混合される場合は、外部からの加熱を必要とすることなく短時間で効率よく混合することができ、コストを低減させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】熱可塑性樹脂組成物の製造に用いるシステムの一部であって、裁断装置、粉砕装置及びペレット化装置が配置された場合の模式的な説明図である。
【図２】裁断装置の正面からみた断面の模式的な説明図である。
【図３】裁断装置の側方からみた断面の模式的な説明図である。
【図４】粉砕装置の回転刃及びその周辺を正面からみた模式的な説明図である。
【図５】粉砕装置の固定刃及びその周辺を正面からみた模式的な説明図である。
【図６】混合装置の一例の模式的な断面図である。
【図７】混合装置に配設された混合羽根の一例の模式的な側面図である。
【図８】ローラーディスクダイ式ペレタイザの一例の要部の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を図を参照しながら詳しく説明する。
１．熱可塑性樹脂組成物の製造方法
熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂及び植物繊維を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、熱可塑性樹脂と粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、粉砕繊維が５０〜９５質量％であり、植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする裁断工程と、裁断繊維を粉砕して所定寸法の粉砕繊維とする粉砕工程と、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを混練し、混合する混合工程と、を備える方法により製造することができる。
【００１０】
［１］材料
（１）熱可塑性樹脂
上記「熱可塑性樹脂」は、混合工程で粉砕繊維と混合される樹脂である。この熱可塑性樹脂は特に限定されず、各種の熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール及びＡＢＳ樹脂等が挙げられる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン及びポリブチレンサクシネート等を用いることもできる。これらのうちでは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンが好ましく、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、特にエチレン−プロピレンブロック共重合体がより好ましい。熱可塑性樹脂は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１１】
また、特に熱可塑性樹脂としてポリオレフィンを用いる場合、酸変性ポリオレフィンを併用することが好ましい。酸変性ポリオレフィンを用いることにより、熱可塑性樹脂組成物を用いて成形した熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を向上させることができる。酸変性ポリオレフィンのベース樹脂としては、前記の各種のポリオレフィンを用いることができる。更に、熱可塑性樹脂組成物に含有される非変性ポリオレフィンと、酸変性に用いるベース樹脂とは同種の樹脂であることが好ましい。また、同種の樹脂である場合、各々の樹脂の平均分子量、密度等の差が小さいことがより好ましく、共重合体であるときは、各々の単量体単位の割合の差が小さいことがより好ましい。
【００１２】
酸変性ポリオレフィンに酸基を導入する方法も特に限定されないが、通常、ポリオレフィンに酸基を有する化合物を反応させて導入する、所謂、グラフト重合により導入することができる。酸基を有する化合物も特に限定されず、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリル酸及びメタクリル酸等が挙げられる。これらは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、酸無水物が用いられることが多く、特に無水マレイン酸及び無水イタコン酸が多用される。
【００１３】
酸変性ポリオレフィンにおける酸基の導入量は特に限定されないが、酸価が５以上となる導入量であることが好ましい。酸変性ポリオレフィンの酸価が５以上となる導入量であれば、酸変性ポリオレフィンを多量に配合することなく、熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を十分に向上させることができる。この酸価は、１０〜８０、特に１５〜７０、更に２０〜６０であることがより好ましい。
尚、酸価はＪＩＳ Ｋ００７０により測定することができる。
【００１４】
更に、酸変性ポリオレフィンの平均分子量も特に限定されないが、重量平均分子量が１００００〜２０００００であることが好ましい。即ち、比較的低分子量の酸変性ポリオレフィンであることが好ましい。このような酸変性ポリオレフィンを用いることにより、熱可塑性樹脂組成物の流動性を十分に向上させることができ、且つ優れた機械的特性を有する熱可塑性樹脂成形体を成形することができる。この重量平均分子量は、１５０００〜１５００００、特に２５０００〜１２００００、更に３５０００〜１０００００であることがより好ましい。
尚、重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィにより測定することができる。
【００１５】
熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン及び／又はエチレン−プロピレン共重合体、特にエチレン−プロピレンブロック共重合体と、これらを酸変性した樹脂とを併用することがより好ましい。この場合、熱可塑性樹脂全体を１００質量％としたときに、酸変性樹脂は１〜３０質量％であることが好ましい。この範囲の配合量であれば、熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を向上させることができるとともに、射出成形等の成形時の熱可塑性樹脂組成物の流動性を飛躍的に向上させることができる。酸変性樹脂の配合量は、１〜２５質量％、特に１〜２０質量％、更に１．５〜１０質量％であることがより好ましい。
【００１６】
（２）植物繊維
前記「植物繊維」は、植物に由来する材料である。この植物繊維としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、針葉樹（杉、檜等）、広葉樹及び綿花などの各種の植物が有する植物繊維が挙げられる。この植物繊維は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献することができるケナフが有する繊維が好ましい。また、植物のうちの用いる部位は特に限定されず、非木質部、木質部、葉部、茎部及び根部等の植物を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよいし、２箇所以上の異なる部位を併用してもよい。
【００１７】
ケナフは木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。このケナフとしては、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等、並びに通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が挙げられる。植物繊維としてケナフが有する繊維を用いる場合、強靱な繊維を有する靭皮と称される外層部分を用いることができる。
【００１８】
植物繊維の繊維長及び繊維径は特に限定されないが、繊維長（Ｌ）と繊維径（ｔ）との比（Ｌ／ｔ）が５〜２００００であることが好ましい。また、植物繊維の繊維長は、通常、１．０〜３００ｍｍであり、繊維径は、通常、１０〜１０００μｍである。この繊維長は、ＪＩＳ Ｌ１０１５における直接法と同様にして１本の植物繊維を伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で測定した値である。一方、繊維径は、繊維長を測定した植物繊維について、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて測定した値である。
【００１９】
更に、植物繊維の平均繊維長及び平均繊維径も特に限定されないが、平均繊維長は２５ｍｍ以下が好ましい。平均繊維長が２５ｍｍ以下（通常、１．０ｍｍ以上）の植物繊維を用いることにより、容易に所定長さの裁断繊維とすることができる。この平均繊維長は、ＪＩＳ Ｌ１０１５に準拠する直接法により、単繊維を無作為に１本ずつ取り出し、伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。また、平均繊維径は１００μｍ以下（通常、１０μｍ以上）が好ましい。植物繊維の平均繊維径が１００μｍ以下であればこの植物繊維を裁断してなる裁断繊維を粉砕することにより、容易に所定寸法（所定長さ及び所定径）の粉砕繊維とすることができる。この平均繊維径は、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて実測し、合計２００本について測定した平均値である。
【００２０】
熱可塑性樹脂組成物には、非繊維質植物材料を含有させることもできる。例えば、植物繊維としてケナフ繊維を用いる場合、ケナフ全体の６０体積％程度を占めるコアと称される芯材部分を非繊維質植物材料として含有させることができる。植物繊維と非繊維質植物材料とを併用する場合、これらの合計を１００質量％としたときに、非繊維質植物材料は１０質量％以下、特に７質量％以下、更に５質量％以下（含有させる場合は、通常、１質量％以上）であることが好ましい。非繊維質植物材料が１０質量％以下であれば、十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができ、併せて熱可塑性樹脂成形体の機械的特性を向上させることもできる。
【００２１】
熱可塑性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂及び粉砕繊維を除く他の成分を含有させることができる。この他の成分は特に限定されないが、前記の非繊維質植物材料の他、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤等の各種の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は各々１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの他の成分を配合する工程は特に限定されないが、通常、混合工程において配合し、含有させる。
【００２２】
［２］工程
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、裁断装置３０（詳しくは図２、３参照）により植物繊維を裁断して裁断繊維とする裁断工程と、粉砕装置４０（詳しくは図４、５参照）により裁断繊維を粉砕して粉砕繊維とする粉砕工程と、この粉砕繊維と熱可塑性樹脂とを、混合装置１(詳しくは図６、７参照)により混練し、混合する混合工程とを備える。また、粉砕繊維は、そのまま熱可塑性樹脂に混合してもよいが、ペレタイザ５０（詳しくは要部を記載した図８参照）により所定の形状及び寸法を有する繊維ペレットとし、この繊維ペレットを熱可塑性樹脂に混合してもよい。
【００２３】
裁断工程と粉砕工程とは、図１のように、裁断装置３０と粉砕装置４０とを並べて配置し、連続的に裁断し、粉砕することが好ましい。即ち、裁断装置３０と粉砕装置４０とを、架台６０の所定位置に配置し、裁断装置３０により裁断されてなる裁断繊維を、ダクト７１内を搬送させてサイクロン８１内に投入し、ロータリーバルブ８１１を開として粉砕装置４０に投入し、粉砕して粉砕繊維とする。この粉砕繊維は、そのまま熱可塑性樹脂と混練し、混合してもよく、ペレット化してから熱可塑性樹脂と混練し、混合してもよい。ペレット化する場合は、図１のように、粉砕繊維をダクト７２内を搬送させてサイクロン８２内に投入し、ロータリーバルブ８２１を開としてペレタイザ５０に投入し、ペレット化することができる。このように、ペレット化も、裁断及び粉砕と連続的に実施することが好ましい。
【００２４】
（１）裁断工程
前記「裁断工程」は、植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする工程である。
前記「裁断繊維」の繊維長は、この裁断繊維を粉砕して所定寸法の粉砕繊維とすることができる所定長さであればよいが、２５ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以下、特に１５ｍｍ以下、更に１０ｍｍ以下（通常、１．０ｍｍ以上）であることがより好ましい。裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下であれば、粉砕工程において、容易に所定寸法の粉砕繊維とすることができる。また、裁断繊維の平均繊維径も特に限定されないが、前記の繊維径を有する植物繊維を裁断することにより、裁断繊維の平均繊維径は、通常、５０〜１００μｍ、特に７０〜９０μｍとすることができる。
尚、裁断繊維の繊維長は、前記の植物繊維の繊維長の場合と同じ方法により測定することができる。この繊維長は、用いる裁断装置が備えるスクリーンの開口部の寸法により調整することができる。また、裁断繊維の全量が繊維長２５ｍｍ以下であることが好ましいが、繊維長が２５ｍｍを超える繊維が１０％以下、特に５％以下含有されていてもよい。この割合は、前記の植物繊維の平均繊維長の測定方法により２００本の繊維について繊維長を測定したときに、繊維長が２５ｍｍを超える繊維が２００本のうちの１０％以下、特に５％以下であることによって確認することができる。更に、裁断繊維の平均繊維径は、前記の植物繊維の繊維長の場合と同じ方法により測定することができる。
【００２５】
裁断工程において用いられる装置は特に限定されず、植物繊維を所定長さに効率よく裁断することができればよく、例えば、図２、３に記載された裁断装置を用いることができる。
この裁断装置３０は、シャフト３１に同芯状に取り付けられ、固定された回転刃３２と、この回転刃３２に対向して配設された固定刃３３とを備え、ホッパー３４から投入された植物繊維は、回転刃３２により押圧されながら固定刃３３まで移動し、ここで回転刃３２と固定刃３３とが噛み合い、植物繊維が裁断される。回転刃３２と固定刃３３とは各々の刃先面が長さ方向において、僅かに、例えば、１〜５°、特に２〜４°の角度をなすように固定されている。これにより、植物繊維は、押圧され、粉砕されるのではなく、特に長さ方向に効率よく裁断され、所定長さの裁断繊維とすることができる。また、裁断繊維は、ケーシングの少なくとも下方側に配設されたスクリーンＳの網目を通過して下方に落下し、回収される。
【００２６】
更に、この裁断装置３０では、回転刃３２の回転方向において近接する複数の固定刃３３が配設されており、先の固定刃３３と回転刃３２との間で裁断されなかった植物繊維が、後の固定刃３３と回転刃３２との間で裁断される。そのため、先の固定刃３３の位置で裁断されなかった植物繊維がケーシング内に滞留し、再度回転するようなことがなく、繊維長に大差のない、より均質な裁断繊維とすることができる。また、ケーシングの側板３５と面一に、シャフト３１及び回転刃３２とともに回転する回転板３６が設けられているため、シャフト３１と回転刃３２との間に裁断繊維が入り込んで擦り合わされるようなことがない。更に、側板３５と回転板３６との間に隙間が設けられており、側板３５と回転板３６との境界周辺の裁断繊維は隙間から外部へ排出されるため、この境界周辺において裁断繊維が擦り合われたり、滞留して劣化したりすることもない。
【００２７】
（２）粉砕工程
前記「粉砕工程」は、裁断繊維を粉砕して所定寸法、即ち、所定の平均繊維長及び平均繊維径の粉砕繊維とする工程である。
前記「粉砕繊維」の平均繊維長は、この粉砕繊維と熱可塑性樹脂とを効率よく混合することができ、且つ射出成形等の成形時に十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができる所定の平均長であればよいが、０．５〜６ｍｍであることが好ましく、０．５〜４ｍｍ、特に０．５〜２ｍｍ、更に０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましい。また、粉砕繊維の平均繊維径も、前記の作用効果が奏される所定の平均径であればよいが、１０〜６０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍ、特に３０〜５５μｍであることがより好ましい。粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍであれば、前記の作用効果が十分に奏される。
尚、粉砕繊維の平均繊維長及び平均繊維径は、前記の植物繊維の平均繊維長及び平均繊維径の場合と同じ方法により測定することができる。この平均繊維長は、用いる粉砕装置が備えるスクリーンの開口部の寸法により調整することができる。
【００２８】
また、粉砕繊維の含有量は、熱可塑性樹脂と粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、５０〜９５質量％である。この含有量は、通常、組成物の製造時に熱可塑性樹脂に配合する粉砕繊維の配合量と同量である。即ち、熱可塑性樹脂及び粉砕繊維の各々の配合量の合計を１００質量％としたときに、粉砕繊維の配合量は５０〜９５質量％である。この粉砕繊維の含有量（配合量）は５０〜９０質量％、特に５０〜８０質量％であることが好ましく、５０〜７０質量％、特に５０〜６５質量％、更に５０〜６０質量％であることがより好ましい。
【００２９】
粉砕工程において用いられる装置は特に限定されず、裁断繊維を所定寸法に効率よく粉砕することができればよい。このような装置としては、裁断繊維に衝撃を加え、裁断繊維を長さ方向ばかりでなく径方向にも粉砕することができる粉砕装置を用いることができる。このように、粉砕工程では、裁断繊維を径方向にも粉砕する、即ち、解繊することを特徴としており、このように解繊された粉砕繊維を用いることによって、熱可塑性樹脂との混合がより容易になり、且つ射出成形等において十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物とすることができる。
【００３０】
前記のように、径方向の粉砕、即ち、解繊を十分にすることができる粉砕装置としては、例えば、図４、５に記載された固定板と回転板とを有する粉砕装置を用いることができる。
この粉砕装置は、図４のような固定板４１と、この固定板４１と対向して配設され、周方向に回転する図５のような回転板４２とを備える。
固定板４１の内面には、外周側に、周方向に離間して複数の外周側突起部４１１が立設されており（この外周側突起部４１１は、通常、周方向に等間隔に設けられ、図４の場合、９０°の間隔で４個の外周側突起部４１１が設けられている。）、内周側に、周方向に離間して複数の内周側突起部４１２が立設されている（この内周側突起部４１２も、通常、周方向に等間隔に設けられ、図４の場合、９０°の間隔で４個の内周側突起部４１２が設けられている。）。
【００３１】
また、外周側突起部４１１及び内周側突起部４１２は、通常、周方向に等間隔に設けられているが、外周側突起部４１１と内周側突起部４１２も相互に周方向に等間隔に設けられていることが好ましい。図４の固定板４１でもそのような構造になっており、各々の外周側突起部４１１及び内周側突起部４１２は、それぞれ周方向に４５°の間隔で設けられている。更に、複数の外周側突起部４１１の高さは同じでもよく、異なっていてもよいが、通常、同一の高さであり、複数の内周側突起部４１２の高さも、同じでもよく、異なっていてもよいが、通常、同一の高さである。また、外周側突起部４１１と内周側突起部４１２の高さも、同じでもよく、異なっていてもよく、異なっている場合、いずれが高くてもよいが、通常、図４のように、外周側突起部４１１が内周側突起部４１２より高い。
【００３２】
一方、回転板４２の内面にも、周方向に離間して複数の突起部４２１が立設されている（この突起部４２１は、通常、周方向に等間隔に設けられ、図５の場合、１６個の突起部４２１が周方向に等間隔に設けられている。）。また、この突起部４２１と、固定板４１の内面に立設された外周側突起部４１１及び内周側突起部４１２との、径方向における位置関係は特に限定されないが、通常、外周側突起部４１１と内周側突起部４１２との間に、突起部４２１が位置するように配置される（図４の固定板４１と回転板４２の場合も、対向して組み合わされて装置を構成するときには、各々の突起部は前記のような位置関係になる。）。また、粉砕繊維は、ケーシングの少なくとも下方側に配設されたスクリーンＳの網目を通過して下方に落下し、回収される
【００３３】
外周側突起部４１１、内周側突起部４１２及び突起部４２１の各々の横断面形状は特に限定されず、多角形、円形、楕円形等のいずれでもよいが、粉砕効率の観点で、多角形、特に周方向が長辺となる長方形であることが好ましい。また、粉砕効率をより向上させるため、外周側突起部４１１、内周側突起部４１２及び突起部４２１の側面及び／又は上面に、溝部及び／又は凹部等を設けることもできる。特に、回転板４２の内面に設けられた突起部４２１の外周側面及び内周側面には、図４のように、高さ方向に溝部４２１１を設けることが好ましく、これによって、粉砕効率、特に解繊効率をより向上させることができる。
【００３４】
（３）混合工程
前記「混合工程」は、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを混練し、混合する工程である。
この混合工程では、押出タイプの混練、混合機を除いた混合装置が用いられる。この混合装置は特に限定されないが、熱可塑性樹脂に多量の粉砕繊維を混合させることができればよく、例えば、図６、７に記載された混合装置を用いることができる。この特定の混合装置を用いた場合、より高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物をより容易に製造することができる。
【００３５】
この混合装置［以下、図６（図６は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレットの図１を引用）及び図７（図７は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレットの図２を引用）参照］としては、国際公開０４／０７６０４４号パンフレットに記載の混合装置１が好ましい。即ち、混合装置１は、材料供給室１３と、材料供給室１３に連設された混合室３と、材料供給室１３と混合室３とを貫通して回転自在に設けられた回転軸５と、材料供給室１３内の回転軸５に配設され、且つ材料供給室１３に供給された熱可塑性樹脂と粉砕繊維との混合材料を混合室３へ搬送するためのスクリュー羽根１２と、混合室３内の回転軸５に配設され、且つ混合材料を混合する混合羽根１０ａ〜１０ｆと、を備える混合装置が好ましい。
【００３６】
混合装置１を使用し、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを材料供給室１３に投入し、スクリュー羽根１２により混合室３へ搬送し、混合羽根１０ａ〜１０ｆを回転させることで、熱可塑性樹脂及び粉砕繊維がともに、混合室３の内壁へ向かって押し付けられ、内壁を打撃し、且つ混合羽根１０ａ〜１０ｆの回転方向に押し進められ、材料同士の衝突により発生する熱により短時間で熱可塑性樹脂が軟化し、溶融して、粉砕繊維と混練され、混合される。このようにして製造される混合物（熱可塑性樹脂組成物）には、例えば、射出成形が可能な優れた流動性が付与される。
【００３７】
混合羽根１０ａ〜１０ｆは、回転軸５の周方向に一定の角度で間隔をおいた位置において軸方向に対向するとともに、回転方向において互いの対向間隔が狭くなるような取付角で回転軸５に配設され、少なくとも２枚の混合羽根（１０ａ〜１０ｆ）によって構成される。混合羽根１０ａ〜１０ｆの回転軸５に対する取付角は、回転軸５に取り付けられる混合羽根１０ａ〜１０ｆの根元部から径方向外方の先端部まで同一であることが好ましい。また、混合羽根１０ａ〜１０ｆの平面形状は矩形であることが好ましい。更に、混合室３は、その構成壁に冷却媒体を循環させることができる混合室冷却手段を備えることがより好ましい。このような構成とすることにより、混合室内が過度に昇温することを抑えることができ、熱可塑性樹脂の熱劣化を防止、又は少なくとも抑えることができる。
【００３８】
混合工程における各種条件は特に限定されないが、例えば、混合時の温度は、混合室の外壁面の温度を２００℃以下、特に１５０℃以下、更に１２０℃以下に制御することが好ましく、且つ５０℃以上、特に６０℃以上、更に８０℃以上に制御することがより好ましい。また、この温度に到達させる時間は、１０分以内、特に５分以内であることが好ましい。短時間で所定温度に到達させることで、急激に水分を蒸散させるとともに、混合することができ、熱可塑性樹脂の劣化をより効果的に抑えることができる。更に、前記の温度範囲を維持する時間も、１５分以内、特に１０分以内とすることが好ましい。また、この温度は、混合装置の混合羽根の回転速度により制御することが好ましい。より具体的には、混合羽根の先端の周速度を５〜５０ｍ／秒となるように制御することが好ましい。この範囲の周速度に制御することにより、効率よく熱可塑性樹脂を軟化させ、溶融させつつ、粉砕繊維とより均一に混合することができる。
【００３９】
更に、この混合の終点は特に限定されないが、回転軸に負荷されるトルクの変化により決定することができる。即ち、回転軸に負荷されるトルクを測定し、そのトルクが最大値となった後に混合を停止することが好ましい。これにより、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを相互に十分に分散させることができる。また、トルクが最大値となった後、低下し始めてから混合を停止させることがより好ましい。更に、最大トルクに対して４０％以上、特に５０〜８０％のトルク範囲となった時点で混合を停止することが特に好ましい。これにより、熱可塑性樹脂と粉砕繊維とを相互により十分に分散させることができるとともに、混合室内から混合物（熱可塑性樹脂組成物）を１６０℃以上の温度で取り出すことができ、混合室内に熱可塑性樹脂組成物が付着して残存されることをより確実に防止することができる。
【００４０】
（４）ペレット化工程
（ａ）熱可塑性樹脂組成物のペレット化
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、裁断工程、粉砕工程及び混合工程を除く他の工程を備えていてもよい。この他の工程としては、混合工程で製造された熱可塑性樹脂組成物をペレット化する工程が挙げられる。これは、本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂組成物は、その後、射出形成等の成形に供することができるが、その際、熱可塑性樹脂組成物がペレット化されていることにより成形が容易になり好ましいためである。
【００４１】
ペレット化の方法は特に限定されないが、例えば、混合装置と、製造された熱可塑性樹脂組成物が除熱される前にペレット化することができるペレット化装置とが並列に配置された装置を用いた場合、混合と連続してペレット化することができるため好ましい。また、ペレット化装置が併設されていない場合は、混合装置から排出される、通常、塊状の熱可塑性樹脂組成物を、例えば、破砕機により破砕して粒状物とし、その後、押出機等により溶融混練し、押し出してペレット化することができる。更に、再加熱せずにペレット化することもできる。
【００４２】
混合装置から排出される塊状の熱可塑性樹脂組成物は、加熱せず、押し固めてペレット化することが好ましい。このように、加熱せず、押し固めてペレット化することにより、例えば、塊状の熱可塑性樹脂組成物を破砕機により破砕して粒状物とし、この粒状物を押出機等の通常の方法によりペレット化するときに比べて、熱可塑性樹脂組成物への熱履歴を低減することができ、この熱可塑性樹脂組成物を用いて成形される熱可塑性樹脂成形体の機械的特性をより向上させることができる。
【００４３】
この加熱せず押し固めてペレット化する工程では、どのような装置及び手段を用いてもよいが、各種圧縮成形法によるペレット化であることが特に好ましい。この圧縮成形法としては、例えば、ローラー式成形法及びエクストルーダ式成形法等が挙げられる。これらのうち、ローラー式成形法は、ローラー式成形機を用いる方法であり、ダイに接して回転するローラーにより混合物がダイ内に圧入され、その後、ダイから押し出されてペレット化される。ローラー式成形機とてしは、ディスクダイ式（ローラーディスクダイ式成形機）とリングダイ式（ローラーリングダイ式成形機）が挙げられ、これらはダイの形状が異なる。一方、エクストルーダ式成形法は、エクストルーダ式成形機を用いる方法であり、スクリューオーガの回転により混合物がダイ内に圧入され、その後、ダイから押し出されてペレット化される。これらの圧縮成形法のうちでは、圧縮効率が高いローラーディスクダイ式成形法がより好ましい。
【００４４】
更に、本方法では下記の特定のローラーディスクダイ式成形機［ペレタイザ５０（要部を記載した図８参照）］を用いてペレット化することが特に好ましい。即ち、複数の貫通孔５１１が穿設されたディスクダイ５１と、ディスクダイ５１上で転動し、貫通孔５１１内に非圧縮物（熱可塑性樹脂と粉砕繊維との混合物）を押し込むプレスローラ５２と、プレスローラ５２を駆動する主回転軸５３とを備えるローラーディスクダイ式成形機を用いることが特に好ましい。この成形機では、ディスクダイ５１は、貫通孔５１１と同方向に貫通する主回転軸挿通孔５１２を有し、主回転軸５３は、主回転軸挿通孔５１２に挿通され、且つ主回転軸５３に垂直に設けられたプレスローラ固定軸５４を有する。また、プレスローラ５２は、プレスローラ固定軸５４に回転可能に軸支され、主回転軸５３の回転に伴ってディスクダイ５１上を転動する。
このローラーディスクダイ式成形機では、上記の構成に加え、プレスローラ５２の表面に凹凸５２１が設けられていることがより好ましい。また、主回転軸５３の回転に伴って回転される切断用ブレード５５を備えていることがより好ましい。
【００４５】
ローラーディスクダイ式成形機では、例えば、図８において、主回転軸５３の上方から投入された混合物をプレスローラ５２が備える凹凸５２１が捉えて貫通孔５１１内に押し込み、ディスクダイ５１の裏面側から紐状の混合物が押し出される。この紐状の混合物は、回転する切断用ブレード５５により適宜の長さに切断されてペレット化され、下方に落下して回収される。また、ペレット化された熱可塑性樹脂組成物の形状及び寸法は特に限定されないが、円柱状等の柱状形状であることが好ましい。更に、その最大寸法は１ｍｍ以上（通常、２０ｍｍ以下）であることが好ましく、１〜１０ｍｍ、特に２〜７ｍｍであることがより好ましい。
【００４６】
（ｂ）粉砕繊維のぺレット化
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、粉砕繊維を熱可塑性樹脂と混合する前にペレット化してもよい。この粉砕繊維のペレット化工程に用いるペレット化装置も特に限定されないが、前記の熱可塑性樹脂組成物のペレット化工程と同様に前記のローラーディスクダイ式成形機を用いることができる。このように粉砕繊維のペレット化工程を備えることで、粉砕繊維と熱可塑性樹脂との嵩密度の差を小さくすることができ、作業性が向上し、混合の際の材料の偏在を抑えることもでき、粉砕繊維と熱可塑性樹脂とが相互により均一に分散した熱可塑性樹脂組成物とすることができ、熱可塑性樹脂成形体の機械的強度をより向上させることができる。
【００４７】
２．熱可塑性樹脂成形体の製造方法
本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂組成物（ペレット化された熱可塑性樹脂組成物）は、射出成形、押出成形、圧縮成形等の各種の成形方法により、熱可塑性樹脂成形体とすることができる。この熱可塑性樹脂組成物は、多量の植物繊維（粉砕繊維）を含有しているにもかかわらず、優れた流動性を有するため、特に十分な流動性を必要とする射出成形に用いることもできる。この射出成形時、熱可塑性樹脂組成物がペレット化されておれば、計量時間及び射出時間等を短縮することができ、その結果、成形サイクルが短縮されて成形効率を向上させることができる。また、射出成形等の各種の成形に用いる装置及び成形条件等は特に限定されず、熱可塑性樹脂の種類、及び熱可塑性樹脂成形体の形状、用途等により適宜選択し、設定すればよい。
【００４８】
熱可塑性樹脂成形体の形状及び寸法等は特に限定されず、その用途も特に限定されない。この成形体としては、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。これらのうち、自動車用途としては、内装材、インストルメントパネル、外装材等が挙げられ、具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、ダッシュボード、インストルメントパネル、デッキトリム、バンパ、スポイラ及びカウリング等が挙げられる。更に、自動車を除く他の用途としては、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。例えば、建築物のドア表装材、ドア構造材、机、椅子、棚、箪笥等の各種家具の表装材、構造材等が挙げられる。更に他の例として、包装体、トレイ等の収容体、保護用部材及びパーティション部材等が挙げられる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］熱可塑性樹脂組成物の製造
実施例１
（１）粉砕繊維の作製
ケナフ繊維（インドネシア産、ロープ状）を裁断装置（有限会社吉工製、型式「ＲＣ２５０」）により裁断し、直径１０ｍｍの開口部を有するスクリーンを通過させ、裁断繊維として回収した。この裁断繊維を、連続的に粉砕装置（槇野産業社製、型式「マキノ式ＤＤ−２」）に投入して粉砕し、直径２ｍｍの開口部を有するスクリーンを通過させ、粉砕繊維として回収した。この粉砕繊維２００本を光学顕微鏡により観察し、各々の繊維の長さと径とを測定し、累積長及び累積径を本数で除して平均繊維長及び平均繊維径を算出した。結果を表１に記載する。
尚、それぞれの繊維の径は長さ方向の中央部の径である。
【００５０】
（２）熱可塑性樹脂組成物の製造
前記（１）で作製した粉砕繊維３６０ｇと、ポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名「ノバテックＮＢＣ０３ＨＲ」）２２５ｇと、酸変性ポリプロピレン（三菱化学社製、商品名「モディックＰ９０８」、無水マレイン酸変性ポリプロピレン）１５ｇ（粉砕繊維、ポリプロピレン及び酸変性ポリプロピレンの質量比は表１のようになる。）と、を図６の混合装置１（ＷＯ２００４−０７６０４４号に記載された装置）の材料供給室１３に投入し、その後、容量５リットルの混合室３に移送し、混合羽根（図７の１０ａ〜１０ｆ）を回転数１７５０ｒｐｍで回転させ、混練し、混合した。そして、混合羽根にかかる負荷（トルク）が上昇し、最大値に達して６秒後を終点として混合を停止し、混合物（ペレット化前の熱可塑性樹脂組成物）を混合装置１から排出させた。
【００５１】
（３）ペレット化
前記（２）で製造した塊状の熱可塑性樹脂組成物を、破砕機（ホーライ社製、形式「Ｚ１０−４２０」）により５ｍｍ程度に破砕し、その後、破砕片を、ローラーディスクダイ式成形機［菊川鉄工所製、形式「ＫＰ２８０」、貫通孔径４．２ｍｍ、厚さ２５ｍｍのダイを使用］に、フィーダー周波数２０Ｈｚで投入し、直径約４ｍｍ、且つ長さ約５ｍｍの円柱状のペレットとし、次いで、このペレットをオーブンにて１００℃で２４時間乾燥させ、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。
【００５２】
実施例２
開口部の直径が６ｍｍのスクリーンを備える裁断装置を用いた他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
実施例３
開口部の直径が２ｍｍのスクリーンを備える裁断装置を用いた他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
実施例４
粉砕繊維を、ローラーディスクダイ式成形機［菊川鉄工所製、形式「ＫＰ２８０」、貫通孔径６．２ｍｍ、厚さ２８ｍｍのダイを使用］に、フィーダー周波数４０Ｈｚで投入し、予め、直径約６ｍｍ、且つ長さ約１０ｍｍの円柱状のペレットとし、その後、熱可塑性樹脂と混練、混合した他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
実施例５
粉砕繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンとを、表１に記載の質量比とした他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
【００５３】
比較例１
ケナフ繊維を裁断したのみで粉砕せず、この裁断繊維を熱可塑性樹脂と混練し、混合した他は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
比較例２
裁断繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンとを、表１に記載の質量比とした他は、比較例１と同様にして熱可塑性樹脂組成物を製造し、ペレット化した。
以上、実施例１〜５及び比較例１〜２における粉砕繊維等と熱可塑性樹脂との質量比、スクリーンの開口径、粉砕繊維等のペレット化の有無、及び粉砕繊維（比較例では裁断繊維）の平均繊維長、平均繊維径を表１に記載する。
尚、表１において「ＰＰ」はポリプロピレン、「酸変性ＰＰ」は酸変性ポリプロピレンの略記である。
【００５４】
【表１】
【００５５】
［２］熱可塑性樹脂組成物の特性評価
前記［１］で得られた実施例１〜５及び比較例１〜２の熱可塑性樹脂組成物のペレットを、オーブンにて１００℃で５時間乾燥させ、その後、射出成形機（住友重機械工業社製、形式「ＳＥ１００ＤＵ」）により、シリンダー温度１９０℃、型温度４０℃の条件で射出成形し、長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの試験片を作製し、次いで、ＪＩＳ Ｋ７１７１に準拠して曲げ試験を実施し、曲げ強さ及び曲げ弾性率を算出した。また、バーフロー金型を用いて同様にして射出成形し、流動長を評価した。これらの結果を表１に併記する。
【００５６】
表１の結果によれば、所定寸法のケナフ粉砕繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンとを、それぞれ所定量配合した実施例１〜４では、裁断装置のスクリーンの開口径、及び粉砕繊維のペレット化の有無によらず、十分な曲げ特性を有し、バーフロー長を指標とする流動性も優れていることが分かる。また、粉砕繊維の繊維径が他の実施例より大きい実施例３でも、同様に十分な曲げ特性と流動性とを有していることが分かる。更に、ケナフ粉砕繊維の配合量が他の実施例より少ない実施例５では、曲げ特性が少し低下するが、流動性はより優れており、十分に実用に供し得る熱可塑性樹脂組成物である。一方、ケナフ繊維を裁断したのみで、粉砕していない比較例１は実施例１〜４と比べて、また、比較例２は実施例５と比べて、曲げ特性は十分であるものの、流動性が劣っていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の熱可塑性組成物の製造方法は、自動車関連分野及び建築関連分野等の広範な用途おいて利用することができ、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等の技術分野でより有用であり、特に、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等の自動車関連の製品分野で好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１；撹拌機、３；混合室、５；回転軸、１０及び１０ａ〜１０ｆ；混合羽根、１２；らせん状羽根、１３；材料供給室、３０；裁断装置、３１；シャフト、３２；回転刃、３３；固定刃、４０；粉砕装置、４１；固定板、４１１；外周側突起部、４１２；内周側突起部、４２；回転板、４２１；突起部、５０；ペレタイザ［ローラーディスクダイ式成形機（ペレット化部）］、５１；ディスクダイ、５１１；貫通孔、５１２；主回転軸挿通孔、５２；プレスローラ、５２１；凹凸部、５３；主回転軸、５４；プレスローラ固定軸、５５；切断用ブレード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂及び植物繊維を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、該熱可塑性樹脂と該粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、該粉砕繊維は５０〜９５質量％である熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
前記植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする裁断工程と、該裁断繊維を粉砕して所定寸法の前記粉砕繊維とする粉砕工程と、前記熱可塑性樹脂と該粉砕繊維とを混練し、混合する混合工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項２】
前記裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下である請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
前記粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍである請求項２に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
前記植物繊維は、ケナフ繊維である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂及び酸変性ポリプロピレン系樹脂である請求項１乃至４うちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
前記ポリプロピレン系樹脂と前記酸変性ポリプロピレン系樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該酸変性ポリプロピレン系樹脂は１〜３０質量％である請求項５に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
前記粉砕繊維を押し固めてペレット化し、その後、前記熱可塑性樹脂と混合する請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
前記混練、混合に用いる混合装置は、前記混合がなされる混合室及び該混合室内に配設された混合羽根を備え、
前記混合室内で、前記混合羽根の回転により昇温して溶融した前記熱可塑性樹脂と、前記粉砕繊維とが混練され、混合される請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂及び植物繊維を粉砕してなる粉砕繊維を含有し、該熱可塑性樹脂と該粉砕繊維との合計を１００質量％とした場合に、該粉砕繊維は５０〜９５質量％である熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
前記植物繊維を裁断して所定長さの裁断繊維とする裁断工程と、該裁断繊維を粉砕して所定寸法の前記粉砕繊維とする粉砕工程と、前記熱可塑性樹脂と該粉砕繊維とを混練し、混合する混合工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項２】
前記裁断繊維の繊維長が２５ｍｍ以下である請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
前記粉砕繊維の平均繊維長が０．５〜６ｍｍであり、且つ平均繊維径が１０〜６０μｍである請求項２に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
前記植物繊維は、ケナフ繊維である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂及び酸変性ポリプロピレン系樹脂である請求項１乃至４うちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
前記ポリプロピレン系樹脂と前記酸変性ポリプロピレン系樹脂との合計を１００質量％とした場合に、該酸変性ポリプロピレン系樹脂は１〜３０質量％である請求項５に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
前記粉砕繊維を押し固めてペレット化し、その後、前記熱可塑性樹脂と混合する請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
前記混練、混合に用いる混合装置は、前記混合がなされる混合室及び該混合室内に配設された混合羽根を備え、
前記混合室内で、前記混合羽根の回転により昇温して溶融した前記熱可塑性樹脂と、前記粉砕繊維とが混練され、混合される請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２４１９８６（Ｐ２０１０−２４１９８６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９３４４１（Ｐ２００９−９３４４１）
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月７日（２００９．４．７）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]