(57)【要約】      （修正有）【課題】安価にでき、且つ、強度も有する天然繊維ペレット及び天然繊維強化生分解性樹脂複合材料を提供する。【解決手段】天然繊維束を駆動案内する駆動ユニット５と、加熱ヒータにてパラフィン等を溶融する溶融槽６０とを有する密着固定装置本体を備えた天然繊維束の密着固定装置１により、パラフィン等を密着固定させて作製した均一長さの天然繊維ペレットと、生分解性樹脂を適切に配合分布させた高品位の、地球環境に支障の少ない天然繊維強化生分解性樹脂複合材料が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然繊維束を駆動案内する駆動ユニットと、加熱ヒータにてパラフィン等を溶融する溶融槽とを有する密着固定装置本体を備えたことを特徴とする天然繊維束の密着固定装置。
【請求項２】
前記溶融槽から前記駆動ユニットを出し入れ可能な、昇降装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の天然繊維束の密着固定装置。
【請求項３】
前記溶融槽から前記駆動ユニットを出した状態を維持する位置保持機構を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の天然繊維束の密着固定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の天然繊維の密着固定装置により、天然繊維をパラフィンにて密着固定させ、所定長さに切断してなる射出成形用の天然繊維ペレット。
【請求項５】
請求項４に記載の天然繊維ペレットを、所定の繊維重量含有率で生分解性樹脂のペレットとドライブレンドにて混合して射出成形してなることを特徴とする天然繊維強化生分解性樹脂複合材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
構造物への応用が可能な天然繊維強化生分解性樹脂複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用プラスチックは軽量・高強度などの特性を有することから様々な分野に用いられている。しかし、使用後の処理において、地球環境への負荷（支障）が大きいことや、そのことが生態系の破壊にも繋がることが問題視されている。
【０００３】
そこで廃棄後に自然界の微生物によって最終的に水と炭酸ガスに分解される生分解性プラスチックが開発され注目されている。しかし、汎用プラスチックに比べ力学的特性が劣るため、繊維強化複合材料としてその欠点を補う。樹脂の生分解性を損なわない強化法として強化材の繊維に天然繊維を利用し生分解性複合材料とすることが知られている。中でも繊維に絹繊維を使用すると、絹繊維の破断伸びが大きい特長を生かし、高靭性・高強度を有する複合材料となることが期待される。繊維強化複合材料に関する繊維ペレットを取り扱ったものとして、特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０２７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された発明においては、溶剤を用いたり、この溶剤を揮発させたりと手の込んだ工数と時間が多く必要としており、高価なものであった。
【０００６】
その他の従来技術においても、短繊維強化複合材料の射出成形では、予め所定の重量割合で繊維と樹脂を共に押出機に投入して混合用繊維ペレットを作製している。この方法では高温、高圧下の押出し過程での繊維の折損、劣化、曲がりやダマ（玉）になりやすく射出成形品の性能が低いものであった。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて、安価にでき、且つ、強度も有する天然繊維ペレット及び天然繊維強化生分解性樹脂複合材料を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、天然繊維束を駆動案内する駆動ユニットと、加熱ヒータにてパラフィン等の溶融槽とを有する密着固定装置本体とを備えたことを特徴とする天然繊維束の密着固定装置である。
請求項２の発明は、前記溶融槽内から前記駆動ユニットを出し入れ可能な、昇降装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の天然繊維束の密着固定装置である。
請求項３の発明は、前記溶融槽から前記駆動ユニットを出した状態を維持する位置保持機構を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の天然繊維束の密着固定装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３に記載の天然繊維の密着固定装置により、天然繊維をパラフィンにて密着固定させ、所定長さに切断してなる射出成形用の天然繊維ペレットである。
請求項５の発明は、請求項４に記載の天然繊維ペレットを、所定の繊維重量含有率で生分解性樹脂のペレットとドライブレンドにて混合して射出成形してなることを特徴とする天然繊維強化生分解性樹脂複合材料である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来の混練押出機を用いた繊維ペレットの損傷や高温劣化を伴わず、粘度が低く、且つ、天然繊維束への影響がほとんど無いパラフィン等を用いて絹、竹、綿などの天然繊維束を密着固定させて天然繊維ペレットの製造が可能である。繊維長さも所定のものに制御し、切断することができ、均一長さの天然繊維と生分解性樹脂を適切に配合分布させた高品位の天然繊維強化生分解性樹脂複合材料が製作可能である。工程の簡素化によりコスト削減の効果もある。請求項２，請求項３では、上記の作用効果を発揮すると共に、密着固定前の天然繊維束の交換が容易である。請求項４，請求項５では、地球環境に支障の少ない天然繊維ペレットと天然繊維強化生分解性樹脂複合材料が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】は、本発明に係る天然繊維ペレット化のための天然繊維束の密着固定装置の一例の．全体構成を示す正面図である。
【図２】は、本発明に係る天然繊維ペレット化のための天然繊維束の密着固定装置本体と、送出機と、巻取機とを示す正面図である。
【図３】は、本発明に係る天然繊維ペレット化のための天然繊維束の密着固定装置本体と、送出機と、巻取機とを示す平面図である。
【図４】において、図４（ａ）は、本発明に係る天然繊維束の駆動ユニットの平面図であり、図４（ｂ）は、天然繊維束の駆動ユニットの正面図である。
【図５】は、本発明に係る天然繊維束の駆動ユニットの背面図である。
【図６】において、図６（ａ）は、天然繊維束の密着固定装置本体に設けた位置保持機構の正面図である。図６（ｂ）は、天然繊維束の密着固定装置本体に設けた位置保持機構の右側面図である。
【図７】は、引張試験片を示す図である。
【図８】は、プルアウト試験片を示す図である。
【図９】は、衝撃試験片を示す図である。
【図１０】は、引張試験の結果を示す図である。
【図１１】は、プルアウト試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明に係る天然繊維ペレット化のための天然繊維の密着固定装置１の一例の．全体構成を示す正面図である。図１を参照して、底面にキャスター２ａ，２ａと、ストッパー２ｂ、２ｂとを有する基台２の上面に架台３がボルト３ａ，３ａにより取り付けられている。この架台３の中央部に、密着固定装置本体４が載置されており、その右方端部上に送出機取り付けフレーム７２が図示されないボルト７２ａにより取り付けられており、この送出機取り付けフレーム７２に設けられている繰り出し電動機を有する送出機本体７１が、着脱自在に密着固定前の天然繊維束７４が券回されている巻枠７３が、支持されている。天然繊維の密着固定装置１には、図示してないＣＰＵ（中央処理装置）と、電源ランプやアラーム表示灯等を含む表示装置や、電源スイッチ等のスイッチ類や、電源装置等を備えた制御部９４が電気配線で各部と接続されていて、別に据え付けられているものとする。
【００１２】
送出機７０の左隣に第１のダンサーロール機構７７が設けられている。この第１のダンサーロール機構７７は、前記したように繰り出し電動機を有する送出機本体７１を備えてなる送出機７０から繰り出される天然繊維束７４が密着固定装置本体４に、一定の張力を加えて供給されるように構成されたものである。
【００１３】
図２は（図１に対して、第１のダンサーロール機構７７と第２のダンサーロール機構８７と冷却装置９０とが省略されている。）、本発明に係る天然繊維ペレット化のための天然繊維の密着固定装置本体４と、送出機７０と、巻取機８０とを示す正面図である。図３は、本発明に係る天然繊維ペレット化のための天然繊維の密着固定装置本体４と、送出機７０と、巻取機８０とを示す平面図である。図４において、図４（ａ）は、本発明に係る天然繊維の駆動ユニット５の平面図であり、図４（ｂ）は、天然繊維の駆動ユニット５の正面図である。図５は、本発明に係る天然繊維の駆動ユニット５の背面図である。
【００１４】
そして、図２と図４（ａ）と図４（ｂ）、そして、図５を参照して、前記架台３の中央部に、載置されている密着固定装置本体４は、溶融槽６０と天然繊維の駆動ユニット５とによりなる。
【００１５】
更に詳述すると、この天然繊維の駆動ユニット５は、枠体６を備えている。この枠体６は、右ブラケット７と左ブラケット９と、この左右側板７、９を繋ぐ前側板上１４と後側板上１７と、前側板下１９と後側板下２２とにより、これらの各側板の互いに接している部分では、図示しないねじ止め又は溶接等により互いに固着して枠体６を構成している。そして、右ブラケット７は、両端部に直角の曲げ起こし部前７ａと曲げ起こし部後７ｂとを備えている。これらの曲げ起こし部前７ａと曲げ起こし部後７ｂとには、各々下部切り欠き８ａ，８ｂとがあり、これらの切り欠き８ａ，８ｂとは、後述の第２の軸２９を回転自在に支承する軸受け２１、２１を取り付ける軸受け箱２０と取り付けねじ２０ａとの干渉を防止をする。更に、図５を参照して、曲げ起こし部後７ｂの上部にも切り欠き８ｃがあり、この切り欠き８ｃは、後述する減速機付きの電動機１８を取り付けるカラー１８ａ，とボルト２０ａとの干渉防止をする。
【００１６】
右ブラケット７は、上方中央部の取り付け孔に、天然繊維束７４の貫通する孔１１ａを有するガイドノズル１１が、ロックナット１２により固着されている。このガイドノズル１１の下方の近くに平行して、先端部にＥ形止め輪用溝１３ａを有するポスト１３が溶接されている。このポスト１３には、後述するリニア・アクチュエータ６７のアーム６７ａが、カラー６８ａとカラー６８ｂとに挟まれてＥリング６８ｃにて止められている。リニア・アクチュエータ６７は図示しない取り付けねじ６７ｂ，６７ｂにて下カバー６１に取り付けてある。
【００１７】
左ブラケット９は、右ブラケット７と同様に、上方中央部の取り付け孔（図示せず）に、密着固定済みの天然繊維束（蝋含浸済みの糸束）８４の貫通する孔１１ａを有するガイドノズル１１が、ロックナット１２により固着されている。このガイドノズル１１の下方の近くに平行して、先端部にＥ形止め輪用溝１３ａを有するポスト１３が溶接されている。このポスト１３には、後述するリニア・アクチュエータ６７のアーム６７ａが、カラー６８ａとカラー６８ｂとに挟まれてＥリング６８ｃにて止められている。リニア・アクチュエータ６７は図示しない取り付けねじ６７ｂ，６７ｂにて下カバー６１に取り付けてある。
【００１８】
枠体６を形成し、対向する前側板上１４と後側板上１７とにおいて、右方寄りの内側面同士に軸受け箱２０、２０と取り付けねじ２０ａ、２０ａとにより、取り付けられている軸受け２１、２１が、第１の軸２５を支承している。第１の軸２５は軸受け２１に適合するようにやや外径を細く段付き形状にして内輪に嵌合させている。そして、この第１の軸２５の中央部に、外周に凹溝を有する第１のガイドローラ２６が固着されており、第１の軸２５と一体に回転する。そして、この第１の軸２５は、後側板上１７にて軸受け２１の支承されている部分が後側板上１７を貫いて延在し、プーリ取り付け部２５ａを形成し、そこに雌ねじ孔２５ｂを設けて、第１の２連の歯付きプーリ２７を取り付けねじ２７ａにて取り付けている。前述したように（図４（ａ）と図５を参照して、）曲げ起こし部後７ｂの上部にも切り欠き８ｃがあり、この切り欠き８ｃにて干渉防止を図りながら、後側板上１４の右上方にカラー１８ａを介して，ボルト２０ａにて減速機付きの電動機１８を取り付けてある。そしてこの減速機付きの電動機１８のモータ軸に、駆動用歯付きプーリ２３を取り付けねじ２７ａにて取り付けてある。この駆動用歯付きプーリ２３と、前記第１の２連の歯付きプーリ２７の後側板上１７寄りの内側の歯付きプーリとが対応して、ここに第１の歯付きベルト４２が巻回して掛け渡されている。
【００１９】
次に、枠体６を形成し、前側板下１９と対向する後側板下２２とにおいて、右方寄りの内側面同士に軸受け箱２０、２０と取り付けねじ２０ａ、２０ａとにより、取り付けられている軸受け２１、２１が、第２の軸２８を支承している。第２の軸２８は軸受け２１に適合するようにやや外径を細く段付き形状にして内輪に嵌合させている。そして、この第２の軸２８の中央部に、外周に凹溝を有する第２のガイドローラ２９が固着されており、第２の軸２８と一体に回転する。そして、軸受け箱２０、２０の取り付けねじ２０ａ、２０ａとの干渉防止に、前記右ブラケット７の曲げ起こし８の下部切り欠き８ａが設けられていることが前述した通りである。
【００２０】
枠体６を形成し、対向する前側板上１４と後側板上１７とにおいて、左方寄りの内側面同士に軸受け箱２０、２０と取り付けねじ２０ａ、２０ａとにより、取り付けられている軸受け２１、２１が、第５の軸３５と左隣に平行して第６の軸３８とを支承している。第５の軸３５及び第６の軸３８とは、各々軸受け２１に適合するようにやや外径を細く段付き形状にして内輪に嵌合させている。そして、この第５の軸２５と第６の軸３８との各々中央部に、外周に凹溝を有する第５のガイドローラ３６と第６のガイドローラ３９が各々固着されており、第５の軸２５と第６の軸３８と各々一体に回転する。そして、この第５の軸３５と第６の軸３８とは、各々後側板上１７にて軸受け２１の支承されている部分が後側板上１７を貫いて延在し、プーリ取り付け部３５ａと３８ａとを形成し、そこに雌ねじ孔３５ｂと３８ｂとを設けて、各々第２の２連の歯付きプーリ３７を取り付けねじ２７ａにて取り付け、第３の歯付きプーリ４０を取り付けねじ４０ａにて取り付けている。（図４（ａ）と図５を参照して、）第２の２連の歯付きプーリ３７の後側板上１７より離れている外側の歯付きプーリと、前記第１の２連の歯付きプーリ２７の後側板上１７より離れている外側の歯付きプーリとが対応して、ここに第２の歯付きベルト４３が巻回して掛け渡されており、更に、第２の２連の歯付きプーリ３７の後側板上１７よりの内側の歯付きプーリと、第３の歯付きプーリ４０とが対応して、ここに第３の歯付きベルト４４が巻回して掛け渡されている。
【００２１】
次に、枠体６を形成し、前側板下１９と対向する後側板下２２とにおいて、左方寄りと中央部との内側面同士に軸受け箱２０、２０と取り付けねじ２０ａ、２０ａとにより、取り付けられている軸受け２１、２１が、各々第３の軸３０と第４の軸３３とを支承している。第３の軸３０と第４の軸３３とは軸受け２１、２１に適合するようにやや外径を細く段付き形状にして内輪に嵌合させている。そして、この第３の軸３０と第４の軸３３との中央部に、各々外周に凹溝を有する第３のガイドローラ３１と第４のガイドローラ３４とが固着されており、各々第３の軸３０と第４の軸３３と一体に回転する。そして、軸受け箱２０、２０の取り付けねじ２０ａ、２０ａとの干渉防止に、前記左ブラケット９の曲げ起こし１０の下部切り欠き１０ａが設けられていることが前述した通りである。
【００２２】
枠体６を形成し、対向する前側板上１４と後側板上１７とにおいて、右方寄りの内側面同士に、先端部近傍にＥ形止め輪用溝１５ａを有する押圧アーム取り付けポスト１５が、対向するようにカシメて止めてある（これは溶接にて止めても良い。）。更に、対向する前側板上１４と後側板上１７とにおいて、各々中央下方寄りに、対向するように、各々ばね用ポスト５８，５８が、各々対向するようにカシメ止めしてある（これは溶接にて止めても良い。）。このばね用ポスト５８には、引張りばね５８のフック用の溝１６ａ，１６ａが２カ所設けてある。
【００２３】
前側板上１４の押圧アーム取り付けポスト１５には、短めで直線状の第１の押圧アーム前４６と長めで「へ」の字形の第２の押圧アーム前５２が回動自在に枢着され、Ｅ形止め輪にて止められている。同様に、後側板上１７の押圧アーム取り付けポスト１５には、短めで直線状の第１の押圧アーム後４８と長めで「へ」の字形の第２の押圧アーム後５４が回動自在に枢着され、Ｅ形止め輪にて止められている。「へ」の字形の第２の押圧アーム前５２と「へ」の字形の第２の押圧アーム後５４とが、動作時に横にふらついても、後述する第１の押圧軸５０の両端部と干渉しないように「へ」の字形をしている。
【００２４】
短めで直線状の第１の押圧アーム前４６と、短めで直線状の第１の押圧アーム後４８とは対称形状である。即ち第１の押圧アーム前４６を形成する第１の押圧アーム前本体４７ａの一方端の、前側板上１４の押圧アーム取り付けポスト１５に嵌合する側に、ボス部４７ｂがカシメ止めしてあり，第１の押圧アーム前本体４７ａの中程には引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔４７ｄが設けられており、更に、第１の押圧アーム前本体４７ａの他方端には、第１の押圧軸５０の一方端のＥ形止め輪用溝５０ｂを有する段付き小径部が嵌合し得る孔４７ｃが設けられている。同様に、第１の押圧アーム後４８を形成する第１の押圧アーム後本体４９ａの一方端の、後側板上１７の押圧アーム取り付けポスト１５に嵌合する側に、ボス部４９ｂがカシメ止めしてあり、第１の押圧アーム後本体４９ａの中程には引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔４９ｄが設けられており、更に、第１の押圧アーム後本体４９ａの他方端には、第１の押圧軸５０の他方端のＥ形止め輪用溝５０ｂを有する段付き小径部が嵌合し得る孔４９ｃが設けられている。
【００２５】
そして、中間部においてＥ形止め輪５１ａ，５１ａ（第１の押圧軸５０の中間部に２カ所Ｅ形止め輪用溝５０ｄ、５０ｄを設けている。）にて両側面にて位置決めされた第１の押圧ローラ（外周に凹溝を有する）５１を備え、第１の押圧軸５０の両端のＥ形止め輪用溝５０ｂを有する段付き小径部５０ａを、第１の押圧アーム前４６と、第１の押圧アーム後４８とにより、支持する。そして、前述した、ばね用ポスト５８の、引張りばね５８のフック用の溝１６ａ，１６ａと、第１の押圧アーム前本体４７ａの中程の引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔４７ｄ及び、第１の押圧アーム後本体４９ａの中程には引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔４９ｄに、各々引張りばね５８、５８が掛けられて、第５のガイドローラ３６と第１の押圧ローラ５１とにより密着固定した天然繊維束（パラフィン等（蝋等）を含浸させた天然繊維束）８４を、押圧して、しごいて、天然繊維束８４にパラフィン等（蝋等）をよく含浸させ、且つ、余剰のパラフィン等（蝋等）を削ぎ落とす機能を有している。
【００２６】
同様に、長めで「へ」の字形の第２の押圧アーム前５２と、長めで「へ」の字形の第２の押圧アーム後５４とは対称形状である。即ち、第２の押圧アーム前５２を形成する第２の押圧アーム前本体５３ａの一方端の、前側板上１４の押圧アーム取り付けポスト１５に嵌合する側に、ボス部４７ｂがカシメ止めしてあり，第２の押圧アーム前本体５３ａの中程には引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔５３ｄが設けられており、更に、第２の押圧アーム前本体５３ａの他方端には、第２の押圧軸５６の一方端のＥ形止め輪用溝５６ｂを有する段付き小径部が嵌合し得る孔５３ｃが設けられている。同様に、第２の押圧アーム後５４を形成する第２の押圧アーム後本体５５ａの一方端の、後側板上１７の押圧アーム取り付けポスト１５に嵌合する側に、ボス部５５ｂがカシメてあり、第２の押圧アーム後本体５５ａの中程には引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔５５ｄが設けられており、更に、第２の押圧アーム後本体５５ａの他方端には、第２の押圧軸５６の他方端のＥ形止め輪用溝５６ｂを有する段付き小径部が嵌合し得る孔５５ｃが設けられている。
【００２７】
そして、中間部においてＥ形止め輪５７ａ，５７ａ（第２の押圧軸５６の中間部に２カ所Ｅ形止め輪用溝５７ａ，５７ａを設けている。）にて位置決めされた第２の押圧ローラ（外周に凹溝を有する）を備え、第２の押圧軸５６の両端のＥ形止め輪用溝５６ｂを有する段付き小径部５６ａを、第２の押圧アーム前５２と、第２の押圧アーム後５４とにより、支持する。そして、前述した、ばね用ポスト５８の、引張りばね５８のフック用の溝１６ａ，１６ａと、第２の押圧アーム前本体５３ａの中程の引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔５３ｄ及び、第２の押圧アーム後本体５５ａの中程には引張りばね５８の片側のフックが掛けられる孔５５ｄに、各々引張りばね５８、５８が掛けられて、第６のガイドローラ３９と第２の押圧ローラ５７とにより表面処理した天然繊維束（パラフィン（蝋）を含浸させた天然繊維束）８４を、押圧して、しごいて、天然繊維束８４にパラフィンをよく含浸させ、且つ、余剰のパラフィン（蝋）を削ぎ落とす機能を有している。
【００２８】
次に、天然繊維束の密着固定装置本体４を構成する天然繊維束の駆動ユニット５と溶融槽６０における、溶融槽６０について説明する。図１、図２、図３を参照すると、溶融槽６０は、下カバー６１と、この下カバー６１の下面部位に防振ゴム足６２を、上面部位に加熱ヒータ６３を備えている。この加熱ヒータ６３の上に溶融槽本体６５が載置されていて、更に、下カバー６１の正面と裏面（図示せず）の上方において、槽押さえプレート６６と取り付けねじ６６ａ，６６ａにて、溶融槽本体６５の前後位置を支持して取り付けてある。そして、加熱ヒータ６３の上の溶融槽本体６５の左右の押さえは、下カバー６１に図示せぬ取り付けねじ６７ｂ、６７ｂにて取り付けてあるリニア・アクチュエータ６７のボディーにて押さえ支持されている。このリニア・アクチュエータ６７の取り付けは、次のようである。前記左ブラケット９と、前記右ブラケット７とに各々固着されているガイドノズル１１の下方の近くに平行して、各々先端部にＥ形止め輪用溝１３ａを有するポスト１３が溶接されている。このポスト１３に、リニア・アクチュエータ６７のアーム６７ａが、カラー６８ａとカラー６８ｂとに挟まれてＥリング６８ｃにて止められている。リニア・アクチュエータ６７は図示しない取り付けねじ６７ｂ，６７ｂにて下カバー６１に取り付けてある。
【００２９】
次に、密着固定前の天然繊維束７４を密着固定装置１にセットする方法について説明する。図１，図４（ｂ）を参照して、送出機７０から引き出した、密着固定前の天然繊維束７４を、第１のダンサーロール機構７７のローラ間に通して、次に、天然繊維束の駆動ユニット５に通すことになる。ここで、リニア・アクチュエータ６７，６７を作動させ、又は、図６（ａ）、図６（ｂ）で示す、把手１０２を手に持って矢印Ａ方向に引き起こし、駆動ユニット５を溶融槽本体６５に収まっている位置から上方位置に引き上げる。駆動ユニット５を密着固定装置１の上方位置にセットしておく方法、即ち、位置保持機構としてリニア・アクチュエータ６７，６７により停止させて位置保持してもよいし、これとは別に、支持部材１０３を矢印Ｃ方向に引き起こして、ストッパ６５ｂ，６５ｂに突き当てておき、位置保持機構１０１を設けてもよい。尚、図１中の中央部の上方において二点鎖線（仮想線）にての図は、駆動ユニット５が上方で保持された位置で、密着固定前の天然繊維束７４が矢印Ｘ方向に挿入され、セット時では矢印Ｙ方向に引き出される説明図である。
【００３０】
図６（ａ）は密着固定装置本体４に設けた位置保持機構１０１の正面図である。図６（ｂは）密着固定装置本体４に設けた位置保持機構１０１の右側面図である。位置保持機構１０１は、密着固定装置本体４の駆動ユニット５に設けた把手１０２と、密着固定装置本体４の溶融槽６０に設けた支持部材１０３を備えている。把手１０２は、駆動ユニット５の左右ブラケット７，９に設けてあるリニア・アクチュエータアーム６７ａ、６７ａの取り付けてあるポスト１３，１３に回動自在に嵌合してあり、通常は枠体６の前側板上１４の上端部に当接されている。支持部材１０３は、溶融槽６０の溶融槽本体６５の左右両側面に設けてある支持部材用孔６５ａ，６５ａに、支持部材１０３の両端部のフック部が容易には抜けないように挿入されている。この支持部材用孔６５ａ，６５ａの後部に隣接してストッパ６５ｂ，６５ｂが設けてあり、支持部材１０３が引き起こされてセットされて、駆動ユニット５の重量が加わった場合に、支持部材１０３を支持する機能を有する。
【００３１】
前記したのに引き続いて、図４（ｂ）を参照して、密着固定前の天然繊維束７４を、駆動ユニット５に通す方法を説明する。即ち、密着固定前の天然繊維束７４を、右ブラケット７側の糸のガイドノズル１１の貫通孔１１ａに通し、更に、第１の軸２５の第１のガイドローラに巻き付けて、次に、密着固定前の天然繊維束７４を、第２の軸２８の第２のガイドローラ２９に巻き付けて、更に、第３の軸３０の第３のガイドローラ３１に巻き付けて、次に、密着固定前の天然繊維束７４を、第５の軸３５の第５のガイドローラ３６と、第１の押圧軸５０の第１の押圧ローラとの間に挟み込ませ、更に、第６の軸３８の第６のガイドローラと、第２の押圧軸５６の第２の押圧ローラ５７との間に挟み込ませてから、左ブラケット９の糸のガイドノズル１１の貫通孔１１ａに通す。このようにして密着固定前の天然繊維束７４を、駆動ユニット５に通すことが完了する。
【００３２】
駆動ユニット５に通した密着固定前の天然繊維束７４は、更に、第２のダンサーロール機構８７のローラ間に通して、次に、冷却装置９０の通風路を経て、巻取機８０の巻枠に密着固定前の天然繊維束７４の一端部を止め付けて、密着固定前の天然繊維束７４の密着固定装置１にセットする方法は完了する。しかし、このままでは、駆動ユニット５を密着固定装置１の上方位置にセットしたままであるので、天然繊維束７４へのパラフィン等の密着固定はできない状態である。そこで、把手１０２を手に持って、上方位置に駆動ユニット５を持ち上げ、支持部材１０３を矢印Ｄ方向に引き倒してから、駆動ユニット５を静かに降下させて、密着固定装置本体６５内に収納させる。
【００３３】
次に、適量のパラフィン等（蝋等）６４を溶融槽本体６５内に、収納してから、又は、溶融槽本体６５内に必要量のパラフィン等（蝋等）の存在を確認してから、加熱ヒータ６３にて、パラフィン等（蝋等）を６５℃〜７０℃の温度にて溶融させる。これにより密着固定前の天然繊維束７４にパラフィン等（蝋等）６４を浸漬して含浸させて、密着固定後の天然繊維束８４を作製させるために、密着固定装置１を動作させることが可能となる。
【００３４】
図１を参照して、天然繊維束７４は、送出機７０において、券枠７３に券回された状態でセットされる。この送出機７０から連続的に送り出された天然繊維束７４は、第１のダンサーロール機構７７を経由して、天然繊維の密着固定装置本体４において密着固定が施される。密着固定が施された天然繊維束８４は、第２のダンサーロール機構８７と冷却装置９０を経て、巻取機８０により巻枠８３に巻取られる。この第２のダンサーロール機構８７は、密着固定装置本体４から繰り出される密着固定後の天然繊維束８４が、巻取り電動機を有する巻取機本体８１を備えてなる巻取機８０に、一定の張力を加えて供給されるように構成されたものである。巻取機８０から巻枠８３の着脱が可能となっていることは勿論である。そして、この密着固定が施され、巻取られた天然繊維束８４が、長さを所定のものに制御され、切断されることにより、天然繊維ペレットが得られる。
【００３５】
天然繊維ペレットと樹脂ペレットとを所要の重量比にてドライブレンド（媒体も熱も加えずに混合機により混ぜ合わせる。）して射出成形をして、天然繊維配合樹脂成形体を得ることができる。
【００３６】
図３、図４（ａ）に示すように、パラフィン等（蝋等）により、１系統にて、密着固定前の天然繊維束７４を用いて、密着固定後の天然繊維束８４が製造されているが、本発明においては、これに限定されることなく、複数系統で並列に、密着固定前の天然繊維束７４を用いて、密着固定後の天然繊維束８４を製造させることが可能である。
【００３７】
（試験１）
引張試験において、天然繊維の絹繊維（繭糸１本の直径５０〜７０μｍの繭糸を７〜８本束ねて寄り合わせた絹繊維（生糸））を用いた。この未処理の絹繊維をＳＦ―１と称す。
未処理の絹繊維（ＳＦ−１）の外表面のセリシン（繭糸１本の断面は、内部のフィブロインの外表面を、粘り気のあるタンパク質であるセリシンで覆われている。）を、５５℃のセリシン分解酵素水溶液（アルカラーゼ１ｇ／ｌと、炭酸水素ナトリウム５ｇ／ｌとの混合溶液）に、２．５分間浸して外表面のセリシンを４６％除去加工した絹繊維をＳＦ−２と称す。
未処理の絹繊維（ＳＦ−１）をエンスイ加工（セリシン定着法としてのトリアジン結合の架橋反応を応用して、水と塩化シアヌールとその誘導体だけで、天然繊維およびセルロース系繊維を新形質素材に作り替え、防縮性・防シワ性・形態安定・ウオッシャブルの繊維を得る。）により、改質加工した絹繊維をＳＦ−３と称す。
生分解性樹脂（ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート）フィルムの間に、各絹繊維体積含有率が３０％となるように各絹繊維を数えて含有させ、ホットプレス成形にて、縦８０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの引張試験片（図７は、引張試験片を示す図である。）を作製した。
試験片は、ＰＢＳ単体（比較のためのもの）と、未処理の絹繊維関係のＳＦ−１／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％）と、セリシンを４６％除去加工した絹繊維関係のＳＦ−２／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％）と、エンスイ加工による改質加工の絹繊維関係のＳＦ−３／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％）との４種類とする。
引張試験条件は、室温下で、試験片の両端から２０ｍｍをチャック部とし（図７を参照）、負荷速度を０．５ｍｍ／ｍｉｎ．ただし、ＰＢＳ単体については、１０ｍｍ／ｍｉｎ．とした。ひずみは試験片中央部に貼り付けたひずみゲージによりひずみを測定した。
引張試験の結果を図１０に示す。図１０を参照して、ＳＦ−２／ＰＢＳが最も引張強度が高く、ＳＦ−３／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％）が最も破断強度が高いことが分かる。つまり、未処理の絹繊維からセリシンを４６％取り除く（ＳＦ−２／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％））と、未処理の絹繊維（ＳＦ−１／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％））を使用した場合より向上するが、破断ひずみはそれほど向上しない。エンスイ加工を施す（ＳＦ−３／ＰＢＳ（Ｖｆ：３０％））と引張強度・破断ひずみ共に向上することが分かった。
【００３８】
（試験２）
プルアウト試験（界面剪断強度試験）において、生分解性樹脂（ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート）フィルムの間に、各絹繊維の先端が埋め込まれるようにさせ、ホットプレス成形にて、縦２０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ１ｍｍのプルアウト試験片（図８は、プルアウト試験片を示す図である。）を作製した。試験片は、ＳＦ−１／ＰＢＳと、ＳＦ−２／ＰＢＳと、ＳＦ−３／ＰＢＳとの３種類とする。試験条件は、負荷速度０．５ｍｍ／ｍｉｎ．での単調引張とし、光学顕微鏡を用い、引き抜け前と後の画像を倍率７５０倍にて撮影し、ロードセルから出力される信号をアンプにより増幅し、荷重を測定した。
プルアウト試験により算出した界面剪断強度の結果を図１１に示す。図１１を参照して、ＳＦ−１／ＰＢＳと、ＳＦ−２／ＰＢＳを比較すると、セリシンとＰＢＳとの界面剪断強度より、フィブロインとＰＢＳとの界面剪断強度の方が高いことが示唆される。
引張試験の結果の図１０と、界面剪断強度の結果の図１１より、ＳＦ−１／ＰＢＳとＳＦ−３／ＰＢＳを比較すると、繊維と樹脂との界面剪断強度はあまり変わらないが、絹繊維にエンスイ加工を施すことにより複合材料の破断ひずみは大きく向上している。
【００３９】
（試験３）
衝撃試験において、（試験片は図９参照）、ペレットにて射出成形機を用いて作製したＰＢＳ単体試験片を準備した。
未処理の連続した絹繊維（ＳＦ−１）を、本発明に係る天然繊維の密着固定装置１により、パラフィンにて密着固定させ、長さ５〜７ｍｍのペレット化して１０％、１５％、２０％の繊維重量含有率でＰＢＳ（生分解性樹脂）ペレットとドライブレンドにて混合して射出成形機を用いて試験片ＳＦＳ−１／ＰＢＳの３種類を準備した。
セリシンを４６％除去した連続の絹繊維（ＳＦ−２）を、本発明に係る天然繊維の密着固定装置１により、パラフィンにて密着固定させ、長さ５〜７ｍｍのペレット化して１０％、１５％、２０％の繊維重量含有率でＰＢＳ（生分解性樹脂）ペレットとドライ混合して射出成形機を用いて試験片ＳＦＳ−２／ＰＢＳの３種類を準備した。７種類各々がノッチ入り試験片（図９参照）として用意された。
衝撃試験は、前記ノッチ入れ試験片を用いてアイゾット衝撃試験機で行った。
表１にＰＢＳ樹脂単体と射出成形複合材料（未処理の絹繊維をパラフィンにて密着固定したペレット使用の試験片ＳＦＳ−１／ＰＢＳと、セリシン４６％除去加工の絹繊維をパラフィンで密着固定したペレット使用の試験片ＳＦＳ−２／ＰＢＳ）のアイゾット衝撃値を示す。
【表１】
2010280116.tif 000003
表１を参照して、射出成形複合材料の衝撃値はＰＢＳ樹脂単体と比較して３倍以上の高い値を示した。これは破断伸びが大きい絹繊維を充填することにより補強効果が得られたといえる。また、繊維含有率の増加と共に衝撃値も高い。一方、繊維含有率２０％において、セリシン４６％除去加工の絹繊維をパラフィンで密着固定したペレットを用いた試験片ＳＦＳ−２／ＰＢＳの衝撃値が、未処理の絹繊維をパラフィンにて密着固定したペレットを用いた試験片ＳＦＳ−１／ＰＢＳの衝撃値と比べ高いことが分かる。これは、複合材料の衝撃破壊特性が繊維と樹脂の界面の応力伝達能力に依存し、繊維と樹脂との界面剪断強度が高いセリシン４６％除去加工の絹繊維をパラフィンで密着固定したペレットを用いた試験片ＳＦＳ−２／ＰＢＳの方が衝撃破壊抵抗も大きいことを示唆する。
【００４０】
本発明により、天然繊維と生分解性樹脂の界面剪断強度を確保することにより、十分に強化された複合材料の作製が可能となり、更に、成形プロセスを最適化することにより破断ひずみが１０％以上の複合材料が可能であり、従来の複合材料にない特性であり、自動車部品等に利用可能である。
なお、本発明は、上述の発明の実施の形態における天然繊維の絹繊維に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、絹繊維以外の天然繊維による構成も採り得ることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
プラスチックを使用するあらゆる産業界に適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１      天然繊維の密着固定装置、      
４      天然繊維の密着固定装置本体、  
５      天然繊維の駆動ユニット、      
６０    溶融槽、                  
７０    送出機、
７４    密着固定前の天然繊維束                  
７７    第１のダンサーロール機構、    
８０    巻取機、
８４    密着固定後の天然繊維束                      
８７    第２のダンサーロール機構、    
９０    冷却装置、                      
９４    制御部、
９９    天然繊維ペレット                        
１０１  位置保持機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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