(57)【要約】【課題】経年による色ずれが生じにくい、植物繊維と合成樹脂との複合材料からなる成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】古紙を解繊した古紙パルプとブロックポリプロピレンとオレフィン系ゴム（エチレン−ブテン共重合体）と水酸化マグネシウム又はステアリン酸カルシウムの塩基性化合物とヒンダードアミン系光安定剤とを含む複合材料を射出成形機等を用いて溶融混練した後、成形することを特徴とする成形体の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物繊維、ポリプロピレン、塩基性化合物及び光安定剤を含む複合材料を溶融混練した後、成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項２】
前記光安定剤は、ｐＫａが前記塩基性化合物のｐＫａより小さいものである請求項１記載の成形体の製造方法。
【請求項３】
植物繊維、ポリプロピレン及びｐＫａが３〜７の光安定剤を含む複合材料を溶融混練した後、成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法により製造された成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物繊維と合成樹脂との複合材料からなる成形体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、ポリプロピレンは、成形がしやすく軽量な素材であることから、さまざまな用途に使われているものの、剛性等の強度が比較的低いため、用途によっては、炭酸カルシウム等の無機充填材を添加することで強度を向上させたものが使われている。無機充填材以外にも、木材パルプ等の植物繊維を添加することで強度を向上させたものが特許文献１〜５に記載されている。また、ポリプロピレンは、石油等の化石燃料を原料にしていることから、ポリプロピレンの使用量を減らすことは有要であり、その点からも無機充填材や植物繊維を添加することは有用となっている。
【０００３】
ところが、無機充填材は密度が比較的高いことから、無機充填材を多く添加することは、ポリプロピレンの特徴である軽量性を減殺することになる。
【０００４】
一方、植物繊維は、密度が比較的低いことから、多量に添加しても、軽量性というポリプロピレンの特徴は生かすことができる。しかし、植物繊維は、セルロース等からなるため、熱による影響を受けやすく、条件によってはポリプロピレンの溶融温度である約１６０℃ぐらいでも酸化され、カルボキシル基等の酸性基を生成するおそれがあった。
【０００５】
ところで、ポリプロピレンは、耐光安定性が低く、光により変色しやすいことから、特許文献６、７記載のように、長期信頼性として経年による色ずれ（変色）が重視される自動車部品等においては、光安定剤が添加されたものが用いられている。通常、ポリプロピレンに添加される光安定剤は塩基性のものであることから、植物繊維を添加した場合には、溶融混練時等の加熱で生成した酸性基により、光安定剤の効果の発現が阻害されるため、経年による色ずれが生じ、自動車部品には用いることができなかった。また、射出成形等のように、ポリプロピレンをその溶融温度より高温（約２００℃以上）に加熱することで流動しやすくして賦形する成形方法では、金型等を錆びさせることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３２０３６７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４４３６号公報
【特許文献３】特開昭６４−５１４５１号公報
【特許文献４】特開平８−２８３４７５号公報
【特許文献５】特開平１０−１９３３４７号公報
【特許文献６】特開平８−２３９５２４号公報
【特許文献７】特開２００９−１６７４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、経年による色ずれが生じにくい、植物繊維と合成樹脂との複合材料からなる成形体及びその製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の成形体の製造方法は、植物繊維、ポリプロピレン、塩基性化合物及び光安定剤を含む複合材料を溶融混練した後、成形することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の成形体の製造方法は、植物繊維、ポリプロピレン及びｐＫａが３〜７の光安定剤を含む複合材料を溶融混練した後、成形することを特徴とする。
【００１０】
本明細書において、ｐＫａは２５℃における酸解離定数であり、酸の強さを定量的に表すための指標である。ｐＫａが小さな物質ほど酸性が強いことを意味している。
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の成形体は、上記いずれかの製造方法により作られたものである。
【００１２】
本発明における各要素の態様を以下に例示する。
【００１３】
１．植物繊維
植物繊維としては、特に限定はされないが、綿、麻、パルプ等が例示でき、資源の有効利用になることから、古紙を解繊した古紙パルプであることが好ましい。
植物繊維の配合量としては、特に限定はされないが、ポリプロピレンを含む合成樹脂との合計量を１００質量部にした場合に、１０〜３０質量部であることが好ましく、より好ましくは、２０〜３０質量部である。１０質量部未満では、用途にもよるが、十分な強度を得ることができず、３０質量部を超えると溶融時の流動性が悪く、成形しにくくなる。
【００１４】
２．ポリプロピレン
ポリプロピレンとしては、特に限定はされないが、ホモポリプロピレンでもよいし、ブロックポリプロピレンでもよい。また、植物繊維との密着性が向上することから、ポリプロピレンをマレイン酸等で変性した変性ポリプロピレンを含むものでもよい。
【００１５】
３．光安定剤
光安定剤としては、特に限定はされないが、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ）であることが好ましい。
ｐＫａが３〜７の光安定剤を用いることにより、光安定剤はその効果を発現することができ、成形体は経年による色ずれが生じにくくなる。これは、溶融混練時等の加熱により植物繊維の少なくとも一部が酸化分解されることで生じるカルボキシル基等の酸性基の影響を光安定剤が受けにくいためである。ｐＫａが３〜５の光安定剤を用いることが好ましい。
塩基性化合物と共に用いる場合の光安定剤としては、特に限定はされないが、ｐＫａが１０以下のものであることが好ましく、より好ましくは、ｐＫａが、共に用いられる塩基性化合物のｐＫａより小さいものである。さらに好ましくは、上記理由により、ｐＫａが３〜７のものであり、それより好ましくは、ｐＫａが３〜５のものである。
光安定剤の添加量は、効果が得られる量であれば、特に限定はされない。敢えて言うならば、ポリプロピレンを含む合成樹脂と植物繊維との合計量１００質量部に対し０．０５〜５質量部である。
【００１６】
４．塩基性化合物
塩基性化合物を加えることにより、光安定剤はその効果を発現することができ、成形体は経年による色ずれが生じにくくなる。これは、溶融混練時等の加熱により植物繊維の少なくとも一部が酸化分解されることで生じるカルボキシル基等の酸性基の影響を塩基性化合物が緩和するためである。
塩基性化合物としては、特に限定はされないが、ｐＫａが８以上のものであることが好ましく、より好ましいのは、ｐＫａが、共に用いられる光安定剤のｐＫａより大きいものである。また、ｐＫａの上限の塩基性化合物としては、特に限定はされないが、１４以下のものであることが好ましい。
また、塩基性化合物としては、塩基性無機充填剤、金属石鹸等が例示できる。
塩基性無機充填剤としては、水酸化マグネシウム（ｐＫａ：１１．４）、炭酸カルシウム（ｐＫａ：１０．３３）等が例示できる。
金属石鹸としては、ステアリン酸カルシウム（ｐＫａ：８．８）、ステアリン酸マグネシウム（ｐＫａ：８．５７）等が例示できる。
塩基性化合物の添加量は、効果が得られる量であれば、特に限定はされない。敢えて言うならば、ポリプロピレンを含む合成樹脂と植物繊維との合計量１００質量部に対し０．１〜１５質量部である。
【００１７】
５．複合材料
複合材料としては、特に限定はされないが、成形体の物性を向上させるため、ポリプロピレン以外の合成樹脂を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。また、加工性、意匠性、耐候性等の特性を向上させるため、可塑剤、顔料、着色剤、酸化防止剤等が添加されていてもよいし、添加されていなくてもよい。
ここで、ポリプロピレン以外の合成樹脂としては、特に限定はされないが、耐衝撃性等が向上することから、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−ブテン共重合体（ＥＢＭ）、エチレン−オクテン共重合体（ＥＯＭ）等のオレフィン系ゴムが例示できる。
【００１８】
６．成形方法
成形体の成形方法としては、特に限定はされないが、溶融混練と成形とが連続して行える、射出成形、押出成形等が例示できる。
【００１９】
７．成形体
成形体の用途としては、特に限定はされないが、塗装等による着色が施されていないものが好ましく、具体的には、ドアトリム、ピラーガーニッシュ、スカフプレート等の自動車の内装品や、家電製品等の筐体や、文具等の日用品等が例示できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、経年による色ずれが生じにくい、植物繊維と合成樹脂との複合材料からなる成形体を製造し、提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例として、表１に配合を示す６種類の成形体を製造した。塩基性化合物（水酸化マグネシウム又はステアリン酸カルシウム）を加えない実施例（１、２）は、ｐＫａが４．０〜７．０の光安定剤を用い、塩基性化合物を加えた実施例（３〜６）は、ｐＫａが４．０〜９．０の光安定剤を用いた。
比較例として、表１に配合を示す２種類の成形体を製造した。また、それぞれの成形体について、耐光安定性試験を行い、その測定値を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2011088997.tif 000002
【００２３】
本実施例及び比較例には、次のものを原料として用いた。
ポリプロピレンとしては、ブロックポリプロピレンを用いた。
植物繊維としては、古紙を解繊した古紙パルプを用いた。
オレフィン系ゴムとしては、エチレン−ブテン共重合体を用いた。
【００２４】
光安定剤としては、ｐＫａ（酸解離定数）が異なる（ｐＫａ：４．０〜９．０）三種類のヒンダードアミン系光安定剤を用いた。
【００２５】
光安定剤１は、ｐＫａが９．０であり、その化学構造式を次に示す。なお、Ｒは有機基である。
【化１】
2011088997.tif 000003
【００２６】
光安定剤２は、ｐＫａが７．０であり、その化学構造式を次に示す。なお、Ｒは有機基である。
【化２】
2011088997.tif 000004
【００２７】
光安定剤３は、ｐＫａが４．０であり、その化学構造式を次に示す。なお、Ｒ１は有機基であり、Ｒ２はアルキル基である。
【化３】
2011088997.tif 000005
【００２８】
水酸化マグネシウムは、粒子径が１．５μｍ〜１０μｍのものを用いた。
ステアリン酸カルシウムは、粒子径が１．５μｍ〜１２μｍのものを用いた。
【００２９】
次に各実施例について説明する。
実施例１は、ポリプロピレン６５質量部、植物繊維２５質量部及びオレフィン系ゴム１０質量部に、光安定剤として光安定剤２を０．５質量部加えたものを押出機を用いて溶融混練した後、射出成形機により成形した。
実施例２は、光安定剤を光安定剤３に変更した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例３は、光安定剤を光安定剤１に変更すると共に、ステアリン酸カルシウムを３．０質量部加えた以外は、実施例１と同様に行った。
実施例４は、光安定剤を光安定剤１に変更すると共に、水酸化マグネシウムを３．０質量部加えた以外は、実施例１と同様に行った。
実施例５は、水酸化マグネシウムを３．０質量部加えた以外は、実施例１と同様に行った。
実施例６は、光安定剤を光安定剤３に変更すると共に、水酸化マグネシウムを３．０質量部加えた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３０】
次に各比較例について説明する。
比較例１は、光安定剤を加えなかった以外は、実施例１と同様に行った。
比較例２は、光安定剤を光安定剤１に変更した以外は、実施例１と同様に行った。
【００３１】
耐光安定性試験
耐光安定性試験は、上記のようにして作成して試料（試験片）を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ７１０２（着色プラスチック材料のカーボンアーク燈光に対する色堅ろう度試験方法）に準拠し、照射時間１０００時間で行った。
そして、試験前後の試料の色彩（Ｌａｂ色度）を色差計を用いて測定し、試験前後のＬａｂ色度の値から下記の式を用いて、試験の前後におけるＬａｂ色度変化（ΔＥ）を求めた。
【数１】
2011088997.tif 000006
Ｌａ、ａａ、ｂａは、試験後のＬａｂ色度の値であり、Ｌｂ、ａｂ、ｂｂは、試験前のＬａｂ色度の値である。
【００３２】
表１に示すように、本実施例は全て、耐光安定性試験によるＬａｂ色度変化が２．９以下であった。詳細を次に示す。
・光安定剤にｐＫａが４．０〜７．０のヒンダードアミン系光安定剤を用いた実施例１、２、５、６は、Ｌａｂ色度変化が２．５以下であった。
・光安定剤にｐＫａが４．０のヒンダードアミン系光安定剤を用いた実施例２、６は、Ｌａｂ色度変化が２．０以下であった。
・塩基性化合物にｐＫａが８．８のステアリン酸カルシウム又はｐＫａが１１．４の水酸化マグネシウムを用い、光安定剤にｐＫａが４．０〜９．０のヒンダードアミン系光安定剤を用いた実施例３〜６は、Ｌａｂ色度変化が２．９以下であった。
・塩基性化合物にｐＫａが１１．４の水酸化マグネシウムを用い、光安定剤にｐＫａが４．０〜９．０のヒンダードアミン系光安定剤を用いた実施例４〜６は、Ｌａｂ色度変化が２．３以下であった。
・塩基性化合物にｐＫａが１１．４の水酸化マグネシウムを用い、光安定剤にｐＫａが４．０〜７．０のヒンダードアミン系光安定剤を用いた実施例５、６は、Ｌａｂ色度変化が２．０以下であった。
・塩基性化合物にｐＫａが１１．４の水酸化マグネシウムを用い、光安定剤にｐＫａが４．０のヒンダードアミン系光安定剤を用いた実施例６は、Ｌａｂ色度変化が１．９であった。
以上より、実施例のＬａｂ色度変化は、比較例のＬａｂ色度変化（３．９以上）より小さいことから、経時による色ずれが生じにくい成形体を得ることができた。
【００３３】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。