(57)【要約】【課題】セルロースの凝集体のサイズが十分に小さく、疎水性の高いポリオレフィン樹脂とセルロースとが高度な均一性で一体化されたポリオレフィン樹脂複合材を用いて形成され、さらには機械的強度が向上した樹脂部を備える車両用外装部品を提供することを目的とする。【解決手段】ポリオレフィン樹脂と、該ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して１０〜１５０質量部のセルロースとを含有し、前記セルロースの凝集体の面積が２０，０００μｍ２未満であるポリオレフィン樹脂複合材で形成された樹脂部を備える車両用外装部品。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン樹脂と、該ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して１０〜１５０質量部のセルロースとを含有し、前記セルロースの凝集体の面積が２０，０００μｍ２未満であるポリオレフィン樹脂複合材で形成された樹脂部を備える車両用外装部品。
【請求項２】
前記セルロースが、植物由来の繊維状のセルロースである、請求項１に記載の車両用外装部品。
【請求項３】
前記ポリオレフィン樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂およびアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂のうちの少なくとも１種である、請求項１または２に記載の車両用外装部品。
【請求項４】
フェンダー、バックドア又はスポイラーである請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用外装部品。
【請求項５】
前記バックドアは、インナーパネル及びアウターパネルを有し、
前記インナーパネル及び前記アウターパネルの一方又は双方が、前記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されている請求項４に記載の車両用外装部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用外装部品に関し、特に、ポリオレフィン樹脂複合材で形成された樹脂部を備える車両用外装部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車をはじめとする車両では、化石燃料などの資源節約の観点等から、燃費向上を目的とした軽量化が検討されている。しかも単に軽量化するだけでなく、安全性、品質を向上させるために、外装パネルを樹脂化するための研究が盛んに行われている。このような外装パネルでは、高い機械的強度と耐衝撃性が要求されることから、樹脂の強化材として、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維などが開発されている。
【０００３】
しかしながら、ガラス繊維のみでは表面性が悪く、車両用の外装材料としてはそのまま使用できず、逆に樹脂のみにしようとすると外装材料の剛性が不足する。この結果、異種の素材を複合した複合材料を用いることになるため、各素材の熱膨張率の差から、接合や外観に不具合を生じることがある。しかも車両では、装飾や意匠性のために、表面に加飾性の成形体を導入することも求められる。特に近年、環境負荷を低減し、また、資源の枯渇を心配しなくてよい原料での強化材が強く望まれている。
【０００４】
これまで、発明者らは、車両用材料としての外装部品に対して種々検討を行った結果、母材である樹脂に、充填材である強化材を良分散化できる複合材料の開発が重要であることが分かった。また、バックドアなどの車両用外装部品において、アウターパネル（例えば、鋼製）とインナーパネル（例えば、樹脂製）とが異なった素材であると、剛性差によって突き抜けなどの問題が発生することから、この剛性差を極力小さくすることが重要であることが分かった。更に、外装部品の塗装を簡略化するために、素材の着色が容易であることも重要であることが分かった。
【０００５】
ここで、セルロースは、地球上に多く存在する再生可能な天然資源であり、軽量、高強度等の特性を有することが知られている。そこで、セルロースを樹脂の強化材として利用する研究が行われており、その可能性が注目されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、脂肪族ポリエステルからなる樹脂成分と、特定の前処理がなされたパルプ及び／又はセルロース系繊維からなる繊維成分とを、セルロース非晶領域膨潤剤の存在下で溶融混練処理する工程を含む、高強度で高剛性な脂肪族ポリエステル組成物を得るための製造方法が記載されている。
【０００７】
セルロースは親水性が高く、それゆえ親水性の高い樹脂と混合した場合には馴染みやすく、樹脂中にセルロースが均一分散した複合材を調製しやすいとされる。他方、ポリオレフィン樹脂のような疎水性の高い樹脂に対するセルロースの親和性は乏しく、ポリオレフィン樹脂とセルロースとを溶融混練しても比較的大きなセルロースの凝集体が生じてしまう。そのため、ポリオレフィン樹脂とセルロースとを溶融混練しても、セルロースの樹脂改質作用を十分に引き出した、均一分散の樹脂複合材を得ることは困難であった。
【０００８】
また、上記の方法を用いても、セルロースの補強効果が得られ、成形体の機械的強度は向上するが、さらなる機械的強度の向上が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４０１３８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来の材料を用いた車両用外装部品における問題点に鑑み、セルロースの凝集体のサイズが十分に小さく、疎水性の高いポリオレフィン樹脂とセルロースとが高度な均一性で一体化されたポリオレフィン樹脂複合材を用いて形成され、さらには機械的強度が向上した樹脂部を備える車両用外装部品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】
【００１１】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ポリオレフィン樹脂とセルロースとを所定比率で溶融混練する際、所定量の水を共存させることにより、得られるポリオレフィン樹脂複合材中に生じるセルロースの凝集体のサイズを十分に小さくでき、さらに、疎水性の高いポリオレフィンと水が、溶融混練においてセルロースと相互作用しながらポリオレフィンに作用し、ポリオレフィン樹脂とセルロースとの均一性を高度に高めつつ、これらを一体化しうるとの知見を得た。その結果、当該ポリオレフィン樹脂複合材を用いて形成され、機械的強度が向上した樹脂部を備える車両用外装部品が得られることを見出した。
【００１２】
すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
＜１＞
ポリオレフィン樹脂と、該ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して１０〜１５０質量部のセルロースとを含有し、前記セルロースの凝集体の面積が２０，０００μｍ２未満であるポリオレフィン樹脂複合材で形成された樹脂部を備える車両用外装部品。
＜２＞
前記セルロースが、植物由来の繊維状のセルロースである、＜１＞に記載の車両用外装部品。
＜３＞
前記ポリオレフィン樹脂が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂およびアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂のうちの少なくとも１種である、＜１＞または＜２＞に記載の車両用外装部品。
＜４＞
フェンダー、バックドア又はスポイラーである＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の車両用外装部品。
＜５＞
前記バックドアは、インナーパネル及びアウターパネルを有し、
前記インナーパネル及び前記アウターパネルの一方又は双方が、前記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されている＜４＞に記載の車両用外装部品。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複合材中に生じるセルロースの凝集体のサイズを十分に小さくでき、ポリオレフィン樹脂とセルロースとが高い均一性で一体化されたポリオレフィン樹脂複合材を用いて、機械的強度が向上した樹脂部を備える車両用外装部品を提供することができる。
また、車両用外装部品として、特に、フェンダー、バックドア又はスポイラーが上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されていることで、車両の安全性、品質を向上しつつ、車両の燃費を向上することができ、化石燃料などの資源を節約することができる。また、車両用外装部品の薄肉化を実現できると共に、廃棄時の焼却灰の低減なども期待できる。
【００１４】
また、本発明によれば、軽量化と剛性の両立が可能であり、室温での線熱膨張率が低く、かつ高温での流動性に優れ、更には外観および着色性に優れた車両用外装部品を提供することができる。
特に、上記ポリオレフィン樹脂複合材は、線熱膨張係数が小さく、異方性も小さいので、安定した複合材料として使用できる。このため、インナーパネルとアウターパネルとを有するバックドアなどの車両用外装部品である場合、インナーパネルとアウターパネルの双方を同じ素材で容易に製造でき、剛性差による突き抜けなどの発生を防止することができる。また、インナーパネルとアウターパネルとの双方を上記ポリオレフィン樹脂複合材で一体成形することも可能となり、車両の部品点数を削減して、組立工数を低減することができる。
また、上記ポリオレフィン樹脂複合材を使用して形成された車両用外装部品は、表面が滑らかで手触りがよく、樹脂への着色性も優れ、塗装の簡略化を実現することができる。加えて、植物由来の繊維をマイクロオーダー、好ましくはナノオーダーまで微細化して得られるセルロースをポリオレフィン樹脂の強化材として使用するので、環境負荷の低減が可能であると共に、資源を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用外装部品を備える車両の一例を示す模式図である。
【図２】実施例に記載の「セルロースの凝集体の面積測定方法」において、（ａ）比較例１で得たポリオレフィン樹脂複合材のペレットを後述のセルロースの凝集体の面積算出方法内に記載の手順にしたがって撮影した画像と、（ｂ）画像処理を行って面積を測定した画像である。（ｃ）実施例１で得たポリオレフィン樹脂複合材のペレットを後述のセルロースの凝集体の面積算出方法内に記載の手順にしたがって撮影した画像と、（ｄ）画像処理を行って面積を測定した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（ポリオレフィン樹脂複合材）
本発明に係る樹脂部を備える車両用外装部品、特に車両用外装部品の樹脂部は、ポリオレフィン樹脂と、該ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して１０〜１５０質量部のセルロースとを含有し、前記セルロースの凝集体の面積が２０，０００μｍ２（２万μｍ２）未満であるポリオレフィン樹脂複合材で形成されている。
以下、本発明のポリオレフィン樹脂複合材に用いられる成分を説明する。
【００１７】
−ポリオレフィン樹脂−
ポリオレフィン樹脂は、少なくとも１種のオレフィンを重合してなる樹脂であり、単独重合体であっても共重合体であっても構わない。
本発明において、オレフィンとは、広義の意味で用いる。すなわち、炭素−炭素二重結合を有する無置換の炭化水素化合物に加えて、炭素−炭素二重結合を有する炭化水素化合物がさらに置換基を有する場合を含む。
このようなオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソブテン（１−ブテン）を含む炭素原子数４〜１２のα−オレフィン、ブタジエン、イソプレン、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド、ビニルアルコール、酢酸ビニル、塩化ビニル、スチレン、アクリロニトリルなどが挙げられる。
【００１８】
なお、炭素原子数４〜１２のα−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、２−メチル−１−プロペン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、２−エチル−１−ブテン、２，３−ジメチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３，３−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、メチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ペンテン、エチル−１−ペンテン、トリメチル−１−ブテン、メチルエチル−１−ブテン、１−オクテン、メチル−１−ペンテン、エチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ヘキセン、プロピル−１−ヘプテン、メチルエチル−１−ヘプテン、トリメチル−１−ペンテン、プロピル−１−ペンテン、ジエチル−１−ブテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセンなどが挙げられる。
【００１９】
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポリイソブテン樹脂、ポリイソプレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、（メタ）アクリル樹脂（いわゆるアクリル樹脂）、ポリ塩化ビニル樹脂などのビニル樹脂、ポリ（メタ）アクリルアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）、エチレン／（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。
なお、ポリオレフィン樹脂として、親水性を示す樹脂が使用されていても、疎水性を示す他の樹脂を併用することにより、ポリオレフィン樹脂全体が疎水性を示すよう調整することができる。
【００２０】
これらの樹脂のうち、ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂およびアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂）のうちの少なくとも１種であることが好ましく、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂がより好ましい。
【００２１】
ポリエチレン樹脂としては、エチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体などが挙げられる。α−オレフィンとしては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンが好ましい。
【００２２】
エチレン−α−オレフィン共重合体としては、例えば、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−ペンテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体などが挙げられる。
【００２３】
なお、密度もしくは形状で分類した場合、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）のいずれでも構わない。
【００２４】
ポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体、プロピレンブロック共重合体（プロピレン単独重合体成分または主にプロピレンからなる共重合体成分と、エチレンおよびα−オレフィンから選択されるモノマーの少なくとも１種とプロピレンとを共重合して得られる共重合体とからなる）などが挙げられる。これらのポリプロピレン樹脂は単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
ポリプロピレン樹脂に用いられるα−オレフィンは、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセンが好ましく、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンがより好ましい。
【００２６】
プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体としては、例えば、プロピレン−１−ブテンランダム共重合体、プロピレン−１−ヘキセンランダム共重合体、プロピレン−１−オクテンランダム共重合体などが挙げられる。
【００２７】
プロピレン−エチレン−α−オレフィン共重合体としては、例えば、プロピレン−エチレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−エチレン−１−オクテン共重合体などが挙げられる。
【００２８】
プロピレンブロック共重合体としては、例えば、（プロピレン）−（プロピレン−エチレン）共重合体、（プロピレン）−（プロピレン−エチレン−１−ブテン）共重合体、（プロピレン）−（プロピレン−エチレン−１−ヘキセン）共重合体、（プロピレン）−（プロピレン−１−ブテン）共重合体、（プロピレン）−（プロピレン−１−ヘキセン）共重合体、（プロピレン−エチレン）−（プロピレン−エチレン）共重合体、（プロピレン−エチレン）−（プロピレン−エチレン−１−ブテン）共重合体、（プロピレン−エチレン）−（プロピレン−エチレン−１−ヘキセン）共重合体、（プロピレン−エチレン）−（プロピレン−１−ブテン）共重合体、（プロピレン−エチレン）−（プロピレン−１−ヘキセン）共重合体、（プロピレン−１−ブテン）−（プロピレン−エチレン）共重合体、（プロピレン−１−ブテン）−（プロピレン−エチレン−１−ブテン）共重合体、（プロピレン−１−ブテン）−（プロピレン−エチレン−１−ヘキセン）共重合体、（プロピレン−１−ブテン）−（プロピレン−１−ブテン）共重合体、（プロピレン−１−ブテン）−（プロピレン−１−ヘキセン）共重合体などが挙げられる。
【００２９】
これらのポリプロピレン樹脂のうち、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−１−ブテンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−１−ブテン共重合体、プロピレンブロック共重合体が好ましい。
【００３０】
ポリプロピレン樹脂の結晶性は、融解温度（融点）や立体規則性で求められ、ポリオレフィン樹脂複合材に求められる品質や、それを成形して得られる成形品に求められる品質に応じて、調整する。
なお、立体規則性はアイソタクチックインデックス、シンジオタクチックインデックスと称される。
【００３１】
アイソタクチックインデックスは、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，第８巻，６８７頁（１９７５年）に記載の１３Ｃ−ＮＭＲ法で求められる。具体的には１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルのメチル基の炭素領域の全吸収ピーク中のｍｍｍｍピークの面積分率として、ポリプロピレン樹脂のアイソタクチックインデックスを求める。
アイソタクチックインデックスが高いものは、結晶性が高く、０．９６以上が好ましく、０．９７以上がより好ましく、０．９８以上がさらに好ましい。
【００３２】
一方、シンジオタクチックインデックスは、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１１０，６２５５（１９８８）やＡｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，１９５５，３４，１１４３−１１７０に記載の方法で求められ、シンジオタクチックインデックスが高いものが、結晶性が高い。
【００３３】
なお、ポリオレフィン樹脂は、変性されたポリオレフィン樹脂でもよく、また、変性されていないポリオレフィン樹脂に変性されたポリオレフィン樹脂を含んでもよい。
変性されたポリオレフィン樹脂としては、ポリオレフィン樹脂を、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体によりグラフト変性したものが挙げられる。不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられ、不飽和カルボン酸誘導体としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル等が挙げられる。これらの不飽和カルボン酸および／またはその誘導体のうち、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸のグリシジルエステル、無水マレイン酸である。
【００３４】
アクリル樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、アクリロニトリルなどのアクリル単量体の単独重合体または共重合体、アクリル単量体と他の単量体との共重合体などが挙げられる。
このうち、（メタ）アクリル酸エステルは、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルへキシルなどの炭素数１〜１０のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルや、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルなどの（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル、（メタ）アクリル酸グリシジルエステルなどが挙げられる。
【００３５】
アクリル単量体の単独重合体または共重合体の具体例としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。アクリル単量体と他の単量体との共重合体の具体例としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。
【００３６】
ビニル樹脂としては、例えば、塩化ビニル樹脂［塩化ビニルモノマーの単独重合体（ポリ塩化ビニル樹脂など）、塩化ビニル単量体と他の単量体との共重合体（塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−（メタ）アクリル酸エステル共重合体など）など］、ビニルアルコール樹脂（ポリビニルアルコールなどの単独重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの共重合体など）、ポリビニルホルマールなどのポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。これらのビニル系樹脂は、単独でもまたは２種以上組み合わせても使用することができる。
【００３７】
ポリオレフィン樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、通常、０．０１〜４００ｇ／１０分であり、機械的強度や生産安定性を高めるという観点から、好ましくは０．１〜４００ｇ／１０分であり、より好ましくは０．５〜２００ｇ／１０分である。
なお、ＭＦＲは、特段の断りがない限り、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重下で１０分間あたりに流出するポリマーの質量（ｇ／１０分）である。
【００３８】
−セルロース−
本発明で使用するセルロースは、繊維状のセルロースであり、工業的な利用方法が確立されており、入手しやすいため、植物由来の繊維状のセルロースが好ましく、特に、微細な植物由来の繊維状のセルロース（粉状パルプ）が好ましい。本発明の車両用外装部品では、樹脂部の配合材料としてセルロースを用いるため、軽量化、高強度化を図ることができる。
パルプは、紙の原料ともなるもので、植物から抽出される仮道管を主成分とする。化学的に見ると、主成分は多糖類であり、その主成分はセルロースである。
植物由来の繊維状のセルロースは、特に限定されるものではないが、例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農作物残廃物（例えば、麦や稲などの藁、とうもろこし、綿花などの茎、サトウキビ）、布、再生パルプ、古紙、木粉などの植物に由来のものが挙げられるが、本発明では、木材もしくは木材由来のものが好ましく、木粉がより好ましく、クラフトパルプが特に好ましい。
なお、クラフトパルプは、木材もしくは植物原料から、苛性ソーダなどの化学処理によって、リグニン・ヘミセルロースを除去し、純粋に近いセルロースを取り出したパルプの総称である。
【００３９】
このようなセルロースを、水の共存下、ポリオレフィン樹脂と溶融混練することで、面積が２０，０００μｍ２以上のセルロースの凝集体の形成を抑制し、ポリオレフィン樹脂複合材中でのセルロースの高均一な分散を実現することができる。なお、セルロースの凝集体の面積の上限は１４，０００μｍ２以下であることが好ましい。また、セルロースの凝集体の面積の下限は５００μｍ２以上であることが好ましい。
セルロースの凝集体の面積が小さいことは、セルロース繊維が凝集することなく高度に均一に分散していることを示し、ポリオレフィン樹脂の強化効率が高いことを意味する。
【００４０】
植物由来の繊維状のセルロースは、３０〜４０分子が束となり、直径約３ｎｍ、長さは数百ｎｍから数十μｍの超極細幅で高結晶性のミクロフィブリルを形成し、これらが軟質な非結晶部を介しながら束となった構造を形成している。本発明の原料として使用する粉末状セルロース（粉状パルプ）は、この束状の集合体である。
【００４１】
本発明では、ポリオレフィン樹脂複合材中、セルロースの含有量は、ポリオレフィン樹脂１００質量部に対し、１０〜１５０質量部である。
セルロースの含有量が１０質量部未満であると、セルロースによるポリオレフィン樹脂の改質作用を十分に得ることが難しい。逆に、１５０質量部を超えると、面積が２０，０００μｍ２以上のセルロースの凝集体が形成される。
セルロースの凝集体の面積は、例えば、電子顕微鏡や工業用顕微鏡の視野内の画像を介して測定することができ、具体的には、実施例に記載の方法により決定される。そのため、セルロースの凝集体の面積は、例えば断面積に相当し、当該面積に表面積は含まれない。
【００４２】
−その他の成分−
ポリオレフィン樹脂複合材には、上記以外に、酸化防止剤、光安定剤、ラジカル捕捉剤、紫外線吸収剤、着色剤（染料、有機顔料、無機顔料）、充填剤、滑剤、可塑剤、アクリル加工助剤等の加工助剤、発泡剤、パラフィンワックス等の潤滑剤、表面処理剤、結晶核剤、離型剤、加水分解防止剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、防徽剤、イオントラップ剤、難燃剤、難燃助剤等の他の成分を、上記目的を損なわない範囲で適宜含有することができる。
【００４３】
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤が挙げられ、フェノール系ではオルト位にｔ−アルキル基を有するヒンダードフェノール系化合物が好ましい。
【００４４】
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、テトラキス［メチレン−３（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３，９−ビス［２−｛３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５・５］ウンデカン、トリエチレングリコール−Ｎ−ビス−３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、１，６−ヘキサンジオールビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２−チオビス−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ラウリル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、パルミチル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ステアリル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ベヘニル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、２，４−ジ−ｔ−ブチル−フェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、トコフェロール類等が挙げられ、好ましくは、３，９−ビス［２−｛３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５・５］ウンデカン、ラウリル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、パルミチル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ステアリル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ベヘニル−３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、２，４−ジ−ｔ−ブチル−フェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、トコフェロール類である。
【００４５】
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，４−ジクミルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラキス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−４，４’−ジフェニレンジホスホナイト、２，２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル） ２−エチルヘキシルホスファイト、２，２’−エチリデンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フルオロホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチル−６−メチルフェニル）エチルホスファイト、２−（２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェニル）−５−エチル−５−ブチル−１，３，２−オキサホスホリナン、２，２’，２’−ニトリロ［トリエチル−トリス（３，３’，５，５’−トラ−ｔ−ブチル−１，１’−ビフェニル−２，２’−ジイル）ホスファイト、２，４，８，１０−テトラ−ｔ−ブチル−６−［３−（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）プロポキシ］ジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサホスフェピン等が挙げられる。
【００４６】
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル３，３’−チオジプロピオネート、トリデシル３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル３，３’−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル３，３’−チオジプロピオネート、ネオペンタンテトライルテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）、ビス［２−メチル−４−（３−ｎ−アルキル（炭素原子数１２〜１４のアルキル）チオプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド等が挙げられる。
【００４７】
光安定剤としては、分子量が１０００以上のヒンダードアミン光安定剤（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン骨格を分子内に有する光安定剤）が挙げられる。
【００４８】
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチレート系化合物、シアノアクリルレート系化合物、ニッケル系化合物が挙げられる。
【００４９】
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、無機顔料、有機顔料が挙げられる。例えば、カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック等が挙げられる。無機顔料としては、例えば、鉄黒、弁柄、酸化チタン、カドミウムレッド、カドミウムイエロー、群青、コバルトブルー、チタンイエロー、鉛丹、鉛黄、紺青等が挙げられる。有機顔料としては、例えば、キナクリドン、ポリアゾイエロー、アンスラキノンイエロー、ポリアゾレッド、アゾレーキイエロー、ペリレン、フタロシアニングリーン、フタロシアニンブルー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。これらの着色剤は単独でも、２種類以上を併用してもよい。
【００５０】
充填剤としては、シリカ、ヒドロキシアパタイト、アルミナ、チタニア、ベーマイト、タルク、または炭酸カルシウムなどの金属化合物などが好ましく挙げられる。
【００５１】
（ポリオレフィン樹脂複合材の製造方法）
ポリオレフィン樹脂複合材の製造方法は、ポリオレフィン樹脂１００質量部と、セルロース１０〜１５０質量部と、水とを溶融混練することで、面積が２０，０００μｍ２以上のセルロースの凝集体の生成を抑制し、セルロースが均一に分散したポリオレフィン樹脂複合材を得ることができる。水の配合量は、少なすぎるとセルロースの分散性が悪く、多すぎると加工性に支障が生じるため、ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して１〜２２５質量部であることが好ましい。
【００５２】
また、ポリオレフィン樹脂複合材の製造方法において、セルロースの分散性を向上させるため、セルロースの含有量と水の含有量との比（セルロースの含有量：水の含有量）が１：０．０１〜１０が好ましく、１：０．１〜５がより好ましい。水の配合量が少なすぎるとセルロースの分散性が悪く、多すぎると加工性に支障が生じる。
【００５３】
ポリオレフィン樹脂複合材の製造方法において、ポリオレフィン樹脂と、セルロースと、水とを溶融混練する順序は特に制限されない。ポリオレフィン樹脂と、セルロースとを先に溶融混練した後、水を加え、さらに混練してもよく、ポリオレフィン樹脂と、セルロースと、水とを全て加工機内に投入した後に溶融混練してもよい。また、セルロースと水を混練した後、ポリオレフィン樹脂を加え、さらに溶融混練してもよい。
この混練加工工程は、押出し、射出などにより加工、成形する段階で、加工機内で混練することが好ましい。
【００５４】
ポリオレフィン樹脂は疎水性が高く、その溶融混練において水を加えると、樹脂が滑るなどして目的の均一混練に支障をきたす場合がある。したがって、ポリオレフィンの溶融混練においては通常、水を添加することはない。
これに対し、本発明で使用するポリオレフィン樹脂複合材の製造方法では、ポリオレフィン樹脂の溶融混練において所定量の水を加え、これにより、面積が２０，０００μｍ２以上のセルロースの凝集体の生成を抑制する。この理由は定かではないが、溶融混練において加えた適度な量の水がセルロースを膨潤させてセルロースの微細化を促進し、この微細化されたセルロースが水と一体となってポリオレフィンに作用し、ポリオレフィン樹脂とセルロースの均一な溶融混練が可能になるものと推定される。
【００５５】
混練温度は、セルロースの熱分解が少ない温度を上限とすることが望ましい。従って、上限温度は３００℃以下が好ましく、２５０℃以下がより好ましく、２３０℃以下がさらに好ましい。下限はポリオレフィン樹脂の融点より１０℃以上高いことが実際的である。
混練における撹拌は、スクリュー軸方向に適宜ニーディングディスクを配置するなどして、十分な混練性を確保可能なスクリュー構成を組み、かつ必要な生産量を得ることが可能なスクリュー回転数（通常は１００〜３００ｒｐｍ程度の範囲）で混練することが好ましい。
混練加工する装置としては、同方向二軸スクリュー方式の装置が好ましく、例えば、二軸押出機〔テクノベル社製  ＫＺＷ１５ＴＷ−４５ＭＧ−ＮＨ（商品名）〕が挙げられる。
ただし、同方向二軸押出機に限られることはなく、単軸押出機や、異方向二軸押出機、３軸以上の多軸押出機、バッチ式混練機（ニーダー、バンバリー等）など、充分な混練性が得られ、本発明と同様の効果が得られるのであれば、どのような方式でも構わない。
【００５６】
＜＜車両用外装部品の構成およびその製造方法＞＞
本発明の車両用外装部品は、セルロースの凝集体のサイズが十分に小さく、ポリオレフィン樹脂とセルロースとが高度な均一性で一体化されたポリオレフィン樹脂複合材で形成された樹脂部を備え、当該樹脂部は優れた機械的強度を有している。すなわち、上記車両用外装部品の少なくとも一部が上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されており、好ましくは、その全体が上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されている。
また、本発明の車両用外装部品の全部又はその一部である樹脂部が、上記ポリオレフィン樹脂複合材、特に、上記ポリオレフィン樹脂複合材の製造方法で製造されたポリオレフィン樹脂複合材を使用して、例えば射出、押出によって成形される。
【００５７】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用外装部品を備える車両の一例を示す模式図である。同図に示すように、車両用外装部品は、車両１に取り付けられる種々の外装部品であり、例えば、フロントフェンダー２、バックドア３、リアスポイラー４、フロントスポイラー５、サイドスポイラー６、アンダーパネル７、リアフェンダー８、ルーフパネル９、サイドミラーカバー１０、給油タンクフラップ１１、又はドアノブ１２である。このうち、好ましくは、車両用外装部品は、フロントフェンダー２、バックドア３又はリアスポイラー４である。
【００５８】
フロントフェンダー２は、車両１の前方側であって車幅の左右側部に配置されている。このフロントフェンダー２は、例えば、車幅方向の内方に配置されてタイヤの外周を囲うように取り付けられたインナー部材と、車幅方向の外方に配置されてタイヤの空気抵抗を低減するように取り付けられたアウター部材とを有する。上記インナー部材及びアウター部材の一方又は双方が、上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されている。
【００５９】
バックドア３は、バックライトなどの機構部品やガラス板と共に、車両１の後方側に開閉可能に取り付けられている。このバックドア３は、車体長方向の内方に配置されたインナーパネルと、車体長方向の外方に配置されたアウターパネルとを有する。インナーパネル及びアウターパネルの一方又は双方が、上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されている。
【００６０】
リアスポイラー４は、車両１の後方側であって車高方向の上部に配置されて、車両１のルーフパネルに沿って流れる気流を変化させて揚力を低減するように、車幅方向に延在して取り付けられている。リアスポイラー４は、表面パネルを有しており、少なくとも該表面パネルが上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されている。リアスポイラー４は、その全体が上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されていてもよい。
【００６１】
本発明の車両用外装部品は、フロントフェンダー２、バックドア３、リアスポイラー４、フロントスポイラー５、サイドスポイラー６、アンダーパネル７、リアフェンダー８、ルーフパネル９、サイドミラーカバー１０、給油タンクフラップ１１及びドアノブ１２からなる群から選択された一又は複数の部品であってもよい。また、上記の各車両用外装部品が複数の構成要素を有する場合、該複数の構成要素のうちの少なくとも１つが上記ポリオレフィン樹脂複合材で形成されていてもよい。
【００６２】
本発明の車両用外装部品が適用される車両１は、ワンボックス型であるが、これに限らず、セダン型、クーペ型、ＳＵＶ型、ハードトップ型、ハッチバック型、ミニバン型、コンバーチブル型、ステーションワゴン型又はピックアップ型であってもよい。また、車両１は、ガソリン、軽油、水素などの燃料によって駆動するエンジン、バッテリーなどから供給される電力によって駆動するモーター、又は、上記エンジン及びモーターの双方を、動力源として備えていてもよい。
【００６３】
ポリオレフィン樹脂複合材の用途としては、例えば、二輪車や四輪車などの自動車、列車などの車両を構成する車両用外装部品が挙げられる。また、これに限らず、上記ポリオレフィン樹脂複合材の用途として、航空機、船舶、ロボットなどの移動体を構成する移動体用外装部品が挙げられる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６５】
−使用素材−
以下に、使用した素材を示す。
（１）ポリオレフィン樹脂
・高密度ポリエチレン〔ＭＦＲ＝５ｇ／１０分（１９０℃／２．１６ｋｇ）、密度＝０．９５３ｇ／ｃｍ３〕
・ポリプロピレン〔ＭＦＲ＝９ｇ／１０分（２３０℃／２．１６ｋｇ）、密度＝０．９００ｇ／ｃｍ３〕
（２）セルロース
・セルロースＡ：ＫＣフロックＷ−２００〔商品名  日本製紙社製、平均粒径約３２μｍの粉末状セルロース〕
・セルロースＢ：ＬＩＧＮＯＣＥＬ  Ｃ−１２０〔商品名  Ｊ・レッテンマイヤー・アンド・サンズ社製、平均粒径７０〜１５０μｍ〕
【００６６】
（実施例１）
以下の工程で、ポリオレフィン樹脂複合材を調製した。
１）ポリオレフィン樹脂複合材の調製工程
二軸押出機〔テクノベル社製  ＫＺＷ１５ＴＷ−４５ＭＧ−ＮＨ（商品名）〕に、ポリオレフィン樹脂を、出口温度１９０℃、１０００ｇ／時間の速度でフィードしつつ、２台目のフィーダーにより、セルロースＡを１１０ｇ／時間の速度でフィードし、液添ポンプにより水を９８ｇ／時間でフィードし、下記表１の組成を満たす混合物を２００℃で溶融混練した後、押出を行い、ポリオレフィン樹脂複合材を調製した。スクリュー回転数は１００ｒｐｍとした。
【００６７】
２）車両用外装部品の製造工程
上記１）で調製したポリオレフィン樹脂複合材を用いて射出成形し、樹脂部を備える車両用外装部品を作製した。なお、射出条件は、一般的に適切とされる成形条件で実施した。
【００６８】
（実施例２〜１４、比較例１〜３）
下記表１の組成を採用したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２〜１４及び比較例１〜３のポリオレフィン樹脂複合材を調製した。次に、このポリオレフィン樹脂複合材を使用して、実施例１と同様の方法で樹脂部を備える車両用外装部品を作製した。
なお、比較例３は、水の配合量が多すぎて、押出機の吐出量が不安定になった。
【００６９】
上記のようにして作成した各車両用外装部品の樹脂部を構成するポリオレフィン樹脂複合材におけるセルロースの凝集体の面積を、以下のようにして算出した。
【００７０】
（セルロースの凝集体の面積算出方法）
得られたポリオレフィン樹脂複合材を、縦３．３ｍｍ×横４．３ｍｍ×厚さ３．６ｍｍの直方体のペレットとした。このペレットを用いて、厚み０．１ｍｍの測定用シートを作製した。具体的には、プレス装置を用いてペレットを１６０℃で５分間予熱後、さらに１６０℃で２０ＭＰａの圧力下で５分間加圧して測定用シートを作製した。
作製したシートを、ニコン社製工業用顕微鏡「ＥＣＬＩＰＳＥ  ＬＶ１００ＮＤ（商品名）」により倍率５０倍で平面視観察し、この観察面を撮影して画像処理し、０〜８０の輝度でカウントされた部分をセルロースの凝集体として、面積を算出した。
具体的には、視野を１．３ｍｍ×１．７ｍｍとし、ランダムに９視野を撮影した。得られた画像をニコン社製「ＮＩＳ−Ｅｌｅｍｅｎｅｔｓ  Ｄ（商品名）」により下記条件で画像処理し、０〜８０の輝度でカウントされた部分の各々の面積を算出した。その中で、面積が最大・最小のものを、セルロースの凝集体の面積の最大値・最小値とした。ただし、面積の最小値が５００μｍ２未満のものは、測定対象から除外した。なぜならば、原材料として使用している凝集していないセルロースを上記と同様の方法で測定した際、その面積が約５００μｍ２であり、これ以下のものは、セルロースが凝集して形成されたものとは認められないためである。
【００７１】
−画像処理条件−
・スムーズ  off
オブジェクトの端の形状に作用して、形状を滑らかにする機能である。
・クリーン  on
小さなオブジェクトが見えなくなる機能。小さなオブジェクトが消えるだけで、その他の画像は影響を受けない。本測定では、面積が５００μｍ２未満を排除するため、５００μｍ２未満のオブジェクトをクリーン機能で除去した。
・閉領域を埋める  off
オブジェクト内の閉領域を埋める機能である。
・分割  off
結合された単一のオブジェクトを検出し、分離する機能である。
得られた結果を、まとめて下記表１に示す。
【００７２】
比較例１及び実施例１で得られたポリオレフィン樹脂複合材のペレットについて、上記の方法にしたがって撮影した画像と画像処理を行って面積を測定した画像をそれぞれ図２に載せた。
【００７３】
（引張弾性率）
前記で得られたポリオレフィン樹脂複合材のペレットを８０℃、２４時間乾燥し、射出成形機〔ファナック社製ロボットショットα−３０Ｃ〕により、ＪＩＳ  Ｋ７１２７の試験片タイプ２号に準拠して、各車両用外装部品の樹脂部を構成するポリオレフィン樹脂複合材の引張試験片を作製した。
作製した引張試験片の引張弾性率（ＧＰａ）をＪＩＳ  Ｋ７１６１に準拠して、引張試験機〔インストロン社製のインストロン試験機５５６７型〕により、試験速度：１．０ｍｍ／ｍｉｎの条件の条件で測定した。
得られた結果を、まとめて下記表１に示す。
【００７４】
【表１】
2019081858.tif 000003
【００７５】
表１中、ポリオレフィン樹脂、セルロースＡ及び水の含有量は、質量部であり、「−」は未使用、すなわち０質量部であることを示す。
また、比較例３の「凝集体の面積」における「−」は、セルロースとポリオレフィン樹脂が一体化した複合材が得られなかったことを意味する。
【００７６】
上記表１から、実施例１〜１４の車両用外装部品の樹脂部を構成するポリオレフィン樹脂複合材は、いずれもセルロースの凝集体の面積が２０，０００μｍ２未満であり、ポリオレフィン樹脂とセルロースとが高度な均一性で一体化されていることがわかる。また、実施例１〜１４で作製したポリオレフィン樹脂複合材は、機械的強度としての引張弾性率がいずれも１．２５以上であり、比較例１、２の引張試験片よりも高い引張弾性率を示していた。このことから、実施例１〜１４では、このような作用を有するポリオレフィン樹脂複合材が使用されているため、機械的強度が向上した樹脂部を備える車両用外装部品を作製することができた。
【００７７】
これに対して、比較例１のポリオレフィン樹脂複合材は、混練時に水を用いなかったため、セルロースの凝集体の面積が２０，０００μｍ２を大きく超えた。また、比較例２のポリオレフィン樹脂複合材は、ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して、セルロースが２００質量部と過剰であったため、凝集体の面積が２０，０００μｍ２を超えた。そのため、比較例１、２では、ポリオレフィン樹脂とセルロースとが高度な均一性で一体化されたポリオレフィン樹脂複合材を得ることができなかった。また、比較例３のポリオレフィン樹脂複合材は、ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して、水の量が２５０質量部と過剰であったため、セルロースとポリオレフィン樹脂が一体化したポリオレフィン樹脂複合材が得られなかった。
【００７８】
このように、ポリオレフィン樹脂とセルロースとを特定量、溶融混練するに当たり、水を特定量加えることにより、セルロースの凝集体のサイズを２０，０００μｍ２未満に抑えることができ、疎水性のポリオレフィン樹脂とセルロースとが高度な均一性で一体化した樹脂複合材で形成され、さらには機械的強度が向上した樹脂部を備える車両用外装部品が得られることがわかる。
【００７９】
また、実施例１〜１４のポリオレフィン樹脂複合材は、セルロースの樹脂改質作用を十分に引き出すことができたため、軽量、高剛性、低線熱膨張係数を実現でき、また外観にも優れていることから、車両用外装部品として有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１  車両
２  フロントフェンダー
３  バックドア
４  リアスポイラー
５  フロントスポイラー
６  サイドスポイラー
７  アンダーパネル
８  リアフェンダー
９  ルーフパネル
１０  サイドミラーカバー
１１  給油タンクフラップ
１２  ドアノブ
【図１】
2019081858.tif 000004
【図２】
2019081858.tif 000005