(57)【要約】【課題】  機械的強度が高く、燃焼残渣を生じさせない自動車構造部品の提供。【解決手段】  オレフィン系樹脂と竹繊維とを含有するオレフィン系樹脂組成物の成形体からなる自動車の構造部品であって、前記竹繊維が、機械的方法で細繊維化された、平均繊維長が400〜10,000μmで、平均繊維径が20〜500μmで、曲げ弾性率（ISO178）が20,000MPa以上のものであり、前記組成物が、回転羽根を有するミキサー中にオレフィン系樹脂と竹繊維を入れた状態で攪拌することにより、発生した摩擦熱によりミキサー内を昇温させ、オレフィン系樹脂を溶融させ、竹繊維にオレフィン系樹脂を付着させかつ分散させて得られたものであり、前記成形体の曲げ弾性率（ＭＰａ）（ISO178）と密度（g/cm３）との絶対比（比弾性率）が4000以上である自動車の構造部品。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィン系樹脂と竹繊維とを含有するオレフィン系樹脂組成物の成形体からなる自動車の構造部品であって、
前記竹繊維が、機械的方法で細繊維化された、平均繊維長が４００〜１０，０００μmで、平均繊維径が２０〜５００μmで、曲げ弾性率が２０，０００ＭＰａ以上のものであり、
前記組成物が、回転羽根を有するミキサー中にオレフィン系樹脂と竹繊維を入れた状態で攪拌することにより、発生した摩擦熱によりミキサー内を昇温させ、オレフィン系樹脂を溶融させ、竹繊維にオレフィン系樹脂を付着させかつ分散させて得られたものであり、
前記成形体の曲げ弾性率（ＭＰａ）（試験方法；ＩＳＯ１７８）と密度（ｇ／ｃｍ３）との絶対比（比弾性率）が４０００以上である自動車の構造部品。
【請求項２】
前記組成物中の竹繊維の含有量が、オレフィン系樹脂１００質量部に対して４０〜３００質量部である請求項１記載の自動車の構造部品。
【請求項３】
前記絶対比（比弾性率）が５０００以上のものである、請求項１又は２記載の自動車の構造部品。
【請求項４】
オレフィン系樹脂が、メルトフローレートが２ｇ／１０分以上のポリプロピレンである、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車の構造部品。
【請求項５】
オレフィン系樹脂が、メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上のポリプロピレンである、請求項１〜４のいずれかに記載の自動車の構造部品。
【請求項６】
自動車の構造部品が、ラジコンサポート、スペアタイヤパン、車体骨格、サイドドア、バックドア、バンパー、アウターパネルである、請求項１〜５のいずれかに記載の自動車の構造部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的強度が高く、車両解体後に燃焼処理した場合にも燃焼残渣を生じさせない自動車の構造部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体骨格（例えば、ラジコアサポート、スペアタイヤパン）やドア（サイド及びバックのドア）等の自動車の構造部品には、機械的強度が高いことと軽量であることが要求されており、合成樹脂製の構造部品が開発されている。
【０００３】
合成樹脂製の構造部品の場合、機械的強度を高めるためには金属繊維を配合することが考えられるが、近年では、車両解体後における処理作業性の観点から、できるだけ燃焼残渣が生じないことが要求されている。
【０００４】
このため、金属繊維に代えて有機繊維を配合した材料を用いることが考えられる。合成樹脂と有機繊維としての竹繊維を組み合わせた材料に関する先行技術として、特許文献１〜４が知られている。
【０００５】
特許文献１は、植物系材料とヒドロキシカルボン酸系樹脂からなる組成物の成形品。植物系材料は粉末が好ましい（実施例は木粉）とされている。特許文献２は、生分解性樹脂と竹繊維を含有する複合材料が開示されている。特許文献３には、補強繊維とプラスチックからなる成形体であり、補強繊維として、竹を苛性ソーダで処理した後、爆砕処理したものを用いることが開示されている。特許文献４には、圧延装置で粗砕し、反毛機で粗解繊した竹繊維と変性メラミン系樹脂からなる成形体が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１４３４３８号公報
【特許文献２】特開２０００−１６００３４号公報
【特許文献３】特許第３５８１８６９号公報
【特許文献４】特開平５−３１７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、軽量でかつ機械的強度が高く、更に車両の解体処理時において燃焼処理したときに燃焼残渣が生じない自動車の構造部品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、課題の解決手段として、
オレフィン系樹脂と竹繊維とを含有するオレフィン系樹脂組成物の成形体からなる自動車の構造部品であって、
前記竹繊維が、機械的方法で細繊維化された、平均繊維長が４００〜１０，０００μmで、平均繊維径が２０〜５００μmで、曲げ弾性率（実施例に記載の方法により測定される）が２０，０００ＭＰａ以上のものであり、
前記組成物が、回転羽根を有するミキサー中にオレフィン系樹脂と竹繊維を入れた状態で攪拌することにより、発生した摩擦熱によりミキサー内を昇温させ、オレフィン系樹脂を溶融させ、竹繊維にオレフィン系樹脂を付着させかつ分散させて得られたものであり、
前記成形体の曲げ弾性率（ＭＰａ）（試験方法；ＩＳＯ１７８）と密度（ｇ／ｃｍ３）との絶対比（比弾性率）が４０００以上である自動車の構造部品を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の自動車の構造部品は、軽量でかつ曲げ弾性率を初めとする機械的強度が高く、燃焼残渣も生じさせない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜オレフィン系樹脂組成物＞
本発明で用いるオレフィン系樹脂組成物は、オレフィン系樹脂、竹繊維及び必要に応じて配合される他の添加剤を含有するものである。
【００１０】
オレフィン系樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン等が好ましく、エチレンとポリプロピレンの共重合体、エチレン単位又はプロピレン単位を５０モル％以上含有する共重合体でもよい。オレフィン系樹脂としては、ポリプロピレンが特に好ましい。
【００１１】
オレフィン系樹脂は、組成物としての成形性を高める観点から、メルトフローレート（ＭＦＲ；温度２３０℃，荷重２．１６ｋｇ）が２ｇ／１０分以上のポリプロピレンが好ましく、１０ｇ／１０分以上のポリプロピレンがより好ましく、３０ｇ／１０分以上のポリプロピレンが更に好ましい。ＭＦＲの上限値は特に制限されず、公知の射出成形法等により成形が可能な範囲であればよい。
【００１２】
竹繊維は、圧延や粉砕、その他の公知の機械的手段により、粗解繊して得られた竹繊維又は前記竹繊維を更に細繊維化して得られた竹繊維が好ましく、本発明では、アルカリ、酸等の薬品や有機溶剤による化学的処理をしていないものが好ましい。
【００１３】
竹繊維の平均繊維長は、４００〜１０，０００μm、好ましくは４００〜３，０００μm、より好ましくは４００〜２，０００μmである。
【００１４】
竹繊維の平均繊維径は、２０〜５００μm、好ましくは３０〜５００μm、より好ましくは５０〜４００μmである。
【００１５】
平均繊維長と平均繊維径は、下記の方法により測定されるものである。
【００１６】
平均繊維長：竹繊維を配合した合成樹脂の母材の樹脂を有機溶剤等で溶解した後、除去し、竹繊維を回収し、乾燥後、繊維の長さを実体顕微鏡（Nikon SMZ-2T）にて観察・写真測定する。写真より、長さ平均繊維長を求め、それをもって平均繊維長とする。母材がポリプロピレン樹脂の場合は、竹繊維配合ポリプロピレン樹脂をO-ジクロロベンゼン中で加熱溶解した後（200℃×２４ｈｒ）、溶液をメタノールに分散させ樹脂分を除去する。濾過により竹繊維を回収し、乾燥後（60℃、２４ｈｒ）、繊維長さを測定する。
【００１７】
平均繊維径：繊維径については、原料として使用する竹繊維を実体顕微鏡で観察し、その繊維の太さとして観察される長さを測定し、それを繊維径とし、数平均繊維径を求め
それをもって平均繊維径とする。
【００１８】
竹繊維は、曲げ弾性率（実施例に記載の方法により測定される）が２０，０００ＭＰａ以上のものであり、好ましくは２２，０００ＭＰａ以上、より好ましくは２８，０００ＭＰａ以上のものである。
【００１９】
組成物中の竹繊維の含有量は、オレフィン系樹脂１００質量部に対して４０〜３００質量部であり、好ましくは４５〜２００質量部、より好ましくは５０〜１５０質量部である。
【００２０】
本発明で用いる組成物には、本発明の課題を解決できる範囲内にて、必要に応じて公知の樹脂用添加剤を配合することができる。添加剤としては、有機顔料、染料、分散剤、安定剤、可塑剤、改質剤、紫外線吸収剤又は光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、潤滑剤、離型剤、結晶促進剤、結晶核剤等を挙げることができる。また、燃焼残渣を生じさせない観点から、金属繊維や無機繊維は配合しないことが望ましいが、竹繊維以外の有機繊維として、麻繊維、綿繊維、木材繊維、ケナフ繊維、ヘンプ繊維、ジュート繊維、バナナ繊維、ココナツ繊維を少量配合してもよい。
【００２１】
＜オレフィン系樹脂組成物の製造方法＞
本発明で用いる組成物は、回転羽根を有するミキサーを用いて、オレフィン系樹脂、竹繊維及び必要に応じて添加剤を均一になるように攪拌・混合して得ることができるものであり、前記した回転羽根を有するミキサーを用いて製造した後、必要に応じて公知の一軸又は二軸押出機を用いてペレット化してもよい。よって、本発明で用いる組成物は、一般にポリマーアロイ等の製造に使用されているような、公知の一軸又は二軸押出機のみを用いて製造するものではない。
【００２２】
回転羽根を有するミキサーを用いた場合、オレフィン系樹脂、竹繊維及び必要に応じて添加剤を前記ミキサー中に添加した後、攪拌すると、発生した摩擦熱によりミキサー内が昇温し、オレフィン系樹脂が溶融され、竹繊維にオレフィン系樹脂が付着した組成物を得ることができる。
【００２３】
攪拌時の回転羽根の平均周速は１０〜１００ｍ／秒の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜９０ｍ／秒、更に好ましくは１０〜８０ｍ／秒である。
【００２４】
攪拌時には回転羽根を有するミキサーを加温することが好ましいが、その場合には、使用するオレフィン系樹脂の融点未満の温度で加温する。
【００２５】
回転羽根を有するミキサー（好ましくは加温手段を有しているもの）としては、三井鉱山（株）製ヘンシェルミキサー、ＦＭ２０Ｃ／Ｉ（容量２０Ｌ）や（株）カワタ製スーパーミキサー、ＳＭＶ−２０（容量２０Ｌ）等を用いることができる。
【００２６】
本発明で用いる組成物は、公知の押出機ではなく、回転羽根を有するミキサーを用いることで、攪拌しながら竹繊維にオレフィン系樹脂を融着させることができる。このため、公知の押出機のみを用い、オレフィン系樹脂の融点以上に加熱しながら、溶融したオレフィン系樹脂と竹繊維を混練する方法で組成物を製造した場合と比べると、最終製品（自動車の構造部品）の外観等の品質が優れている。
【００２７】
＜自動車の構造部品＞
本発明の自動車の構造部品は、公知の射出成形法等を適用して、上記したオレフィン系樹脂組成物を用いて所望形状に成形して得ることができる。
【００２８】
上記したオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体の曲げ弾性率（試験方法；ＩＳＯ１７８）は、４，０００ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは５０００ＭＰａ以上、更に好ましくは６０００ＭＰａ以上にすることができる。
【００２９】
上記したオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体の密度（g/cm３）は、１．００〜１．２０g/cm３が好ましく、より好ましくは１．００〜１．１５g/cm３、更に好ましくは１．００〜１．１０g/cm３である。
【００３０】
上記したオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体の曲げ弾性率（ＭＰａ）（試験方法；ＩＳＯ１７８）と密度（g/cm３）との絶対比（比弾性率）は、４０００以上であり、好ましくは５０００以上、より好ましくは６０００以上である。
【００３１】
また、上記したオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体には、竹繊維の配合量に応じた抗菌性や摺動性を付与することができるため、構造部品の種類に応じて、抗菌性や摺動性が発現できるようにすることができる。
【００３２】
本発明の自動車の構造部品としては、ラジコンサポート、スペアタイヤパン、車体骨格、サイドドア、バックドア、バンパー、アウターパネル等を挙げることができ、具体的には、ステアリングコラムカバー、ダッシュサイドフィニッシャー、インストルメントパネル、クラスターリッド、グローブボックス、サイドベント、ルーフフィニッシャー、ヒューズボックスリッド、ラゲージサイドフィニッシャー、ピラーガーニッシュ、シートベルトエスカッション、パッケージトレイ、ドアトリム、バッグドアフィニッシャー、サンバイザー、センターコンソール、ヘッドランプ、コンビランプ、フォグランプ、ルームランプ、マップランプ、ヒーターケース、クーラーケース、コンビメーター等を挙げることができる。
【実施例】
【００３３】
実施例１〜５及び比較例１〜３
ヒーターミキサー（上羽根：混練用タイプ、下羽根：高循環・高負荷用，ヒーター及び温度計付き，容量２０Ｌ，品名ヘンシェルミキサーＦＭ２０Ｃ／Ｉ，三井鉱山（株）製）を１４０℃に加温し、表１に示す割合の各成分を投入して、平均周速５０ｍ／秒で２０分間攪拌した。その後、低速攪拌（平均周速２０〜２５ｍ／秒程度）し、ミキサー内の温度が８０℃になった時点で攪拌を終了して、そのまま室温まで冷却して、粒状のオレフィン系樹脂組成物を得た。
【００３４】
比較例３
実施例１の組成物を用い、２軸押出機（東芝ＴＥＭ３５Ｂ）にて、押出シリンダー温度２００℃で成形押出を実施した。しかし、押出過程において樹脂が焼け、焼けた臭いがきつく、得られた成形品は外観不良（主として色調不良）となり、製品として不適であった。
【００３５】
表１に示した実施例及び比較例で用いた各成分の詳細は以下のとおりである。
・ＰＰ：ポリプロピレン，サンアロマー（株）製のＰＭＢ６０Ａ（ＭＦＲ７９g／10分）
・竹繊維−１：平均繊維径２５０μm
・竹繊維−２：平均繊維径１３０μm
・竹繊維−３：平均繊維径１３０μm
・ケナフ繊維：平均繊維径  ３０μｍ
・セルロース繊維：日本製紙（株）製のパルプＮＤＰ−Ｔ，平均繊維径約３０μm、平均繊維長さ約２ｍｍ，アスペクト比約７０，αセルロース含有量９０％
（竹繊維の曲げ弾性率の測定方法）
下記の試験方法にて曲げ強さを求め、曲げ強さ試験より得られた、荷重−変位線図とたわみの式、繊維の断面二次モーメントより、曲げ弾性率（ＭＰａ）を算出した。
【００３６】
曲げ強さ（ＭＰａ）：Instron社製  デジタル材料試験機  5867型を用いて、スパン間距離3mm、支点半径R0.4mm、クロスヘッド速度0.5mm/min、温度23℃で試験を行った。試験は各N=4行い、平均値を求めた。
【００３７】
実施例及び比較例の組成物から得た成形体を用い、各種測定を行った。結果を表１に示す。
（１）密度（g/cm３）：ＩＳＯ１１８３に準拠して測定した。
（２）曲げ弾性率（ＭＰａ）：ＩＳＯ１７８（２３℃）に準拠して測定した。
（３）引張強さ（ＭＰａ）：ＩＳＯ５２７に準拠して測定した。
（４）伸び率（％）：ＩＳＯ５２７に準拠して測定した。
（５）曲げ強さ（ＭＰａ）：ＩＳＯ１７８（２３℃）に準拠して測定した。
（６）シャルピー衝撃強さ（ｋＪ／ｍ２）：１７９／１ｅＡ（２３℃）に準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
（７）荷重たわみ温度（℃）：ＩＳＯ７５に準拠して、荷重１．８０ＭＰａ及び０．４５ＭＰａで測定した。
【００３８】
【表１】
2007321080.tif 000002
【００３９】
実施例１〜５の成形品は、外観が美しく、軽く、しかも機械的強度が高いため、軽量であることと、機械的強度が高いことの両方が要求される自動車部品として適していることが確認された。なお、実施例１〜５の曲げ弾性率試験で用いた成形体約３ｇを８００℃のオーブン中に５分間入れ、燃焼させたところ、燃焼残渣は全く見られなかった。