(57)【要約】【課題】  天然の染色材で染色された竹粉の天然繊維と地中で容易に分解される生分解性樹脂とからなる装飾性を有する生分解性複合材で成型加工された自動車の内装材を提供し、この内装材は、素材がすでに天然の染色材で染色されており、且つ全て天然素材で構成されているので、内装材として使用する際にも表面加工することなく使用でき、また、廃棄時の処分も容易である。【解決手段】  混練される複合材の繊維と樹脂とを従来のガラス繊維や合成樹脂に代えて、アルカリ処理され且つ天然の染色材で染色された竹粉のセルロースとトウモロコシ澱粉樹脂のように地中で容易に分解される生分解性樹脂を混練し、この混練物を成型機により所望大きさと形状を有する生分解性複合材の部材を成型加工する。【選択図】      図２
2006255909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹粉をアルカリ処理する工程と、アルカリ処理した竹粉のアルカリ分の洗浄する工程と、アルカリ処理した竹粉を染色する工程と、染色済み竹粉を乾燥する工程と、乾燥した染色済み竹粉と生分解性樹脂とを混練する工程と、染色済み竹粉と生分解性樹脂との混練物を成型する工程とからなることを特徴とする装飾性を有する生分解性複合材の製造方法。
【請求項２】
アルカリ処理且つ染色された竹粉と生分解性樹脂との混練物を適宜の形状の部材に成型されたことを特徴とする装飾性を有する生分解性複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の内装材のパネル等として使用される装飾性を有する生分解性複合材の製造方法と装飾性を有する生分解性複合材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂材料中に繊維体を混ぜ込んだ繊維強化複合材として、ガラス繊維やカーボン繊維を合成樹脂で固めた複合材が知られている。特に、ガラス繊維を含む複合材は、材質のバラツキが小さく、製造・加工が確立している等の点から大量に生産され、様々な分野での大量使用、そして大量に廃棄されると云う状況にある。これら使用後に廃棄された大量の複合材は、焼却処分や埋立て処分がされていた。しかしながら、埋立て処分するにも埋立てに適した場所が無くなってきたこと、埋立て後の環境汚染への配慮、また、焼却処分をするにも、複合材を構成する合成樹脂の種類や含有量によっては燃焼温度が高くて焼却炉が傷むとか、焼却により炭酸ガスを初めとする種々の燃焼ガスの発生による地球環境への悪影響がある等のいろいろな課題を抱えている。また、ガラス繊維やカーボン繊維などを含む複合材のものでは、例え埋め立てても地中の微生物によって分解されて自然に帰ると云うこともなく、また、リサイクルもできず環境に優しいものとは云えない状況にある。
【０００３】
このため、ガラス繊維などを含む複合材のものと比較すると機械的強度の点で劣るものの環境に優しい素材として、ガラス繊維などに代えて埋立て処分をした際に微生物によって分解される天然繊維を使用した種々の複合材が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、複合材およびその製造方法として、マニラ麻、サイザル麻、又は、ニュージーランド麻より選ばれた植物セルロース繊維を平均長１〜１０ｍｍにカッティングする工程、脂肪酸ポリエステル、ポリ乳酸若しくはこれらのブレンド樹脂より選ばれた生分解性熱可塑性樹脂１００重量部及びカッティングされた該植物セルロース繊維１ないし５０重量部を１４０〜２００℃で溶融混合する混練工程、及び、該混練工程で得られた混合物を射出成形する工程とからなる複合材の製造方法が開示されており、そして、この複合材は、自動車などの車両部品、特に自動車の内装部品の心材の製造に使用することができ、その効果も、植物セルロース繊維は、複合材を繊維強化することによって、その曲げ強度及び曲げ弾性率等の機械的強度を向上せしめるのみでなく、熱可塑性樹脂の生分解性を損なわず、かつ、繊維自体も生分解性を有する、と云うものである。
【０００５】
特許文献２には、天然繊維の改質方法とその装置、及びその改質した天然繊維とそれに用いた複合材として、天然繊維（ケナフ、サイザル麻、ラミー麻、マニラ麻、ジュート麻、ココナッツ、竹等の天然繊維で、）に１０ＭＰａ〜２００ＭＰａの軸方向張力を負荷する工程と、該張力を負荷した状態で該天然繊維にアルカリ溶液（５〜３０重量％の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の溶液）を用いてアルカリ処理を施す工程と、該アルカリ処理を施した天然繊維を洗浄し残余のアルカリを除去する工程との工程を有する天然繊維の改質方法が開示されており、天然繊維をアルカリ処理することにより処理された天然繊維の引張強さと破断ひずみを含む機械的性質を、アルカリ処理する前の天然繊維と比較して引張強さは概ね４％以上改善でき、破断ひずみは概ね２倍以上改善できる、と云うものである。
【０００６】
特許文献３には、生分解性成形材及び成形品として、天然高分子物質（イモ類、米麦類、コーン類等のでんぷん粉含有物から得たでん粉；でん粉に酢酸ビニルやアクリレート等のビニルモノマーを共重合させたでん粉誘導体；木粉、パルプ粉、セルロース粉等の植物体粉末；セルロース繊維；綿、麻等の植物繊維等が挙げられる）１０〜７０ｖｏｌ％と生分解性ポリエステル樹脂（ポリヒドロキシブチレート及びその誘導体、ポリカプロラクトン、ポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート等の脂肪族ポリエステル及びその誘導体；ポリシクロヘキシレンジメチルアジペート等の脂環族ポリエステル及びその誘導体；熱可塑性合成樹脂と生分解性を有する脂肪族ポリエステルとの共重合体等があげられる。）３０〜９０ｖｏｌ％と充填材０〜４５ｖｏｌ％との混合物であって、該混合物は表面に天然高分子物質が結合した樹脂粒子の複数が融着した粒状物からなる生分解性成形材が開示されており、この生分解性成形品の使用後、粉砕するか又はそのまま土中に埋設したり、水中に投入することにより廃棄処理することができる、と云うものである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３３５７１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６９４７号公報
【特許文献３】特公平７−７８１６７号公報
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１、２及び３には、いずれも天然高分子物質である植物セルロース繊維を使用しているが装飾性の面では考慮されておらず、部品の色は植物セルロース繊維又は生分解性熱可塑性樹脂自体の色である。プラスチックの中に木粉とか天然繊維の短繊維（麻類の）のものが混ぜられものが素材として使用されているが、自動車などの内装材として使用するには、装飾のために内装材の表面側を着色して使用している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明では、複合材の樹脂と混練されるガラス繊維やカーボン繊維を染色された竹粉の天然繊維に代えると共に、樹脂そのものも環境に優しい生分解性樹脂を使用することで、オール天然素材で作った装飾性を有する生分解性複合材の製造方法と装飾性を有する生分解性複合材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の発明では、竹粉をアルカリ処理する工程と、アルカリ処理した竹粉のアルカリ分の洗浄する工程と、アルカリ処理した竹粉を染色する工程と、染色済み竹粉を乾燥する工程と、乾燥した染色済み竹粉と生分解性樹脂とを混練する工程と、染色済み竹粉と生分解性樹脂との混練物を成型する工程とからなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、第２の発明では、アルカリ処理且つ染色された竹粉と生分解性樹脂との混練物を適宜の形状の部材に成型されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１、２の発明は、竹粉をアルカリ処理することにより、竹粉を構成する天然高分子物質であるセルロース部とリグニン部のうち、該セルロース部間にあるリグニン部を除去して竹粉のセルロース部のみを取出すことができ、このリグニン部が除去された竹粉のセルロース部は、界面接着性と染色性とが改善され、該セルロース部の染色の際には該セルロース部はリグニン部がないので染色性がよくなり、また、生分解性樹脂との混練の際には、このリグニン部が除去された間に生分解性樹脂が入り込み、セルロース部と生分解性樹脂との界面接着性が良くなり、成型された部材の機械的強度も強くなる。
【００１３】
また、成型された部材は、その複合材を構成する竹粉の天然高分子物質であるセルロース部、生分解性樹脂共に天然の物であり、複合材自体に染色されているので、成型された部材の仕上げとしての改めて色付けの作業も不要である。更に、染色剤も天然の物にすることにより、樹脂も含めてオール１００％天然物でできるので、埋立て処分しても地中で生分解される、との効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
竹粉をアルカリ処理したのち染色し、このアルカリ処理且つ染色された竹粉と生分解性樹脂との混練物を成型機で適宜の形状に成形することで、装飾性を有する生分解性複合材の内装材を実現した。
【００１５】
以下、本発明の好ましい処理工程を説明する。図１は竹粉の概略断面側図で、図２はアルカリ処理且つ染色された竹粉のセルロースと生分解性樹脂との混練物である。
【００１６】
ノコなどで竹を切断した際に出る切り屑である竹粉１、又は竹に熱と圧力をかけて砕く圧砕法により得られた竹粉１は、図１に示すように多くの繊維質で天然高分子物質であるセルロース部２と、このセルロース部２、２間を埋めるリグニン部３とからなっている。セルロース部２の長さが１０〜５００ｍμの粒度の竹粉を使用し、この竹粉１を処理温度が室温〜６０℃で５〜３０重量％の濃度の水酸化アルカリ溶液（水酸化ナトリウム、水酸化カリ、水酸化リチウム等）に所定時間（６０〜１８０分程度）の間浸漬してアルカリ処理すると、竹粉１を構成する天然高分子物質であるセルロース部２とリグニン部３のうち、リグニン部３を水酸化アルカリ溶液によって除去し、竹粉のセルロース部２を取出すことができる（アルカリ処理工程）。
【００１７】
次に、この取出された竹粉のセルロース部２には水酸化アルカリ溶液が付着しており、また、竹粉のセルロース部２から分離したリグニン部３が付着しているので、これら付着している水酸化アルカリ溶液の残渣を中和したり、また、リグニン部３を完全に洗い流すために、アルカリ処理して取出された竹粉のセルロース部を１〜５重量％の酢酸水溶液や水を用いて洗浄して、水酸化アルカリ溶液の残渣及び付着しているリグニン部３を中和し洗い流す（アルカリ処理後の洗浄工程）。
【００１８】
このようにして、竹粉のセルロース部２に付着した水酸化アルカリ溶液やリグニン部３を取り去った竹粉のセルロース部２を天然製で所望の色の繊維用染色剤の溶液中に浸漬・撹拌（常温で２０分間位）しながら染色する。その後に、この染色済みの竹粉のセルロース部２を低温乾燥（６０℃で２４時間）する（染色・乾燥工程）。
【００１９】
所望の色を出すため、異なる染色材で染色された複数の竹粉のセルロース部２を所定の割合で混ぜると共に、これら乾燥し染色された竹粉のセルロース部２（１０〜７０重量％）と生分解性樹脂（例えば、トウモロコシデンプン樹脂、乳酸系の樹脂等を９０〜３０重量％）４とを混練する。そして、混練され染色された竹粉のセルロース部２と生分解性樹脂４との混練物を射出成型機又はプレス成型機により所望の大きさ・形状（パネル状、長尺状等）の部材を成型する。この時、生分解性樹脂４と共に混練する竹粉のセルロース部２の混練の割合が小さい場合には、混練物が流れ易いので混練物は射出成型機を用いて成型し、また、混練する竹粉のセルロース部２の混練の割合が大きい場合には、混練物の流れが悪いのでプレス成型機を用いて成型する（混練・成型工程）。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
［アルカリ処理工程］竹粉を水溶液温度２０℃で、濃度１０％の水酸化ナトリウム水溶液の中に６０分間浸漬し、その後、水酸化ナトリウム水溶液中に溶け出した天然高分子物質の竹粉のリグニン部とアルカリ処理して取り出された竹粉の天然高分子物質であるセルロース部とを分離して取り出す。
［アルカリ処理後の洗浄工程］アルカリ処理して取り出された竹粉のセルロース部を水で洗浄して水酸化ナトリウム水溶液の残渣を洗い流す。
［染色・洗浄工程］アルカリ処理後に洗浄した竹粉のセルロース部を、桂屋ファイングッズ社製の染色材であるコールダイオール（商標名）を水１リットル中に８ｇ溶かし、食塩を媒染剤としてビーカー中で常温に２０分浸漬し、そののち中性洗剤で中和させる。その後、ビーカーが透けて見えるまですすぎを３０回ほど行う。
［乾燥工程］染色済みの竹粉のセルロース部を６０℃で２４時間乾燥させる。
［混練・成型工程］乾燥した染色済みの竹粉のセルロース部と生分解性樹脂粉末であるトウモロコシ澱粉樹脂とをビーカー内で、竹粉のセルロース部とトウモロコシ澱粉樹脂との重量％の比率が３：７と５：５のものについて混練した。そして、成型の際にトウモロコシ澱粉樹脂に比して染色済みの竹粉のセルロース部の重量比が低い時には射出成型機で、重量比が高い時には高温プレス成型機で成型してパネル部材を得た。
【００２１】
このようにして成型された複合材のパネル部材は、竹粉のセルロース部、染色材のコールダイオール及びトウモロコシ澱粉樹脂の全ての素材が天然素材なので、使用後の廃棄処分として埋立て処分されても地中で生分解されるので、地球環境の汚染を防ぐことができる。また、成型されたパネル部材の色は、染色材で染色された竹粉のセルロース部の色、又は異なる染色材で染色された複数の竹粉のセルロース部の混合色となるので装飾性が良く、また、成型された複合材のパネル部材の仕上げとしての改めて色付けの作業も不要となる。
【００２２】
また、竹粉をアルカリ処理することで、竹粉のセルロース部間にあるリグニン部を除去して竹粉のセルロース部のみを取出し、この竹粉のセルロース部とトウモロコシ澱粉樹脂とを混練しているので、セルロース部とトウモロコシ澱粉樹脂との界面・接着性能が良くなり、成型された部材の機械的強度も［表１］に示す強度を有しており、自動車の内装材として使用したとき十分な強度を有している。なお、［表１］は、竹粉を１０％の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ処理したものと、アルカリ未処理のものとについて、竹粉のセルロース部とトウモロコシ澱粉樹脂との重量％の比率が３０：７０と５０：５０の複合材のパネル部材の引張強さと破断歪みを計測したものである。いずれも竹粉をアルカリ処理したものの方が引張強さも破断歪みも大きな数値を示している。
【００２３】
【表１】
2006255909.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】竹粉の概略断面側図である。
【図２】アルカリ処理且つ染色された竹粉のセルロースと生分解性樹脂との混練物である。
【符号の説明】
【００２５】
１      竹粉
２      セルロース部
３      リグニン部
４      生分解性樹脂。
【図１】
2006255909.tif 000004
【図２】
2006255909.tif 000005