(57)【要約】  ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維を３質量％以上７０質量％未満含有し、ＩＳＯ  ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。［式１］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３［摩耗試験の試験条件］  荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ  ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式１］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
［摩耗試験の試験条件］
荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
【請求項２】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、請求項１に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項３】
前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、請求項１又は２に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項４】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項５】
含水率が１質量％未満である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項６】
前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である請求項１〜５のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項７】
前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である請求項６に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項８】
前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項１〜５のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項９】
ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ  ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式２］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
［摩耗試験の試験条件］
荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
【請求項１０】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、請求項９に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１１】
前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、請求項９又は１０に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１２】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１３】
含水率が１質量％未満である、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１４】
前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である請求項９〜１３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１５】
前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である請求項１４に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１６】
前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項９〜１３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維が分散してなるポリオレフィン樹脂複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィン樹脂は成形性に優れ、またポリオレフィン樹脂を用いた成形品は機械的特性、電気的特性、耐薬品性等に優れることから、ポリオレフィン樹脂は成形品（樹脂製品）の構成材料として広く用いられている。他方、ポリオレフィン樹脂を用いた成形品は、例えば金属等の硬質部材との摩擦環境で使用されたときには摩耗しやすい傾向にあり、十分な耐久性が得られないことがある。
ポリオレフィン樹脂の摩耗特性を改善するために、ポリオレフィン樹脂に超高分子量ポリエチレンを配合したり（特許文献１）、ポリフェニレンエーテル系樹脂を配合したり（特許文献２）することが提案されている。また、ポリオレフィン樹脂にポリフェニレンエーテル、シリコーンポリマー等を配合して耐摩耗性を高めることも提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−７６６４４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６１５９０号公報
【特許文献３】特開平７−２２４１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３においてポリオレフィン樹脂とブレンドされる樹脂成分は、いずれも比較的高価なものであり、製造コストに問題があった。このため、所望の耐摩耗性を有するポリオレフィン樹脂を、より低廉なコストで提供する技術が望まれていた。【０００５】
本発明は、耐摩耗性に優れ、また、原料コストをより抑えて調製することができるポリオレフィン樹脂材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維とを特定比で含む混合物を、水の存在下で溶融混練することにより、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を均一分散させることができること、こうして得られるセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が優れた耐摩耗性を示すことを見出した。
本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。【０００７】
すなわち上記課題は以下の手段により解決された。
〔１〕
ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ  ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式１］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
［摩耗試験の試験条件］
荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
〔２〕
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、〔１〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔３〕
前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、〔１〕又は〔２〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔４〕
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔５〕
含水率が１質量％未満である、〔１〕〜〔４〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔６〕
前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔７〕
前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である〔６〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔８〕
前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔９〕
ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ  ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式２］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
［摩耗試験の試験条件］
荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
〔１０〕
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、〔９〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１１〕
前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、〔９〕又は〔１０〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１２〕
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、〔９〕〜〔１１〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１３〕
含水率が１質量％未満である、〔９〕〜〔１２〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１４〕
前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である〔９〕〜〔１３〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１５〕
前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である〔１４〕に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
〔１６〕
前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である〔９〕〜〔１３〕のいずれか１つに記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。【０００８】
本発明において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材は耐摩耗性に優れる。また本発明のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材は、原料コストをより抑えて製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
本発明のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材（以下、単に「本発明の複合材」とも称す。本明細書において単に「本発明の複合材」という場合、後述の実施形態Ｉ及びIIの両形態を含む意味である。）は、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、セルロース繊維の含有量は、複合材中（複合材の乾燥質量１００質量％中の意味。以下同様）、３質量%以上７０質量％未満である。
本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維が均一な状態で分散しており、押出成形及び射出成形などへの適応性が高いものである。また、本発明の複合材には、所定量のアルミニウムが分散していても良い。
【００１２】
本発明の複合材の一実施形態（以下、実施形態Ｉとも称す。）において、複合材の摩耗量は次式を満たす。実施形態Ｉにおいて、複合材は、後述するセルロース有効質量比が５〜５０％の範囲であることが好ましい。
複合材の「摩耗量」（単位：ｍｍ）は、複合材を用いてプレス成形により成形した、長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍの成形体に対して、ＩＳＯ  ６７２２による摩耗試験を荷重１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、温度２３℃（摩耗試験の雰囲気中の温度を２３℃とする、以下同様）の条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量を意味し、後述する実施例に記載の方法で測定される。
［式１］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比［質量％］）＋０．３
ここで、セルロース有効質量比は、事前に大気雰囲気にて８０℃×１時間の乾燥を行って乾燥状態にしたセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材試料（１０ｍｇ）を用い、窒素雰囲気下において＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、２３℃から４００℃まで熱重量分析（ＴＧＡ）を行い、次式により算出する。
（セルロース有効質量比［％］）＝
（複合材試料の２７０〜３９０℃の質量減少量［ｍｇ］）×１００／（熱重量分析に付す前の乾燥状態の複合材試料の質量［ｍｇ］）
複合材の摩耗量を小さくするには、複合材中のセルロース繊維の有効質量比を増すことが望ましいが、セルロース繊維の含有量が多くなりすぎると複合材の一体性が損なわれる。このため、複合材の一体性を保つ点から、摩耗量は、０．００１ｍｍ以上、さらに０．０１ｍｍ以上が望ましい。
【００１３】
また、本発明の複合材の別の実施形態（以下、実施形態ＩＩとも称す。）においては、複合材の摩耗量が次式を満たす。
［式２］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）を小さくするには、複合材中のセルロース繊維の有効質量比を増すことが望ましいが、セルロース繊維の含有量が多くなりすぎると複合材の一体性が損なわれる。このため、複合材の一体性を保つ点から、（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）は、０．０１以上、さらに０．１以上が望ましい。
セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量及びセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量は、実施例に記載の方法により、上記と同様にして測定することができる。なお、「セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量」とは、複合材を構成するポリオレフィン樹脂（複合材が複数種のポリオレフィン樹脂をブレンドして含有する場合は、当該ブレンド樹脂）のみで調製した試験片を用いて測定した摩耗量である。
本発明の複合材の一実施形態は、摩耗量が上記式１を満たし、また、本発明の複合材の別の実施形態は、摩耗量が上記式２を満たす。本発明の複合材は摩耗量が上記式１又は上記式２いずれかを満たす必要がある。本発明の複合材は、摩耗量が上記式１を満たし、かつ、上記式２を満たす形態であることも好ましい。
【００１４】
本発明の複合材は、複合材中のセルロース繊維の含有量が３質量％以上である。複合材中のセルロース繊維の含有量を３質量％以上とすることにより、耐摩耗性をより向上させることができる。この観点からは、複合材中のセルロース繊維の含有量は５質量％以上であることがより好ましく、さらに好ましくは１０質量％以上である。また、曲げ強度をより向上させる点も考慮すれば、複合材中のセルロース繊維の含有量は２５質量％以上であることが好ましい。
本発明の複合材は、セルロース繊維の含有量が７０質量％未満である。複合材中のセルロース繊維の含有量が７０質量％以上であると、溶融混練によりセルロース繊維が均一に分散した複合材が得られにくくなる。吸水性をより抑える観点から、複合材中のセルロース繊維の含有量は、好ましくは５０質量％未満である。
本発明の複合材は、セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満であることが好ましい。
【００１５】
本発明において、複合材中のセルロース繊維の含有量は、前述のセルロース有効質量比として求めることができる。即ち、事前に大気雰囲気にて８０℃×１時間の乾燥を行って乾燥状態にした複合材の試料（１０ｍｇ）を用い、窒素雰囲気下において＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、２３℃から４００℃まで熱重量分析（ＴＧＡ）を行った結果に基づいて、次式により算出するセルロース有効質量比を、本発明ではセルロース繊維の含有量としてみなす。
（セルロース有効質量比［％］）＝
（複合材試料の２７０〜３９０℃の質量減少量［ｍｇ］）×１００／（熱重量分析に付す前の乾燥状態の複合材試料の質量［ｍｇ］）
【００１６】
本発明の複合材は耐摩耗性に優れる。したがって、摩耗環境下で用いられる成形品（樹脂製品）の構成材料として好適である。本発明の複合材が耐摩耗性に優れる理由は十分に明らかではないが、セルロース繊維がポリオレフィン樹脂中に均一に分散してなる形態により、強度が高く耐摩耗性の向上に寄与しているとみられるセルロース繊維の摩擦環境下での離脱が低減するためと推定される。
【００１７】
本発明の複合材中に分散しているセルロース繊維は繊維長が０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含むものであることが望ましい。繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含むことにより、曲げ強度等の機械強度をより向上させることができる。
【００１８】
本発明の複合材を構成するポリオレフィン樹脂のポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはポリエチレンとポリプロピレンとの混合物（ブレンド）などがあげられる。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体等のエチレン系共重合体、あるいはこれらを含むものがあげられる。ポリオレフィン樹脂は１種を単独で用いても２種以上を併用してもよい。本発明の複合材を構成するポリオレフィン樹脂はポリエチレン樹脂及び／又はポリプロピレン樹脂であることが好ましく、ポリエチレン樹脂であることがより好ましい。
上記ポリエチレン樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）があげられる。上記ポリエチレン樹脂は低密度ポリエチレンであることが好ましい。
上記低密度ポリエチレンは、密度が８８０ｋｇ／ｍ３以上９４０ｋｇ／ｍ３未満のポリエチレンを意味する。上記高密度ポリエチレンは、上記低密度ポリエチレンの密度より密度が大きいポリエチレンを意味する。
低密度ポリエチレンは、長鎖分岐を有する、いわゆる「低密度ポリエチレン」及び「超低密度ポリエチレン」といわれるものでもよく、エチレンと少量のα−オレフィンモノマーを共重合させた直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）でもよく、さらには上記密度範囲に包含される「エチレン−α−オレフィン共重合体エラストマー」であってもよい。
【００１９】
本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂の含有量が、複合材中２０質量％以上９７質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上９５質量％以下がより好ましく、４０質量％以上９０質量％以下がさらに好ましい。
また、本発明の複合材の一実施形態として、ポリエチレン樹脂に加えて、例えば、ポリプロピレン樹脂を含有する形態とすることも好ましい。この場合、複合材中のポリプロピレン樹脂の含有量を、例えば１７質量％以下とすることができる。（すなわち、ポリエチレン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、ポリプロピレン樹脂の含有量を２０質量部以下とすることができる。）また、本発明の複合材がポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂を含有する別の実施形態においては、当該ポリプロピレン樹脂の含有量は、複合材中３５質量%以上９５質量％以下とすることができ、４０質量％以上９０質量％以下とすることも好ましい。
【００２０】
本発明の複合材は、ポリオレフィン樹脂中に、セルロース繊維に加え、アルミニウムが分散してなる形態であることも好ましい。
アルミニウムが分散されている場合、アルミニウムの含有量は、複合材中、１質量％以上３０質量％以下が好ましい。アルミニウムの含有量をこの範囲内とすることにより、複合材の加工性をより高めることができ、また、複合材の加工時にアルミニウムの塊まりがより生じにくくなる。
【００２１】
本発明の複合材中の、ポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）及びアルミニウムの含有量（質量％）は、以下のようにして求めることができる。
本発明の複合材中のポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）は、熱キシレン溶解質量比Ｇａ（質量％）として下記式より求めることができる。熱キシレン溶解質量比の決定方法については後述する。
Ｇａ〔質量％〕＝｛（Ｗ０−Ｗａ）／Ｗ０｝×１００
Ｗ０：熱キシレンに浸漬する前の複合材の乾燥質量
Ｗａ：１３８℃の熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
ここで、複合材がポリオレフィン樹脂、セルロース繊維、及び、アルミニウム等の他の成分により構成される場合、複合材中のアルミニウム等の他の成分の含有量（質量％）は、次により示される。
アルミニウム等の他成分の含有量（質量％）＝１００−｛（セルロース有効質量比（質量％）＋ポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）｝
セルロース繊維、ポリオレフィン樹脂、アルミニウム以外の成分を含まないか、含むとしても無視できる程度であるときは、複合材中のアルミニウムの含有量（質量％）は、次により示される。
アルミニウムの含有量（質量％）＝１００−｛（セルロース有効質量比（質量％）＋ポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）｝
ポリオレフィン樹脂が、後述する、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片のみに由来する場合には、ポリオレフィン薄膜片中のポリオレフィン樹脂の含有量を熱キシレン溶解質量比に基づき求めて、複合材中のポリオレフィン樹脂の含有量とみなすことができる。同様に、ポリオレフィン薄膜片中のアルミニウムの含有量を複合材中のアルミニウムの含有量とみなすことができる。
【００２２】
−熱キシレン溶解質量比−
複合材中に混入しうる樹脂の種類が分かっていれば、各樹脂の量は、複合材の熱キシレン溶解質量比に基づき決定することができる。
本発明において、熱キシレン溶解質量比は次のように決定される。
自動車電線用規格ＪＡＳＯＤ６１８の架橋度測定に準拠し、複合材の成形シートから０．１〜１ｇを切だし試料とし、この試料を４００メッシュのステンレスメッシュで包み、所定温度のキシレン１００ｍｌに２４時間浸漬する。次いで試料を引き上げ、その後試料を８０℃の真空中で２４時間乾燥させる。試験前後の試料の質量から、次式より熱キシレン溶解質量比Ｇ（％）が算出される。
Ｇ＝｛（Ｗ０−Ｗ）／Ｗ０｝×１００
Ｗ０：熱キシレン中に浸漬する前の乾燥複合材の質量
Ｗ：熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
【００２３】
例えば、複合材を構成するポリオレフィン樹脂が、ポリエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂で構成される場合を想定する。複合材の、１３８℃の熱キシレン溶解質量比をＧａ（％）、１０５℃の熱キシレン溶解質量比をＧｂ（％）としたとき、Ｇａがポリオレフィン樹脂の質量比（％）に、Ｇａ−Ｇｂがポリプロピレン樹脂の質量比（％）に、Ｇｂがポリエチレンの質量比（％）に相応する。
即ち、複合材中のポリオレフィン樹脂の含有量は、上記の、１３８℃の熱キシレン溶解質量比Ｇａ（％）として求めることができる。
ここで、
Ｇａ＝｛（Ｗ０−Ｗａ）／Ｗ０｝×１００
Ｇｂ＝｛（Ｗ０−Ｗｂ）／Ｗ０｝×１００
Ｗ０：熱キシレンに浸漬する前の乾燥複合材の質量
Ｗａ：１３８℃の熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
Ｗｂ：１０５℃の熱キシレンに浸漬後、キシレンを乾燥除去した後の複合材の質量
【００２４】
また、本発明の複合材は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂以外の樹脂成分を含有してもよい。本発明の複合材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有してもよい。この場合、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有し、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンの総含有量が１０質量部以下であることが好ましい。ポリオレフィン樹脂としてポリエチレン樹脂を用いる場合には、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有し、ポリエチレン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンの総含有量が１０質量部以下であることが好ましい。ここで、「ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンの総含有量」とは、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンのうち１種を含有する場合は、当該１種の含有量を意味し、ポリエチレンテレフタレート及びナイロンの両方を含有する場合はポリエチレンテレフタレート及びナイロンの総含有量を意味する。
【００２５】
本発明の複合材は、曲げ強度が１０〜４０ＭＰａであることが好ましく、１５〜４０ＭＰａであることがより好ましい。このような物性を有することにより、強度が必要とされる用途へ使用可能とすることができる。
本発明の複合材は、曲げ弾性率が１０００〜４０００ＭＰａであることが好ましく、１５００〜４０００ＭＰａであることがより好ましい。このような物性を有することにより、曲げ剛性が必要とされる用途へも使用可能とすることができる。
上記の曲げ強度及び曲げ弾性率は、複合材を特定形状に成形して測定される。より詳細には、後述する実施例に記載の方法により測定される。
【００２６】
本発明の複合材を構成する上記のポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン樹脂とセルロースは、これらの少なくとも一部が再生材に由来することが好ましい。また、本発明の複合材に含まれ得るアルミニウム、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンも、これらの少なくとも一部が再生材に由来することが好ましい。再生材を利用することにより、複合材の製造コストを抑えることができる。
再生材としては、例えば、紙とポリオレフィン薄膜層とを有するポリオレフィンラミネート加工紙、紙とポリオレフィン薄膜層とアルミニウム薄膜層とを有するポリオレフィンラミネート加工紙、これらの加工紙からなる飲料パック及び／又は食品パック等があげられる。
より好ましくは、上記のラミネート加工紙及び／又は飲料・食品パックをパルパーで処理して紙部分を剥ぎ取り除去して得られた、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片（以下、「セルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片」とも称す。）を再生材として用いることが好ましい。ラミネート加工紙や飲料・食品パックがアルミニウム薄膜層を有する場合には、上記のセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片にはアルミニウムも付着した状態にある。
このような再生材を原料とした場合にも、後述のように水の存在下で溶融混練する方法を採用することにより、セルロース繊維が樹脂中に均一分散し、耐摩耗性に優れた物性の本発明の複合材を得ることができる。
【００２７】
本発明の複合材は、含水率が１質量％未満であることが好ましい。後述するように本発明の複合材は、水の存在下、樹脂を含む原料を溶融混練することにより製造することができる。したがって、例えば上述した、水分を多量に含むセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を原料とし、これを水を含んだ状態のまま溶融混練することにより本発明の複合材を得ることができる。この溶融混練により、水を蒸気として除去することができ、得られる複合材の含水率を１質量％未満にまで低減することができる。したがって、水分を含むセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を原料とした場合には、水分の除去と溶融混練とを別のプロセスで行う場合に比べて、水分除去にかかるエネルギー使用量（消費電力等）を大幅に抑えることができる。
上記含水率は、複合材の製造後６時間以内に窒素雰囲気下において、２３℃から１２０℃まで、＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱重量分析（ＴＧＡ）を行った際の質量減少率（質量％）を意味する。
【００２８】
本発明の複合材は、無機質材を含有してもよい。無機質材を含有することにより曲げ弾性、耐衝撃性、難燃性が向上し得る。無機質材としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン等があげられる。
本発明の複合材は、セルロース繊維以外の繊維状材料を含有してもよい。セルロース繊維以外の繊維状材料としては、ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維、セルロース繊維以外の樹脂繊維等があげられる。セルロース繊維以外の樹脂繊維としては、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維等があげられる。ガラス繊維としては、チョップドストランド、ミルドファイバが好ましくあげられる。
【００２９】
本発明の複合材は、目的に応じて、難燃剤、酸化防止剤、安定剤、耐候剤、相溶化剤、衝撃改良剤、改質剤等を含んでもよい。また、加工性向上のため、オイル成分や各種の添加剤を含むことができる。パラフィン、変性ポリエチレンワックス、ステアリン酸塩、ヒドロキシステアリン酸塩、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ化ビニリデン系共重合体、有機変性シロキサン等があげられる。
本発明の複合材は、カーボンブラック、各種の顔料、染料を含有することができる。本発明の複合材は、金属光沢系の着色材を含有することもできる。また、導電性カーボンブラック等の、アルミニウム以外の導電性付与成分を含むことができる。さらに、本発明の複合材はアルミニウム以外の熱伝導性付与成分を含むことができる。
本発明の複合材は、架橋されていてもよい。架橋剤としては、有機過酸化物等が挙げられ、具体例としてジクミルパーオキサイドがあげられる。本発明の複合材はシラン架橋法により架橋された形態であってもよい。
【００３０】
本発明の複合材の形状に特に制限はない。例えば、本発明の複合材をペレット状とすることもできるし、本発明の複合材は成形品であってもよい。本発明の複合材がペレット状の場合、このペレットは、成形品（樹脂製品）の構成材料として好適である。
【００３１】
続いて本発明の複合材の製造方法について、好ましい実施形態を以下に説明する。本発明の複合材は、本発明の規定を満たす限り、下記方法により得られたものに限定されるものではない。
【００３２】
本発明の複合材の好ましい製造方法においては、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維を、水の存在下で溶融混練する。より好ましくは、上述したセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を、水の存在下で溶融混練することにより、本発明の複合材を得ることができる。
【００３３】
＜溶融混練＞
上記製造方法では、水の存在下で溶融混練することによって、セルロース繊維が分散してなるポリオレフィン樹脂複合材を得る。この混練装置としては、バッチ式閉鎖型混練装置やニーダーを挙げることができる。
ここで「溶融混練」とは、原料中のポリオレフィン樹脂が溶融する温度で混練することを意味する。好ましくは、セルロース繊維が変質しない温度で溶融混練する。「セルロース繊維が変質しない」とは、セルロース繊維が著しい変色や燃焼、炭化を生じないことを意味する。
上記溶融混練における温度（溶融混練物の温度）は１１０〜２８０℃とすることが好ましく、１３０〜２２０℃とすることがより好ましい。
【００３４】
水の存在下で溶融混練することにより、せん断力の負荷と熱水の作用（熱水による物理的作用と化学的作用（加水分解作用）を含む）により、セルロース繊維の固着状態ないし熱融着状態を効率的に解きほぐすことができ、さらにセルロース繊維同士のネットワーク状のからみ合いも効果的に解きほぐすことができ、セルロース繊維をポリオレフィン樹脂中に、均一に分散させることが可能となる。
【００３５】
溶融混練する原料がアルミニウムを含む場合、熱水はアルミニウムにも作用し、アルミニウムの表面への水和酸化物の生成や表面の溶解を促す。特に水の水素イオン濃度（ｐＨ）が中性から振れた場合に、溶解の作用は大きくなる。溶融混練によるせん断力と、熱水とアルミニウムとの反応とが複合的に作用し、アルミニウムが微細化し、均一な物性の複合材を得ることが可能になるものと考えられる。また、せん断と熱水により促進されるアルミニウムの微細化とその表面への水和酸化物の生成においては、アルミニウムが微細化するほど表面積が増え、アルミニウム表面の水和酸化物の量も増えることになる。この現象は、複合材の難燃性の向上においても有利に働くものと考えられる。
複合材の原料としてセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いれば、上記溶融混練している状態において、水（熱水）のｐＨは通常はアルカリ性側を示す。溶融混練している状態における水のｐＨは７．５〜１０の範囲にあることが好ましく、７．５〜９の範囲にあることも好ましい。水がアルカリ性を示すことにより、アルミニウムと水とが反応してアルミニウムが溶解しやすく、ポリオレフィン樹脂中への均一分散性をより高めることができる。
また、上記溶融混練している状態において、水のｐＨを酸性側（好ましくはｐＨ４〜６．５、より好ましくはｐＨ５〜６．５）としてもよい。この場合も、アルミニウムと水とが反応してアルミニウムが溶解しやすくなり、ポリオレフィン樹脂中への均一分散性をより高めることができる。ただし、酸性側である場合は、混練装置や製造に使用する各装置の特に金属部を痛める可能性がある。この点からはアルカリ性側を示すものが望ましい。
【００３６】
熱水は亜臨界状態の水となってもよい。ここで、「亜臨界状態の水」とは、水の臨界点（温度３７４℃・圧力２２ＭＰａ）までには達しない高温高圧状態の水であり、より詳しくは、温度が水の大気圧の沸点（１００℃）以上、かつ水の臨界点以下であり、圧力が少なくとも飽和水蒸気圧付近にある状態である。
亜臨界状態の水は、０℃以上１００℃以下で大気圧下の水よりイオン積が大きくなり、セルロース繊維の分子間結合を弱め、セルロース繊維の解繊が促進されるものと推定される。また、亜臨界状態の水はアルミニウムとの反応性もより高く、アルミニウムの微細化と均一分散性をより高めることができるものと考えられる。
【００３７】
上記溶融混練は、撹拌羽根を有するバッチ式閉鎖型混練装置を用いて、水の存在下で行うことが好ましい。
撹拌羽根を有するバッチ式閉鎖型混練装置を用いた溶融混練は、例えば、セルロース繊維とポリオレフィン樹脂を含む原料と水とを閉鎖空間内に投入し、かかる閉鎖空間内で撹拌羽根を高速回転させることにより、原料と水とを激しく混練することにより、空間内の温度を上昇させて溶融混練することができる。なお、本発明において「閉鎖」とは、外部から閉ざされた空間であるが、完全な密閉状態ではないことを示す意味で用いている。すなわち、上記のように閉鎖空間内で上記原料と水とを激しく混練すると温度と圧力が上昇するが、かかる高温高圧下において蒸気が外へと排出される機構を備えた空間を意味する。したがって、閉鎖空間内で、上記原料と水とを激しく混練することにより、亜臨界状態の水の存在下での溶融混練が達せられる一方、水分は蒸気として外に排出され続けるため、ついには水分を大幅に低減あるいは事実上完全に取り除くことが可能となる。
また、撹拌羽根を有する非閉鎖型のバッチ式混練装置であるニーダーを用いて、ポリオレフィン樹脂の溶融温度以上の温度に設定して溶融混練することもできる。この場合も同様に、溶融混練しながら水分を蒸発させることができる。
【００３８】
原料としてセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いる場合、この原料は上述のとおり、紙部分との分離処理の際に多量に吸水しており、再利用にかかる消費エネルギー等を考慮した場合にも、再利用し難いものであった。しかし、上記製造方法では、水の存在下で溶融混練するために水が必要である。したがって、薄膜片の吸水量が多い事は全く問題にならず、むしろ水を加える手間を減ずることができるというメリットがある。しかも溶融混練においては水分を高温の蒸気として効率的に排出することができるため、得られる複合材の含水率を所望のレベルにまで下げることが可能になる。
【００３９】
上述した、撹拌羽根を有するバッチ式閉鎖型混練装置として、例えば、円筒形の撹拌室を備え、その撹拌室中を貫通して配置した回転軸の外周に、複数枚の撹拌羽根を突設させて設けた構造を有するバッチ式高速撹拌装置を使用することができる。また、例えば、このバッチ式高速撹拌装置には撹拌室の圧力を保ちながら水蒸気を解放する機構が設けられる。
撹拌室内の温度と圧力は、上記原料と水に、回転する撹拌羽根による高剪断力が加わることで急上昇し、高温となった水がセルロースに対して物理的、化学的（加水分解）に作用し、高速撹拌による強烈なせん断力とが相俟って、セルロース繊維を解繊し、さらに原料がアルミニウムを含む場合には、上述した熱水とアルミニウムとの反応が生じ、均一な組成ないし物性の複合材を得ることが可能になると考えられる。
【００４０】
上記のバッチ式閉鎖型混練装置には、上述のとおり円筒形の撹拌室が備えられており、その撹拌室中を貫通して配置された回転軸の外周には、複数枚（例えば４〜８枚）の撹拌羽根が突設されている。撹拌羽根が配置された回転軸は、駆動源であるモーターに連結されている。ここで、撹拌室内に取り付けた温度計や圧力計により、温度や圧力を計測し、温度計や圧力計から計測された温度や圧力を用いて、材料の溶融状態を判断して、溶融混練を判断することができる。また、材料の状態を温度や圧力から判断するのではなく、モーターにかかる回転トルクを計測して溶融状態を判断することもできる。例えば、トルクメーターから計測される回転軸の回転トルクの変化を計測し、溶融混練の終了時点を判断することができる。溶融混練においては撹拌羽根を高速回転させる。撹拌羽根の周速（回転速度）は、撹拌羽根の先端（回転軸からの距離が最も遠い先端部分）の周速として、２０〜５０ｍ／秒が好ましい。
【００４１】
バッチ式閉鎖型混練装置を用いた溶融混練の終了時点は、得られる複合材の物性を考慮して適宜に調節されるものである。好ましくは、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが、上昇して最大値に達した後に下降して、トルクが前記最大値の０．７倍となった後、トルク変化率が１秒当たり５％以下になった時点から３０秒以内に回転軸の回転を停止することが好ましい。こうすることで、得られる複合材のメルトフローレート（ＭＦＲ：温度＝２３０℃、荷重＝５ｋｇｆ）を、０．０５〜５０．０ｇ／１０ｍｉｎに調整しやすく、物性をより向上させることができる。メルトフローレートが上記範囲内にある複合材は、樹脂中にセルロース繊維が均一に分散しており、押出成形又は射出成形に好適で、形状安定性、強度及び耐衝撃性の高い成形体を作製することができるものである。
溶融混練の終了時点を制御することで複合材のメルトフローレートを調整できる理由は、溶融混練中に発生する熱水や亜臨界状態の水の作用によって、ポリオレフィン樹脂やセルロース繊維の分子の一部が低分子化することが一因と推定される。
本明細書において「トルク変化率が１秒当たり５％以下になる」とは、ある時点におけるトルクＴ１と、当該時点から１秒後のトルクＴ２とが下記式（Ｔ）を満たすことを意味する。
式（Ｔ）      １００×（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１≦５（％）
【００４２】
特に、上記溶融混練においては、原料と水とを、バッチ式混練装置又はニーダーに投入するに当たり、原料を、必要に応じて粉砕あるいは減容処理し、自重落下投入等をしやすい、取扱い易い大きさと嵩密度に処理してもよい。ここで、減容処理とは薄膜片を圧縮してかさ容積を減ずる処理で、この際、圧縮により薄膜片に必要以上に付着した水分も絞りとられる。減容処理を施すことにより、必要以上に付着した水分が絞りとられ、複合材を得るまでのエネルギー効率をより改善することができる。
パルパーにより処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片は、通常、含水率が５０質量％前後となり、多量の水を吸水した状態にある。この吸水した状態のセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片は、その減容処理により水分が絞られ、例えば含水率が２０質量％前後となる。また、この減容処理により、見かけ上の容積を１／２〜１／５程度とすることが好ましい。減容処理に用いる装置は特に制限されないが、２つのスクリュウを有する押出し方式の減容機が好ましい。２つのスクリュウを有する押出し方式の減容機を用いることにより、連続的に処理できるとともに後工程で扱いやすい、個々の大きさが適度に小さい減容物を得ることができる。例えば、二軸式廃プラスチック減容固化機（型式：ＤＰ−３Ｎ、小熊鉄工所社製）等を用いることができる。
【００４３】
また、吸水した状態のセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を粉砕し、この粉砕物を溶融混練することもできる。粉砕処理は、例えば、回転刃を有する粉砕機、回転刃と固定刃を有する粉砕機、摺動刃を有する粉砕機を用いて行うことができる。
【００４４】
溶融混練の際に用いる水は、上記のとおりセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片に付着しているセルロース繊維の含浸水や、薄膜片の表面の付着水などをそのまま利用することができる。また、原料が吸水した状態にない場合には、必要な量を加水すれば良い。
溶融混練の際に必要な水量は、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対して、通常は５質量部以上１５０質量部未満である。この水量の範囲とすることにより、樹脂中にセルロース繊維が均一に分散しており、含水率が１質量％未満の成形性に優れた複合材が製造しやすい。溶融混練の際の水量は、セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対して、より好ましくは５〜１２０質量部であり、さらに好ましくは５〜１００質量部であり、さらに好ましくは５〜８０質量部であり、１０〜２５質量部とすることがさらに好ましい。
【００４５】
上記製造方法では、上記溶融混練に当たり、セルロース材を混合することができる。
この場合、得られる複合材が、複合材１００質量％中、セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満となるようにセルロース材の配合量を調整するのが好ましく、より好ましくは、複合材１００質量％中、セルロース繊維の含有量が５質量％以上７０質量％未満、さらに好ましくは５質量％以上５０質量％未満、特に好ましくは２５質量％以上５０質量％未満となるようにセルロース材の配合量を調整するのが好ましい。
セルロース材としては、セルロースを主体とするものがあげられ、より具体的には、紙、古紙、紙粉、再生パルプ、ペーパースラッジ、ラミネート加工紙の損紙等があげられる。なかでもコストと資源の有効活用の点から古紙及び／又はペーパースラッジを使用することが好ましく、ペーパースラッジを使用することがより好ましい。このペーパースラッジは、セルロース繊維以外に無機質材を含んでいてもよい。複合材の弾性率を高める観点からは、無機質材を含むペーパースラッジが好ましい。また、複合材の衝撃強度を重視する場合は、ペーパースラッジは無機質材を含まないか、無機質材を含むとしてもその含有量の少ないものが好ましい。古紙等の紙を混合する場合は、溶融混練の前に紙は予め水で湿潤されていることが好ましい。水で湿潤された紙を使用することにより、セルロース繊維が樹脂中に均一に分散した複合材が得られやすくなる。
【００４６】
上記製造方法において、原料として飲料パック及び／又は食品パック、あるいはこれらをパルパーで処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いる場合、セルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片のポリオレフィン樹脂に加えて、別途、ポリオレフィン樹脂及び／又はその他の樹脂を、溶融混練の前又は後に加えてもよい。得られる複合材中のこれらの成分の含有量は、上述したとおりである。
【００４７】
上記製造方法において、原料として飲料パック及び／又は食品パック、あるいはこれらをパルパーで処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を用いる場合、飲料パックや食品パックとしては、使用済みのもの、未使用のもの、あるいはパックの製造工程で発生する未使用のパックの一部分等が利用可能である。使用済みの飲料パックや食品パックを回収して利用する場合、回収物には、ポリオレフィン樹脂以外の樹脂成分が混入する場合がある。特にポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の混入があげられる。上記製造方法で得られる複合材は、このようなポリオレフィン樹脂以外の樹脂を含むことができる。上記製造方法で得られる複合材は、例えば、ポリオレフィン樹脂とセルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、例えば、ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを総量で１０質量部以下含むことができる。
【００４８】
上記製造方法によれば、ポリオレフィンラミネート加工紙、又はポリオレフィンラミネート加工紙からなる飲料パック及び／又は食品パック、又はこれらをパルパーにより処理して得られるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を原料として、本発明の複合材を得ることができる。つまり、いわばゴミ同然に埋め立てられて廃棄処分されるような、使い道のなかった廃材を利用することができるため、本発明の複合材の原料コストは安価である。また本発明は、環境負荷の低減にも寄与しうる発明である。
【実施例】
【００４９】
本発明を実施例に基づきさらに説明するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。
本発明における各指標の測定方法、評価方法は次のとおりである。【００５０】
［耐摩耗性］
複合材を用いてプレス加工により試験片を作製し、ＩＳＯ６７２２の耐摩耗試験の往復法に準じて摩耗子としてニードルを使用して耐摩耗性を評価した。下記試験条件にて５０００往復後の摩耗量（ニードルの往復により形成された傷の、試験片表面から垂直方向（厚さ方向）への深さ）を、本試験における摩耗量とした。
荷重：１．７ｋｇ
ニードル径：φ０．４５ｍｍ、
ニードル材質：ＳＵＳ３０４、
ストローク長：１０ｍｍ、
周期：６０往復／分
試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ（断面矩形の平板状シート）
室温：２３℃【００５１】
―――セルロース有効質量比―――
事前に大気雰囲気にて８０℃×１時間の乾燥を行って乾燥状態にした複合材試料（１０ｍｇ）を用い、窒素雰囲気下において＋１０℃／ｍｉｎの昇温速度で、２３℃から４００℃まで熱重量分析（ＴＧＡ）を行った結果に基づいて、次式により算出した。測定は５回行いその平均値を求めて、その平均値をセルロース有効質量比とした。
（セルロース有効質量比［％］）＝
（複合材試料の２７０〜３９０℃の質量減少量［ｍｇ］）×１００／（熱重量分析に付す前の乾燥状態の複合材試料の質量［ｍｇ］）
＜耐摩耗性の合否判定１＞
摩耗量が下記の評価式［式１］を満たす場合を合格（○）とし、満たさない場合を不合格（×）とした。
［式１］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
＜耐摩耗性の合否判定２＞
摩耗量が下記の評価式［式２］を満たす場合を合格（○）とし、満たさない場合を不合格（×）とした。
［式２］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
上記ポリオレフィン樹脂単体の摩耗量は、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂と同じポリオレフィン樹脂からなるペレットを、ロールにて混錬後、プレス加工してポリオレフィン樹脂単体の試験片を作製し、上記と同様に耐摩耗試験を行い、ポリオレフィン樹脂単体の摩耗量とした。【００５２】
［結果物（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材）の形状］
混練後のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の外観を目視にて評価した。バルク（塊）の状態を合格品（○）とし、バルクの状態とならずに粉体状であるもの、を不合格品（×）とした。（粉体状のものは、かさ比重が小さいために空気中で容易に吸湿するなどの理由でブリッジングや容器壁面への付着を生じ、その後の成形の際に自重落下で成型機に投入することが困難である。）【００５３】
［セルロース繊維分散性］
事前に含水率０．５質量％以下になるまで、８０℃の温風乾燥機で乾燥した複合材を、プレスで１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍのシート状に成形して成形体を得、この成形体を８０℃の温水に２０日間浸漬した後に、温水から取り出した成形体表面の任意の箇所に、４０ｍｍ×４０ｍｍの正方形を書き、さらにその正方形内部に４ｍｍ間隔で４０ｍｍの線分を９本書いた。表面粗さ測定機を用いて、カットオフ値λｃ＝８．０ｍｍかつλｓ=２５．０μｍの条件の下、隣り合う２本の線分の中間線上の粗さを測定し、１０本の粗さ曲線（ＪＩＳ−Ｂ０６０１にて規定、評価長さ４０ｍｍ）を得た。１０本全ての粗さ曲線においてピークトップが３０μｍ以上でかつ上側に（表面から外側に向けて）凸である山の個数を数えたとき、山の個数が合計２０個以上である場合を不合格品（×）とし、山の個数が２０個未満である場合を合格品（○）とした。
試料中にセルロース繊維が偏在している場合は局所的に吸水が起こり、その部分の表面が膨張するため、この方法でセルロース繊維の分散性を評価することができる。【００５４】
［曲げ強度］
射出成形で試験片（厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を作製し、支点間距離６４ｍｍ、支点及び作用点の曲率半径５ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎにて荷重の負荷を行い、ＪＩＳ−Ｋ７１７１に準じて曲げ強度を算出した。曲げ強度の単位は「ＭＰａ」である。【００５５】
［曲げ弾性率］
ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準拠しサンプル厚さ４ｍｍ、曲げ速度２ｍｍ／ｍｉｎにて曲げ弾性率を測定した。詳細には、射出成形で試験片（厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を作製し、支点間距離６４ｍｍ、支点及び作用点の曲率半径５ｍｍ、試験速度２ｍｍ／ｍｉｎにて荷重の負荷を行い、ＪＩＳ−Ｋ７１７１に準じて曲げ試験を行い、曲げ弾性率を測定した。
ここで、曲げ弾性率  Ｅｆは、歪み０．０００５（εｆ１）におけるたわみ量において測定した曲げ応力σｆ１、歪み０．００２５（εｆ２）におけるたわみ量において測定した曲げ応力σｆ２を求めて、これらの差を、それぞれの対応する歪み量の差で割ること、
すなわち
式    Ｅｆ＝（σｆ２―σｆ１）／（εｆ２―εｆ１）
で求めることができる。
このときの曲げ応力を求めるための、たわみ量Ｓは、下記の式により求めることができる。
Ｓ＝（ε・Ｌ２）／（６・ｈ）
Ｓ：たわみ
ε：曲げ歪み
Ｌ：支点間距離
ｈ：厚さ【００５６】
以下の説明において、ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂であるポリオレフィンラミネート加工紙を「ポリエチレンラミネート加工紙」と称し、ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂であるセルロース繊維付着ポリオレフィン薄膜片を「セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片」と称す。【００５７】
実施例１
紙製飲料容器のポリエチレンラミネート加工紙（構成：紙８０質量％、低密度ポリエチレン２０質量％）から、パルパーによって紙部分を剥ぎ取り除去してセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、数ｃｍ２〜１００ｃｍ２程度のさまざまな形状、大きさの小片に切断されており、紙部分の剥ぎ取り工程において水に浸漬されたことで濡れた状態（水分を多量に吸収した状態）であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表１に示すとおりであった。なお、表１中のセルロース繊維の含有量（質量％）はセルロース有効質量比（％）と同じである（以下同様）。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は１００質量部であった。
次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、バッチ式混練装置であるニーダーに投入し、溶融混練し、セルロース繊維が分散されたポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率が１質量％未満であった。
複合材の評価結果を表１に示す。【００５８】
実施例２、３
実施例１と同様にして、ポリエチレンラミネート加工紙からセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。この薄膜片は、実施例１と同じく、数ｃｍ２〜１００ｃｍ２程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表１のとおりであった。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は表１に示すとおりであった。
次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、実施例１で用いたのと同じニーダーに投入し、溶融混練してセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率がいずれも１質量％未満であった。【００５９】
実施例４
実施例１と同様にして、ポリエチレンラミネート加工紙からセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。この薄膜片は、実施例１と同じく、数ｃｍ２〜１００ｃｍ２程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表１のとおりであった。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は表１に示すとおりであった。
次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、濡れた状態のままで、バッチ式閉鎖型混練装置に投入し、混合溶融装置の撹拌羽根の先端の周速を４０ｍ／秒として高速攪拌して水を亜臨界状態にすると共に試料材料を混練し、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。
なお、バッチ式閉鎖型混練装置による混練終了時点は、バッチ式閉鎖型混練装置の回転軸の回転トルクが上昇して最大値に達した後、下降して、その後トルク変化が小さくなることから、トルク変化率が１秒当たり５％以下になった時点を、トルクが最小値に達した瞬間と定義して、この起点からの経過時間を５秒とした。また、混合溶融装置の撹拌羽根の先端の周速は上記と同様に４０ｍ／秒とした。
得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率が１質量％未満であった。
各複合材の評価結果は表１に示すとおりである。【００６０】
比較例１
セルロース繊維を加えずに、低密度ポリエチレンを試験試料とした。低密度ポリエチレンとしては、日本ポリエチレン株式会社社、ＬＣ６００Ａを使用した。得られた複合材は、ポリエチレン樹脂からなるものであった。【００６１】
比較例２
紙部分を全く除去しないポリエチレンラミネート加工紙を裁断し、吸水させたものを比較材料として用いた。この濡れた状態の比較材料において、比較材料１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は１００質量部であった。濡れた状態の比較材料を、実施例４で用いたのと同じバッチ式閉鎖型混練装置に投入し、実施例４と同様に溶融混練してセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を試みた。しかし、溶融混練物は紛体となってしまい、目的のバルク状の複合材を得ることができなかった。【００６２】
比較例３
実施例１と同様にして、ポリエチレンラミネート加工紙からセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を得た。この薄膜片は、実施例１と同じく、数ｃｍ２〜１００ｃｍ２程度の小片に切断されており、濡れた状態であった。また、この薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の質量比（乾燥後）は、表１のとおりであった。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は１００質量部であった。
このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、８０℃に設定した乾燥機で４８時間乾燥して、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量を１質量部未満とした。
次に、このセルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を、バッチ式混練装置であるニーダーに投入し、溶融混練し、セルロース繊維が分散されたポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とからなり、含水率が１質量％未満であった。
複合材の評価結果を表１に示す。【００６３】
2019039571.tif 000002
【００６４】
表１に示すとおり、水の存在下、溶融混練して得られた特定量のセルロース繊維を含む複合材は、耐摩耗性に優れることがわかる。また、セルロース繊維が多い程、曲げ強度が高まる傾向があった。複合材に対しセルロース繊維が本発明の規定よりも多い比較例２は、バルク状の複合材を得ることができず、耐摩耗性試験を行なうことができなかった。また、ポリエチレンのみからなる比較例１の材料は耐摩耗性が実施例１から実施例４の材料に比べて劣るものであった。セルロース繊維付着ポリエチレン薄膜片を乾燥して付着水を１質量部未満として溶融混練した比較例３の複合材は、セルロース繊維の分散性、耐摩耗性ともに実施例１から実施例４の材料に比べて劣るものであった。【００６５】
実施例５、６、７
アルミニウム薄膜層を有するポリエチレンラミネート加工紙（ポリエチレンは低密度ポリエチレン）からなる使用済みの紙製飲料容器から、パルパーによって紙部分をラミネート加工紙から、一部剥剥ぎ取り除去してセルロース・アルミニウム付着ポリエチレン薄膜片を得た。かかる薄膜片は、数ｃｍ２〜１００ｃｍ２程度のさまざまな形状、大きさの小片に切断されており、紙部分の剥ぎ取り工程において水に浸漬されたことで濡れた状態（水分を多量に吸収した状態）であった。また、かかる薄膜片を構成するポリエチレン樹脂と、それに付着しているセルロース繊維の含有量（乾燥状態の薄膜片中における含有量）は、上述した測定方法によれば、表２に示すとおりであった。また、アルミニウムと灰分（アルミニウム以外の無機質材）との質量比（乾燥後）も表２に示す。この濡れた状態の薄膜片において、薄膜片１００質量部（乾燥質量）に対する付着水の量は表２に示すとおりであった。
次に、この薄膜片を、濡れた状態のままで、実施例１で用いたのと同じニーダーに投入し、溶融混練してセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。得られた複合材は、セルロース繊維とポリエチレン樹脂とアルミニウムと灰分とからなり、含水率はいずれも１質量％未満であった。
複合材の評価結果は表２に示すとおりである。【００６６】
【表２】
2019039571.tif 000003
【００６７】
表２に示すとおり、水の存在下、溶融混練して得られたアルミニウムと特定量のセルロース繊維を含む複合材は、耐摩耗性に優れることがわかる。【００６８】
実施例８、９、１０
アルミニウム薄膜層を有するポリエチレンラミネート加工紙（ポリエチレンは低密度ポリエチレン）の損紙を、回転刃式の粉砕機（ホーライ社製）を使用して粉砕したものと、ポリプロピレン１（ＢＣ６、日本ポリプロ（株）製）と、水とを、表３−１に示す配合比で混合した。この混合物を、バッチ式閉鎖型混練装置（バッチ式高速撹拌装置）に投入し、装置の撹拌羽根の回転速度を回転羽根の先端の周速で４０ｍ／秒として高速攪拌することにより、水の存在下で溶融混練した。こうしてセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を作製した。
なお、混練の終了は、バッチ式混練装置に設置された温度計により測定される装置チャンバー内の材料温度が、２２０℃に達した時点とした。
各複合材において、上述した測定方法により決定された、各複合材中のセルロース含有量（質量％）とポリオレフィン樹脂の含有量（質量％）とアルミニウム及び灰分の各含有量（質量％）を表３−２上段に示した。
各複合材の評価結果を表３−２に示す。
なお、表３−２において、得られた複合材の含水率はいずれも１質量％以下である。【００６９】
【表３】
2019039571.tif 000004
【００７０】
表３−２に示すとおり、水の存在下、溶融混練して得られたアルミニウムと特定量のセルロース繊維を含む複合材は、耐摩耗性に優れることがわかる。【００７１】
本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。【００７２】
本願は、２０１７年８月２３日に日本国で特許出願された特願２０１７−１６０６８０に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月17日(2019.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式１］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．００３×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋０．３
［摩耗試験の試験条件］
荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
【請求項２】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記セルロース繊維の含有量が５質量％以上５０質量％未満である、請求項１に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項３】
前記セルロース繊維が、繊維長０．３ｍｍ以上のセルロース繊維を含む、請求項１又は２に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項４】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項５】
含水率が１質量％未満である、請求項１〜４、及び１７〜１９のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項６】
前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である請求項１〜５、及び１７〜１９のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項７】
前記ポリエチレン樹脂が低密度ポリエチレン樹脂である請求項６に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項８】
前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項１〜５、及び１７〜１９のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項９】
ポリオレフィン樹脂中にセルロース繊維を分散してなり、前記セルロース繊維の含有量が３質量％以上７０質量％未満であり、ＩＳＯ６７２２による摩耗試験を下記試験条件で行ったとき、５０００往復後の摩耗量が次式を満たす、セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
［式２］  （セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材の摩耗量［ｍｍ］）／（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材を構成するポリオレフィン樹脂単体の摩耗量［ｍｍ］）＜−０．０１×（セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材のセルロース有効質量比）＋１
［摩耗試験の試験条件］
荷重：１．７ｋｇ、ニードル径：φ０．４５ｍｍ、ストローク長：１０ｍｍ、周期：６０往復／分、試験片：長さ３８ｍｍ×幅６ｍｍ×厚さ１ｍｍ、温度：２３℃
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材が、前記ポリオレフィン樹脂中にアルミニウムを分散してなる、請求項９に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１３】
含水率が１質量％未満である、請求項９又は１２に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１４】
前記ポリオレフィン樹脂がポリエチレン樹脂である請求項９、１２、及び１３のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１５】
（削除）
【請求項１６】
（削除）
【請求項１７】
前記セルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材中、前記アルミニウムの含有量が、１質量％以上３０質量％以下である請求項４に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１８】
ポリエチレンテレフタレート及び／又はナイロンを含有し、前記ポリオレフィン樹脂と前記セルロース繊維の総含有量１００質量部に対し、前記ポリエチレンテレフタレート及び／又は前記ナイロンの総含有量が１０質量部以下である、請求項１〜４、及び１７のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
【請求項１９】
前記ポリオレフィン樹脂及び／又は前記セルロース繊維の少なくとも一部が、下記ｉ〜ｉｖのいずれか一つ以上に由来するものである請求項１〜４、１７、及び１８のいずれか１項に記載のセルロース繊維分散ポリオレフィン樹脂複合材。
ｉ  紙とポリオレフィン薄膜層とを有するポリオレフィンラミネート加工紙、
ｉｉ  紙とポリオレフィン薄膜層とアルミニウム薄膜層とを有するポリオレフィンラミネート加工紙、
ｉｉｉ  セルロース繊維が付着してなるポリオレフィン薄膜片、
ｉｖ  セルロース・アルミニウム付着ポリオレフィン薄膜片
【国際調査報告】
2019039571.tif 000005
2019039571.tif 000006
2019039571.tif 000007
2019039571.tif 000008