JP2024047764A - 成形用材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形品の外観を向上させる成形用材料を提供すること。【解決手段】成形用材料は、樹脂と、セルロース繊維と、を含む成形用材料であって、セルロース繊維の含有量が、成形用材料の全質量に対して５０質量％以上であり、樹脂において、総計したハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上３２．０以下であり、水素結合項δＨが４．０以上１５．０以下であり、且つ極性項δＰが８．５以上１７．０以下であり、成形用材料を適用した成形体を破断したとき、成形体の破断面の１平方ｍｍ範囲において、セルロース繊維上に樹脂が３０％以上存在する。【選択図】なし
Description
本発明は、成形用材料に関する。
従来、セルロース繊維および樹脂などを含む成形用材料が知られていた。例えば、特許文献１には、紙由来の繊維と生分解性樹脂とを含む複合材が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の複合材では、成形品の外観を向上させることが難しいという課題があった。詳しくは、セルロース繊維に対する樹脂の親和性が低くなる可能性があり、成形品の表面からセルロース繊維が脱落することがあった。また、バリ取りのために成形品に研磨処理などを施す場合にも、セルロース繊維が脱落し易くなることがあった。そのため、表面の平滑性が低下して成形品の外観が損なわれるおそれがあった。すなわち、成形品の外観を向上させる成形用材料が求められていた。
成形用材料は、樹脂と、セルロース繊維と、を含む成形用材料であって、前記セルロース繊維の含有量が、前記成形用材料の全質量に対して５０質量％以上であり、前記樹脂において、総計したハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上３２．０以下であり、水素結合項δＨが４．０以上１５．０以下であり、且つ極性項δＰが８．５以上１７．０以下であり、前記成形用材料を適用した成形体を破断したとき、前記成形体の破断面の１平方ｍｍ範囲において、前記セルロース繊維上に前記樹脂が３０％以上存在する。
１．成形用材料
本実施形態に係る成形用材料は、樹脂とセルロース繊維とを含む。成形用材料から製造される成形品は、ポリスチレンなどの代替品として、各種容器、シート、プリンターなどの事務機器や家電製品などの筐体に好適である。以下、成形用材料に含まれる各種原材料について説明する。
本実施形態に係る成形用材料は、樹脂とセルロース繊維とを含む。成形用材料から製造される成形品は、ポリスチレンなどの代替品として、各種容器、シート、プリンターなどの事務機器や家電製品などの筐体に好適である。以下、成形用材料に含まれる各種原材料について説明する。
１．１．樹脂
樹脂は、熱可塑性を有し、成形用材料から成形品を製造する際に、溶融してセルロース繊維同士を結着させる結着材として機能する。また、上記結着材は、セルロース繊維と共に成形品の物性を担う。樹脂は複数種類を組み合わせて適用してもよい。
樹脂は、熱可塑性を有し、成形用材料から成形品を製造する際に、溶融してセルロース繊維同士を結着させる結着材として機能する。また、上記結着材は、セルロース繊維と共に成形品の物性を担う。樹脂は複数種類を組み合わせて適用してもよい。
さらに、樹脂のうち比較的に極性が高いものは、セルロース繊維に対する樹脂の濡れ性を増大させる。そのため、セルロース繊維に対する樹脂の親和性が向上する。樹脂の極性は、以下に述べるハンセン溶解度パラメーターが指標となる。なお、複数の樹脂を併用する場合には、比較的に極性が近しい樹脂を用いることにより、樹脂同士の混和性を増大させて、成形品を製造する際の成形性を向上させることができる。
樹脂において、総計したハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上３２．０以下であり、水素結合項δＨが４．０以上１５．０以下であり、且つ極性項δＰが８．５以上１７．０以下である。なお、ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰ、水素結合項δＨ、および極性項δＰの各特性値として、情報機構社の溶解性パラメーター適用事例集、および各論文などに記載の公知の数値を参照してもよい。樹脂としては、例えば、直鎖アルキル系ポリエステルおよび高極性ポリエステルなどが挙げられる。
ここで、総計したハンセン溶解度パラメーターＨＳＰ、水素結合項δＨ、および極性項δＰとは、樹脂を１種類単独で適用する場合には、当該樹脂単体の各特性値を指す。また、２種類以上の樹脂を併用する場合には、樹脂全体の総計での各特性値を指す。樹脂全体の総計での各特性値は、個々の樹脂の各特性値から各々の含有量に基づく加重平均によって算出される。
さらに、樹脂において、総計したハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上２２．０以下であり、水素結合項δＨが４．０以上６．５以下であり、且つ極性項δＰが９．０以上１５．０以下であることが好ましい。これによれば、セルロース繊維に対する樹脂の親和性をさらに高めることができる。
なお、総計した樹脂の上記特性値が上述した範囲内に入れば、上記特性値の１つ以上が上述の範囲外となるその他の樹脂を併用してもよい。その他の樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリスチレンなどが挙げられる。上述した樹脂およびその他の樹脂には、市販品を適用してもよい。
直鎖アルキル系ポリエステルは、原料モノマーとして、アルキレン基の炭素数が４以上８以下のアルキルジカルボン酸と、アルキレン基の炭素数が２以上８以下のアルキレンジオールとを含む。直鎖アルキル系ポリエステルは、上記２種類の原料モノマーが共重合して成る。直鎖アルキル系ポリエステルは、上記２種類の原料モノマーが公知の合成方法にて共重合して成る。
上記のアルキルジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、およびセバシン酸などの直鎖飽和脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。直鎖アルキル系ポリエステルの合成には、これらのうちの１種類以上を用いる。
上記のアルキレンジオールとしては、例えば、１，２－エタンジオール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，７－ヘプタンジオール、および１，８－オクタンジオールがなどの２価アルコールが挙げられる。直鎖アルキル系ポリエステルの合成には、これらのうちの１種類以上を用いる。上述した２種類の原料モノマーは、比較的に入手が容易であり、工業用途または商業用途に適用することができる。
直鎖アルキル系ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、およびポリエチレンジアジペートなどが挙げられる。これらの直鎖アルキル系ポリエステルは生分解性を有するため、成形品による環境負荷を低減することができる。
高極性ポリエステルは、極性が比較的に高い分子構造を有し、原料モノマー由来の繰り返し構造において炭素数が２に対して酸素数が１以上である。詳しくは、高極性ポリエステルは、原料モノマーとして、乳酸、ヒドロキシ酪酸、オキシコハク酸、クエン酸、マロン酸、コハク酸、セリン、スレオニン、アクリル酸、アクリル酸メチル、およびビニル酢酸などの原料モノマーを含む。
高極性ポリエステルとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレートなどのポリヒドロキシアルカノエート、および３－ヒドロキシ（ブチレート－コ－ヘキサノエート）などが挙げられる。高極性ポリエステルは、環境負荷低減の観点から生分解性を具備するものが好ましい。
複数種類の樹脂を併用する場合には、樹脂は、ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上２２．０以下であり、水素結合項δＨが４．０以上６．５以下であり、且つ極性項δＰが９．０以上１５．０以下である樹脂を１種類以上含むことが好ましい。これによれば、セルロース繊維に対する樹脂の親和性をさらに高めることができる。
複数種類の樹脂を併用する場合には、樹脂は、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリ乳酸、およびポリヒドロキシアルカノエートのうちの１種類以上を含むことが好ましい。これによれば、セルロース繊維に対する樹脂の親和性をさらに高めることができる。なお、これらの樹脂の上記特性値は、実施例にて明示する。
１．２．セルロース繊維
セルロース繊維は、成形品において充填材として機能し、成形用材料のかさ増しや成形品の強度などの物性向上に寄与する。
セルロース繊維は、成形品において充填材として機能し、成形用材料のかさ増しや成形品の強度などの物性向上に寄与する。
セルロース繊維は、植物由来であって、比較的に豊富な天然素材である。そのため、セルロース繊維を用いることにより、合成繊維を用いる場合と比べて環境負荷の低減が促進される。セルロース繊維は、原材料の調達やコストの点でも優位である。また、セルロース繊維は、各種繊維の中でも、理論上の強度が高く、成形品の強度の向上にも寄与する。セルロース繊維として、バージンパルプを用いる他に、古紙、古布などを再利用してもよい。
セルロース繊維は、主としてセルロースで形成されたものであるが、セルロース以外の成分を含んでもよい。セルロース以外の成分としては、例えば、ヘミセルロース、リグニンなどが挙げられる。また、セルロース繊維には、漂白などの処理が施されていてもよい。
セルロース繊維の繊維長は、成形品表面の外観を向上させる観点から、５００μｍ未満であることが好ましく、５０μｍ未満であることがより好ましい。セルロース繊維の繊維長は、ＩＳＯ １６０６５－２：２００７に準拠した方法にて求められる。
セルロース繊維の含有量は、成形用材料の全質量に対して５０質量％以上とする。これにより、成形品において、セルロース繊維の充填材としての機能を顕著に発現させることができる。また、セルロース繊維の含有量は、成形用材料の全質量に対して８０質量％以下とすることが好ましい。これにより、成形品において、樹脂の含有量を確保して、樹脂の機能を十分に発現させることができる。
１．３．添加剤
成形用材料は、難燃剤、着色剤、防虫剤、防カビ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集抑制剤、および離型剤などの添加剤を含んでもよい。
成形用材料は、難燃剤、着色剤、防虫剤、防カビ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集抑制剤、および離型剤などの添加剤を含んでもよい。
２．成形用材料の製造方法
成形用材料の製造方法について説明する。成形用材料の製造には、公知の方法が適用可能である。具体的には、例えば、以下に述べる方法が適用可能である。なお、成形用材料の製造方法は如何に述べる方法に限定されない。
成形用材料の製造方法について説明する。成形用材料の製造には、公知の方法が適用可能である。具体的には、例えば、以下に述べる方法が適用可能である。なお、成形用材料の製造方法は如何に述べる方法に限定されない。
まず、上述した原材料を一軸混錬機または二軸混錬機にて混錬してストランド状とする。次に、ペレタイズ加工を施してペレット状の成形用材料とする。
また、成形用材料の製造方法として以下の方法を適用してもよい。まず、古紙やパルプ材をシュレッダー装置にて粗砕してセルロース繊維とする。そして、セルロース繊維と、樹脂を計量して混錬する。次に、混錬した原材料を空気中にて堆積させてシート状の堆積物とする。該堆積物は空気を多く含み密度が小さいため、カレンダー装置にて圧縮して空気を排除して密度を高める。次に、加熱炉を用いて非接触にて加熱した後、ヒートプレス装置にて加熱プレスする。
加熱炉およびヒートプレス装置では、樹脂の溶融温度に対して、約２０℃高い温度にて加熱する。これにより、各原材料が偏りを抑えて分散されたシートが形成される。
次に、シートをシュレッダー装置にて所望の形状に裁断して、ペレット状の成形用材料とする。成形用材料の所望の形状とは、特に限定されないが、２ｍｍ立法から５ｍｍ立法までの略立方体である。
以上の製造方法によって成形用材料が製造される。成形用材料から成形品である成形体を製造するには、射出成形やプレス加工などの公知の成形方法が適用可能である。成形用材料を適用した成形体を破断したとき、成形体の破断面は以下に述べる状態とする。
すなわち、成形体の破断面の１平方ｍｍ範囲において、セルロース繊維の表面上に樹脂が３０％以上存在する状態とする。上記状態は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察、またはラマン分光分析による特定の分子構造のマッピング解析などによって確認する。ここで、特定の分子構造としては、セルロース繊維に含まれず、樹脂に固有の、例えばカルボニル基などの分子構造である。
なお、セルロース繊維の上の樹脂の存在量は、走査型電子顕微鏡の観察画像やラマン分光分析のマッピング画像などを画像解析ソフトなどにて解析することにより知ることが可能である。
セルロース繊維の表面上に樹脂が３０％以上存在する状態とは、セルロース繊維と樹脂とが界面剥離せずに、セルロース繊維と樹脂とが脆性破壊または延性破壊している状態でもある。すなわち、上記の状態は、セルロース繊維に対する樹脂の親和性が高く、破断面のセルロース繊維の表面に樹脂が残存している状態といえる。
本実施形態によれば、以下の効果が得られる。成形品の外観を向上させることができる。詳しくは、ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰ、水素結合項δＨ、および極性項δＰが上述した範囲にあることから、セルロース繊維に対する樹脂の親和性、換言すれば濡れ性が高まる。そのため、成形用材料から成形品を製造すると、成形品の表面などからセルロース繊維が脱落し難くなる。また、成形品の表面からセルロース繊維が脱落し難くなるため、成形品からの発塵の発生を低減することができる。したがって、成形品の外観を向上させる成形用材料を提供することができる。
３．実施例および比較例
以下、実施例および比較例を示して、本発明の効果をより具体的に説明する。実施例１から実施例１０の各成形用材料に関する、原材料の組成および成形品の評価結果などを図１に示す。比較例１から比較例１６の各成形用材料に関する、原材料の組成および成形品の評価結果などを図２に示す。
以下、実施例および比較例を示して、本発明の効果をより具体的に説明する。実施例１から実施例１０の各成形用材料に関する、原材料の組成および成形品の評価結果などを図１に示す。比較例１から比較例１６の各成形用材料に関する、原材料の組成および成形品の評価結果などを図２に示す。
図１および図２の組成の欄では、数値の単位は質量％であり、数値の記載がない、－表記の欄は含有しないことを意味する。原材料名の表記では名称に略称を用いている。各略称については後述する。以下の説明では、実施例１から実施例１０を総称して単に実施例ともいい、比較例１から比較例１６を総称して単に比較例ともいう。なお、本発明は以下の実施例によって何ら限定されない。
図１および図２の組成にしたがって、実施例および比較例の成形用材料を製造した。具体的には、樹脂およびセルロース繊維を秤量し、テクノベル社の二軸混錬機 ＫＺＷ１５ＴＷ－４５ＭＧに投入して混錬した。混錬条件は、最高加熱温度を１８０℃とし、押し出し吐出量を１ｋｇ／ｈｒとした。次に、ストランド状に加工してから、ペレタイザーにてペレット状の成形用材料とした。
図１および図２の特性値の欄では、１種類の樹脂を用いた水準では当該樹脂単体の特性値を記し、複数種類の樹脂を用いた水準では計算によって総計した特性値を記した。
図１および図２において用いた略称および原材料の詳細は、以下の通りである。
樹脂
・ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート。商品名バイオＰＢＳ ＦＺ７１ＰＢ、三菱ケミカル社。
・ＰＢＳＡ：ポリブチレンサクシネート・アジペート。商品名バイオＰＢＳ ＦＤ９２ＰＢ、三菱ケミカル社。
・ＰＬＡ：ポリ乳酸。商品名テラマック（登録商標）ＴＥ－２０００、ユニチカ社。
・Ｐ３ＨＢＨ：３－ヒドロキシ（ブチレート－コ－ヘキサノエート）。商品名Ｇｒｅｅｎ Ｐｌａｎｅｔ（登録商標）、カネカ社。
その他の樹脂
・ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート。商品名ＮＥＨ－２０７０、ユニチカ社。
・ＡＢＳ：アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂。商品名トヨラック（登録商標）５００、東レプラスチックス社。
・ＰＯＭ：ポリオキシメチレン。商品名ジュラコン（登録商標）Ｍ９０－４４、ポリプラスチック社。
・ＰＶＡ：ポリビニルアルコール。商品名Ｍｏｗｉｆｌｅｘ（登録商標）Ｃ１７、クラレ社。
・ＰＥ：ポリエチレン。商品名ネオゼックス（登録商標）２０２０１Ｊ、プライムポリマー社。
・ＰＰ：ポリプロピレン。商品名ＡＺ５６４、住友化学社。
・ＰＳ：ポリスチレン。商品名スタイロン（登録商標）４３８、ダウ・ケミカル社。
セルロース繊維：商品名Ｇｕａｉｂａ ＢＥＫＰ、ＣＭＰＣ社。
・ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート。商品名バイオＰＢＳ ＦＺ７１ＰＢ、三菱ケミカル社。
・ＰＢＳＡ：ポリブチレンサクシネート・アジペート。商品名バイオＰＢＳ ＦＤ９２ＰＢ、三菱ケミカル社。
・ＰＬＡ：ポリ乳酸。商品名テラマック（登録商標）ＴＥ－２０００、ユニチカ社。
・Ｐ３ＨＢＨ：３－ヒドロキシ（ブチレート－コ－ヘキサノエート）。商品名Ｇｒｅｅｎ Ｐｌａｎｅｔ（登録商標）、カネカ社。
その他の樹脂
・ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート。商品名ＮＥＨ－２０７０、ユニチカ社。
・ＡＢＳ：アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂。商品名トヨラック（登録商標）５００、東レプラスチックス社。
・ＰＯＭ：ポリオキシメチレン。商品名ジュラコン（登録商標）Ｍ９０－４４、ポリプラスチック社。
・ＰＶＡ：ポリビニルアルコール。商品名Ｍｏｗｉｆｌｅｘ（登録商標）Ｃ１７、クラレ社。
・ＰＥ：ポリエチレン。商品名ネオゼックス（登録商標）２０２０１Ｊ、プライムポリマー社。
・ＰＰ：ポリプロピレン。商品名ＡＺ５６４、住友化学社。
・ＰＳ：ポリスチレン。商品名スタイロン（登録商標）４３８、ダウ・ケミカル社。
セルロース繊維：商品名Ｇｕａｉｂａ ＢＥＫＰ、ＣＭＰＣ社。
実施例および比較例の成形用材料を用いて、射出成形またはプレス加工により評価用の試験片を作製した。詳しくは、射出成形およびプレス加工共に、成形用材料の加熱温度は２００℃とした。射出成形装置として日精樹脂工業社のＴＨＸ４０－５Ｖを用い、プレス加工装置として東和精機社の油圧プレス ＰＨＫＳ－４０ＡＢＳを用いた。試験片の形状は、長辺８０ｍｍ±２ｍｍ、短辺４．０ｍｍ±０．２ｍｍ、厚さ１０．０ｍｍ±０．２ｍｍの長方形の板状とした。なお、比較例６の成形用材料は試験片への成形ができなかった。
実施例および比較例の各試験片をベッセル社のプラスチックハンマー７０Ｘ１にて破壊して、破断面を観察した。詳しくは、日立ハイテクノロジーズ社の走査型電子顕微鏡Ｓ－４８００による外観観察と、サーモフィッシャーサイエンティフィック社のイメージング顕微ラマン装置による破断面の１平方ｍｍ範囲のマッピング解析を実施した。
成形品の破断面の状態の欄へ、各試験片の破断面の１平方ｍｍ範囲において、セルロース繊維上に存在する樹脂が３０％以上であった場合には１を記し、セルロース繊維上に存在する樹脂が３０％未満であった場合には２を記した。
ここで、実施例１は、ＰＢＳの含有量を１０質量％とし、ＰＬＡの含有量を４０質量％とし、セルロース繊維の含有量を５０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例２は、実施例１に対して、ＰＢＳをＰＢＳＡに代替し、ＰＬＡをＰ３ＨＢＨに代替した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例３は、ＰＢＳＡの含有量を３０質量％とし、ＰＬＡの含有量を２０質量％とし、セルロース繊維の含有量を５０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例４は、実施例３に対して、ＰＢＳＡをＰＢＳに代替し、ＰＬＡをＰ３ＨＢＨに代替した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例５は、ＰＬＡの含有量を４０質量％とし、ＰＥＴの含有量を１０質量％とし、セルロース繊維の含有量を５０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例６は、ＰＬＡの含有量を３０質量％とし、ＡＢＳの含有量を２０質量％とし、セルロース繊維の含有量を５０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例７は、実施例６に対して、ＡＢＳをＰＯＭに代替した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例８は、ＰＢＳＡの含有量を２４質量％とし、ＰＬＡの含有量を１６質量％とし、セルロース繊維の含有量を６０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例９は、ＰＢＳの含有量を１６質量％とし、ＰＬＡの含有量を４質量％とし、セルロース繊維の含有量を８０質量％として、成形品をプレス加工によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
実施例１０は、ＰＢＳＡの含有量を１０質量％とし、ＰＬＡの含有量を１０質量％とし、セルロース繊維の含有量を８０質量％として、成形品をプレス加工によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は１である。
比較例１は、ＰＢＳの含有量を５０質量％とし、セルロース繊維の含有量を５０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例２は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＢＳＡに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例３は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＬＡに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例４は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰ３ＨＢＨに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例５は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＥＴに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例６は、比較例１に対して、ＰＢＳをＡＢＳに代替した水準である。試験片への加工は不可能であり、破断面の観察は実施しなかった。
比較例７は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＯＭに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例８は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＶＡに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例９は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＥに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例１０は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＰに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例１１は、比較例１に対して、ＰＢＳをＰＳに代替した水準である。試験片の破断面の状態は２である。
比較例１２は、ＰＢＳの含有量を２５質量％とし、ＰＯＭの含有量を２５質量％とし、セルロース繊維の含有量を５０質量％として、成形品を射出成形によって作製した水準である。比較例１２では、上記ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰなどの３つの特性値の１つ以上が、上述した範囲を外れる。試験片の破断面の状態は２である。
比較例１３は、比較例１２に対して、ＰＢＳをＰＢＳＡに代替し、ＰＯＭをＰＶＡに代替した水準である。比較例１３では、試験片の破断面の状態が２である。
比較例１４は、比較例１２に対して、ＰＢＳをＰＬＡに代替し、ＰＯＭをＰＥに代替した水準である。比較例１４では、上記ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰなどの３つの特性値の全てが、上述した範囲を外れる。試験片の破断面の状態は２である。
比較例１５は、比較例１２に対して、ＰＢＳをＰ３ＨＢＨに代替し、ＰＯＭをＰＰに代替した水準である。比較例１５では、上記ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰなどの３つの特性値の全てが、上述した範囲を外れる。試験片の破断面の状態は２である。
比較例１６は、比較例１２に対して、ＰＢＳをＰＥＴに代替し、ＰＯＭをＰＳに代替した水準である。比較例１６では、上記ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰなどの３つの特性値の１つ以上が、上述した範囲を外れる。試験片の破断面の状態は２である。
実施例および比較例における試験片の破断面の状態について説明する。図３は、実施例３の試験片の破断面のＳＥＭ観察画像であり、図４は、比較例２の試験片の破断面のＳＥＭ観察画像である。なお、図示を省略するが、実施例３以外のその他の実施例は実施例３と同様な破断面の状態であり、比較例６および比較例２以外のその他の比較例は比較例２と同様な破断面の状態であった。
図３に示すように、実施例３の試験片の破断面では、セルロース繊維Ｆの表面上に樹脂Ｒが残存している。セルロース繊維Ｆ上の樹脂Ｒは、所々紐状に延びたような形跡が見られる。これは、試験片の破断が延性破壊であったことを示唆している。すなわち、セルロース繊維Ｆに対する樹脂Ｒの親和性が高いために、試験片が破壊された際に樹脂Ｒの一部がセルロース繊維Ｆの表面に付着したまま残ったからである。
これに対して、図４に示すように、比較例２の試験片の破断面では、セルロース繊維Ｆの表面上に樹脂Ｒの残存は殆ど見られない。これは、試験片の破断が界面剥離であったことを示唆している。すなわち、セルロース繊維Ｆに対する樹脂Ｒの親和性が低いために、試験片が破壊された際に樹脂Ｒとセルロース繊維Ｆとの界面で剥離が生じて、セルロース繊維Ｆ上に樹脂Ｒが殆ど残らなかったからである。
成形品の外観の評価指標として、成形品表面からのセルロース繊維の脱落の有無を採用した。詳しくは、未処理の成形品表面、および番手♯４０のサンドペーパーで研磨処理した後の成形品表面についてセルロース繊維の脱落の有無を調査した。得られた結果を以下の判定基準にしたがって評価した。
判定基準
Ａ：未処理および研磨処理共に脱落は見られない。
Ｂ：未処理では脱落は見られず、研磨処理では脱落が見られる。
Ｃ：未処理および研磨処理共に脱落が見られる。
Ｄ；成形加工が不可能である。
判定基準
Ａ：未処理および研磨処理共に脱落は見られない。
Ｂ：未処理では脱落は見られず、研磨処理では脱落が見られる。
Ｃ：未処理および研磨処理共に脱落が見られる。
Ｄ；成形加工が不可能である。
図１および図２に示すように、実施例は全ての水準でＡ判定となり、成形品の外観が向上することが示された。これに対して、比較例は全ての水準でＢ判定以下となり、成形品の外観が向上し難いことが分かった。
Ｆ…セルロース繊維、Ｒ…樹脂。
Claims (4)
- 樹脂と、セルロース繊維と、を含む成形用材料であって、
前記セルロース繊維の含有量が、前記成形用材料の全質量に対して５０質量％以上であり、
前記樹脂において、総計したハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上３２．０以下であり、水素結合項δＨが４．０以上１５．０以下であり、且つ極性項δＰが８．５以上１７．０以下であり、
前記成形用材料を適用した成形体を破断したとき、前記成形体の破断面の１平方ｍｍ範囲において、前記セルロース繊維上に前記樹脂が３０％以上存在する成形用材料。 - 前記樹脂において、総計した前記ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上２２．０以下であり、前記水素結合項δＨが４．０以上６．５以下であり、且つ前記極性項δＰが９．０以上１５．０以下である、請求項１に記載の成形用材料。
- 前記樹脂は、前記ハンセン溶解度パラメーターＨＳＰが２０．０以上２２．０以下であり、前記水素結合項δＨが４．０以上６．５以下であり、且つ前記極性項δＰが９．０以上１５．０以下である樹脂を１種類以上含む、請求項１に記載の成形用材料。
- 前記樹脂は、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリ乳酸、およびポリヒドロキシアルカノエートのうちの１種類以上を含む、請求項３に記載の成形用材料。
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