(57)【要約】【課題】オレフィン系基材表面の接合性を向上させて、基材と発泡ポリウレタン層とを効率的に接合できる樹脂成形品及びその製造方法を提供する。【解決手段】本樹脂成形品２０は、基材２１と、基材の表面２１２に直接接合された発泡ポリウレタン層２２と、を備え、基材２１は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなり、複合材料は、ポリオレフィン及び植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、植物性繊維を３０〜７５質量％含み、発泡ポリウレタン層２２は、ウレタン原料が基材表面２１２で発泡され固化された層である。本方法は、ウレタン原料を、基材表面２１２で発泡させ固化させて発泡ポリウレタン層２２を形成する発泡ポリウレタン層形成工程を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の表面に直接接合された発泡ポリウレタン層と、を備えた樹脂成形品であって、
前記基材は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなり、
前記複合材料は、前記ポリオレフィン及び前記植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、前記植物性繊維を３０〜７５質量％含み、
前記発泡ポリウレタン層は、ウレタン原料が前記基材表面で発泡され固化された層であることを特徴とする樹脂成形品。
【請求項２】
前記発泡ポリウレタン層が接合された前記基材の表面に、前記植物性繊維が露出している請求項１に記載の樹脂成形品。
【請求項３】
前記発泡ポリウレタン層が接合された前記基材の表面の十点平均粗さＲｚＪが、１０μｍ以上である請求項２に記載の樹脂成形品。
【請求項４】
更に、表皮層を備え、
前記基材、前記発泡ポリウレタン層及び前記表皮層が、この順に積層されている請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の樹脂成形品。
【請求項５】
基材と、前記基材の表面に直接接合された発泡ポリウレタン層と、を備えた樹脂成形品の製造方法であって、
ウレタン原料を、前記基材表面で発泡させ固化させて前記発泡ポリウレタン層を形成する発泡ポリウレタン層形成工程を備え、
前記基材は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなり、
前記複合材料は、前記ポリオレフィン及び前記植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、前記植物性繊維を３０〜７５質量％含むことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項６】
前記発泡ポリウレタン層形成工程前に、前記基材を形成する基材形成工程を備え、
前記基材形成工程では、温度１０℃以上５０℃以下に設定された金型に、前記複合材料を射出し、前記発泡ポリウレタン層が接合される表面に前記植物性繊維が露出された基材を形成する工程である請求項５に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項７】
前記基材形成工程により、前記発泡ポリウレタン層が接合される前記基材の表面の十点平均粗さＲｚＪを１０μｍ以上にする請求項６に記載の樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品及びその製造方法に関する。更に詳しくは、ポリオレフィンを含んだ基材と発泡ポリウレタン層とを効率良く直接接合した樹脂成形品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィンを含む基材（以下、単に「オレフィン系基材」という）と発泡ポリウレタン層とが直接接合された樹脂成形品は、各分野で広く利用されている。しかしながら、オレフィン系基材の表面は無極性であり、反応性に乏しい。そのため、オレフィン系基材表面に直接的にウレタン材を接合するには何らかの接合補助を要する。
例えば、下記特許文献１に示すように、基材と表皮材との間に、ウレタン原料を注入し、基材と表皮材との間で発泡・固化させた樹脂成形品が知られている。このような樹脂成形品では、オレフィン系基材表面にフレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を施すのが一般的である。これらの表面処理によって、オレフィン系基材表面に極性が付与され、極性を有したウレタン材に対する親和性を向上させることで、接合強度を得ることができる。
また、下記特許文献２には、変性ポリオレフィンを配合したウレタン原料を用いることで、ポリオレフィン層との接合強度を得る方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３７１１１号公報
【特許文献２】特開２００８−２３８７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、オレフィン系基材に表面処理を施すには、そのための処理装置を要し、その処理装置を組み込むライン長が必要となり、樹脂成形品を製造するための工数は多くなる。そのため、オレフィン系基材の表面処理を行うことなく、ウレタン材を直接接合できる方法が求められている。
上記特許文献２の方法によれば、変性ポリオレフィンを配合したウレタン原料を用いることで、オレフィン系基材の表面処理を行わなくとも、発泡ポリウレタン層を接合できる旨の記載がある。しかしながら、特許文献２では、上記課題をウレタン原料の調合で解決する方法が示されているものの、オレフィン系基材側において解決する方法は何ら示されていない。
【０００５】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、オレフィン系基材と発泡ポリウレタン層とを接合するに際して、オレフィン系基材表面の接合性を向上させることで、オレフィン系基材と発泡ポリウレタン層とを効率的に接合できる樹脂成形品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】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の樹脂成形品は、基材と、前記基材の表面に直接接合された発泡ポリウレタン層と、を備えた樹脂成形品であって、
前記基材は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなり、
前記複合材料は、前記ポリオレフィン及び前記植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、前記植物性繊維を３０〜７５質量％含み、
前記発泡ポリウレタン層は、ウレタン原料が前記基材表面で発泡され固化された層であることを要旨とする。
請求項２に記載の樹脂成形品は、請求項１に記載の樹脂成形品において、前記発泡ポリウレタン層が接合された前記基材の表面に、前記植物性繊維が露出していることを要旨とする。
請求項３に記載の樹脂成形品は、請求項２に記載の樹脂成形品において、前記発泡ポリウレタン層が接合された前記基材の表面の十点平均粗さＲｚＪが、１０μｍ以上であることを要旨とする。
請求項４に記載の樹脂成形品は、請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の樹脂成形品において、更に、表皮層を備え、
前記基材、前記発泡ポリウレタン層及び前記表皮層が、この順に積層されていることを要旨とする。
請求項５に記載の樹脂成形品の製造方法は、基材と、前記基材の表面に直接接合された発泡ポリウレタン層と、を備えた樹脂成形品の製造方法であって、
ウレタン原料を、前記基材表面で発泡させ固化させて前記発泡ポリウレタン層を形成する発泡ポリウレタン層形成工程を備え、
前記基材は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなり、
前記複合材料は、前記ポリオレフィン及び前記植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、前記植物性繊維を３０〜７５質量％含むことを要旨とする。
請求項６に記載の樹脂成形品の製造方法は、請求項５に記載の樹脂成形品の製造方法において、前記発泡ポリウレタン層形成工程前に、前記基材を形成する基材形成工程を備え、
前記基材形成工程では、温度１０℃以上５０℃以下に設定された金型に、前記複合材料を射出し、前記発泡ポリウレタン層が接合される表面に前記植物性繊維が露出された基材を形成する工程であることを要旨とする。
請求項７に記載の樹脂成形品の製造方法は、請求項６に記載の樹脂成形品の製造方法において、前記基材形成工程により、前記発泡ポリウレタン層が接合される前記基材の表面の十点平均粗さＲｚＪを１０μｍ以上にすることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の樹脂成形品は、基材と、前記基材の表面に直接接合された発泡ポリウレタン層（以下、単に「発泡ＰＵ層」ともいう）と、を備えた樹脂成形品である。そして、この樹脂成形品を構成している基材は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなる。更に、この基材を構成している複合材料は、植物性繊維を３０〜７５質量％含む。また、この樹脂成形品を構成している発泡ＰＵ層は、ウレタン原料が基材表面で発泡され固化された層である。
この構成によって、本発明の樹脂成形品は、基材に対して別途の表面処理を要することなく、発泡ＰＵ層を直接接合した樹脂成形品とすることができる。
特に、基材には、極性を有する植物性繊維が含まれるため、基材がポリオレフィンのみからなる場合に比べて、基材の接合面の極性が向上され、発泡ＰＵ層に対する接合強度が向上される。
また、発泡ＰＵ層と接した基材表面に、植物性繊維が露出されている場合には、基材と発泡ＰＵ層との間でより優れた接合強度を得ることができる。
更に、基材表面への植物性繊維が露出による表面の十点平均粗さＲｚＪが１０μｍ以上となっている場合には、基材と発泡ＰＵ層との間で特に優れた接合強度を得ることができる。
【０００８】
本発明の樹脂成形品の製造方法は、基材と、基材の表面に直接接合された発泡ＰＵ層と、を備えた樹脂成形品の製造方法である。この方法では、ウレタン原料を、基材表面で発泡させ固化させて発泡ＰＵ層を形成する工程を備える。更に、この際に用いる基材は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなる基材である。更に、この基材を構成する複合材料は、植物性繊維を３０〜７５質量％含む。
この方法によれば、基材に対して別途の表面処理を要することなく、発泡ポリウレタン層を直接接合した樹脂成形品を製造することができる。
特に、基材には、極性を有する植物性繊維が含まれるため、基材がポリオレフィンのみからなる場合に比べて、基材の接合面の極性が向上され、発泡ＰＵ層に対する接合強度を向上させることができる。
また、発泡ＰＵ層形成工程前に基材形成工程を備え、この基材形成工程で、温度１０℃以上５０℃以下に設定された金型に、複合材料を射出して、発泡ＰＵ層が接合される表面に植物性繊維が露出された基材を形成する場合には、特に効果的に基材表面に植物性繊維を露出させることができる。
更に、基材形成工程によって、発泡ＰＵ層が接合される基材の表面の十点平均粗さＲｚＪが１０μｍ以上となっている場合には、基材と発泡ＰＵ層との間で特に優れた接合強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の樹脂成形品の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図１に示す樹脂成形品の製造方法を説明する模式的な説明図である。
【図３】本発明の樹脂成形品の他例を示す模式的な断面図である。
【図４】図３に示す樹脂成形品の製造方法を説明する模式的な説明図である。
【図５】実施例１による基材表面を拡大して撮影した画像である。
【図６】実施例３による基材表面を拡大して撮影した画像である。
【図７】混合装置を説明する模式的な説明図である。
【図８】混合装置に配設された混合羽根を説明する模式的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１１】
以下、本発明を詳しく説明する。
［１］樹脂成形品
本樹脂成形品（２０）は、基材（２１）と、基材（２１）の表面（２１２）に直接接合された発泡ＰＵ層（２２）と、を備えた樹脂成形品（２０）である。
そして、樹脂成形品（２０）を構成する基材（２１）は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなる。
また、基材（２１）を構成する複合材料は、ポリオレフィン及び植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、植物性繊維が３０〜７５質量％含まれる。
更に、樹脂成形品（２０）を構成する発泡ＰＵ層（２２）は、ウレタン原料が基材（２１）表面で発泡され固化された層である（図１参照）。
【００１２】
即ち、本発明の樹脂成形品２０では、基材２１の表面２１２と、発泡ＰＵ層２２の表面２２１と、が直接接合されている。そして、基材２１の接合面２１２と発泡ＰＵ層２２の接合面２２１との間には、これらの接合面同士の接合を補助する他部材（接着剤、粘着剤等）を介することなく接合されている。
【００１３】
上記「基材（２１）」は、複合材料が射出成形されてなる部材である。基材２１は、それ自体が樹脂成形品２０の全体を支持する剛性を備えることができる。
基材２１は、複合材料が射出成形されてなる射出成型品である。そして、この複合材料は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含んでいる。
【００１４】
ポリオレフィンは、オレフィンの単独重合体、及び／又は、オレフィンを単量体として用いた共重合体である。オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン（１−ブテン、２−ブテン、イソブテン等）、ペンテン（１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテン、３−メチル−１−ブテン等）、ヘキセン（１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン等）、ヘプテン、オクテン、デセンなどが挙げられる。これらのオレフィンは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。本発明で用いるポリオレフィンには、構成単位数全体に対して５０％以上のオレフィン由来の構成単位を有する樹脂である。
【００１５】
これらのポリオレフィンのなかでも、具体的には、ポリエチレン樹脂及び／又はポリプロピレン樹脂が好ましい。
このうち、ポリエチレン樹脂としては、エチレン単独重合体、及び、エチレンと他のオレフィンとの共重合体が挙げられる。後者としては、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・１−へキセン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体等が挙げられる（但し、共重合体の場合は全構成単位数のうちの５０％以上がエチレンに由来する単位である）。
【００１６】
また、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・エチレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体等が挙げられる（但し、共重合体の場合は全構成単位数のうちの５０％以上がプロピレンに由来する単位である）。 
尚、ポリプロピレン樹脂には、ポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合樹脂も含まれる。この場合、ポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との合計を１００質量％とした場合に、ポリプロピレン樹脂の含有量は５０質量％以上である。 
【００１７】
上記ポリオレフィンの流動性能を示すメルトフローレート（ＭＦＲ）は特に限定されないが、１．０〜２００ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、５．０〜１００ｇ／１０ｍｉｎがより好ましく、１０〜６０ｇ／１０ｍｉｎが更に好ましい。このＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に基づき、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃の条件で測定される。
【００１８】
植物性繊維は、植物に由来する繊維であり、植物から取り出した繊維や、これを加工した繊維が含まれる。植物性繊維としては、葉脈系植物性繊維、靭皮系植物性繊維、木質系植物性繊維、その他の植物性繊維が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
このうち、靭皮系植物性繊維としては、ケナフ、ジュート、ヘンプ、フラックス、ラミー等が挙げられる。また、葉脈系植物性繊維としては、アバカ、サイザル、アガベ等が挙げられる。更に、木質系植物性繊維としては、広葉樹及び針葉樹等から採取された植物性繊維が挙げられる。その他の植物性繊維としては、ココヤシ殻繊維、オイルパーム空果房繊維、稲わら繊維、麦わら繊維、タケ繊維、綿等が挙げられる。
尚、ココヤシ殻繊維は、ココヤシの殻から採取される植物性繊維である。また、オイルパーム空果房繊維は、オイルパームの果実を取り去った空の果房から採取される植物性繊維である。
【００１９】
本発明で利用する植物性繊維は、上述の植物性繊維のなかでも、木質系植物繊維以外の繊維が好ましい。即ち、靭皮系植物繊維、葉脈系植物繊維及びその他の植物繊維が好ましく、特に靭皮系植物繊維が好ましい。更に、靭皮系植物繊維のなかでもケナフが好ましい。ケナフは木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。このケナフとしては、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等、並びに通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が挙げられる。
【００２０】
植物性繊維の平均繊維長及び平均繊維径等は特に限定されないが、平均繊維長は３０ｍｍ以下が好ましく、０．１〜２０ｍｍがより好ましく、０．５〜１０ｍｍが更に好ましく、０．５〜５ｍｍが特に好ましい。この平均繊維長は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５に準拠して、直接法にて無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、伸張させずにまっすぐに伸ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。
一方、平均繊維径は、０．２ｍｍ以下が好ましく、０．０１〜０．１５ｍｍがより好ましく、０．０１〜０．１ｍｍが特に好ましい。この平均繊維径は、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央における繊維径を光学顕微鏡で実測し、合計２００本について測定した平均値である。
【００２１】
複合材料に含まれる植物性繊維との割合は、ポリオレフィンと植物性繊維との合計を１００質量％とした場合に、３０〜７５質量％の割合である。植物性繊維の割合が３０質量％未満では、植物性繊維が含まれることによる上述の接合性の向上が十分に得られ難い傾向にある。また、植物性繊維の割合が７５質量％を超えると、基材２１と発泡ＰＵ層２２との接合性は向上され易いものの、ポリオレフィンの割合が少ないために射出形成性を維持することが困難となる傾向がある。この植物性繊維の配合割合は、更に、３２〜７０質量％が好ましく、３５〜６５質量％がより好ましい。
【００２２】
更に、本発明では、複合材料は、上述のポリレフィン樹脂及び植物性繊維以外に他の成分を含むことができる。他の成分を含む場合、複合材料全体を１００質量％とした場合に、他の成分は２０質量％未満であることが好ましい。
上述の他の成分としては、酸変性ポリオレフィンが挙げられる。酸変性ポリオレフィンは、複合材料内においてポリオレフィンと植物性繊維との親和性を向上させることができる。
【００２３】
酸変性ポリオレフィンは、酸基が導入されたポリオレフィンである。この酸基の種類は特に限定されないが、無水カルボン酸残基（−ＣＯ−Ｏ−ＯＣ−）及び／又はカルボン酸残基（−ＣＯＯＨ）が好ましい。酸基はどのような化合物により導入されてもよく、酸基を導入する化合物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸等の酸無水物、及びマレイン酸、イタコン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボン酸が挙げられる。これらは１種のみ用いてもよく２種以上を併用してもよい。これらの化合物のうちでは、酸無水物が好ましく、無水マレイン酸及び無水イタコン酸がより好ましく、無水マレイン酸が特に好ましい。 
更に、酸変性ポリオレフィンの主鎖を構成する樹脂は、上述のポリオレフィンと同種の樹脂が好ましい。即ち、例えば、複合材料を構成するポリオレフィンとして、ポリプロピレン樹脂を採用する場合、酸変性ポリオレフィンは、酸変性ポリプロピレン樹脂であることが好ましい。
【００２４】
酸変性ポリオレフィンの具体例としては、三菱化学株式会社製、商品名「モディック」（モディック  Ｐ９０８等）、三洋化成工業株式会社製、商品名「ユーメックス」（ユーメックス１００１、ユーメックス１０１０等）、三井化学株式会社製、商品名「アドマー」（アドマーＱＥ８００等）、東洋化成工業株式会社製、商品名「トーヨータック」（トーヨータックＨ−１１００Ｐ−Ｐ等）などが挙げられる。 
【００２５】
酸変性ポリオレフィンを用いる場合、基材２１を構成する複合材料に含まれるポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン及び植物性繊維の配合割合は、熱可塑性樹脂全体を１００質量％とした場合に、酸変性ポリオレフィンは０．５〜３０質量％が好ましく、０．５〜１５質量％がより好ましく、０．７〜１０質量％が更に好ましく、１〜７質量％が特に好ましい。
【００２６】
基材２１は、その表面が植物性繊維を含む複合材料から形成されていることによって、植物性繊維が含まれない材料から形成されている場合に比べて、発泡ＰＵ層２２に対する接合性が向上される。
更に、本発明の樹脂成形品２０では、基材２１の表面に植物性繊維が露出されていることが好ましい。基材２１の表面のうち、植物性繊維が露出された表面は、植物性繊維が露出されていない表面に比べて、発泡ＰＵ層２２との接合性に優れるからである。
これは、植物性繊維の表面がポリオレフィンに比べて極性が高く、極性を有するウレタン材との親和性に優れているためと考えられる。そのため、植物性繊維が露出された基材表面に接合された発泡ＰＵ層２２は、露出されていない基材２１表面に対する接合強度に比べて優れた接合強度を発揮するものと考えられる。
【００２７】
しかしながら、通常、ポリオレフィン及び植物性繊維を含んだ複合材料を射出成形すると、射出成形体（基材）表面に植物性繊維は露出されない。これはシリンダーから複合材料が射出されると、植物性繊維に比べて流動性が高いポリオレフィンが、植物性繊維よりも先に射出金型の内表面に到達し、固化されるため、植物性繊維を覆ってしまうためと考えられる。
これに対して、複合材料の射出条件として、通常適した温度よりも、金型の温度を低く、特定の温度範囲に設定すると、基材２１の表面に植物性繊維を積極的に露出させることができる。これは、金型温度が通常よりも低いことで、シリンダーから射出された複合材料中のポリオレフィンが、金型内で急速に冷却されて、その流動性を失い、植物性繊維の表面を十分に覆う前に固化されるためと考えられる。このようにして、植物性繊維を積極的に外表面に露出させた基材２１を得ることができる。特に、ポリオレフィン内から植物性繊維が突出した形態の基材表面を形成できる。
【００２８】
ポリオレフィン内から植物性繊維が突出した形態の基材表面では、植物性繊維が突出されていない場合に比べて、発泡ＰＵ層２２と植物性繊維との接触面積が大きくなるため、より優れた接合強度が発揮される。
具体的には、ポリオレフィン内から植物性繊維が突出した表面であって、その植物性繊維の突出によって形成される凹凸面の十点平均粗さＲｚＪが１０μｍ以上となっていることが好ましい。このような表面では、発泡ＰＵ層２２ととりわけ優れた接合強度が得られる。ＲｚＪは、１０μｍ以上であればよく、通常、１０００μｍ以下である。このＲｚＪは１０〜９００μｍとすることができ、更に、２０〜６００μｍとすることができるＲｚＪ（Ｒｚｊｉｓ）は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される。
【００２９】
上記「発泡ポリウレタン層（２２）」は、基材２１の表面に直接接合された発泡ポリウレタンから形成された層である。また、発泡ＰＵ層２２は、ウレタン原料が基材２１の表面２１２に接した状態で発泡され固化されて形成される。即ち、発泡ＰＵ層２２の接合面２２１と、基材２１の接合面２１２とは、直接接合されている。この発泡ＰＵ層２２は、弾性層や緩衝層として機能させることができる。
発泡ＰＵ層２２の形態は層状であればよく、例えば、３００ｍｍ以下の厚さとすることができ、更に、１〜１５０ｍｍの厚さとすることができ、５〜５０ｍｍの厚さとすることが好ましい。また、発泡ＰＵ層の発泡倍率は、例えば、４０倍以下とすることができ、１〜３５倍とすることが好ましく、５〜３０倍とすることがより好ましい。発泡ＰＵ層を構成する発泡空隙は独泡であってもよく連発であってもよく、これらの両方が含まれてもよい。
【００３０】
この発泡ＰＵ層２２は、基材２１の表面に接した状態でウレタン原料を発泡させて得られる。ウレタン原料は、どのようなものを用いてもよいが、通常、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分及び発泡剤を含む。
このうち、ポリオール化合物は、その分子中にヒドロキシル基を少なくとも２つ有する化合物であり、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、アルキレングリコール、及び、ポリエーテル系ポリオール又はポリエステル系ポリオールを用いたポリマーポリオール等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
上記ポリエーテル系ポリオールとしては、多価アルコールにアルキレンオキサイドが付加されたポリエーテル系ポリオールが挙げられる。また、ポリエステル系ポリオールとしては、脂肪族カルボン酸及び／又は芳香族カルボン酸と、多価アルコールと、を重縮合して得られるポリエステルポリオール化合物が挙げられる。更に、アルキレングリコールとしては、多価アルコールが挙げられる。
【００３１】
上記ポリイソシアネート化合物は、分子中にイソシアネート基を少なくとも２つ有する化合物であり、脂肪族系ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、及びこれらの変性化合物が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等が挙げられる。また、芳香族ポリイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート（クルードＭＤＩ）等が挙げられる。更に、変性ポリイソシアネート化合物としては、脂肪族ポリイソシアネート又は芳香族ポリイソシアネートのカルボジイミド変性化合物が挙げられる。
【００３２】
発泡剤としては、水、炭化水素（ペンタン等）、液化炭酸ガス、塩化アルキレン（メチレンクロライド及びエチレンクロライド等）などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
上述のウレタン原料には、上記の各種成分以外に、触媒、整泡剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、内部離型剤、難燃剤等の各種の成分を配合できる。これらの他の成分は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
触媒としては、アミン類（アミン化合物）及び有機金属化合物が挙げられる。また、整泡剤としては、各種界面活性剤を適宜用いることができる。
【００３３】
［２］樹脂成形品の製造方法
本発明の樹脂成形品の製造方法は、基材（２１）と、基材（２１）の表面（２１２）に直接接合された発泡ＰＵ層（２２）と、を備えた樹脂成形品（２０）を製造する方法である。
本製造方法は、ウレタン原料を、基材（２１）表面（２１２）で発泡させ固化させて発泡ＰＵ層（２２）を形成する発泡ＰＵ層形成工程を備える（図２参照）。
【００３４】
この方法における基材２１は、ポリオレフィン及び植物性繊維を含む複合材料が射出成形されてなり、この基材２１を構成する複合材料が、ポリオレフィン及び植物性繊維の合計を１００質量％とした場合に、植物性繊維を３０〜７５質量％含む基材２１である。
このように、植物性繊維を含んだ基材２１表面２１１で、ウレタン原料を発泡させ固化させる発泡ＰＵ層形成工程を備えることで、発泡ＰＵ層２２が基材２１表面に直接接合された樹脂成形品２０を製造できる。
【００３５】
基材２１が、その表面が植物性繊維を含む複合材料から形成されていることによって、植物性繊維が含まれない材料から形成されている場合に比べて、発泡ＰＵ層２２に対する接合性が向上されることは前述の通りである。また、樹脂成形品２０では、基材２１の表面に植物性繊維が露出されていることが好ましいことについても前述の通りである。
このため、本発明の製造方法では、いずれも、温度１０℃以上５０℃以下に設定された金型に複合材料を射出して形成された基材２１であって、基材２１の表面２１１に植物性繊維が露出された基材２１を用いることが好ましい。
【００３６】
即ち、本発明の製造方法では、発泡ＰＵ層形成工程前に、表面２１１に植物性繊維が露出された基材２１を形成する基材形成工程を備えることが好ましい。
この基材形成工程は、温度１０℃以上５０℃以下に設定された金型に、複合材料を射出し、発泡ポリウレタン層が接合される表面２１１に植物性繊維が露出された基材２１を形成する工程である。
【００３７】
基材形成工程における金型温度が１０℃以上５０℃以下に設定されることで、基材２１表面に植物性繊維を露出される。金型温度が１０℃以上５０℃以下の範囲であれば、複合材料の流動性を高度に維持しつつ、植物性繊維を基材２１の表面に露出させることができる。また、植物性繊維の露出の程度をより増大させるため、金型温度を１０℃以上４０℃以下に設定することができる。
更に、より積極的に基材２１の表面から植物性繊維を露出させるとともに、基材２１の表面から植物性繊維を突出させて、基材２１表面に凹凸面を形成するという観点からは、金型温度を１０℃以上３５℃以下にすることが好ましい。この温度は、１０℃以上３０℃以下が更に好ましく、１０℃以上２０℃以下が特に好ましい。
【００３８】
具体的には、ポリオレフィン内から植物性繊維が突出した表面であって、その植物性繊維の突出によって形成される凹凸面の十点平均粗さＲｚＪが１０μｍ以上となっていることが好ましい。このような表面では、発泡ＰＵ層２２ととりわけ優れた接合強度が得られる。ＲｚＪは、１０μｍ以上であればよく、通常、１０００μｍ以下である。このＲｚＪは１０〜９００μｍとすることができ、更に、２０〜６００μｍとすることができるＲｚＪ（Ｒｚｊｉｓ）は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される。
【００３９】
本発明で用いる複合材料は、どのようにして得られたものであってもよいが、特定の混合工程を用いて、ポリオレフィンと植物性繊維とが混合された複合材料であることが好ましい。
即ち、本製造方法において、基材形成工程の前に、ポリオレフィンと植物性繊維とを混合して複合材料とする混合工程を備えることができる。
【００４０】
混合工程では、どのような混合方法を用いてもよいが、特に後述する図６及び図７に例示される混合装置を用いて混合することが好ましい。この混合装置を用いた場合、より高い流動性を有する複合材料を得ることができる。尚、この混合装置には、押出タイプの混練機、押出タイプの混合機は含まれない。
【００４１】
混合装置［以下、図７（図７は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレットの図１を引用）及び図８（図８は、特許庁の特許電子図書館から取得した国際公開０４／０７６０４４号パンフレットの図２を引用）参照］としては、国際公開０４／０７６０４４号パンフレットに記載の混合装置１が好ましい。即ち、混合装置１は、材料供給室１３と、材料供給室１３に連設された混合室３と、材料供給室１３と混合室３とを貫通して回転自在に設けられた回転軸５と、材料供給室１３内の回転軸５に配設され、且つ材料供給室１３に供給された材料を混合室３へ搬送するためのスクリュー羽根１２と、混合室３内の回転軸５に配設され、且つ混合材料を混合する混合羽根１０ａ〜１０ｆと、を備えることが好ましい。
【００４２】
この混合装置１を使用し、原材料を材料供給室１３に投入し、スクリュー羽根１２により混合室３へ搬送し、混合羽根１０ａ〜１０ｆを回転させることで、材料が、混合室３の内壁へ向かって押し付けられ、内壁を打撃し、且つ混合羽根１０ａ〜１０ｆの回転方向に押し進められ、材料同士の衝突により発生する熱により短時間でポリオレフィンが軟化し、溶融して、原材料同士が混練され、混合される。このようにして製造される複合材料には、射出成形性に優れた流動性が付与される。
尚、原材料であるポリオレフィンは、当然ながら、ペレット形状で用いることができる。同様に、植物性繊維についても、予め、ペレット形状に成形して用いることができる。
【００４３】
また、上記混合羽根１０ａ〜１０ｆは、回転軸５の周方向に一定の角度で間隔をおいた位置において軸方向に対向するとともに、回転方向において互いの対向間隔が狭くなるような取付角で回転軸５に配設され、少なくとも２枚の混合羽根（１０ａ〜１０ｆ）によって構成される。混合羽根１０ａ〜１０ｆの回転軸５に対する取付角は、回転軸５に取り付けられる混合羽根１０ａ〜１０ｆの根元部から径方向外方の先端部まで同一であることが好ましい。また、混合羽根１０ａ〜１０ｆの平面形状は矩形であることが好ましい。更に、混合室３は、その構成壁に冷却媒体を循環させることができる混合室冷却手段を備えることがより好ましい。このような構成とすることにより、混合室内が過度に昇温することを抑えることができ、ポリオレフィンの熱劣化を防止、又は少なくとも抑えることができる。
【００４４】
混合工程における各種条件は特に限定されないが、例えば、混合時の温度は、混合室３の外壁面の温度を２００℃以下、特に１５０℃以下、更に１２０℃以下に制御することが好ましく、且つ５０℃以上、特に６０℃以上、更に８０℃以上に制御することがより好ましい。また、この温度に到達させる時間は、１０分以内、特に５分以内であることが好ましい。短時間で所定温度に到達させることで、ポリオレフィンの劣化を効果的に抑制できる。更に、前述の温度範囲を維持する時間は１５分以内、特に１０分以内とすることが好ましい。また、この温度は、混合装置の混合羽根の回転速度により制御することが好ましい。より具体的には、混合羽根の先端の周速度を５〜５０ｍ／秒となるように制御することが好ましい。この範囲の周速度に制御することにより、効率よくポリオレフィンを軟化させ、溶融させつつ、植物性繊維とより均一に混合することができる。
【００４５】
更に、この混合の終点は特に限定されないが、回転軸に負荷されるトルクの変化により決定することができる。即ち、回転軸に負荷されるトルクを測定し、そのトルクが最大値となった後に混合を停止することが好ましい。これにより、ポリオレフィンと植物性繊維とを相互に十分に分散させることができる。また、トルクが最大値となった後、低下し始めてから混合を停止させることがより好ましい。具体的には、トルクが最大値となった時点から、１分以内に排出することが好ましく、３０秒以内に排出することがより好ましい。
【００４６】
本製造方法において、発泡ＰＵ形成工程は、常法に従って行うことが出来る。即ち、例えば、図２に示すように、金型の上型４１に基材２１をセットし、金型の下型４２にウレタン原料２２’をセットした後、上型４１と下型４２とを閉じて、金型内でウレタン原料２２’を発泡ＰＵ層２２にすることで発泡ＰＵ形成工程を行うことができる。
尚、図２では、上型４１に基材２１をセットし、下型４２にウレタン原料２２’を供給した例を示しているが、この逆を行うこともできる。即ち、上型４１にウレタン原料２２’をセットし、下型４２に基材２１をセットしてもよい。
【００４７】
本方法では、発泡ＰＵ形成工程、基材形成工程及び混合工程以外に、他の工程を備えることができる。他の工程としては、混合工程において得られた複合材料を圧延する圧延工程、混合工程において得られた複合材料、又は、圧延工程で得られた圧延物等を粉砕して粉砕物とする粉砕工程等が挙げられる。
【００４８】
上記圧延工程は、混合工程において得られた複合材料を、圧延装置を用いて圧延する工程である。混合工程において得られた複合材料を圧延することにより放熱性を向上させて複合材料の熱劣化を抑制できる。圧延により得られる圧延物の厚さは特に限定されないが、例えば、１〜１０ｍｍ、特に２〜８ｍｍとすることができる。
上記粉砕工程は、混合工程で得られた複合材料、又は、上記圧延工程を行う場合には得られた圧延物、を粉砕する工程である。粉砕工程において複合材料又は圧延物を粉砕することで、材料を成形し易い形態にすることができる。粉砕物の粒子の形状及び粒径も特に限定されないが、例えば、粒径（最大寸法）は１〜１０ｍｍ、特に３〜８ｍｍとすることができる。
【００４９】
また、前述の本発明の樹脂成形品２０では、基材２１及び発泡ＰＵ層２２以外に、他の構成を備えることができる。他の構成としては、表皮層２３が挙げられる。
表皮層２３を備える場合、基材２１、発泡ＰＵ層２２及び表皮層２３を、この順に積層して備えることができる（図３参照）。
このように積層されることによって、表皮層２３は、本樹脂成形品２０に意匠性を与える意匠層として機能させることがきる。即ち、表皮層２３は、発泡ＰＵ層２２と接合されている側の表面２３１とは反対面２３２を意匠面とすることができる。意匠面を有する場合、表皮層２３は、その意匠面に型成形された凹凸模様を有することができる。凹凸模様としては、シボ模様、梨地模様及びヘアーライン模様等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００５０】
表皮層２３の厚さは特に限定されないが、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．２〜２．５ｍｍがより好ましく、０．３〜１．５ｍｍが特に好ましい。
表皮層２３の硬度は特に限定されないが、ショアＡ硬さにおいて７０〜９０であることが好ましく、７５〜８５がより好ましく、７７〜８３が特に好ましい。
【００５１】
表皮層２３を構成する材料は特に限定されないが、各種の熱可塑性エラストマーを用いることができる。具体的には、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系樹脂成分をハードセグメントとし、オレフィン系樹脂成分中に分散されたゴム成分をソフトセグメントとするオレフィン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。具体的には、オレフィン系樹脂成分として、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレン／プロピレン共重合体等が挙げられ、ゴム成分として、ＥＰＲ及び／又はＥＰＤＭ等が挙げられる。オレフィン系樹脂成分とゴム成分とは架橋されていてもよく、架橋されていなくてもよい。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位を有する共重合体が挙げられる。芳香族ビニル化合物に由来する構成単位は、芳香族ビニル重合体ブロックとしてスチレン系熱可塑性エラストマー中に含有されてハードセグメントを構成する。スチレン系熱可塑性エラストマーは、水素化されていてもよく、水素化されていなくてもよい。
【００５２】
尚、発泡ＰＵ層２２の表面２２２（基材２１と接合されている側の表面２２１とは反対面）と、表皮層２３の表面２３１とは、直接接合されていてもよく、これらの接合面同士の接合を補助する他部材（接着剤、粘着剤等）を介していてもよいし、また、フレーム処理等の前述の表面処理が施されていてもよい。
【００５３】
上述のような表皮層２３を備えた樹脂成形品２０は、前述した、基材２１及び発泡ＰＵ層２２を積層して備えた樹脂成形品２０の発泡ＰＵ層２２の表面２２２に、表皮層２３を張り付けて得ることができる。
また、図４に例示されるように、基材２１と表皮層２３とを離間して維持し、基材２１と表皮層２３との間に間隙２５を形成する間隙形成工程と、
間隙２５にウレタン原料２２’を導入し、ウレタン原料２２’を、基材２１表面２１２で発泡させ固化させて発泡ＰＵ層２３を形成する発泡ＰＵ層形成工程を備えて得ることもできる。
【００５４】
上述の間隙形成工程では、目的とする発泡ＰＵ層１２の厚さに応じて間隙を調整できる。即ち、具体的には、基材２１と表皮層２３との間隙２５の幅は、３００ｍｍ以下とすることができ、１〜１５０ｍｍとすることが好ましく、５〜５０ｍｍの厚さとすることがより好ましい。尚、当然ながら、この間隙２５の幅は、基材２１と表皮層２３との間隙の全面にわたって同じである必要はなく、各部位毎に異なっていてもよい。
また、間隙形成工程では、基材２１及び表皮層２３は、各々に治具で挟持してその間隙２５を維持することもできるが、例えば、吸引型の表面に、吸引力によって各々の部材を吸着させたうえで、対向された吸引型同士の距離を調節することによって上記間隙の調節を行うことができる。
【００５５】
本発明による樹脂成形品の形状及び寸法等は特に限定されず、その用途も特に限定されない。この樹脂成形品としては、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。これらのうち、自動車用途としては、内装材、インストルメントパネル、外装材等が挙げられ、具体的には、ドア内装材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレスト、ドアトリム、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、ダッシュボード、インストルメントパネル、デッキトリム等が挙げられる。更に、前述の自動車等を除く他の用途としては、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材等が挙げられる。例えば、建築物のドア表装材、机、椅子、棚、箪笥等の各種家具の表装材等が挙げられる。更に他の例として、保護用部材及びパーティション部材等が挙げられる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］試験片の調製（基材形成工程）
（１）実施例１
ケナフ繊維（原糸）を粉砕機（有限会社  吉工製、型式「ＲＣ２５０」）においてΦ２ｍｍのスクリーンを用いて粉砕して、粉砕された植物性繊維を回収した。得られた植物性繊維は、繊維長が１−２ｍｍであり、平均繊維長は約１．５ｍｍであり、平均繊維径は約５４μｍである。
【００５７】
粉砕した植物性繊維と、ポリプロピレン（サンアロマー株式会社製、品名「ＶＭ９７０Ｘ」）と、酸変性ポリプロピレン（三菱化学株式会社製、商品名「モディックＰ９０８」）と、を質量比４０：５８．５：１．５で配合して、図７に示す混合装置１（ＷＯ２００４−０７６０４４号に記載された装置）の材料供給室１３に投入した。その後、容量５リットルの混合室３に移送し、混合羽根（図８に示す１０ａ〜１０ｆ）を、３２ｋｗモーターに対して指令周波数４５Ｈｚにて駆動させて混合した。その後、混合羽根にかかる負荷（トルク）が上昇してトルクピークに達した時点から５秒経過後に混合を停止し、混合装置１から複合材料を排出した。
得られた複合材料を、圧延装置（松井製作所製）を用いて圧延し、厚さ約４ｍｍの板状体に圧延した後、粉砕装置（株式会社ホーライ製、形式「Ｚ１０−４２０」）においてΦ５ｍｍのスクリーンを用いて粉砕して、複合材料のペレットを得た。
【００５８】
次いで、得られた複合材料のペレットを、樹脂乾燥機を用いて１１０℃で４時間乾燥させた後、射出成形機（住友重機械工業社製、形式「ＳＥ１００ＤＵ」）に投入し、装置のシリンダー温度１９０℃、金型温度４０℃の条件で射出成形し、厚さ２．５ｍｍの複合材料製の試験片（実施例１）を得た。
【００５９】
（２）実施例２
粉砕した植物性繊維と、ポリプロピレンと、酸変性ポリプロピレンと、の配合比を６０：３８．５：１．５とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２の試験片を得た。
【００６０】
（３）実施例３
射出成形の際の金型温度を２０℃とした以外は、実施例２と同様にして、実施例３の試験片を得た。
【００６１】
（４）比較例１
ポリプロピレン（サンアロマー株式会社製、品名「ＶＭ９７０Ｘ」）のペレットのみを射出成形機（住友重機械工業社製、形式「ＳＥ１００ＤＵ」）に投入し、シリンダー温度１９０℃、金型温度４０℃の条件で射出成形し、厚さ２．５ｍｍの複合材料製の試験片（比較例１）を得た。
【００６２】
［２］発泡ＰＵ層形成工程
ウレタン注入設備の上型に、上記［１］（１）−（４）で得られた試験片（実施例１−３及び比較例１、幅２５ｍｍ）をセットした。
その後、ウレタン原料を注入して、試験片とウレタン原料とが接した状態で、ウレタン原料を発泡させ固化させた。このようにして、試験片（基材２１）及び発泡ＰＵ層２２がこの順に積層された樹脂成形品（実施例１−３及び比較例１）を得た。
【００６３】
［３］剥離強度の測定
上記［２］までに得られた樹脂成形品（実施例１−３及び比較例１）の各々の基材２１と発泡ＰＵ層２２との層間を、角度１８０度の条件で剥離させた際の剥離強度を測定した。その結果を表１に示した。表１中の密度はアルキメデス法による。
【００６４】
【表１】
2015186844.tif 000003
【００６５】
［４］基材の表面状態の確認
上記［１］までに得られた樹脂成形品のうち、実施例１及び実施例３の各々の基材２１の表面（発泡ＰＵ層２２と接合される接合面）を撮影した表面像を各々図５（実施例１）及び図６（実施例３）に示した。
図５及び図６において、他の部分よりも白く繊維状に見える部分は、植物性繊維が基材の表面から露出して形成された凸部である。
【００６６】
［５］実施例の効果
比較例１の樹脂成形品では、剥離強度はほぼ０Ｎ／２５ｍｍであり、基材と発泡ＰＵ層とはほとんど接合されていなかった。
これに対して、実施例１−３では、いずれも接合されており、剥離強度は１．７７〜１２．４２Ｎ／２５ｍｍとなった。
また、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例１よりも実施例２の方が、剥離強度が３．９５倍に大きくなった。これは植物性繊維の含有量が実施例１に対して実施例２の方が多いことに起因すると考えられる。
更に、実施例２と実施例３とを比較すると、植物性繊維の含有量は同じであるにも関わらず、実施例２よりも実施例３の方が、剥離強度が１．７８倍に大きくなった。これは基材を射出成形する際の金型温度が、実施例２よりも実施例３で低く設定されており、基材表面に植物性繊維がより積極的に露出されたためであると考えられる。このことは、図５及び図６からも分かる。即ち、これら図５及び図６を比較した場合、植物性繊維が基材の表面から露出して形成された凸部（他の部分よりも白く繊維状に見える部分）の量は、図５に比べて図６で多くなっている。同様に、表面粗さＲｚＪ（表１）は、実施例２に比べて実施例３で凡そ２６倍と極めて大きくなっている。
【符号の説明】
【００６７】
２０；樹脂成形品、
２１；基材、２１２；表面（基材の発泡ＰＵ層との接合面）、
２２；発泡ポリウレタン層（発泡ＰＵ層）、２２１；表面（発泡ＰＵ層の基材との接合面）、２２２；表面（発泡ＰＵ層の表皮層との接合面）、
２３；表皮層、２３１；表面（表皮層の発泡ＰＵ層との接合面）、２３２；表面（表皮層の外表面、意匠面）、
２５；間隙、４１；金型（上型）、４２；金型（下型）、
１；混合装置、
３；混合室、
５；回転軸、
１０及び１０ａ〜１０ｆ；混合羽根、
１２；らせん状羽根、
１３；材料供給室。
【図１】
2015186844.tif 000004
【図２】
2015186844.tif 000005
【図３】
2015186844.tif 000006
【図４】
2015186844.tif 000007
【図７】
2015186844.tif 000008
【図８】
2015186844.tif 000009
【図５】
2015186844.tif 000010
【図６】
2015186844.tif 000011