WO2008044457A1

WO2008044457A1 - Procédé pour la production d'un article moulé composé d'une matière composite dérivée d'une plante, article moulé composé d'une matière composite dérivée d'une plante, procédé pour la production d'

Info

Publication number: WO2008044457A1
Application number: PCT/JP2007/068457
Authority: WO
Inventors: Masanori Hashiba
Original assignee: Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-04-17
Also published as: JP2008093956A; US7906569B2; US20100004358A1; JP4888030B2; EP2072202A4; EP2072202A1; CN101495277B; CN101495277A

Description

明細書

植物性複合材料成形体の製造方法及び植物性複合材料成形体、並びに植物性複合材料の製造方法及び植物性複合材料

技術分野

[0001] 本発明は植物性複合材料成形体の製造方法及び植物性複合材料成形体、並びに植物性複合材料の製造方法及び植物性複合材料に関する。更に詳しくは、植物性材料が均一に分散された植物性複合材料からなる成形体の製造方法及びその植物性複合材料成形体、並びに植物性材料が均一に分散された植物性複合材料の製造方法及びその植物性複合材料に関する。

背景技術

[0002] 近年、ケナフ等の成長が早く且つ二酸化炭素吸収量が多い植物資源は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素の固定化等の観点から注目され、樹脂との複合材料として成形体やパルプ等としての用途が期待されている。しかし、例えば、ケナフは靭皮と称される外層部分と、コア等と称される芯材部分とからなる力このうち靭皮は強靱な繊維を有するために利用価値が高ぐその利用法も発達している。対して、コアは靭皮に比べて繊維長が短ぐまた、靭皮に比べて比重が小さく嵩高い。このため、コアは取扱い難く十分な利用価値が見出され難く廃棄されることが多いのが現状である。更に、このケナフに関していえば、コアは茎全体に対して 60体積％程度あるのに対して、靭皮は 40体積％と少なぐ結果、ケナフ全体の 60体積％が廃棄されることとなるという問題がある。このため、ケナフに限らず各種植物性資源のうち比重が小さく嵩高い材料の有効な利用方法が求められている。上記利用方法のうちの、樹脂と混練して利用する技術としては、植物性材料を熱可塑性樹脂と混練して得られる材料及びこれを用いた成形体並びに製造方法等として下記特許文献 1及び 2が知られている。

[0003] 特許文献 1：特開 2000 _ 127280号公報

特許文献 2：特開 2000— 219812号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0004] 上記特許文献 1及び 2の技術は、いずれも熱可塑性樹脂に対して樹脂よりも多い量の植物性材料と混合できる点において優れている。しかし、上記特許文献 1の複合材料は、木粉とポリプロピレンとを相互の比重調整を行うことなく直接的に混練して得られている。また、上記特許文献 2の複合材料は、バンバリ一タイプの混練機に先にパルプを投入した後に、熱可塑性樹脂を投入して混練を行うことで得られている。即ち、これらの複合材料は、いずれも比重が小さい植物性材料と比重が大きい樹脂とを、これらの間の比重差を緩和することなく混練して得られている。このような混練方法では、比重が異なる 2つの材料を十分に分散させることは難しレ、。

[0005] このため、上記のような直接混練による複合材料は、上記特許文献 1に示されるように建材の表層のみに用いる場合や、上記特許文献 2に示されるような感光材料用容器等として用いるには十分な強度を得られるものの、自動車の内装材ゃ一体的な建材等としても用いることができるような高い強度を得ることは困難である。この観点から、植物性材料と樹脂との分散性に更に優れた複合材料及びその製造方法が求められている。更に、一般に植物性材料は比重が小さく嵩高いものが多い。このため、混練機等に一度に投入できる植物性材料の量が限られ、一度に生産できる複合材料の量が少ないという問題がある。この観点から、より生産効率がよい複合材料の製造方法が求められている。

[0006] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、植物性材料の分散性が高ぐ従来に比べてより均一に分散された植物性複合材料力、らなる成形体の製造方法及びその植物性複合材料成形体、並びにそのような植物性複合材料の製造方法及びその植物性複合材料を提供することを目的とする。また、この植物性複合材料を効率良く製造できる植物性複合材料の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 即ち、本発明は以下に示す通りである。

(1)木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する植物性複合材料からなる成形体の製造方法であつて、上記植物性材料を押し固めて原料ペレットを得るペレット化工程と、

該原料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して植物性複合材料を得る混練工程と、該植物性複合材料を成形して植物性複合材料力なる成形体を得る成形工程と、を備えることを特徴とする植物性複合材料成形体の製造方法。

(2)上記植物性複合材料は、該植物性複合材料全体を 100質量％とした場合に、上記植物性材料を 50質量％以上含有する上記（1)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(3)上記植物性材料は、見掛け比重が上記熱可塑性樹脂より小さい上記（1)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(4)上記植物性材料は、見掛け比重が上記熱可塑性樹脂より小さい上記 (2)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(5)上記植物性材料の見掛け比重を Aとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 A/Bが 0. 4以下である上記（1)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(6)上記植物性材料の見掛け比重を Aとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 A/Bが 0. 4以下である上記（2)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(7)上記原料ペレットの見掛け比重を Cとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 C/B力 SO. 5以上である上記（1)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(8)上記原料ペレットの見掛け比重を Cとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 C/B力 SO. 5以上である上記（6)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(9)上記植物性複合材料は、上記木質植物材料としてケナフのコア材を含有する上記（1)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

(10)上記（1)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法により製造されたことを特徴とする植物性複合材料成形体。

(11)上記（10)に記載の植物性複合材料成形体の製造方法により製造されたことを特徴とする植物性複合材料成形体。

(12)木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する植物性複合材料の製造方法であって、上記植物性材料を押し固めて原料ペレットを得るペレット化工程と、

該原料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して植物性複合材料を得る混練工程と、を備えることを特徴とする植物性複合材料の製造方法。

(13)上記（12)に記載の植物性複合材料の製造方法により得られたことを特徴とする植物性複合材料。

発明の効果

本発明の成形体の製造方法によれば、植物性材料を押し固めるペレット化工程を備え、植物性材料の比重を熱可塑性樹脂に近づけることができる。このため、植物性材料と熱可塑性樹脂との間の比重差を小さくでき、混練の際の材料の偏在を抑制できる。従って、植物性材料と熱可塑性樹脂とが相互に均一に分散された植物性複合材料からなる植物性複合材料成形体が得られる。更に、得られる植物性複合材料成形体は、植物性材料を含有するにも関わらず高い機械的強度を有することができ、得られる成形体の品質を高めることができる。また、植物性複合材料を効率よく製造できるため、植物性複合材料力もなる成形体も効率良く製造できる。従って、生産効率を向上させることができる。

植物性複合材料が植物性材料を 50質量％以上含有する場合は、本方法を用いることによる効果を特に得易ぐ多量の植物性材料を偏在なく熱可塑性樹脂と混合でき植物性材料の見掛け比重が熱可塑性樹脂より小さ!/、場合は、本方法を用いることによる効果を更に得易ぐ熱可塑性樹脂よりも比重が小さ!/、植物性材料を偏在なく熱可塑性樹脂と混合できる。

植物性材料の見掛け比重 Aと熱可塑性樹脂の見掛け比重 Bとが A/B≤0. 4である場合は、本方法を用いることによる効果をより更に得易ぐ熱可塑性樹脂よりも大幅に比重が小さい植物性材料を偏在なく熱可塑性樹脂と混合できる。

原料ペレットの見掛け比重 Cと熱可塑性樹脂の見掛け比重 Bとが C/B≥0. 5である場合は、特に均一分散性に優れた植物性複合材料からなる、特に機械的強度に優れた成形体を得ることができる。更にはこのような成形体を生産効率よく得ることができる。

[0009] 植物性複合材料が木質植物材料としてケナフのコア材を含有する場合は、ケナフの靭皮のみならずコア材をも含めてケナフ全体を植物性材料として使用できる。このため、従来廃棄されていたコア材を用いることができることに加えて、前処理工程を大幅に削減できる。更に、他の植物の伐採を削減でき、自然環境の保全に適している。

[0010] 本発明の植物性複合材料成形体によれば、植物性材料と熱可塑性樹脂とが相互に均一に分散された植物性複合材料からなるため、構成材料の偏在が抑制されて高い機械的強度が得られ、更には、品質のバラツキも防止できる。

[0011] 本発明の植物性複合材料の製造方法によれば、植物性材料と熱可塑性樹脂とが相互に均一に分散された植物性複合材料が得られる。このため、この植物性複合材料を用いることで、植物性材料を含有するにも関わらず高い機械的強度を有する成形体を得ることができ、更には成形体の品質を高めることができる。また、この植物性複合材料を効率よく製造でき、生産効率を向上させることができる。

本発明の植物性複合材料によれば、植物性材料を含有するにも関わらず高!/ヽ機械的強度を有する成形体を得ることができ、更には成形体の品質を高めることができ発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明について詳細に説明する。

[ 1 ]植物性複合材料成形体の製造方法

本発明の植物性複合材料成形体の製造方法は、木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する植物性複合材料からなる成形体の製造方法であって、上記植物性材料を押し固めて原料ペレットを得るペレット化工程と、該原料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して植物性複合材料を得る混練工程と、該植物性複合材料を成形して植物性複合材料からなる成形体を得る成形工程と、を備えることを特徴とする。

[0013] 上記「植物性材料」は、植物に由来する天然材料である。また、この植物性材料は、木質部から得られた木質植物材料を含んでもよぐ非木質部からなる非木質植物材料を含んでもよぐこれらの両方を含んでもよい。

また、植物性材料を構成する植物の種類は特に限定されず種々の植物を用いることができる。この植物としては、例えば、ケナフ、マニラ麻、サイザル麻、ジユート麻、綿花、雁皮、三椏、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスバルト、サバイグラス、麦、稲、竹及び各種針葉樹 (スギ及びヒノキ等）などが挙げられる。これらの植物は 1種のみを用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。尚、植物性材料として用いる植物の部位は特に限定されず、どの部分を用いてもよぐ例えば、茎、芯材及び幹等の一部のみを用いてもよぐこれらを混合して用いてもよい。

[0014] 本発明の成形体の製造方法は、用いる熱可塑性樹脂に比べて見掛け比重（以下、単に「比重」ともいう）が小さい植物性材料を用いる場合に効果的である。本方法では、従来に比べて植物性材料及び熱可塑性樹脂の両者をより均一に分散できるからである。

この比重が小さい植物材料が得られる植物としては、上記のなかでもケナフ、ジュート麻及びバガス等が挙げられる。これらの植物は 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。この比重が小さい植物材料が得られる植物は一般に成長スピードが早い植物である。

[0015] 更に、本発明の成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂に比べて比重が小さい植物性材料が含有される場合に効果的に用いられる。即ち、熱可塑性樹脂に比べて比重が小さい植物性材料が含有される場合に、従来の方法に比べてより高い分散性が得られる。この植物性材料と熱可塑性樹脂との比重差は特に限定されないが、植物性材料の見掛け比重を Aとし、熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 A/B≤ 0. 4 (通常 Α/Β≥0· 05)であるときに更に効果的である。 A/B≤0. 4であるような比重の小さい植物性材料を含む場合には、特に熱可塑性樹脂との混練が難しぐまた、生産効率が低下しがちである。しかし、本発明の成形体の製造方法を用いることで高い均一分散性が得られ、更に、生産効率も向上される。 A/B≤0. 4となるような比重の小さい植物性材料としては、特に前記ケナフのコア材が挙げられる。この Α/ Βίま、更 ίこ 0. 05≤Α/Β≤0. 3である場合 ίこ特 ίこ効果白勺であり、 0. 07≤Α/Β≤0 . 25である場合にはとりわけ効果的である。

尚、発明にいう比重（見掛け比重）は、平衡水分率（10%)において JIS Ζ8807 ( 固体比重測定方法、プラスチックは液中ひょう量方法、ケナフは体積からの測定方法、にて各々測定）に準じて測定した場合の比重値である。

[0016] 上記比重が小さ!/、植物性材料は、植物材料の全体を構成してもよぐ一部のみを構成してもよい。即ち、植物材料は、比重が小さい植物材料のみからなってもよぐ比重が小さ!/、植物材料を一部に含有してもよ!/、。

通常、植物体は、その全体で均一の比重を有さず、比重が大きい部分と比重が小さい部分とを有する。比重が小さい部分は、一般に繊維長が短く且つ嵩高い。従って、取扱い性が悪ぐまた熱可塑性樹脂に含有させた場合の分散性が十分に得られ難い。このため、植物体からこの比重が小さい部分は除去され、比較的比重の大きい部分のみを取り出して、熱可塑性樹脂に混合される。

しかし、本発明の成形体の製造方法では、このような比重差があっても植物体全体を植物性材料としても一体的に用いることができる。このために、比重による材料の分別を行う工程を行う必要とせず、この点においても生産効率に優れている。

[0017] 更に、本発明の成形体の製造方法は、植物の一部又は全部に繊維長の短い材料部分が含まれる植物を用いる場合に効果的であり、特に非繊維質部分が含まれる場合に効果的である。このような非繊維質部分が含まれる植物としては、上記比重が小さく嵩高い植物材料を産する植物のうち、特に木質部を有する植物が挙げられる。即ち、リグニン及びへミセルロースを多く含有（例えば、植物性材料全体の 10質量％以上、通常 50質量％以下）する植物及び/又はそのような植物体の部分である。このような木質部としては、ケナフのコア材、竹、ノガス、及びジユート麻等が挙げられる。これらの木質部は 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。

[0018] 上記木質部を用いる場合は、粉末状にして用いることが好ましい。その大きさは特に限定されないが、最大長が 5. Omm以下はり好ましくは 0. ；!〜 3. Omm)の大きさに粉砕して用いることが好ましい。更には、アスペクト比が 200以下（通常 1. 0以上）の植物性粉末状物として用いることがより好ましレ、。特に上記ケナフは、全体の約 50体積％以上の比重が小さい木質部であるコア材を有するが、本発明の成形体の製造方法によれば、ケナフのコア材を含む全体を用いることができる他、ケナフのコアのみを用いることもできる。

[0019] 尚、本発明におけるケナフとは、木質茎を有する早育性の一年草であり、ァオイ科に分類される植物である。学名における hibiscus cannabinus及び hibiscus sab dariffa等が含まれ、更に、通称名における紅麻、キユウバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が含まれる。

[0020] 上記「熱可塑性樹脂」は、特に限定されず種々のものを用いることができる。即ち、例えば、ポリオレフイン (ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエステル樹脂 { (ポリ乳酸、ポリ力プロラタトン等の脂肪族ポリエステル樹脂）、（ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエチレン樹脂） }、ポリスチレン、ポリアクリル樹脂（メタアタリレート、アタリレート等）、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。これらは 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。

尚、上記ポリ乳酸は、 L 乳酸を構成単位とするポリ L 乳酸、 D 乳酸を構成単位とするポリ D 乳酸、 L 乳酸と D 乳酸とを構成単位とするポリ DL 乳酸、及びこれらの各種ポリ乳酸の混合物を含む。更に、上記ポリ L 乳酸、ポリ D 乳酸及びポリ DL乳酸は、各々の種類の乳酸のみが重合された単独重合体であってもよぐ乳酸以外の他の単量体が共重合された共重合体であってもよい。

[0021] 本発明の成形体の製造方法で用いる植物性複合材料は、上記植物性材料及び上記熱可塑性樹脂を含有する。これらの植物性材料と熱可塑性樹脂との配合割合は特に限定されないが、植物性複合材料全体（100質量％)に対して、植物性材料及び熱可塑性樹脂を合計で 50質量％以上はり好ましくは 70〜99. 5質量％、 100質量％であってもよ!/、)含有することが好まし!/、。

[0022] 更に、植物性材料と熱可塑性樹脂との合計を 100質量％とした場合に、植物性材料は 10質量％以上（通常 95質量％以下）であることが好ましい。更に、植物性材料と熱可塑性樹脂との合計 100質量％に対して植物性材料が 50質量％以上（更には 70質量％以上、通常 95質量％以下)含有されるような高濃度に植物性材料を含有する複合材料においては、本発明の成形体の製造方法による生産効率の向上効果がより顕著に得られる。

[0023] 即ち、従来の方法では、例えば、ケナフのコア材 (ケナフのコァ材を粉砕した粉末状物）のみからなる植物性材料として用いた場合に上記割合で 40質量％以上を混練しょうとすると、混練自体を行うことができず、ケナフのコア材と熱可塑性樹脂とが分離してしまっていた。本発明の方法では、混合 ·混練を行うことができることに加えて、優れた分散性を得ることができる。

尚、本発明の成形体の製造方法で用いる植物性複合材料には、上記植物性材料及び上記熱可塑性樹脂以外の他の成分を含有できる他の成分につ!/、ては、本発明の植物性複合材料にお!/、て後述する。

[0024] 上記「ペレット化工程」は、上記植物性材料を押し固めて原料ペレットを得る工程である。即ち、植物性材料を押し固めて固形化する固形化工程である。植物性材料と熱可塑性樹脂との比重差を小さくする目的においては、例えば、樹脂バインダ等の各種固形化補助剤を用いてペレット化することで目的は達せられる。しかし、樹脂バインダ等を用いて固形化すると、ペレットのまま熱可塑性樹脂内に分散される結果となり、植物性材料と熱可塑性樹脂との相互の分散を得ることができない。対して、本発明の成形体の製造方法におけるペレット化工程は、植物性材料を押し固めて行うものである。押し固めているため、原料ペレットは混練工程において熱可塑性樹脂との混練過程で崩壊され、植物性材料と熱可塑性樹脂とを相互に均一に分散させること力 Sできる。

[0025] このペレット化工程はどのようにして行ってもよぐペレット化方法は特に限定されず、種々の圧縮成形方法を用いることができる。この圧縮成形方法としては、ローラー式成形方法及びエタストルーダ式成形方法などが挙げられる。ローラー式成形方法は、ローラー式成形機を用いる方法であり、ダイに接して回転されるローラーにより植物性材料がダイス内に圧入された後、ダイスから押し出されて成形される。ローラー式成形機には、ダイの形状が異なるディスクダイ式（ローラーディスクダイ式成形機）とリングダイ式（ローラーリングダイ式成形機）が挙げられる。一方、エタストルーダ式成形方法は、エタストルーダ式成形機を用いる方法であり、スクリューオーガの回転により植物性材料がダイス内に圧入された後、ダイスから押し出されて成形される。これらの成形方法は 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。これらの成形方法のなかでは、特にローラーディスクダイ式成形機を用いる方法が好ましい。この成形機では圧縮効率が高く、植物性材料の圧縮成形に特に好適である。

[0026] このペレット化工程における上記押し固めの程度は特に限定されないものの、原料ペレットの見掛け比重を Cとし、熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 C/B が 0. 5以上はり好ましくは 0. 6以上、更に好ましくは 0. 65以上、特に好ましくは 1. 0以上、通常）となるように押し固めることが好ましい。 C/Bが 0. 5以上であれば、押し固めずに投入する場合に比べて高い分散性を得ることができ、更には、優れた生産効率を得ること力できる。また、この原料ペレット自体の比重は特に限定されないが 0. 5—1. 3カ好ましく、 0. 7〜； 1. 25カより好ましレヽ。

また、原料ペレットの形状は特に限定されない。即ち、柱形状、ブロック形状、球形状、及び不定形状等とすることができる。但し、最大長さは 0. ；!〜 0. 5cm程度に収めることが好ましい。

[0027] 上記「混練工程」は、原料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して植物性複合材料を得る工程である。この混練工程における混練方法は特に限定されない。この工程は、例えば、押出機（一軸スクリュー押出機及び二軸混練押出機等）、ニーダー及びミキサー（高速流動式ミキサー、パドルミキサー、リボンミキサー等）等の混練装置を用いて混練を行うことができる。これらの装置は 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。また、 2種以上を用いる場合には連続的に運転してもよぐ回分的に (バッチ式で)運転してもよい。更に、上記原料ペレット及び熱可塑性樹脂は一括して混練してもよぐいずれか一方を複数回に分けて添加投入して分割混練してもよい。

更に、混練工程における混練条件は特に限定されず、熱可塑性樹脂の種類により適宜の条件とすればよいが、例えば、混練開始温度は、ポリプロピレン及びポリ乳酸では 170°C以上はり好ましくは 180〜200°C、通常 230°C以下）とすることが好ましい。

[0028] 上記「成形工程」は、植物性複合材料を成形して植物性複合材料からなる成形体を得る工程である。この成形工程では、その後の加工の必要がない具体的な製品成形体に成形してもよぐペレット等に成形してもよい。この成形工程における成形方法は特に限定されず、押出し成形、射出成形、熱成形 (ストレート成形及びドレープ成形等の真空成形など）、圧縮成型、カレンダー成形等を用いることができる。これらの成形方法は 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。

[0029] 更に、成形工程における成形条件は特に限定されず、熱可塑性樹脂の種類により適宜の条件とすればよい。例えば、植物性材料としてケナフのコア材を用い且つ熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用いる場合、成形温度は 170°C以上はり好ましくは 170〜200°C、通常 230°C以下）とすることが好ましい。特に上記ケナフのコア材を植物性複合材料全体に対して 50質量％以上含有する場合、成形温度は 170°C 以上はり好ましくは 180〜200°C、通常 210°C以下）とすることが好ましい。

また、植物性材料としてケナフのコア材を用い且つ熱可塑性樹脂としてポリ乳酸を用いる場合、成形温度は 170°C以上はり好ましくは 180〜220°C、通常 220°C以下 )とすることが好ましい。特に上記ケナフのコア材を植物性複合材料全体に対して 50 質量％以上含有する場合、成形温度は 170°C以上はり好ましくは 170〜； 190°C、通常 200°C以下）とすることが好まし!/、。

[0030] これらの混練工程及び成形工程は、個別の独立した工程で行ってもよぐ連続した一連の工程で行ってもよい。即ち、例えば、個別の独立した工程で行う例としては、混練機により植物性材料と熱可塑性樹脂とを混練して混練物を得た後、得られた混練物を成形機に投入して成形を行うこと場合が挙げられる。一方、連続した一連のェ程で行う例としては、混練と成形とを 1つの装置内で行うことができる押し出し成形機のような装置を用いる場合が挙げられる。即ち、押し出し成形機では、原料ペレツト（植物性材料)と熱可塑性樹脂とを押し出し成形機内で混練し、引き続いてこの装置内から押し出されて成形されることとなる。

[0031] 本発明の成形体の製造方法は、ペレット化工程、混練工程及び成形工程以外にも他の工程を備えることができる。他の工程としては、原料ペレットと熱可塑性樹脂とを固形状体で混合する混合工程を、ペレット化工程の後であって且つ混練工程の前に備えること力 Sできる。混合工程では、熱可塑性樹脂はペレット及び/又は粉末状で用いることが好ましい。この混合工程を備えることにより、混練工程前に、原料ペレットと熱可塑性樹脂ペレット (及び/又は粉末）とを分散させて予備混合することができ、混練後の材料間の偏在を効果的に抑制できる。

[0032] この混合工程における混合方法は特に限定されないが、例えば、高速流動式ミキサー、バドルミキサー、リボンミキサー及びコーンブレンダ一等の混合装置を用いて混合を行うことができる。これらの装置は 1種のみを用いてもよく 2種以上を併用してもよい。また、 2種以上を用いる場合には回分的に運転してもよぐ連続的に運転してもよい。更に、上記原料ペレット及び熱可塑性樹脂は一括して混合してもよぐいずれか一方を複数回に分けて添加投入して分割混合してもよい。

更に、混合工程における混合条件は特に限定されず、熱可塑性樹脂の種類により適宜の条件とすればよいが、例えば、ポリプロピレンでは 150°C以下はり好ましくは 1 30°C以下、通常 25°C以上）で行うことが好ましい。また、ポリ乳酸では 150°C以下はり好ましくは 130°C以下、通常 25°C以上）で行うことが好ましい。

[0033] 本発明の植物性複合材料成形体の製造方法では、ペレット化工程、混合工程、混練工程及び成形工程以外にも他の工程を備えることができる。他の工程としては、適宜の大きさに揃えるための裁断工程、他の部材と接合するための接合工程、表面を装飾するためのフィルムなどを圧着する圧着工程、塗装を行う塗装工程などが挙げられる。これらの工程は 1種のみを備えてもよく 2種以上を併用してもよい。

[0034] [2]植物性複合材料成形体

本発明の植物性複合材料成形体は、本発明の植物性複合材料成形体の製造方法により製造されたことを特徴とする。

本発明の成形体の形状、大きさ及び厚さ等は特に限定されない。また、その用途も特に限定されない。この成形体としては、例えば、成形材料 (ペレット等）が挙げられる。更に、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。即ち、自動車ドアトリム、各種インストルメントパネル、シート構造材、シートバックボード、コンソールボックス、自動車ダッシュボード、デッキトリム、バンパー、スボイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材が挙げられる。即ち、ドア表装材、ドア構造材、各種家具 (机、椅子、棚、箪笥など)の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等も挙げられる。 [0035] [3]植物性複合材料の製造方法

本発明の植物性複合材料の製造方法は、木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する植物性複合材料の製造方法であって、上記植物性材料を押し固めて原料ペレットを得るペレット化工程と、該原料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して植物性複合材料を得る混練工程と、を備えることを特徴とする。

即ち、本方法は、前記本発明の成形体の製造方法における成形工程を除いた方法に同じであり、上記植物性複合材料、上記ペレット化工程及び上記混練工程には、前記本発明の成形体の製造方法における各々をそのまま適用できる。

[0036] [4]植物性複合材料

本発明の植物性複合材料は、本発明の植物性複合材料の製造方法により得られたことを特徴とする。本材料には、前記本発明の成形体の製造方法に用いた植物性複合材料をそのまま適用できる。

即ち、本材料は、木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する。そして、本材料は、該植物性複合材料全体を 100質量％とした場合に、上記植物性材料を 50質量％以上含有することが好ましい。そして、特に、上記木質植物材料を含有し、且つ該木質植物材料がケナフのコア材であるものとすることができる。

[0037] また、本植物性複合材料は、前記植物性材料及び熱可塑性樹脂以外の他の成分を含有すること力 Sできる。他の成分としては、各種充填剤 (増量剤、補強剤）、帯電防止剤、紫外線吸収剤、耐候剤、酸化防止剤、老化防止剤、難燃剤、滑剤、抗菌剤、着色剤等が挙げられる。

上記充填剤としては、無機フィラーを用いることができ、例えば、炭酸カルシウム、タルク、マイ力、合成ケィ酸及び珪石粉等が挙げられる。更に、これらの無機フィラーの形状は特に限定されず、例えば、粒状、薄片状及び針状等とすることができる。また、無機フィラーの大きさも特に限定されず、例えば、粒子径1001 111〜10 111のものが好ましい。

実施例 [0038] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

[1]植物性複合材料の製造及びその形成 (ペレット化）

実施例 1

ケナフのコア材のみを粉碎機に投入して粉碎して捕集機で捕集し、ケナフのコア材力なる平均粒径 200 m且つ見掛け比重 0. 16である植物性材料を得た。

その後、得られた植物性材料に水を含ませて含水率約 15%に調整してペレット製造機（ローラーディスクダイ式成形機、株式会社菊川鉄工所製、形式「KP280」、ダイス厚み 55mm)に 6kg/時間の投入速度で投入し、植物性材料 (ケナフのコア材）力、らなる原料ペレットを得た。得られた原料ペレットの見掛け比重は 1. 03であった。次いで、得られた原料ペレット 4kgと、ポリプロピレン樹脂ペレット（平均粒径 3. 0m m、見掛け比重 0· 9) 2. 7kgとを、容量 20Lのスーパーミキサー（株式会社カヮタ製、形式「SMV— 20A」）に投入して、炉内温度が 130°Cになるまで混合を行い、捕集機で捕集し、原料ペレットと熱可塑性樹脂ペレットの混合物を得た。

その後、得られた上記混合物を二軸押出し機 (プラスチック工学研究所製、 Φ 30m m、 L/D = 42)に投入し、シリンダー温度を 190°Cにして押出し成形して植物性複合材料力もなるペレツト {植物性材料:熱可塑性樹脂 = 60： 40 (質量％) }を得た。

[0039] 実施例 2

上記実施例 1と同様にしてケナフのコア材からなる植物性材料を得た。その後、ダイス厚みを 23mmとした以外は、上記実施例 1と同様に原料ペレットを作成した。得られた原料ペレットの見掛け比重は 0. 7であった。

次いで、原料ペレットを 3kgとし、ポリプロピレン樹脂ペレット（平均粒径 3. Omm、見掛け比重 0. 9)を 2kgとした以外は、上記実施例 1と同様にして、原料ペレットと熱可塑性樹脂ペレットの混合物を得た。

その後、得られた混合物を上記実施例 1と同様にして、二軸押出し機で押出し成形して植物性複合材料からなるペレツト{植物性材料：熱可塑性樹脂 = 60 : 40 (質量％ ) }を得た。

[0040] 実施例 3

上記実施例 1と同様にしてケナフのコア材からなる植物性材料を得た。その後、上記実施例 1と同様に原料ペレット（見掛け比重 1. 03)を作成した。

次いで、原料ペレットを 6kgと、ポリプロピレン樹脂ペレット（平均粒径 3. Omm、見掛け匕重 0. 9)を 1. 5kgとを、 WO2004— 076044号公幸に示された容量 40Lの混合溶融装置に投入し、 30m/Sにて 70秒間混練を行った。

その後、得られた混合物を上記実施例 1と同様にして、二軸押出し機で押出し成形して植物性複合材料からなるペレツト{植物性材料：熱可塑性樹脂 = 80 : 20 (質量％

) }を得た。

[0041] 実施例 4

上記実施例 1と同様にしてケナフのコア材からなる植物性材料を得た。

その後、上記実施例 1と同様に原料ペレット（見掛け比重は 1. 03)を作成した。次いで、原料ペレットを 4. Okgとし、ポリ乳酸ペレット（平均粒径 3. Omm、見掛け比重 1. 26)を 2. 7kgとした以外は、上記実施例 1と同様にして、原料ペレットと熱可塑性樹脂ペレットの混合物を得た。

その後、得られた混合物を上記実施例 1と同様にして、二軸押出し機で押出し成形して植物性複合材料からなるペレツト{植物性材料：熱可塑性樹脂 = 60 : 40 (質量％

) }を得た。

[0042] 比較例 1

その後、得られた植物性材料 (ケナフのコア材からなる平均粒径 200 m且つ見掛け匕重 0. 16) 1. 5kgと、ポリプロピレンペレット（平均粒径 3. Omm、見掛け匕重 0. 9

) 1. Okgとを、上記実施例 1と同様にスーパーミキサーを用いて混合して混合物を得た。

次いで、得られた混合物を上記実施例 1と同様にして、二軸押出し機で押出し成形して植物性複合材料からなるペレツト{植物性材料：熱可塑性樹脂 = 60 : 40 (質量％

) }を得た。

[0043] [2]植物性複合材料成形体の評価

実施例;!〜 4及び比較例 1で得られた材料 (植物性複合材料)を投入して押出成形機を稼働させ、その吐出口からどのような状態で上記材料が押し出されてくるかを目視し、植物性材料と熱可塑性樹脂との分散性を評価した。植物性材料と熱可塑性樹脂との分散性が不十分 (不均一な分散)であると、植物性材料が密集して存在する密集部分 (塊）が形成される。この密集部分は流動性が低!ヽか又は流動性がな!/、ため、連続的に押出成形を行うと次第に成形機の吐出口に集まり、吐出口を詰まらせたり、密集部分が多量に含まれた不均一な押出品を生じて連続的な押し出しを行うことができなくなる。従って、連続的な押出成形を行い、吐出状態を観察することで、上記分散性を評価することができる。

[0044] 押出成形機 (プラスチック工学研究所株式会社製、形式「BTN— 30— S2— 42— L型（(i> 30mm、 L/D = 42)」）の吐出口に直径 3. Ommのダイを用い、シリンダー温度 190°C、回転数 200rpm、フィーダ一 3. Okg/hの押し出し条件により、実施例及び比較例で得られた各材料を各々 3. Okgずつ押出成形した。そして、上記各材料全量の押し出し状態を観察した。この結果、押出成形機の吐出口から材料が連続的に吐出される場合は、表 1の「分散性」の欄に「〇」と示した。一方、押出成形機の吐出口から植物性材料が吐出されないか又は断続的に吐出される場合は、表 1の「分散性」の欄に「 X」と示した。その結果を表 1に示した。

[0045] 更に、実施例 1、 2及び 4について、植物性材料の投入量をどの程度多くすることができるかという観点から生産性に関する指標を算出した。即ち、比較例 1で投入することができた植物性材料は 1. 5kgであったのに対して、実施例 1、 2及び 4ではその何倍量の植物性材料を投入できた力、を算出し、表 1の「生産性」の欄にその数値を示した。

[0046] [表 1]

上記表 1の結果から、比較例 1では、ペレット化工程を備えないために、十分な分散性が得られていないことが分かる。これに対して、ペレット化工程を行った実施例；!〜 4では、レ、ずれも十分な分散性が得られて!/、ること力 S分力、る。

また、比較例 1では、植物性材料をペレット化していないために、嵩高ぐ最大で 1 . 5kgし力、スーパーミキサーに投入することができな力た。これに対して、実施例 1では比較例 1の 2. 7倍量に相当する 4. Okg、実施例 2では比較例 1の 2. 0倍量に相当する 3. Okg、実施例 4では比較例 1の 2. 7倍量に相当する 4. Okgを、各々投入すること力 Sできた。即ち、実施例 1、 2及び 4ではいずれも比較例 1に比して 2. 0倍以上の大量の植物性材料を一度に投入することができ、高い生産効率が得られることが分かる。

産業上の利用可能性

本発明の植物性複合材料及びこれを用いた成形体は、自動車関連分野及び建築関連分野などにおいて広く利用される。上記自動車関連分野においては、自動車の内装材、外装材及び構造材等として好適である。即ち、例えば、ドアトリム、インストルメントパネル、シート構造材、シートバックボード、コンソールボックス、ダッシュボード及びデッキトリム等として利用される。また、鉄道車両、船舶及び飛行機等の各種移動手段及び輸送手段等においても同様に利用される。更に、上記建築関連分野においては、各種建築物の内装材、外装材及び構造材として好適である。即ち、例えば、ドア表装材、ドア構造材、各種家具 (机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材として禾 IJ用される。

Claims

請求の範囲

[1] 木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する植物性複合材料からなる成形体の製造方法であつて、

上記植物性材料を押し固めて原料ペレットを得るペレット化工程と、

[2] 上記植物性複合材料は、該植物性複合材料全体を 100質量％とした場合に、上記植物性材料を 50質量％以上含有する請求項 1に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[3] 上記植物性材料は、見掛け比重が上記熱可塑性樹脂より小さい請求項 1に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[4] 上記植物性材料は、見掛け比重が上記熱可塑性樹脂より小さい請求項 2に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[5] 上記植物性材料の見掛け比重を Aとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 A/Bが 0. 4以下である請求項 1に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[6] 上記植物性材料の見掛け比重を Aとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 A/Bが 0. 4以下である請求項 2に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[7] 上記原料ペレットの見掛け比重を Cとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 C/Bが 0. 5以上である請求項 1に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[8] 上記原料ペレットの見掛け比重を Cとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重を Bとした場合に、 C/Bが 0. 5以上である請求項 6に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[9] 上記植物性複合材料は、上記木質植物材料としてケナフのコア材を含有する請求項 1に記載の植物性複合材料成形体の製造方法。

[10] 請求項 1に記載の植物性複合材料成形体の製造方法により製造されたことを特徴とする植物性複合材料成形体。

[11] 請求項 10に記載の植物性複合材料成形体の製造方法により製造されたことを特徴とする植物性複合材料成形体。

[12] 木質植物材料及び非木質植物材料のうちの少なくとも一方を含有する植物性材料と、熱可塑性樹脂と、を含有する植物性複合材料の製造方法であって、

[13] 請求項 12に記載の植物性複合材料の製造方法により得られたことを特徴とする植物性複合材料。