JP2002069208A - 複合材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性を有し、改良された機械的強度を有
する繊維強化複合材料及びその製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 表面処理により水酸基がカルボン酸エス
テル化された植物セルロース繊維と生分解性熱可塑性樹
脂を主成分とする複合材料、および、植物セルロース繊
維表面をカルボン酸エステル化する工程、及び得られた
表面処理セルロース繊維を生分解性樹脂と混練し成型す
る工程を含む製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化複合材料
に関し、さらに詳しくは、繊維により強化された、生分
解性を有する複合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から広く繊維強化複合材料が用いら
れている。これらの複合材料は、ガラス繊維又は炭素繊
維が強化繊維として使用され、石油化学に由来する高分
子物質が結合材として使用されている。これらの繊維強
化複合材料は、焼却又は埋め立て等により廃棄される
が、埋め立てても半永久的に腐らないために、環境汚染
をもたらすという課題を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決しようとしてなされたものである。すなわち本発明
が解決しようとする課題は、生分解性を有し、改良され
た機械的強度を有する繊維強化複合材料及びその製造方
法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の諸課題は、以下の
手段により解決された。（１）表面処理により水酸基が
カルボン酸エステル化された植物セルロース繊維と生分
解性熱可塑性樹脂を主成分とする複合材料、（２）カル
ボン酸エステルが脂肪族カルボン酸エステルである
（１）に記載の複合材料、（３）脂肪族カルボン酸エス
テルがプロピオン酸エステル、酪酸エステル又は吉草酸
エステルである（２）に記載の複合材料、（４）植物セ
ルロース繊維がマニラ麻、サイザル麻、ニュージーラン
ド麻、又は、ココヤシ繊維である（１）ないし（３）い
ずれか１つに記載の複合材料、（５）生分解性熱可塑性
樹脂が、脂肪族ポリエステル樹脂またはセルロースアセ
テートである（１）ないし（４）いずれか１つに記載の
複合材料、（６）（１）ないし（５）いずれか１つに記
載の複合材料の製造方法であって、カルボン酸エステル
化剤としてカルボン酸無水物又はハロゲン化アシルを用
い、塩基の共存化に植物セルロース繊維表面をカルボン
酸エステル化する工程、及び得られた表面処理植物セル
ロース繊維を生分解性熱可塑性樹脂と混練し成型する工
程を含む、複合材料の製造方法。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下詳細に本発明を説明する。本
発明の複合材料は、表面処理した植物セルロース繊維と
生分解性熱可塑性樹脂を必須成分とする。本発明の一実
施形態においては、繊維性主材料としての表面処理植物
セルロース繊維に対して結合材として生分解性熱可塑性
樹脂を組み合わせた複合材料である。又、本発明の他の
実施形態においては、主材料である生分解性熱可塑性樹
脂に対してこれを強化する表面処理植物セルロース繊維
を組み合わせた複合材料である。本発明の表面処理セル
ロース繊維は、セルロース繊維の表面に存在する遊離水
酸基を化学的な処理により有機酸エステル化した改質植
物セルロース繊維である。本発明において植物セルロー
ス繊維に表面処理を施すことにより、セルロース繊維自
体の強度向上、及び、生分解性熱可塑性樹脂との密着性
を改善することができるため、一層高い補強効果が得ら
れると推定される。

【０００６】この改質セルロース繊維と生分解性熱可塑
性樹脂の両成分の混合割合に特に制限はないが、一般に
は生分解性熱可塑性樹脂１００重量部に対して表面処理
植物セルロース繊維１ないし１００重量部とすることが
好ましい。

【０００７】植物セルロース繊維の表面改質は有機酸エ
ステル化により行う。有機酸エステルとしては、芳香族
有機酸エステル、脂肪族有機酸エステル、ヘテロ環有機
酸エステルのいずれも採りうるが、脂肪族有機酸エステ
ルが好ましい。脂肪族有機酸エステルとしては、脂肪族
スルホン酸エステル、脂肪族リン酸エステル、脂肪族カ
ルボン酸エステル等であり得るが、脂肪族カルボン酸エ
ステルが最も好ましい。

【０００８】エステル化に使用する脂肪族カルボン酸成
分としては、低級脂肪属カルボン酸が好ましく、炭素数
２ないし６の低級脂肪族カルボン酸がより好ましい。こ
の炭素数２ないし６のカルボン酸に含まれる脂肪族基と
しては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基のい
ずれでも良いが、アルキル基が好ましく、直鎖状、分岐
状いずれのアルキル基であっても良いが、直鎖状アルキ
ル基が好ましい。一般に、プロピオン酸、酪酸又は吉草
酸が多くの場合に好ましいエステル化反応の酸成分であ
る。複合材料に脂肪族ポリエステルを使用する場合に
は、セルロース繊維のエステル化剤として使用する脂肪
族カルボン酸成分の炭素数は、そのポリエステルの繰り
返し単位に含まれる炭素数に近いことが好ましい。

【０００９】本発明の改質植物セルロース繊維は、少な
くともその繊維表面をエステル化したものである。この
化学的処理は、植物セルロース繊維をエステル化剤、及
び、必要に応じて不活性溶媒との混合物中に含浸させ、
又好ましくは塩基の共存下に行う。エステル化剤として
は、カルボン酸およびその各種誘導体としてカルボン酸
エステル、カルボン酸無水物、酸ハロゲン化物などが使
用でき、特に、カルボン酸無水物および酸ハロゲン化物
が好ましく使用できる。具体例として、ギ酸、酢酸、プ
ロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、オクタン酸、
デカン酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸、リノール酸、安息香酸、フェニル酢酸、グ
リコール酸、乳酸などのカルボン酸およびそのエステル
誘導体としてアルキルエステル、アリールエステルな
ど、酸無水物誘導体として無水酢酸、無水プロピオン
酸、無水酪酸など、酸ハロゲン化物誘導体として酸フッ
化物、酸塩化物、酸臭化物、酸ヨウ化物などが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。エステル化剤
は、単一の試薬を用いてもよく、また２以上の試薬を混
合して使用し、混合エステルとしてもよい。

【００１０】併用しうる不活性溶媒としてはジエチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシ
エタンなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソイブチルケトンなどのケトン類、N,N-ジ
メチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシドなどの非プロトン性極性溶媒などが挙
げられる。塩基として３級アミン、ピリジン誘導体、水
酸化アルカリ、又は炭酸アルカリの使用が好ましい。植
物セルロース繊維の表面エステル化には、植物セルロー
ス繊維に対して大過剰のエステル化剤を用い、反応時間
によりエステル化度を調節することが可能である。ま
た、場合によっては不活性溶媒の存在下に、化学量論的
にエステル化剤と反応させることも可能である。その場
合は、植物セルロース繊維１００重量部に対して、エス
テル化剤１ないし１００重量部、好ましくは１０ないし
３０重量部を使用し、塩基の１ないし１００重量部、好
ましくは１０ないし３０重量部、不活性溶媒１ないし
１，０００重量部の共存下に反応させる。エステル化反
応の反応温度は、１０ないし５０℃であり、好ましくは
２０ないし３０℃である。反応時間は反応温度、エステ
ル化剤の濃度等の反応条件に依存するが、多くの場合、
０．５ないし２４時間の範囲に最適条件があることが多
い。

【００１１】本発明に使用する改質セルロース繊維のエ
ステル化度には最適値が存在する。この最適エステル化
度の決定は実験的に求めることができる。例えば、エス
テル化反応の時間を変えた表面処理セルロース繊維のシ
リーズを製造した後、このシリーズのセルロース繊維を
用いて複合材料を製造し、得られた複合材料の機械的強
度の変化を測定して、その極大値を与える表面処理条件
を実験的に決定することができる。本発明においてはお
そらくセルロース繊維の表面をエステル化すれば足りる
ものと推定され、エステル化を繊維の内部まで進め過ぎ
ることはセルロース繊維の引っ張り強度を低下させ、ひ
いては複合材料の曲げ強度等をも低下させることになる
と思われる。また最適のエステル化度を決定する別の方
法としては、カルボン酸エステルに基づく１７５０ｃｍ
^-1付近の赤外線吸収の大きさと機械的強度との検量線を
予め作成しておき、最適のエステル化度を選択すること
もできる。植物セルロース繊維のエステル化度が高くな
るにつれて、生分解速度が低下するのが一般的であるの
で、特に、得られた複合材料が速やかに生分解すること
が重要である場合には、機械的強度の極大値を与えるエ
ステル化度よりも低いエステル化度の植物セルロース繊
維を用いた方がよい場合もある。

【００１２】本発明において改質の対象となるセルロー
ス繊維は、平均直径が０．１ｍｍ以上である植物セルロ
ース繊維であり、好ましくは麻類(hemp)の繊維である。
麻繊維は、軟質（靱皮）繊維（大麻、亜麻、黄麻、ラミ
ー等）と硬質（葉鞘又は葉脈）繊維に大別される。本発
明には、混練時の生分解性樹脂との分散均一性及び得ら
れる補強効果の観点から、硬質の麻繊維が好ましく使用
される。すなわち、本発明においては、硬質の麻繊維の
方が、軟質の麻繊維よりも、生分解性樹脂と均一に混練
でき、又、得られる複合材料においても、優れた補強効
果を与える。この硬質の麻繊維の具体例としてはマニラ
麻、サイザル麻、ニュージーランド麻が挙げられる。こ
の他にココヤシ繊維も好ましく使用できる。前記の硬質
の麻繊維は繊維（束条）長が４０ｃｍ以上であり、マニ
ラ麻、サイザル麻、及び、ニュージーランド麻の繊維
（束条）長は、それぞれ、１００〜３００ｃｍ、８０〜
２００ｃｍ、４０〜１００ｃｍである。なお、本発明に
おいて、「サイザル麻」はヘネケン麻をも含むものとす
る。

【００１３】本発明の複合材料においては、必要に応じ
て、これらの改質麻繊維を短く裁断して生分解性樹脂と
混合又は混練した後、成形することが好ましい。裁断は
表面改質の前でも後でも良い。裁断後の繊維長は、１〜
３００ｍｍであり、好ましくは３〜１０ｍｍである。こ
こで繊維長は、数平均繊維長を意味する。繊維長の分布
は狭い方が好ましい。

【００１４】射出成形の場合には、流動性を確保するた
めに、後者の比較的短い改質麻繊維を用いる方が好まし
い。圧縮成形においては、上限が３００ｍｍ又はこれよ
りも長い、より広い範囲の長さを有する改質麻繊維を使
用することができる。本発明に好ましく使用される硬質
の麻繊維は、改質前の繊維（束条）の幅（平均直径）が
０．１ｍｍ以上である。サイザル麻の直径は０．０６〜
０．３８ｍｍであり、その平均直径は０．１５ｍｍであ
る。マニラ麻の直径は、０．２〜１．０ｍｍの範囲に及
ぶ。

【００１５】本発明の生分解性可塑性樹脂としては、脂
肪族ポリエステル（ポリ乳酸を含む。）、天然原料を化
学的に変成した特定の生分解性熱可塑性樹脂、微生物生
産プラスチック、及び、合成プラスチックが典型的な樹
脂であるが、これらに限定されるものではない。本発明
の生分解性熱可塑性樹脂としては、脂肪族ポリエステル
（ポリ乳酸を含む。）又は２種以上の脂肪族ポリエステ
ルのブレンド、及びセルロースアセテートが好ましく使
用される。

【００１６】本発明において、「脂肪族ポリエステル」
とは、分子内の炭素原子が一列の鎖状につながり、分子
内の炭素原子は枝分かれ構造を有しても良いが、環式構
造を含まないポリエステルをいう。脂肪族ポリエステル
は、工業的な規模で生産されており、本発明の実施のた
めに容易に入手できる。脂肪族ポリエステルの典型例と
しては、重縮合法による昭和高分子(株)の「ビオノー
レ」、開環重合法によるポリカプロラクトン（ＰＣ
Ｌ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、及び、発酵法によるポリヒ
ドロキシ酪酸／ヒドロキシ吉草酸共重合体（ＰＨＢ／Ｈ
Ｖ）、が挙げられる。

【００１７】「ビオノーレ」は、主としてグリコールと
脂肪族ジカルボン酸とから構成されており、融点が９０
〜１２０℃とポリエチレン並みの高さを有するポリエス
テルである。「ビオノーレ」の品種としては、Polyethy
lene succinate系（ＰＥＳＵ系、＃6000シリーズ）、Po
lybutylene succinate系（ＰＢＳＵ系、＃10000シリー
ズ）及びＰＢＳＵとアジピン酸のような他のモノマーの
共重合体系（＃2000及び＃3000シリーズ）などがある。
共重合ポリエステルは、成形加工性に優れているために
本発明に好ましく使用される。

【００１８】

【化１】

【００１９】ポリヒドロキシ酪酸／ヒドロキシ吉草酸共
重合体（ＰＨＢ／ＨＶ）としては、ＨＶ分率が０〜４０
％であることが曲げ弾性及び耐衝撃性を両立させるため
に好ましい。ＨＶ分率が５，８，１２％の共重合化度の
ＰＨＢ／ＨＶが「バイオポール」の商品名でゼネカ
（株）から市販されている。

【００２０】ポリ乳酸も人工的に合成され、例えば(株)
島津製作所の「ラクティー」が挙げられる。「ラクティ
ー」は融点が１７０℃以上であり、脂肪族ポリエステル
の中では融点の高い、結晶性熱可塑性高分子である。ポ
リ乳酸は、本発明の生分解性熱可塑性樹脂として単独で
使用するよりは、他の脂肪族ポリエステルとのブレンド
として使用する方が好ましい。

【００２１】天然原料を化学的に変性した特定の生分解
性熱可塑性樹脂の例としては、セルロースアセテートが
挙げられる。アセテート置換度が、２．５以下のセルロ
ースアセテートは本発明の生分解性熱可塑性樹脂として
用いることができる。このセルロースアセテートを使用
する場合には可塑剤を併用しても良い。

【００２２】微生物生産プラスチックとしては、微生物
ポリエステル、微生物多糖及び微生物ポリアミノ酸が代
表的であり、微生物ポリエステルが本発明に好ましい。
微生物ポリエステルの例としては、ポリ[（Ｒ）−３−
ヒドロキシ酪酸（Ｐ（３ＨＢ））]が挙げられる。微生
物共重合ポリエステル、例えば３−ヒドロキシ酪酸と３
−ヒドロキシ吉草酸の共重合体、Ｐ（３ＨＢ−ｃｏ−３
ＨＶ）等は、単量体組成に依存してその物性は幅広く変
化させることができるので、共重合ポリエステルの方が
本発明に好ましく使用できる。

【化２】

【００２３】本発明の生分解性熱可塑性樹脂として、特
定の変性した合成プラスチックも使用することができ
る。これらの変性した合成プラスチックとしては、ポリ
（３−ヒドロキシアルカノエート）、（Ｐ(３ＨＡ)）、
生分解性を付与したメタクリル酸エステル樹脂、その他
生分解性コポリマー等が挙げられる。

【００２４】生分解性を付与したメタクリル酸エステル
樹脂の例としては、ピリジニウム基を導入したポリメタ
クリル酸メチルがある。生分解性コポリマーには、コポ
リエステル、コポリエステルエーテル、コポリエステル
カーボネイト、コポリエステルアミドがある。

【００２５】上記に記載した生分解性熱可塑性樹脂につ
いては、生分解性プラスチック研究会編、編者代表土肥
義治、「生分解性プラスチックハンドブック」、株式会
社エヌ・ティー・エス、１９９５年５月２６日初版第１
刷発行、に詳細に記載されている。

【００２６】本発明に使用できる生分解性熱可塑性樹脂
の種類とその製造メーカーを列挙するが、これらに限定
されるものではない。

【００２７】

【表１】

【００２８】本発明の複合材料は、生分解性熱可塑性樹
脂１００重量部に対して、表面処理した麻繊維等を１な
いし２００重量部、好ましくは、１ないし１００重量
部、更に好ましくは５ないし１００重量部を混合する。
本発明の複合材料の製造方法においては、成形方法によ
り好ましい併用割合が異なる。本発明の複合材料を圧縮
成形する場合には、生分解性熱可塑性樹脂１００質量部
に対して、本発明の表面処理した麻繊維等を５ないし１
００重量部を混合使用することができ、射出成形する場
合には、混合物の流動性を確保するために１ないし５０
重量部を溶融混練して使用することが好ましい。

【００２９】本発明においてセルロース繊維の表面処理
として、プラズマ放電処理やコロナ放電処理のような物
理的表面処理を、化学的表面処理に併用することができ
る。

【００３０】表面処理を施した後、植物セルロース繊維
は洗浄し、空気中で乾燥する。又、生分解性熱可塑性樹
脂と混合又は混練する前に、表面処理した植物セルロー
ス繊維も熱可塑性樹脂も乾燥することが好ましい。乾燥
温度は、３０〜３００℃、好ましくは８０〜１５０℃、
乾燥時間は０．１〜３０時間、好ましくは０．３〜５時
間である。

【００３１】本発明の麻繊維と熱可塑性樹脂とを混練す
るための方法・装置は、特に限定されない。例えば、ロ
ール、バンバリーミキサ、ニーダー、単軸混練機、２軸
混練機等によって、混練することができる。

【００３２】本発明の麻繊維と生分解性熱可塑性樹脂と
を混合した後、成形加工して本発明の複合材料を製造す
ることができる。成形加工のためには、各種の方法が採
用でき、圧縮成形、押出成形、吹き込み成形、カレンダ
ー成形などが代表的である。本発明の複合材料の製造方
法としては、射出成形、圧縮成形が好ましく用いられ、
射出成形が特に好ましく用いられる。成形加工法の詳細
及び加工に使用する機械等については、例えば、廣恵章
利／本吉正信著、「プラスチック成形加工入門」、第２
版（日刊工業新聞社）１９９５年発行、財団法人高分子
学会編、「プラスチック加工技術ハンドブック」、初版
（日刊工業新聞社）１９９５年発行、などに記載されて
いる。

【００３３】射出成形の一実施態様を挙げると、表面処
理した麻繊維等と生分解性熱可塑性樹脂とを溶融混練し
て得られた混合物を９０℃で５時間減圧乾燥した後ツバ
コー（株）製の小型射出成型器（リトルエースI型）を
用いて、シリンダー温度１４０℃、金型温度８０℃で射
出成形する。後述の実施例に用いたダンベル試験片はこ
の方法で成型したものである。

【００３４】本発明の複合材料は圧縮成形することがで
きる。すなわち、雌、雄型で構成される金型に本発明の
表面処理した麻繊維等及び生分解性熱可塑性樹脂の混合
物を仕込んで、加熱、加圧して成形することができる。
また、圧縮成形法と射出成形法の中間に位置するトラン
スファー成形も本発明の複合材料の成形に使用すること
ができる。

【００３５】本発明の複合材料において、植物セルロー
ス繊維と生分解性熱可塑性樹脂とを予め中間成形して、
プリプレグとしても良い。一実施態様としては、本発明
の麻繊維をシート状に配列するか、又は、麻組み物、麻
織物とし、次いで、これらに本発明の樹脂溶液を含浸
し、指触乾燥状態にしたプリプレグとした後に、このプ
リプレグを複数枚積層して加熱加圧して一体化する成形
法が挙げられる。

【００３６】本発明の複合材料は、必要に応じて、本発
明の目的を損なわない限りの範囲で、更に各種の添加剤
を含有せしめることができる。例えば、色素（顔料及び
染料）、デンプンなどの生分解促進剤、離型剤、カオリ
ン粘度などの各種フィラーなどである。これらの添加量
は、セルロース繊維と生分解性熱可塑性樹脂との合計の
１０％以下であることが好ましい。本発明の複合材料
は、寸度安定性に優れるので、一次の成形加工した後、
表面機能性付与、接合、印刷、塗装、機械加工等の二次
加工を行うことができる。

【００３７】本発明の複合材料は、工業材料分野に広く
用いることができる。特に電気機器に用いて防湿及び耐
衝撃性を改良することができる。又、家電製品、事務機
器、玩具、文具、日用雑貨品、スポーツ用品、建築資材
・部品に使用することができる。又、搬送機械、とりわ
け、自動車などの車両部品、特に自動車内装部品の芯材
の製造に使用することもできる。以下に本発明の実施例
を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００３８】

【実施例】実施例１ 平均長が5 mmになるように裁断したマニラ麻を大過剰の
無水酪酸/ピリジン（モル比1/1）溶液に室温で0.5ない
し24時間の範囲で時間を変化させて含浸した。繊維を吸
引ろ過し、水洗した後、エタノールで洗浄した。さら
に、エタノールに1時間含浸し、再び吸引ろ過、エタノ
ール洗浄、水洗を行ってから70℃で常圧乾燥を行った。
別途、裁断する前の長繊維を同様の処理を行い、得られ
た表面改質繊維の引張り物性を測定した。結果を表２に
示す。

【００３９】

【表２】無水酪酸処理マニラ麻の引張り物性

【００４０】引張り強度は5 h処理で最大値を示し、未
処理に比べて高い値となった。引張り弾性率に関しては
未処理に比べて低い値となったが処理時間としては5か
ら12h処理で最大値となった。

【００４１】上記の無水酪酸/ピリジンで5 h又は 12 h
処理したマニラ麻、未処理のマニラ麻、又は5.92 mm長
ガラス繊維（日本板硝子（株）、RX-CSX(RES06-BM5)）1
0質量部と脂肪族ポリエステル系生分解性熱可塑性樹脂
としてあらかじめ90℃で5時間乾燥したポリ（3-ヒドロ
キシ酪酸-co-3-ヒドロキシ吉草酸）（ゼネカ（株）、バ
イオポール）90質量部を混合し（株）東洋精機製の二軸
混練機（ラボプラストミル）を用いて170℃で50 rpmの
回転速度で5分間混練した。溶融混練して得られた試料
を90℃で5時間乾燥した後、ツバコー（株）製の小型卓
上射出成形機（リトルエースI型）を用いてシリンダー
温度170℃、金型温度80℃の条件でダンベル型試験片を
射出成形して良好な外観を有する成型品を得た。比較と
して樹脂単独で同様の条件で成形を行いダンベル試験片
を作製した。得られた各種複合材料の曲げ物性を表３に
まとめて示す。

【００４２】

【表３】無水酪酸処理マニラ麻強化脂肪族ポリエステル
の曲げ物性

【００４３】表３から明らかなように未処理マニラ麻で
強化した場合に比べて、無水酪酸/ピリジンで処理する
ことにより高い曲げ物性が得られた。処理時間として
は、5h処理で最も高い値が得られ、同一含量のガラス繊
維強化物よりも高い強度および弾性率を示した。無水酪
酸処理による物性値の向上の要因としては、繊維自体の
強度の向上と表面改質によるバイオポールとの密着性の
向上が考えられる。

【００４４】実施例２ 平均長が5 mmになるように裁断したココヤシ繊維を実施
例１と同様の処理を行い得られた表面改質繊維の引張り
物性を測定した。結果を表４に示す。

【００４５】

【表４】無水酪酸処理ココヤシ繊維の引張り物性

【００４６】引張り弾性率は5h処理で最大値を示し、未
処理に比べて高い値となった。引張り強度に関しては未
処理に比べて低い値となったが処理時間としては5 h処
理で最大値となった。

【００４７】上記の無水酪酸/ピリジンで5 h又は 12 h
処理したココヤシ、未処理のココヤシ10質量部とポリ
（3-ヒドロキシ酪酸-co-3-ヒドロキシ吉草酸）（ゼネカ
（株）、バイオポール）90質量部を実施例１と同様にし
てダンベル型試験片を作製した。得られた各種複合材料
の曲げ物性を表５にまとめて示す。

【００４８】

【表５】

【００４９】表５から明らかなように未処理ココヤシで
強化した場合に比べて、無水酪酸/ピリジンで処理する
ことにより高い曲げ物性が得られた。処理時間として
は、12h処理で最も高い値が得られ、同一含量のガラス
繊維強化物よりも高い強度および弾性率を示した。無水
酪酸処理による物性値の向上の原因としては、表面改質
によるバイオポールとの密着性の向上が主要因であると
考えられる。

【００５０】実施例３ 実施例１において無水酪酸の代わりに無水酢酸を用いる
以外は同様に実験を行い、無水酢酸処理マニラ麻で強化
した複合材料を得た。繊維と複合材料の力学物性値は表
６および表７のとおりである。

【００５１】

【表６】無水酢酸処理マニラ麻の引張り物性

【００５２】引張り強度及び弾性率は5ｈ処理で最大値
となったが、未処理に比べて低い値であった。

【００５３】

【表７】無水酢酸処理マニラ麻強化脂肪族ポリエステル
の曲げ物性

【００５４】無水酢酸処理マニラ麻を用いた場合は無水
酪酸処理マニラ麻に比べて、高い曲げ物性は得られなか
った。

【００５５】実施例４ 実施例１においてポリ（3-ヒドロキシ酪酸co-ヒドロキ
シ吉草酸）に代えて、ポリブチレンサクシネート（昭和
高分子（株）製ビオノーレ＃1020）を用いた場合につい
ても、無水酪酸/ピリジンで処理したマニラ麻を用いた
複合材において、未処理マニラ麻を用いたものに比べ
て、顕著な力学物性の向上がみられた。

【００５６】実施例５ 実施例２においてポリ（3-ヒドロキシ酪酸co-ヒドロキ
シ吉草酸）に代えて、セルロースアセテート（ダイセル
（株）製セルグリーンCA）を用いた場合についても、無
水酪酸/ピリジンで処理したマニラ麻を用いた複合材に
おいて、未処理マニラ麻を用いたものに比べて、顕著な
力学物性の向上がみられた。

【００５７】

【発明の効果】本発明の表面処理を施した植物セルロー
ス繊維は、未処理の植物セルロース繊維よりも、熱可塑
性樹脂との複合材料に使用した場合に、その曲げ強度及
び曲げ弾性率等の機械的強度を一層向上せしめる。熱可
塑性樹脂が生分解性有する場合にはその生分解性を損な
わず、かつ、表面処理した繊維自体も生分解性を維持す
る。このために、本発明の複合材料は、完全生分解型複
合材料となり、土中にて２〜３年で分解するので、使用
後に埋立処理をしても環境破壊を起こさない。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０６Ｍ 101:04 Ｄ０６Ｍ 101:04 Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AA08 AB03 AB05 AC06 AC15 AD01 AD37 AK04 AK15 4J002 AA01W AB02W AH00X CF03W GC00 GL00 GN00 GQ00 4L033 AA02 AB01 AC11 BA16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面処理により水酸基がカルボン酸エス
   テル化された植物セルロース繊維と生分解性熱可塑性樹
   脂を主成分とする複合材料。
2. 【請求項２】 カルボン酸エステルが脂肪族カルボン酸
   エステルである請求項１に記載の複合材料。
3. 【請求項３】 脂肪族カルボン酸エステルがプロピオン
   酸エステル、酪酸エステル又は吉草酸エステルである請
   求項２に記載の複合材料。
4. 【請求項４】 植物セルロース繊維がマニラ麻、サイザ
   ル麻、ニュージーランド麻、又は、ココヤシ繊維である
   請求項１ないし３いずれか１つに記載の複合材料。
5. 【請求項５】 生分解性熱可塑性樹脂が、脂肪族ポリエ
   ステル樹脂またはセルロースアセテートである請求項１
   ないし４いずれか１つに記載の複合材料。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか１つに記載の
   複合材料の製造方法であって、カルボン酸エステル化剤
   としてカルボン酸無水物又はハロゲン化アシルを用い、
   塩基の共存化に植物セルロース繊維表面をカルボン酸エ
   ステル化する工程、及び得られた表面処理植物セルロー
   ス繊維を生分解性熱可塑性樹脂と混練し成型する工程を
   含む、複合材料の製造方法。