JP2021130774A - セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法、及び成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性及び良好な外観を兼備する成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を得ることができるセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法を提供する。【解決手段】セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、セルロース繊維と、第１熱可塑性樹脂と、前記第１熱可塑性樹脂よりも重量平均分子量が小さい第２熱可塑性樹脂と、を含有するセルロース繊維含有樹脂組成物を製造する方法である。前記セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、第１混合工程と、第２混合工程と、を含む。前記第１混合工程では、前記セルロース繊維と、前記第２熱可塑性樹脂と、を混合して中間混合物を得る。前記第２混合工程では、前記中間混合物と、前記第１熱可塑性樹脂と、を混合して前記セルロース繊維含有樹脂組成物を得る。【選択図】なし

Description

本開示は、一般にセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法、及び成形品の製造方法に関する。より詳細には本開示は、セルロース繊維と熱可塑性樹脂とを含有するセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法、及び前記セルロース繊維含有樹脂組成物を用いた成形品の製造方法に関する。

特許文献１は、複合樹脂成型体を開示する。この複合樹脂成型体は、主剤樹脂、有機繊維状フィラー及び分散剤を含有する溶融混練物からなる。ここで、有機繊維状フィラーは、セルロースが含まれたセルロース類である。そして、複合樹脂成型体中には炭化した有機繊維状フィラーが特定の割合で存在している。

特開２０１７−２１０５９５号公報

特許文献１の複合樹脂成型体では、分散剤として、無水マレイン酸変性ポリオレフィン又は不飽和炭化水素系シランカップリング剤などが使用されている。このような分散剤が使用された複合樹脂成型体では、剛性及び外観については更なる改良の余地がある。

本開示の目的は、剛性及び良好な外観を兼備する成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を得ることができるセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法を提供することにある。

本開示の一態様に係るセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、セルロース繊維と、第１熱可塑性樹脂と、前記第１熱可塑性樹脂よりも重量平均分子量が小さい第２熱可塑性樹脂と、を含有するセルロース繊維含有樹脂組成物を製造する方法である。前記セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、第１混合工程と、第２混合工程と、を含む。前記第１混合工程では、前記セルロース繊維と、前記第２熱可塑性樹脂と、を混合して中間混合物を得る。前記第２混合工程では、前記中間混合物と、前記第１熱可塑性樹脂と、を混合して前記セルロース繊維含有樹脂組成物を得る。

本開示の一態様に係る成形品の製造方法は、成形工程を含む。前記成形工程では、前記セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法により得られたセルロース繊維含有樹脂組成物を成形する。

本開示によれば、剛性及び良好な外観を兼備する成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を得ることができる。

図１は、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量と成形品の曲げ弾性率との関係を示すグラフである。 図２は、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量と成形品中の凝集体の個数との関係を示すグラフである。

（１）概要
本実施形態に係るセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、セルロース繊維含有樹脂組成物を製造する方法である。セルロース繊維含有樹脂組成物は、セルロース繊維と、第１熱可塑性樹脂と、第２熱可塑性樹脂と、を含有する。第２熱可塑性樹脂は、第１熱可塑性樹脂よりも重量平均分子量が小さい。

セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、第１混合工程と、第２混合工程と、を含む。第１混合工程では、セルロース繊維と、第２熱可塑性樹脂と、を混合して中間混合物を得る。第２混合工程では、中間混合物と、第１熱可塑性樹脂と、を混合してセルロース繊維含有樹脂組成物を得る。

このように、本実施形態では、セルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合を少なくとも２段階に分けている。さらに、重量平均分子量の小さい熱可塑性樹脂から順に、セルロース繊維と混合するようにしている。これにより、セルロース繊維の凝集が抑制され、セルロース繊維が均一に分散しやすくなる。

したがって、本実施形態によれば、剛性及び良好な外観を兼備する成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を得ることができる。

（２）詳細
（２．１）セルロース繊維含有樹脂組成物
本実施形態に係るセルロース繊維含有樹脂組成物は、セルロース繊維と、第１熱可塑性樹脂と、第２熱可塑性樹脂と、を含有する。第１熱可塑性樹脂及び第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）には大小関係がある。具体的には、第１熱可塑性樹脂の重量平均分子量よりも、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が小さい。第１熱可塑性樹脂及び第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ分析（ＧＰＣ）により得られるポリスチレン換算の相対値である。セルロース繊維含有樹脂組成物は、分散剤を更に含有してもよい。セルロース繊維含有樹脂組成物の常温での形態は、例えば、球形、円柱形又は角柱形のペレットである。以下、セルロース繊維、第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂、及び分散剤について順に説明する。

＜セルロース繊維＞
セルロース繊維は、成形品に剛性を付与し得る。セルロース繊維は、木材及び植物等から得られる。より具体的には、セルロース繊維は、木材類、パルプ類、紙類、植物茎・葉類及び植物殻類から選ばれる１種又は２種以上のセルロース含有原料を粉砕機で処理して得ることができる。具体的には、セルロース含有原料を、必要により、シュレッダー等の裁断機を利用して粗粉砕を行ってから、衝撃式の粉砕機又は押出機による処理を行ったり、乾燥処理を行ったりする。その後、媒体式の粉砕機を用いて攪拌することで、微細化されたセルロース繊維を得ることができる。

好ましくは、セルロース繊維の平均繊維長は、０．００１ｍｍ（１μｍ）以上０．１ｍｍ（１００μｍ）以下の範囲内である。平均繊維長が０．００１ｍｍ以上であることで、成形品の剛性を向上させることができる。平均繊維長が０．１ｍｍ以下であることで、セルロース繊維の分散性の低下を抑制することができる。なお、セルロース繊維の平均繊維長は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径（５０％累積粒径：ｄ５０）を意味する。

好ましくは、セルロース繊維の含有量は、樹脂組成物の全質量に対して１質量％以上４０質量％以下の範囲内である。セルロース繊維の含有量が１質量％以上であることで、成形品の剛性を向上させることができる。セルロース繊維の含有量が４０質量％以下であることで、成形品の耐衝撃性の低下を抑制することができる。

＜第１熱可塑性樹脂＞
第１熱可塑性樹脂は、セルロース繊維含有樹脂組成物における母材（主要材料）となり得る。第１熱可塑性樹脂は特に限定されない。第１熱可塑性樹脂の具体例として、ポリオレフィン（環状ポリオレフィンも含む）、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロン、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリカーボネート及びポリサルフォンが挙げられる。

上記に列挙した中でも、特にポリオレフィンが低比重である点で好ましい。すなわち、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィンは比重が小さいため、セルロース繊維との複合化で、軽量かつ高剛性の成形品を成形可能な樹脂組成物を容易に得ることができる。

なお、ポリプロピレン（ＰＰ）の概念には、ホモポリマー、ランダムコポリマー及びブロックコポリマーが含まれる。ホモポリマーは、プロピレンの単独重合体である。ランダムコポリマー及びブロックコポリマーは、プロピレンと、エチレンなどのモノマーとの共重合体である。

第１熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは４５０００以上１００００００以下の範囲内であり、より好ましくは４５０００以上３０００００以下の範囲内である。第１熱可塑性樹脂の重量平均分子量が４５０００以上であることで、成形品の剛性の低下を抑制することができる。第１熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００００以下であることで、成形時における流動性が高くなり過ぎず、成形品が得られやすくなる。

好ましくは、第１熱可塑性樹脂の含有量は、セルロース繊維含有樹脂組成物の全質量に対して３０質量％以上９５質量％以下の範囲内である。第１熱可塑性樹脂の含有量が３０質量％以上であることで、成形品の軽量化を実現し得る。この場合、第１熱可塑性樹脂は、低比重素材であるポリオレフィンを含むことがより好ましい。第１熱可塑性樹脂の含有量が９５質量％以下であることで、成形品の剛性の低下を抑制することができる。なお、剛性は、例えば曲げ弾性率を意味する。

＜第２熱可塑性樹脂＞
第２熱可塑性樹脂は、分散剤と同様の機能を有し得る。このように、第２熱可塑性樹脂は、分散剤の代替物となり得る。したがって、第２熱可塑性樹脂を使用すれば、分散剤を使用する必要性は特にない。ただし、第２熱可塑性樹脂と分散剤との併用を排除する趣旨ではない。

第２熱可塑性樹脂は特に限定されない。第２熱可塑性樹脂の具体例として、ポリオレフィン（環状ポリオレフィンも含む）、パラフィン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ナイロン、ポリビニルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリカーボネート及びポリサルフォンが挙げられる。

上記に列挙した中でも、特にポリオレフィンが低比重である点で好ましい。すなわち、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィンは比重が小さいため、セルロース繊維との複合化で、軽量かつ高剛性の成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を容易に得ることができる。さらにパラフィンも低比重である点で好ましい。パラフィンは、炭化水素化合物の一種であり、炭素原子の数が２０以上のアルカン（鎖式飽和炭化水素）の総称である。

第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、第１熱可塑性樹脂の重量平均分子量よりも小さい。低分子量の第２熱可塑性樹脂によって、高分子量の第１熱可塑性樹脂中におけるセルロース繊維を均一に分散させることができる。これにより、成形品に剛性及び良好な外観を付与することができる。

より詳細には、成形品の剛性が向上する理由の１つは、低分子量の第２熱可塑性樹脂によって、セルロース繊維含有樹脂組成物の結晶性が高くなるためである、と推測される。また成形品の外観が良好になる理由の１つは、低分子量の第２熱可塑性樹脂によって、セルロース繊維の解繊度が向上し、光の乱反射が起こりにくくなるためである、と推測される。なお、良好な外観とは、成形品を見たときにセルロース繊維を目視で認識しにくいことを意味する。より具体的には「実施例」の項に記載の外観評価の基準で、Ｓ評価及びＡ評価を意味する。

第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量の上限値は、小さいほど好ましい。すなわち、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量の上限値を好ましい順に並べると、１００００以下、１３５００以下、２５２００以下、４００００以下、４５０００以下、７５０００以下、１３００００以下である。つまり、上記に列挙した中では、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量は１００００以下であることが最も好ましい。このような分子サイズの第２熱可塑性樹脂であれば、セルロース繊維の分散性を更に向上させることができる。セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。なお、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量の下限値は特に限定されないが、例えば５００以上である。

第２熱可塑性樹脂の含有量は、セルロース含有樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは０．１質量％以上３０質量％以下の範囲内であり、より好ましくは１質量％以上３０質量％以下の範囲内である。第２熱可塑性樹脂の含有量が０．１質量％以上であることで、成形品の軽量化を実現し得る。この場合、第２熱可塑性樹脂は、低比重素材であるポリオレフィンを含むことがより好ましい。第２熱可塑性樹脂の含有量が１質量％以上であることで、成形品の外観がより良好になる。第２熱可塑性樹脂の含有量が３０質量％以下であることで、成形品の剛性の低下を抑制することができる。

好ましくは、第１熱可塑性樹脂と第２熱可塑性樹脂とは同種の樹脂である。一般に熱可塑性樹脂の分子は、基本単位であるモノマーが多数連結した鎖状の構造を有している。したがって、第１熱可塑性樹脂と第２熱可塑性樹脂とが同種の樹脂であるとは、基本単位のモノマーの種類（化学構造）が同じであることを意味する。例えば、第１熱可塑性樹脂がポリプロピレンであれば、第２熱可塑性樹脂もポリプロピレンであることが好ましい。このように、第１熱可塑性樹脂と第２熱可塑性樹脂とが同種の樹脂であることで、相分離を抑制することができる。

好ましくは、第１熱可塑性樹脂及び第２熱可塑性樹脂の両方がポリオレフィンである。両者が同種の樹脂であることで、相分離を抑制することができる。さらには同種の樹脂がポリオレフィンであることで、第１熱可塑性樹脂又は第２熱可塑性樹脂のいずれかのみがポリオレフィンである場合に比べて、成形品の更なる軽量化を実現することができる。

＜分散剤＞
上述のように、セルロース含有樹脂組成物は、分散剤を更に含有してもよい。分散剤は、疎水性の第１熱可塑性樹脂と、親水性のセルロース繊維とを均一に分散させる機能を有する。このような機能を有するものであれば、分散剤は、特に限定されない。セルロース含有樹脂組成物が分散剤を更に含有することで、セルロース繊維の分散性を更に向上させることができる。

好ましくは、分散剤は、無水マレイン酸変性ポリオレフィンである。無水マレイン酸変性ポリオレフィンの好適例として、三洋化成工業株式会社製「ユーメックスシリーズ」及びＢＹＫ社製「ＰＲＩＥＸシリーズ」及び「ＳＣＯＮＡシリーズ」が挙げられる。

無水マレイン酸変性ポリオレフィンは、疎水性のポリオレフィンセグメントと、親水性の無水マレイン酸セグメントとを有する。ポリオレフィンセグメントは、第１熱可塑性樹脂（特にポリオレフィン）との親和性があり、無水マレイン酸セグメントは、セルロース繊維との親和性がある。したがって、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを第１熱可塑性樹脂に添加することによって、セルロース繊維の分散性を向上させることができる。このように、第１熱可塑性樹脂中におけるセルロース繊維同士の相互作用による凝集が、無水マレイン酸変性ポリオレフィンによって抑制されることで、成形品の剛性が向上する。さらに無水マレイン酸変性ポリオレフィンによって、第１熱可塑性樹脂とセルロース繊維との密着性も向上すると考えられる。そして、この密着性の向上が、成形品の剛性向上に寄与していると推測される。

無水マレイン酸変性ポリオレフィンの重量平均分子量は、好ましくは４５０００以下、より好ましくは２００００以下である。このことにより、セルロース繊維の分散性を更に向上させることができる。無水マレイン酸変性ポリオレフィンは低分子量であるほど、セルロース繊維の分散性を向上させることができる。その理由は、高分子量の無水マレイン酸変性ポリオレフィンと比較して、低分子量の無水マレイン酸変性ポリオレフィンは、分子サイズが小さく、流動性が高いことにより、効率的にセルロース繊維の極性基（ヒドロキシ基など）と反応するからである、と推定される。無水マレイン酸変性ポリオレフィンの重量平均分子量の下限値は、特に限定されないが、５０００である。なお、無水マレイン酸変性ポリオレフィンの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフ分析（ＧＰＣ）により得られるポリスチレン換算の相対値である。

好ましくは、分散剤の含有量は、セルロース含有樹脂組成物の全質量に対して１質量％以上１０質量％以下の範囲内である。分散剤の含有量が１質量％以上であることで、第１熱可塑性樹脂とセルロース繊維との相容性を向上させることができ、成形品の剛性を向上させることができる。分散剤の含有量が１０質量％以下であることで、成形品の剛性の低下を抑制することができる。

（２．２）セルロース含有樹脂組成物の製造方法
本実施形態に係るセルロース含有樹脂組成物の製造方法は、上述のセルロース含有樹脂組成物を製造する方法である。セルロース含有樹脂組成物は、第１混合工程と、第２混合工程と、を含む。以下、第１混合工程、及び第２混合工程について順に説明する。

＜第１混合工程＞
第１混合工程では、セルロース繊維と、第２熱可塑性樹脂と、を混合して中間混合物を得る。このように、中間混合物は、セルロース繊維と、第２熱可塑性樹脂と、を含有する。第２熱可塑性樹脂は、第１熱可塑性樹脂に比べて重量平均分子量が小さいので、セルロース繊維間に入り込みやすい。そのため、第２熱可塑性樹脂は、セルロース繊維同士を解繊しやすい。

好ましくは、第１混合工程では、ミキサーを用いて、セルロース繊維と、第２熱可塑性樹脂と、を混合する。ミキサーは、処理物（この場合はセルロース繊維及び第２熱可塑性樹脂）を、主として攪拌により均一にできるものであれば特に限定されない。例えば、ミキサーは、混合槽と、上羽根と、下羽根と、を備える。混合槽内に処理物が投入される。上羽根は、混合槽内に回転可能に配置されている。下羽根は、上羽根よりも下方に位置し、混合槽内に回転可能に配置されている。具体的には、ミキサーとしては、特に限定されないが、例えば、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、及びバンバリーミキサーなどが挙げられる。

ミキサーを用いる場合、第１混合工程では、セルロース繊維及び第２熱可塑性樹脂をミキサー内に投入する。投入前にセルロース繊維は、変性処理（疎水化処理）されていなくてもよい。必要に応じて分散剤もミキサー内に投入する。ミキサー内で第２熱可塑性樹脂が溶融又は分散し、第２熱可塑性樹脂によって、セルロース繊維が分散する。さらにミキサー内でセルロース繊維が剪断作用を受けて凝集塊の解繊が促進され、セルロース繊維が更に均一に分散される。したがって、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを均一に混合しやすい。

好ましくは、中間混合物の粘度は、第１熱可塑性樹脂の粘度よりも低い。これにより、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。第２熱可塑性樹脂は、第１熱可塑性樹脂に比べて重量平均分子量が小さいので粘度も小さい。そのため、中間混合物の粘度も、第１熱可塑性樹脂の粘度よりも低くなりやすい。なお、本明細書において「粘度」とは、１８０℃及び剪断速度１００／秒における溶融粘度を意味する。

好ましくは、中間混合物の粘度は、第２熱可塑性樹脂の粘度よりも高い。中間混合物にはセルロース繊維が含有されているので、中間混合物の粘度は、第２熱可塑性樹脂単独の粘度よりも高くなりやすい。これにより、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを均一に混合しやすい。すなわち、第２熱可塑性樹脂単独の粘度よりも、中間混合物の粘度の方が、第１熱可塑性樹脂の粘度に近くなるので、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを均一に混合しやすくなる。

好ましくは、第１混合工程の混合温度は、第２混合工程の混合温度（混練温度）よりも低い。これにより、第１混合工程では、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。第１混合工程の混合温度は、第２混合工程の混合温度よりも低ければ特に限定されないが、好ましくは２０℃以上１６０℃以下の範囲内である。

好ましくは、第１混合工程では、セルロース繊維が、平均繊維長１μｍ以上１００μｍ以下の大きさから平均繊維長１μｍ以上５０μｍ以下の大きさとなるように混合する。これにより、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

＜第２混合工程＞
第２混合工程では、中間混合物と、第１熱可塑性樹脂と、を混合してセルロース繊維含有樹脂組成物を得る。このように、セルロース含有樹脂組成物は、中間混合物（セルロース繊維及び第２熱可塑性樹脂）と、第１熱可塑性樹脂と、を含有する。第１混合工程で第２熱可塑性樹脂がセルロース繊維同士を解繊しているので、第２熱可塑性樹脂よりも重量平均分子量が大きい第１熱可塑性樹脂を追加しても、セルロース繊維は凝集しにくい。

好ましくは、第２混合工程では、混練押出機を用いて、中間混合物と、第１熱可塑性樹脂と、を混合する。混練押出機は、処理物（この場合は中間混合物及び第１熱可塑性樹脂）を、主として攪拌及び剪断により均一にできるものであれば特に限定されない。例えば、混練押出機は、シリンダーと、少なくとも１本以上のスクリューと、を備えている。シリンダー内に処理物が投入される。スクリューは、シリンダー内に回転可能に配置されている。具体的には、混練押出機としては、特に限定されないが、例えば、２軸混練押出機などが挙げられる。

混練押出機を用いる場合、第２混合工程では、中間混合物及び第１熱可塑性樹脂を混練押出機内に投入する。この場合、中間混合物及び第１熱可塑性樹脂を同時に投入しなくてもよい。混練押出機内に第１熱可塑性樹脂を投入した後に、中間混合物を投入してもよい。このように、混練押出機の途中から中間混合物を供給するためのサイドフィーダも使用可能である。混練押出機内で第１熱可塑性樹脂及び第２熱可塑性樹脂が溶融するとともに、セルロース繊維が剪断作用を受けて凝集塊の解繊が更に促進され、セルロース繊維が第１熱可塑性樹脂及び第２熱可塑性樹脂中に更に均一に分散される。混練押出機から押し出された溶融混練物は、例えば水冷され、ペレットとなる。ペレットの寸法は特に限定されない。このように混練押出機を用いれば、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

好ましくは、第２混合工程の混合温度（混練温度）は、第１混合工程の混合温度よりも高い。これにより、第２混合工程では、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。第２混合工程の混合温度は、第１熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であれば特に限定されないが、好ましくは１６０℃以上２００℃以下の範囲内である。

＜作用効果＞
上述のように、本実施形態では、セルロース繊維と熱可塑性樹脂との混合を少なくとも２段階に分けている。さらに、重量平均分子量の小さい熱可塑性樹脂から順に、セルロース繊維と混合するようにしている。すなわち、まずセルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを混合し、次に中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを混合するようにしている。これにより、セルロース繊維を少しずつ解繊していくことができるので、セルロース繊維の凝集が抑制され、セルロース繊維が均一に分散しやすくなる。

したがって、本実施形態によれば、剛性及び良好な外観を兼備する成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を得ることができる。

（２．３）成形品の製造方法
本実施形態に係る成形品の製造方法は、成形工程を含む。成形工程では、上述のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法により得られたセルロース繊維含有樹脂組成物を成形する。すなわち、セルロース含有樹脂組成物（例えばペレット）を成形材料として、射出成形、押出成形及び注型成形等の公知の成形方法を使用することにより、各種の成形品を製造することができる。得られた成形品は、上述のセルロース繊維含有樹脂組成物で成形されているので、剛性及び良好な外観を兼備している。

好ましくは、セルロース繊維含有樹脂組成物の粘度が３６０Ｐａ・ｓ以上７００Ｐａ・ｓ以下の範囲内である。これにより、成形品を成形しやすい。

本実施形態に係る成形品は、例えば家電構造材への適用が可能である。すなわち、成形品は、ハンディタイプの家電製品の部品（例えば掃除機本体）などとして好適である。

（３）態様
上記実施形態から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。

第１の態様は、セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法であって、セルロース繊維と、第１熱可塑性樹脂と、前記第１熱可塑性樹脂よりも重量平均分子量が小さい第２熱可塑性樹脂と、を含有するセルロース繊維含有樹脂組成物を製造する方法である。前記セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法は、第１混合工程と、第２混合工程と、を含む。前記第１混合工程では、前記セルロース繊維と、前記第２熱可塑性樹脂と、を混合して中間混合物を得る。前記第２混合工程では、前記中間混合物と、前記第１熱可塑性樹脂と、を混合して前記セルロース繊維含有樹脂組成物を得る。

この態様によれば、剛性及び良好な外観を兼備する成形品を成形可能なセルロース繊維含有樹脂組成物を得ることができる。

第２の態様は、第１の態様に基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第２の態様では、前記第１混合工程では、ミキサーを用いて、前記セルロース繊維と、前記第２熱可塑性樹脂と、を混合する。

この態様によれば、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを均一に混合しやすい。

第３の態様は、第１又は第２の態様に基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第３の態様では、前記中間混合物の粘度は、前記第１熱可塑性樹脂の粘度よりも低い。

この態様によれば、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第４の態様では、前記中間混合物の粘度は、前記第２熱可塑性樹脂の粘度よりも高い。

この態様によれば、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを均一に混合しやすい。

第５の態様は、第１〜第４の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第５の態様では、前記第２混合工程では、混練押出機を用いて、前記中間混合物と、前記第１熱可塑性樹脂と、を混合する。

この態様によれば、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

第６の態様は、第１〜第５の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第６の態様では、前記第１混合工程の混合温度は、前記第２混合工程の混合温度よりも低い。

この態様によれば、第１混合工程では、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすく、第２混合工程では、中間混合物と第１熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第７の態様では、前記セルロース繊維含有樹脂組成物の粘度が３６０Ｐａ・ｓ以上７００Ｐａ・ｓ以下の範囲内である。

この態様によれば、成形品を成形しやすい。

第８の態様は、第１〜第７の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第８の態様では、前記第１混合工程では、前記セルロース繊維が、平均繊維長１μｍ以上１００μｍ以下の大きさから平均繊維長１μｍ以上５０μｍ以下の大きさとなるように混合する。

この態様によれば、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

第９の態様は、第１〜第８の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法である。第９の態様では、前記第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量は１００００以下である。

この態様によれば、セルロース繊維と第２熱可塑性樹脂とを更に均一に混合しやすい。

第１０の態様は、成形品の製造方法であって、成形工程を含む。前記成形工程では、第１〜第９の態様のいずれか一つに基づくセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法により得られたセルロース繊維含有樹脂組成物を成形する。

この態様によれば、剛性及び良好な外観を兼備する成形品を得ることができる。

以下、本開示を実施例によって具体的に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されない。

（参考例１）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いてペレットを製造した。具体的には、上記の原料を表１に示す比率（質量％）となるように秤量し、ドライブレンドした。次に、２軸混練押出機（株式会社テクノベル製、型式：ＫＺＷ１５ＴＷ）にて、混練温度を２００℃、排出量を２ｋｇ／時間として溶融混練分散した後、水冷して、ペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：ＢＣ０３Ｂ（日本ポリプロ株式会社製、ポリプロピレン、重量平均分子量２０００００）
第２熱可塑性樹脂：ビスコール６６０−Ｐ（三洋化成工業株式会社、ポリプロピレン、重量平均分子量１００００）
セルロース繊維：ＮＢＫＰ Ｃｅｌｇａｒ（三菱製紙株式会社製、綿状針葉樹パルプ、平均繊維長０．０５ｍｍ）。

（参考例２）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：ビスコール５５０−Ｐ（三洋化成工業株式会社、ポリプロピレン、重量平均分子量１３５００）
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（参考例３）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：ビスコール４４０−Ｐ（三洋化成工業株式会社、ポリプロピレン、重量平均分子量２５２００）
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（参考例４）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：ビスコール３３０−Ｐ（三洋化成工業株式会社、ポリプロピレン、重量平均分子量４００００）
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（参考例５）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：エルモーデュＳ９０１（出光興産株式会社、ポリプロピレン、重量平均分子量１３００００）
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（参考例６）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：サンワックス１７１−Ｐ（三洋化成工業株式会社、ポリエチレン、重量平均分子量１００００）
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（実施例１）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いて、第１混合工程及び第２混合工程を経て、ペレットを製造した。上記の原料は、表１に示す比率（質量％）となるように秤量した。

具体的には、まず第１混合工程では、ミキサー（日本コークス工業株式会社製、型式：ＦＭ１０Ｃ／Ｉ）にて、混合温度を１５０℃として、セルロース繊維及び第２熱可塑性樹脂を混合した。これにより、中間混合物が得られた。中間混合物の粘度は、第２熱可塑性樹脂の粘度よりも高く、第１熱可塑性樹脂の粘度よりも低かった。

次に第２混合工程では、２軸混練押出機（株式会社テクノベル製、型式：ＫＺＷ１５ＴＷ）にて、混練温度を２００℃、排出量を２ｋｇ／時間として、中間混合物及び第１熱可塑性樹脂を混合し、溶融混練分散した後、水冷して、セルロース繊維含有樹脂組成物のペレットを製造した。なお、セルロース繊維含有樹脂組成物の粘度（１８０℃及び剪断速度１００／秒における溶融粘度）は、３６０Ｐａ・ｓ以上７００Ｐａ・ｓ以下の範囲内であった。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（実施例２）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてペレットを製造した。なお、中間混合物及びセルロース繊維含有樹脂組成物の粘度は、実施例１とほぼ同様であった。

第１熱可塑性樹脂：参考例５と同じ
第２熱可塑性樹脂：参考例５と同じ
セルロース繊維：参考例５と同じ。

（実施例３）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用い、第１混合工程の混合温度を１００℃とした以外は、実施例１と同様にしてペレットを製造した。なお、中間混合物及びセルロース繊維含有樹脂組成物の粘度は、実施例１とほぼ同様であった。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：１６５−１４０５１（富士フィルム和光純薬株式会社、パラフィン、重量平均分子量５００）
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（実施例４）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてペレットを製造した。なお、中間混合物及びセルロース繊維含有樹脂組成物の粘度は、実施例１とほぼ同様であった。

第１熱可塑性樹脂：参考例６と同じ
第２熱可塑性樹脂：参考例６と同じ
セルロース繊維：参考例６と同じ。

（比較例１）
以下に示す第１熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１よりも比率は高い
第２熱可塑性樹脂：不使用
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（比較例２）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、セルロース繊維及び分散剤を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：不使用
セルロース繊維：参考例１と同じ
分散剤：ユーメックス１００１（三洋化成工業株式会社製、重量平均分子量４５０００）。

（比較例３）
以下に示す第１熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：不使用
セルロース繊維：参考例１よりも比率は高い。

（比較例４）
以下に示す第１熱可塑性樹脂、第２熱可塑性樹脂及びセルロース繊維を原料として用いるようにした以外は、参考例１と同様にしてペレットを製造した。

第１熱可塑性樹脂：参考例１と同じ
第２熱可塑性樹脂：実施例３と同じ
セルロース繊維：参考例１と同じ。

（曲げ弾性率）
各実施例、参考例及び比較例のペレットを用いてＩＳＯ１７８に規定の試験片を作製した。各試験片について、ＪＩＳ Ｋ ７１７１に規定の曲げ試験を行った。曲げ弾性率の測定結果を表１に示す。

（外観）
各実施例、参考例及び比較例のペレットを１ｇずつ秤量し、熱プレス機を用いて、直径１５０ｍｍ、厚さ約０．１ｍｍの円形の試験片を作製した。各試験片について、デジタルマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、ＶＨＸ−６０００）を用いて、長径３００μｍ以上のセルロース繊維の凝集体の個数を数え、以下の基準で外観の良否を評価した。外観の評価結果を表１に示す。

Ｓ：凝集体が１０個以下
Ａ：凝集体が１０個超１５個以下
Ｂ：凝集体が１５個超２０個以下
Ｃ：凝集体が２０個超。

図１に、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量と成形品の曲げ弾性率との関係を示すグラフを示す。図２に、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量と成形品中の凝集体の個数との関係を示すグラフを示す。

図１及び図２において、実施例１、３（Ｅ１、Ｅ３）では、原材料を２段階に分けて混合している。参考例１〜４（Ｒ１〜Ｒ４）、比較例２、４（Ｃ２、Ｃ４）では、原材料を一度に混合している。

図１に示すように、原材料を一度に混合する場合、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００を超えると、曲げ弾性率を高めに維持することができる（Ｒ１〜Ｒ４、Ｃ２参照）。しかし、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００以下であると、曲げ弾性率は曲線ｋ２に沿って急激に低下し得る（Ｃ４参照）。

一方、原材料を２段階に分けて混合する場合、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００を超えるところでも、１００００以下のところでも、曲げ弾性率を高めることができる。以下、この点について説明する。

すなわち、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００を超えるところでは、実施例１（Ｅ１）に示すように、曲げ弾性率を高めることができる。実施例１（Ｅ１）と参考例１（Ｒ１）とは原材料の組成は同じであるが、混合方法が相違するため、実施例１（Ｅ１）の方が参考例１（Ｒ１）に比べて曲げ弾性率が高くなっている。

そして、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００以下のところでも、実施例３（Ｅ３）に示すように、曲げ弾性率は、曲線ｋ１に沿って高く維持されている。実施例３（Ｅ３）と比較例４（Ｃ４）とは原材料の組成は同じであるが、混合方法が相違するため、実施例３（Ｅ３）の方が比較例４（Ｃ４）に比べて曲げ弾性率が著しく高くなっている。

また図２に示すように、原材料を一度に混合する場合、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００を超えるところでは、曲線ｋ３に沿って第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００に近づくにつれて凝集体の個数を減少させることができる（Ｒ１〜Ｒ４、Ｃ２参照）。しかし、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００以下のところでは、比較例４（Ｃ４）に示すように、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００から遠ざかるにつれて凝集体の個数が増加し得る。

一方、原材料を２段階に分けて混合する場合、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００を超えるところでも、１００００以下のところでも、凝集体の個数を減少させることができる。以下、この点について説明する。

すなわち、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００を超えるところでは、実施例１（Ｅ１）に示すように、原材料を一度に混合する場合に比べて凝集体の個数を減少させることができる。実施例１（Ｅ１）と参考例１（Ｒ１）とは原材料の組成は同じであるが、混合方法が相違するため、実施例１（Ｅ１）の方が参考例１（Ｒ１）に比べて凝集体の個数が少なくなっている。

そして、第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００以下のところでも、実施例３（Ｅ３）に示すように、凝集体の個数を減少し得る。実施例３（Ｅ３）と比較例４（Ｃ４）とは原材料の組成は同じであるが、混合方法が相違するため、実施例３（Ｅ３）の方が比較例４（Ｃ４）に比べて凝集体の個数が著しく減少している。

Claims (10)

1. セルロース繊維と、第１熱可塑性樹脂と、前記第１熱可塑性樹脂よりも重量平均分子量が小さい第２熱可塑性樹脂と、を含有するセルロース繊維含有樹脂組成物を製造する方法であって、
   前記セルロース繊維と、前記第２熱可塑性樹脂と、を混合して中間混合物を得る第１混合工程と、
   前記中間混合物と、前記第１熱可塑性樹脂と、を混合して前記セルロース繊維含有樹脂組成物を得る第２混合工程と、を含む、
   セルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
2. 前記第１混合工程では、ミキサーを用いて、前記セルロース繊維と、前記第２熱可塑性樹脂と、を混合する、
   請求項１に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
3. 前記中間混合物の粘度は、前記第１熱可塑性樹脂の粘度よりも低い、
   請求項１又は２に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
4. 前記中間混合物の粘度は、前記第２熱可塑性樹脂の粘度よりも高い、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
5. 前記第２混合工程では、混練押出機を用いて、前記中間混合物と、前記第１熱可塑性樹脂と、を混合する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
6. 前記第１混合工程の混合温度は、前記第２混合工程の混合温度よりも低い、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
7. 前記セルロース繊維含有樹脂組成物の粘度が３６０Ｐａ・ｓ以上７００Ｐａ・ｓ以下の範囲内である、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
8. 前記第１混合工程では、前記セルロース繊維が、平均繊維長１μｍ以上１００μｍ以下の大きさから平均繊維長１μｍ以上５０μｍ以下の大きさとなるように混合する、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
9. 前記第２熱可塑性樹脂の重量平均分子量は１００００以下である、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のセルロース繊維含有樹脂組成物の製造方法により得られたセルロース繊維含有樹脂組成物を成形する成形工程を含む、
    成形品の製造方法。

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