JP2003012936A - 組成物およびその成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形時に色相のバラツキや、臭気の少ない熱
可塑性樹脂と微細化した竹とからなる組成物を提供する
ことにある。 【解決手段】 熱可塑性樹脂と微細化した竹との組成物
において、竹年齢が２年から７年の竹を微細化した竹粉
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂と微
細化した竹粉を含有してなる組成物であって、これを成
形加工したとき、その加工前後における色相の変化が少
なく、色相が安定し、臭気の少ない成形品を提供する事
が出来る熱可塑性樹脂と微細化した竹粉を含有してなる
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂と微細化した竹とを
含有してなる組成物は、特開昭６３−２３６５７４号公
報、特開平８−１３４３６８号公報などに開示されてい
る。この様な有機物と熱可塑性樹脂との組成物では、有
機物の燃焼カロリーが低いことから燃焼時の燃焼カロリ
ーを低減でき、加熱炉を傷める恐れが少なく、また燃焼
残渣が殆ど残らないと言う特徴がある。一方、竹は成長
が早く、また竹林を維持するために間伐する必要がある
ことなどから資源として今後期待される。しかしなが
ら、熱可塑性樹脂と微細化した竹粉との組成物は、射出
成形や押出成形などをした場合に、色相がばらついた
り、臭気が強くなったりする問題点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
時に色相のバラツキや、臭気の少ない、熱可塑性樹脂と
微細化した竹粉を含有してなる組成物を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決すべく鋭意検討した結果、驚くべきことに竹
齢２年から７年の竹を用い微細化した竹粉と熱可塑性樹
脂との組成物が上記問題点を解決することを見出し、本
発明に至った。すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂と竹
齢２年から７年の竹を微細化した竹粉を含有してなる組
成物である。特に、竹の年齢が２年から７年の竹（本発
明において単に竹齢と言う）が、微細化した竹粉におい
て、及びこの竹粉と熱可塑性樹脂との組成物を成形して
得られる成形品において、極めて淡色で安定した色相を
与え、かつ成形加工時に臭気が少ない組成物を与える。
なお、本発明において、色の三属性を含め色相と称し
た。

【０００５】本発明で言う熱可塑性樹脂とは、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、耐衝撃
性ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアクリロ
ニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリエチレンワ
ックス、ポリプロピレンワックスなどの上記樹脂の低分
子量物、また、エチレン−プロピレンゴム状共重合体、
ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム状共重合
体、ポリブテンなどのエラストマー、さらには、ポリ乳
酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレートな
どの生分解性樹脂なども挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。また、これらの樹脂の２種以上から
なる混合物であっても構わない。

【０００６】本発明に用いられる微細化した竹粉は、孟
宗竹、真竹などいずれの竹を微細化したものでも構わな
いが、竹齢が２年から７年、好ましくは３年から５年の
竹を微細化したものである。竹は成長の早い植物である
が、通常、竹林維持のために成長途上の２年未満の竹は
伐採されず、その後、伐採されている。本発明者らの検
討によると、微細化する竹の年齢により、それを微細化
して得られる竹粉の色相が異なり、また、得られる竹粉
を熱可塑性樹脂と混合して得られる組成物の色相変化、
更に,この組成物を用いて得られる成形品においても色
相の変化の程度が大きく異なることが見出された。この
原因は明らかではないが、竹が植物であるため、成長年
齢の経過と共に変質し、伐採、粉砕処理して得られる竹
粉において色相に影響を与えたり、樹脂と混合して組成
物を調製するに際し、また、その組成物を用いて成形加
工するに際して、色相の変化に差異を齎すものと推定さ
れる。

【０００７】本発明のように、使用する竹齢が２〜７年
であると、竹粉の色相が淡色であり、この竹粉と熱可塑
性樹脂と混合して調製したペレットにおいても色相の変
化が少なく、更にこのペレットを用いる成形加工品でも
色相の変化が少ない。すなわち、竹齢２〜７年の竹を微
細化した竹粉を含有する組成物の色相は、色相のばらつ
きが少なく、得られた組成物を射出成形などによって成
形品にするときに焼け焦げて、色相が褐変するような大
きな色相の変化がなく、加工に際して、強い臭気を発生
したりすることがない。竹齢が２年から７年のものであ
っても、日当たりなど竹の生息状況によっては若干色の
ばらつきはある。しかしながら、本発明は、特定の生息
状況により色相が褐変したり臭気が強いものを含むもの
ではなく、また、伐採後の保存状況が悪く、既に変色し
たり腐ったりしたものは言うまでも無く本発明に用いる
微細化した竹の原料としては好ましくない。

【０００８】日当たりなど竹の生息状況によっては、得
られる竹粉の色相にばらつきはあるが、後記の実施例に
示すように、淡色で濁りの極めて少ない竹粉が得られ
る。微細化した竹粉の平均粒度は特に限定されないが、
５〜５００μｍの範囲であることが好ましい。５μｍよ
り細かい場合は嵩密度が小さいために飛散しやすく取り
扱いが困難であり、また、熱可塑性樹脂との混合時に分
級しやすいので好ましくない。また、５００μｍより大
きい場合は成形品の表面状態が悪くなり、成形品の製造
目的によっては不都合を生じるので好ましくない。上記
の微細化した竹粉は、通常、竹の間伐材やそれらを用い
て竹製品を製造する際に発生する竹の屑などを粉砕して
得られる。粉砕して微細化した竹は、必要に応じて篩い
分けしても構わない。

【０００９】本発明の組成物における微細化した竹の含
有量は特に限定されないが、樹脂と微細化した竹との総
重量の内、少なくとも２０重量％以上８０重量％以下、
好ましくは３０重量％以上７０重量％以下である。２０
重量％より少ないと燃焼カロリー低減の効果性が劣るの
で、好ましくない。８０重量％を超えると、成形性が劣
るので好ましくない。熱可塑性樹脂と微細化された竹粉
との組成物は、両者をヘンシルミキサーなどにより、必
要に応じて酸化防止剤、着色剤などと一緒に攪拌混合
し、通常、これを押出機により加熱溶融押出してペレッ
ト状に成形して得られるが、ペレット形状にせずにその
まま押出成形して製品を得ても構わない。また、ヘンシ
ルミキサーなどで混合時に溶融造粒しても構わない。更
に、両者を加熱したロールにより溶融混練し、シート状
にしたものを裁断して造粒しても構わない。粉状の非ハ
ロゲン系熱可塑性樹脂を用いると、微細化した竹の分散
性が向上するので好ましい。また、このようなペレット
の製造において、竹齢２〜７年の竹を微細化した竹粉を
用いる場合、竹粉とペレットの間に色相の差異は、後記
のようにそれほど観察されない。

【００１０】本発明の組成物には、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、帯電防止剤、滑剤のほか、着色染料、顔料など
や、少量の他の樹脂を含んでも構わない。本発明の組成
物は、成形加工において、成形収縮率が小さく、引け、
反りなどが極めて小さいので、射出成形に好適である。
また、押出成形などの一般の成形加工も可能であり、こ
れらの成形加工法により成形品を得ることができる。ま
た、押出成形により得られるシートを用いた真空成形や
圧空成形により成形品を得ることもできる。また、カレ
ンダー加工も可能であり、カレンダー加工した薄手のシ
ートを複数枚重ねて熱プレスすることにより厚板を得る
こともできる。更に、発泡製品を得る場合は、通常の化
学発泡剤や、フレオン、ブタン、炭酸ガス、窒素ガスな
どの物理発泡剤を用い、発泡射出成形や発泡押出成形に
より得ることができる。

【００１１】このような成形加工において、竹粉を含有
する本願発明の熱可塑性樹脂組成物は、加工温度の影響
により色相が変化するが、この変化の程度は竹齢により
異なる。すなわち、後記の実施例に示すように、竹齢２
〜７年の竹粉を用いる場合に比べ、竹齢が７年を越える
竹では、その色相変化が相当大きく、竹齢２〜７年のも
のを選択して使用することにより、色相的に優れ、加工
時に臭気発生などの問題のない成形加工品を得ることが
できる。ただし、竹は天然物であるので、竹齢２〜７年
であっても、過激な熱を加えると変色や臭気発生の原因
となる。したがって、成形加工に際しては、加工温度に
十分な注意することは言うまでもない。また、本発明の
成形品は抗菌活性を有するので抗菌剤の添加や抗菌塗料
が必要ではなく、また、容易に且つ低燃焼カロリーで燃
焼でき、燃焼残査も少ないので、例えば、上記した成形
加工法により成形して得られる家電部品、自動車部品、
建材、台所用品、容器、トレー、クシ、髭剃りやハブラ
シの柄などとして有用である。

【００１２】

【実施例】以下、参考例および実施例により本発明を説
明する。 参考例１竹粉の調製 竹齢３年の孟宗竹をグラインダーにより荒粉砕し、更
に、ボールミルにより粉砕した後、篩い分けして得られ
た平均粒径１５０μmを有する微細化した竹粉を得た。
得られた微細化した竹粉を、配色基礎講座“カラーチャ
ート１３６８”（株式会社「視覚デザイン研究所」発
行、平成１２年４月５日発行）のカラーチップを参照す
ると、大凡 「ＢＬ０〜５、Ｃ０、Ｍ１０、Ｙ２０」の
色票〜「ＢＬ０〜５、Ｃ０、Ｍ５、Ｙ２０」の色票に相
当する色相であった。これに対して、比較のために前記
と同様の方法で調製した竹齢８年の竹粉では、同様に参
照したカラーチップの「ＢＬ２０、Ｃ０、Ｍ２０〜３
０、Ｙ３０〜４０」程度の色票に相当し、やや濃くな
り、且つ濁色である。ペレットの調製 ポリプロピレン樹脂（Ｊ１０６PT、グランドポリマー
（株）製）５０重量％に対し、上記の竹粉５０重量％お
よび、ポリプロピレン樹脂と該微細化した竹との総計１
００重量部に対して酸化防止剤としてイルガノックス１
０７６（日本ガイギー社製）を０．５重量部とをヘンシ
ルミキサーにて十分の混合した後、Ｌ／Ｄ＝２８、シリ
ンダー内径５０ミリメートルのベント付き押出機を用
い、設定温度２００℃で溶融ペレット化した。得られた
ペレットを上記と同様に参照したカラーチップでは「Ｂ
Ｌ１０〜２０、Ｃ０、Ｍ１０〜２０、Ｙ２０〜４０」の
色票から「ＢＬ１０〜２０、Ｃ０、Ｍ１０〜２０、Ｙ３
０〜４０」の色票に相当する色相であった。前記の竹粉
の色相が「ＢＬ０〜５、Ｃ０、Ｍ１０、Ｙ２０」の色票
〜「ＢＬ０〜５、Ｃ０、Ｍ５、Ｙ２０」の色票に相当す
るものであるので、ペレット化に際しての色相への変化
はあるが、この変化は、竹齢８年の竹粉を用いて同様に
ペレット化したペレットがカラーチップの「ＢＬ２０、
Ｃ０、Ｍ２０〜３０、Ｙ３０〜４０」程度の色票に相当
する色相から「ＢＬ３０〜４０、Ｃ０、Ｍ４０、Ｙ４
０」程度の色票に相当する色相への、かなり濃く、且つ
濁色へと変色に比べると極めて小さい。

【００１３】実施例１ ポリプロピレン樹脂（Ｊ１０６PT、グランドポリマー
（株）製）５０重量％に対し、竹年齢３年の孟宗竹をグ
ラインダーにより荒粉砕し、更に、ボールミルにより粉
砕した後、篩い分けして得られた平均粒径１５０μmを
有する微細化した竹５０重量％および、ポリプロピレン
樹脂と該微細化した竹との総計１００重量部に対して酸
化防止剤としてイルガノックス１０７６（日本ガイギー
社製）を０．５重量部とをヘンシルミキサーにて十分の
混合した後、Ｌ／Ｄ＝２８、シリンダー内径５０ミリメ
ートルのベント付き押出機を用い、設定温度２００℃で
溶融ペレット化した。得られたペレットは著しい変色も
なく、臭気も良好であった。この組成物を用い、縦５ｃ
ｍ、横７ｃｍ、厚さ３ｍｍのプレートを、日精樹脂工業
製の射出成形機ＦＳ−８０により設定温度２００℃で射
出成形して得た。得られたプレートは著しい変色も無
く、臭気も異常なかった。成形物の色相は前記の色票を
参照すると「ＢＬ２０、Ｃ０、Ｍ２０、Ｙ４０」程度の
色票に相当する色相で、下記の比較例の成型加工後の色
相が、「ＢＬ５０、Ｃ０、Ｍ２０〜４０、Ｙ４０」程度
の色相に比べると変色が極めて小さい。

【００１４】実施例２ 実施例１において、竹年齢が６年の孟宗竹の竹粉を使用
する以外は実施例１と同様にしてペレットを作成し、プ
レートを成形した。ペレット化時、プレートの成形時い
ずれにおいても、色相の大きな変化や臭気に異常は認め
られなかった。

【００１５】実施例３ ポリプロピレン樹脂（Ｊ７０１ＰＴ、グランドポリマー
（株）製）４９重量％に対し、竹年齢３年の孟宗竹をグ
ラインダーにより荒粉砕し、更に、ボールミルにより粉
砕した後、篩い分けして得られた平均粒径１５０μmを
有する微細化した竹５０重量％、酸化チタン１重量％お
よび、ポリプロピレン樹脂と該微細化した竹と酸化チタ
ンの総計１００重量部に対して酸化防止剤としてイルガ
ノックス１０７６（日本ガイギー社製）を０．５重量部
とをヘンシルミキサーにて十分の混合した後、Ｌ／Ｄ＝
２８、シリンダー内径５０ミリメートルのベント付き押
出機を用い、設定温度２００℃で溶融ペレット化した。
この組成物を用い、天然の竹から型取りした金型を用い
て、日精樹脂工業製の射出成形機ＦＳ−８０により設定
温度２００℃で射出成形して直径約６ｃｍ、高さ約５ｃ
ｍ、内容量約９０ｃｃの節部を有する円筒状の容器を２
０ケ成形した。これらの容器を回転させながら、青竹色
の水性ウレタン樹脂塗料を噴霧して外周に塗料を塗布
し、熱風により乾燥して天然の竹を模した容器を得た。
得られた容器は、外側の塗装面がいかにも天然の竹を思
わせると共に、内側の樹脂面も天然の竹と略類似の質感
を有していた。竹齢３年の竹粉を用いることにより、全
体として天然の竹に極めて類似した容器を得ることがで
きた。

【００１６】比較例１ 実施例１において、竹齢が１０年の孟宗竹を使用する以
外は実施例１と同様にしてペレット化を作成し、プレー
トを成形した。竹粉の色相は、実施例１及び２の竹粉の
色相に比べかなり濁りを色相となるが、これをペレット
化して得られたペレットの色は、さらに大きく褐変し、
射出成形によりプレートを成形すると色相は更に褐色に
大きく変色し、竹が焼け焦げた様な臭気がした。

【００１７】

【発明の効果】本発明の組成物は、色相が安定してお
り、それを用いて得られる成形品も色相が安定してお
り、焼け焦げ臭なども殆どないので、成形材料として有
用である。また、竹は菌活性を有するほか、微細化した
竹を含有しているので剛性が高く、成形時の収縮も小さ
く、ヒケなどの成形上の欠点が改良される点からも、本
発明の成形品は、建材、容器、トレー、クシ、髭剃りや
ハブラシの柄、弁当箱や食品の容器、トレーなどとして
有用である。また、本発明に用いる微細化した竹は、竹
箸などの竹細工で生じる削りカスや使用できない節の部
分などの廃棄物を利用することも可能であり、また、微
細化した竹を混合することによって樹脂の使用量を低減
することもできるので、省資源、省エネルギーに有効で
ある。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA02 AA12X AA15 AA15X AA20 AA20X AA21 AA22 AA22X AA24 AA34X AA43 AA73 AA77 AD02 AF34 BA01 BB04 BB05 BB06 BC01 4J002 AA01W AB01X AC03W BB03W BB12W BB17W BC03W BD04W CF03W CF18W CF19W FD09X GT00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂と竹齢２年から７年の竹を微
   細化した竹粉を含有してなる組成物。
2. 【請求項２】細化した竹粉の含有量が、組成物中２０重
   量％以上８０重量％以下である請求項１に記載の組成
   物。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の組成物を
   射出成形または押出成形して得られる成形品。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２に記載の組成物を
   押出成形またはカレンダー加工して得られるシートおよ
   びその真空成形または圧空成形して得られる成形品。