(57)【要約】【課題】本発明は、植物繊維強化樹脂により製造されている内装品によるフォギング現象を効果的に抑制できるようにすることである。【解決手段】本発明は、木粉１４と塩基性物質１３とを混合させる混合工程と、木粉１４に塩基性物質１３を混合した混合木粉と、樹脂のペレットとを混練機に投入し、樹脂のペレットが熱溶融した状態で混練を行なう混練工程と、混練工程により得られた植物繊維強化樹脂のペレットを使用して内装品を成形する成形工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木粉と塩基性物質とを混合させる混合工程と、
前記木粉と塩基性物質との混合物と、樹脂とを混練機に投入し、前記樹脂が熱溶融した状態で混練を行なう混練工程と、
前記混練工程により得られた植物繊維強化樹脂を使用して内装品を成形する成形工程と、
を有する内装品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された内装品の製造方法であって、
前記塩基性物質には、ナトリウムよりも原子量が重い金属の化合物が使用される内装品の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載された内装品の製造方法であって、
前記塩基性物質は、その塩基性物質の飽和水溶液のｐＨ値が9.5以上のものが使用される内装品の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載された内装品の製造方法であって、
前記混練工程と成形工程間に加熱工程が設けられており、
前記加熱工程では、前記木粉に含まれる揮発性物質が揮発する温度以上で、かつ前記樹脂が溶融する温度よりも低い温度で、前記植物繊維強化樹脂を加熱する内装品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載された内装品の製造方法であって、
前記木粉に対する塩基性物質の重量比率は、5パーセント以上に設定されている内装品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物繊維強化樹脂を材料とする内装品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等においては、炎天下で室内温度が高温になると、内装品、例えば、インストルメントパネルやシート等から揮発物が発生することがある。前記揮発物は、外気で冷えたガラスにより冷却されてガラスの室内側に付着し、ガラスを曇らせる原因となる（フォギング現象）。特許文献１に記載の技術では、フォギング現象を抑制するため、インストルメントパネル等の内装品の表皮材として使用される皮革材料をアルカリ性の水溶液に接触させることが行われている。これにより、皮革材料に含まれる揮発性の酸性物質が中和されて安定化することで、フォギング現象を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１３９５６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、インストルメントパネル等の樹脂成形品の場合、上記したように、アルカリ性の水溶液に接触させても、前記水溶液が樹脂成形品に染み込むことがない。このため、例えば、樹脂成形品の内部に揮発性の酸性物質が存在している場合に、前記水溶液で樹脂成形品の内部の酸性物質と中和反応を行うのは困難である。したがって、インストルメントパネル等の樹脂成形品（内装品）によるフォギング現象を抑制することは難しい。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、植物繊維強化樹脂により製造されている内装品によるフォギング現象を効果的に抑制できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、木粉と塩基性物質とを混合させる混合工程と、前記木粉と塩基性物質との混合物と、樹脂とを混練機に投入し、前記樹脂が熱溶融した状態で混練を行なう混練工程と、前記混練工程により得られた植物繊維強化樹脂を使用して内装品を成形する成形工程とを有する。
【０００７】
本発明によると、混合工程で木粉と塩基性物質とを混合するため、木粉に含まれる揮発性物質である脂肪酸と塩基性物質とにより中和反応が起こる。これにより、木粉中の脂肪酸が金属石鹸に変化し、前記木粉に含まれる揮発性物質が減少する。したがって、混練工程により得られた植物繊維強化樹脂中の揮発性物質が減少し、成形工程により得られた内装品中の揮発性物質も減少する。この結果、植物繊維強化樹脂により製造されている内装品によるフォギング現象を効果的に抑制できる。
【０００８】
請求項２に係る発明によると、塩基性物質には、ナトリウムよりも原子量が重い金属の化合物が使用される。このため、木粉に含まれる脂肪酸と塩基性物質とによる中和反応により生じる金属石鹸の重量が大きくなる。したがって、前記中和反応により効率的に揮発性を防止できる。
【０００９】
請求項３に係る発明によると、塩基性物質は、その塩基性物質の飽和水溶液のｐＨ値が9.5以上のものが使用される。このため、木粉に含まれる脂肪酸と塩基性物質との中和反応が速やかに行われる。
【００１０】
請求項４に係る発明によると、混練工程と成形工程間に加熱工程が設けられており、前記加熱工程では、前記木粉に含まれる揮発性物質が揮発する温度以上で、かつ前記樹脂が溶融する温度よりも低い温度で、前記植物繊維強化樹脂を加熱する。このため、木粉に含まれる脂肪酸が塩基性物質に中和されずに残留した場合でも、加熱工程で揮発させることにより植物繊維強化樹脂から脂肪酸等を除去できる。これにより、前記内装品によるフォギング現象をさらに抑制できる。また、加熱工程で臭い成分も揮発するため、付随効果としてこげ臭の低減も図ることができる。
【００１１】
請求項５に係る発明によると、木粉に対する塩基性物質の重量比率は、5パーセント以上に設定されている。これにより、木粉に含まれる脂肪酸を効率的に中和できるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、植物繊維強化樹脂製の内装品によるフォギング現象を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る内装品の製造方法（工程）を表わすブロック図である。
【図２】前記内装品の製造方法における混合工程を表す模式図である。
【図３】前記内装品の製造方法における混練工程を表す模式図である。
【図４】前記混練工程において使用される混練機の模式側面図である。
【図５】前記内装品の製造方法における加熱工程を表す模式図である。
【図６】前記内装品の製造方法における成形工程を表す模式図である。
【図７】前記内装品の製造方法における材料配合表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
以下、図１から図７に基づいて本発明の実施形態１に係る内装品の製造方法について説明する。本実施形態に係る内装品は、自動車の車室内に設置される内装品であり、植物繊維強化樹脂を材料として製造されている。
【００１５】
＜自動車用の内装品Ｗの製造方法概要について＞
自動車用の内装品Ｗは、図１に示すように、混合工程と混練工程と加熱工程と成形工程とを経て製造される。混合工程は、図２に示すように、植物繊維強化樹脂１８（図３参照）の材料となる木粉１４に対して塩基性物質１３（水酸化カルシウム）を混合し、木粉１４に含まれる揮発性の脂肪酸を中和する工程である。混練工程は、図３に示すように、混合工程で得られた混合木粉１５（木粉１４＋塩基性物質１３）とポリプロピレン（ＰＰ）樹脂１２とを混練機３０（図４参照）で混練する工程である。加熱工程は、図５に示すように、混練工程で得られた植物繊維強化樹脂１８のペレットを所定温度で加熱し、中和しきれずに残留している脂肪酸等の揮発性物質を揮発させて除去する工程である。成形工程は、図６に示すように、加熱工程後の植物繊維強化樹脂１８のペレットを使用して射出成形機５０により内装品Ｗを成形する工程である。即ち、混合木粉１５が本発明の混合物に相当する。
【００１６】
＜混合工程について＞
混合工程では、例えば、混合装置２０が使用される。混合装置２０は、図２に示すように、混合容器２２と、混合容器２２内で水平回転する攪拌羽根２４と、混合容器２２に木粉１４と塩基性物質１３とをそれぞれ投入する投入部２５，２６とを備えている。ここで、木粉１４としては、杉の間伐材の粉末で80メッシュのものが使用される。また、塩基性物質１３としては、石灰、即ち、水酸化カルシウム（Ca(OH)2）の粉末が使用される。なお、水酸化カルシウムの飽和水溶液のｐＨ値は12.4である。混合工程では、図７における材料配合表の実施例１に示すように、木粉１４と水酸化カルシウムとの配合比率は、重量比率で20：1である。即ち、木粉１４に対する水酸化カルシウムの重量比率は5パーセントとなる。混合工程では、木粉１４に対する水酸化カルシウムが均一に混じり合うように、攪拌羽根２４の回転数と回転時間とが設定されている。これにより、木粉１４に含まれる揮発性の脂肪酸が水酸化カルシウムにより中和される。即ち、中和反応により、木粉１４中の脂肪酸は金属石鹸と水とに変化して、揮発し難い状態になる。
【００１７】
＜混練工程について＞
混練工程では、混練機３０が使用される。混練機３０は、図３に示すように、混合工程で得られた混合木粉１５（木粉１４＋塩基性物質１３（水酸化カルシウム））とポリプロピレン（ＰＰ）樹脂１２とを混練し、植物繊維強化樹脂１８を得る装置である。ここで、ポリプロピレン（ＰＰ）（以下、樹脂１２という）と前記混合木粉１５との配合比率は、図７における材料配合表の実施例１に示すように、重量比率で80：20である。なお、混練工程においても、木粉１４中の脂肪酸と水酸化カルシウムとの中和反応は継続して行われる。
【００１８】
混練機３０は、図４に示すように、押出式の混練機であり、樹脂１２を熱溶融させた状態で混合木粉１５（木粉１４＋塩基性物質１３（水酸化カルシウム））と混練して、植物繊維強化樹脂１８を製造する機械である。混練機３０は、混練機本体３００と、混練機本体３００から押出された植物繊維強化樹脂１８の軟化棒状体１８ｊを水冷する冷却槽３３と、冷却後の軟化棒状体１８ｊをペレットのサイズに切断するカッタ３５とを備えている。
【００１９】
混練機本体３００は、図４に示すように、一端側（左側）に入口部３０１ｅ、他端側（右側）に出口部３０１ｐが設けられた円筒形のシリンダ部３０１と、そのシリンダ部３０１内に同軸に収納された螺旋状のスクリュー３０３とを備えている。そして、シリンダ部３０１の周囲には、シリンダ部３０１内を加熱するためのヒータ３０２が設けられている。また、シリンダ部３０１の下側には、そのシリンダ部３０１に沿って冷却装置３０４が設けられている。これにより、混練機本体３００は、シリンダ部３０１内の温度が約200℃に制御される。
【００２０】
また、混練機本体３００は、シリンダ部３０１の入口部３０１ｅ側にモータ等を備える駆動装置３０５が設けられており、駆動装置３０５の減速機３０５ｗの出力軸（図示省略）がスクリュー３０３に同軸に連結されている。このため、駆動装置３０５が駆動されることで、スクリュー３０３がシリンダ部３０１内で軸心回りに回転し、混練が行なわれる。さらに、混練機本体３００は、シリンダ部３０１の入口部３０１ｅに樹脂１２のペレットと混合木粉１５（木粉１４＋塩基性物質１３（水酸化カルシウム））とを供給するホッパー３０７を備えている。
【００２１】
＜加熱工程、及び成形工程について＞
加熱工程は、上記したように、混練工程で得られた植物繊維強化樹脂１８のペレットを所定温度で加熱し、中和しきれずに残留している脂肪酸等の揮発性物質を揮発させて除去する工程である。加熱工程では、例えば、加熱容器４０が使用される。加熱容器４０は、約140℃の温度で１〜５時間程度、植物繊維強化樹脂１８のペレットを加熱できるように構成されている。これにより、植物繊維強化樹脂１８中に中和しきれずに残留している脂肪酸等の揮発性物質が加熱容器４０内で揮発して除去される。なお、樹脂１２（ＰＰ）の溶融温度は約160℃であるため、植物繊維強化樹脂１８のペレットが加熱容器４０内で溶融することはない。成形工程では、加熱工程後の植物繊維強化樹脂１８のペレットを使用して射出成形機５０により内装品Ｗを成形する。
【００２２】
このように、前記混合工程で木粉１４に含まれる揮発性の脂肪酸を中和し、さらに前記加熱工程で植物繊維強化樹脂１８に残留した揮発性物質を揮発させて除去する。このため、植物繊維強化樹脂１８を材料とする内装品Ｗ中には揮発性物質がほとんど存在しない。前記内装品Ｗのフォギング試験結果が、図７の実施例１の下段に記載されている。即ち、車室内の上限温度である90℃の雰囲気下で前記内装品Ｗのフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は99％であった（ほとんど曇りがなかった）。また、車室内の限界温度である100℃の雰囲気下で前記内装品Ｗのフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は91％であった。
【００２３】
次に、図７の比較例１〜３の説明を行う。比較例１はフォギング対策を行わなかった場合のフォギング試験結果を表している。比較例１の場合、混合工程は存在せず、木粉１４と樹脂１２とを重量比率20：80の割合で配合して混練した植物繊維強化樹脂１８を使用して内装品Ｗを成形している。比較例１における内装品Ｗの場合、90℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は96％であった。また、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は79％であった。なお、加熱工程がある場合は、ガラスの反射率（光沢度）は80％で若干改善された。このように、比較例１（対策前）の場合、木粉１４中の揮発性物質である脂肪酸がほとんど除去されていないため、上記した実施例１の場合と比較すると、フォギング試験結果は良くない。
【００２４】
比較例２の場合、混合工程を省略し、木粉１４と水酸化カルシウム（実施例１の場合と同量）とを樹脂１２と共に混練機３０に投入して、植物繊維強化樹脂１８を製造した場合である。ここで、木粉１４等と樹脂１２との配合割合は重量比率で20：80である。この方法により製造した植物繊維強化樹脂１８を使用した内装品Ｗの場合、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は86％であった。このように、実施例１の場合と同量の水酸化カルシウムを使用しても、実施例１の場合と比較してフォギング試験結果は良くなかった。この原因は、混練機３０の内部で木粉１４と水酸化カルシウムとが効率的に混じり合わず、中和反応が効果的に行われなかったことが考えられる。
【００２５】
比較例３は、混合工程で木粉１４に対して水酸化カルシウムの代わりに中性の塩化ナトリウム（NaCl（塩））を混合して混合木粉１５を製造した場合である。ここで、混合木粉１５における木粉１４と塩化ナトリウムとの重量比率は20：5である。そして、混合木粉１５と樹脂１２とを20：80の割合で配合して混練した植物繊維強化樹脂１８を使用して内装品Ｗを成形した。比較例３における内装品Ｗの場合、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は80％であり、上記した比較例１（対策前）と同じ結果になった。即ち、塩化ナトリウムは、木粉１４中の脂肪酸等の除去には全く効果がなかったと考えられる。
【００２６】
＜本実施形態に係る内装品Ｗの製造方法の長所について＞
本実施形態に係る内装品Ｗの製造方法によると、混合工程で木粉１４と塩基性物質１３（水酸化カルシウム）とを混合するため、木粉１４に含まれる揮発性物質である脂肪酸と塩基性物質１３とにより中和反応が起こる。これにより、木粉１４中の脂肪酸が金属石鹸に変化し、木粉１４に含まれる揮発性物質が減少する。したがって、混練工程により得られた植物繊維強化樹脂１８のペレット中の揮発性物質が減少し、成形工程により得られた内装品Ｗ中の揮発性物質も減少する。この結果、植物繊維強化樹脂１８により製造されている内装品Ｗによるフォギング現象を効果的に抑制できる。
【００２７】
また、塩基性物質１３には、ナトリウム（Ｎａ  原子番号１１）よりも原子量が重い金属の化合物（カルシウム（Ｃａ  原子番号２０））が使用される。このため、木粉１４に含まれる脂肪酸と塩基性物質１３とによる中和反応により生じる金属石鹸の重量が大きくなる。したがって、前記中和反応により効率的に揮発性を防止できる。また、塩基性物質１３として使用される水酸化カルシウムの飽和水溶液のｐＨ値は12.5であるため、木粉１４に含まれる脂肪酸と水酸化カルシウムとの中和反応が速やかに行われる。さらに、混練工程と成形工程間に加熱工程が設けられているため、木粉１４に含まれる脂肪酸が塩基性物質１３と中和されずに残留した場合でも、加熱工程で前記脂肪酸等が揮発して植物繊維強化樹脂１８のペレットから除去される。また、加熱工程で臭い成分も揮発するため、付随効果としてこげ臭の低減も図ることができる。さらに、木粉１４に対する水酸化カルシウムの重量比率は、5パーセント以上に設定されているため、木粉１４に含まれる脂肪酸を効率的に中和できるようになる。
【００２８】
＜変更例＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態（図７の実施例１）では、混合工程における木粉１４と水酸化カルシウムとの配合比率は、重量比率で20：1に設定する例を示した。しかし、図７の実施例２〜４に示すように、木粉１４に対する水酸化カルシウムの配合比率を実施例１よりも増やすことが可能である。
【００２９】
例えば、実施例２の場合、木粉１４と水酸化カルシウムとの配合比率は20：3に設定されている。なお、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率は、実施例１の場合と同様に20：80に設定されている。実施例２における内装品Ｗの場合、90℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は99％であった。また、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は91％であった。なお、加熱工程がある場合は、ガラスの反射率（光沢度）は95％で改善された。
【００３０】
実施例３の場合、木粉１４と水酸化カルシウムとの配合比率は20：5に設定されている。なお、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率は、実施例１の場合と同様に20：80に設定されている。実施例３における内装品Ｗの場合、90℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果、ガラスの反射率（光沢度）は99％であった。また、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は91％であった。なお、加熱工程がある場合は、ガラスの反射率（光沢度）は92％であった。
【００３１】
実施例４の場合、木粉１４と水酸化カルシウムとの配合比率は20：10に設定されている。なお、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率は、実施例１の場合と同様に20：80に設定されている。実施例４における内装品Ｗの場合、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は92％であった。なお、加熱工程がある場合は、ガラスの反射率（光沢度）は98％で大幅に改善された。
【００３２】
また、本実施形態では、混合工程で木粉１４に対して塩基性物質１３として水酸化カルシウムを混合する例を示した。しかし、塩基性物質１３として水酸化カルシウムの代わりにウォラストナイトを使用することも可能である。ウォラストナイトは、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウム（CaO）を主成分とする鉱物の粉末であり、飽和水溶液のｐＨ値が9.5〜10.5である。
【００３３】
実施例５の場合、木粉１４とウォラストナイトとの配合比率は20：3に設定されている。なお、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率は、実施例１の場合と同様に20：80に設定されている。実施例５における内装品Ｗの場合、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は89％であった。なお、加熱工程がある場合は、ガラスの反射率（光沢度）は96％で改善された。
【００３４】
実施例６の場合、木粉１４とウォラストナイトとの配合比率は20：5に設定されている。なお、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率は、実施例１の場合と同様に20：80に設定されている。実施例６における内装品Ｗの場合、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は87％であった。
【００３５】
また、比較例４に示すように、塩基性物質１３として水酸化カルシウムの代わりに飽和水溶液のｐＨ値が12.3である水酸化バリウム（Ba(OH)2）を使用することも可能である。比較例４の場合、木粉１４と水酸化バリウムとの配合比率は20：1に設定されている。なお、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率は、実施例１の場合と同様に20：80に設定されている。比較例４における内装品Ｗの場合、100℃の雰囲気下でフォギング試験を行った結果（加熱工程省略）、ガラスの反射率（光沢度）は97％であった。バリウム（Ｂａ）は原子番号が５６の重金属であるため、木粉１４に含まれる脂肪酸と反応して金属石鹸が生成される際、前記金属石鹸の質量が大きくなり、さらに揮発し難くなると考えられる。
【００３６】
また、本実施形態では、混合木粉１５と樹脂１２との配合比率を20：80に設定する例を示したが、前記配合比率を変えることも可能である。また、本実施形態では、樹脂１２としてポリプロピレン（ＰＰ）を使用する例を示した。しかし、ポリプロピレン（ＰＰ）の代わりに、木粉（植物繊維）が熱分解しない約210℃以下で射出成形が可能な熱可塑性プラスチックのポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＳ樹脂（ＳＡＮ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等を使用することも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１２・・・・樹脂
１３・・・・塩基性物質
１４・・・・木粉
１５・・・・混合木粉（混合物）
１８・・・・植物繊維強化樹脂
３０・・・・混練機
Ｗ・・・・・内装品
【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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