(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を含有するマスターバッチであって、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、
前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、(C)相溶化剤、及び(D)希釈用樹脂が下記条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上であり、及び
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たし、
前記(C)相溶化剤が、変性ポリオレフィン、及び他種ポリマーとポリオレフィンとのグラフト体からなる群から選ばれる少なくとも1種の相溶化剤である、
ことを特徴とするマスターバッチ。
【請求項２】
前記(B)熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、乳酸とグリコール酸との共重合体、ポリアミド、ポリアセタール、及びアセタールとオキシエチレンとの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂である、請求項１に記載のマスターバッチ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマスターバッチと(D)希釈用樹脂とを含有する繊維強化樹脂組成物。
【請求項４】
前記(D)希釈用樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン‐プロピレン共重合体、ポリイソブチレン、ポリイソプレン及びポリブタジエンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂である、請求項３に記載の繊維強化樹脂組成物。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の繊維強化樹脂組成物からなる繊維強化樹脂成形体。
【請求項６】
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を含有するマスターバッチの製造方法であって、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、下記工程：
下記の条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上であり、及び
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たす、
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の原料となる(A’)アシル化修飾植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を溶融混練しながら溶融混練物中で、前記(A’)アシル化修飾植物繊維を解繊する工程
を含み、
前記(C)相溶化剤が、変性ポリオレフィン、及び他種ポリマーとポリオレフィンとのグラフト体からなる群から選ばれる少なくとも1種の相溶化剤である、
ことを特徴とするマスターバッチの製造方法。
【請求項７】
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を含有するマスターバッチの製造方法であって、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、下記工程：
(1)下記の条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、及び
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上である、
を満たす、
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の原料となる(A’)アシル化修飾植物繊維と、(B)熱可塑性樹脂とを溶融混練しながら溶融混練物中で、前記(A’)アシル化修飾植物繊維を解繊し、前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含む溶融混練物を得る工程、及び
(2)前記工程(1)で得られた(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含む溶融混練物に、下記の条件：
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たす、
(C)相溶化剤を添加して更に溶融混練する工程
を含み、
前記(C)相溶化剤が、変性ポリオレフィン、及び他種ポリマーとポリオレフィンとのグラフト体からなる群から選ばれる少なくとも1種の相溶化剤である、
ことを特徴とするマスターバッチの製造方法。
【請求項８】
繊維強化樹脂組成物を製造する方法であって、
(1)請求項１又は２に記載のマスターバッチに、(D)希釈用樹脂を加えて溶融混練する工程、
(2)前記工程(1)で得られた溶融混練物に、更に(D)希釈用樹脂を加えて溶融混練する工程を含むことを特徴とする繊維強化樹脂組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、マスターバッチ用熱可塑性樹脂、及び相溶化剤を含有するマスターバッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
ミクロフィブリル化された植物繊維（ミクロフィブリル化植物繊維）は、軽量で、且つ高い強度及び弾性率を有し、低い線熱膨張係数を有することから、樹脂組成物の補強材料として好適に使用されている。これにより繊維強化樹脂組成物を製造することができる。
【０００３】
従来、繊維強化樹脂組成物は、植物繊維と樹脂とを一括して混練する方法で製造することができる。また、従来、先に植物繊維を含むマスターバッチを作製し、次いでこのマスターバッチと樹脂（希釈用樹脂）とを混練して製造する方法が知られている。このマスターバッチを作製する方法は、前記一括して混練する方法に比べて、原料の貯蔵、輸送、操作等の点で有利である。
【０００４】
さて、植物繊維と樹脂とを含む組成物が優れた強度を発揮するために、植物繊維と樹脂とが良好に混和し、植物繊維がその樹脂中で良好に分散することが必要とされる。そのため、繊維強化樹脂組成物に使用されるマスターバッチを作製する際にも、マスターバッチ用樹脂と植物繊維とが良好に混和し、植物繊維がそのマスターバッチ用樹脂中で良好に分散することが必要とされる。更に、そのマスターバッチ用樹脂は、樹脂組成物を構成する樹脂（希釈用樹脂）とも良好に混和し、植物繊維がその希釈用樹脂中で良好に分散することが必要とされる。
【０００５】
これらの要件が求められることから、マスターバッチ用樹脂と樹脂組成物を構成する希釈用樹脂との組み合わせは限定的なものとなる。その結果、マスターバッチ用樹脂と希釈樹脂とで、同一又は極めて類似の樹脂が使用されており、マスターバッチの汎用性は低くいものである。
【０００６】
例えば、特許文献1の技術は、疎水性の高い樹脂中にミクロフィブリル化植物繊維を均一に分散させ、高い強度を有する成形材料を作製することを目的としている。この技術は、アルキル若しくはアルケニル無水コハク酸で変性された植物繊維やミクロフィブリル化植物繊維とマスターバッチ用樹脂とを有機液体の存在下で混合し、次いでこれを乾燥することによってマスターバッチを作製し、次いでマスターバッチと希釈用樹脂とを溶融混練することで、植物繊維強化樹脂組成物を製造する方法である。
【０００７】
また、特許文献2の技術は、弾性率及び強度を向上させたミクロフィブリル化セルロース含有樹脂成形体を作製することを目的としている。この技術は、樹脂成形体の樹脂として、ポリ乳酸等の生分解性樹脂を使用する技術である。
【０００８】
やはり、これら特許文献1及び2に開示される通り、現状のマスターバッチでは、マスターバッチ用樹脂と希釈用樹脂（繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂）とは、同一又は極めて類似の樹脂が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第5496435号
【特許文献２】特許第5119432号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、希釈用樹脂（繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂）として疎水性の高い樹脂を用いた場合でも、高い強度を有する繊維強化樹脂組成物を作製するための、各成分の組み合わせに柔軟に対応できる、汎用性が高いマスターバッチを提供することを目的とする。
【００１１】
そして、本発明は、そのマスターバッチを用いて、高い強度を有する繊維強化樹脂組成物やそれからなる繊維強化樹脂成形体を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、簡便なマスターバッチ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】
【００１３】
本発明者等は、アシル基で修飾された植物繊維（以下「アシル化修飾植物繊維」とも記す）と、マスターバッチ用の樹脂と、相溶化剤とを、特定の溶解パラメータに従って組み合わせて、溶融混練すると、そのマスターバッチ中でアシル化修飾植物繊維が容易にミクロフィブリル化される（解繊される）ことを見出した。
【００１４】
これは、各成分を、夫々の溶解パラメータに従って組み合わせて（選び出して）、マスターバッチを作製する技術であり、繊維強化樹脂組成物を作製するための、汎用性が高いマスターバッチである。
【００１５】
本発明は下記のマスターバッチ、そのマスターバッチと希釈用樹脂とを含有する繊維強化樹脂組成物、及びその繊維強化樹脂組成物からなる繊維強化樹脂成形体に関する。
【００１６】
項１．
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を含有するマスターバッチであって、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、
前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、(C)相溶化剤、及び(D)希釈用樹脂が下記条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上であり、及び
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たすことを特徴とするマスターバッチ。
【００１７】
項２．
前記(B)熱可塑性樹脂が、ポリ乳酸、乳酸とグリコール酸との共重合体、ポリアミド、ポリアセタール、及びアセタールとオキシエチレンとの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂である、請求項１に記載のマスターバッチ。
【００１８】
項３．
前記(C)相溶化剤が、変性ポリオレフィン、及び他種ポリマーとポリオレフィンとのグラフト体からなる群から選ばれる少なくとも1種の相溶化剤である、請求項１又は２に記載のマスターバッチ。
【００１９】
項４．
請求項１〜３のいずれかに記載のマスターバッチと(D)希釈用樹脂とを含有する繊維強化樹脂組成物。
【００２０】
項５．
前記(D)希釈用樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン‐プロピレン共重合体、ポリイソブチレン、ポリイソプレン及びポリブタジエンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂である、請求項４に記載の繊維強化樹脂組成物。
【００２１】
項６．
請求項４又は５に記載の繊維強化樹脂組成物からなる繊維強化樹脂成形体。
【００２２】
項７．
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を含有するマスターバッチの製造方法であって、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、下記工程：
下記の条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上であり、及び
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たす、
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の原料となる(A’)アシル化修飾植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を溶融混練しながら溶融混練物中で、前記(A’)アシル化修飾植物繊維を解繊する工程
を含むことを特徴とするマスターバッチの製造方法。
【００２３】
項８．
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、及び(C)相溶化剤を含有するマスターバッチの製造方法であって、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、下記工程：
(1)下記の条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、及び
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上である、
を満たす、
(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の原料となる(A’)アシル化修飾植物繊維と、(B)熱可塑性樹脂とを溶融混練しながら溶融混練物中で、前記(A’)アシル化修飾植物繊維を解繊し、前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含む溶融混練物を得る工程、及び
(2)前記工程(1)で得られた(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含む溶融混練物に、下記の条件：
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たす、
(C)相溶化剤を添加して更に溶融混練する工程
を含むことを特徴とするマスターバッチの製造方法。
【００２４】
項９．
繊維強化樹脂組成物を製造する方法であって、
(1)請求項１〜３のいずれかに記載のマスターバッチに、(D)希釈用樹脂を加えて溶融混練する工程、
(2)前記工程(1)で得られた溶融混練物に、更に(D)希釈用樹脂を加えて溶融混練する工程
を含むことを特徴とする繊維強化樹脂組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のマスターバッチは、希釈用樹脂（繊維強化樹脂組成物を構成する樹脂）として疎水性の高い樹脂を用いた場合に、高い強度を有する繊維強化樹脂組成物を作製するための、各成分の組み合わせに柔軟に対応できる、汎用性が高いマスターバッチである。
【００２６】
本発明のマスターバッチと希釈用樹脂とを混合して、高い強度を有する繊維強化樹脂組成物やそれからなる繊維強化樹脂成形体を作製することができる。
【００２７】
本発明のマスターバッチの製造方法は簡便である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のマスターバッチ（AcylMF、Pm及びComを含む）にPdを加えてで希釈して、製造した成形体について、成形方向に対し垂直な面で切断し、断面を透過型電子顕微鏡（TEM）で観察したTEM像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明のマスターバッチを詳しく説明する。
【００３０】
(1)マスターバッチ
本発明のマスターバッチは、(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（以下「AcylMF」とも記す）、(B)熱可塑性樹脂（マスターバッチ用の熱可塑性樹脂、以下「Pm」（Polymer for masterbatch）とも記す）、及び(C)相溶化剤（以下「Com」（Compatibilizer）とも記す）を含有し、
当該マスターバッチは、(D)希釈用樹脂（以下「Pd」（Polymer for dilution）とも記す）と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、
前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維、(B)熱可塑性樹脂、(C)相溶化剤、及び(D)希釈用樹脂が下記条件：
(a) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上であり、
(b) (B)熱可塑性樹脂の溶解パラメータ(SPpm)が9〜15であり、当該溶解パラメータ(SPpm)が(D)希釈用樹脂の溶解パラメータ(SPpd)以上であり、及び
(c) (C)相溶化剤の溶解パラメータ(SPcom)が前記(A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)以下である、
を満たす。
【００３１】
(1-1) (A)アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcylMF）
本発明のマスターバッチは(A)AcylMFを含有する。
【００３２】
アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の溶解パラメータ(SPacylmf)が10以上である。
【００３３】
植物繊維を構成するセルロース分子の繰り返し単位には3つの水酸基が存在する。本発明では、セルロース分子に存在する水酸基がアシル基で修飾されたミクロフィブリル化植物繊維（以下「MF」とも記す）を用いる。これをアシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcylMF）という。
【００３４】
本発明では、AcylMFのアシル化度（後述、DSacyl）を基に、熱可塑性樹脂（Pm）や希釈用樹脂（Pd）に対して、最適な溶解度パラメータ（SP）を有するAcylMFを選択することができる。
【００３５】
MFがアシル化修飾されていることで、本発明のマスターバッチや繊維強化樹脂組成物のPm中でのAcylMFの分散性が促進され、Pmに対するAcylMFの補強効果は向上し、優れた力学的特性を持つ繊維強化樹脂組成物を得ることができる。
【００３６】
AcylMFは、200℃以上の高融点樹脂（PmやPd）との溶融混練、及び繰り返しの溶融混練に耐えることができる。
【００３７】
植物繊維（セルロース及びリグノセルロース）
AcylMFの原料として、セルロースを含む、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、綿、ビート、農産物残廃物、布等の天然植物原料から得られる繊維等の植物繊維を用いることができる。また、脱墨古紙、段ボール古紙、雑誌、コピー用紙等の紙を用いることができる。木材として、例えば、シトカスプルース、スギ、ヒノキ、ユーカリ、アカシア等を用いることができる。
【００３８】
AcylMFの原料として、リグノセルロースも用いることができる。リグノセルロースは、植物の細胞壁を構成する、複合炭化水素高分子であり、主に多糖類のセルロース、ヘミセルロースと、芳香族高分子であるリグニンから構成されていることが知られている。
【００３９】
参照例1：Review Article Conversion of Lignocellulosic Biomass to Nanocellulose: Structure and Chemical Process H. V. Lee, S. B. A. Hamid, and S. K. Zain, Scientific World Journal Volume 2014、Article ID 631013, 20 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2014/631013
参照例2：New lignocellulose pretreatments using cellulose solvents: a review, Noppadon Sathitsuksanoh, Anthe George and Y-H Percival Zhang, J Chem Technol Biotechnol 2013; 88: 169-180
本明細書で使用される「リグノセルロース」の用語は、植物中に天然に存在する化学構造のリグノセルロース又は／及びリグノセルロース混合物、人工的に改変されたリグノセルロース又は／及びリグノセルロース混合物を意味する。
【００４０】
前記混合物は、例えば、天然の植物から得られる、木材、これを機械的又は／及び化学的に処理して得られる種々のパルプ中に含まれる化学構造のリグノセルロース又は／及びリグノセルロース混合物である。
【００４１】
リグノセルロースは、天然に存在する化学構造のリグノセルロースに限定されるものではなく、また、リグノセルロース中のリグニン含有量も限定されるものではない。
【００４２】
本発明で使用されるリグノセルロースやリグノパルプの用語は、リグニン成分の含量が微量であっても、それぞれ、リグノセルロース、リグノパルプとして解釈される。
【００４３】
リグノセルロースの原料として、リグノセルロースを含有する繊維又はリグノセルロースを含有する繊維集合体を使用することができる。リグノセルロースの原料として、前記植物繊維の原料と同じ原料を用いることができる。
【００４４】
植物の細胞壁は、主としてリグノセルロースから構成されている。植物細胞壁の微細構造では、通常、約40本のセルロース分子が、水素結合で結合し、通常、幅4〜5nm程度のセルロースミクロフィブリルを形成し、このセルロースミクロフィブリルが数個集まってセルロース微繊維（セルロースミクロフィブリル束）を形成している。そして、ヘミセルロースはセルロースミクロフィブリル同士の間隙やセルロースミクロフィブリルの周囲に存在し、リグニンはセルロースミクロフィブリル同士の間隙に充填された状態で存在していることが知られている。
【００４５】
更に、植物繊維やリグノセルロースの製造原料として、パルプを用いることができる。パルプは、木材等の植物由来素材を化学的又は／及び機械的に処理してそこに含まれる繊維を取り出したものである。これは、植物由来素材の化学的、生化学的処理の程度によりヘミセルロース及びリグニンの含有量は低くなり、セルロースを主成分とする繊維となる。
【００４６】
パルプ製造用の木材としては、例えば、シトカスプルース、スギ、ヒノキ、ユーカリ、アカシア等を用いることができる。
【００４７】
パルプはリグノセルロースを含み、主にセルロース、ヘミセルロース及びリグニンで構成される。パルプは、原料を機械パルプ化法、化学パルプ化法、機械パルプ化法と化学パルプ化法との組み合わせ等で処理することで得ることができる。機械パルプ化法は、リグニンを残したまま、グラインダーやリファイナー等の機械力によりパルプ化する方法である。化学パルプ化法は、薬品を使用して、リグニンの含有量を調整することによりによりパルプ化する方法である。
【００４８】
機械パルプ化法によって得られるパルプ（機械パルプ、MP）として、砕木パルプ（GP）、リファイナーGP（RGP）、サーモメカニカルパルプ（TMP）、ケミサーモメカニカルパルプ（CTMP）、晒ケミカルサーモメカニカルパルプ（BCTMP）等を用いることができる。
【００４９】
化学パルプ（CP）としては、亜硫酸パルプ（SP）、ソーダパルプ（AP）、クラフトパルプ（KP）、溶解用クラフトパルプ（DKP）等を用いることができる。
【００５０】
機械パルプ化法と化学パルプ化法との組み合わせで製造されたパルプとしては、ケミメカニカルパルプ（CMP）、ケミグランドパルプ（CGP）、セミケミカルパルプ（SCP）等を用いることができる。セミケミカルパルプ（SCP）として、亜硫酸塩法、冷ソーダ法、クラフト法、ソーダ法等で製造されたパルプを用いることができる。
【００５１】
これらの原材料は、必要に応じ、脱リグニン、又は漂白を行い、当該パルプ中のリグニン量を調整することができる。
【００５２】
AcylMFの原料として、繊維の強度が強い点から、クラフトパルプを用いることことが好ましく、中でも針葉樹由来漂白クラフトパルプ（Needle Bleached Kraft Pulp、以下「NBKP」とも記す）、針葉樹由来未晒パルプ（Needle Unbleached Kraft Pulp、以下「NUKP」とも記す）、針葉樹酸素晒しクラフトパルプ（Needle Oxygen-bleached Kraft Pulp、以下「NOKP」とも記す）を用いることがより好ましい。
【００５３】
パルプを用いる場合、植物原料由来のリグニンが完全には除去されずにパルプ中でリグニンが適度に存在するパルプ化法で製造されたパルプも使用することができる。
【００５４】
本明細書では、未解繊状態の植物繊維やパルプを、合わせて「CF」とも記す。
【００５５】
AcylMFの原料として、リグノセルロースを用いる場合、リグノセルロース又はこの繊維集合体（リグノパルプ）におけるリグニンの含有率は特に限定されない。リグニンの含有率は、得られるAcylMFの強度、熱安定性等の点から、0.1〜50質量%程度が好ましく、0.1〜40質量%程度がより好ましく、0.1〜35質量%程度が更に好ましい。リグニン含有量の測定は、クラーソン法により測定することができる。
【００５６】
リグノセルロースやリグノパルプは、リグニンを含まないセルロースやパルプに比べて、その製造工程が簡単である。リグノセルロースやリグノパルプは、例えば、木材等の原料からの収率が高く、少ないエネルギーで製造できることから、製造コストの点で有利であある。AcylMFの原料として、リグノセルロースやリグノパルプを好ましく用いることができる。
【００５７】
AcylMFの原料として、その未解繊状態であり、セルロース分子に存在する水酸基がアシル基で修飾された植物繊維繊維を用いることも可能である。これを、アシル化修飾植物繊維（以下「AcylCF」とも記す）と言う。
【００５８】
アシル基の中でも、例えばアセチル基（CH3-CO-）で修飾されたアセチル化針葉樹由来漂白クラフトパルプ（以下「AcNBKP」とも記す）、アセチル化針葉樹由来未晒パルプ（以下「AcNUKP」とも記す）、アセチル化針葉樹酸素晒しクラフトパルプ（以下「AcNOKP」とも記す）等のアシル化修飾植物繊維（AcylCF、アシル化修飾パルプ）、アセチル化修飾植物繊維（アセチル化修飾パルプ、以下「AcCF」とも記す）を用いることが好ましい。
【００５９】
AcylMFの原料として、前記原料の少なくとも1種の原料、又は、2種の組み合わせの原料を用いることができる。
【００６０】
ミクロフィブリル化植物繊維（MF）の調製方法
植物繊維やパルプ（リグノセルロースやリグノパルプを含む）を解繊し、ミクロフィブリル化植物繊維（以下「MF」とも記す）を調製することができる。
【００６１】
例えば、植物繊維としてセルロース繊維含有材料を用い、この水懸濁液又はスラリーをリファイナー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、一軸又は多軸混練機（好ましくは二軸混練機）、ビーズミル等による機械的な摩砕又は叩解することにより解繊することが好ましい。必要に応じて、上記の解繊方法を組み合わせて処理してもよい。
【００６２】
植物繊維として、AcylCFを用い、これに後述する(B)Pm及び(C)Comを加えて溶融混練すると、AcylCFは解繊されてAcylMFとなる。溶融混練は、一軸又は多軸混練機を用いて、加熱下で行うことが好ましい。溶融混練は、二軸混練機を用いることがより好ましい。
【００６３】
解繊後のAcylMFは、(B)Pm及び(C)Comと混ざり易く、これら媒体中に分散させ易い。
【００６４】
AcylMFは、セルロース繊維含有材料（CF、木材等から調製したパルプ等）を、その繊維をナノサイズレベルまで解繊したものである。AcylMFの繊維径の平均値（繊維幅）は4〜200nm程度が好ましく、繊維長の平均値は5μm程度以上が好ましい。CNFの繊維径の平均値は、4〜150nm程度がより好ましく、4〜100nm程度が更に好ましい。
【００６５】
AcylMFの繊維径の平均値（平均繊維径）及び繊維長の平均値（平均繊維長）は、電子顕微鏡の視野内のAcylMFの少なくとも50本以上について測定した時の平均値として求める。走査型電子顕微鏡（SEM）で繊維を観察することにより、繊維の解繊改善状態を観察することもできる。
【００６６】
また、繊維径及び繊維長はメッツォ社製のカヤーニ繊維長測定器を用いて測定することも可能である。
【００６７】
本発明のマスターバッチでは、本発明の効果を奏する範囲であれば、解繊が不十分な植物繊維で、AcylMFの前記繊維径よりも大きな植物繊維を含んでいてもよい。
【００６８】
AcylMFの比表面積は、70〜300m2/g程度が好ましく、70〜250m2/g程度がより好ましく、100〜200m2/g程度が更に好ましい。AcylMFと後述の(D)Pd（マトリクス樹脂）と混合して繊維強化樹脂組成物を作製する際に、AcylMFの比表面積が高いと、AcylMFの(D)Pdとの接触面積が大きくなり、好ましい。
【００６９】
このAcylMFを含む繊維強化樹脂組成物から、樹脂成形材料や樹脂成形体を調製すると、その強度を向上させることができる。また、AcylMFは、繊維強化樹脂組成物の(D)Pd中で凝集し難く、樹脂成形材料の強度を向上させることができる。
【００７０】
MFのアシル化修飾（AcylMF）
AcylMFは、MFのセルロース分子（リグノセルロースではセルロース、ヘミセルロース及びリグニン）に存在する水酸基がアシル基で修飾されている。つまり、MFの表面に存在する水酸基が、アシル基（アルカノイル基）で疎水化（R-CO-）されている。
【００７１】
AcylMFは、MFの表面に存在する水酸基が低級アシル基で修飾されていることが好ましい。前記「低級」は「炭素数が1〜5である」ことを示す。アシル基（R-CO-）で、「低級アシル基」と言う場合、そのRは炭素数が1〜5のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基（ピバル基）、ペンチル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
【００７２】
AcylMFは、製造の容易さ、製造コストの点から、特に、アセチル基（CH3-CO-）で修飾されているアセチル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（以下「AcMF」とも記す）が好ましい。つまり、MFの表面に存在する水酸基が、アセチル基で疎水化されている。
【００７３】
AcylMFは、MFをアシル化修飾することで調製することができる。
【００７４】
AcylMFは、アシル化修飾植物繊維（AcylCF）を解繊することで調製することもできる。例えば、後述のマスターバッチの製造方法に記される通り、(B)Pm及び(C)Comの混合物に(A’)アシル化修飾植物繊維（AcylCF）を混ぜて、これを溶融混練することでAcylCFを解繊して、溶融混練物中で容易にAcylMFを調製することができる。
【００７５】
AcylCFを含むマスターバッチを溶融混練することで、せん断力が生じて、AcylCFがAcylMFに解繊される。なお、全てのAcylCFが完全に解繊されずにAcylMFに未解繊状態のAcylCFが混入していたとしても（即ちAcylMFとAcylCFとの混合物であるとしても）、そのAcylMFとAcylCFとの混合物が繊維強化樹脂組成物の補強材として効果を発揮する限り、本明細書ではこのAcylMFとAcylCFの混合物はAcylMFである。
【００７６】
AcylMFやAcylCFでは、セルロース及びヘミセルロースの少なくとも一種（リグノセルロースが含まれる）中に存在する水酸基（即ち、糖鎖の水酸基）が、飽和脂肪酸、不飽和カルボン酸、モノ不飽和脂肪酸、ジ不飽和脂肪酸、トリ不飽和脂肪酸、テトラ不飽和脂肪酸、ペンタ不飽和脂肪酸、ヘキサ不飽和脂肪酸、芳香族カルボン酸、ジカルボン酸、アミノ酸、マレイミド化合物：
【００７７】
【化１】
0006640623.tif 000002
【００７８】
フタルイミド化合物：          
【００７９】
【化２】
0006640623.tif 000003
【００８０】
からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物のカルボキシ基から水素原子を除去した残基によって置換されていることが好ましい。
【００８１】
AcylMFやAcylCFでは、植物繊維（セルロース含有材料）に含まれるセルロースの糖鎖の水酸基が、上記カルボン酸のカルボキシ基から水酸基を除いた残基（アシル基（アルカノイル基））でアシル化されていることが好ましい。
【００８２】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸、ヘキサン酸（カプロン酸）、ヘプタン酸（エナント酸）、オクタン酸（カプリル酸）、ペラルゴン酸、デカン酸（カプリン酸）、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸及びアラキジン酸から選ばれる飽和脂肪酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。また、AcylMFやAcylCF のアシル基は、フェノキシ酢酸、3-フェノキシプロピオン酸、4-フェノキシ酪酸及び5-フェノキシ吉草酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族置換飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８３】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の不飽和カルボン酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８４】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、クロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸及びリシノール酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のモノ不飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８５】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、ソルビン酸、リノール酸及びエイコサジエン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のジ不飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８６】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、リノレン酸、ピノレン酸及びエレオステアリン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のトリ不飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８７】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、ステアリドン酸及びアラキドン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のテトラ不飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８８】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、ボセオペンタエン酸及びエイコサペンタエン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のペンタ不飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００８９】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、ドコサヘキサエン酸及びニシン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のヘキサ不飽和脂肪酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００９０】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、没食子酸（3,4,5-トリヒドロキシベンゼンカルボン酸）及びケイ皮酸（3-フェニルプロパ-2-エン酸）からなる群から選ばれる少なくとも一種の芳香族カルボン酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００９１】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸及びマレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種のジカルボン酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００９２】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、グリシン、β-アラニン及びε-アミノカプロン酸（6-アミノヘキサン酸）からなる群から選ばれる少なくとも一種のアミノ酸のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００９３】
AcylMFやAcylCF のアシル基は、マレイミド化合物及びフタルイミド化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物のカルボキシル基から水素原子を除去した残基であることが好ましい。
【００９４】
AcylMFを含むマスターバッチと、後述の(D)Pd（マトリクス）とを混合して繊維強化樹脂組成物を作製すると、補強効果が大きい。
【００９５】
AcylMFは、MFの表面に存在する水酸基が低級アシル基で修飾されていることが好ましい。その「低級」は「炭素数が1〜5である」ことを示す。アシル基（R-CO-）で、「低級アシル基」と言う場合、そのRが、炭素数が1〜5のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基である。
【００９６】
AcylMFは、製造の容易さ、製造コストの点から、アシル基がアセチル基（CH3-CO-）であるアセチル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcMF）が好ましい。
【００９７】
AcylMFは、原料中のセルロース及びヘミセルロースの水酸基（糖鎖水酸基）が、原料中に存在していたセルロースの結晶構造が出来る限り保持された状態で（壊さないように）、アシル化されていることが好ましい。セルロースの結晶構造を保持したアシル化により、MF本来の優れた力学的特性を持つAcylMFを得ることができると共に、後述の(D)Pd中でのAcylMFの分散性が促進され、(D)Pdに対するAcylMFの補強効果が向上する。
【００９８】
アシル化反応は、植物繊維の原料（CFやMF）を膨潤させることのできる無水非プロトン性極性溶媒、例えばN-メチルピロリドン（NMP）、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）中に原料を懸濁し、前記カルボン酸の無水物又は酸塩化物で、塩基の存在下で行うのが好ましい。このアシル化反応で用いる塩基としては、ピリジン、N,N-ジメチルアニリン、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム等が好ましい。
【００９９】
アシル化反応は、例えば、室温〜100℃で撹拌しながら行うことが好ましい。
【０１００】
アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcylMF）のアシル化度
AcylMFの糖鎖水酸基（表面に存在するセルロース分子の水酸基）のアシル化度（以下「DSacyl」とも記す、また置換度や修飾度とも記すことがある）を説明する。
【０１０１】
AcylMFの糖鎖水酸基におけるDSacylは、0.05〜2.5程度が好ましく、0.1〜1.7程度がより好ましく、0.15〜1.5程度が更に好ましい。DSacylの最大値は、MFの糖鎖水酸基量に依存するが、2.7程度である。
【０１０２】
DSacylを0.05〜2.5程度に設定することによって、適度の結晶化度と溶解パラメータ（以下「SPacylmf」とも記す）とを有するAcylMFを調製することができる。例えば、アセチル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcMF）の好ましいアセチル化度（以下「DSac」とも記す）は0.29〜2.52程度である。
【０１０３】
DSacylは、元素分析、中和滴定法、FT-IR、二次元NMR（1H及び13C-NMR）等の各種分析方法により分析することができる。
【０１０４】
AcylMFの結晶化度
結晶化度とは、全セルロース中の結晶（主にセルロースI型結晶）の存在比である。AcylMFの結晶化度は、42.7%程度以上が好ましく、これは高い結晶化度である。その結晶型はセルロースI型結晶を有することが好ましい。AcylMFの結晶化度（好ましくはセルロースI型結晶の程度）は、順に50%程度以上が好ましく、55%程度以上が好ましく、55.6%程度以上が好ましく、60%程度以上が好ましく、69.5%程度以上が最も好ましい。
【０１０５】
AcylMFの結晶化度の上限は、一般的に80%程度である。AcylMFは、セルロースI型の結晶構造を維持し、高強度、低線熱膨張等の性能を発現する。
【０１０６】
セルロースI型結晶構造とは、例えば朝倉書店発行の「セルロースの辞典」新装版第一刷81〜86頁、或いは93〜99頁に記載されている。天然セルロースはセルロースI型結晶構造を有する。その他、セルロースII、III、IV型結晶構造のセルロース繊維が存在する。中でもセルロースI型結晶構造は他の構造に比べて結晶弾性率が高い。
【０１０７】
AcylMFがセルロースI型結晶構造を有することで、AcylMFと後述の(D)希釈用樹脂とを含有する繊維強化樹脂組成物は、低い線熱膨張係数を有し、高い弾性率を示すことができる。
【０１０８】
AcylMFのMFがI型結晶構造であることは、その広角X線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、2θ=14〜17°付近と2θ＝22〜23°付近の二つの位置に典型的なピークを持つことから同定することができる。
【０１０９】
セルロースの結晶には、多くの結晶形が存在していることはX線回折や固体NMRによる解析で明らかになっているが、天然セルロースの結晶形はI型のみである。AcylMFのMFがI型結晶構造を有することは、セルロースが伸びきり鎖結晶であることに起因している。これにより、AcylMFと後述する(D)Pdとを含有する繊維強化樹脂組成物は、高い弾性率や強度を示し、低い線熱膨張係数を示す。
【０１１０】
AcylMFは、200℃以上の高融点樹脂との溶融混練、及び繰り返しの溶融混練に耐えることができる。
【０１１１】
(1-2) (B)熱可塑性樹脂（マスターバッチ用の熱可塑性樹脂、Pm）
本発明のマスターバッチは(B) Pmを含有する。
【０１１２】
Pmは、前記AcylCF及びAcylMFと親和性を有する。即ち、Pmの溶解パラメータ（以下「SP」とも記す）がAcylCF及びAcylMFのSP（SPacylmf：10以上）に近いことが好ましい。PmのSP（SPpm）は、9〜15である。
【０１１３】
Pmとして、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン（以下「PS」とも記す）、ポリ塩化ビニリデン、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド（以下「PA」とも記す、またナイロン樹脂とも記す）、ポリエステル、ポリ乳酸（以下「PLA」とも記す）、ポリグリコール酸（以下「PGA」とも記す）、乳酸とエステルとの共重合樹脂、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ABS樹脂）、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、（熱可塑性）ポリウレタン、ポリアセタール（以下「POM」とも記す）、アセタールとオキシエチレンとの共重合体、ビニルエーテル樹脂、セルロース系樹脂（ジアセチル化セルロース等）等を好ましく使用することができる。
【０１１４】
Pmとして、力学的特性の点と、PmのSPがAcylCF及びAcylMFのSPに近い（つまり、AcylCF及びAcylMFとの親和性に優れる）という理由から、PLA、乳酸とグリコール酸との共重合体、PA、POM、及びアセタールとオキシエチレンとの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いることが好ましい。
【０１１５】
ポリ乳酸（PLA）
PLAとして、L-乳酸（L-PLA）、D-乳酸（D-PLA）、DL-乳酸（DL-PLA）等を好ましく用いることができる。PLAの好ましい数平均分子量（Mn）は3万程度以上であり、より好ましくは10万程度以上である。PLAの数平均分子量（Mn）の上限は特に制限はなく、通常100万程度以下であり、好ましくは50万程度以下である。
【０１１６】
PLAとして、PLAを構成するL体とD体とのモル比を調製し、L／D：100／0〜0／100の全ての組成のPLAを使用することができる。弾性率の高いPLAとして、L体を95モル%以上含むことが好ましい。
【０１１７】
乳酸とグリコール酸との共重合体
Pmとして、乳酸とグリコール酸との共重合体（-(OCH(CH3)CO)n-(OCH2CO)m-）を用いることが好ましい。
【０１１８】
ポリアミド（PA）
分子構造内に極性の高いアミド結合を有するPAは、セルロース系材料との親和性が高い。
【０１１９】
PAとして、ナイロン6（ポリアミド6、PA6）、ナイロン11（ポリアミド11、PA11）、ナイロン12（ポリアミド12、PA12）、ナイロン66（ポリアミド66、PA66）、ナイロン46（ポリアミド46、PA46）、ナイロン610（ポリアミド610、PA610）、ナイロン612（ポリアミド612、PA612）)等の脂肪族PAを用いることが好ましい。
【０１２０】
PAとして、フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンと塩化テレフタロイルや塩化イソフタロイル等の芳香族ジカルボン酸又はその誘導体からなる芳香族PAを用いることが好ましい。
【０１２１】
PAとして、AcylCF及びAcylMF及び後述する(D)希釈用樹脂との親和性が高い、PA6、PA66、PA11、PA12等を用いることが好ましい。
【０１２２】
ポリアセタール（POM）
POM（ポリオキシメチレン）として、ホルムアルデヒドのみが重合したホモポリマー（パラホルムアルデヒド、-(CH2O)n-）がある。POMとして、トリオキサン、ホルムアルデヒド、エチレンオキシド等の重合体及び共重合体が好ましい。
【０１２３】
アセタールとオキシエチレンとの共重合体
Pmとして、パラホルムアルデヒドと、約2モル%のオキシエチレン単位（-CH2CH2O-）を含む共重合体（-(CH2O)n-(CH2CH2O)m-）、つまりアセタールとオキシエチレンとの共重合体を用いることが好ましい。
【０１２４】
Pmは、1種を単独で用いてもよく、2種以上の混合樹脂として用いてもよい。
【０１２５】
Pmは、特にPLA、乳酸とグリコール酸との共重合体、PA、POM、及びアセタールとオキシエチレンとの共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種のPmが好ましい。
【０１２６】
(1-3) (C)相溶化剤（Com）
本発明のマスターバッチは(C) Comを含有する。
【０１２７】
Comとして、後述する(D)希釈用樹脂（PP、PE等）と相溶性の高い、変性ポリオレフィン、他種ポリマーとポリオレフィンとのグラフト体等を使用することが好ましい。
【０１２８】
Comとして、変性ポリオレフィンを使用する場合、その変性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンとして、C2-C6のアルケン（オレフィン）からなるポリマーを用いることが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン、ポリヘキセン等が挙げられる。
【０１２９】
また、その変性ポリオレフィンを構成する変性部として、ポリオレフィンをアニオン性に変性することができる酸基が好ましい。例えば、無水マレイン酸からなる酸基が好ましい。また、その変性ポリオレフィンを構成する変性部として、アクリル酸やメタクリル酸等の不飽和カルボン酸が好ましい。このようなComとして、特に無水マレイン酸変性ポリプロピレン（以下「MAPP」とも記す）、無水マレイン酸変性ポリエチレン（以下「MAPE」とも記す）等を用いることが特に好ましい。
【０１３０】
また、Comとして、他種ポリマーとポリオレフィンとのグラフト体を使用する場合、そのグラフト体を構成するポリオレフィンとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等が挙げられる。
【０１３１】
また、そのグラフト体を構成する他種ポリマーとして、例えば、ポリアミド（PA）、ポリ乳酸（PLA）、ポリ酢酸ビニル（PVAc）等が挙げられる。
【０１３２】
Comは、ポリマー鎖中に環状の酸無水物基を保有するポリマーが好ましい。そのようなComは、AcylMFに存在する水酸基、Pm、Pdに存在する水酸基やアミノ基とエステル結合またはアミド結合を形成することができるので、AcylMF、Pm及びPd相互間の親和性を増加させることが可能である。
【０１３３】
Comは、1種の単独で使用してもよく、2種以上の混合成分として用いてもよい。
【０１３４】
Comは、特にMAPP及びMAPEからなる群から選ばれる少なくとも1種の成分が好ましい。
【０１３５】
(1-4) マスターバッチの溶解パラメータ（SP）の関係
各成分の溶解パラメータ（以下「SP」とも記す）の関係を説明する。
【０１３６】
本発明のマスターバッチは、(A)AcylMF、(B)Pm及び(C)Comを含有し、このマスターバッチは、(D)希釈用樹脂（Pd）と混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、
前記(A) AcylMF、(B)Pm、(C)Com、及び(D)Pdは下記条件：
(a) (A) AcylMFの溶解パラメータ（以下「SPacylmf」とも記す）が10以上であり、
(b) (B) Pmの溶解パラメータ（以下「SPpm」とも記す）が9〜15であり、当該SPpmが後述の(D)Pdの溶解パラメータ（以下「SPpd」とも記す）以上であり、及び
(c) (C)Comの溶解パラメータ（以下「SPcom」とも記す）が前記(A) AcylMFのSPacylmf以下である、
を満たす。
【０１３７】
SPacylmfとSPcomとの関係（上記(a)及び(c)）
本発明のマスターバッチでは、(a) (A) AcylMFのSPacylmfは10以上である。(A) AcylMFのSPacylmfは、マスターバッチ中や、繊維強化樹脂組成物を製造する際のPd中のAcylMFの分散性が良いという利点から、10〜15の範囲が好ましく、12〜14の範囲がより好ましい。
【０１３８】
未修飾セルロースのSPは15.65（未修飾NUKPのSPは15.5）であることから、SPacylmが16を超えることは考えられず、AcylMFのSPacylmfは15以下であることが好ましい。
【０１３９】
本発明のマスターバッチでは、更に、(c) (C)ComのSPcomは、(A) AcylMFのSPacylmf以下である。(C)Comは、前記AcylMF、Pm及びPdに親和性を有する成分で有ることが好ましく、ComのSPcomの数値範囲は特に限定されない。ComのSPcomの数値範囲は、好ましくは、AcylMFのSPacylmf以下であり、PmのSPpmとPdのSPpdとの間の範囲である。例えば、Pdが疎水性である（PdのSPpdが9以下である）場合には、ComのSPcomは8〜9であることが好ましい。
【０１４０】
このように、本発明のマスターバッチでは、(A) AcylMFのSPacylmfと(C)ComのSPcomとを調整する。(A) AcylMFのSPacylmfの範囲が決まれば、(A) AcylMFのSPacylmfと(C)ComのSPcomとの関係で、(C)Comを選定する。本発明では、この操作によって、マスターバッチや繊維強化樹脂組成物において、各成分の好適な組み合わせになり、優れた力学的特性を有する繊維強化樹脂組成物がを作製することができる。
【０１４１】
また、PdとしてPPやPE等の疎水性ポリオレフィンを用いる場合、MAPP等のComは、その接着性や分散性を向上させるためにのために使用される。MAPP等のComのSPcomは、酸付加量に依存するが、8.1〜8.4程度である。
【０１４２】
AcylMFのSPacylmfの算出方法
AcylCF（アシル化リグノパルプ等）やAcylMFは、後述する本発明のマスターバッチの製造方法における溶融混練温度では安定であり、分解を受け難い。従って、マスターバッチの製造で使用したAcylCFの溶解パラメータを、マスターバッチ中のAcylMFの溶解パラメータ（SPaclmf）とみなすことができる。
【０１４３】
アシル化リグノパルプのSP値は、基本的に、文献に記載されるセルロース、アセチルセルロースのSP値と、FedorsのSP計算方法を使用して計算することができる。この値をAcylMFのSPacylmfとすることができる。
【０１４４】
アセチル化リグノパルプの具体的なSP計算方法は、後述の実施例「試料／試験材料とその調製法」の項に記載した。
【０１４５】
また、アセチル基以外のアシル基で修飾されたAcylCF（アシル化リグノパルプ等）やAcylMF（例えばヘキサノイル化リグノセルロース）のSPacylmf も、この方法と同様にして計算することができる。
【０１４６】
SPpmとSPpdとの関係（上記(b)）
本発明のマスターバッチでは、(b) (B) PmのSPpmは9〜15である。(B) PmのSPpmは、AcylMFと親和性があり、且つそれよりも疎水性の希釈用樹脂にも適用できるという利点から、9〜15の範囲であり、9〜14の範囲が好ましい。
【０１４７】
本発明のマスターバッチでは、前記SPacylmf、及びSPcomに加えて、SPpmを定めることによって、SPpmと同一又は近似のSPpdを有するPdに加えて、Pmに比べてはるかに疎水性の希釈用樹脂（SPpdの小さいPd）を用いても、十分な強度特性を有する繊維強化樹脂組成物を製造することができる。
【０１４８】
従来のマスターバッチでは、PmとPdとの組み合わせは、夫々の疎水性の程度が近い成分同士の組み合わせが好ましい。つまり従来のマスターバッチでは、PdのSPpdとPmのSPpmとは、近い値（等しい値）であることが好ましいが、本発明のマスターバッチでは、PdのSPpdとPmのSPpmとは、近い値（等しい値）であることはもちろん、互いに大きく異なっていてもよい。
【０１４９】
即ち、本発明のマスターバッチは、SPacylmf、SPpm及びSPcomを定めることによって、種々のSPpdを有する樹脂（Pd）に適用できる汎用性の高いマスターバッチである。
【０１５０】
このように、Pmを含むマスターバッチを使用して繊維強化樹脂組成物を製造する際に、その使用目的に合わせて、Pdを選定し、PmのSPpmとPdのSPpdとの関係を調整することによって、各成分の好適な組み合わせになり、優れた力学的特性を有する繊維強化樹脂組成物を作製することができる。繊維強化樹脂複合体で使用するPmやPdを、適した用途に合わせて、選定することが可能である。
【０１５１】
繊維強化樹脂組成物で使用する(D)希釈用樹脂（Pd）が、極性の低いポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、ポリスチレン（PS）等である場合、そのSPpdは小さく、8.0〜8.1程度である。
【０１５２】
エンジンカバーや、マニホールド等の自動車部品、家電部品等に多用されるPA類のSP（SPpm又はSPpd）はその重合原料に依存するが、9〜14程度であり、PA6のSP（SPpm又はSPpd）は12.2程度である。また、PA12のSP（SPpm又はSPpd）は9.3程度である。
【０１５３】
強度が要求される電気電子製品の外装・筐体・機構部品類に多用されるPOMのSP（SPpm又はSPpd）は11.1程度である。
【０１５４】
PLAのSPpmは11.4程度である。
【０１５５】
PA、POM等の極性材料においては、そのSPpmが高いため、DSacyl （又はDSac）=1.2程度までのアシル化（又はアセチル化）処理で十分セルロースとの相容性が向上する。セルロース繊維の強度を高い状態に保つことにより、繊維強化樹脂組成物の曲げ特性を高めることができる。
【０１５６】
PmやPdとして、PA、POM、PLA等を使用するときは、これにAcylMFを添加することで、良好な曲げ特性を示す繊維強化樹脂材料となる。
【０１５７】
前記PmのSPpmやPdのSPpdの範囲は樹脂固有のものである。
【０１５８】
本発明のマスターバッチでは、特定の溶解パラメータ（SP）を有する(A) AcylMF、(B) Pm、及び(C) Comが選択されて含まれることが技術的特徴である。更に、繊維強化樹脂組成物では、そのマスターバッチに対して、更に特定の溶解パラメータ（SP）を有する(D)Pdが選択されて組み合わされることが技術的特徴である。
【０１５９】
本発明のマスターバッチは、PmのSPpmとSPが大きく異なる溶解パラメータ（SPpd）を有するPdにも適用できるようにした技術である。
【０１６０】
本発明のマスターバッチは、如何なる範囲のSPpdを示すPdを使用する繊維強化樹脂成形材料に対して、各成分の組み合わせに柔軟に対応できる、汎用性の高いマスターバッチの技術である。本発明のマスターバッチは、種々のPdに対して、使用を可能とするマスターバッチである。
【０１６１】
(1-5) マスターバッチの配合組成
本発明のマスターバッチは(D) Pdと混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのものであるが、マスターバッチは(A) AcylMF、(B) Pm、及び(C) Comを含有する。
【０１６２】
マスターバッチ中の(A) AcylMFの含有割合は、20〜70質量%程度が好ましく、30〜60質量%程度がより好ましい。
【０１６３】
マスターバッチ中の(B) Pmの含有割合は、10〜60質量%程度が好ましく、15〜50質量%程度がより好ましい。
【０１６４】
マスターバッチ中の(C) Comの含有割合は、10〜30質量%程度が好ましく、15〜25質量%程度がより好ましい。
【０１６５】
AcylMFは、植物繊維と同様に、軽量であり、強度を有し、低線熱膨張係数を有する。このマスターバッチを用いると、力学的特性、耐熱性、低熱膨張性、熱安定性等に優れる繊維強化樹脂組成物を得ることができる。本発明のマスターバッチを用いることで、繊維強化樹脂組成物は、力学的特性において、特に曲げ試験等の静的特性、及び衝撃試験等の動的特性をバランス良く向上できる。
【０１６６】
この繊維強化樹脂組成物は、汎用のプラスチックと同様に、加熱すると軟化して成形し易くなり、冷やすと再び固くなる性質（熱可塑性）を持ち、良好な加工性を発現できる。
【０１６７】
本発明のマスターバッチは、(A) AcylMF及び(C) Comを含む。本発明のマスターバッチでは、(A) AcylMFと(B) Pmとの混合工程において、(B) Pm（マトリックス材料）中で(A) AcylMF同士が水素結合によって凝集することが抑制されており、(A) AcylMF が(B) Pm中で均一に分散されている。
【０１６８】
本発明のマスターバッチは、繊維強化樹脂組成物を作製する際に、Pdとして疎水性の高い樹脂を用いる場合に、好適に使用することができる。
【０１６９】
(2)繊維強化樹脂組成物
本発明の繊維強化樹脂組成物は、前記(A)AcylMF、(B)Pm及び(C)Comを含有するマスターバッチと、(D)希釈用樹脂（Pd）とを含有する。
【０１７０】
AcylMFは、植物繊維と同様に、軽量であり、強度を有し、低線熱膨張係数を有する。AcylMFを含有するマスターバッチを用いて繊維強化樹脂組成物を作製すると、繊維強化樹脂組成物は汎用のプラスチックと同様に、加熱すると軟化して成形し易くなり、冷やすと再び固くなる性質（熱可塑性）を持つ。繊維強化樹脂組成物は、良好な加工性を発現できる。
【０１７１】
(2-1) (D)希釈用樹脂（Pd）
本発明の繊維強化樹脂組成物は、マスターバッチと(D)Pdを含有する。
【０１７２】
Pdとして、ポリエチレン（以下「PE」とも記す）、ポリプロピレン（以下「PP」とも記す）、エチレン‐プロピレン共重合体、ポリイソブチレン（以下「PIB」とも記す）、ポリイソプレン（以下「IR」とも記す）、ポリブタジエン（以下「BR」とも記す）、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン（PS）、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド（PA、ナイロン樹脂）、ポリエステル、ポリ乳酸（PLA）、ポリグリコール酸（PGA）、乳酸とエステルとの共重合樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体（ABS樹脂）、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、（熱可塑性）ポリウレタン、ポリアセタール（POM）、ビニルエーテル樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系樹脂（トリアセチル化セルロース、ジアセチル化セルロース等）等を好ましく使用することができる。
【０１７３】
Pdとして、力学的特性、耐衝撃性、汎用性等に優れ、低コストであるという理由から、特にPE、PP、エチレン-プロピレン共重合体、PIB、IR及びBRからなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いることが好ましい。
【０１７４】
PPやPE（特に高密度ポリエチレン：HDPE）は、特に構造部材として汎用性を有するので、Pdとして使用に適している。また、PPやPEは、マスターバッチに含まれるMAPP等のComと相溶性が高く、Pdとして使用に適している。
【０１７５】
Pdは、1種の単独で使用してもよく、2種以上の混合樹脂として用いてもよい。
【０１７６】
(2-2) 繊維強化樹脂組成物の溶解パラメータ（SP）の関係
繊維強化樹脂組成物の原料となるマスターバッチでは、前述の通り、
(A) AcylMF、(B)Pm、(C)Com、及び(D)Pdは下記条件：
(a) (A) AcylMFのSPacylmfが10以上であり、
(b) (B) PmのSPpmが9〜15であり、当該SPpmが(D)PdのSPpd以上であり、及び
(c) (C)ComのSPcomが前記(A) AcylMFのSPacylmf以下である、
を満たす。
【０１７７】
繊維強化樹脂組成物では、前記(B) PmのSPpmが(D)PdのSPpd以上であり、その(B) PmのSPpmは9〜15である。言い換えると、繊維強化樹脂組成物では、(D)PdのSPpdは、(B) Pm （=9〜15）との関係で、(B) PmのSPpm以下である。
【０１７８】
繊維強化樹脂複合体に使用する(B)Pmや(D)Pdの選定は、それを使用する繊維強化複合体の用途によって決まる。
【０１７９】
比重が小さく、疎水性の樹脂で、自動車部品、家電部品、包装フィルム、食品容器等に汎用されるPPのSPpdは8.1程度である。
【０１８０】
本発明マスターバッチに含まれるAcylMFは、SPpdが小さいPP等の希釈用樹脂（Pd）に対しても分散性が良好である。その結果、繊維強化樹脂組成物（成形体）の強度を向上させることができる。
【０１８１】
AcylMF を含む本発明のマスターバッチを、PP（SPpd=8.1）、PS（SPpd=8.85）、（SPpd=8.0）等のSPpdが小さいPdに添加することで、繊維強化樹脂組成物（成形体）の曲げ特性を向上させることができる。
【０１８２】
PP等の非極性材料では、そのSPpd が低いため、アシル化修飾度が高い（より疎水性を付与した）AcylMFを使用することが好ましい。
【０１８３】
(2-3) 繊維強化樹脂組成物の配合組成
本発明の繊維強化樹脂組成物は、前記(A)AcylMF、(B)Pm及び(C)Comを含有するマスターバッチを、(D) Pdで希釈して製造されるので、樹脂としてマスターバッチ由来のPmとPdとを含有する。
【０１８４】
繊維強化樹脂組成物中のマスターバッチ由来のPmの含有割合は、2〜30質量%程度が好ましく、4〜20質量%程度がより好ましい。
【０１８５】
繊維強化樹脂組成物中のPdの含有割合は、65〜85質量%程度が好ましく、70〜80質量%程度がより好ましい。
【０１８６】
本発明の繊維強化樹脂組成物は、更に、例えば、界面活性剤；でんぷん類、アルギン酸等の多糖類；ゼラチン、ニカワ、カゼイン等の天然たんぱく質；タンニン、ゼオライト、セラミックス、金属粉末等の無機化合物；着色剤；可塑剤；香料；顔料；流動調整剤；レベリング剤；導電剤；帯電防止剤；紫外線吸収剤；紫外線分散剤；消臭剤、酸化防止剤等の添加剤を配合してもよい。任意の添加剤の含有割合としては、本発明の効果が損なわれない範囲で適宜含有されてもよい。
【０１８７】
(3)マスターバッチの製造方法
製造方法1
本発明のマスターバッチの製造方法は、
マスターバッチが(A) AcylMF、(B)Pm、及び(C)Comを含有するものであって、
このマスターバッチは、(D)Pdと混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、下記工程：
下記の条件：
(a) (A) AcylMFのSPacylmfが10以上であり、
(b) (B) PmのSPpmが9〜15であり、当該SPpmが(D) PdのSPpd以上であり、及び
(c) (C) ComのSPcomが前記(A) AcylMFのSPacylmf以下である、
を満たす、
(A) AcylMFの原料となる(A’)アシル化修飾植物繊維（以下「AcylCF」とも記す）、(B) Pm、及び(C) Comを溶融混練しながら溶融混練物中で、前記(A’) AcylCFを解繊する工程
を含むことを特徴とする。
【０１８８】
本発明のマスターバッチは、各成分が特定の溶解パラメータ（SP）を有する場合に、(1)(A) AcylMFの原料となる(A’) AcylCF、(B) Pm、及び(C) Comを溶融混練しながら、溶融混練物中で、前記(A’) AcylCFを解繊することによって製造することができる。
【０１８９】
本発明の製造方法では、混練処理や混合処理を、合わせて「複合化」とも記す。
【０１９０】
本発明の製造方法では、混練機等を用いて、各成分が特定の溶解パラメータ（SP）を有する、(A) AcylMFの原料となる(A’) AcylCF、(B) Pm、及び(C) Comを溶融混練することで、その混練中のせん断応力により、(A’) AcylCFを解繊し、(A) AcylMFとなったマスターバッチを得ることができる。
【０１９１】
本発明のマスターバッチの製造方法では、特定の溶解パラメータ（SP）を有する、(A) AcylMF、(B) Pm、及び(C) Comを選択して、それらを溶融混練することが技術的特徴である。更に、繊維強化樹脂組成物の製造方法では、そのマスターバッチに対して、特定の溶解パラメータ（SP）を有する(D)Pdを組み合わせて使用することが技術的特徴である。
【０１９２】
本発明のマスターバッチを用いると、(A’) AcylCFのミクロフィブリル化が進行し、(D) Pdで希釈した際に(D) Pd中で(A) AcylMFが分散した繊維強化樹脂組成物を得ることができる。
【０１９３】
(A) AcylMF又は(A’) AcylCFと、(C) Comを加えて、(B) Pmを加えて溶融混練する場合、両成分を室温下で加熱せずに混合してから溶融混練しても、加熱しながら混合して溶融混練しても良い。
【０１９４】
製造方法2
本発明のマスターバッチの製造方法は、
マスターバッチが(A) AcylMF、(B) Pm、及び(C)Com）含有するものであって、
このマスターバッチは、(D) Pdと混合して繊維強化樹脂組成物を製造するためのマスターバッチであり、下記工程：
(1)下記の条件：
(a) (A) AcylMFのSPacylmfが10以上であり、及び
(b) (B) PmのSPpmが9〜15であり、当該SPpmが(D) PdのSPpd以上である、
を満たす、
(A) AcylMFの原料となる(A’)アシル化修飾植物繊維（AcylCF）と、(B) Pmとを溶融混練しながら溶融混練物中で、前記(A’) AcylCFを解繊し、前記(A) AcylMFを含む溶融混練物を得る工程、及び
(2)前記工程(1)で得られた(A) AcylMFを含む溶融混練物に、下記の条件：
(c) (C) ComのSPcomが前記(A) AcylMFのSPacylmf以下である、
を満たす、
(C) Comを添加して更に溶融混練する工程
を含むことを特徴とする。
【０１９５】
製造方法2のように、工程(1)で得られた(A) AcylMFを含む溶融混練物に、工程(2)でComを添加して更に溶融混練することによって、得られたマスターバッチを用いて、成形体を製造すると、前記製造方法1で製造したマスターバッチを用いて製造した成形体に比べて、その強度が高い成形体となる。
【０１９６】
溶融混練温度、混練機等
溶融混練の温度は、使用する(B) Pmに合わせて調整することができる。溶融混練時の加熱設定温度は、熱可塑性樹脂供給業者が推奨する、最低加工温度（PA6は225〜240℃、POMは170℃〜190℃、PP及びMAPPは160〜180℃）±10℃程度が好ましい。混合温度をこの温度範囲に設定することにより、(A) AcylMF 又は(A’) AcylCFと、(B)Pmとを均一に混合することができる。
【０１９７】
溶融混練する方法として、ベンチロール、バンバリーミキサー、ニーダー、プラネタリーミキサー等の混練機により混練する方法、攪拌羽により混合する方法、公転・自転方式の攪拌機により混合する方法等により、混合することが好ましい。
【０１９８】
マスターバッチの製造方法では、MFを構成する糖鎖の水酸基に、例えばアセチル基等の低級アシル基（低級アルカノイル基）が導入されているので、セルロース同士の水素結合が抑制される。
【０１９９】
アシル化修飾パルプ等のAcylCFの繊維径は、数十から数百μmである。
【０２００】
本発明のマスターバッチの製造方法によれば、AcylMF（AcMF）と樹脂（PmやPd）の溶融混合工程において、AcylMF（AcMF）の繊維径を4〜200nm程度に解繊することができる。そのアシル化修飾（又は、アセチル化修飾）等の化学修飾処理は、低コストであり、処理の簡便性に優れていることから実用化が容易である。つまり、その化学修飾処理により、樹脂中での化学修飾セルロース繊維の分散性が促進され、解繊（ミクロフィブリル化）も促進される。
【０２０１】
本発明では、セルロース分子に存在する水酸基のうちの幾つをアシル化修飾するか（例えばアセチル基等で置き換えるか）に依って各樹脂に対して最適な溶解パラメータ（SP）を有するマスターバッチや繊維強化樹脂組成物を得ることができる。マスターバッチや繊維強化樹脂組成物では、AcylMFの樹脂（PmやPd）中での分散性が高く、セルロースの樹脂に対する補強効果が向上し、優れた力学的特性を持つ複合材料を得ることができる。
【０２０２】
一般にAcylMFは、高圧ホモジナイザー等を用いて、機械的にパルプ等を解繊することで製造することができる。しかし、パルプの低濃度のスラリーを使用すること、設備が高価で大型であること等から、これにより製造されたCNFは高価である。
【０２０３】
本製造工程においては、未解繊のパルプを化学修飾し（(A) AcylMFの原料となる(A’) AcylCF）、樹脂（(B)Pmや(D)Pd）との複合化の際に、加熱溶融混合機のせん断応力により、樹脂と複合化しながら解繊を行う。その結果、製造費用の低コスト化が図れ、更にダメージの少ないAcylMF が分散した高性能な繊維強化樹脂組成物を得ることが可能となる。
【０２０４】
従来のマスターバッチの製造方法
従来のマスターバッチの製造方法は以下のA法又はB法である。
【０２０５】
A法
(i)植物繊維（CF）を解繊してMFを製造する工程、
(ii)次いで上記MFをアシル化してAcylMFを製造する工程、及び
(iii)上記AcylMF、Pm及びComを溶融混練するする工程
を含むマスターバッチの製造方法。
【０２０６】
B法：
(i)’植物繊維（CF）をアシル化しアシル化修飾植物繊維（AcylCF）を製造する工程、
(ii)’上記AcylCFを解繊しAcylMFを製造する工程、及び
(iii)’上記AcylMF、Pm及びComを溶融混練する工程
を含むマスターバッチの製造方法。
【０２０７】
上記A法では、(i)工程でパルプスラリーの大容量の解繊処理と、それに続く大容量の濃縮工程、更に(ii)工程で化学修飾工程が必要であり、設備費用及び製造工程費用等の点から、マスターバッチの製造コストが高くなる傾向がある。また、B法では、アシル化修飾植物繊維を解繊し、AcylMFを製造する工程が必要である。
【０２０８】
本発明のマスターバッチの製造方法では、従来のマスターバッチの製造方法に比べて、大容量のパルプスラリーの解繊処理と、大量の解繊パルプスラリーの濃縮と化学修飾が必要なく、AcylCFを解繊してAcylMFを製造するという特別の工程も必要としない。従って、本発明のマスターバッチの製造方法では、簡単な装置でマスターバッチを製造できる。
【０２０９】
また、本発明のAcylMFを含むマスターバッチは、実質、非極性のPdから極性のPd（マトリクス材料）に適用することができ、マスターバッチを用いて高性能な繊維強化樹脂組成物を作製することができる。
【０２１０】
(4)繊維強化樹脂組成物の製造方法
本発明の繊維強化樹脂組成物は、前述の通り、(A)AcylMF、(B)Pm及び(C)Comを含有するマスターバッチを、(D) Pdで希釈して製造することができる。
【０２１１】
本発明の繊維強化樹脂組成物は、
(1)前記マスターバッチに、(D)Pdを加えて溶融混練する工程、
(2)前記工程(1)で得られた溶融混練物に、更に(D)Pdを加えて溶融混練する工程
を含む製造方法によって製造することが好ましい。
【０２１２】
この繊維強化樹脂組成物の製造方法は、前記本発明のマスターバッチを、二段階で、希釈用樹脂（Pd）で希釈することが特徴である。この方法によると、マスターバッチに含まれるPmの使用量を、繊維強化樹脂組成物全体の約4重量%まで低減させても、十分に高い強度を示す成形体を製造することができる。
【０２１３】
(5)繊維強化樹脂組成物を用いた成形材料及び成形体（成型材料及び成型体）
本発明の繊維強化樹脂組成物は、力学的特性、耐熱性、低熱膨張性、熱安定性等に優れている。本発明の繊維強化樹脂組成物は、その力学的特性では、曲げ試験等の静的特性、及び衝撃試験等の動的特性をバランス良く向上できる。
【０２１４】
このような優れた特性を有する繊維強化樹脂組成物からなる本発明の成形体も、同様の優れた特性を有する。
【０２１５】
成形体の形状としては、フィルム状、シート状、板状、ペレット状、粉末状、立体構造など各種形状等の各種形状の成形体が挙げられる。成形方法として、金型成形、射出成形、押出成形、中空成形、発泡成形等を用いることができる。
【０２１６】
成形体（成型体）は、植物繊維を含むマトリックス成形物（成型物）が使用される繊維強化プラスチック分野に加え、熱可塑性及び機械強度（引張り強度等）が要求される分野にも使用できる。
【０２１７】
本発明のマスターバッチを用いた繊維強化樹脂組成物や成形体は、軽量であり、高い強度を示す。そのため、本発明により、炭素繊維強化樹脂組成物、ガラス繊維強化樹脂組成物、金属含有組成物、それらの成形体等の従来の材料に比べて、省エネルギーで繊維強化樹脂組成物やその成形体を製造することができる。
【０２１８】
成形材料及び成形体（成型材料及び成型体）として、自動車、電車、船舶、飛行機等の輸送機器の内装材、外装材、構造材等；パソコン、テレビ、電話、時計等の電化製品等の筺体、構造材、内部部品等；携帯電話等の移動通信機器等の筺体、構造材、内部部品等；携帯音楽再生機器、映像再生機器、印刷機器、複写機器、スポーツ用品等の筺体、構造材、内部部品等；建築材；文具等の事務機器等、容器、コンテナー等として有効に使用することができる。
【０２１９】
本発明の技術を車両、航空機、船舶等に適用することで、輸送機の燃費を向上させることができ、輸送費を削減することを可能とする。また、本発明の技術を建築材料に適用することで、耐震性に優れる構造物を構築することも可能とする。
【実施例】
【０２２０】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０２２１】
I.試験方法、測定方法及び使用機器
実施例及び比較例等で使用した試験方法は以下の通りである。
【０２２２】
(1)リグニンの定量方法（クラーソン法）
ガラスファイバー濾紙（GA55）を110℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ、デシケータ内で放冷後、計量した。
【０２２３】
110℃で絶乾させた植物繊維の試料（約0.2g）を精秤し、50mL容チューブに入れた。これに72%濃硫酸3mL加え、内容物が均一になるように、ガラス棒で適宜押しつぶしながら、30℃の温水にチューブを入れて1時間保温した。次いで、チューブ内容物と蒸留水84gとを、三角フラスコに注ぎ込み混合した後、オートクレーブ中で、120℃で1時間反応させた。
【０２２４】
放冷後、内容物（植物繊維の試料）をガラスファイバー濾紙で濾過し、不溶物を濾取し、200mLの蒸留水で洗浄した。110℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ計量した。
【０２２５】
(2)植物繊維（パルプ）の糖成分の分析
ガラスファイバーろ紙（GA55）を110℃オーブンで恒量になるまで乾燥させ、デシケータ内で放冷後、計量した。
【０２２６】
110℃で絶乾させた植物繊維の試料（約0.2g）を精秤し、50mL容チューブに入れた。これに72%濃硫酸3mL加え、内容物が均一になるように、ガラス棒で適宜押しつぶしながら、30℃の温水にチューブを入れて1時間保温した。次いで、チューブ内容物と蒸留水84ｇとを加え、定量的に三角フラスコに注ぎ込み混合した後、混合物1.0mLを耐圧試験管に入れ、内部標準として0.2%イノシトール溶液100μL加えた。メスピペットを用いて72%濃硫酸（7.5μL）を加え、オートクレーブ中で、120℃で1時間反応させた。
【０２２７】
放冷後、反応液（植物繊維の試料）100μLを超純水で希釈し、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製イオンクロマトグラフ分析に供し、植物繊維の試料に含まれていた糖成分を分析した。
【０２２８】
(3)化学修飾植物繊維の化学修飾度（DS）の測定方法
（逆滴定方法によるDSの測定）
アシル化（エステル化）された植物繊維の試料のDS測定方法を、アセチル化された試料を例にとり以下に説明する。アセチル化以外でアシル化された植物繊維の試料のDS測定方法も同様である。
【０２２９】
秤量及び加水分解
試料を乾燥し，0.5g (A)を正確に秤量した。そこにエタノール75mL、0.5NのNaOH 50mL (0.025mol) (B)を加え、3〜4時間撹拌した。これを濾過、水洗、乾燥し、濾紙上の試料のFT-IR測定を行い、エステル結合のカルボニルに基づく吸収ピークが消失していること、つまりエステル結合が加水分解されていることを確認した。
【０２３０】
濾液を下記の逆滴定に用いた。
【０２３１】
逆滴定
濾液には加水分解の結果生じた酢酸ナトリウム塩及び過剰に加えられたNaOHが存在する。このNaOHの中和滴定を1NのHClを用いて行った（指示薬にはフェノールフタレインを使用）。
【０２３２】
・0.025mol (B)‐(中和に使用したHClのモル数) 
= セルロースなどの水酸基にエステル結合していたアセチル基のモル数(C)
・(セルロース繰り返しユニット分子量162
×セルロース繰り返しユニットのモル数(未知(D))
+(アセチル基の分子量43×(C))
＝秤量した試料0.5g(A)
によりセルロースの繰り返しユニットのモル数(D)が算出される。
【０２３３】
DSは、
・DS=(C)/(D)  
により算出される。
【０２３４】
赤外線(IR)吸収スペクトルによるDSの測定方法
エステル化セルロース／リグノセルロースのDSは、赤外線(IR)吸収スペクトルを測定することにより求めることもできる。
【０２３５】
セルロース／リグノセルロースがエステル化されると1733cm-1付近にエステルカルボニル(C=O)に由来する強い吸収帯が現れる。先ず、この吸収帯の強度(面積)を横軸に、上記のが逆滴定法で求めたDSの値を横軸にプロットした検量線を作成する。植物繊維の試料のDS値は、吸収帯の強度を測定し、この値と検量線から、試料のDSを求める。
【０２３６】
このようにしてDSを迅速かつ簡便に測定することができる。
【０２３７】
(4)繊維固形分の水分測定
赤外水分計（（株）ケット科学研究所製「FD-720」）を用いて測定した。
【０２３８】
(5)試験片の調整及び引張特性試験方法
ダンベル型の試験片は、粉状又はペレット状の被試験組成物を射出成形機（日精樹脂（株）製「NPX7-1F」）に投入し、加熱筒（シリンダー）の温度190℃（PA6を含むものは230℃）、金型温度は40℃の条件で、ダンベル型成形体を成形した（厚さ1mm、並行部長さ38mm）。
【０２３９】
このダンベル型の試験片について、万能試験機（インストロンジャパンカンパニイリミテッド製「インストロン3365型試験機」を用いて、試験速度10mm/分、標点間距離は25mmで、引張強度と自動ヤング率を測定した。
【０２４０】
本明細書では、「自動ヤング率」を、「引張弾性率」又は単に「弾性率」という。
【０２４１】
(6)繊維含有樹脂組成物中の繊維の解繊性測定
透過型電子顕微鏡（TEM)を用いて観察した。
【０２４２】
成形体中のアシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcylMF）の多くは、射出成形の際に成形方向（AcylMF含有樹脂組成物の流動方向）と同じ方向を向く。このため成形方向と同方向から観察すると、AcylMFの断面を観察することができる。下記の通り試料を作製し透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて観察して、繊維径や解繊度合いを評価した。
【０２４３】
射出成形品から一部を切り出し、流動方向から観察出来るようにエポキシ樹脂で包埋し、せん断領域を残してトリミングした。次いで、シールが出来る試薬瓶にトリミングした試料と四酸化ルテニウム（染色試薬）を入れ、密封した後、加温して染色固定した。次に、ウルトラミクロトーム（ライカ製UCT）にダイヤモンドナイフ（DIATOME製）を装着し、100nm厚みの超薄切片を作製し、電子顕微鏡（JEOL製JEM1400Plus）を用いて、加速電圧120Kvで観察した。
【０２４４】
染色により黒く染まったAcylMFの縦断面が観察出来、繊維径や解繊度合いが評価出来る。
【０２４５】
(7)マスターバッチ及び樹脂組成物の製造に使用した混練機と運転条件
（株）テクノベル製「KZW15TW-45MG」二軸混練機
スクリュー径：15mm、L/D：45、
せき止め構造：0個、処理速度：160g/時
上記混練機を用いて、混練物に応じて混練温度とスクリュー温度を変えて運転した。
【０２４６】
スクリュー回転数は、通常200rpm（周速度9,425mm/分）で運転した。
【０２４７】
高速回転の場合は、400rpm（周速度18,850mm/分）で運転した。
【０２４８】
混練温度は、使用した樹脂の種類に応じて調整した。
【０２４９】
マスターバッチに使用した樹脂
PA6の場合：混練温度は200〜220℃である
POM、PP及びPLAの場合：夫々170〜180℃である
PEの場合：140℃である。
【０２５０】
II.試料／試験材料とその調製法
(1)リファイナー処理済み植物繊維
(1-1)リファイナー処理済みの針葉樹由来漂白クラフトパルプ（NBKP）
NBKP（入手先：王子ホールディングス（株））のスラリー（パルプスラリー濃度3質量%の水懸濁液）をシングルディスクリファイナー（相川鉄工（株）製）に通液させ、カナディアンスタンダードフリーネス（CSF）値が50mLになるまで、繰返しリファイナー処理を行い、NBKPの解繊処理を行った。この解繊処理後のNBKPを以下の実施例で使用した。
【０２５１】
走査型電子顕微鏡（SEM）による繊維の観察：解繊処理後のNBKPでは、直径がサブミクロンオーダーの繊維も見られるが、直径は数10から数100μmの粗大な繊維径を有している植物繊維が散見された。
【０２５２】
成分組成分析結果（数値単位は質量%）：解繊処理後のNBKPでは、セルロース（84.3）、グルコマンナン（7.9）、キシラン（6.9）、アラビナン（0.5）、ガラクタン（0.3）、リグニン（0.1）であった。
【０２５３】
(1-2)リファイナー処理済み針葉樹由来未晒クラフトパルプ（NUKP）
製造ロットの相違により成分組成が若干異なる2種のNUKPを使用した。
【０２５４】
NUKP（入手先：日本製紙（株））のスラリー（パルプスラリー濃度3質量%の水懸濁液）をシングルディスクリファイナー（相川鉄工（株）製）に通液させ、カナディアンスタンダードフリーネス（CSF）値が50mLになるまで、繰返しリファイナー処理を行い、NUKPの解繊処理を行った。この解繊処理後のNUKPを以下の実施例で使用した。
【０２５５】
査型電子顕微鏡（SEM）による繊維の観察結果：解繊処理後のNUKPでは、直径がサブミクロンオーダーの繊維も見られるが、直径数十から数百μmの粗大な繊維径を有している繊維が多数観察された。
【０２５６】
NUKP(1)の成分組成分析結果（数値単位は質量%）：解繊処理後のNUKPでは、セルロース(83.6)、グルコマンナン(7.2)、 キシラン(6.5)、アラビノガラクタン(0.7)、リグニン(2.0)であった。
【０２５７】
NUKP(2)の成分組成分析結果（数値単位は質量%）：解繊処理後のNUKPでは、セルロース（85.9）、グルコマンナン(3.6)、 キシラン（6.9）、アラビノガラクタン(0.7)、リグニン(2.9)であった。
【０２５８】
(2)アシル化修飾植物繊維
上記のリファイナー処理済み植物繊維にアシル化処理を行った。
【０２５９】
アセチル化NUKP(2)（AcNUKP(2)）の調製
含水NUKP(2)（リファイナー処理済）8.6kg（固形分3.0kg）にN-メチルピロリドン（NMP）9.0kgを加え、3本ブレード型撹拌・混合機（（株）井上製作所製「トリミックスTX-50」）に投入した後、撹拌を開始し、60〜70℃で減圧脱水した。次いで、無水酢酸3.7kg及び炭酸カリウム0.5kgを加え、70℃で3時間反応させた。反応後、エタノール（EtOH）、水で順次洗浄し、更にEtOHによって溶媒置換を行い、EtOH含有のアセチル化修飾植物繊維（アセチル化修飾NUKP(2)：AcNUKP(2)と略記する）を得た。
【０２６０】
次いでEtOH含有のAcNUKP(2)アセチルを3本ブレード型撹拌・混合機に投入し、60〜70℃で減圧乾燥した。得られたAcNUKP(2)の含水率を、赤外水分計で測定した。含水率は、97.7重量%であった。
【０２６１】
AcNUKP(2)のアセチル基置換度（DS）は0.97であった。
【０２６２】
アセチル化NUKP(1)（AcNUKP(1)）の調製
アセチル化修飾NUKP(1)を、上記AcNUKP(2)の調製方法に準じて、調製した。
【０２６３】
AcNUKP(1)のアセチル基置換度（DS）は0.81であった。：DS
アセチル化NBKP（AcNBKP）の調製
上記AcNUKP(2)の調製方法に準じて、NUKPに対する無水酢酸及び炭酸カリウムの使用モル比を変えて、以下の置換度（DS）の異なるAcNBKPを調製した。
【０２６４】
反応条件を以下に示す。無水酢酸及び炭酸カリウムの使用量は、NBKPが全量セルロースで構成されているとして計算したセルロース繰り返し単位の水酸基のモル数に対するモル比（モル当量）で示した。
【０２６５】
【表１】
0006640623.tif 000004
【０２６６】
(3)化学修飾植物繊維（リグノパルプ）の溶解パラメータ
(SP、単位(cal/cm3)1/2)の計算
構成成分としてセルロース、ヘミセルロース（グルコマンナン、キシラン、アラビノガラクタンから構成される）及びリグニンからなるリグノパルプの置換度（DS）がdのアセチル体（即ち、DSがdのアセチルリグノセルロース）のSP値（Y）の求め方について、以下に説明する。
【０２６７】
SPcel（セルロースのSP値）は、文献値（実用ポリマーアロイ設計、井出文雄著、工業調査会  初版、1996年9月1日発行第19頁）を使用した。
【０２６８】
SPcelac3（セルローストリアセテートのSP値）は、SPcel（セルロースのSP値、文献値）とSPcelac2（セルロースジアセテートのSP値、文献値）とを用いて求めた。
【０２６９】
即ち、SPcel値（DS=0）、SPcelac2（DS＝2）の関係は、これらSP値を縦軸に、このときのDSを横軸にプロットした一次関数上にあるとして、一次関数を求め、DS=3のときの値をSPcelac3（セルローストリアセテートのSP値）として求めた。
【０２７０】
グルコマンナン（GlcMan）及びアラビノガラクタン（AraGal）中の、グルコース（Glc）、マンノース（Man）及びガラクトース（Gal）の夫々の繰り返し単位の化学式（-C6H10O5-）は同一なので、それらのSP値及びそれらのアセチル体のSP値は、上記のセルロースと同等とみなしてSP値計算に使用した。
【０２７１】
リグノパルプ中のリグニンはβ-O-4型リグニンのみからなると仮定した。これがアセチル化されるとアセチル化リグニンとなる。このリグニンの繰り返し単位には水酸基が2個含まれているのでリグニンのDSは最大で2となる。
【０２７２】
リグニンのSP値（SPlig）、及びリグニンジアセテートのSP値（SPligac2）は、Fedorsの方法（Robert F. Fedors、Polymer Engineering and Science, February,1974、vol.14, No.2, 147-154）に準じて計算した。
【０２７３】
キシランのSP値（SPxyl)、及びキシランジアセテートのSP値（SPxylac2）も上記同様にFedorsの方法に準じて計算した。
【０２７４】
なお、Fedorsの計算でキシラン及びリグニンの水酸基のΔei（蒸発エネルギー）、Δvi（モル体積）については、すべて2級水酸基の値を使用した。
【０２７５】
アラビノガラクタン（AraGal）のアラビナン（Ara）については、その繰り返し単位の化学式（-C5H8O4-）はキシラン（Xyl）と同一なのでキシラン（Xyl）と同様に扱った。
【０２７６】
逆滴定法により求めたDS値はリグノパルプに含まれるセルロースをベースとしているので、アセチル化リグノパルプのDSについては、逆滴定法により求めたDS値とリグノパルプの平均分子量（セルロース、ヘミセルロース及びリグニンの存在比（モル比）から計算）を勘案し計算して求めた。
【０２７７】
リグノパルプに含まれるセルロース、へミセルロース及びリグニンの各成分の重量分率をモル分率に換算し、無修飾リグノパルプ（LP-OH）のSP値（a）、全部の水酸基がアセチル化されたリグノパルプ（LP-OAC）のSP値（b）を求めた。
【０２７８】
そして、DSの値がdのアセチルリグノセルロースのSP値（Y）は、SP値（a）、SP値（Y）及びSP値（b）が直線関係にあるとみなし、SP値（a）及びSP値（b）及び全部の水酸基がアセチル化されたリグノパルプのDS（c）から以下の計算式を使用して求めた。
【０２７９】
Y=〔-(a-b)/c〕*d+a
（式中、a、b、c及びdは夫々以下の意味である。
【０２８０】
a：無修飾リグノパルプ(LP-OH)のSP値
=SPcel（セルロースのSP値）  *(Cel+Man+Gal)
+SPxyl（キシランのSP値）  *(Xyl+Ara)
+SPlig（リグニンのSP値）  *(lig)
b：全部の水酸基がアセチル化されたリグノパルプ(LP-OAC)のSP値
=SPcelac3（セルローストリアセテートのSP値）  *(Cel+Man+ Gal)
+SPxylac（キシランジアセテートのSP値）  *(Xyl+Ara)
+SPligac（リグニンジアセテートのSP値）  *(Lig)
c：(全部の水酸基がアセチル化されたリグノパルプのDS)
=3*(Cel+Man+Gal)+3*(Man)+2*(Xyl+Ara)+2*(Lig)
ここで、（Cel）、（Man）、（Gal）、（Xyl）、（Ara）及び（Lig）は、夫々、リグノパルプ中のセルロース、マンナン、ガラクタン、キシラン、アラビナン及びリグニンのモル分率を示す。
【０２８１】
d：（アセチル化度（滴定法で求めたDS値、dsと表記）の場合
のリグノセルロースのDS）
＝ds  *（リグノパルプ繰り返し単位の平均式量）
／（セルロース繰り返し単位の式量）
*は乗算（掛け算）の演算記号を示す。）
なお、リグニン含有率が1質量%未満のリグノセルロースはリグニンを無視しても（リグニン含有量を0として計算しても）、実質的に、特に問題はないことを、計算して確認した。
【０２８２】
また、セルロースとグルコマンナンの合計含有量が92質量%以上であり、リグニン含有量が0.5質量%以下のリグノセルロースのSP値とアセチル化リグノセルロースのSP値についても、このリグノセルロースの成分が全てセルロースのみから構成されているという仮定のもとに、前記文献に記載のセルロースのSP値及びセルロースジアセテートのSP値を使用して計算しても、実質上、特に、問題はないことを確かめた。
【０２８３】
(4)熱可塑性樹脂
以下の熱可塑性樹脂を購入し使用した。
【０２８４】
これら樹脂のSP値は、文献記載の値を用いた。文献でSP値が数値範囲で示されている場合は、この数値範囲の平均値をその樹脂のSP値として本願発明では使用した。例えば、ナイロン6（PA6）の文献SP値11.6〜12.7であるから、11.6と12.7との平均値12.2（小数点以下2桁で四捨五入）をPA6のSP値として使用した。
【０２８５】
【表２】
0006640623.tif 000005
【０２８６】
(5)相溶化剤
以下の相溶化剤を購入し使用した。
【０２８７】
無水マレイン酸変性ポリプロピレン（MAPP、東洋紡株式会社製）のSP値を示す。
【０２８８】
相溶化剤（MAPP）のSP計算方法
Fedorsの方法に準じてMAPPのSP値を求めた。具体的には以下の通りである。
【０２８９】
MAPPの構造を、無水マレイン酸部分（MA部分）、MAPPグラフト部分からMA部分を除いた残基部分（PP-MA部分と記す）及びポリプロピレン（PP）繰り返し単位（PP部分）とに分けて、夫々の部分の蒸発エネルギーにそのモル分率を乗じた値を加算してMAPPの蒸発エネルギー（ΔE）を求めた。
【０２９０】
MAPPのモル体積（ΔV)についても、MAPPの構造を、無水マレイン酸部（MA部分）、MAPPグラフト部からMA部を除いた残基部分（PP-MA部分）及びポリプロピレン（PP）繰り返し単位部分（PP部分）とに分けて、夫々の部分のモル体積にそのモル分率を乗じた値を加算して、MAPPのモル体積（ΔV）を求めた。
【０２９１】
そして、Fedors 法で求めたMAPPの計算値（SPmappcal）に補正係数（f）を乗じてMAPPのSP値（SPmapp）を求めた。
【０２９２】
これを、式で示すと以下の通りである。
【０２９３】
SPmapp=f*（ΔE／ΔV）0.5
f（補正係数）= (PPのSP文献値8.1)／（SPmappcal）
ΔE=fa*ΣΔema＋frec*ΣΔere＋fpp*ΣΔepp
ΔV=fa*ΣΔvma+frec*ΣΔvre＋fpp*ΣΔvpp
（式中、ΔEは、MAPPの蒸発エネルギー、ΔVはMAPPのモル体積を示す。
【０２９４】
fa、frec及びfppは、夫々、無水マレイン酸部分（MA部分）、MAPPグラフト部分からMA部分を除いた残基（PP-MA部分）、ポリプロピレン繰り返し単位部分(PP部分)のMAPP中のモル分率を示す。
【０２９５】
Δema、Δere、Δeppは、夫々、Fedorsの方法で求めた、無水マレイン酸部分（MA部分）、MAPPグラフト部分からMA部分を除いた残基部分（PP-MA部分）及びポリプロピレン繰り返し単位部分（PP部分）の蒸発エネルギーを示す。
【０２９６】
Δvma、Δvre、Δvppは、夫々、Fedorsの方法で求めた、無水マレイン酸部分（MA部分）、MAPPグラフト部分からMA部分を除いた残基（PP-MA部分）及びポリプロピレン（PP）繰り返し単位部分（PP部分）のモル体積を示す。
【０２９７】
*は乗算（掛け算）の演算記号を示す。）
【０２９８】
【表３】
0006640623.tif 000006
【０２９９】
III.実施例及び比較例
(1)アセチル化修飾植物繊維（AcNUKP）含有マスターバッチの製造と評価
(1-1)使用材料
SP値が、夫々異なる種々の材料を使用して、本発明のマスターバッチ、繊維強化樹脂組成物及び成形体を製造した。これらは、比較例においても使用した。
【０３００】
(a)アシル化修飾植物繊維（AcylCF）：AcNUKP(1)  (DS=0.81)
（アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcylMF）の原料）
(b)マスターバッチ用樹脂（SP値の単位は、(cal/cm3)1/2）
・PA6：SP=12.2
・PA12：SP=9.3
・POM：SP=11.1
・PLA(H100) ：SP=11.4
・PP(MA04A）：SP=8.1
(c)相溶化剤：MAPP(H1100P)、SP=8.28
(d)希釈用樹脂
・PP：PP（MA04A）、SP=8.1
(e)酸化防止剤：BASF製「Irganox 1010」
（単にIrganox1010と記載することもある）
(1-2)アセチル化修飾植物繊維（AcNUKP）含有マスターバッチの製造方法
以下、マスターバッチを「MB」と略記することもある。
【０３０１】
アセチル化修飾植物繊維（AcCF）（AcNUKP(1)、絶対乾燥物として25.3g）、マスターバッチ用樹脂（Pm）（PA6、PA12、POM又はPLAのいずれかを35.3g使用した）、相溶化剤（Com）（MAPP 9.4g）及び酸化防止剤（2.1g）を、ポリエチレン製の袋に入れ、振り交ぜて混合した。
【０３０２】
混合物中の各成分の割合（質量%）は、表4の通りである。
【０３０３】
得られた混合物72.1ｇ前述の二軸混練機（（株）テクノベル製「KZW15TW-45MG」）にて加熱温度下で混練し、（a）ミクロフィブリル化AcNUKP（AcMF）、（b）マスターバッチ用樹脂（Pm）（PA6、PA12、POM、PLAのいずれか）、（c）相溶化剤（Com）（MAPP）及び酸化防止剤を含むマスターバッチを製造した。
【０３０４】
混練温度は、前記「マスターバッチ及び樹脂組成物の製造に使用した混練機と運転条件」に記載の通りである。
【０３０５】
表4に本発明のマスターバッチの組成を後述の比較例の組成とともに記載した（1-a）。
【０３０６】
【表４】
0006640623.tif 000007
【０３０７】
(1-3)繊維強化樹脂組成物及び成形体（強度試験の試験片）の製造
得られたマスターバッチ60gと希釈用樹脂（Pd）（PP120g）と混合し、前記二軸押出機にて加熱温度下で混練し、次いで溶融混練物をペレタイザー（（株）テクノベル製）を用いてペレット化して、(a)ミクロフィブリル化AcNUKP（AcMF）、（b）マスターバッチ用樹脂（Pm）（PA6、PA12、POM、PLAのいずれか）、(c)相溶化剤（Com）（MAPP）及び酸化防止剤を含むペレット状の本発明の繊維強化樹脂組成物を得た。
【０３０８】
混練温度は、前記「マスターバッチ及び樹脂組成物の製造に使用した混練機と運転条件」に記載の通りである。
【０３０９】
このペレット状組成物150gを射出成形機（日精樹脂（株）製「NPX7-1F」）に投入し、ダンベル型の成形片（厚さ1mm、並行部長さ38mm）を得た。
【０３１０】
なお、マスターバッチ用樹脂にPA6を用いた場合のみ加熱筒（シリンダー）温度は230℃とし、その他樹脂を用いた場合は190℃とした。
【０３１１】
また、金型温度は40℃の条件下で成形を行った。
【０３１２】
表5に本発明の繊維強化樹脂組成物の組成を後述の比較例の組成とともに記載した（1-b）。
【０３１３】
表6に、本発明の成形体の強度特性を、マスターバッチ組成、繊維強化樹脂組成物の組成及び各組成物の溶解度パラメータ（SP値）と共に記載した。後述の比較例の成形体の組成と強度特性も併記した（1-c）。
【０３１４】
なお各表の修飾繊維含有%の欄において、「修飾基部」とあるのは、アシル化修飾繊維中に占めるアシル基部分の質量%を意味する。また、「繊維部」とあるのは、アシル化修飾繊維からアシル基部分を指し引いた部分のアシル化修飾繊維中に占める質量%を意味する。
【０３１５】
比較例のマスターバッチ、組成物、成形体の製造方法は、実施例のそれに準じて作製し、実施例と同様にして強度特性を測定した。
【０３１６】
【表５】
0006640623.tif 000008
【０３１７】
【表６】
0006640623.tif 000009
【０３１８】
(1-4)実施例と比較例の評価
いずれの実施例の成形体の強度特性は、比較例（PP単体）の強度に優れていた。
【０３１９】
比較例（試験番号KH-17）は、マスターバッチ樹脂としてPP（SP=8.1）を使用して成形体を作製し、SPが9以上のマスターバッチ用樹脂を使用した実施例（試験番号KH-19、KH-77、KH-99、KH-89）と比較するために作製されたものである。
【０３２０】
SPが9以上のマスターバッチ樹脂（Mb）を使用し、希釈用樹脂（Md）としてPP（SP=8.1）を使用して作製した本発明の成形体の引張弾性率は3.1〜3.5GPaの範囲の値を示したのに対し、比較例（試験番号KH-17、マスター用バッチ樹脂SP＝8.1）のそれは、2.6GPaであった。即ち、SPが9以上のマスターバッチ用樹脂（Pm）を使用すると、特に、弾性率の高い成形体が得られることを示している。
【０３２１】
引張強度については実施例では50〜54MPaの範囲の値を示したのに対し、比較例では48MPaであり、実施例の方が優れている。
【０３２２】
以上のことから、希釈用樹脂（Pd）の溶解度パラメータ値（SPpd）以上であって、その値が9以上のマスターバッチ用熱可塑性樹脂（Pm）を使用すると優れた強度特性の成形体が得られることが判明した。
【０３２３】
相溶化剤（Com）の効果については、実施例（試験番号KH-19）と、これに対する比較例〔試験番号KH-11、相溶化剤（Com）（MAPP）を含まない〕を比べると明らかである。
【０３２４】
実施例（試験番号KH-19）で作製された本発明の成形体の弾性率、引張強度が夫々3.1GPa、52MPaであるのに対し、比較例（試験番号KH-11）のそれは、夫々2.8GPa、35MPaであった。このことから、アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（ミクロフィブリル化AcNUKP）（AclMF）の溶解パラメータ（SPacylmf）の値以下のSP値（SPcom）を有する相溶化剤（Com）をマスターバッチに使用すると、優れた強度特性の成形体が得られることが明らかとなった。
【０３２５】
アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AclMF）の効果については、本発明の実施例のマスターバッチ（試験番号KH-19：アシル化修飾植物繊維（AcNUKP）及びPA6を含む組成物を溶融混練する方法で製造）から調製した本発明の成形体（試験番号KH-19）の強度特性と、比較例（KH-45：アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含まない）との強度特性を比較することで判断できる。
【０３２６】
本発明の成形体（試験番号KH-19）の強度特性と、比較例（KH-45）のそれを比較すると、本発明成形体（試験番号KH-19）の弾性率、引張強度が夫々3.1GPa、52MPaであるのに対し、比較例（試験番号KH-45）のそれは、夫々1.8GPa、16MPaであった。
【０３２７】
また、アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維の効果は、本発実施例のマスターバッチ（試験番号KH-89：アシル化修飾植物繊維（AcNUKP）及びPLAを含む組成物を溶融混練して製造）を使用して作製した本発明の成形体（試験番号KH-89）の強度特性と、比較例（試験番号PLAMF0：アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含まない）との強度特性を比較することによっても理解することができる。
【０３２８】
本発明の成形体（試験番号KH-89）の強度特性と、アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含まない比較例（試験番号PLAMF0）のそれを比較すると、前者の弾性率、引張強度が夫々3.5GPa、52MPaであるのに対し、比較例（試験番号PLAMF0）のそれは、夫々2.0GPa、39MPaであった。
【０３２９】
このことから、繊維強化成形体が優れた強度特性を有するには、アシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維を含有することが必要である。
【０３３０】
なお、マスターバッチの製造にはアシル化修飾植物繊維が使用されるが、これはマスターバッチの製造時にマスターバッチ用樹脂との混練中に、及び、マスターバッチを希釈用樹脂と溶融混練して本発明の繊維強化樹脂組成物を製造する際に混練中にミクロフィブリル化され、その結果、本発明のマスターバッチ、本発明の繊維強化樹脂組成物および本発明の繊維強化樹脂成形体中にはアシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維が含有されていることとなる。
【０３３１】
(2)アシル化修飾植物繊維のSP値が成形体の強度特性に及ぼす効果
前記の「本発明の繊維強化樹脂組成物と本発明の成形体（強度試験の試験片）の製造」の方法に準じて、種々のSP値を有するアシル化修飾（アセチル化修飾）ミクロフィブリル化繊維（AcylMF）を含有する、本発明(実施例)のマスターバッチと、未修飾植物繊維を含有する比較例のマスターバッチ（試験例KH-320。これは実施例KH-217に対する比較例である）を作製した。各マスターバッチの詳細な成分は表7に示す（2-a）。
【０３３２】
次いで、このマスターバッチを使用して表8に示す繊維強化樹脂組成物を作製し（2-b）、表9に示す成形体を作製して強度特性を測定した（2-c）。
【０３３３】
(*)表9のMB混練方法の説明
1段階法：繊維、マスターバッチ用樹脂、相溶化剤を一度で混練。
【０３３４】
2段階法：繊維、マスターバッチ用樹を混練した後に、相溶化剤を混練
高速回転：混練機のスクリュー回転数を400rpm(周速度18,850mm／分)に設定しで混練。
【０３３５】
記載のないものは200rpm(周速度9,425mm／分)で運転。
【０３３６】
【表７】
0006640623.tif 000010
【０３３７】
【表８】
0006640623.tif 000011
【０３３８】
【表９】
0006640623.tif 000012
【０３３９】
本発明のアシル化修飾（アセチル化修飾）ミクロフィブリル化繊維を含有するマスターバッチから作製された成形体は、優れた強度特性を示した。SP値が10になると、強度特性がやや下降する傾向がみられるので、SP値が10までの（アセチル化修飾の場合DSでは2.52）までのアシル化修飾植物繊維を使用するのが好ましい。
【０３４０】
アシル化修飾植物繊維を含有するマスターバッチを使用する効果は、実施例（試験番号KH-217）の成形体の強度特性と、この比較例のマスターバッチ（試験例KH-320。未修飾植物繊維を含有）から作製された成形体の強度特性を比較することで明白である。本発明の成形体の弾性率は、比較例のそれの約1.4倍である。
【０３４１】
本発明の試験番号KH-217は、マスターバッチの混練を2段階にすると成形体の強度特性が上昇することも示している。実施例KH-265 と比較して弾性率は約1.2倍である。
【０３４２】
また本発明の試験番号KH-313は、KH-217とは異なるPLAやMAPPを用いた場合も、同等の補強効果が得られることを示している。
【０３４３】
本発明の成形体中で、アシル化修飾植物繊維が、ミクロフィブリル化されていることを、試験番号KH-217の成形体（ダンベル型試験片、KH-217）を例として、説明する。
【０３４４】
複合体中のアシル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（AcylMF）の多くは、射出成形の際に成形方向と同じ方向に向く。このため成形方向と同方向から観察すると、AcylMFの断面を観察することができる。
【０３４５】
KH-217ダンベル型試験片（すなわちAcNUKP(2)とマスターバッチ用樹脂（PLA）との溶融混練で調製した本発明のマスターバッチを、希釈用樹脂（PP）で希釈し製造した本発明の成形体）を成形方向に対し垂直な面で切断し、断面を透過型電子顕微鏡（TEM）で観察した。その透過型電子顕微鏡（TEM）像を図1に示す。
【０３４６】
図1の中で黒く映っている部分がアセチル化修飾ミクロフィブリル化植物繊維（即ちミクロフィブリル化されたAcNUKP(2)）である。この図より、AcNUKP(2)が100nm〜数100nmまでに解繊されていることが理解できる。
【０３４７】
(3)マスターバッチ混練速度が成形体強度特性に及ぼす効果
前記実施例（試験番号KH-89）の希釈用樹脂PP（MA04A）をPP（MA4AHB）に変える以外は、実施例（試験番号KH-89）と同様にして本発明の成形体（試験番号KH-96）を製造した。
【０３４８】
一方、本発明のマスターバッチ（試験番号KH-96）の混練回転速度（200rpm、周速度9,425mm／分）を2倍（400rpm、周速度18,850mm／分）に変える以外は、試験番号KH-96と同様にして試験番号KH-97のマスターバッチを作製し、これから成形体を調製した。
【０３４９】
この結果、マスターバッチの製造時に混練機のスクリュー回転速度を高くし、希釈用樹脂にはメルトフローレート（MFR）の小さいものを用いることが、優れた強度特性を有する成形体を製造するために有利であることが分かった。なお、PP（MA04A）のMRFは40（g/10min）であり、PP MA4AHBのそれは5.9 （g/10min）である。
【０３５０】
【表１０】
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【０３５１】
(4)希釈用樹脂にPP以外の樹脂を用いた際の効果
前記実施例(試験番号KH-89)の希釈用樹脂PP（MA04A）をPE（J320）に変える以外は、実施例（試験番号KH-89）と同様にして本発明の成形体（試験番号KH-317）を製造した。
【０３５２】
本発明の成形体（試験番号KH-317）は、比較例であるPE単体に比べ、弾性率・強度ともに向上していることがわかる。これより、PP以外の希釈用樹脂を使用しても本発明のマスターバッチを使用することにより弾性率と強度が向上することがわかる。
【０３５３】
【表１１】
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【０３５４】
(5)複合体のマスターバッチ用樹脂含有率
前記実施例（KH-313）の修飾植物繊維とマスターバッチ用樹脂の比率を変える以外は、実施例（試験番号KH-313）と同様にしてマスターバッチを作製した。次いで、このマスターバッチに対して2段階の希釈混練をすることで本発明の成形体（試験番号KH-388）を作製した。2段階の希釈混練とは、マスターバッチと希釈用樹脂を高い繊維含有率（30%程度以上）で溶融混練した後、さらに希釈用樹脂を加えて繊維含有率10%程度の複合体を作製する混練方法である。
【０３５５】
修飾植物繊維とマスターバッチ用樹脂の比率を変えることで、希釈後の複合体において、同じ繊維含有率であってもマスターバッチ用樹脂の含有率が異なる複合体が得られる。前記実施例（KH-313）の複合体中のマスターバッチ用樹脂含有率が15.5%であるのに対し、実施例KH-388のマスターバッチ用樹脂含有率は3.9%である。両実施例の弾性率及び強度がほぼ同等であることから、複合体中のマスターバッチ用樹脂含有率が4%程度でも好ましい結果が得られることがわかる。
【０３５６】
比較例（試験番号KH-371）は、マスターバッチ用樹脂をPPに変える以外は、KH-388と同様にして作製した複合体である。実施例KH-388が弾性率4.1GPa, 強度69MPaであるのに対し、比較例KH-371は弾性率3.5GPa、強度65MPaであり、マスターバッチ用樹脂にSPが9以上の樹脂であるPLAを用いることの利点は明らかである。
【０３５７】
【表１２】
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【０３５８】
【表１３】
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【０３５９】
【表１４】
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【０３６０】
【表１５】
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【図１】
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