WO2009157265A1 - 熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びに成形体 - Google Patents

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WO2009157265A1
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thermoplastic
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羽柴 正典
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トヨタ紡織株式会社
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    • C08L97/02Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse

Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition, a method for producing the same, and a molded body. More specifically, the present invention relates to a thermoplastic resin composition containing as much as 50 to 95% by mass of a plant material, a method for producing the same, and a molded article.
  • Patent Documents 1 and 2 are known as techniques for handling composite materials containing a large amount of plant material.
  • Patent Document 1 when the content of kenaf fiber exceeds 50% by mass, the fluidity of the resin composition is remarkably lowered, so that there is a problem that a satisfactory product shape and product form cannot be obtained in injection molding. It has been shown to occur.
  • Patent Document 2 when only rosin or plasticizer is not added to the resin and only the plant fiber is blended, the plant fiber is difficult to be uniformly dispersed, and the affinity between the resin and the plant fiber is poor. It is shown that only materials with poor strength and the like, lack of uniformity of quality, and poor practicality can be obtained. That is, in any document, it is indicated that it is difficult to obtain an injection-moldable thermoplastic resin composition containing a large amount of plant material exceeding 50% by mass.
  • the present invention has been made in view of the above, and is a thermoplastic resin composition that can be injection-molded while containing a large amount of plant material at 40 to 95% by mass and has excellent impact resistance, a method for producing the same, and a method for producing the same It aims at providing the molded object which consists of a thermoplastic resin composition.
  • the plant material is 40 to 95% by mass.
  • the above thermoplastic polymer component (C) is 1 to 30% by mass ( The thermoplastic resin composition as described in 1).
  • the acid-modified thermoplastic resin is an acid-modified polypropylene having an acid value of 5 or more and a weight average molecular weight of 10,000 to 200,000.
  • the acid-modified styrenic thermoplastic elastomer of the thermoplastic polymer component (C 2 ) is either an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer (1) or (2) The thermoplastic resin composition described in 1.
  • the mixing and melting apparatus includes a mixing chamber for performing the mixing and a mixing blade disposed in the mixing chamber, The said mixing process mixes the said thermoplastic resin (B) and the said thermoplastic polymer component (C) which were fuse
  • thermoplastic resin composition of the present invention it can be injection-molded while containing a large amount of plant material at 40 to 95% by mass and has excellent impact resistance. Therefore, the molded article obtained using this thermoplastic resin composition can exhibit excellent impact resistance. Furthermore, the outstanding softness
  • thermoplastic polymer component (C) is 1 to 30% by mass, particularly excellent impact resistance can be exhibited.
  • styrene thermoplastic elastomer of the thermoplastic polymer component (C 1 ) is a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer, particularly excellent impact resistance can be exhibited.
  • thermoplastic resin (B) is polypropylene and / or ethylene / propylene copolymer, particularly excellent impact resistance can be exhibited.
  • the acid-modified thermoplastic resin is an acid-modified polypropylene having an acid value of 5 or more and a weight average molecular weight of 10,000 to 200,000
  • the plant material (A) and the thermoplastic resin (B) It is excellent in mutual compatibility, is excellent in dispersibility and adhesion of each component contained in the entire thermoplastic resin composition obtained, and can exhibit particularly excellent impact resistance.
  • the acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer of the thermoplastic polymer component (C 2 ) is an acid-modified hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer
  • the plant material (A) and the thermoplastic resin (B) It is excellent in mutual compatibility, excellent in the dispersibility and adhesion of each component contained in the entire thermoplastic resin composition obtained, and can exhibit particularly excellent impact resistance.
  • the method for producing a thermoplastic resin composition of the present invention it is possible to obtain a thermoplastic resin composition which can be injection-molded while containing a large amount of plant material at 40 to 95% by mass and has excellent impact resistance. .
  • the mixing and melting apparatus includes a mixing chamber in which mixing is performed and a mixing blade disposed in the mixing chamber, and the thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) in which the mixing process is melted by the rotation of the mixing blade in the mixing chamber. ) And the plant material, the thermoplastic that can be injection-molded while containing a large amount of the plant material (A) in the thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) particularly efficiently. A resin composition can be obtained. According to the molded article of the present invention, excellent impact resistance can be exhibited while the plant material is contained in a large amount of 40 to 95% by mass. In addition, excellent flexibility can be exhibited.
  • thermoplastic resin composition of this invention It is typical explanatory drawing explaining the manufacturing method of the thermoplastic resin composition of this invention. It is typical sectional drawing which shows an example of a mixing-melting apparatus. It is a typical side view which shows an example of the mixing blade
  • thermoplastic resin composition of the present invention comprises a plant material (A), a thermoplastic resin (B), the following thermoplastic polymer component (C 1 ), and the following thermoplastic polymer. Containing at least one thermoplastic polymer component (C) of the components (C 2 ), When the total of the plant material (A), the thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) is 100% by mass, the plant material is 40 to 95% by mass.
  • C 1 Styrenic thermoplastic elastomer and acid-modified thermoplastic resin (C 2 ); Acid-modified styrene thermoplastic elastomer
  • Plant material (A) is a material derived from a plant. These plant materials include kenaf, jute hemp, manila hemp, sisal hemp, husk, cocoon, cocoon, banana, pineapple, coconut palm, corn, sugar cane, bagasse, palm, papyrus, cocoon, esparto, sabaigrass, wheat, rice, bamboo And plant materials obtained from various plants such as various conifers (such as cedar and cypress), broad-leaved trees and cotton. This plant material may use only 1 type and may use 2 or more types together. Of these, kenaf is preferred. This is because kenaf is an annual plant that grows very fast and has excellent carbon dioxide absorptivity, which contributes to reducing the amount of carbon dioxide in the atmosphere and effectively using forest resources.
  • part of the plant body used as said plant material is not specifically limited, Any site
  • the shape of the plant material (plant material before mixing) contained in the thermoplastic resin composition of the present invention is not particularly limited, and may be fibrous or non-fibrous (powder, crushed) Shape, chip shape, and indeterminate shape).
  • the kenaf in this invention is an early-growing annual grass which has a wooden stem, and is a plant classified into the mallow family. Hibiscus cannabinus and hibiscus sabdariffa etc. in scientific names are included, and further, red, heba, cubane kenaf, western hemp, taikenaf, mesta, bimli, ambari, and bombay are known as common names.
  • the jute in the present invention is a fiber obtained from jute hemp. This jute hemp shall include hemp and linden plants including jute (Chorus corpus capsularis L.), and hemp (Tunaso), Shimatsunaso and Morohaya.
  • thermoplastic resin (B) is a resin having thermoplasticity, but unlike an acid-modified thermoplastic resin of the thermoplastic polymer component (C 1 ) described later, it is a thermoplastic resin that is not acid-modified. .
  • the thermoplastic resin (B) is not particularly limited, and various types can be used. Examples of the thermoplastic resin (B) include polyolefins (polypropylene, polyethylene, etc.), polyester resins ⁇ (aliphatic polyester resins such as polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate), (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polytrimethylene).
  • Aromatic polyester resin such as terephthalate) ⁇ , polystyrene, acrylic resin (resin obtained using methacrylate and / or acrylate, etc.), polyamide resin (nylon, etc.), polycarbonate resin, polyacetal resin, ABS resin and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • polyester resins having biodegradability are preferable.
  • biodegradable resins include (1) homopolymers of hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, malic acid, glucose acid and 3-hydroxybutyric acid, and a copolymer using at least one of these hydroxycarboxylic acids.
  • Caprolactone-based aliphatic polyesters such as hydroxycarboxylic acid-based aliphatic polyesters, (2) polycaprolactone, and copolymers of at least one of the above hydroxycarboxylic acids with caprolactone, (3) poly And dibasic acid polyesters such as butylene succinate, polyethylene succinate and polybutylene adipate.
  • polylactic acid, a copolymer of lactic acid and other hydroxycarboxylic acid excluding lactic acid, polycaprolactone, and a copolymer of caprolactone with at least one of the hydroxycarboxylic acids are particularly preferable.
  • Polylactic acid is preferred. These biodegradable resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the lactic acid includes L-lactic acid and D-lactic acid, and these lactic acids may be used alone or in combination.
  • thermoplastic resins (B) polyolefin, polyester resin and mixed resin with other resin containing polylactic acid among polyester resins ⁇ polylactic acid alloy (polystyrene, ABS, nylon, polycarbonate, polypropylene and poly It is preferable that it is at least one of at least one of butylene succinates and a mixed resin of polylactic acid).
  • polyolefin is preferred, and at least one of polypropylene (homopolymer), a mixed resin of polyolefin containing polypropylene, and an olefin copolymer resin containing a structural unit derived from propylene is particularly preferred.
  • the mixed resin of polyolefin containing polypropylene includes a mixed resin of polypropylene and polyethylene.
  • examples of the olefin copolymer resin containing a structural unit derived from propylene include an ethylene / propylene copolymer (including a random copolymer and a block copolymer). These polyolefins may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among these, polypropylene (homopolymer) and / or ethylene / propylene copolymer are particularly preferable.
  • thermoplastic polymer component (C) is a component including a thermoplastic polymer component (C 1 ) and a thermoplastic polymer component (C 2 ). These thermoplastic polymer component (C 1 ) and thermoplastic heavy Only one or both of the coalescence component (C 2 ) may be contained.
  • the thermoplastic polymer component (C 1 ) is a styrene-based thermoplastic elastomer and an acid-modified thermoplastic resin
  • the thermoplastic polymer component (C 2 ) is an acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer.
  • Thermoplastic polymer component (C 1 ) The “styrene-based thermoplastic elastomer” is a copolymer containing a structural unit derived from an aromatic vinyl compound (such as styrene). Usually, the structural unit derived from the aromatic vinyl compound is an aromatic vinyl polymer. It is contained as a block (polystyrene block) and functions as a hard segment in the styrenic thermoplastic elastomer.
  • the styrene-based thermoplastic elastomer may be hydrogenated or not hydrogenated. However, particularly when an olefin-based thermoplastic resin is used as the thermoplastic resin (B), it is hydrogenated.
  • the styrene thermoplastic elastomer is a styrene thermoplastic elastomer that is not acid-modified, unlike the acid-modified styrene thermoplastic elastomer described later.
  • polystyrene examples include styrene, alkyl-substituted styrene ( ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 1,3-dimethylstyrene, etc.) Vinyl naphthalene, vinyl anthracene and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Of these, styrene is particularly preferred.
  • the styrenic thermoplastic elastomer usually contains more than 5 mol% (usually 80 mol% or less) of a structural unit derived from an aromatic vinyl compound when the total structural unit is 100 mol%.
  • the polymer portion constituting the styrenic thermoplastic elastomer other than the aromatic vinyl polymer block may be formed using any monomer as long as the elastomeric property is obtained. Formed using.
  • the conjugated diene include butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • thermoplastic elastomers examples include hydrogenated styrene thermoplastic elastomers and non-hydrogenated styrene thermoplastic elastomers (hereinafter also simply referred to as “non-hydrogenated styrene thermoplastic elastomers”). Can be mentioned. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among these, hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomers include hydrogenated styrene / butadiene copolymers, hydrogenated styrene / isoprene copolymers, and the like.
  • hydrogenated styrene / butadiene copolymers include hydrogenated styrene / butadiene random copolymers (HSBR) and styrene / ethylene / butylene / styrene block copolymers (SEBS, hydrogenated styrene / butadiene copolymers). Block copolymer).
  • examples of the hydrogenated styrene / isoprene copolymer include styrene / ethylene / propylene / styrene block copolymer (SEPS, hydrogenated styrene / isoprene block copolymer).
  • non-hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer examples include styrene / butadiene copolymer (non-hydrogenated type) and styrene / isoprene copolymer (non-hydrogenated type).
  • examples of the styrene / butadiene copolymer include a styrene / butadiene block copolymer, and more specifically, a styrene / butadiene / styrene block copolymer (SBS).
  • examples of the styrene / isoprene copolymer include a styrene / isoprene block copolymer, and more specifically, a styrene / isoprene / styrene block copolymer (SIS).
  • SIS styrene / isoprene / styrene block copolymer
  • thermoplastic elastomers include Tuftec (Asahi Kasei Co., Ltd., Tuftec H Series and Tuftec P Series), Septon (Kuraray Co., Ltd.), Kraton G (Clayton Polymer Japan), Dynalon.
  • the Shore A hardness of the styrene thermoplastic elastomer is not particularly limited, but is preferably 25 to 90. In this range, the mixing property is particularly good when using the mixing and melting apparatus (shown in FIGS. 4 to 5) described later, and the plant material (A), the thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) are mixed. They can be mixed with better dispersibility.
  • the Shore A hardness is more preferably 30 to 80, and particularly preferably 35 to 75.
  • the Shore A hardness is based on a JIS K6253 durometer (type A durometer) hardness test.
  • a styrene / butadiene copolymer (which may be either a hydrogenated type or a non-hydrogenated type, or a mixture thereof) is preferable.
  • the styrene content M S ⁇ the mass ratio of the structural unit derived from styrene to the entire styrene / butadiene copolymer ⁇ is preferably 5 mass% ⁇ M S ⁇ 50 mass%. Within this range, flexibility is high and impact resistance can be improved. This ratio is more preferably 5% by mass ⁇ M S ⁇ 40% by mass, and further preferably 10% by mass ⁇ M S ⁇ 30% by mass.
  • hydrogenated styrene / butadiene copolymers are more preferable.
  • Styrene content M S in this hydrogenated styrene / butadiene copolymer ⁇ mass ratio of structural units derived from styrene to the entire hydrogenated styrene / butadiene copolymer ⁇ is 5 mass% ⁇ M S ⁇ 50 mass%. It is preferable that Within this range, flexibility is high and impact resistance can be improved.
  • This ratio is more preferably 5% by mass ⁇ M S ⁇ 40% by mass, further preferably 5% by mass ⁇ M S ⁇ 30% by mass, and further more preferably 5% by mass ⁇ M S ⁇ 20% by mass.
  • the “acid-modified thermoplastic resin” is a thermoplastic resin having an acid group.
  • the acid-modified thermoplastic resin include those obtained by introducing an acid group into a thermoplastic resin (hereinafter, a polymer in which no acid group is introduced is also referred to as “base polymer”).
  • base polymer a polymer in which no acid group is introduced.
  • the thermoplastic resin composition of the present invention by using a styrene thermoplastic elastomer and an acid-modified thermoplastic resin in combination, the impact resistance improving effect of the styrene thermoplastic elastomer can be exhibited. Thereby, the thermoplastic resin composition which can exhibit the outstanding impact resistance can be obtained, containing many plant materials. This effect is considered to be obtained by improving the compatibility between the plant material and the styrene-based thermoplastic elastomer by blending the acid-modified thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin (B) As the base polymer for forming the acid-modified thermoplastic resin, one or more of the various thermoplastic resins mentioned as the thermoplastic resin (B) can be used.
  • polyolefin is preferable, and polypropylene (homopolymer), mixed resin of polyolefin including polypropylene, and olefin copolymer resin including a structural unit derived from propylene are exemplified.
  • the mixed resin of polyolefin containing polypropylene includes a mixed resin of polypropylene and polyethylene.
  • examples of the olefin copolymer resin containing a structural unit derived from propylene include an ethylene / propylene copolymer (including a random copolymer and a block copolymer). These polyolefins may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among these, polypropylene (homopolymer) is particularly preferable.
  • the base polymer is preferably the same quality as the thermoplastic resin (B).
  • This “homogeneous” means [i] the same type of thermoplastic resin and the same structural unit (monomer unit), and [ii] the same type of thermoplastic resin, the structural unit being It means different, or [iii] the same or different types of thermoplastic resins, which are at least one kind of the same structural unit and are compatible with each other.
  • the “same kind of thermoplastic resin” means common in the classification of polyolefin, polyester resin, acrylic resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, and the like.
  • Examples of the above [i] include the same homopolymer or copolymer, and different chemical or physical properties such as molecular weight and viscosity.
  • examples of the copolymer include a case in which two or more common structural units are present and the proportions thereof are different.
  • Examples of [ii] include a case where one is polyethylene and the other is polypropylene.
  • Examples of the above [iii] include a case where one is polyethylene and the other is an ethylene / propylene copolymer.
  • the main structural unit which occupies 50 mol% or more of each structural unit of a thermoplastic resin (B) and a base polymer is the same.
  • the type of acid group forming the acid-modified thermoplastic resin is not particularly limited, but is usually a carboxylic anhydride residue (—CO—O—OC—) and / or a carboxylic acid residue (—COOH).
  • This acid group may be introduced at the copolymerization stage or may be grafted.
  • the acid group may be introduced by any compound, and examples of the compound include maleic anhydride, itaconic anhydride, succinic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, maleic acid, itaconic acid. , Fumaric acid, acrylic acid, and methacrylic acid. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Of these, maleic anhydride and itaconic anhydride are preferred, and maleic anhydride is particularly preferred.
  • the amount of acid groups introduced into the acid-modified thermoplastic resin is not particularly limited, the acid value is preferably 5 or more. This is because by using such an acid-modified thermoplastic resin, a high addition effect can be obtained while suppressing the addition amount of the acid-modified thermoplastic resin.
  • the acid value is more preferably 10 to 80, further preferably 15 to 70, and particularly preferably 20 to 60. This acid value is according to JIS K0070.
  • the molecular weight of the acid-modified thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 10,000 to 200,000 in terms of weight average molecular weight. That is, an acid-modified thermoplastic resin having a relatively small molecular weight is preferable. By using such an acid-modified thermoplastic resin, it is possible to obtain a high addition effect while suppressing property changes to the entire thermoplastic resin composition due to the addition of the acid-modified thermoplastic resin. Furthermore, by using the acid-modified thermoplastic resin in this range, it is possible to exhibit further excellent impact resistance.
  • the weight average molecular weight is more preferably 15,000 to 150,000, still more preferably 25,000 to 120,000, and particularly preferably 35,000 to 100,000.
  • the weight average molecular weight is based on the GPC method.
  • the base polymer constituting the acid-modified thermoplastic resin is preferably a polyolefin.
  • polypropylene, polyethylene, ethylene / propylene copolymer, and a mixed resin (alloy) of polypropylene and polyethylene are preferable, and polypropylene is particularly preferable. Therefore, the acid-modified thermoplastic resin is particularly preferably maleic anhydride-modified polypropylene.
  • the “acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer” is a styrene-based thermoplastic elastomer having an acid group.
  • This acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer can be obtained by acid-modifying a styrene-based thermoplastic elastomer or copolymerizing an aromatic vinyl compound, a conjugated diene, and a compound having an acid group.
  • the descriptions in the styrenic thermoplastic elastomer can be applied as they are.
  • the description relating to the compound in the acid-modified thermoplastic resin can be applied as it is.
  • the acid-modified styrenic thermoplastic elastomer can exhibit the same action as the thermoplastic polymer component (C 1 ) by itself.
  • a thermoplastic resin composition that can exhibit excellent impact resistance while containing a large amount of plant material can be obtained. This effect is considered to be obtained by improving the compatibility between the plant material and the acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer because the styrene-based thermoplastic elastomer is acid-modified.
  • Examples of the acid-modified styrenic thermoplastic elastomer include Tuftec ⁇ Asahi Kasei Corporation, Tuftec M series (M1911, M1913, M1943, M1953, etc.) ⁇ and the like.
  • the copolymer having a skeleton excluding the acid group forming the acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer the above-mentioned various styrene-based thermoplastic elastomers can be used, and among them, a styrene / butadiene copolymer ( Either a hydrogenated type or a non-hydrogenated type, or a mixture thereof may be preferable.
  • the styrene content MS and the preferred range in the styrene-butadiene copolymer are as described above.
  • the acid-modified styrene thermoplastic elastomer is more preferably an acid-modified hydrogenated styrene / butadiene copolymer.
  • the styrene content M S in the acid-modified hydrogenated styrene / butadiene copolymer ⁇ mass ratio of the structural unit derived from styrene to the whole acid-modified hydrogenated styrene / butadiene copolymer ⁇ is 5 mass. It is preferable that% ⁇ M S ⁇ 50 mass%.
  • This ratio is more preferably 5% by mass ⁇ M S ⁇ 40% by mass, further preferably 7% by mass ⁇ M S ⁇ 35% by mass, still more preferably 10% by mass ⁇ M S ⁇ 30% by mass, and 15% by mass ⁇ M S ⁇ 25% by mass is particularly preferred.
  • the type of acid group forming the acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer is not particularly limited, and as described for the acid group in the acid-modified thermoplastic resin, a carboxylic acid anhydride residue (—CO—O—OC—) and And / or a carboxylic acid residue (—COOH). Furthermore, it is particularly preferred that this acid group is introduced by maleic anhydride, as in the acid-modified thermoplastic resin.
  • the amount of acid groups introduced into the acid-modified styrenic thermoplastic elastomer is not particularly limited, but is preferably 2 or more in terms of acid value, more preferably 2 to 15, more preferably 4 to 13, and more preferably 8 to 13 Particularly preferred. This acid value is according to JIS K0070.
  • the Shore A hardness of the acid-modified styrene thermoplastic elastomer is not particularly limited, but is preferably 25 to 90. In this range, the mixing property is particularly good when using the mixing and melting apparatus (shown in FIGS. 4 to 5) described later, and the plant material (A), the thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) are mixed. They can be mixed with better dispersibility.
  • the Shore A hardness is more preferably 30 to 80, and particularly preferably 35 to 75.
  • the Shore A hardness is based on a JIS K6253 durometer (type A durometer) hardness test.
  • the content of each component contained in the thermoplastic resin composition of the present invention is that of the plant material (A), the thermoplastic resin (B), and the thermoplastic polymer component (C).
  • the plant material (A) is 40 to 95 mass%.
  • the content is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, and still more preferably 40 to 70% by mass. This content is usually the same as the blending amount of the plant material (A) blended during production.
  • the thermoplastic resin (B) is preferably 4 to 59% by mass. In this range, excellent fluidity and mechanical strength can be obtained.
  • the content is more preferably 10 to 55% by mass, still more preferably 15 to 55% by mass, and particularly preferably 20 to 50% by mass.
  • thermoplastic polymer component (C) is preferably 1 to 30% by mass. In this range, impact resistance can be improved.
  • the content is more preferably 2 to 27% by mass, still more preferably 3 to 25% by mass, and particularly preferably 4 to 22% by mass.
  • thermoplastic polymer component (C 1 ) when the total of the acid-modified thermoplastic resin and the styrene thermoplastic elastomer is 100% by mass, the acid-modified
  • the thermoplastic resin is preferably 5 to 50% by mass. In this range, the compatibility among the plant material, the thermoplastic resin, and the styrenic thermoplastic elastomer can be particularly improved, and high dispersibility of each component can be obtained.
  • the content is more preferably 6 to 50% by mass, further preferably 7 to 50% by mass, and particularly preferably 8 to 50% by mass.
  • thermoplastic polymer component (C 1 ) when used, the plant material (A), the thermoplastic resin (B), the styrenic thermoplastic elastomer and the acid contained in the thermoplastic resin composition of the present invention.
  • the ratio of the acid-modified thermoplastic resin is preferably 1 to 20% by mass. Within this range, it is possible to obtain a high compatibilizing effect while preventing the acid-modified thermoplastic resin from bleeding from the thermoplastic resin composition.
  • the content is more preferably 1 to 15% by mass, and further preferably 1.5 to 12% by mass.
  • content of each of these components is the same as the compounding quantity of each component normally mix
  • thermoplastic resin composition of the present invention In addition to the plant material (A), the thermoplastic resin (B), and the thermoplastic polymer component (C), other components can be added to the thermoplastic resin composition of the present invention. As other components, various antistatic agents, flame retardants, antibacterial agents, colorants, and the like can be blended. These may use only 1 type and may use 2 or more types together. However, when these other components are contained, the total amount is 10% by mass or less based on the entire thermoplastic resin composition (100% by mass).
  • thermoplastic resin composition of the present invention is not particularly limited as long as the thermoplastic resin composition can be obtained, and the order of mixing is not particularly limited. However, for example, the following methods (1) and (2) may be mentioned.
  • thermoplastic resin composition A method for producing the thermoplastic resin composition, wherein the plant material (A) is melted while melting the thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) using a mixing and melting apparatus. And a mixing step of mixing with And a pelletizing step in which the mixture obtained in the mixing step is pressed to obtain pellets.
  • first method A method for producing a thermoplastic resin composition (hereinafter, also simply referred to as “first method”).
  • thermoplastic resin composition obtained as a molded article made of a thermoplastic resin composition
  • second method a method for producing a thermoplastic resin composition
  • thermoplastic resin (B) and the thermoplastic polymer component (C) can be blended as pellets or as a compound, but better when the above mixing and melting apparatus is used. Pellets are preferred because they can be mixed.
  • the shape of the plant material (A) ⁇ plant material before mixing ⁇ is not particularly limited, and examples thereof include fibrous and non-fibrous forms.
  • non-fibrous forms include powder forms (including granular and spherical shapes), chip shapes (including plate shapes and flake shapes), and irregular shapes (including pulverized material shapes). These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • the fibrous plant material (hereinafter also simply referred to as “vegetable fiber”) is a fiber taken out from the plant body, and the ratio of the diameter (fiber diameter) t to the length (fiber length) L. L / t is 5.0 to 20,000.
  • the fiber length L is usually 0.5 to 300 mm, and the fiber diameter t is usually 0.01 to 1 mm.
  • This fiber length is a value (L) measured on a measuring scale by stretching a single plant fiber straight without stretching, as in the direct method in JIS L1015.
  • a fiber diameter is the value (t) which measured the fiber diameter in the center of the fiber length direction using the optical microscope about the vegetable fiber which measured fiber length.
  • the average fiber length and the average fiber diameter of the vegetable fiber are not particularly limited, but the average fiber length is preferably 20 mm or less.
  • the average fiber length is more preferably 1 to 15 mm, further preferably 1.5 to 10 mm, and particularly preferably 2 to 7 mm.
  • This average fiber length is determined according to JIS L1015 by taking out single fibers one at a time by the direct method, stretching straight without stretching, and measuring the fiber length on a measuring scale. It is the measured average value.
  • the average fiber diameter is preferably 0.2 mm or less.
  • the average fiber diameter is more preferably 0.01 to 0.15 mm, and particularly preferably 0.01 to 0.1 mm.
  • This average fiber diameter is an average value measured for a total of 200 fibers by taking out single fibers at random and measuring the fiber diameter at the center in the length direction of the fibers using an optical microscope.
  • non-fibrous plant material is a plant material in a form not included in the fibrous material taken out from the plant body. is there.
  • the size is not particularly limited.
  • the maximum length maximum particle size in the case of granules
  • the thickness is preferably 0.5 to 10 mm.
  • the average particle size is 5.0 mm or less (usually 0.1 mm or more, more preferably 0.2 to 5.0 mm, even more preferably 0.3 to 4.0 mm, particularly 0.3 to 3 mm, particularly 0.5 to 2 mm) is preferable.
  • the average particle size is a value of D50 in the particle size distribution measured by a particle size distribution measuring device.
  • the shape and size of the plant material before mixing may or may not be maintained as it is in the thermoplastic resin composition.
  • the case where it is not maintained includes a case where it is further finely pulverized during mixing and contained in the thermoplastic resin composition.
  • kenaf fiber is mentioned as said vegetable fiber
  • a kenaf core powder is mentioned as said non-fibrous vegetable material.
  • a non-fibrous vegetable material can be used as described above. That is, kenaf core powder can be used in kenaf.
  • This kenaf is composed of an outer layer part called bast and a core part called core.
  • bast is highly useful because it has tough fibers
  • the core is kenaf. Although it accounts for as much as 60% by volume, it cannot be made into vegetable fiber.
  • thermoplastic resin composition having excellent fluidity and high fluidity that enables injection molding while using kenaf core as a plant material.
  • the “mixing and melting apparatus” is an apparatus that mixes and melts the plant material (A), the thermoplastic resin (B), and the thermoplastic polymer component (C).
  • a device for mixing and melting the plant material (A) and the thermoplastic resin (B), excluding the extrusion type device is not particularly limited, but the following mixing and melting apparatus is particularly preferable. When this mixing and melting apparatus is used, the plant material (A) and the thermoplastic resin (B) can be mixed particularly well.
  • FIG. 3 and FIG. 4 (FIG. 4 is cited from the pamphlet of International Publication No. 04/076044 obtained from the Patent Electronic Library of the Patent Office) and FIG. 5 (FIG. 5 is the patent office patent).
  • FIG. 5 is the patent office patent.
  • the mixing and melting apparatus 1 includes a material supply chamber 13, a mixing chamber 3 connected to the material supply chamber 13, and a rotation provided rotatably through the material supply chamber 13 and the mixing chamber 3.
  • a mixing and melting apparatus provided with mixing blades 10a to 10f disposed on the rotary shaft 5 in the mixing chamber 3 and mixing the mixed material is preferable.
  • the mixed material is charged into the mixing and melting apparatus 1 (material supply chamber 13), and the mixing blades 10a to 10f of the mixing and melting apparatus 1 are rotated, so that the plant material and the thermoplastic resin ⁇ first
  • the thermoplastic polymer component (C) ⁇ is further struck and pushed toward the inner wall of the mixing chamber 3 and is thermoplasticized in a short time by the energy (heat amount) that the materials collide with each other.
  • the resin ⁇ in the first method, the thermoplastic polymer component (C) ⁇ is further softened, further melted, mixed with the plant material, and further kneaded.
  • the fluidity which can be injection-molded is expressed in the obtained mixture (thermoplastic resin composition before pelletization).
  • the mixing blades 10a to 10f are arranged on the rotary shaft 5 at an attachment angle so as to face each other in the axial direction at a constant angular interval in the circumferential direction of the rotary shaft 5 and to narrow the opposing interval in the rotational direction.
  • the mixing blades 10a to 10f are provided with at least two mixing blades (10a to 10f), and the angle of attachment of the mixing blades 10a to 10f with respect to the rotary shaft 5 is the base of the mixing blades 10a to 10f attached to the rotary shaft 5 To the radially outer tip, and the mixing blades 10a to 10f preferably have a rectangular plate shape.
  • the mixing chamber further includes a mixing chamber cooling means that can circulate a cooling medium through the walls constituting the mixing chamber. With this configuration, an excessive temperature rise in the mixing chamber can be suppressed, and decomposition and thermal degradation of the thermoplastic resin ⁇ in the first method, the thermoplastic polymer component (C) ⁇ can be further suppressed (and further prevented).
  • the temperature during mixing is not particularly limited, but the temperature of the outer wall of the mixing chamber is 200 ° C. or lower (more preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower). It is preferable to control, and it is preferable to control to 50 degreeC or more (more preferably 60 degreeC or more, still more preferably 80 degreeC or more). The temperature is preferably reached within 10 minutes (more preferably within 5 minutes). By making the temperature high in a short time, the water can be rapidly evaporated and the above mixing can be performed, and the deterioration of the thermoplastic elastomer can be more effectively suppressed.
  • the temperature range is preferably within 15 minutes (more preferably within 10 minutes).
  • the temperature is preferably controlled by controlling the rotation speed of the mixing blade of the mixing and melting apparatus. More specifically, it is preferable to control the rotational speed at the tip of the mixing blade to be 5 m / sec to 50 m / sec.
  • the thermoplastic resin ⁇ in the first method the thermoplastic polymer component (C) ⁇ is further softened and melted while being more powerful (more uniformly) with the plant material. Can be mixed.
  • the end point in this mixing is not particularly limited, but can be determined by a change in torque applied to the rotating shaft. That is, it is preferable to measure the torque applied to the rotating shaft and stop mixing after the torque reaches the maximum value. Thereby, the mixed materials can be mixed with each other with good dispersibility. Furthermore, it is more preferable to stop the mixing after the torque starts to decrease after reaching the maximum value of the torque. It is particularly preferable to stop the mixing in a torque range of 40% or more (particularly preferably 50 to 80%) with respect to the maximum torque. As a result, the mixed materials can be mixed with each other with good dispersibility, and the mixture (thermoplastic resin composition before pelletization) can be taken out from the inside of the mixing chamber at a temperature of 160 ° C. or more. It can prevent more reliably that a thing adheres and remains.
  • the pelletizing step is a step in which the mixture obtained in the mixing step is pressed to obtain pellets (see FIG. 3).
  • Pelletization may be performed in any way. That is, for example, in the case of using an apparatus in which the above-mentioned mixing and melting apparatus and a pelletizing apparatus that can be pelletized (subdivided) before the obtained thermoplastic resin composition is heat-removed are used, Mixing and pelletization can be performed continuously to obtain pellets.
  • pellets can be obtained by pelletizing the mass mixture. Can do.
  • the massive mixture is usually crushed before pelletization.
  • the crushing method is not particularly limited, it can be performed using a conventionally known crusher.
  • any device and means may be used in the pelletizing step in which the pellets are pressed and consolidated without heating, and various compression molding methods are particularly preferable.
  • the compression molding method include a roller molding method and an extruder molding method.
  • the roller-type molding method is a method using a roller-type molding machine, in which a mixture is pressed into a die by a roller rotated in contact with the die, and then extruded from the die and molded.
  • Examples of the roller type molding machine include a disk die type (roller disk die type molding machine) and a ring die type (roller ring die type molding machine) having different die shapes.
  • the extruder type molding method is a method using an extruder type molding machine.
  • the mixture After the mixture is pressed into the die by the rotation of the screw auger, the mixture is extruded from the die and molded.
  • a method using a roller disk die molding method is particularly preferable.
  • the roller disk die type molding machine used in this compression molding method is particularly suitable because of its high compression efficiency.
  • the press roller fixing shaft 54 is inserted through the insertion hole 512 and perpendicular to the main rotation shaft 53, and the press roller 52 is rotatably supported by the press roller fixing shaft 54 so as to rotate the main rotation.
  • a roller disk die molding machine (pelletizing apparatus) 500 having a roller disk die molding unit 50 that is rolled on the surface of the disk die 51 as the shaft 53 rotates.
  • the press roller 52 in addition to the above configuration, it is preferable that the press roller 52 further has irregularities 521 on the surface. Further, it is preferable to include a cutting blade 55 that is rotated in accordance with the rotation of the main rotating shaft 53.
  • the mixture introduced from above the main rotating shaft 53 is caught by the surface irregularities 521 provided in the press roller 52 and pushed into the through holes 511, and the disk die 51 Extruded from the back side.
  • the extruded string-like mixture is cut into an appropriate length by the cutting blade 55, pelletized, dropped down and collected.
  • the shape and size of the pellets to be obtained are not particularly limited, but are preferably columnar (other shapes may be used, but columnar is preferable).
  • the maximum length is preferably 1 mm or more (usually 20 mm or less), more preferably 1 to 10 mm, and particularly preferably 2 to 7 mm.
  • the pelletizing step can be performed to obtain the thermoplastic resin composition of the present invention.
  • the pellet obtained after the pelletizing step is obtained.
  • a thermoplastic polymer component (C) are mixed (dry blended), followed by a melt mixing of the resulting pellet mixture (in the second method, melt-mixed by injection molding) ).
  • the pellet (first pellet) obtained in the pelletizing step and the thermoplastic polymer component (C) are dry blended (that is, mixed without melting each component, in other words, usually Any device and means may be used as long as the shape before mixing can be maintained.
  • the pellet mixing device (pellet blender) used in the pellet mixing step include a jar tumbler, a plow shear mixer, a paddle blender, a ribbon blender, a rotary blender, a high-speed rotary blender, a V-type blender, a Henschel mixer, and a super mixer. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • the injection molding step is a step of injection-molding the pellets obtained in the pelletizing step to obtain a thermoplastic composition molded body.
  • the pellet mixture is injection-molded and thermoplastic. This is a step of obtaining a composition (a molded body comprising a thermoplastic resin composition).
  • Various molding conditions and apparatuses to be used in this injection molding are not particularly limited, and it is preferable to use appropriate ones depending on the target molded body and properties, the type of thermoplastic resin used, and the like.
  • thermoplastic resin composition can be obtained in which the uneven distribution of the material during mixing can be suppressed and the respective components are uniformly dispersed. Furthermore, the molded body obtained has a high mechanical strength.
  • the molded body of the present invention is formed by injection molding the thermoplastic resin composition (the pelletized thermoplastic resin composition) obtained by the first method.
  • the injection molding is as described above. According to the molded article of the present invention, it can be injection-molded while containing a large amount of plant material at 40 to 95% by mass and has excellent impact resistance. In particular, it has a large amount of bending and an appropriate bending elastic modulus.
  • thermoplastic resin composition of the present invention contains a large amount of plant material at 40 to 95% by mass, and has excellent fluidity, so that it has a metering time during molding (such as a metering time in an injection molding machine), and As a result of shortening the injection time and the like, the molding cycle is shortened and the molding efficiency can be improved. Therefore, a molded article having excellent impact resistance can be efficiently produced at low cost.
  • the shape, size, thickness, etc. of the molded product of the present invention are not particularly limited. Further, its use is not particularly limited.
  • This molded body is used, for example, as an interior material, an exterior material, a structural material, or the like for an automobile, a railway vehicle, a ship, an airplane, or the like.
  • examples of the automobile article include an automobile interior material, an automobile instrument panel, and an automobile exterior material.
  • interior materials such as buildings and furniture, exterior materials, and structural materials may be mentioned.
  • a door cover material a door structure material, a cover material of various furniture (desk, chair, shelf, bag, etc.), a structural material, etc. are mentioned.
  • a package, a container (such as a tray), a protective member, a partition member, and the like can be given.
  • thermoplastic resin composition (1) Experimental Examples 1 to 17 (Examples 1 to 5, 9 to 12, and 14 to 17) Using each plant material (A), thermoplastic resin (B), and thermoplastic polymer component (C) shown below in the combinations and amounts shown in Tables 1 and 2, mixing and melting apparatus 1 (M & F Co., Ltd.) ⁇ Introduced into the material supply chamber (13 in FIG. 4) of the equipment manufactured by Technology, equipment shown in WO 2004-076044 ⁇ Each plant material (A), thermoplastic resin (B), and thermoplastic polymer component (C) Then, the mixture was mixed in the mixing chamber (capacity 5 L, 3 in FIG. 4). During this mixing, the mixing blades (10 in FIG.
  • Keat core crushed kenaf core having a particle size of 1.0 mm or less (after crushing the kenaf core, selecting it as a sieve under a 1.0 mm aperture plate sieve).
  • Keenaf fiber Kenaf fiber with an average fiber length of 3 mm (screened for kenaf fiber, and after sieving according to JIS L1015, take out single fibers one at a time by the direct method, straight without stretching. The fiber length was measured on a measuring scale, and the average value for a total of 200).
  • PP Polypropylene resin (product name “Novatic NBX03HRS”, manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd.)
  • thermoplastic polymer component (C 1 ) “Thermoplastic polymer component (C 1 )] “TPS”: hydrogenated styrene / butadiene copolymer (styrene-based thermoplastic elastomer, manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name “Tuftec H1221”, Shore A hardness 42, styrene content 12% by mass) “Acid-modified PP”; maleic anhydride-modified polypropylene (acid-modified thermoplastic resin, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name “Yumex # 1001”, base polymer is polypropylene, weight average molecular weight is 40,000, melt viscosity is 16, 000 mPa ⁇ s, acid value 26).
  • TPS hydrogenated styrene / butadiene copolymer
  • styrene-based thermoplastic elastomer manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name “Tuftec
  • Thermoplastic polymer component (C 2) “Acid-modified TPS”; acid-modified hydrogenated styrene-butadiene copolymer (acid-modified styrene-based thermoplastic elastomer, manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name “Tuftec H1943”, Shore A hardness 67, acid value 10, styrene content 20 mass%)
  • Experimental Example 6 (Comparative Example) is an example that does not contain the thermoplastic polymer component (C), the amount of deflection is 2.5 mm, and the flexural modulus is 4500 MPa. It is.
  • Experimental Example 8 (Comparative Example) is an example in which a styrene thermoplastic elastomer (TPS) is contained instead of a part of the kenaf core in Experimental Example 6 (Comparative Example), and the amount of deflection is 3 0.5 mm and the flexural modulus is 2300 MPa.
  • TPS styrene thermoplastic elastomer
  • Experimental Example 2 is an example in which acid-modified PP is contained instead of a part of PP in Experimental Example 8, and the deflection amount is 13 mm.
  • the flexural modulus is 2400 MPa. That is, by changing a part of PP to acid-modified PP, the bending elastic modulus is not substantially changed, and the amount of deflection is dramatically increased by 3.7 times (5.2 times that of Experimental Example 6). It can be seen that it has been improved. From this, it can be seen that not only TPS but also acid-modified PP is used in combination, and a dramatic improvement in impact resistance can be obtained.
  • Experimental Example 3 (Example) corresponding to a composition in which a part of the thermoplastic resin (B) of Experimental Example 6 was replaced with the thermoplastic polymer component (C 1 ).
  • the amount of bending is 10 mm, and the flexural modulus is 2800 MPa. That is, by adding the thermoplastic polymer component (C 1 ), the amount of bending was dramatically improved by a factor of 4, and the flexural modulus could be reduced to 62%.
  • Experimental Example 5 (Example) corresponding to a composition in which a part of the thermoplastic resin (B) of Experimental Example 6 (Comparative Example) is replaced with the thermoplastic polymer component (C 2 )
  • the amount of deflection is small.
  • thermoplastic composition of the present invention a method for producing the same, and a molded product are widely used in fields related to automobiles and fields related to architecture.
  • automotive products suitable for automotive interior materials, automotive instrument panels, automotive exterior materials, etc. It is.
  • it is also suitable for interior materials, exterior materials and structural materials such as buildings and furniture.
  • door cover materials door structure materials, cover materials for various furniture (desks, chairs, shelves, bags, etc.), structural materials, and the like can be given.
  • it is also suitable as a package, a container (such as a tray), a protective member, and a partition member.

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Abstract

本発明の目的は、植物性材料を40~95質量%と多く含みながら射出成形可能であり且つ耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びにこの熱可塑性樹脂組成物からなる成形体を提供することである。本発明は、植物性材料(ケナフコア)と、熱可塑性樹脂(PP)と、(C)スチレン系熱可塑性エラストマー(水添スチレン・ブタジエン共重合体)及び酸変性熱可塑性樹脂(酸変性PP)及び/又は(C)酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー(酸変性水添スチレン・ブタジエン共重合体)とを含み、これらの合計に対して植物性材料が40~95質量%。混合溶融装置を用いて、熱可塑性樹脂及び(C)及び/又は(C)を溶融させながら植物性材料と混合する工程と、得られた混合物を押し固めてペレットを得る工程とを備える。本成形体は前記熱可塑性樹脂組成物が射出成形されてなる。

Description

熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びに成形体
 本発明は熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びに成形体に関する。更に詳しくは、植物性材料を50~95質量%と多く含有する熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びに成形体に関する。
 近年、ケナフ等の成長が早く、二酸化炭素吸収量が多い植物性材料は、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、樹脂との複合用途で期待されている。
 しかし、特に多量の植物性材料を樹脂に混合し、更には、得られた複合材料を成形するには大きな困難を伴う。これは複合材料に従来の樹脂と同等の十分な流動性を付与することが難しいからであると考えられる。多量の植物材料を含む複合材料を扱う技術としては下記特許文献1及び2が知られている。
特開2005-105245号公報 特開2000-219812号公報
 上記特許文献1では、ケナフ繊維の含有量が50質量%を超える場合に、樹脂組成物の流動性が著しく低下するので射出成形において、満足する製品形状や製品形態が得られない等の問題が発生することが示されている。一方、上記特許文献2では、樹脂にロジンや可塑剤を加えず、植物繊維のみを配合した場合には植物繊維が均一に分散され難く、樹脂と植物繊維の間の親和性が悪いことなどから、強度等に劣り、又品質の均一性にも欠け、実用性に乏しい材料しか得られないことが示されている。
 即ち、いずれの文献においても、50質量%を超える多量の植物性材料を含む射出成形可能な熱可塑性樹脂組成物を得るには困難を伴うことが示されている。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、植物性材料を40~95質量%と多く含みながら射出成形可能であり且つ耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びにこの熱可塑性樹脂組成物からなる成形体を提供することを目的とする。
 即ち、本発明は以下に示す通りである。
 (1)植物性材料(A)と、熱可塑性樹脂(B)と、下記熱可塑性重合体成分(C)及び下記熱可塑性重合体成分(C)のうちの少なくとも一方の熱可塑性重合体成分(C)と、を含有し、
 上記植物性材料(A)、上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)の合計を100質量%とした場合に、該植物性材料が40~95質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
 (C);スチレン系熱可塑性エラストマー及び酸変性熱可塑性樹脂
 (C);酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー
 (2)上記熱可塑性重合体成分(C)は1~30質量%である上記(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
 (3)上記熱可塑性重合体成分(C)のスチレン系熱可塑性エラストマーは、水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーである上記(1)又は(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
 (4)上記熱可塑性樹脂(B)は、ポリプロピレン及び/又はエチレン・プロピレン共重合体である上記(3)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
 (5)上記酸変性熱可塑性樹脂は、酸価が5以上であり且つ重量平均分子量が10,000~200,000である酸変性ポリプロピレンである上記(4)に記載の熱可塑性樹脂組成物。
 (6)上記熱可塑性重合体成分(C)の酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーは、酸変性された水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーである上記(1)又は(2)のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
 (7)上記(1)乃至(6)のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
 混合溶融装置を用いて、上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)を溶融させながら上記植物性材料(A)と混合する混合工程と、
 上記混合工程で得られた混合物を、押し固めてペレットを得るペレット化工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
 (8)上記混合溶融装置は、上記混合を行う混合室及び該混合室内に配置された混合羽根を備え、
 上記混合工程は、上記混合室中で上記混合羽根の回転により溶融された上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)と上記植物性材料(A)とを混合する上記(7)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
 (9)上記(1)乃至(6)のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物が射出成形されてなることを特徴とする成形体。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物によれば、植物性材料を40~95質量%と多く含みながら射出成形可能であり且つ耐衝撃性に優れる。従って、この熱可塑性樹脂組成物を用いて得られる成形体では優れた耐衝撃性を発揮させることができる。更に優れた柔軟性を発揮させることができる。
 熱可塑性重合体成分(C)が1~30質量%である場合は、特に優れた耐衝撃性を発揮させることができる。
 熱可塑性重合体成分(C)のスチレン系熱可塑性エラストマーが水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーである場合は、特に優れた耐衝撃性を発揮させることができる。
 熱可塑性樹脂(B)がポリプロピレン及び/又はエチレン・プロピレン共重合体である場合は、特に優れた耐衝撃性を発揮させることができる。
 酸変性熱可塑性樹脂の酸価が5以上であり且つ重量平均分子量が10,000~200,000である酸変性ポリプロピレンである場合は、植物性材料(A)及び熱可塑性樹脂(B)との相互の相溶性に優れ、得られる熱可塑性樹脂組成物全体に含まれた各成分の分散性と密着性に優れ、特に優れた耐衝撃性を発揮させることができる。
 熱可塑性重合体成分(C)の酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーが酸変性された水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーである場合は、植物性材料(A)及び熱可塑性樹脂(B)との相互の相溶性に優れ、得られる熱可塑性樹脂組成物全体に含まれた各成分の分散性と密着性に優れ、特に優れた耐衝撃性を発揮させることができる。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、植物性材料を40~95質量%と多く含みながら射出成形可能であり且つ耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
 混合溶融装置が混合を行う混合室及び混合室内に配置された混合羽根を備え、混合工程が混合室中で混合羽根の回転により溶融された熱可塑性樹脂(B)及び熱可塑性重合体成分(C)と植物性材料とを混合する工程である場合は、とりわけ効率よく熱可塑性樹脂(B)と熱可塑性重合体成分(C)に植物性材料(A)を多く含有させながら射出成形できる熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
 本発明の成形体によれば、植物性材料が40~95質量%と多く含有されながら優れた耐衝撃性を発揮できる。加えて優れた柔軟性を発揮できる。
スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量と撓み量及び曲げ弾性率との相関を示すグラフである。 酸変性熱可塑性樹脂の含有量と撓み量及び曲げ弾性率との相関を示すグラフである。 本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法を説明する模式的な説明図である。 混合溶融装置の一例を示す模式的な断面図である。 混合溶融装置に配設された混合羽根の一例を示す模式的な側面図である。 ローラーディスクダイ式成形機の要部の一例を示す模式的な斜視図である。
 1;混合溶融装置、3;混合室、5;回転軸、10及び10a~10f;混合羽根、12;らせん状羽根、13;材料供給室、500;ローラーディスクダイ式成形機(ペレット化装置)、50;ローラーディスクダイ式成形部(ペレット化部)、51;ディスクダイ、511;貫通孔、512;主回転軸挿通孔、52;プレスローラ、521;凹凸部、53;主回転軸、54;プレスローラ固定軸、55;切断用ブレード。
 以下、本発明について詳細に説明する。
[1]熱可塑性樹脂組成物
 本発明の熱可塑性樹脂組成物は、植物性材料(A)と、熱可塑性樹脂(B)と、下記熱可塑性重合体成分(C)及び下記熱可塑性重合体成分(C)のうちの少なくとも一方の熱可塑性重合体成分(C)と、を含有し、
 上記植物性材料(A)、上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)の合計を100質量%とした場合に、該植物性材料が40~95質量%であることを特徴とする。
 (C);スチレン系熱可塑性エラストマー及び酸変性熱可塑性樹脂
 (C);酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー
〈1〉植物性材料(A)
 上記「植物性材料(A)」は、植物に由来する材料である。この植物性材料としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、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、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、各種針葉樹(スギ及びヒノキ等)、広葉樹及び綿花などの各種植物体から得られた植物性材料が挙げられる。この植物性材料は1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらのなかではケナフが好ましい。ケナフは成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できるからである。
 また、上記植物性材料として用いる植物体の部位は特に限定されず、非木質部、木質部、葉部、茎部及び根部等の植物体を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよく2ヶ所以上の異なる部位を併用してもよい。
 更に、本発明の熱可塑性樹脂組成物内に含まれる植物性材料(混合前の植物性材料)の形状は特に限定されず、繊維状であってもよく、非繊維状(粉末状、破砕物状、チップ状及び不定形状等が含まれる)であってもよい。
 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、ア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 sabdariffa等が含まれ、更に、通称名における紅麻、キューバケナフ、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。
 また、本発明におけるジュートとは、ジュート麻から得られる繊維である。このジュート麻には、黄麻(コウマ、Corchorus capsularis L.)、及び、綱麻(ツナソ)、シマツナソ並びにモロヘイヤ、を含む麻及びシナノキ科の植物を含むものとする。
〈2〉熱可塑性樹脂(B)
 上記「熱可塑性樹脂(B)」は、熱可塑性を有する樹脂であるが、後述する熱可塑性重合体成分(C)の酸変性熱可塑性樹脂と異なり、酸変性されてない熱可塑性樹脂である。この熱可塑性樹脂(B)としては、特に限定されず種々のものを用いることができる。熱可塑性樹脂(B)としては、ポリオレフィン(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、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート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、ポリブチレンテレフタレート及びポリトリメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂)}、ポリスチレン、アクリル樹脂(メタクリレート及び/又はアクリレート等を用いて得られた樹脂)、ポリアミド樹脂(ナイロン等)、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ABS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。
 更に、上記ポリエステル樹脂のなかでは、生分解性を有するポリエステル樹脂(以下、単に「生分解性樹脂」ともいう)が好ましい。生分解性樹脂としては、(1)乳酸、リンゴ酸、グルコース酸及び3-ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体、並びに、これらのヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも1種を用いた共重合体、などのヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル、(2)ポリカプロラクトン、及び、上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも1種とカプロラクトンとの共重合体、などのカプロラクトン系脂肪族ポリエステル、(3)ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート及びポリブチレンアジペート、などの二塩基酸ポリエステル、等が挙げられる。
 これらのなかでは、ポリ乳酸、乳酸と乳酸を除く他の上記ヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリカプロラクトン、及び上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも1種とカプロラクトンとの共重合体が好ましく、特にポリ乳酸が好ましい。これらの生分解性樹脂は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。尚、上記乳酸にはL-乳酸及びD-乳酸を含むものとし、これらの乳酸は単独で用いてもよく、併用してもよい。
 上記各種の熱可塑性樹脂(B)のなかでは、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂及びポリエステル樹脂のうちのポリ乳酸を含む他の樹脂との混合樹脂{ポリ乳酸アロイ(ポリスチレン、ABS、ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレン及びポリブチレンサクシネートのうちの少なくとも1種とポリ乳酸との混合樹脂等)}のうちの少なくとも1種であることが好ましい。更にこのなかでもポリオレフィンが好ましく、特にポリプロピレン(単独重合体)、ポリプロピレンを含むポリオレフィンの混合樹脂、及びプロピレンに由来する構成単位を含むオレフィン共重合樹脂のうちの少なくともいずれかの樹脂が好ましい。このうちポリプロピレンを含むポリオレフィンの混合樹脂としては、ポリプロピレンとポリエチレンとの混合樹脂が挙げられる。更に、プロピレンに由来する構成単位を含むオレフィン共重合樹脂としては、エチレン・プロピレン共重合体(ランダム共重合体及びブロック共重合体を含む)が挙げられる。これらのポリオレフィンは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、ポリプロピレン(単独重合体)及び/又はエチレン・プロピレン共重合体が特に好ましい。
〈3〉熱可塑性重合体成分(C)
 熱可塑性重合体成分(C)は、熱可塑性重合体成分(C)及び熱可塑性重合体成分(C)を含む成分であり、これらの熱可塑性重合体成分(C)と熱可塑性重合体成分(C)はいずれか一方のみが含有されてもよく、両方が含まれてもよい。
 このうち熱可塑性重合体成分(C)は、スチレン系熱可塑性エラストマー及び酸変性熱可塑性樹脂であり、熱可塑性重合体成分(C)は、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーである。
〈4〉熱可塑性重合体成分(C
 上記「スチレン系熱可塑性エラストマー」は、芳香族ビニル化合物(スチレン等)に由来する構成単位を含む共重合体であり、通常、この芳香族ビニル化合物に由来する構成単位は、芳香族ビニル重合体ブロック(ポリスチレンブロック)として含有され、スチレン系熱可塑性エラストマー内においてハードセグメントとして機能される。また、このスチレン系熱可塑性エラストマーは水素添加されていてもよく、水素添加されていなくてもよいが、特に熱可塑性樹脂(B)としてオレフィン系熱可塑性樹脂を用いる場合には、水素添加された水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。尚、スチレン系熱可塑性エラストマーは、後述する酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーと異なり、酸変性されてないスチレン系熱可塑性エラストマーである。
 このスチレン系熱可塑性エラストマーを構成する芳香族ビニル化合物としては、スチレン、アルキル置換スチレン(α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、1,3-ジメチルスチレン等)、ビニルナフタレン、ビニルアントラセンなどが挙げられる。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。これらのなかではスチレンが特に好ましい。
 尚、スチレン系熱可塑性エラストマーは、通常、その全構成単位を100モル%とした場合に芳香族ビニル化合物に由来する構成単位を5モル%を越えて(通常80モル%以下)含有する。
 また、上記芳香族ビニル重合体ブロック以外のスチレン系熱可塑性エラストマーを構成する重合体部分は、エラストマー性が得られる限りどのようなモノマーを用いて形成されていてもよいが、通常、共役ジエンを用いて形成される。この共役ジエンとしては、ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等が挙げられる。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。
 このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマー及び水素添加されてないスチレン系熱可塑性エラストマー(以下、単に「非水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマー」ともいう)とが挙げられる。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。
 このうち水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体、及び、水素添加型スチレン・イソプレン共重合体等が挙げられる。このうち水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体としては、水素添加型スチレン・ブタジエンランダム共重合体(HSBR)、及び、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体(SEBS,水素添加型スチレン・ブタジエンブロック共重合体)が挙げられる。一方、水素添加型スチレン・イソプレン共重合体としては、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体(SEPS,水素添加型スチレン・イソプレンブロック共重合体)等が挙げられる。
 また、上記非水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン・ブタジエン共重合体(非水素添加型)、及び、スチレン・イソプレン共重合体(非水素添加型)等が挙げられる。このうちスチレン・ブタジエン共重合体としては、スチレン・ブタジエンブロック共重合体が挙げられ、より具体的には、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(SBS)が挙げられる。
 一方、スチレン・イソプレン共重合体としては、スチレン・イソプレンブロック共重合体が挙げられ、より具体的には、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体(SIS)等が挙げられる。
 上記各種スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、タフテック(旭化成株式会社製、タフテックHシリーズ及びタフテックPシリーズ)、セプトン(株式会社クラレ製)、クレイトンG(クレイトンポリマー・ジャパン製)、ダイナロン(JSR株式会社製)、ハイブラー(株式会社クラレ製)、エスポレックスSB(住友化学株式会社製)、タフプレン(旭化成株式会社製)、アサプレン(旭化成株式会社製)、ソルプレン(旭化成株式会社製)、ラバロン(三菱化学株式会社製)、JSR-TR(JSR株式会社製)、JSR-SIS(JSR株式会社製)、電化STR(電気化学株式会社製)、クインタック(日本ゼオン株式会社製)、レオストマー(リケンテクノス株式会社製)等の製品が挙げられる。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。
 また、スチレン系熱可塑性エラストマーのショアA硬度は特に限定されないが、25~90であることが好ましい。この範囲では特に後述の混合溶融装置(図4~5に示す)を用いた場合の混合性がよく、植物性材料(A)、熱可塑性樹脂(B)及び熱可塑性重合体成分(C)を各々より分散性よく混合できる。このショアA硬度は30~80がより好ましく、35~75が特に好ましい。尚、上記ショアA硬度はJIS K6253のデュロメータ(タイプAデュロメータ)硬さ試験による。
 上記各種スチレン系熱可塑性エラストマーのなかでも、本発明では、スチレン・ブタジエン共重合体(水素添加型及び非水素添加型のいずれであってもよく、これらの混合物であってもよい)が好ましい。このスチレン・ブタジエン共重合体におけるスチレン含有量M{スチレン・ブタジエン共重合体全体に対するスチレンに由来する構成単位の質量割合}は、5質量%≦M<50質量%であることが好ましい。この範囲では柔軟性が高く、耐衝撃性を向上させることができる。この割合は5質量%≦M≦40質量%がより好ましく、10質量%≦M≦30質量%が更に好ましい。
 更に、スチレン・ブタジエン共重合体のなかでも、水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体がより好ましい。この水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体におけるスチレン含有量M{水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体全体に対するスチレンに由来する構成単位の質量割合}は、5質量%≦M<50質量%であることが好ましい。この範囲では柔軟性が高く、耐衝撃性を向上させることができる。この割合は5質量%≦M≦40質量%がより好ましく、5質量%≦M≦30質量%が更に好ましく、5質量%≦M≦20質量%がより更に好ましい。
 上記「酸変性熱可塑性樹脂」は、酸基を有する熱可塑性樹脂である。この酸変性熱可塑性樹脂としては、熱可塑性樹脂に酸基を導入したものが挙げられる(尚、以下では酸基が導入されていない状態の重合体を「ベースポリマー」ともいう)。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物では、スチレン系熱可塑性エラストマーと酸変性熱可塑性樹脂とを併用することによって、スチレン系熱可塑性エラストマーによる耐衝撃性向上効果を発揮させることができる。これにより、植物性材料を多く含有しながら優れた耐衝撃性を発揮できる熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。この作用は、酸変性熱可塑性樹脂を配合することで植物性材料とスチレン系熱可塑性エラストマーとの相溶性が向上されることで得られるものと考えられる。
 酸変性熱可塑性樹脂を形成する上記ベースポリマーとしては、前記熱可塑性樹脂(B)として挙げた各種熱可塑性樹脂のうちの1種又は2種以上を用いることができる。これらのなかでは、ポリオレフィンが好ましく、更にポリプロピレン(単独重合体)、ポリプロピレンを含むポリオレフィンの混合樹脂、及びプロピレンに由来する構成単位を含むオレフィン共重合樹脂が挙げられる。このうちポリプロピレンを含むポリオレフィンの混合樹脂としては、ポリプロピレンとポリエチレンとの混合樹脂が挙げられる。更に、プロピレンに由来する構成単位を含むオレフィン共重合樹脂としては、エチレン・プロピレン共重合体(ランダム共重合体及びブロック共重合体を含む)が挙げられる。これらのポリオレフィンは1種のみを用いてもよく2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、ポリプロピレン(単独重合体)が特に好ましい。
 また、酸変性熱可塑性樹脂を用いる場合、上記ベースポリマーは、熱可塑性樹脂(B)と同質であることが好ましい。この「同質」とは、[i]同じ種類の熱可塑性樹脂であって、構成単位(単量体単位)が同じであること、[ii]同じ種類の熱可塑性樹脂であって、構成単位が異なること、又は、[iii]同じ又は異なる種類の熱可塑性樹脂であって、同じ構成単位を少なくとも1種有し且つ互いに相溶性を有する熱可塑性樹脂であること、を意味する。尚、「同じ種類の熱可塑性樹脂」とは、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、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の分類において共通することを意味する。
 上記[i]としては、同一の単独重合体又は共重合体であって、分子量、粘度等の化学的性質又は物理的性質が異なる場合が挙げられる。このうち共重合体である例としては、共通する2以上の構成単位を有し、その割合が異なる場合が挙げられる。上記[ii]としては、一方がポリエチレンであり、他方がポリプロピレンである場合等が挙げられる。上記[iii]の例としては、一方がポリエチレンであり、他方がエチレン・プロピレン共重合体である場合等が挙げられる。上記[ii]及び[iii]において、熱可塑性樹脂(B)及びベースポリマーの各々の構成単位全体の50モル%以上を占める主構成単位は同じであることが好ましい。
 また、酸変性熱可塑性樹脂を形成する酸基の種類は特に限定されないが、通常、無水カルボン酸残基(-CO-O-OC-)及び/又はカルボン酸残基(-COOH)である。この酸基は共重合段階で導入されたものであってもよく、グラフト導入されたものであってもよい。また、酸基はどのような化合物により導入されたものであってもよく、その化合物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリル酸、及びメタクリル酸等が挙げられる。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。これらのなかでは、無水マレイン酸及び無水イタコン酸が好ましく、無水マレイン酸が特に好ましい。
 酸変性熱可塑性樹脂に導入される酸基の量は特に限定されないものの、酸価において5以上であることが好ましい。このような酸変性熱可塑性樹脂を用いることにより、酸変性熱可塑性樹脂の添加量を抑制しつつ高い添加効果を得ることができるからである。この酸価は、10~80がより好ましく、15~70が更に好ましく、20~60が特に好ましい。尚、この酸価はJIS K0070によるものである。
 更に、酸変性熱可塑性樹脂の分子量は特に限定されないが、重量平均分子量において10,000~200,000であることが好ましい。即ち、比較的分子量の小さい酸変性熱可塑性樹脂であることが好ましい。このような酸変性熱可塑性樹脂を用いることにより、酸変性熱可塑性樹脂の添加による熱可塑性樹脂組成物全体への性状変化を抑制しつつ、高い添加効果を得ることができる。更に、この範囲の酸変性熱可塑性樹脂を用いることにより、更に優れた耐衝撃性を発揮させることができる。この重量平均分子量は、15,000~150,000がより好ましく、25,000~120,000が更に好ましく、35,000~100,000が特に好ましい。尚、この重量平均分子量はGPC法によるものである。
 上記スチレン系熱可塑性エラストマーとして、上記のように水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーを用いる場合には、上記酸変性熱可塑性樹脂を構成するベースポリマーはポリオレフィンであることが好ましく、更には、ポリオレフィンのなかでも、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体、及びポリプロピレンとポリエチレンとの混合樹脂(アロイ)が好ましく、とりわけポリプロピレンが好ましい。従って、この酸変性熱可塑性樹脂としては、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。
〈5〉熱可塑性重合体成分(C
 上記「酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー」は、酸基を有するスチレン系熱可塑性エラストマーである。この酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン系熱可塑性エラストマーを酸変性したり、芳香族ビニル化合物と共役ジエンと酸基を有する化合物とを共重合したりするなどして得ることができる。このうち、芳香族ビニル化合物及び共役ジエンについては前記スチレン系熱可塑性エラストマーにおける各々の記載をそのまま適用できる。また、酸基を有する化合物としては、前記酸変性熱可塑性樹脂におけるこの化合物に関する記載をそのまま適用できる。
 酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーは、そのエラストマー単独で、前記熱可塑性重合体成分(C)と同じ作用を発揮することができる。この酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることより、植物性材料を多く含有しながら優れた耐衝撃性を発揮できる熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。この作用は、スチレン系熱可塑性エラストマーが酸変性されていることで植物性材料と酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーとの相溶性が向上されることで得られるものと考えられる。この酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、タフテック{旭化成株式会社製、タフテックMシリーズ(M1911、M1913、M1943及びM1953等)}等が挙げられる。
 また、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーを形成している酸基を除いた骨格となる共重合体としては、前記各種スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることができ、なかでもスチレン・ブタジエン共重合体(水素添加型及び非水素添加型のいずれであってもよく、これらの混合物であってもよい)が好ましい。このスチレン・ブタジエン共重合体におけるスチレン含有量M及びその好ましい範囲は前述の通りである。また、スチレン・ブタジエン共重合体のなかでも、水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体がより好ましい。即ち、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、酸変性された水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体がより好ましい。この酸変性された水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体におけるスチレン含有量M{酸変性された水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体全体に対するスチレンに由来する構成単位の質量割合}は、5質量%≦M<50質量%であることが好ましい。この範囲では柔軟性が高く、耐衝撃性を向上させることができる。この割合は5質量%≦M≦40質量%がより好ましく、7質量%≦M≦35質量%が更に好ましく、10質量%≦M≦30質量%がより更に好ましく、15質量%≦M≦25質量%が特に好ましい。
 酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーを形成する酸基の種類は特に限定されず、前記酸変性熱可塑性樹脂における酸基において述べたと同様に、無水カルボン酸残基(-CO-O-OC-)及び/又はカルボン酸残基(-COOH)が挙げられる。更に、この酸基は前記酸変性熱可塑性樹脂におけると同様に、無水マレイン酸により導入されることが特に好ましい。
 酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーに導入される酸基の量は特に限定されないものの、酸価において2以上であることが好ましく、2~15がより好ましく、4~13が更に好ましく、8~13が特に好ましい。尚、この酸価はJIS K0070によるものである。
 また、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーのショアA硬度は特に限定されないが、25~90であることが好ましい。この範囲では特に後述の混合溶融装置(図4~5に示す)を用いた場合の混合性がよく、植物性材料(A)、熱可塑性樹脂(B)及び熱可塑性重合体成分(C)を各々より分散性よく混合できる。このショアA硬度は30~80がより好ましく、35~75が特に好ましい。尚、上記ショアA硬度はJIS K6253のデュロメータ(タイプAデュロメータ)硬さ試験による。
〈6〉各成分の含有割合
 本発明の熱可塑性樹脂組成物に含まれる各成分の含有量は、植物性材料(A)と熱可塑性樹脂(B)と熱可塑性重合体成分(C)との合計を100質量%とした場合に、植物性材料(A)が40~95質量%である。この含有量は40~90質量%が好ましく、40~80質量%がより好ましく、40~70質量%が更に好ましい。この含有量は、通常、製造時に配合する植物性材料(A)の配合量と同じである。
 また、熱可塑性樹脂(B)は4~59質量%とすることが好ましい。この範囲では優れた流動性と機械的強度を得ることができる。この含有量は、10~55質量%がより好ましく、15~55質量%が更に好ましく、20~50質量%が特に好ましい。
 更に、熱可塑性重合体成分(C)は1~30質量%とすることが好ましい。この範囲では耐衝撃性を向上させることができる。この含有量は、2~27質量%がより好ましく、3~25質量%が更に好ましく、4~22質量%が特に好ましい。
 熱可塑性重合体成分(C)として、熱可塑性重合体成分(C)を用いる場合には、酸変性熱可塑性樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとの合計を100質量%とした場合に、酸変性熱可塑性樹脂は5~50質量%とすることが好ましい。この範囲では植物性材料と熱可塑性樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとの相互間の相溶性を特に良好にすることができ、各成分の高い分散性を得ることができる。この含有量は、6~50質量%がより好ましく、7~50質量%が更に好ましく、8~50質量%が特に好ましい。
 更に、この熱可塑性重合体成分(C)を使用する場合において、本発明の熱可塑性樹脂組成物に含まれる植物性材料(A)と熱可塑性樹脂(B)とスチレン系熱可塑性エラストマーと酸変性熱可塑性樹脂との合計を100質量%とした場合に、酸変性熱可塑性樹脂の割合は1~20質量%とすることが好ましい。この範囲では、熱可塑性樹脂組成物内から酸変性熱可塑性樹脂がブリードすることを防止しつつ、高い相溶化効果を得ることができる。この含有量は、1~15質量%がより好ましく、1.5~12質量%が更に好ましい。
 尚、これらの各成分の含有量は、通常、製造時に配合する各成分の配合量と同じである。
 本発明の熱可塑性樹脂組成物には、植物性材料(A)、熱可塑性樹脂(B)、及び熱可塑性重合体成分(C)以外にも他の成分を配合できる。他の成分としては、各種帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤等も配合できる。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。但し、これらの他の成分が含有される場合には、熱可塑性樹脂組成物全体(100質量%)に対して合計で10質量%以下である。
[2]熱可塑性樹脂組成物の製造方法
 前記本発明の熱可塑性樹脂組成物を得る方法は特に限定されず、前記熱可塑性樹脂組成物を得ることができればよく、その混合順序等は特に限定されないが、例えば、下記(1)及び(2)の方法が挙げられる。
 (1)前記熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、混合溶融装置を用いて、上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)を溶融させながら上記植物性材料(A)と混合する混合工程と、
 上記混合工程で得られた混合物を、押し固めてペレットを得るペレット化工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法(以下、単に「第1の方法」ともいう)。
 (2)混合溶融装置を用いて、上記熱可塑性樹脂(B)を溶融させながら上記植物性材料(A)と混合する混合工程と、
 上記混合工程で得られた混合物を、押し固めてペレットを得るペレット化工程と、
 上記ペレットと上記熱可塑性重合体成分(C)とを混合してペレット混合物を得るペレット混合工程と、
 上記ペレット混合物を射出成形して熱可塑性樹脂組成物(熱可塑性樹脂組成物からなる成形体として得られる)を得る射出成形工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法(以下、単に「第2の方法」ともいう)。
 上記第1の方法及び上記第2の方法で用いる、植物性材料(A)、熱可塑性樹脂(B)及び熱可塑性重合体成分(C)については前述した各々を用いることができる。また、その配合割合も前述の含有量の通りとすることが好ましい。尚、上記のうちの熱可塑性樹脂(B)及び熱可塑性重合体成分(C)は、ペレットで配合してもよくコンパウンドで配合してもよいが、上記混合溶融装置を用いた場合により良好な混合を行うことができることからペレットが好ましい。
 また、上記植物性材料(A){混合前の植物性材料}の形状は特に限定されず、繊維状及び非繊維状の形態が挙げられる。このうち非繊維状としては、粉末状(粒状及び球状等を含む)、チップ状(板状及び薄片状等を含む)及び不定形状(粉砕物状等を含む)などの形態が含まれる。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。
 上記のうち繊維状の植物性材料(以下、単に「植物性繊維」ともいう)は、植物体から取り出された繊維であり、且つ長さ(繊維長)Lに対する径(繊維径)tの割合L/tが5.0~20,000であるものをいう。この植物性繊維において、上記繊維長Lは、通常、0.5~300mmであり、上記繊維径tは、通常、0.01~1mmである。この繊維長は、JIS L1015における直接法と同様に、1本の植物性繊維を伸張させずにまっすぐに伸ばし、置尺上で測定した値(L)である。一方、繊維径は、繊維長を測定した当該植物性繊維について、繊維の長さ方向の中央における繊維径を光学顕微鏡を用いて測定した値(t)である。
 更に、この植物性繊維の平均繊維長及び平均繊維径等は特に限定されないが、平均繊維長は、20mm以下が好ましい。平均繊維長が20mm以下の植物性繊維を用いることで、植物性繊維を用いることによる前記効果をよりよく得ることができる。この平均繊維長は1~15mmがより好ましく、1.5~10mmが更に好ましく、2~7mmが特に好ましい。この平均繊維長は、JIS L1015に準拠して、直接法にて無作為に単繊維を1本ずつ取り出し、伸張させずにまっすぐに伸ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計200本について測定した平均値である。
 一方、上記平均繊維径は、0.2mm以下が好ましい。平均繊維径が0.2mm以下の植物性繊維を用いることで、植物性繊維を用いることによる前記効果をよりよく得ることができる。この平均繊維径は0.01~0.15mmがより好ましく、0.01~0.1mmが特に好ましい。この平均繊維径は、無作為に単繊維を1本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央における繊維径を光学顕微鏡を用いて実測し、合計200本について測定した平均値である。
 また、上記のうち、非繊維状の植物性材料(以下、単に「非繊維状植物性材料」ともいう)は、植物体から取り出された上記繊維状には含まれない形態の植物性材料である。その大きさは特に限定されないが、例えば、最大長さ(粒状の場合は最大粒径)は20mm以下(通常0.1mm以上、更には0.3~20mm、より更には0.3~15mm、特に0.5~10mm)とすることが好ましい。
 更に、その形状が粉末状である場合には、平均粒径は5.0mm以下(通常0.1mm以上、更には0.2~5.0mm、より更には0.3~4.0mm、特に0.3~3mm、とりわけ0.5~2mm)とすることが好ましい。尚、平均粒径とは、粒度分布測定装置によって測定された粒度分布におけるD50の値である。
 尚、本方法により得られる熱可塑性樹脂組成物では、上記混合前の植物性材料の形状及び大きさは、熱可塑性樹脂組成物内でそのまま維持されてもよく、維持されなくてもよい。維持されない場合としては、混合時に更に細かく粉砕されて熱可塑性樹脂組成物内に含まれる場合が挙げられる。
 また、植物性材料としてケナフを用いる場合、上記植物性繊維としてはケナフ繊維が挙げられ、上記非繊維状植物性材料としてはケナフコア粉末が挙げられる。本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法では上記のように非繊維状植物性材料を用いることができる。即ち、ケナフにおいてはケナフコア粉末を用いることができることとなる。
 このケナフは靭皮と称される外層部分とコアと称される芯材部分とからなるが、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いのに対して、コアはケナフ全体の60体積%程をも占めるにも関わらず、植物性繊維にすることができない。更に、見掛け比重が小さく嵩高いために取扱い性が悪く、樹脂等との混練が難しく、コアは廃棄又は燃料化されることが多い。しかし、本方法によれば、ケナフコアを植物性材料として利用しつつも機械的特性に優れ且つ射出成形が可能な高い流動性を有する熱可塑性樹脂組成物を選ることができる。
 上記「混合溶融装置」は、第1の方法では、植物性材料(A)と熱可塑性樹脂(B)と熱可塑性重合体成分(C)とを混合溶融する装置であり、第2の方法では、植物性材料(A)と熱可塑性樹脂(B)とを混合溶融する装置であって、押出タイプのものを除いた装置である。この混合溶融装置の種類などは特に限定されないが特に下記混合溶融装置が好ましい。この混合溶融装置を用いた場合には、植物性材料(A)と熱可塑性樹脂(B)とを特に良好に混合することができる。
 この混合溶融装置{以下、図3、図4(図4は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開04/076044号パンフレット図1を引用)及び図5(図5は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開04/076044号パンフレット図2を引用)参照}としては、国際公開04/076044号パンフレットに記載の混合溶融装置1が好ましい。即ち、混合溶融装置1は、材料供給室13と、該材料供給室13に連接された混合室3と、該材料供給室13と該混合室3とを貫通して回転自在に設けられた回転軸5と、該材料供給室13内の該回転軸5に配設され且つ該材料供給室13に供給された混合材料(植物性材料等)を該混合室3へ搬送するらせん状羽根12と、該混合室3内の該回転軸5に配設され且つ該混合材料を混合する混合羽根10a~10fと、を備える混合溶融装置が好ましい。
 上記混合溶融装置を用い、混合材料を混合溶融装置1(材料供給室13)へ投入し、混合溶融装置1の混合羽根10a~10fを回転させることで、植物性材料及び熱可塑性樹脂{第1の方法においては、更に熱可塑性重合体成分(C)}が共に、混合室3の内壁へ向かって押し付けるように打撃し且つ押し進められ、材料同士の衝突するエネルギー(熱量)により短時間で熱可塑性樹脂{第1の方法においては、更に熱可塑性重合体成分(C)}が軟化され、更には溶融され、植物性材料と混合され、更には混練される。また、得られる混合物(ペレット化前の熱可塑性樹脂組成物)には射出成形が可能な優れた流動性が発現される。
 上記混合羽根10a~10fは、上記回転軸5の円周方向の一定角度間隔の部位における軸方向において対向すると共に、回転方向において互いの対向間隔が狭まるような取付け角で該回転軸5に配設された少なくとも2枚の混合羽根(10a~10f)によって構成され、該混合羽根10a~10fの該回転軸5に対する取付け角は、該回転軸5に取り付けられる該混合羽根10a~10fの根元部から半径方向外方の先端部まで同一であることが好ましく、更には、上記混合羽根10a~10fが矩形板状をなすことが好ましい。
 また、上記混合室は、該混合室を構成する壁に冷却媒体を循環させることができる混合室冷却手段を備えることがより更に好ましい。この構成により、混合室内の過度な温度上昇を抑制でき、熱可塑性樹脂{第1の方法においては、更に熱可塑性重合体成分(C)}の分解及び熱劣化を抑制(更には防止)できる。
 上記「混合」における各種条件は特に限定されないが、例えば、混合時の温度は特に限定されないが、混合室外壁の温度を200℃以下(より好ましくは150℃以下、更に好ましくは120℃以下)に制御することが好ましく、更には、50℃以上(より好ましくは60℃以上、更に好ましくは80℃以上)に制御することが好ましい。また、この温度は10分以内(より好ましくは5分以内)に到達させることが好ましい。短時間で高温にすることで急激に水分を蒸散させると共に上記混合を行うことができ、熱可塑性エラストマーの劣化をより効果的に抑制できる。更に、上記温度範囲とするのも15分以内(より好ましくは10分以内)とすることが好ましい。
 また、上記温度の制御は、混合溶融装置の混合羽根の回転速度を制御することによって行うことが好ましい。より具体的には、混合羽根の先端の回転速度を5m/秒~50m/秒となるように制御することが好ましい。この範囲に制御することで、効率よく熱可塑性樹脂{第1の方法においては、更に熱可塑性重合体成分(C)}を軟化・溶融させつつ、植物性材料とより強力に(より均一に)混合することができる。
 更に、この混合における終点は特に限定されないが、上記回転軸に負荷されるトルクの変化により決定できる。即ち、上記回転軸に負荷されるトルクを測定し、そのトルクが最大値となった後に混合を停止することが好ましい。これにより、混合材料を相互に分散性よく混合できる。更に上記トルクの最大値となった後にトルクが低下し始めてから混合を停止させることがより好ましい。特に最大トルクに対して40%以上(とりわけ好ましくは50~80%)のトルク範囲で混合を停止することが特に好ましい。これにより、混合材料を相互により分散性よく混合できると共に、混合室内部から混合物(ペレット化前の熱可塑性樹脂組成物)を160℃以上の温度で取り出すことができ、混合室内に熱可塑性樹脂組成物が付着して残存されることをより確実に防止できる。
 上記ペレット化工程は、上記混合工程で得られた混合物を、押し固めてペレットを得る工程である(図3参照)。
 ペレット化は、どのように行ってもよい。即ち、例えば、上記混合溶融装置と、得られた熱可塑性樹脂組成物が除熱される前にペレット化(細分化)できるペレット化装置と、が一体的に設けられた装置を用いる場合には、混合とペレット化とを連続的に行ってペレットを得ることができる。また、上記のようなペレット化装置が併設されていない装置を用いる場合は、混合溶融装置からは、通常、塊状の混合物が得られるため、この塊状の混合物をペレット化することでペレットを得ることができる。尚、塊状の混合物は、通常、ペレット化前に破砕を行う。破砕方法は特に限定されないが、従来公知の破砕機を用いて行うことができる。
 上記のうち混合溶融装置から塊状の混合物を得る場合においては、混合工程の後に、混合工程で得られた混合物を加熱せず押し固めてペレットを得るペレット化工程を備えることが好ましい(図3参照)。このように加熱せず押し固めてペレット化することで、例えば、混合工程で得られた混合物を再度溶融させて二軸押出し機等の一般的な方法を用いてペレット化を行う場合に比べて、混合物への熱履歴を低減できるために得られる成形体の機械的特性をより高く維持できる。
 この加熱せず押し固めてペレット化するペレット化工程では、どのような装置及び手段を用いてもよいが、特に各種圧縮成形方法を用いることが好ましい。この圧縮成形方法としては、例えば、ローラー式成形方法及びエク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混合物がダイ内に圧入された後、ダイ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、エクストルーダ式成形方法は、エク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混合物がダイ内に圧入された後、ダイから押し出されて成形される。これらの圧縮成形方法のなかでは、特にローラーディスクダイ式成形方法を用いる方法が好ましい。この圧縮成形方法で用いられるローラーディスクダイ式成形機は圧縮効率が高く特に好適である。
 更に、本方法では下記特定のローラーディスクダイ式成形機500(図3及び主要部を図6に例示)を用いてペレット化することが特に好ましい。即ち、複数の貫通孔511が穿設されたディスクダイ51と、該ディスクダイ51上で転動されて該貫通孔511内に非圧縮物(混合物)を押し込むプレスローラ52と、該プレスローラ52を駆動する主回転軸53と、を備え、上記ディスクダイ51は、上記貫通孔511と同方向に貫通された主回転軸挿通孔512を有し、上記主回転軸53は、上記主回転軸挿通孔512に挿通され且つ該主回転軸53に垂直に設けられたプレスローラ固定軸54を有し、上記プレスローラ52は、上記プレスローラ固定軸54に回転可能に軸支されて上記主回転軸53の回転に伴って上記ディスクダイ51表面で転動されるローラーディスクダイ式成形部50を有するローラーディスクダイ式成形機(ペレット化装置)500である。
 このローラーディスクダイ式成形機500では、上記構成に加えて更に、上記プレスローラ52は表面に凹凸521を備えるものであることが好ましい。また、主回転軸53の回転に伴って回転される切断用ブレード55を備えることが好ましい。
 上記ローラーディスクダイ式成形機500では、例えば、図6においては、主回転軸53の上方から投入された混合物をプレスローラ52が備える表面凹凸521が捉えて貫通孔511内に押し込み、ディスクダイ51の裏面側から押し出される。押し出された紐状の混合物は、切断用ブレード55により適宜の長さに切断されてペレット化され、下方に落下されて回収される。
 得られるペレットの形状及び大きさは特に限定されないが、柱状(その他の形状であってもよいが、円柱状が好ましい)であることが好ましい。また、その最大長さは1mm以上(通常20mm以下)とすることが好ましく、1~10mmがより好ましく、2~7mmが特に好ましい。
 また、前述の第1の方法では、このペレット化工程を行うことで、本発明の熱可塑性樹脂組成物を得ることができるが、前記第2の方法では、ペレット化工程後に、得られたペレットと熱可塑性重合体成分(C)とを混合(ドライブレンド混合)するペレット混合工程と、その後に得られたペレット混合物を溶融混合する工程(第2の方法では射出成形することで溶融混合される)とを要する。
 上記ペレット混合工程では、ペレット化工程で得られたペレット(第1ペレット)と熱可塑性重合体成分(C)とをドライブレンド(即ち、各成分を溶融させることなく混合、更に換言すれば、通常各々の混合前の形状を維持して行う混合)することができればよく、どのような装置及び手段を用いてもよい。このペレット混合工程で用いるペレット混合装置(ペレットブレンダー)としては、ジャータンブラー、プラウシャーミキサー、パドルブレンダー、リボンブレンダー、ロータリーブレンダー、高速ロータリーブレンダー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー及びスーパーミキサー等が挙げられる。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。
 上記射出成形工程は、第1の方法ではペレット化工程で得られたペレットを射出成形して熱可塑性組成物成形体を得る工程であり、第2の方法ではペレット混合物を射出成形して熱可塑性組成物(熱可塑性樹脂組成物からなる成形体)を得る工程である。
 この射出成形における各種成形条件及び使用する装置等は特に限定されず、目的とする成形体及び性状、使用されている熱可塑性樹脂の種類等により適宜のものとすることが好ましい。
 また、本方法では上記各工程以外に他の工程を備えることができる。他の工程としては、混合工程前に、用いる植物性材料を押し固めて原料ペレットを調製する工程(原料ペレット作製工程)が挙げられる。この原料ペレット作製工程を備えることで、植物性材料(A)と他の成分{熱可塑性樹脂(B)及び熱可塑性重合体成分(C)}との間の比重差を小さくでき、作業性が向上され、混合の際の材料の偏在も抑制でき、各成分が相互に均一に分散された熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。更に、得られる成形体は高い機械的強度を有する。
[3]成形体
 本発明の成形体は、前記第1の方法により得られた熱可塑性樹脂組成物(ペレット化された熱可塑性樹脂組成物)を射出成形してなる。射出成形については前述の通りである。本発明の成形体によれば、植物性材料を40~95質量%と多く含みながら射出成形可能であり且つ耐衝撃性に優れる。特に大きな撓み量と適度な大きさの曲げ弾性率を備える。
 また、本発明の熱可塑性樹脂組成物は植物性材料を40~95質量%と多く含みつつも、優れた流動性を有するため、成形時の計量時間(射出成形機における計量時間等)、及び射出時間などを短縮できる結果、成形サイクルが短縮されて、成形効率を向上させることができる。従って、優れた耐衝撃性を備える成形体を安価に効率よく製造することができる。
 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。この成形体は、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として用いられる。このうち自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等が挙げられる。具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポ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が挙げられる。
 以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
[1]熱可塑性樹脂組成物の製造
 (1)実験例1~17(実施例1~5、9~12及び14~17)
 下記に示す各植物性材料(A)、熱可塑性樹脂(B)、熱可塑性重合体成分(C)を、表1及び表2に示す組合せ及び配合量で用い、混合溶融装置1(株式会社エムアンドエフ・テクノロジー製、WO2004-076044号に示された器機)の材料供給室(図4の13)に投入{各植物性材料(A)と熱可塑性樹脂(B)と熱可塑性重合体成分(C)とで合計700g}した後、混合室(容量5L、図4の3)内で混合した。この混合に際して混合羽根(図3の10及び図5の10a~10f)は回転速度2000rpmで回転させた。そして、混合羽根にかかる負荷(トルク)が上昇し、最大値に達して(100%を超えて)6秒後を終点として混合を停止して、得られた混合物(ペレット化前の熱可塑性樹脂組成物)を混合溶融装置から排出した。
 その後、得られた混合物を破砕機(株式会社ホーライ製、形式「Z10-420」)を用いて5.0mm程度に破砕した後、ローラーディスクダイ式成形機500{株式会社菊川鉄工所製、形式「KP280」、貫通孔径(図6の511)4.2mm}に、フィダー周波数20Hzで投入し、各混合物を直径約4mm且つ長さ約5mmの円柱状のペレットにした。その後、得られたペレットをオーブンにて100℃で24時間乾燥させて、実験例1~17の熱可塑性樹脂組成物を得た。尚、実験例2と実験例10、実験例8と実験例13は、それぞれ同じ熱可塑性樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[植物性材料(A)]
 「ケナフコア」;粒径1.0mm以下のケナフコアの破砕物(ケナフコアを破砕後、目開き1.0mm円孔板篩の篩下として選別)。
 「ケナフ繊維」;平均繊維長3mmのケナフ繊維(ケナフ繊維の裁断物を篩選別後、JIS L1015に準拠して、直接法にて無作為に単繊維を1本ずつ取り出し、伸張させずにまっすぐに伸ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計200本についての平均値)。
[熱可塑性樹脂(B)]
 「PP」   ;ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製、品名「ノバティックNBX03HRS」)
[熱可塑性重合体成分(C)]
 「TPS」  ;水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体(スチレン系熱可塑性エラストマー、旭化成株式会社製、品名「タフテック H1221」、ショアA硬度42、スチレン含有量12質量%)
 「酸変性PP」;無水マレイン酸変性ポリプロピレン(酸変性熱可塑性樹脂、三洋化成工業株式会社製、品名「ユーメックス #1001」、ベースポリマーがポリプロピレン、重量平均分子量が40,000、溶融粘度が16,000mPa・s、酸価が26)。
[熱可塑性重合体成分(C)]
 「酸変性TPS」;酸変性水素添加型スチレン・ブタジエン共重合体(酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー、旭化成株式会社製、品名「タフテック H1943」、ショアA硬度67、酸価10、スチレン含有量20質量%)
[2]成形体の製造
 上記[1]で得られた実験例1~17の各熱可塑性樹脂組成物を射出成形機(住友重機械工業株式会社製、形式「SE100DU」)に各々投入し、シリンダー温度190℃、型温度40℃の条件で、各種試験片(長さ80mm×幅10mm×厚さ4mm)を成形した。
[3]成形体の評価
 上記[2]で得られた実験例1~17の成形体の曲げ弾性率及び撓み量を測定した。このうち曲げ弾性率については、各試験片を支点間距離(L)64mmとした2つの支点(曲率半径5mm)で支持しつつ、支点間中心に配置した作用点(曲率半径5mm)から速度2mm/分にて荷重の負荷を行い測定した(JIS K7171に準拠)。また、撓み量については、曲げ試験における破断点までの作用点のストローク量を計測することで測定を行った。この結果は上記表1及び上記表2に併記した。更に、実験例9~12より、スチレン系熱可塑性エラストマーの含有量と撓み量及び曲げ弾性率との相関を図1に、実験例13~17より、酸変性熱可塑性樹脂の含有量と撓み量及び曲げ弾性率との相関を図2に、各々グラフとして示した。
[4]実施例の効果
 表1より、実験例6(比較例)は、熱可塑性重合体成分(C)を含まない例であり、その撓み量は2.5mmであり、曲げ弾性率は4500MPaである。
 これに対して、実験例8(比較例)は、実験例6(比較例)におけるケナフコアの一部に換えてスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)を含有させた例であり、その撓み量は3.5mmであり、曲げ弾性率は2300MPaである。即ち、植物性材料の一部に換えてTPSを含有させることで曲げ弾性率は大きく低下(-49%)させることができたものの、撓み量は1.4倍となるにとどまることが分かる。
 上記実験例8(比較例)に対して、実験例2(実施例)は、実験例8におけるPPの一部に換えて酸変性PPを含有させた例であり、その撓み量は13mmであり、曲げ弾性率は2400MPaである。即ち、PPの一部を酸変性PPに換えることで曲げ弾性率をほぼ変化させずに、撓み量は3.7倍(実験例6に対しては5.2倍)もの大きさに飛躍的に向上されていることが分かる。このことから、TPSだけでなく、酸変性PPを併用することで飛躍的な耐衝撃性の向上が得られることが分かる。
 また、実験例6(比較例)に対して、実験例6の熱可塑性樹脂(B)の一部を、熱可塑性重合体成分(C)で置換した組成に相当する実験例3(実施例)では、撓み量が10mmであり、曲げ弾性率が2800MPaである。即ち、熱可塑性重合体成分(C)の配合により、撓み量は4倍と飛躍的に向上され、曲げ弾性率は62%まで低下させることができた。
 同様に、実験例6(比較例)の熱可塑性樹脂(B)の一部を、熱可塑性重合体成分(C)で置換した組成に相当する実験例5(実施例)では、撓み量が8mmであり、曲げ弾性率が2900MPaである。即ち、熱可塑性重合体成分(C)の配合により、撓み量は3.2倍と飛躍的に向上され、曲げ弾性率は64%まで低下させることができた。
 また、実験例7(比較例)は、撓み量が3mmであり、曲げ弾性率が5000MPaである。これに対して、実験例7の熱可塑性樹脂(B)の一部を、熱可塑性重合体成分(C)で置換した組成に相当する実験例4(実施例)では、撓み量が18mmであり、曲げ弾性率が3200MPaである。即ち、熱可塑性重合体成分(C)の配合により、撓み量は6倍と飛躍的に向上され、曲げ弾性率は64%まで低下させることができた。
 更に、表2及び図1より、酸変性PPの配合量を固定したままで、TPSの配合量を大きくすると、図1に示すように、撓み量は大きくなると共に、曲げ弾性率は低下させることができる。
 また、表2及び図2より、TPSの配合量を固定したままで、酸変性PPの配合量を大きくすると、撓み量を飛躍的に大きくできることが分かる。従って、TPSと酸変性PPとの両方の配合により、撓み量を大きくしつつも、曲げ弾性率を適度な大きさにコントロールできることが分かる。この結果、PPと植物性材料とのみを混合した成形体に比べて、飛躍的に大きな撓みを発揮させることができると共に、割れるときには過度な応力を蓄積することなく割れるという実用性に優れた熱可塑性樹脂組成物及び成形体が得られることが分かる。
 本発明の熱可塑性組成物及びその製造方法並びに成形体は、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。特に自動車、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に好適であり、なかでも自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等に好適である。具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポ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、外装材及び構造材にも好適である。具体的には、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としても好適である。

Claims (9)

  1.  植物性材料(A)と、熱可塑性樹脂(B)と、下記熱可塑性重合体成分(C)及び下記熱可塑性重合体成分(C)のうちの少なくとも一方の熱可塑性重合体成分(C)と、を含有し、
     上記植物性材料(A)、上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)の合計を100質量%とした場合に、該植物性材料が40~95質量%であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
     (C);スチレン系熱可塑性エラストマー及び酸変性熱可塑性樹脂
     (C);酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー
  2.  上記熱可塑性重合体成分(C)は1~30質量%である請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3.  上記熱可塑性重合体成分(C)のスチレン系熱可塑性エラストマーは、水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーである請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4.  上記熱可塑性樹脂(B)は、ポリプロピレン及び/又はエチレン・プロピレン共重合体である請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5.  上記酸変性熱可塑性樹脂は、酸価が5以上であり且つ重量平均分子量が10,000~200,000である酸変性ポリプロピレンである請求項4に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6.  上記熱可塑性重合体成分(C)の酸変性スチレン系熱可塑性エラストマーは、酸変性された水素添加型スチレン系熱可塑性エラストマーである請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7.  請求項1乃至6のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
     混合溶融装置を用いて、上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)を溶融させながら上記植物性材料(A)と混合する混合工程と、
     上記混合工程で得られた混合物を、押し固めてペレットを得るペレット化工程と、を備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
  8.  上記混合溶融装置は、上記混合を行う混合室及び該混合室内に配置された混合羽根を備え、
     上記混合工程は、上記混合室中で上記混合羽根の回転により溶融された上記熱可塑性樹脂(B)及び上記熱可塑性重合体成分(C)と上記植物性材料(A)とを混合する請求項7に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
  9.  請求項1乃至6のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物が射出成形されてなることを特徴とする成形体。
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