JP2022071659A - 芳香徐放性を有する植物繊維含有複合樹脂成形体 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022071659000001
【課題】周囲の環境条件に依存せず、長期間にわたり芳香徐放性を有する複合樹脂成形体を提供する。
【解決手段】植物繊維含有複合樹脂成形体は、主剤樹脂と、植物繊維２と、分散剤４とを含み、植物繊維が芳香成分３を含有し、主剤樹脂が結晶性樹脂であり、主剤樹脂と、植物繊維と、分散剤との合計量を１００質量％としたときに、植物繊維の含有量が５０質量％以上９０質量％以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、芳香徐放性を有する植物繊維含有複合樹脂成形体に関する。
ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のいわゆる「汎用プラスチック」は、比較的安価であり、金属、またはセラミックスに比べて重さが数分の一と軽量であり、成形などの加工が容易であるという特徴を有する。そのため、汎用プラスチックは、袋、各種包装、各種容器、シート類等の多様な生活用品の材料として、また、自動車部品、電気部品等の工業部品、及び日用品、雑貨用品等に利用されている。
近年、樹脂を使用した日用品や生活用品などの身近な製品や家電筐体や自動車の内装、外装部品などの外観部品に対して、基本性能以外の付加価値として、官能的特性が求められている。官能的特性としては、例えば、触り心地などの質感・触感や色彩、香りなどが挙げられる。特に、香りは、気分の向上やリラクゼーション効果などがあることから、身近な製品に付与するのに適している。香りを付与する方法としては、樹脂に芳香成分を担持もしくは含有させる方法などが挙げられる。
一方で、香りはよい香りであっても多量であれば不快に感じてしまう。そのため、適切な量の香りを放出させることが必要である。また、香りは揮発成分である芳香成分に起因するため、長期間香りの効果を持続させること、つまり、芳香徐放性を付与することが難しい。そのため、単に樹脂に芳香成分を担持もしくは含有させるだけでは、芳香成分の放出量と放出速度が制御できず、逆に不快に感じさせてしまったり、香りを長期間持続させられなかった。特許文献１では、セルロース系粒子を含有した複合樹脂に芳香成分を担持させることにより、適切な量の芳香成分を長期間にわたって徐放させている。
特開２００４－２０１８１１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の複合樹脂では、芳香成分の放出速度が複合樹脂中のセルロース系粒子の吸湿と乾燥の繰返し速度（呼吸速度）によってのみ制御されているため、周囲の環境条件によって放出速度が大きく変化する。そのため、特定の環境下でしか長期間安定的に芳香徐放性を有することができないという課題が存在する。また、複合樹脂に芳香成分を別途担持させる工程が必要になるという課題も存在する。
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、周囲の環境条件に依存せず、長期間にわたり芳香徐放性を有する複合樹脂成形体を提供することを目的とする。
本発明に係る複合樹脂成形体は、主剤樹脂と、植物繊維と、分散剤とを含み、
前記植物繊維が芳香成分を含有し、
前記主剤樹脂が結晶性樹脂であり、
前記主剤樹脂と、前記植物繊維と、前記分散剤との合計量を１００質量％としたときに、前記植物繊維の含有量が５０質量％以上９０質量％以下である。
本発明に係る複合樹脂成形体は、植物繊維に芳香成分を含有する植物繊維、主剤樹脂に結晶性樹脂を使用し、５０質量％以上９０質量％以下の高濃度で植物繊維を含有するため、植物繊維周囲の結晶化度と樹脂全体の結晶化度が高く、植物繊維から揮発される芳香成分の放出速度が抑制される。そのため、この複合樹脂成形体は長期間の芳香徐放性を有する。
実施の形態１に係る植物繊維含有複合樹脂成形体の構成を示す模式図である。 実施の形態１に係る複合樹脂成形体のスキン層とコア層との植物繊維の配向と結晶状態を表した模式図である。 実施例１～８および比較例１～４における条件を示す図である。 実施例１～８および比較例１～４における測定結果を示す図である。
第１の態様に係る複合樹脂成形体は、主剤樹脂と、植物繊維と、分散剤とを含み、
前記植物繊維が芳香成分を含有し、
前記主剤樹脂が結晶性樹脂であり、
前記主剤樹脂と、前記植物繊維と、前記分散剤との合計量を１００質量％としたときに、前記植物繊維の含有量が５０質量％以上９０質量％以下である。
第２の態様に係る複合樹脂成形体は、上記第１の態様において、前記植物繊維の平均粒径が１μｍ以上３ｍｍ以下である、請求項１に記載の複合樹脂成形体。
第３の態様に係る複合樹脂成形体は、上記第１又は第２の態様において、前記主剤樹脂の結晶化度が３０％以上であってもよい。
第４の態様に係る複合樹脂成形体は、上記第１から第３のいずれかの態様において、前記複合樹脂成形体中の前記植物繊維の周辺の前記主剤樹脂の結晶化度が主剤樹脂のみの部分に比べて１．０５倍以上であってもよい。
第５の態様に係る複合樹脂成形体は、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記植物繊維の粒度分布において、その数値以下の粒子の比率が９０％である粒径ｄ９０と、その数値以下の粒子の比率が１０％である粒径ｄ１０とを用いてΔｄ＝ｄ９０／ｄ１０として表される粒径のばらつきΔｄが６以上であってもよい。
第６の態様に係る複合樹脂成形体は、上記第１から第５のいずれかの態様において、前記複合樹脂成形体のスキン層中の植物繊維の繊維長方向が前記複合樹脂成形体の表面に対して０°以上３０°以内の角度で配向していてもよい。
第７の態様に係る複合樹脂成形体は、上記第１から第６のいずれかの態様において、前記複合樹脂成形体の表面のスキン層の厚みが６００μｍ以下であってもよい。
以下、実施の形態に係る植物繊維含有複合樹脂成形体について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、同じ構成部分には同じ符号を付して、適宜説明を省略している。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る植物繊維含有複合樹脂成形体１０の構成を示す模式図である。図２は、実施の形態１に係る複合樹脂成形体１０のスキン層とコア層との植物繊維の配向と結晶状態を表した模式図である。
実施の形態１に係る複合樹脂成形体１０は、非結晶部１１と結晶部１２とのマトリックスから構成される主剤樹脂１と、植物繊維２と、芳香成分３と、分散剤４とからなるものである。複合樹脂成形体１０は、図１に示すように、主剤樹脂１のマトリックス中に植物繊維２、芳香成分３、分散剤４が分散されており、芳香成分３は植物繊維２の内部や主剤樹脂１のマトリックス中に存在しており、分散剤４は植物繊維２と主剤樹脂１との界面などに存在している。また、図２に示すように、複合樹脂成形体は、大きく分けて表面のスキン層１３と内部のコア層１４との２層から構成される。成形時に溶融樹脂が金型に入ると金型表面に接する樹脂表面は急冷され、それ以外の樹脂内部は徐冷される。冷却速度が表面と内部とでは異なるため、結晶化度などの特性が異なり、顕微鏡観察などでスキン層とコア層とを判別することは可能である。本明細書では、成形時に急冷される成形体表面の層をスキン層、成形時に徐冷される成形体内部の層をコア層と定義する。この複合樹脂成形体１０によれば、例えば、芳香成分を含有する植物繊維２と、結晶性の主剤樹脂１とを使用し、５０質量％以上９０質量％以下の高濃度で植物繊維２を含有するため、植物繊維２周囲の結晶化度と樹脂全体の結晶化度が高く、植物繊維２から揮発される芳香成分３の放出速度が抑制される。そのため、この複合樹脂成形体１０は長期間の芳香徐放性を有する。
以下に、この複合樹脂成形体１０を構成する部材について説明する。
＜主剤樹脂＞
実施の形態における主剤樹脂１としては、揮発成分の放出を抑制するために、結晶性樹脂であることが好ましく、良好な成形性を確保するために、熱可塑性樹脂であることがより好ましい。結晶性樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂（環状オレフィン系樹脂を含む）、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂（２，６－キシレノールの重合体など）、結晶性ポリエステル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、液晶ポリマー樹脂などが挙げられる。上記の樹脂は、単独でまたは二種類以上組み合わせて使用されてもよい。なお、主剤樹脂は結晶性を有していれば上記の材料に限定されるものではない。また、二種類以上の樹脂を使用する場合、少なくとも一種類の樹脂が結晶性を有していればよい。
これらの結晶性樹脂のうち、主剤樹脂は、比較的低融点であるオレフィン系樹脂であることが好ましい。オレフィン系樹脂としては、オレフィン系単量体の単独重合体の他、オレフィン系単量体の共重合体や、オレフィン系単量体と他の共重合性単量体との共重合体が含まれる。オレフィン系単量体としては、例えば、鎖状オレフィン類（エチレン、プロピレン、１－ブテン、イソブテン、１－ペンテン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテンなどのα－Ｃ２－２０オレフィンなど）、環状オレフィン類などが挙げられる。これらのオレフィン系単量体は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用されてもよい。上記オレフィン系単量体のうち、エチレン、プロピレンなどの鎖状オレフィン類が好ましい。オレフィン系樹脂の具体例としては、ポリエチレン（低密度、中密度、高密度または線状低密度ポリエチレンなど）、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－プロピレン－ブテン－１などの三元共重合体などの鎖状オレフィン類（特にα－Ｃ２－４オレフィン）の共重合体などが挙げられる。
主剤樹脂１は、結晶性樹脂であることが好ましい。結晶部分は非結晶部分に比べて密な構造をしている。そのため、結晶部分は非結晶部分に比べて液体や気体の拡散速度が著しく低下する。芳香成分は気体もしくは液体成分として複合樹脂成形体中で拡散するため、非結晶部分に比べて結晶部分では拡散速度が大きく低下する。樹脂中に結晶部分が存在することにより、芳香成分の拡散速度が低下することによって複合樹脂成形体からの芳香成分の放出を長期間維持、つまり、芳香成分を徐放することができる。そのため、前記主剤樹脂１は結晶性樹脂であることが好ましい。
＜植物繊維＞
実施の形態における植物繊維２の原料としては、パルプ、木材（針葉樹、広葉樹）、コットンリンター、ケナフ、マニラ麻（アバカ）、サイザル麻、ジュート、サバイグラス、エスパルト草、バガス、稲わら、麦わら、麦、葦、竹、茶葉などの天然素材が挙げられる。酒樽などの商業利用後に廃棄される植物廃材を用いてもよい。また、酸もしくはアミン、エポキシ等を含む官能性単量体により変性した天然素材を用いてもよい。植物繊維２は、上記天然素材を粉砕した繊維状もしくは粒子状のものが好ましい。
＜芳香成分＞
実施の形態における芳香成分３としては、天然素材由来の成分または材料の製造工程において天然素材由来の成分が変質して発生した成分であることが好ましく、揮発性を有することがより好ましい。芳香成分としては、例えば、ピネン、カジノール、ヒノキオールなどが挙げられる。なお、芳香成分は植物繊維に含有される成分であれば上記の成分に限定されるものではない。
＜分散剤＞
実施の形態における分散剤４としては、各種のチタネート系カップリング剤、シランカップリング剤、不飽和カルボン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、またはその無水物をグラフトした変性ポリオレフィン、脂肪酸、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステルなどが挙げられる。上記シランカップリング剤は、不飽和炭化水素系やエポキシ系のものが好ましい。分散剤の表面は、熱硬化性もしくは熱可塑性のポリマー成分で処理され変性処理されても問題ない。分散剤４は、主剤樹脂１と植物繊維２の組み合わせにより適切に選択される。
植物繊維２は、芳香成分を含有する植物繊維であることが好ましく、その芳香成分が前記植物繊維由来であることが好ましい。芳香成分を含有しない植物繊維を使用する場合、別途芳香成分を担持させる工程が必要になる。例えば、複合樹脂組成物に芳香成分を担持させる場合、芳香成分を有するオイルなどに複合樹脂組成物を浸漬させるなどの後工程が必要となる。また、植物繊維含有複合樹脂成形体は外観に植物繊維の風合いが出るため、芳香成分が前記植物繊維由来以外の成分の場合、外観と香りに違和感が生じ、複合樹脂成形体全体としての官能性が低下する可能性がある。そのため、前記植物繊維は芳香成分を含有する植物繊維であることが好ましく、その芳香成分が前記植物繊維由来であることが好ましい。
複合樹脂成形体中の主剤樹脂１、植物繊維２、分散剤４は合計で１００質量％となる量である。芳香成分３は植物繊維２に含有されているため、植物繊維２の量に含まれる。
複合樹脂成形体中の植物繊維の含有量は、芳香成分の含有量と主剤樹脂の結晶化度増大の観点から５０質量％以上９０質量％以下であること好ましく、５５質量％以上７５質量％以下であることがより好ましい。
図１に示すように複合樹脂成形体は、主剤樹脂１、植物繊維２、芳香成分３、分散剤４から構成されている。主剤樹脂１がマトリックスとして機能しており、主剤樹脂中に植物繊維２、芳香成分３、分散剤４が分散した構造となっている。複合樹脂成形体中で植物繊維２は、芳香成分３の放出源となることに加えて、結晶核剤としても機能することにより主剤樹脂の結晶化度を向上させる効果を有している。植物繊維２は結晶核剤として機能するため、植物繊維２の周囲は結晶部分の存在する割合が大きくなる。すなわち植物繊維２をコア、結晶部分をシェル構造とみなすことができる疑似的なコア－シェル構造を有する。この構造により、芳香成分３の植物繊維２内部から主剤樹脂１への拡散速度が大きく抑制される。
植物繊維の含有量が５０％未満の場合、芳香成分の総量が少なくなり、芳香徐放性を長期間維持することができない。また、主剤樹脂全体の結晶化度が低くなるため、芳香成分の拡散速度の抑制効果が低下する。植物繊維の含有量が９０％以上の場合、植物繊維の含有量に比べて主剤樹脂の含有量が少なすぎるため、主剤樹脂１中に植物繊維２を内包することができず、主剤樹脂の表面に多量の植物繊維２が露出してしまい、芳香成分３の放出を抑制することができない。また、主剤樹脂の含有量が少なすぎるために、複合樹脂組成物の流動性が著しく低下し、混練や射出成形を安定的に実施することができない。そのため、複合樹脂成形体中の植物繊維の含有量は前記範囲内であることが好ましい。
植物繊維２の平均粒径は、１μｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上１ｍｍ以下であることがより好ましい。平均粒径が１μｍより小さい場合、植物繊維のサイズが小さいため、１つの繊維当たりの芳香成分の保持量が少なくなってしまう。また、１つの繊維当たりの表面積が非常に大きくなるため、主剤樹脂に高濃度添加することができない。平均粒径が３ｍｍより大きい場合、主剤樹脂内に植物繊維を均一に分散させることができず、複合樹脂成形体における芳香成分の徐放性に複合樹脂成形体内でバラツキが生じる。そのため、前記植物繊維２の平均粒径は前記範囲内であることが好ましい。
主剤樹脂１の結晶化度は３０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましい。主剤樹脂１の結晶化度が３０％より小さい場合、非結晶部分の割合が多いため、芳香成分の拡散速度をあまり抑制することができず、複合樹脂成形体が長期間の徐放性を有することができない。そのため、前記主剤樹脂１の結晶化度は前記範囲内であることが好ましい。
複合樹脂成形体中の植物繊維周辺の主剤樹脂１の結晶化度が主剤樹脂１のみの部分に比べて１．０５倍以上であることが好ましく、１．１０倍以上であることがより好ましい。植物繊維周辺の主剤樹脂の結晶化度が主剤樹脂のみの部分に比べて１．０５倍よりも小さい場合、植物繊維周辺の主剤樹脂の結晶化度が低いため、植物繊維とその周辺の樹脂による疑似的なコア－シェル構造が形成できない。つまり、植物繊維内に芳香成分を閉じ込めることができず、放出速度も抑制することができない。そのため、複合樹脂成形体中の植物繊維周辺の主剤樹脂１の結晶化度が主剤樹脂１のみの部分に比べて前記範囲内であることが好ましい。
植物繊維２の粒径のばらつきがΔｄ≧６であることが好ましく、Δｄ≧８であることがより好ましい。本明細書では、Δｄを粒径のばらつきを表す指標とする。Δｄは、粒度分布のｄ９０の値をｄ１０で割った値であり、下記式で定義される。
Δｄ＝ｄ９０／ｄ１０
なお、ｄ９０は、粒度分布においてこの数値以下の粒子の比率が９０％である粒径であり、ｄ１０は、粒度分布においてこの数値以下の粒子の比率が１０％である粒径である。
植物繊維はサイズにより内部に含まれる芳香成分の量が変化するため、繊維サイズにより芳香成分の放出速度が変化する。粒径のばらつきがΔｄ＜６の場合、植物繊維のばらつきが小さいため、植物繊維から芳香成分の放出速度は一定になり、徐放性が低下する。そのため、前記植物繊維２の粒径のばらつきがΔｄ≧６であることが好ましい。
複合樹脂成形体のスキン層中の植物繊維２の繊維長方向が複合樹脂表面に対して０°以上３０°以内の角度で配向していることが好ましい。植物繊維２は、複合樹脂成形体の製造時の混練により、繊維表面の中で繊維長方向の端部が特に解繊されている。非解繊部分に比べて、解繊部分は表面積が大きくなり、芳香成分の放出が速くなる。表面のスキン層中の植物繊維の繊維長方向がスキン層に対して３０°より大きな角度で配向していると、スキン層方向に芳香成分の放出が速くなるため、芳香徐放性が低下する。そのため、前記スキン層中の植物繊維２の繊維長方向が複合樹脂成形体の表面に対して前記範囲の角度で配向していることが好ましい。
複合樹脂成形体表面のスキン層の厚みは、６００μｍ以下であることが好ましい。射出成形で成形した場合、溶融樹脂が金型に射出され、金型と接する表面部分が急速に冷却されスキン層が形成される。一方で、内部のコア層は徐冷されながら形成される。結晶は徐冷されることで成長するため、急冷で形成されたスキン層は結晶化度が低く、徐冷で形成されたコア層は結晶化度が高くなる。スキン層の厚みが６００μｍより大きい場合、結晶化度の低いスキン層部分の割合が多くなるため、芳香成分の放出速度を抑制することができず、芳香徐放性が低下する。そのため、複合樹脂成形体表面のスキン層の厚みは、前記範囲内であることが好ましい。
複合樹脂成形体の製造方法で用いる混練装置としては、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機、ロール混練機が好ましい。その中でも、二軸混練機とロール混錬機を使用するのがより好ましい。なお、混練装置は混練手段として回転体を有していれば上記の装置に限定されるものではない。また、植物繊維が含有する芳香成分は揮発成分であることからできるだけ低温で混錬することが好ましい。
図３Ａに、実施例１～８および比較例１～４の条件を示し、図３Ｂに、実施例１～８および比較例１～４の測定結果を示す。
（実施例１）
以下の製造方法によって植物繊維含有複合樹脂組成物を製造した。前記したように、混練装置にはニーダー、バンバリーミキサー、押出機、ロール混練機などを用いることができるが、実施例では二軸混練機を使用している。
主剤樹脂としてポリプロピレンと、植物繊維としてひのきを粉砕機で粉砕した平均粒径５０μｍであり、植物繊維の粒径のばらつきΔｄが６のひのき粉末と、分散剤として無水マレイン酸変性ポリプロピレンとを質量比で４３：５５：２となるよう秤量し、ドライブレンドした。
ドライブレンドした原材料を重量フィーダーにより、２ｋｇ／ｈで混練装置に供給した。前記したように、混練装置には二軸混練機（株式会社ＪＳＷ ＴＥＸ３０ａ）を使用した。スクリューは中せん断タイプの仕様とした。二軸混練機から排出された複合樹脂はホットカットし、植物繊維含有複合樹脂ペレットを作製した。
作製した植物繊維含有複合樹脂ペレットを用いて射出成形機（日本製鋼所製 １８０ＡＤ）により複合樹脂成形体の試験片を作製した。試験片の作製条件は、樹脂温度２００℃、金型温度４０℃、射出速度６０ｍｍ／ｓ、保圧８０ＭＰａとした。ペレットは、ホッパーを介して成形機のスクリューへ噛み込んでいくが、その際の侵入性を時間当たりのペレット減少量で測定しており、一定であることを確認した。試験片の形状は、下記に述べる評価項目によって変更し、弾性率測定用に１号サイズのダンベル試験片を作製し、香りの官能性評価と徐放性評価用にカップ試験片を作製した。得られた植物繊維含有複合樹脂成形体の試験片を以下の方法により評価を行った。
［複合樹脂成形体の評価項目］
（芳香官能性評価）
得られたカップ形状の試験片を用いて、香りに対する官能性評価（芳香官能性評価）試験を実施した。試験者に実際に香りを嗅いでもらい、試験片の香りの心地よさを１－７の７段階評価（１＝非常に不快、２＝不快、３＝少し不快、４＝普通、５＝少し心地よい、６＝心地よい、７＝非常に心地よい）、香りの強さを１－７の７段階評価（１＝非常に弱い、２＝弱い、３＝少し弱い、４＝丁度よい、５＝少し強い、６＝強い、７＝非常に強い）で評価してもらった。
ここで、香りの官能性評価方法として、香りの心地よさの評価が１－４のものを×、５のものを△、６のものを○、７のものを◎とした。香りの強さの評価が１－２、６－７のものを×、３、５のものを△、４のものを○とした。香りの心地よさの評価が×のものは香りの強さに関わらず官能性評価結果を×とした。心地よさの評価が△で、強さの評価が×のものは評価結果を×、強さが△もしくは○のものは評価結果を△とした。心地よさの評価が○で、強さの評価が×のものは評価結果を×、強さの評価が△のものは評価結果を△、強さの評価が○のものは評価結果を○とした。心地よさの評価が◎で、強さの評価が×のものは評価結果を×、強さの評価が△のものは評価結果を○、強さの評価が○のものは評価結果を◎とした。
実施例１の同試験片の評価は、香りの心地よさが６、香りの強さが４で、その評価結果は〇であった。
（芳香徐放性評価）
得られたカップ形状の試験片を用いて、香りに対する徐放性評価（芳香徐放性評価）試験を実施した。通常は常温条件下で放置するところを、加速試験を行うために６０℃の小型熱風乾燥機に安置し、２４時間経過ごとにサンプルの香りの強さの評価を実施した。６０℃の熱風が吹き付ける環境中での試験は、常温の通常雰囲気中での試験に比べ約５０倍程度の加速試験となる。９０時間以上で香りの強さの評価が１－２、６－７であったものを×とし、３、５であったものを△、４であったものを○とした。
同試験片の評価は４であり、その評価は○であった。１２０時間以上で香りの強さが４であったものを◎とした。
（複合樹脂成形体の弾性率）
得られた１号ダンベル形状の試験片を用いて、引張試験を実施した。ここで、弾性率の評価方法として、その数値が１．９ＧＰａ未満のものを×とし、１．９ＧＰａ以上２．７ＧＰａ未満のものを△とし、２．７ＧＰａ以上３．６ＧＰａ未満のものを〇とし、３．６ＧＰａ以上のものを◎とした。
同試験片の弾性率は４．２ＧＰａで、その評価は◎であった。
（複合樹脂成形体の結晶化度）
(複合樹脂の結晶化度)
示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定により、融解（結晶化）ピークを測定し、融解熱量を算出した。以下の式により、結晶化度を算出した。
結晶化度＝（測定融解熱量／完全結晶体融解熱量）×１００
ここで、結晶化度の評価方法として、３０％未満であるものを×、３０％以上６０％未満であるものを○、６０％以上のものを◎とした。
同複合樹脂成形体は、結晶化度が５３％で、その評価が○であった。
（繊維周辺の結晶化度）
得られた１号ダンベル形状の試験片から一部を切り出してラマン分光観察した。植物繊維周辺の樹脂の結晶化度が結晶のみの部分の結晶化度に比べて１．０５倍未満であるものを×、１．０５倍以上であるものを○とした。
同試験片の植物繊維周辺の樹脂の結晶化度が結晶のみの部分の結晶化度に比べて１．１２倍であり、その評価が○であった。
（スキン層の繊維の配向）
得られた１号ダンベル形状の試験片から一部を切り出して、断面の偏光顕微鏡測定を実施した。得られた偏光顕微鏡測定画像上で、試験片表面を０°としてスキン層中の植物繊維の繊維長方向の角度を測定した。植物繊維の繊維長方向の角度は７０°以上であれば×とし、３０°以下７０°未満であれば△とし、０°以上３０°未満であれば○とした。
同試験片のスキン層の植物繊維の繊維長方向の角度は１０°であり、その評価が○であった。
（スキン層の厚み）
得られた１号ダンベル形状の試験片から一部を切り出して、偏光顕微鏡測定を実施した。得られた偏光顕微鏡画像上でスキン層の厚みを測定した。スキン層の厚みが６００μｍより大きければ×とし、６００μｍ以下であれば○とした。
同試験片のスキン層の厚みは４３０μｍであり、その評価が○であった。
（実施例２）
実施例２では、植物繊維の量を増加させ、主剤樹脂：植物繊維：分散剤の重量比を２７：７０：３に変更した。それ以外の条件は実施例１と同様に植物繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（実施例３）
実施例３では、植物繊維として実施例１に比べて平均粒径が大きい１ｍｍの繊維を使用した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件は実施例１と同様にセルロース繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（実施例４）
実施例４では、実施例１に比べて射出成形時の金型温度を高温にした射出成形条件に変更した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様にセルロース繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（実施例５）
実施例５では、実施例１に比べて繊維の粒径のばらつきΔｄが大きいΔｄ＝１０の植物繊維を使用した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様にセルロース繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（実施例６）
実施例６では、実施例１に比べて植物繊維の粒径のばらつきが小さいΔｄ＝２の植物繊維を使用し、それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様に植物繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した
（実施例７）
実施例７では、実施例１に比べて射出成形時の樹脂温度を高くし、射出速度を速くした射出成形条件に変更した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様にセルロース繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（実施例８）
実施例８では、実施例１に比べて射出成形時の樹脂温度を低くし、射出速度を遅くした射出成形条件に変更した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様に植物繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（比較例１）
比較例１では、植物繊維として十分に長時間漂白を行い、リグニンやヘミセルロース等の残留成分をほとんど除去したパルプを使用し、それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様に複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（比較例２）
比較例２では、主剤樹脂として非結晶性樹脂であるポリスチレン（ＰＳ）を使用し、それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様にセルロース繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（比較例３）
比較例３では、実施例１に比べて植物繊維量を減少させ、主剤樹脂：植物繊維：分散剤の重量比を８９：１０：１に変更した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様に植物繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
（比較例４）
比較例４では、実施例１に比べて植物繊維量を増大させ、主剤樹脂：植物繊維：分散剤の重量比を２．５：９５：２．５に変更した。それ以外の材料条件、およびプロセス条件については実施例１と同様に植物繊維含有複合樹脂ペレット、ならびに成形体を作製した。評価についても実施例１と同様の評価を実施した。
各実施例１～８および各比較例１～４における測定結果を図３Ｂの表に示す。
植物繊維量を増加させた実施例２では、実施例１に比べて植物繊維による繊維補強効果が増大するため、弾性率は５．１ＧＰａであった。植物繊維量が増えたことにより、結晶化度が増大し、６３％であった。また、植物繊維量が増えたことにより、芳香成分量が増加し、芳香官能性評価結果は○、徐放性評価結果は○であった。
平均粒径が１ｍｍの繊維を使用した実施例３では、実施例１に比べて繊維サイズが大きくなり、繊維１つ当たりの内部に含有する芳香成分が増加したことにより、徐放性が向上し、芳香徐放性評価は◎であった。
射出成形時の金型温度を高温にした実施例４では、実施例１に比べて複合樹脂が徐冷されるため結晶化度が増大し、６４％となり、その芳香徐放性評価は◎であった。
繊維の粒径ばらつきΔｄ＝１０の植物繊維を使用した実施例５では、繊維のサイズにより含有される芳香成分の量が変化し、それに伴いそれぞれのサイズの繊維からの芳香成分の放出期間が異なるため、芳香徐放性が向上し、評価結果は◎であった。
繊維の粒径ばらつきΔｄ＝２の植物繊維を使用した実施例６では、繊維のサイズがほぼ同じで芳香成分の放出期間もほぼ同じとなるため、芳香徐放性評価結果は△であった。
射出成形時の樹脂温度を高温にし、射出速度を高速にした実施例７では、実施例１に比べてスキン層の厚みが薄くなりその分コア層が増大したため、芳香成分の放出速度が低下し、徐放性の評価結果は◎であった。
射出成形時の樹脂温度を低温にし、射出速度を低速にした実施例８では、実施例１に比べてスキン層の厚みが厚くなり、その分樹脂全体に対してコア層の占める割合が少なくなったため、芳香成分の放出が抑制できず、徐放性の評価結果は△であった。
以上より、実施例２、３、４、５および７は全ての試験で実施例１と同等以上の結果となった。
植物繊維としてリグニンやヘミセルロースなどの残量成分をほとんど除去したパルプを使用した比較例１では、芳香成分がほとんど存在しない。そのため、芳香官能性評価で香りの心地よさの評価が５、香りの強さの評価が１となり、その評価結果は×であった。
主剤樹脂として非結晶性樹脂であるポリスチレン（ＰＳ）を使用した比較例２では、樹脂の結晶成分がないため、芳香成分の放出速度を抑制できず、徐放性評価結果が×であった。
全原材料に対して植物繊維の重量比率を小さくした比較例３では、セルロース繊維の量が少ないため、結晶化度が小さく、芳香成分の総量が少ないため、香りの官能性評価の結果が×であった。また、複合樹脂に対する繊維補強効果が小さくなり、弾性率は２．０ＧＰａであった。
全原材料に対して植物繊維の重量比率を大きくした比較例４では、繊維の量が多いため、粘度が高くなりすぎ、装置への負荷が大きくなり、安定的に混練、成形することができなかった。そのため、試験片が作製できず、評価できなかった。
以上の評価から、非結晶性樹脂を使用した場合、長期間の徐放性が低下した。植物繊維濃度を低くした場合、芳香成分量が低下し十分な芳香を有さず、植物繊維の濃度を高くしすぎた場合、安定的に混練、成形することができなかった。
以上より、芳香成分を含有する植物繊維と結晶性樹脂を使用し、植物繊維の含有量が５０質量％以上９０質量％以下にすることで、複合樹脂成形体は安定的に生産することができ、機械的強度が高く、長期間の芳香徐放性を有することが分かった。
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
本発明に係る複合樹脂成形体は、従来の汎用樹脂よりも機械的強度に優れ、かつ植物素材由来の色味、風合いと香りなどの官能的特性を有し、かつ長期間の芳香徐放性を有する成形体を提供することができる。本発明に係る複合樹脂成形体により、環境に影響されにくい長期間の徐放性を有させることができるので、日用品などにリラクゼーション効果を付与できる。さらに、機械的強度にも優れていることから家電筐体、建材、自動車部材への利用が可能である。
１ 主剤樹脂
２ 植物繊維
３ 芳香成分
４ 分散剤
１０ 複合樹脂成形体
１１ 非結晶部
１２ 結晶部
１３ スキン層
１４ コア層

Claims (7)

  1. 主剤樹脂と、植物繊維と、分散剤とを含み、
    前記植物繊維が芳香成分を含有し、
    前記主剤樹脂が結晶性樹脂であり、
    前記主剤樹脂と、前記植物繊維と、前記分散剤との合計量を１００質量％としたときに、前記植物繊維の含有量が５０質量％以上９０質量％以下である、複合樹脂成形体。
  2. 前記植物繊維の平均粒径が１μｍ以上３ｍｍ以下である、請求項１に記載の複合樹脂成形体。
  3. 前記主剤樹脂の結晶化度が３０％以上である、請求項１又は２に記載の複合樹脂成形体。
  4. 前記複合樹脂成形体中の前記植物繊維の周辺の前記主剤樹脂の結晶化度が主剤樹脂のみの部分に比べて１．０５倍以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載の複合樹脂成形体。
  5. 前記植物繊維の粒度分布において、その数値以下の粒子の比率が９０％である粒径ｄ９０と、その数値以下の粒子の比率が１０％である粒径ｄ１０とを用いてΔｄ＝ｄ９０／ｄ１０として表される粒径のばらつきΔｄが６以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の複合樹脂成形体。
  6. 前記複合樹脂成形体のスキン層中の植物繊維の繊維長方向が前記複合樹脂成形体の表面に対して０°以上３０°以内の角度で配向している、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合樹脂成形体。
  7. 前記複合樹脂成形体の表面のスキン層の厚みが６００μｍ以下である、請求項１から６のいずれか１項に記載した複合樹脂成形体。
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