(57)【要約】      （修正有）【課題】強化繊維を高い含有率で含んだ樹脂組成物を強化繊維の熱劣化や折損を防止しつつ高い生産性で製造する製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂のシート状部材１０で強化繊維１５をくるんで保持する複合体７を混練押出機１に供給することで、強化繊維１５が配合された樹脂組成物を製造するものであって、混練押出機１の上流側から供給された熱可塑性樹脂の基材６が溶融した領域に、複合体７を基材の投入速度に依存しない投入速度で供給することを特徴とする。【選択図】図２
2011143673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂のシート状部材で強化繊維をくるんで保持する複合体を混練押出機に供給することで、前記強化繊維が配合された樹脂組成物を製造する樹脂組成物の製造方法であって、
前記混練押出機の上流側から供給された熱可塑性樹脂の基材が溶融した領域に、前記複合体を前記基材の投入速度に依存しない投入速度で供給することを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂が溶融した領域は、前記混練押出機における混練スクリュを備えた混練部より下流側であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
前記複合体の投入は、複数のスクリュを備えたサイドフィーダを用いて前記混練押出機の混練スクリュの側方から供給された前記複合体を前記混練押出機の内側まで運んで行われており、
前記スクリュは、その回転数が前記混練押出機の混練スクリュとは独立に制御可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
前記強化繊維は、平均長が５〜５０ｍｍの天然繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
前記シート状部材は、前記熱可塑性樹脂の不織布又はフィルムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂の基材を混練する混練部を有する混練スクリュを備え、強化繊維が配合された樹脂組成物が製造可能とされた混練押出機であって、
前記混練部の下流側に、前記混練スクリュと独立に回転可能とされると共に熱可塑性樹脂のシート状部材で強化繊維をくるんで保持する複合体を前記基材に供給するスクリュを備えたサイドフィーダが、設けられていることを特徴とする混練押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維で強化された樹脂組成物の製造方法及び混練押出機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂を母材とする樹脂組成物には、その強度、寸法安定性、剛性を高めるために、樹脂以外の強化繊維を配合することがある。このような強化繊維には、焼却による廃棄が容易なことから、竹繊維、麻系繊維（ジュート、ケナフ）などの天然繊維が近年用いられるようになってきた。
ところで、樹脂組成物の強度や剛性を十分に高めるためには、母材に対する天然繊維の含有率を高める必要があり、混練押出機のホッパには基材のペレットと一緒に多量の天然繊維が供給される。ところが、天然繊維とペレットとは比重差が大きく、乾燥状態で両者を混合すると分離が起きやすい。それゆえ、両者の分離が進んで比重が小さな天然繊維だけがホッパの入口付近に残り、天然繊維が高含有率で配合された樹脂組成物を製造することは非常に困難となっていた。
【０００３】
そこで、特許文献１では、樹脂シートにより天然繊維をくるんで保持した「ひも状」の複合体を用いて、混練押出機の上流側からこの複合体を混練スクリュに巻き付けるように供給して、樹脂と天然繊維とが十分に混合された樹脂組成物を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の樹脂組成物は、天然繊維を「ひも状」の複合体として供給するというユニークな考え方に基づいて創作されており、樹脂との混合が本来困難な天然繊維であっても高含有率で樹脂組成物に配合することができる点で非常に優れた技術である。ただ、複合体における天然繊維の含有率を高めて強度や剛性をさらに向上させたいというニーズがあることも事実であり、そのためには複合体に含まれる天然繊維の比率を今以上に増やさねばならない。ところが、複合体における天然繊維の比率を高くすると、複合体の強度が低下して混練スクリュに巻き付けた際にひも状の複合体の破断が発生するリスクも高くなる。それゆえ、複合体における天然繊維の比率を際限なく上げることはできない。
【０００６】
また、複合体を構成するシート状部材や天然繊維は基材のペレットに比べて嵩比重が小さく、このように見掛け体積が大きな複合体を供給して実際に得られる樹脂組成物の量はそれ程多くない。つまり、特許文献１の製造方法には、実際に得られる樹脂組成物の量を多くして、生産性をさらに向上したいという課題も残っている。
なお、混練スクリュの回転数を上げたり、複合体を太くしたりして生産性を高めることも考えられるが、混練スクリュの回転数を上げ過ぎると複合体が破断するリスクを高くしてしまう虞があり、混練スクリュの間に投入する必要性から複合体の太さにも上限があって、このような方法では生産性の大きな向上を期待することはできない。
【０００７】
さらに、複合体をホッパから混練スクリュが回転している箇所に直接供給すると、複合体が可塑状態になる前に混練スクリュによるせん断を受けるため、混練スクリュのフライトで折損してしまう天然繊維も現れる。加えて、複合体を供給するホッパをあまり上流側にすると、混練押出機の内部で長時間に亘って熱が加えられるため、天然繊維が熱劣化して満足できる強度や剛性を備えた樹脂組成物が得られなくなる可能性もある。
【０００８】
上述した問題は、天然繊維を強化繊維にした場合だけでなく、ガラス繊維などを強化繊維にした場合にも起こりうるものである。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、天然繊維をはじめとする強化繊維を高い含有率で含んだ樹脂組成物を、強化繊維の熱劣化や折損を防止しつつ高い生産性で製造することができる樹脂組成物の製造方法及び混練押出機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】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の樹脂組成物の製造方法は、熱可塑性樹脂のシート状部材で強化繊維をくるんで保持する複合体を混練押出機に供給することで、前記強化繊維が配合された樹脂組成物を製造する樹脂組成物の製造方法であって、
前記混練押出機の上流側から供給された熱可塑性樹脂の基材が溶融した領域に、前記複合体を前記基材の投入速度に依存しない投入速度で供給することを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記熱可塑性樹脂が溶融した領域は、前記混練押出機における混練スクリュを備えた混練部より下流側であるのが好ましい。
そして、前記複合体の投入は、複数のスクリュを備えたサイドフィーダを用いて前記混練押出機の混練スクリュの側方から供給された前記複合体を前記混練押出機の内側まで運んで行われており、前記スクリュはその回転数が前記混練押出機の混練スクリュとは独立に制御可能とされているのが良い。
【００１１】
なお、前記強化繊維は平均長が５〜５０ｍｍの天然繊維であるのが好ましく、前記シート状部材は前記熱可塑性樹脂の不織布又はフィルムであるのが好ましい。
また、本発明の混練押出機は、熱可塑性樹脂の基材を混練する混練部を有する混練スクリュを備え、強化繊維が配合された樹脂組成物が製造可能とされた混練押出機であって、
前記混練部の下流側に、前記混練スクリュと独立に回転可能とされると共に熱可塑性樹脂のシート状部材で強化繊維をくるんで保持する複合体を前記基材に供給するスクリュを備えたサイドフィーダが、設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の樹脂組成物の製造方法及び混練押出機によれば、天然繊維をはじめとする強化繊維を高い含有率で含んだ樹脂組成物を、強化繊維の熱劣化や折損を防止しつつ高い生産性で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の製造方法に用いられる混練押出機の正面図である。
【図２】同混練押出機の上流側を拡大した拡大平面図である。
【図３】第２実施形態（実施例４）の混練押出機の正面図である。
【図４】第３実施形態（実施例５）の混練押出機の正面図である。
【図５】比較例１の混練押出機の正面図である。
【図６】比較例２の混練押出機の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る樹脂組成物の製造方法及び混練押出機の実施形態を、図面に基づき説明する。
図１及び図２は、本発明の製造方法に用いられる混練押出機１を示している。
混練押出機１は、内部が空洞とされたバレル２と、このバレル２の内部を挿通するように設けられた一対の混練スクリュ３、３とを備えている。一対の混練スクリュ３、３は、駆動伝達装置（図示略）を有しており、この駆動伝達装置によりバレル２内で回転駆動可能となっている。
【００１５】
なお、以降の説明においては、図１における紙面の左側に向かう方向を混練押出機１を説明する際の下流側と定義し、また紙面の右側を上流側と定義する。また、図１の紙面の左右方向を混練押出機１を説明する際の軸方向と呼ぶこともある。
バレル２は、複数のセグメントを上流側から下流側に向けて組み合わせて構成されている。バレル２のそれぞれのセグメントは、横断面が一対の円を両者の中間で互いに円周の一部が重なり合うように重ねた形状（めがね孔状）にくり抜かれており、このくり抜かれた部分に一対の混練スクリュ３、３を挿入できるようになっている。バレル２は、電気ヒーターや加熱した油を用いた加熱装置（図示略）を有しており、この加熱装置によりバレル２の内部に供給された材料（後述する熱可塑性樹脂）を加熱できるようになっている。
【００１６】
混練スクリュ３は、材料を上流側から下流側に向けて連続的に送りながら混練しており、複数のセグメントを上流側から下流側に向けて組み合わせて構成されている。混練スクリュ３を構成するセグメントには、材料を下流側に搬送するスクリュセグメント３ａを備えた送り部４と、材料を混練する混練セグメント３ｂを備えた混練部５とがある。第１実施形態の混練スクリュ３は、上流側から３つの送り部４（第１送り部４ａ〜第３送り部４ｃ）を備えており、第１送り部４ａと第２送り部４ｂとの間に第１混練部５ａが、また第２送り部４ｂと第３送り部４ｃとの間に第２混練部５ｂが設けられている。
【００１７】
図２に示されるように、本発明の樹脂組成物の製造方法は、混練押出機１の上流側から供給されたペレット６（基材）が溶融した領域に、複合体７をペレット６の投入速度に依存しない投入速度で供給することを特徴とするものである。すなわち、本発明の混練押出機１は、混練部５より上流側のホッパ８と混練部５より下流側のサイドフィーダ９との２つの箇所にそれぞれ異なる材料が供給されるようになっており、ホッパ８からはペレット６がサイドフィーダ９からは複合体７がそれぞれ供給されるようになっている。
【００１８】
ホッパ８は、第１送り部４ａに対応した軸方向の位置のバレル２に設けられている。ホッパ８には樹脂組成物の母材を構成する熱可塑性樹脂（以下、単に樹脂と呼ぶ）のペレット６が供給され、一対の混練スクリュ３、３の間に供給可能となっている。
ペレット６は、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂やナイロンなどのポリアミド樹脂、あるいはこれらを混合した樹脂で形成されている。ペレット６は、後述する複合体７のシート状部材１０と混合した際に製品（樹脂組成物）が狙いの組成となるように配合元の樹脂の種類や配合量が調整されている。また、ペレット６は、２００℃程度の温度で溶解しやすいように粒度が調整されており、ホッパ８から投入することでバレル２の内部で加熱装置により２００℃程度に加熱されて可塑状態にすることができるようになっている。
【００１９】
ところで、上述のようにホッパ８から投入されたペレット６は第１送り部４ａを通過するにつれて可塑状態にされると共に第１混練部５ａで混練されて十分な溶融状態になる。そして、本実施形態の混練押出機１は、上述のように混練部５の下流側で溶融状態のペレット６に対してサイドフィーダ９を用いて複合体７を投入する機構になっている。
サイドフィーダ９は、第２送り部４ｂにおける軸方向の中途側に設けられており、上述したように混練部５（第１混練部５ａ）より下流側に取り付けられている。
【００２０】
サイドフィーダ９は、バレル２の側壁に設けられており、内部が空洞とされたケース１２と、このケース１２内に収容される複数のフィードスクリュ１３とを備えている。フィードスクリュ１３は、混練スクリュ３と略直交方向に向かって互いに平行に設けられている。それぞれのフィードスクリュ１３は、径外側に向かって突出すると共にフィードスクリュ１３の軸方向に沿ってねじれたフライト１３ａを備えており、図示しない回転駆動手段によって回転することで複合体７を混練押出機１の内部に向かって押し出せるようになっている。ケース１２の上部には複合体７をケース１２内に投入する供給口１４がケース１２の内外を貫通するように形成されている。
【００２１】
サイドフィーダ９の回転駆動手段は、混練スクリュ３の駆動伝達装置と別に設けられており、互いに独立に制御可能となっている。それゆえ、フィードスクリュ１３の回転数だけを混練スクリュ３の回転数に関係なく高くしたり低くしたりすることができ、ホッパ８から投入されるペレット６の投入速度に依存しない投入速度で複合体７を挿通孔１２からバレル２に供給することが可能となる。
【００２２】
複合体７は、熱可塑性樹脂のシート状部材１０と、このシート状部材１０で保持された強化繊維１５とを有しており、サイドフィーダ９の供給口１４から投入しやすいようにひも状や帯状に形成されている。シート状部材１０への強化繊維１５の保持は、強化繊維１５を載せたシート状部材１０をロール状に巻き込んだり、２枚のシート状部材１０の間に挟み込んだり、筒状に形成したシート状部材１０の内部に封入したりすることができる。このような複合体７を用いることで、シート状部材１０を構成する樹脂より比重の小さい強化繊維１５を混練押出機１の内部に確実に供給することができる。
【００２３】
複合体７は、複合体７の総重量に対してシート状部材１０の占める重量比率が１〜５０％とされている。複合体７に含まれるシート状部材１０の重量比率を１〜５０％とすることで、複合体７中の強化繊維１５の重量比率が上がり、サイドフィーダ９から供給可能な複合体７の供給量だけで製品（樹脂組成物）に必要な強化繊維１５を十分に供給することが可能となる。
【００２４】
強化繊維１５は、樹脂組成物の母材を構成する樹脂より剛性に富む繊維であり、樹脂組成物の機械的特性を高めるために母材に配合される。強化繊維１５として用いられる繊維の種類は、ガラス繊維、セラミック繊維、炭素繊維、有機繊維、又は天然繊維から選ばれる少なくとも１種類以上の繊維であり、これらの繊維であればいずれを用いても良い。しかし、特に好ましくは、母材を構成する樹脂と一緒に焼却廃棄が可能となるように、ジュートやケナフなどの麻系繊維や竹繊維のような天然繊維を用いるのが良い。
【００２５】
強化繊維１５は、樹脂組成物の剛性を高めるために繊維束の状態となっているのが好ましく、また製品の機械的特性を高められるように平均繊維長が５〜５０ｍｍの長尺状に形成されているのが好ましい。
シート状部材１０は、ペレット６と同様に、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂やナイロンなどのポリアミド樹脂、あるいはこれらを混合した樹脂で形成されている。シート状部材１０は、上述するペレット６と同じ樹脂で形成することもできるが、ペレット６と混合した際に樹脂組成物の母材が目標の組成となるように樹脂の種類や配合量をペレット６と異ならせることもできる。例えば、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合樹脂の母材を製造する場合は、ポリエチレンのペレット６に、シート状部材１０がポリプロピレンの複合体７を混合して、樹脂組成物の母材をポリエチレンとポリプロピレンとの混合樹脂とすることもできる。
【００２６】
シート状部材１０には、強化繊維１５をくるむ際に折り曲げ可能なように、上述の樹脂から成るフィルムまたは不織布が用いられる。これらのフィルムまたは不織布は、樹脂組成物の曲げやすさや組成に応じて厚みを適宜変更することができるが、例えばその厚みが１ｍｍtに形成されたフィルムや不織布などを用いることができる。このような厚みのフィルムまたは不織布を用いることで、折り曲げて強化繊維１５をくるんで保持することが可能となる。
【００２７】
次に、本発明の製造方法を説明する。
本発明の樹脂組成物の製造方法は、混練押出機１の上流側から供給された基材（ペレット６）が溶融した領域に、具体的には混練押出機１における混練スクリュ３を備えた混練部５より下流側に、複合体７を基材の投入速度に依存しない投入速度で供給して、機械的特性に優れた樹脂組成物を得るものである。
【００２８】
以下に、竹繊維を強化繊維１５として５０重量％、ポリプロピレンの基材を５０重量％含む樹脂組成物を製造する場合を例に挙げて製造方法を説明する。この樹脂組成物は、以下の第１工程〜第３工程の順番に従って製造される。
第１工程では、混練押出機１のホッパ８にペレット６が乾燥状態で投入される。ペレット６の投入量は、製品（樹脂組成物）でのポリプロピレンの配合率が５０重量％となるように、ポリプロピレンの総配合量から複合体７のシート状部材１０分の配合量を引いた残りの配合量とされる。例えば、シート状部材１０を総配合量に対する１０重量％のポリプロピレンで形成しているときは、ペレット６の投入量は総配合量に対する４０重量％とされる。投入されたペレット６はホッパ８からバレル２の内部に供給され、そしてバレル２の加熱装置により加熱されながら回転する混練スクリュ３により下流側に送られ、第１混練部５ａで混練されて十分に溶融した状態になる。
【００２９】
第２工程では、第１混練部５ａで溶解したペレット６（基材）に対して、サイドフィーダ９から複合体７を供給する。具体的には、ひも状又は帯状に形成された複合体７をサイドフィーダ９の供給口１４に挿入してフィードスクリュ１３の間に導くようにする。このようにすると、複合体７が回転するフィードスクリュ１３のフライト１３ａに巻き付いてバレル２側に送られる。サイドフィーダ９にはバレル２のような加熱装置は設けられていないので、フライト１３ａに巻き付く複合体７には直接熱が加わることはなく、熱によって複合体７が破断することがない。そして、サイドフィーダ９のケース１２とバレル２との間に形成された挿通孔１１から複合体７がバレル２内部に供給される。
【００３０】
第３工程では、第２送り部４ｂより下流側（第２混練部５ｂ及び第３送り部４ｃ）で複合体７と溶融状態のペレット６とが混合される。このとき、ペレット６は既に溶融状態となっているので、混練スクリュ３で強化繊維１５がせん断されて折損されることがない。
上述のように混合された強化繊維１５とペレット６とは、第２送り部４ｂから下流側の第２混練部５ｂに送られて混練され、樹脂組成物が形成される。そして、混練された樹脂組成物は、第３送り部４ｃを介して図示しない押出機やペレタイザに送られる。
【００３１】
本発明の製造方法は、上述のように混練押出機１の上流側から供給された基材が溶融した領域に、複合体７と一緒に強化繊維１５を基材の投入速度に依存しない投入速度で供給するものである。それゆえ、混練スクリュ３の回転速度が大きくなっても複合体７が破断することがなく、基材に対する複合体７の供給速度を大きくして強化繊維１５の配合率を高くすることができ、強化繊維１５の配合率が従来より高く（５０重量％以上）且つ機械的強度に優れた樹脂組成物を得ることができる。
【００３２】
また、複合体７をホッパ８から投入する場合では複合体７にバレル２の加熱装置の熱が加わりやすく、混練スクリュ３の回転数を上げ過ぎると複合体７の破断が生じて生産性がかえって低下する。しかし、複合体７をサイドフィーダ９で供給する場合には、複合体７に直接熱が加わることがない。それゆえ、複合体７が破断する心配がないので混練スクリュ３の回転速度やサイドフィーダ９のフィードスクリュ１３の回転速度を個別に設定（大きく）して生産性を高めることができる。
【００３３】
なお、本発明の製造方法では、サイドフィーダ９からバレル２の内部に投入される。それゆえ、ホッパ８から強化繊維１５を入れた場合より強化繊維１５がバレル２内を通過する長さが短くなり、強化繊維１５が加熱を受ける時間が短くなって強化繊維１５の熱劣化を抑制することができる。
また、複合体７をホッパ８から混練スクリュ３が回転している箇所に直接供給すると、複合体７が可塑状態になる前に混練スクリュ３によるせん断を受けるため、強化繊維１５が混練スクリュ３のフライトで折損しやすい。しかし、本発明の製造方法のようにサイドフィーダ９を用いて強化繊維１５を供給する場合には複合体７が溶融状態のペレット６（基材）に混合されるため、強化繊維１５が折損することがない。
【００３４】
それゆえ、強化繊維１５の熱劣化や折損を抑制して樹脂組成物の機械的強度の低下を防ぐことができ、特に天然繊維のように熱劣化や折損の影響を受けやすい強化繊維１５を配合する際に有利となる。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の製造方法で製造を行った実施例と本発明以外の製造方法で製造を行った比較例とを用いて、本発明の樹脂組成物の製造方法についてさらに詳しく説明する。
実施例と比較例とで用いられる混練押出機１は、いずれも互いに平行に配置された一対の混練スクリュ３、３（スクリュ径３０ｍｍ、スクリュ長さ／スクリュ直径＝４２）を備えた２軸混練押出機１（（株）神戸製鋼所製ＨＹＰＥＲ  ＫＴＸ３０）である。これらの混練押出機１は、いずれも第１送り部４ａの下流側に第１混練部５ａを備えており、この第１混練部５ａの下流側には第２送り部４ｂが設けられている。第１送り部４ａにはホッパ８が設けられており、この第１送り部４ａの下流側にはサイドフィーダ９または第２ホッパ２０が設けられている。
【００３６】
実施例と比較例とは、第１混練部５ａを基準とするサイドフィーダ９の設置位置がそれぞれ異なっており、また第１混練部５ａより下流側の構成（混練部５、送り部４の組み合わせ）が相違している。なお、詳しい構成の違いは各実施例において説明する。
実施例及び比較例に用いられる強化繊維１５は、破砕・解繊加工や篩い分けを行った平均径１．２〜１．５ｍｍ、平均長１０〜４５ｍｍの竹繊維である。また、樹脂組成物の基材を構成する樹脂のペレット６は、ポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製  ノバテックＢＣ０５Ｇ）に無水マレイン酸の添加剤（三洋化成工業株式会社製  ユーメックス１００１）を５％添加した混合樹脂で形成されている。さらに、シート状部材１０は、ポリプロピレン製の不織布（シンワ株式会社  ６６４０−１Ａ、目付４０ｇ／ｍ2、幅１００ｍｍ裁断品）である。
【００３７】
これらの材料は、表１に示す配合比率でペレット６及び複合体７としてバレル２の内部に投入され、同表１に規定される生産条件に従って混練され、ペレタイザによって樹脂組成物のペレット６に加工される。
実施例及び比較例の樹脂組成物の評価は、以下のようにして行った。
（１）生産性
生産性の評価は、強化繊維１５の破断や閉塞が起きない状態で連続的に生産ができて、且つ生産率が従来のものに比して向上した場合を○の評価、連続的に生産ができて、且つ生産率が従来のものに比して非常に向上した場合を◎の評価、強化繊維１５の破断や閉塞が生じたり連続的に生産できなかった場合を×の評価とした。
（２）樹脂組成物中の強化繊維の長さ
加工された樹脂組成物のペレット６をトルエンで溶解し、樹脂組成物に含まれる強化繊維１５を無作為に２００本抽出して、マイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ製  ＶＨＺ−４５０）で繊維長を計測した。測定された２００本の繊維長の平均値を樹脂組成物中の強化繊維１５の長さとした。
（３）引張試験及び曲げ試験
加工された樹脂組成物のペレット６を縦型射出成形機に供給して、ＪＩＳ  Ｋ７１６２に規定される１Ａ型多目的試験片を射出成形した。得られた試験片に対して、引張試験機（島津製作所製  ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ）を用いた引張試験及び曲げ試験を行った。引張試験及び曲げ試験の試験条件は、ＪＩＳ  Ｋ７１１３及びＪＩＳ  Ｋ７１７１に従った。なお、引張試験の標点間距離は８０ｍｍ、試験速度は２ｍｍ／ｍｉｎとし、曲げ試験の標点間距離は６５ｍｍ、試験速度は２ｍｍ／ｍｉｎとした。
（４）衝撃試験
（３）で射出成形された１Ａ型多目的試験片に対して、衝撃試験機（米倉製作所製  ６Ｊアイゾット式衝撃試験機）を用いて衝撃試験を行った。衝撃試験の試験条件は、ハンマーの持ち上げ角度が１４７．５°、打撃方法がエッジワイズであり、計測された吸収エネルギから式（１）に従ってアイゾット衝撃値を求めた。
【００３８】
【数１】
2011143673.tif 000003
【００３９】
Ｅ：吸収エネルギ［Ｊ］    ＷＲ：ハンマの回転軸回りのモーメント［Ｎ・ｍ］
α：ハンマの持ち上げ角度［°］  β：試験片破断後のハンマの振り上げ角度［°］
α’：ハンマの持ち上げ角度αから空振りさせたときの振り上げ角度［°］
ａ：アイゾット衝撃値［ｋＪ／ｍ2］  ｂ：試験片の中央の幅［ｍｍ］
ｈ：試験片の中央の高さ［ｍｍ］
（５）熱変形温度
（３）で射出成形された試験片に対して、ＨＤＴ試験装置（東洋精機製作所製  ＨＤＴ試験装置３Ｍ−２）を用いて熱変形温度（荷重たわみ温度の測定）を計測した。測定は、ＩＳＯ７５に従って行い、フラットワイズに置かれた試験片に対して支点間距離６４ｍｍで１．８０ＭＰａの荷重を加えて行った。測定は、１つの試験片に対して３点行い、その平均値で示している。
【００４０】
上述の（１）〜（５）の評価方法に基づいて評価した結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2011143673.tif 000004
【００４２】
「実施例１」
実施例１は図１及び図２に示した混練押出機１を用いて樹脂組成物を製造した例である。実施例１では、ホッパ８からペレット６を５ｋｇ／ｈで投入し、ペレット６が第１混練部５で溶解状態になってから、第１混練部５の下流側においてサイドフィーダ９から複合体７を投入する。複合体７は、竹繊維を目付４０ｇ／ｍ2のシート状部材１０（ポリプロピレン製不織布）でくるんだものであり、竹繊維が１０ｋｇ／ｈ、シート状部材１０が５ｋｇ／ｈとなるように供給される。
【００４３】
表１の評価における生産性の結果を見ると、×の評価である比較例２より、及びこの比較例２より優れた○の評価である比較例１よりさらに優れた◎の評価となっている。それゆえ、実施例１では樹脂組成物を安定して効率的に生産できたことが分かる。
また、表１の評価における樹脂組成物中の強化繊維１５の長さの結果を見ると、実施例１の強化繊維１５の長さは後述する比較例１や比較例２よりさらに長くなっており、このことから実施例１では強化繊維１５の折損がさらに抑制されてより長い状態で残っていると判断される。
【００４４】
さらに、樹脂組成物の引張試験及び曲げ試験、衝撃強度、熱変形温度の結果を見ると、例えば比較例１の引っ張り強度の評価は比較例２より高強度であることを示す評価であるが、実施例１ではこれらの評価がいずれも比較例１よりさらに優れた強度を示している。このことから、実施例１では機械的強度に優れた樹脂組成物が得られたことが分かる。
「実施例２及び実施例３」
実施例２及び実施例３も、実施例１と同様な混練押出機１を用いた例である。実施例２及び実施例３が実施例１と異なっているのは、ペレット６及び複合体７の組成である。
【００４５】
すなわち、実施例２は、サイドフィーダ９から竹繊維をシート状部材１０でくるんだ複合体７を投入したものであるが、竹繊維を２０ｋｇ／ｈで、シート状部材１０を５ｋｇ／ｈで投入したものであり、実施例１よりシート状部材１０でくるむ竹繊維の量が多くなっている。一方、実施例３は、竹繊維を２０ｋｇ／ｈで、シート状部材１０を１２ｋｇ／ｈで投入しており、実施例１より竹繊維の投入量が少なくなっている。
【００４６】
なお、実施例２及び実施例３における上記以外の条件は実施例１と同様である。
表１の評価における生産性の結果を見ると、実施例２も実施例３も評価が◎となっている。それゆえ、実施例２及び実施例３でも比較例１の○の評価よりさらに優れた◎の評価が得られ、樹脂組成物を安定して効率的に生産できたことが分かる。
また、表１の評価における樹脂組成物中の強化繊維１５の長さの結果を見ると、実施例２及び実施例３の強化繊維１５の長さも比較例１や比較例２よりさらに長くなっており、実施例２や実施例３でも強化繊維１５の折損が抑制されてより長い状態で残っていると判断される。
【００４７】
さらに、樹脂組成物の引張試験及び曲げ試験、衝撃強度、熱変形温度の結果を見ると、実施例１同様に実施例２や実施例３でもこれらの評価がいずれも比較例１よりさらに優れた強度を示している。
以上のことから判断すると、複合体７における強化繊維１５の配合比を実施例２や実施例３のように変化させても、実施例１と同様に機械的強度に優れた樹脂組成物を生産性良く得られることが分かる。
「実施例４」
実施例４は図３に示した混練押出機１を用いて樹脂組成物を製造した例である。実施例４の混練押出機１が実施例１と異なっているのは、第２混練部５ｂがロータディスクに代えてニーディングディスクで形成されており、サイドフィーダ９が実施例１より下流側の第２送り部４ｂに設けられている点である。それゆえ、実施例４の製造方法では、実施例１より複合体７がより下流側に投入されている。
【００４８】
なお、実施例４における上記以外の条件は実施例１と同様である。
表１の評価における生産性の結果を見ると、実施例４でも評価が◎となっており、実施例４でも樹脂組成物を安定して効率的に生産できたことが分かる。
また、表１の評価における樹脂組成物中の強化繊維１５の長さの結果を見ると、実施例４の強化繊維１５の長さも比較例１や比較例２よりさらに長くなっており、実施例４でも強化繊維１５の折損が抑制されてより長い状態で残っていると判断される。
【００４９】
さらに、樹脂組成物の引張試験及び曲げ試験、衝撃強度、熱変形温度の結果を見ると、実施例４でもこれらの評価がいずれも比較例１や比較例２より高強度である結果となっている。
以上のことから判断すると、複合体７が基材に供給される位置が下流側に変化しても、その供給位置が混練部５より下流側であれば、混練押出機１の上流側のホッパ８から供給された基材が溶融した領域に複合体７と一緒に強化繊維１５を供給することができ、実施例１と同様に機械的強度に優れた樹脂組成物を生産性良く得ることができることがわかる。
【００５０】
また、混練部５を構成する混練スクリュ３をロータディスクからニーディングディスクに変化させても、サイドフィーダ９を設ける位置は混練部５のなかでも最も上流側に位置する第１混練部５ａを基準としてこれより下流側であれば、樹脂組成物の機械的強度や生産性は良好になることが分かる。
「実施例５」
実施例５は図４に示した混練押出機１を用いて樹脂組成物を製造した例である。実施例５の混練押出機１が実施例１と異なっているのは、第２混練部５や第３送り部４が設けられておらず、サイドフィーダ９が実施例１より上流側の第２送り部４ｂに設けられている点である。それゆえ、実施例５の製造方法では、実施例１より複合体７がより上流側に投入されている。
【００５１】
なお、実施例５における上記以外の構成は実施例１と同様である。
表１の評価における生産性の結果を見ると、実施例５も評価が◎となっている。それゆえ、実施例５でも樹脂組成物を安定して効率的に生産できたことが分かる。
また、表１の評価における樹脂組成物中の強化繊維１５の長さの結果を見ると、実施例５の強化繊維１５の長さも比較例１や比較例２よりさらに長くなっており、実施例５でも強化繊維１５の折損がさらに抑制されてより長い状態で残っていると判断される。
【００５２】
さらに、樹脂組成物の引張試験及び曲げ試験、衝撃強度、熱変形温度の結果を見ると、実施例５でもこれらの評価がいずれも比較例１や比較例２よりさらに高強度である結果となっている。
以上のことから判断すると、複合体７が基材に供給される位置が上流側に変化しても、その供給位置が第１混練部５ａより下流側であれば、混練押出機１の上流側のホッパ８から供給された基材が溶融した領域に複合体７と一緒に強化繊維１５を供給することができ、実施例１と同様に機械的強度に優れた樹脂組成物を生産性良く得ることができることがわかる。
【００５３】
また、混練部５の数を変化させても、サイドフィーダ９を設ける位置が混練部５より下流側であれば、樹脂組成物の機械的強度や生産性は良好になることが分かる。
「比較例１」
比較例１は図５に示した混練押出機１を用いて樹脂組成物を製造した例である。比較例１の混練押出機１が実施例１〜実施例５と異なっているのは、サイドフィーダ９が混練部５（第１混練部５）より上流側に設けられている点である。
【００５４】
表１の評価における生産性の結果を見ると、比較例１では評価が○となっている。つまり、比較例１の場合は連続的に生産ができて、生産率も良好である。ただし、比較例１の結果は上述した実施例１〜実施例５のものに比して若干良好ではない。これは、サイドフィーダ９の出側で強化繊維１５が閉塞する虞がある比較例１に比べて、サイドフィーダ９の回転数をより高くすることができる実施例１〜実施例５では、生産率がより高くなったためである。
【００５５】
また、表１の評価における樹脂組成物中の強化繊維１５の長さの結果においても、比較例１の強化繊維１５の長さは、実施例１〜実施例５のもの程長くはなく、強化繊維１５の折損を抑制する効果は実施例ほど大きくないことが分かる。
さらに、樹脂組成物の引張試験及び曲げ試験、衝撃強度、熱変形温度の結果を見ると、例えば比較例１の引張強度の評価結果では比較例２より高強度であることを示す結果であるが、実施例１〜実施例５のもの程高強度ではないことを示す結果となっている。
【００５６】
以上のことから、複合体７を供給する位置を下流側に変化させればさせる程、十分に溶融されたペレット６に強化繊維１５が投入されるので、強化繊維１５の折損や熱劣化が発生しにくく機械的強度に優れる樹脂組成物が得られると判断される。また、十分に溶解されたペレット６に強化繊維１５を投入する方が、生産を継続して行うために有利であることが分かる。
「比較例２」
比較例２は図６に示した混練押出機１を用いて樹脂組成物を製造した例である。比較例２の混練押出機１が実施例１〜実施例５と異なっているのは、サイドフィーダ９に代えて第２ホッパ２０で複合体７をバレル２内に直接投入するようになっている点である。
【００５７】
表１の評価における生産性の結果を見ると、比較例２では評価が×となっている。これは、比較例２では複合体７が破断して生産を継続して行うことができなかった点、及び混練スクリュ３に直接複合体７を絡みつけるため生産量を大きくできなかった点に起因すると考えられる。
また、表１の評価における樹脂組成物中の強化繊維１５の長さの結果においても、比較例２の強化繊維１５の長さは実施例１〜実施例５より短くなっており、複合体７が強化繊維１５が折損して短くなったことがわかる。
【００５８】
さらに、樹脂組成物の引張試験及び曲げ試験、衝撃強度、熱変形温度の結果を見ると、比較例２ではこれらの評価がいずれも実施例１〜実施例５より強度が低下したことを示す結果となっており、サイドフィーダ９が実施例１〜実施例５より上流側に位置している点から強化繊維１５が熱劣化の影響を受け、そのため機械的強度が低下したものと考えられる。
【００５９】
以上のことから判断すると、複合体７をペレット６と同様にホッパ８で投入すると、強化繊維１５の投入速度が制約され、強化繊維１５の折損や熱劣化が発生して機械的強度に優れる樹脂組成物が得られないことが分かる。また、複合体７をバレル２内に直接投入すると、複合体７の破断が生じて生産を継続して行えないことが分かる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
【００６０】
上記実施形態では、強化繊維１５に竹繊維や天然繊維を用いていた。しかし、強化繊維１５には天然繊維以外のガラス繊維や炭素繊維を用いることもできる。
また、上記実施形態では、熱可塑性樹脂が溶融した領域を混練押出機１における混練部５より下流側としていた。しかし、例えば第１送り部４ａがホッパ８から供給されたペレット６が十分に溶解できる程軸方向に長い場合は、混練部５より上流側を熱可塑性樹脂が溶融した領域とすることもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１    混練押出機
２    バレル
３    混練スクリュ
３ａ  スクリュセグメント
３ｂ  混練セグメント
４    送り部
４ａ  第１送り部
４ｂ  第２送り部
４ｃ  第３送り部
５    混練部
５ａ  第１混練部
５ｂ  第２混練部
６    ペレット
７    複合体
８    ホッパ
９    サイドフィーダ
１０    シート状部材
１１    挿通孔
１２    ケース
１３    フィードスクリュ
１３ａ  フライト
１４    供給口
１５    強化繊維
２０    第２ホッパ
【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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