(57)【要約】【課題】安価に得ることができ、かつ耐衝撃性が向上した繊維強化樹脂組成物を提供する。【解決手段】繊維強化樹脂組成物は、樹脂と、前記樹脂中に分散された植物繊維とを含み、前記樹脂の少なくとも一部は、前記植物繊維の表面の少なくとも一部と直接接し、前記樹脂の引張強度をσｒとし、前記樹脂と前記植物繊維との間の界面せん断応力をσｒｆとし、前記植物繊維の引張強度をσｆとした場合、σｒ、σｒｆおよびσｆの関係は、σｒ＜σｒｆ＜σｆを満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、前記樹脂中に分散された植物繊維とを含む繊維強化樹脂組成物であって、
前記樹脂の少なくとも一部は、前記植物繊維の表面の少なくとも一部と直接接し、
前記樹脂の引張強度をσｒとし、前記樹脂と前記植物繊維との間の界面せん断応力をσｒｆとし、前記植物繊維の引張強度をσｆとした場合、前記σｒ、前記σｒｆおよび前記σｆは、以下の式（１）で表わす関係を満たす、繊維強化樹脂組成物。
σｒ＜σｒｆ＜σｆ  ・・・（１）
【請求項２】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂である、請求項１に記載の繊維強化樹脂組成物。
【請求項３】
前記樹脂は、そのガラス転移温度および融点の両方またはいずれか一方が、前記植物繊維の分解開始温度以下である、請求項１または２に記載の繊維強化樹脂組成物。
【請求項４】
前記植物繊維は、前記繊維強化樹脂組成物中に０．１質量％以上５０質量％以下含まれる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂組成物を含む、樹脂成形品。
【請求項６】
前記樹脂成形品は、直方体に成形された場合、
前記植物繊維の一本以上は、その長手方向が前記樹脂成形品の厚み方向と平行でない、請求項５に記載の樹脂成形品。
【請求項７】
請求項５または６に記載の樹脂成形品を含む、電子写真形成装置。
【請求項８】
請求項５または６に記載の樹脂成形品を含む、電子写真形成装置用外装部品。
【請求項９】
スナップフィット構造を有する、請求項８に記載の電子写真形成装置用外装部品。
【請求項１０】
給紙カセットである、請求項８または９に記載の電子写真形成装置用外装部品。
【請求項１１】
電子写真形成装置の底部に配置され、かつ前記電子写真形成装置を支持する支持部品である、請求項８または９に記載の電子写真形成装置用外装部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂組成物、これを含む樹脂成形品、電子写真形成装置および電子写真形成装置用外装部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂組成物は、軽量であるだけでなく、引張強度などの機械的強度にも優れるため、車両、船舶、鉄道の内外装部品、住宅設備機器、オフィス機器などに利用され、従来より用途の広い材料であることが知られている。その中で、動物、植物などの天然物に由来する繊維（天然繊維）と、樹脂とを複合化することにより、機械的特性を向上させた天然繊維強化樹脂組成物がバイオマス活用の一環として提案されている。ただし天然繊維強化樹脂組成物は、一般に剛性が改善されるものの、耐衝撃性が低下するといわれている。このため天然繊維強化樹脂組成物については、上述の内外装部品、住宅設備機器およびオフィス機器などの材料として外部から衝撃を受ける箇所での利用が困難であるとされる。
【０００３】
これに対し、たとえば特開２０１１−１２６９８７号公報（特許文献１）は、生分解性樹脂に絹繊維を強化剤として添加することにより、耐衝撃性を向上させた天然繊維強化生分解性樹脂複合材料を開示している。さらに特開２００８−２０８１９４号公報（特許文献２）は、植物繊維の表面をシラノール縮合物で処理し、植物繊維に強度を付与した上で、これを樹脂に添加することにより、耐衝撃性を向上させた樹脂複合材料を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２６９８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２０８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１の複合材料は、絹繊維が用いられ、原料コストが高くなるので汎用することが難しいという課題がある。絹繊維は耐熱性に乏しいため、複合化する樹脂が著しく限定されるという意味においても汎用性に課題がある。上記特許文献２の樹脂複合材料は、植物繊維であるセルロース繊維の表面をシラノール縮合物で処理するために上記セルロース繊維を開繊する工程を要し、煩雑さの問題および製造コストが増加するという問題がある。したがって、安価に得ることができ、かつ耐衝撃性が向上した繊維強化樹脂組成物は、未だ開発されていない。
【０００６】
上記実情に鑑み、本発明は、安価に得ることができ、かつ耐衝撃性が向上した繊維強化樹脂組成物、これを含む樹脂成形品、電子写真形成装置および電子写真形成装置用外装部品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】
本発明者らは、安価に得ることができ、かつ耐衝撃性が向上した繊維強化樹脂組成物の開発を進める中で、まず安価に入手することができる各種の植物繊維および樹脂を用いることにより、安価な繊維強化樹脂組成物を得ることに注目した。次いで、このような繊維強化樹脂組成物において、耐衝撃性を備えさせることについて鋭意検討を重ねた。その結果、繊維強化樹脂組成物が破壊されるまでに要するエネルギー（外部衝撃の大きさ）を、樹脂自体の引張強度に相当する破断エネルギーと、植物繊維と樹脂との間で発生する摩擦力（界面せん断応力に植物繊維の長手方向の長さを乗じた値）に相当するエネルギーとの和とすることにより、植物繊維を含まない樹脂のみからなる組成物に比べ耐衝撃性を向上させることができることを知見した。本発明者はこの知見に基づき、樹脂の破断エネルギー、植物繊維と樹脂との間の界面せん断応力、および植物繊維の破断エネルギーが一定の関係を満たす場合、繊維強化樹脂組成物は、これを構成する樹脂および植物繊維の種別に関わらず樹脂からなる組成物に比べて耐衝撃性が向上することを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明に係る繊維強化樹脂組成物は、樹脂と、上記樹脂中に分散された植物繊維とを含む繊維強化樹脂組成物であって、上記樹脂の少なくとも一部は、上記植物繊維の表面の少なくとも一部と直接接し、上記樹脂の引張強度をσｒとし、上記樹脂と上記植物繊維との間の界面せん断応力をσｒｆとし、上記植物繊維の引張強度をσｆとした場合、上記σｒ、上記σｒｆおよび上記σｆは、以下の式（１）で表わす関係を満たす。
σｒ＜σｒｆ＜σｆ  ・・・（１）。
【０００９】
上記樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
上記樹脂は、そのガラス転移温度および融点の両方またはいずれか一方が、上記植物繊維の分解開始温度以下であることが好ましい。
【００１０】
上記植物繊維は、上記繊維強化樹脂組成物中に０．１質量％以上５０質量％以下含まれることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る樹脂成形品は、上記繊維強化樹脂組成物を含む。
上記樹脂成形品は、直方体に成形された場合、上記植物繊維の一本以上は、その長手方向が上記樹脂成形品の厚み方向と平行でないことが好ましい。
【００１２】
本発明に係る電子写真形成装置は、上記樹脂成形品を含む。
本発明に係る電子写真形成装置用外装部品は、上記樹脂成形品を含む。上記電子写真形成装置用外装部品は、スナップフィット構造を有することが好ましい。
【００１３】
さらに上記電子写真形成装置用外装部品は、給紙カセットであることが好ましい。
上記電子写真形成装置用外装部品は、上記電子写真形成装置の底部に配置され、かつ上記電子写真形成装置を支持する支持部品であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安価に得ることができ、かつ耐衝撃性が向上した繊維強化樹脂組成物、これを含む樹脂成形品、電子写真形成装置および電子写真形成装置用外装部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の繊維強化樹脂組成物が「σｒ＜σｒｆ＜σｆ」の式で表わされる関係を満たすことを、繊維強化樹脂組成物に対して外部衝撃を与えた場合の経時的変化を示すことにより説明する説明図である。
【図２】本実施形態の電子写真形成装置の一例を示す斜視図である。
【図３】本実施形態の電子写真形成装置外装部品の一例として筐体部を示す斜視図である。
【図４】本実施形態の電子写真形成装置外装部品が有するスナップフィット構造の一例を説明する説明図である。
【図５】本実施形態の電子写真形成装置外装部品の一例として給紙カセットを示す斜視図である。
【図６】本実施形態の電子写真形成装置外装部品の一例として支持部品を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態について、さらに詳細に説明する。以下の実施形態において図面を用いて説明する場合、同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。
【００１７】
ここで本明細書において「Ａ〜Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
【００１８】
≪繊維強化樹脂組成物≫
本実施形態に係る繊維強化樹脂組成物は、たとえば図１（ａ）に示すように、樹脂１と、この樹脂１中に分散された植物繊維２とを含む繊維強化樹脂組成物である。樹脂１の少なくとも一部は、植物繊維２の表面の少なくとも一部と直接接する。繊維強化樹脂組成物は、樹脂１の引張強度をσｒとし、樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力をσｒｆとし、植物繊維２の引張強度をσｆとした場合、上記σｒ、上記σｒｆおよび上記σｆは、以下の式（１）で表わす関係を満たす。
σｒ＜σｒｆ＜σｆ  ・・・（１）。
【００１９】
このような繊維強化樹脂組成物は、植物繊維２を含まない樹脂１のみからなる組成物に比べ、耐衝撃性を向上させることができる。特に繊維強化樹脂組成物は、これを構成する樹脂１および植物繊維２の種別に関わらず、上記式（１）で表わす関係を満たす限り、植物繊維２を含まない樹脂１のみからなる組成物に比べ、耐衝撃性を向上させることができる。
【００２０】
＜樹脂＞
繊維強化樹脂組成物は、上述のように樹脂１と、この樹脂１中に分散された植物繊維２とを含む。樹脂１は、その引張強度が上記式（１）で表わす関係を満たし、かつ本発明の効果を奏する限り、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂をはじめとするあらゆる種類の樹脂を用いることができる。この中で樹脂１は、熱可塑性樹脂であることが好ましい。これにより植物繊維２との組合せにおいて、上記式（１）で表わす関係を満たす繊維強化樹脂組成物を容易に得ることができる。同様に繊維強化樹脂組成物を容易に得る観点から、樹脂１は、そのガラス転移温度および融点の両方またはいずれか一方が、植物繊維２の分解開始温度以下であることが好ましい。
【００２１】
ここで「樹脂のガラス転移温度および融点の両方またはいずれか一方が、植物繊維の分解開始温度以下である」とは、繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂および植物繊維に関し、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などのように、樹脂がガラス転移温度および融点の両方を有する場合、その両方の温度よりも植物繊維の分解開始温度が低いか同じであることを意味する。また、たとえばポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのように、樹脂がガラス転移温度および融点の一方のみを有する場合、その一方の温度よりも植物繊維の分解開始温度が低いか同じであることを意味する。上記ＰＳおよびＰＭＭＡは、ガラス転移温度のみを有する。
【００２２】
樹脂のガラス転移温度および融点の両方またはいずれか一方が、植物繊維の分解開始温度以下であることにより、繊維強化樹脂組成物は、植物繊維を分解させることなく樹脂へ添加することができる。したがって、繊維強化樹脂組成物において植物繊維の引張強度（σｆ）を、樹脂に添加する前の値のまま維持することが期待できる。これにより上記式（１）で表わす関係を満たす繊維強化樹脂組成物を容易に得ることができる。
【００２３】
上述のように本実施形態では、引張強度が上記式（１）で表わす関係を満たし、かつ本発明の効果を奏する限り、樹脂として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂をはじめ、あらゆる従来公知の樹脂を用いることができる。この中で樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。具体的には、たとえばポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、脂肪族および芳香族ポリエステル樹脂（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などの脂肪族ポリエステル樹脂、ならびに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、ポリトリメチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル樹脂）、ポリスチレン、アクリル樹脂（メタクリレートおよびアクリレートの両方またはいずれか一方を用いて得られる樹脂）、ポリアミド樹脂（ナイロンなど）、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂などを用いることが好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂の組成は、たとえばフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）を用いて分析することにより特定することができる。
【００２５】
＜植物繊維＞
繊維強化樹脂組成物は、上述のように樹脂１と、この樹脂１中に分散された植物繊維２とを含む。本明細書において「植物繊維」とは、植物に由来する繊維であって、複数の高分子鎖が絡み合い、束となって構成される線状体をいう。したがって植物繊維の「表面」とは、植物繊維を構成する複数の高分子鎖からなる線状体において、最表面に位置する高分子鎖の外側の露出面をいう。
【００２６】
植物繊維２は、その引張強度が上記式（１）で表わす関係を満たし、かつ本発明の効果を奏する限り、従来公知のあらゆる種類の植物繊維を用いることができる。たとえば植物質天然繊維、再生繊維、精製セルロース繊維などに分類される植物繊維２を、その引張強度が上記式（１）で表わす関係を満たし、かつ本発明の効果を奏する限りにおいていずれも用いることができる。
【００２７】
具体的には、植物質天然繊維として綿、ケナフ、ジュート、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、竹などの繊維を例示することができる。再生繊維としては、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、ニトロセルロースなどの繊維を例示することができる。精製セルロース繊維としては、テンセル（登録商標）、リヨセルなどの繊維を例示することができる。これらの繊維は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２８】
ここで植物繊維は、上述のように複数の高分子鎖が絡み合い、束となった状態で存在する線状体である。特に、本実施形態において植物繊維は、その長手方向に対して垂直方向の断面の大きさ（以下、「繊維径」とも記す）が、１μｍ以上である繊維を指す。植物繊維は、たとえば平均繊維径が１〜１００μｍであり、長手方向の平均長さが１０μｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。植物繊維２は、さらに好ましくは平均繊維径が１〜２０μｍであり、長手方向の平均長さが５００μｍ〜１０ｍｍである。植物繊維２の平均繊維径および長手方向の平均長さが上述の範囲である場合、上記式（１）で表わす関係を満たす繊維強化樹脂組成物をより容易に得ることができる。
【００２９】
植物繊維は、繊維強化樹脂組成物中に０．１質量％以上５０質量％以下含まれることが好ましい。植物繊維は、繊維強化樹脂組成物中に０．５質量％以上５０質量％以下含まれることがより好ましく、１質量％以上３０質量％以下含まれることが特に好ましい。繊維強化樹脂組成物中に含まれる植物繊維の比率が上述の範囲である場合も、上記式（１）で表わす関係を満たす繊維強化樹脂組成物をより容易に得ることができる。
【００３０】
繊維強化樹脂組成物を構成する植物繊維の種別は、たとえばフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）と顕微鏡による形態観察とを組み合わせることにより特定することができる。
【００３１】
植物繊維の平均繊維径および長手方向の平均長さは、植物繊維をプレパラートなどの基板に固定し、これを光学顕微鏡を用いて観察することにより画像データを得、この画像データを計測することにより求めることができる。平均繊維径および長手方向の平均長さの算出のため、測長する植物繊維の母数は、少なくとも１００個以上とすることが好ましい。具体的には、繊維強化樹脂組成物から任意の形状の成形品を製造し、その成形品に対し、たとえばメタノール、オルト−ジクロロベンゼンなどの有機溶剤を用いることによって植物繊維と樹脂とに分離し、もって植物繊維を採取する。この植物繊維について上述の方法を用いることにより、その平均繊維径および長手方向の平均長さを求めることができる。
【００３２】
＜繊維強化樹脂組成物中の樹脂および植物繊維の位置関係＞
本実施形態に係る繊維強化樹脂組成物において、樹脂１の少なくとも一部は、植物繊維２の表面の少なくとも一部と直接接する。具体的には、繊維強化樹脂組成物中で無秩序に配列した樹脂１の高分子鎖の少なくとも一部と、植物繊維２の表面の少なくとも一部とが直接接している。これにより、繊維強化樹脂組成物が外部衝撃を受けた場合において、後述するように樹脂１と植物繊維２との間の摩擦力（樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力（σｒｆ）に植物繊維の長手方向の長さを乗じた値に相当するエネルギー）を作用させることができ、もって繊維強化樹脂組成物の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３３】
繊維強化樹脂組成物は、上述のように樹脂１の少なくとも一部が植物繊維２の表面の少なくとも一部と直接接する。したがって植物繊維２の表面と樹脂１との間には、本発明の効果を奏する限り、繊維強化樹脂組成物に添加された添加剤が存在してもよい。さらに植物繊維２の表面と樹脂１との間には、空隙が存在してもよい。
【００３４】
繊維強化樹脂組成物に添加される添加剤は、本発明の効果を損なわない限り、その含有量が制限されることはない。添加剤の種類としては、強化材、充填剤（ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維、金属繊維、天然繊維、セラミックスファイバー、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、セピオライト、アスベスト、タルク、マイカ、セリサイト、カオリン、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ、セラミックビーズ、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、クレーなど）、難燃剤（臭素系、リン系、無機水酸化物系、含窒素系、シリコーン系、硫酸系など）、紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、レゾルシノール系など）、熱安定剤（ヒンダードフェノール系、ホスファイト系ヒドロキノンなど）、滑剤（炭化水素系、脂肪酸系、脂肪酸エステル系、脂肪族アルコール系、脂肪酸アマイド系、脂肪酸金属石鹸系など）可塑剤（ポリエステル系、グリセリン系、多価カルボン酸エステル系、ポリアルキレングリコール系、エポキシ系、ヒマシ油系など）、顔料（カーボンブラック、酸化チタン、硫化カドミウム、フタロシアニンなど）、ドリップ防止剤（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など）、シランカップリング剤（アルコキシシラン、ビニル系、アミノ系、エポキシ系など）、酸無水物化合物（無水マレイン酸、無水コハク酸、酸無水物をグラフトまたは共重合した高分子化合物など）、結晶核剤、酸化防止剤、耐光剤、耐候剤、帯電防止剤、導電材などを例示することができる。
【００３５】
繊維強化樹脂組成物において、樹脂１の少なくとも一部が植物繊維２の表面の少なくとも一部と直接接していることは、次の方法により特定することができる。すなわち、繊維強化樹脂組成物から直方体の成形品を製造し、この成形品の表面に対して垂直方向に切断した切断面を有する断面サンプルを得る。次いで、この断面サンプルを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、商品名：「Ｓ−４８００」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察することにより特定することができる。
【００３６】
＜耐衝撃性と式（１）との関係＞
本実施形態に係る繊維強化樹脂組成物は、上述のとおり樹脂１の引張強度をσｒとし、樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力をσｒｆとし、植物繊維２の引張強度をσｆとした場合、上記σｒ、上記σｒｆおよび上記σｆは、以下の式（１）で表わす関係を満たす。
σｒ＜σｒｆ＜σｆ  ・・・（１）。
【００３７】
以下、上記式（１）の関係を満たす場合、繊維強化樹脂組成物が、植物繊維２を含まない樹脂１のみからなる組成物に比べて、耐衝撃性が向上する理由を図１（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ説明する。
【００３８】
まず上記式（１）において、植物繊維２の引張強度（σｆ）は、樹脂１の引張強度（σｒ）よりも大きく、かつ樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力（σｒｆ）よりも大きい。この場合において、図１（ａ）に示す繊維強化樹脂組成物は、外部衝撃（応力）によって破断するまでに、樹脂１の破断エネルギー、および樹脂１と植物繊維２との間の摩擦力の和に相当するエネルギーを要することとなる。これを図面を用いて説明すれば、繊維強化樹脂組成物は、外部衝撃（応力）によって破断するまでに、まず図１（ｂ）に示すように樹脂１中にクラックが発生する。次いで図１（ｃ）に示すように、樹脂１と植物繊維２との界面においてクラックが発生し、最後に図１（ｄ）に示すように樹脂１において、植物繊維２の長手方向に沿って延伸する両端を矢先とした矢印で表わされる破断が起こる。
【００３９】
この図１（ａ）〜（ｄ）において、図１（ｂ）における樹脂１中のクラックが樹脂１の破断エネルギーを表わす。図１（ｃ）における樹脂１と植物繊維２との界面に発生するクラック、および図１（ｄ）における植物繊維２の長手方向に沿って延伸する両端を矢先とした矢印が、樹脂１と植物繊維２との間の摩擦力に相当するエネルギーを表わす。ここで上記摩擦力は、樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力（σｒｆ）に植物繊維の長手方向の長さを乗じた値に相当するエネルギーと等価となる。
【００４０】
このように繊維強化樹脂組成物が外部衝撃（応力）で破断するには、図１（ａ）〜（ｄ）にクラックおよび矢印で表わしたような樹脂１の破断エネルギーおよび樹脂１と植物繊維２との間の摩擦力の和に相当するエネルギーを要する。これに対し、樹脂１からなる組成物が外部衝撃（応力）によって破断するのに要するエネルギーは、樹脂１の破断エネルギーのみである。したがって繊維強化樹脂組成物は、樹脂１からなる組成物に比べ、耐衝撃性を向上させることができる。
【００４１】
特に上記式（１）において、植物繊維２の引張強度（σｆ）は、樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力（σｒｆ）よりも大きい。これにより繊維強化樹脂組成物は、樹脂１と植物繊維２との間に摩擦力が作用する前に、植物繊維２が破断することがなくなる。さらに植物繊維２の引張強度（σｆ）が樹脂１の引張強度（σｒ）よりも大きいことにより、樹脂１が破断する前に植物繊維２が破断することもなくなる。樹脂１と植物繊維２との間の界面せん断応力（σｒｆ）が樹脂１の引張強度（σｒ）よりも大きいことにより、繊維強化樹脂組成物が外部衝撃（応力）によって破断するとき、必ず樹脂１の破断エネルギーおよび樹脂１と植物繊維２との間の摩擦力の和に相当するエネルギーを要することとなる。
【００４２】
以上より、上記式（１）の関係を満たす場合、繊維強化樹脂組成物が、植物繊維２を含まない樹脂１のみからなる組成物に比べて、耐衝撃性を向上させることができる。
【００４３】
＜作用＞
本実施形態によれば、樹脂の引張強度をσｒとし、樹脂と植物繊維との間の界面せん断応力をσｒｆとし、植物繊維の引張強度をσｆとした場合、上記σｒ、上記σｒｆおよび上記σｆがσｒ＜σｒｆ＜σｆの関係を満たす限りにおいて、樹脂および植物繊維の種別に関わらず、植物繊維を含まない樹脂のみからなる組成物に比べて耐衝撃性が向上した繊維強化樹脂組成物を提供することができる。
【００４４】
＜繊維強化樹脂組成物の製造方法＞
本実施形態に係る繊維強化樹脂組成物は、植物繊維を添加することを除き、特に制限されることなく、従来公知の樹脂組成物の製造方法により製造することができる。繊維強化樹脂組成物は、たとえば上述した各成分（樹脂および植物繊維）、ならびに必要に応じて添加する安定剤などの添加剤を混合撹拌することにより混合物を得る工程（混合工程）、および上記混合物を溶融混練することにより繊維強化樹脂組成物を得る工程（射出成形工程）を実行することにより製造することができる。
【００４５】
（混合工程）
混合工程における混合撹拌の方法は、従来公知の方法を用いることが可能である。混合工程では、たとえばドライブレンド法に従って、ヘンシェル（登録商標）ミキサー（商品名：「ＦＭ−ＭＩＸＥＲ」、日本コークス工業株式会社製）などを使用し混合撹拌することにより混合物を得ることができる。この場合において樹脂と植物繊維とは、それぞれ１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４６】
（射出成形工程）
射出成形工程において使用する装置などは特に限定されず、目的とする樹脂成形品およびその性状、使用されている熱可塑性樹脂の種類などに応じて適宜の装置を選択することが好ましい。たとえば射出成形機（商品名：「Ｊ１１０ＡＤ」、株式会社日本製鋼所製）などを使用し、上記混合物を射出成形機内のシリンダに投入するとともに溶融混錬することにより繊維強化樹脂組成物を得ることができる。このとき射出成形機内のシリンダの温度を、植物繊維の分解開始温度以下とし、かつ樹脂のガラス転移温度および融点の両方またはいずれか一方よりも高温とすることが好ましい。シリンダ温度は、溶融混練する植物繊維および樹脂の種類などに応じ、植物繊維の分解を抑制し、かつ樹脂の流動性を担保することができる温度に制御することが好ましい。
【００４７】
≪樹脂成形品≫
本実施形態に係る樹脂成形品は、上記繊維強化樹脂組成物を含む樹脂成形品である。このような樹脂成形品は、上記繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂のみからなる樹脂成形品に比べ、耐衝撃性を向上させることができる。
【００４８】
＜直方体の成形品＞
樹脂成形品は、直方体に成形された場合、上記植物繊維の一本以上は、その長手方向が樹脂成形品の厚み方向と平行でないことが好ましい。直方体に成形された樹脂成形品は、その厚み方向と平行な向きに外部衝撃（応力）を受ける場合が多い。この場合において樹脂成形品は、植物繊維の一本以上の長手方向が樹脂成形品の厚み方向と平行でないことにより、破断するまでに必ず樹脂１と植物繊維２との間の摩擦力を作用させることが可能となる。もって樹脂成形品は、樹脂１のみからなる組成物に比べて、耐衝撃性をより向上させることができる。
【００４９】
ここで本明細書において樹脂成形品は、直方体に成形された場合、本発明の効果が奏される限り、上記樹脂成形品中の植物繊維の一本以上は、その長手方向が当該樹脂成形品の厚み方向と平行でないということができる。なぜなら上記樹脂成形品中の植物繊維の長手方向のすべてが当該樹脂成形品の厚み方向と平行である場合、樹脂と植物繊維との間の摩擦力を作用させることが困難となるためである。したがって本実施形態において樹脂成形品は、直方体に成形された場合、樹脂のみからなる樹脂成形品に比べて耐衝撃性が向上する効果を有するか否かを調べることにより、植物繊維の一本以上の長手方向が上記樹脂成形品の厚み方向と平行でないことを特定することができる。
【００５０】
本実施形態に係る樹脂成形品の耐衝撃性は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１０：１９９９に規定された試験方法に準拠し、アイゾット衝撃強さの値を求めることにより測定することができる。したがって本実施形態において樹脂成形品が、植物繊維を含まない樹脂のみからなる樹脂成形品に比べて耐衝撃性が向上するかどうかについては、各樹脂成形品のアイゾット衝撃強さの値をそれぞれ求め、これを比較することにより確認することができる。
【００５１】
本実施形態に係る樹脂成形品は、特に制限されることなく、上述の製造方法により得た繊維強化樹脂組成物を、射出成形法、押出成形法などの従来公知の成形方法を用いて成形することにより製造することができる。なかでも本実施形態に係る樹脂成形品は、使用の便宜の観点から、上述したような射出成形工程を経て射出成形することにより製造することが好ましい。
【００５２】
さらに本実施形態に係る樹脂成形品は、樹脂および植物繊維、ならびに必要に応じて添加される添加剤を押し固めてペレット化したペレット、または上記樹脂、植物繊維および添加剤を粉砕処理した粉砕物を、それぞれ上述した射出成形機へ投入することによっても製造することができる。具体的には、上記ペレットまたは粉砕物を上述した射出成形機のホッパーを通じてシリンダに投入し、このシリンダにおいて上述した温度で溶融混錬した上で、金型へ射出することにより樹脂成形品を製造することができる。
【００５３】
≪電子写真形成装置≫
本実施形態に係る電子写真形成装置は、上述した樹脂成形品を含む電子写真形成装置である。この樹脂成形品は、上述のとおり繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂のみからなる樹脂成形品に比べ、耐衝撃性を向上させることができる。したがって、本実施形態に係る電子写真形成装置は、各種の外部衝撃に対して耐性を示すことができる。
【００５４】
本実施形態に係る電子写真形成装置は、所謂電子写真方式の複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional  Peripheral）として実装される画像形成装置であることが好ましい。たとえば図２に示すように、電子写真形成装置１００は、プリントエンジン１１０と、原稿読取部１２０と、排出トレイ１３０と、液晶画面１４０とを含む。
【００５５】
電子写真形成装置１００において、原稿読取部１２０は、原稿読取部１２０に実装されたイメージスキャナーにより原稿を読み取り、その読み取り結果をプリントエンジン１１０に対する入力画像として出力する。プリントエンジン１１０では、電子写真方式の画像形成プロセスによりフルカラーの印刷出力が実行される。印刷出力された媒体は、排出トレイ１３０へ排出される。液晶画面１４０は、ユーザーに対する情報が表示される。液晶画面１４０は、タッチパネルとしてユーザーからの操作を受け付けることもできる。なお電子写真形成装置１００は、カラー画像の形成に限定されるわけではなく、モノクロ画像の形成にも適用可能である。
【００５６】
このような電子写真形成装置１００において、上記樹脂成形品をたとえば廃トナーＢＯＸ、現像ハウジング、給紙ガイドなどの各種ハウジング、手差しトレー、カバー、レールなどとして用いることができる。
【００５７】
≪電子写真形成装置用外装部品≫
本実施形態に係る電子写真形成装置用外装部品は、上述した樹脂成形品を含む電子写真形成装置用外装部品である。電子写真形成装置用外装部品は、たとえば図３に示すように、図２に示す電子写真形成装置１００の筐体部２００として用いることができる。筐体部２００は、人および物体との接触等によって外部衝撃を受ける場合がある。このため耐衝撃性が向上した上記樹脂成形品を用いることが好適となる。
【００５８】
＜スナップフィット構造＞
本実施形態に係る電子写真形成装置用外装部品は、たとえば図４に示すようなスナップフィット構造２１０を有することが好ましい。スナップフィット構造における「スナップフィット」とは、金属部品およびプラスチック部品などの結合に用いられる機械的接合法の一種であって、材料の弾性を利用してはめ込むことにより上記金属部品およびプラスチック部品を固定する方式のことをいう。具体的には、図４に示すように、板ばねの先端にフック状の凸部２１１を、材料の弾性を利用して固定しようとする部品の凹部２１２にはめ込んで引っ掛けることにより、機械的に固定する方式である。
【００５９】
電子写真形成装置用外装部品が有するスナップフィット構造としては、上述した板ばねの先端にフック状の凸部２１１を設けるタイプのスナップフィット構造に限定されることなく、従来公知のあらゆる種類のスナップフィット構造を有することができる。たとえば円筒の周囲に凸状の保持部を設けたタイプ、ボールジョイント状のボール・ソケットタイプなどのスナップフィット構造を有することができる。スナップフィット構造は、材料の弾性を利用してはめ込むことによって上記金属部品およびプラスチック部品を固定するため、その固定時に外部衝撃を受ける場合がある。このため耐衝撃性が向上した上記樹脂成形品を用いることが好適となる。
【００６０】
＜給紙カセット＞
さらに本実施形態に係る電子写真形成装置用外装部品は、たとえば図５に示すように、給紙カセット２２０であることが好ましい。この給紙カセット２２０は、図２に示す電子写真形成装置１００において、プリントエンジン１１０の内部の構成部品として設置される。給紙カセット２２０は、その内部に複数枚の用紙が載置され、プリントエンジン１１０において印刷出力が実行される際に、上記用紙が１枚ずつ給紙ローラーによって用紙搬送路に搬送される。給紙カセット２２０は、プリントエンジン１１０の内部に収容される際などに外部衝撃を受ける場合がある。このため耐衝撃性が向上した上記樹脂成形品を用いることが好適となる。
【００６１】
＜支持部品＞
電子写真形成装置用外装部品は、たとえば図６に示すように、電子写真形成装置の底部に配置され、かつ電子写真形成装置を支持する支持部品２３０であることが好ましい。この支持部品２３０は、図２に示す電子写真形成装置１００において、上述のように底部に配置されることにより、電子写真形成装置１００を支持することができる（なお図２に支持部品は現れていない）。支持部品２３０は、電子写真形成装置を支持するために常時、外部衝撃を受ける。さらに電子写真形成装置の移動の際などにも外部衝撃を受ける場合がある。このため耐衝撃性が向上した上記樹脂成形品を用いることが好適となる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６３】
＜繊維強化樹脂成形品の製造＞
≪試料１≫
樹脂として熱可塑性樹脂であるポリプロピレンからなる住友化学株式会社製の住友ノーブレン（登録商標）グレードＷ１０１（以下、「樹脂Ａ」とも記す）を９５質量％、植物繊維としてレンチング・ファイバーズ社製の繊度１．７ｄｔｅｘ、長さ４ｍｍのテンセル（登録商標）（以下、「植物繊維Ａ」とも記す）を５質量％準備し、それらを射出成形機（商品名：「Ｊ１１０ＡＤ」、株式会社日本製鋼所製）に投入し、シリンダから金型へ射出することにより、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１０に規定された試験片からなる試料１の樹脂成形品を得た。上記射出成形機を用いた射出成形において、金型の温度は５０℃とした。
【００６４】
≪対照試料１≫
上記樹脂Ａ１００質量％からなる樹脂を上記射出成形機を用いて射出成形することにより、上記試料１の樹脂成形品と同じ形状の試験片からなる対照試料１の樹脂成形品を得た。上記射出成形機を用いた射出成形におけるシリンダおよび金型の温度条件は、試料１の場合と同じとした。
【００６５】
≪試料２≫
樹脂として熱可塑性樹脂であるポリプロピレンからなる住友化学株式会社製の住友ノーブレン（登録商標）グレードＦＳ２０１１ＤＧ３（以下、「樹脂Ｂ」とも記す）を９５質量％、植物繊維Ａを５質量％準備し、それらを上記射出成形機に投入し、シリンダから金型へ射出することにより、上記試料１の樹脂成形品と同じ形状の試験片からなる試料２の樹脂成形品を得た。上記射出成形機を用いた射出成形において、金型の温度は試料１の場合と同じとした。
【００６６】
≪対照試料２≫
上記樹脂Ｂ１００質量％からなる樹脂を上記射出成形機を用いて射出成形することにより、上記試料２の樹脂成形品と同じ形状の試験片からなる対照試料２の樹脂成形品を得た。上記射出成形機を用いた射出成形におけるシリンダおよび金型の温度条件は、試料２の場合と同じとした。
【００６７】
≪物性評価≫
＜アイゾット衝撃強さの値の算出＞
ＪＩＳ  Ｋ  ７１１０：１９９９に規定された試験方法に準拠することにより、上記試料１、対照試料１、試料２および対照試料２の各樹脂成形品におけるアイゾット衝撃強さの値（単位は、ｋＪ／ｍ2）を求めた。結果を表１に示す。樹脂成形品は、アイゾット衝撃強さの値が大きい値であるほど、耐衝撃性に優れると評価される。なお、試料１が実施例であり、上記式（１）を満たさない試料２が比較例である。
【００６８】
【表１】
2020094098.tif 000003
【００６９】
＜考察＞
表１から明らかなように、実施例である試料１の樹脂成形品は、対照試料１の樹脂成形品に比してアイゾット衝撃強さの値に優れることから、耐衝撃性に優れると評価される。比較例である試料２の樹脂成形品は、対照試料２の樹脂成形品に比してアイゾット衝撃強さの値に劣ったため、樹脂への植物繊維の添加によって耐衝撃性が向上しなかったことが理解される。
【００７０】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１  樹脂、２  植物繊維、１００  電子写真形成装置、１１０  プリントエンジン、１２０  原稿読取部、１３０  排出トレイ、１４０  液晶画面、２００  筐体部、２１０  スナップフィット構造、２１１  凸部、２１２  凹部、２２０  給紙カセット、  ２３０  支持部品。
【図１】
2020094098.tif 000004
【図２】
2020094098.tif 000005
【図３】
2020094098.tif 000006
【図４】
2020094098.tif 000007
【図５】
2020094098.tif 000008
【図６】
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