JP2009096875A - 熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】植物性材料と熱可塑性樹脂との比重差が大きくとも効率よく混合できる熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】本熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、植物性材料と熱可塑性樹脂とを含有し、これらの合計を１００質量％とした場合に植物性材料を５０〜９５質量％含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、植物性材料（ケナフコア）を蒸煮する蒸煮工程と、蒸煮された植物性材料を押し固めて植物性材料ペレットを得るペレット化工程と、植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂（ポリプロピレン及び／又はポリ乳酸）とを混練して熱可塑性樹脂組成物を得る混練工程と、をこの順に備える。本成形体の製造方法は、前記熱可塑性樹脂組成物を押出成形又は射出成形して成形体を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は熱可塑性樹脂組成物の製造方法及び成形体の製造方法に関する。更に詳しくは、植物性材料と熱可塑性樹脂とが含有された熱可塑性樹脂組成物の製造方法及びその熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体の製造方法に関する。

近年、ケナフ等の成長が早く、二酸化炭素吸収量が多い植物資源は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素の固定化等の観点から注目され、樹脂との複合材料やパルプ等としての用途が期待されている。樹脂と混合して利用する技術としては下記特許文献１及び２が知られている。

特開２００５−１０５２４５号公報 特開２０００−２１９８１２号公報

上記特許文献１及び特許文献２の技術は、いずれも熱可塑性樹脂に対して多量の植物性材料を混合できる点において優れている。しかし、上記特許文献１では、ケナフ繊維の含有量が５０質量％を超える場合に、樹脂組成物の流動性が著しく低下するので射出成形において、満足する製品形状や製品形態が得られない等の問題が発生することが示されている。一方、上記特許文献２では、樹脂にロジンや可塑剤を加えず、植物繊維のみを配合した場合には植物繊維が均一に分散され難く、樹脂と植物繊維の間の親和性が悪いことなどから、強度等に劣り、又品質の均一性にも欠け、実用性に乏しい材料しか得られないことが示されている。このように、樹脂に植物性材料を多量に混合しつつも、成形性及び機械的特性を両立させることは難しく、これらの特性を併せ有する材料が求められている。

更に、例えば、ケナフは、靭皮と称される外層部分と、コアと称される芯材部分とからなるが、このうち靭皮は、強靱な繊維を有するために利用価値が高いのに対して、コアはケナフ全体の６０体積％程をも占めるにも関わらず廃棄又は燃料化されることが多い。これは、コアが靭皮に比べて繊維長が短く且つ見掛け比重が小さく嵩高いために、取扱い性が悪く、樹脂との混練が難しいためである。このように、見掛け比重が小さく嵩高い各種植物性材料であっても樹脂と効率よく混合できる方法が求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、植物性材料比が５０質量％以上と多く含有させつつ、射出成形や押出成形等を行うことができる高い流動性と機械的特性とを併せ有する熱可塑性樹脂組成物が得られ、更に、植物性材料と熱可塑性樹脂との比重差（見掛け比重の差）が大きくとも効率よく混合できる熱可塑性樹脂組成物の製造方法、及びこの熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体の製造方法を提供することを目的とする。

即ち、本発明は以下に示す通りである。
（１）植物性材料と熱可塑性樹脂とを含有し、該植物性材料及び該熱可塑性樹脂の合計を１００質量％とした場合に該植物性材料を５０〜９５質量％含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
植物性材料を蒸煮する蒸煮工程と、
蒸煮された上記植物性材料を押し固めて植物性材料ペレットを得るペレット化工程と、
該植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して熱可塑性樹脂組成物を得る混練工程と、をこの順に備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
（２）上記植物性材料ペレットの見掛け比重をＢとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重をＣとした場合に、Ｂ／Ｃが０．５以上である上記（１）に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
（３）上記蒸煮工程における蒸気温度は１６０℃以上且つ２００℃未満である上記（１）又は（２）に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
（４）上記植物性材料は、ケナフコアである上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
（５）上記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン及び／又はポリ乳酸である上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
（６）上記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の製造方法により得られた熱可塑性樹脂組成物を押出成形又は射出成形して成形体を得ることを特徴とする成形体の製造方法。

本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、押し固めた植物性材料ペレットを用いるため、植物性材料の見掛け比重を熱可塑性樹脂と同等にでき、熱可塑性樹脂に対して５０〜９５質量％と高い割合で植物性材料を効率よく含有させることができる。更に、植物性材料は蒸煮されているために樹脂的性質が発現され、植物性材料を熱可塑性樹脂と共に混練でき、各材料が均質に分散された熱可塑性樹脂組成物が得られる。このため、得られる熱可塑性樹脂組成物は流動性に優れており、成形性に優れる。また、この熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体では優れた機械的特性を発現される。
植物性材料ペレットの見掛け比重をＢとし、熱可塑性樹脂の見掛け比重をＣとした場合に、Ｂ／Ｃが０．５以上である場合は、特に効率よく混練を行うことができる。即ち、より短時間の混練で熱可塑性樹脂組成物を均質化でき、生産性に優れている。また、より優れた流動性が得られ、成形性に優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
蒸煮工程における蒸気温度が１６０℃以上且つ２００℃未満である場合は、得られる熱可塑性樹脂組成物においてとりわけ優れた流動性が得られる。
植物性材料がケナフコアである場合、ケナフは成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できる。
熱可塑性樹脂がポリプロピレン及び／又はポリ乳酸である場合は、優れた環境特性を備える熱可塑性樹脂組成物が得られる。特に、ポリプロピレンにおいてはポリプロピレンが有する優れた低環境負荷性及び優れた軽量特性を、ポリ乳酸においてはポリ乳酸が有する生合成できる非石油系樹脂であるという特性を、各々活かしながら植物性材料との複合により高い機械的特性（強度など）を得ることができる。
本発明の成形体の製造方法によれば、植物性材料を多量に含有するにもかかわらず、優れた流動性を有する前記熱可塑性樹脂組成物を用いるために、この熱可塑性樹脂組成物を押出成形又は射出成形により成形できる。更に、これらの成形方法においても成形性に優れ、また、生産性に優れた成形を行うことができる。更に、得られる成形体においては、高い機械的特性が得られる。

以下、本発明について詳細に説明する。
［１］熱可塑性樹脂組成物の製造方法
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、植物性材料と熱可塑性樹脂とを含有し、該植物性材料及び該熱可塑性樹脂の合計を１００質量％とした場合に該植物性材料を５０〜９５質量％含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、植物性材料を蒸煮する蒸煮工程と、蒸煮された上記植物性材料を押し固めて植物性材料ペレットを得るペレット化工程と、該植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して熱可塑性樹脂組成物を得る混練工程と、をこの順に備えることを特徴とする。

上記「蒸煮工程」は、植物性材料を蒸煮する工程である。
上記「植物性材料」は、植物に由来する材料である。この植物性材料としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、各種針葉樹（スギ及びヒノキ等）、広葉樹及び綿花などの各種植物体から得られた植物性材料が挙げられる。この植物性材料は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。

また、上記植物性材料として用いる植物体の部位は特に限定されず、木質部、非木質部、葉部、茎部及び根部等の植物体を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよく２ヶ所以上の異なる部位を併用してもよい。
尚、本発明におけるケナフとは、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。学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等が含まれ、更に、通称名における紅麻、キュウバケナフ、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含まれる。
また、本発明におけるジュートとは、ジュート麻から得られる繊維である。このジュート麻には、黄麻（コウマ、Ｃｏｒｃｈｏｒｕｓ ｃａｐｓｕｌａｒｉｓ Ｌ．）、及び、綱麻（ツナソ）、シマツナソ並びにモロヘイヤ、を含む麻及びシナノキ科の植物を含むものとする。

本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、上記植物性材料のなかでも、見掛け比重（以下、単に「比重」ともいう）が小さく、熱可塑性樹脂との比重差が大きい植物性材料を用いる（植物性材料の一部であってもよく、全量であってもよい）場合に特に効率的である。即ち、例えば、植物性材料（蒸煮前の植物性材料）の比重をＡとし、熱可塑性樹脂の比重をＣとした場合に、Ａ／Ｃが０．４以下（通常０．０５以上、更には０．０５〜０．４、より更に０．０５〜０．３、特に０．０７〜０．３、より特に０．０７〜０．２５）である植物性材料、及び植物性材料と熱可塑性樹脂との組合せに効果的である。また、上記比重Ａの範囲は特に限定されないが、０．５以下（通常０．０５以上、更には０．０５〜０．４、特に０．０６〜０．３、とりわけ０．０７〜０．２５）である。更に、上記比重Ｃの範囲は特に限定されないが、０．８以上（通常１．８以下、更には０．８〜１．６、特に０．８５〜１．３）である。
尚、発明にいう見掛け比重は、ＪＩＳ Ｚ８８０７の固体比重測定方法に準じて測定された比重値であり、植物性材料及び植物性材料ペレット（いずれも平衡水分率１０％における）体積からの測定方法に準じ、熱可塑性樹脂は液中ひょう量方法に準じる。

上記比重が小さい植物性材料としては、各種植物の木質部及び竹等が挙げられる。即ち、例えば、ケナフのコア（ケナフの木質部）、各種針葉樹の木質部、各種広葉樹の木質部、及び竹等が挙げられる。これらのなかでもケナフコアが特に好ましい。ケナフコアは、見掛け比重が特に小さく（例えば、０．１〜０．３）、熱可塑性樹脂組成物との比重差が大きくなる。また、比重が小さい植物性材料を熱可塑性樹脂組成物全体に対して５０質量％以上配合するには、熱可塑性樹脂よりも大きい体積量の植物性材料を配合する必要があり、とりわけ混合が困難である。即ち、植物性材料を混練機などに数度に分けて投入し、その都度、混練を繰り返すこととなり、熱可塑性樹脂組成物を製造するのに時間と手間を要する。これに対して、方法によればこのような問題が解消される。従って、本方法による熱可塑性樹脂との比重差が大きい植物性材料の混合し易さに優れているという効果を特に効果的に得ることができる。

本方法で用いる植物性材料の形状は特に限定されず、チップ状（板状及び薄片状等を含む）、粉末状（粒状及び球状等を含む）、繊維状及び不定形状（粉砕物状等を含む）などの形態が挙げられる。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。
更に、用いる植物性材料（蒸煮前の植物性材料）の大きさは特に限定されず、蒸煮した後に押し固めることができる大きさであればよいが、例えば、最大長さ（粒状である場合には最大粒径）は２０ｍｍ以下（通常０．１ｍｍ以上、更には０．３〜１５ｍｍ、より更には０．３〜２０ｍｍ、特に０．５〜１０ｍｍ）とすることができる。

上記「蒸煮」とは、植物性材料と蒸気とを接触させることを意味する。通常、植物性材料を蒸気に曝すことで蒸煮を行う。この蒸煮により植物性材料は、蒸煮前の植物性材料に比べて樹脂的な性質を帯びることとなるものと考えられる。即ち、植物性材料は蒸煮により変性される。これにより、蒸煮前に比べて植物性材料は押し固め易くなる。また、熱可塑性樹脂組成物に含有させた際には優れた流動性が発現されるものと考えられる。更に、熱可塑性樹脂組成物内に５０〜９５質量％と多量に植物性材料を含有させても成形するのに十分な流動性が維持される。この蒸煮（蒸気処理）による植物性材料の変質の理由は定かではないが、植物性材料内のヘミセルロース及びリグニン等の高分子成分が低分子化されて、系外へ溶出（又は融出）し易くなるものと考えられる。

蒸煮を行う際の蒸煮条件は特に限定されないが、蒸気温度は１５０℃以上であることが好ましい。蒸気温度を１５０℃以上とすることで、植物性材料の含有割合が高くとも十分な流動性を有する熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。更に、この蒸気温度は２５０℃以下とすることが好ましい。蒸気温度を２５０℃以下とすることで植物性材料が脆くなる（更には炭化する）ことを抑制でき、本方法による熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体において高い機械的特性（特に高い曲げ弾性率）を得ることができる。この蒸気温度は１５０℃以上且つ２２０℃以下とすることがより好ましく、１６０℃以上且つ２００℃未満とすることが更に好ましく、１７０℃以上且つ１９５℃以下とすることが特に好ましく、１７５℃以上且つ１８５℃以下とすることがとりわけ好ましい。

また、蒸煮時間も特に限定されないが５分以上とすることが好ましい。５分以上とすることにより、十分に蒸煮を行うことができ、優れた流動性を有する熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。更に、この蒸煮時間は６０分以下とすることが好ましい。蒸煮時間を６０分以下とすることで植物性材料が脆くなることを抑制でき、本方法による熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体において高い曲げ弾性率を得ることができる。この蒸煮時間は５〜５０分とすることがより好ましく、１０〜４５分とすることが更に好ましく、１５〜４０分とすることが特に好ましい。
尚、蒸煮は、通常、容器内で行われるため、植物性材料は加圧下で蒸気に曝されることとなる。圧力条件等は特に限定されないが、常圧（例えば、０．１０１３ＭＰａ）を超える圧力であり、１０ＭＰａ以下（好ましくは７ＭＰａ以下、より好ましくは５ＭＰａ以下、更に好ましくは３ＭＰａ以下）とすることができる。

上記「ペレット化工程」は、蒸煮された植物性材料を押し固めて植物性材料ペレットを得る工程である。蒸煮していない植物性材料をペレット化しようとすると、平衡水分率の状態では固形化することが困難であり、通常、水分を適度に付与して成形することとなる。これに対して、本発明におけるように蒸煮を行った植物性材料では、植物性材料が樹脂的な性質を帯びるために容易に押し固めて成形することができる。更に、植物性材料と熱可塑性樹脂との比重差を小さくする目的においては、バインダ等の各種固形化補助剤を用いてペレット化することもできる。しかし、バインダ等を用いて固形化すると、ペレットが十分に崩壊されずに熱可塑性樹脂内に分散され、植物性材料と熱可塑性樹脂との相互の分散を十分に得ることができなかったり、バインダ材料と熱可塑性樹脂との相性が問題となったりする。これに対して、蒸煮した植物性材料を押し固めたペレットでは、これらの問題を生じることがない。即ち、植物性材料以外の材料を全く含まないか又はほとんど含まないペレットが得られる。このため、熱可塑性樹脂との混練により容易に崩壊させて分散させることができ、また、バインダ材料との相性の問題を起きない。従って、植物性材料と熱可塑性樹脂とが相互に均質に分散された熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。

このペレット化工程はどのようにして行ってもよく、通常、種々の圧縮成形方法を用いることができる。圧縮成形方法としては、ローラー式成形方法及びエクストルーダ式成形方法などが挙げられる。ローラー式成形方法は、ローラー式成形機を用いる方法であり、ダイに接して回転されるローラーにより植物性材料がダイス内に圧入された後、ダイスから押し出されて成形される。ローラー式成形機には、ダイの形状が異なるディスクダイ式（ローラーディスクダイ式成形機）とリングダイ式（ローラーリングダイ式成形機）が挙げられる。一方、エクストルーダ式成形方法は、エクストルーダ式成形機を用いる方法であり、スクリューオーガの回転により植物性材料がダイス内に圧入された後、ダイスから押し出されて成形される。これらの圧縮成形方法のなかでは、特にローラーディスクダイ式成形方法を用いる方法が好ましい。この圧縮成形方法で用いられるローラーディスクダイ式成形機は圧縮効率が高く、本方法における蒸煮された植物性材料の圧縮成形に特に好適である。

更に、本方法では下記特定のローラーディスクダイ式成形機２（図２及び主要部を図３に例示）を用いてペレット化することが特に好ましい。即ち、複数の貫通孔２１１が穿設されたディスクダイ２１と、該ディスクダイ２１上で転動されて該貫通孔２１１内に蒸煮された植物性材料を押し込むプレスローラ２２と、該プレスローラ２２を駆動する主回転軸２３と、を備え、上記ディスクダイ２１は、上記貫通孔２１１と同方向に貫通された主回転軸挿通孔２１２を有し、上記主回転軸２３は、上記主回転軸挿通孔２１２に挿通され且つ該主回転軸２３に垂直に設けられたプレスローラ固定軸２４を有し、上記プレスローラ２２は、上記プレスローラ固定軸２４に回転可能に軸支されて上記主回転軸２３の回転に伴って上記ディスクダイ２１表面で転動されるローラーディスクダイ式成形部２０を有するローラーディスクダイ式成形機（ペレット化装置）２である。
このローラーディスクダイ式成形機２では、上記構成に加えて更に、上記プレスローラ２２は表面に凹凸２２１を備えるものであることが好ましい。また、主回転軸２３の回転に伴って回転される切断用ブレード２５を備えることが好ましい。

上記ローラーディスクダイ式成形機２では、例えば、図３においては、主回転軸２３の上方から投入された蒸煮された植物性材料をプレスローラ２２が備える表面凹凸２２１が捉えて貫通孔２１１内に押し込み、ディスクダイ２１の裏面側から押し出される。押し出された紐状の蒸煮された植物性材料は、切断用ブレード２５により適宜の長さに切断されてペレット化され、下方に落下されて植物性材料ペレットとして回収される。

ペレット化工程における上記押し固めの程度（圧縮度合）は特に限定されないものの、得られる植物性材料ペレットの見掛け比重をＢとし、熱可塑性樹脂の見掛け比重をＣとした場合に、Ｂ／Ｃが０．５以上（通常１．５以下、より好ましくは０．６〜１．４、更に好ましくは０．７〜１．３、特に好ましくは０．８〜１．２）となるように押し固めることが好ましい。Ｂ／Ｃが０．５以上であれば、混練機への投入効率がよく高い生産効率を得ることができる。また、植物性材料の優れた分散性及び得られる熱可塑性樹脂組成物の優れた流動性が得られる。更に、植物性材料ペレット自体の見掛け比重Ｂは特に限定されないが０．５〜１．３が好ましく、０．６〜１．３がより好ましく、０．７〜１．２５が更に好ましく、０．８〜１．２が特に好ましい。

上記「植物性材料ペレット」は、蒸煮された植物性材料がペレット化工程で押し固められたものである。即ち、蒸煮された植物性材料の成形体である。この植物性材料ペレットの形状は特に限定されず、粒状であってもよく、粉末状であってもよく、その他の形態であってもよい。これらのなかでは取扱い性の観点から粒状であることが好ましい。また、粒状における各粒の形状も限定されず、例えば、柱形状（円柱形状、角柱形状）、ブロック形状（立方体形状、直方体形状）、球形状、及び不定形状等が挙げられる。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。
また、植物性材料ペレットの大きさも特に限定されず、比重比Ｂ／Ｃが前述の範囲となることが好ましいが、例えば、最大長さは１ｍｍ以上（通常２０ｍｍ以下）とすることが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましく、２〜７ｍｍが特に好ましい。

上記「混練工程」は、植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して熱可塑性樹脂組成物を得る工程である。
上記「熱可塑性樹脂」は、特に限定されず種々のものを用いることができる。例えば、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン等）、ポリエステル樹脂｛（ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル樹脂）、（ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエチレン樹脂）｝、ポリスチレン、ポリアクリル樹脂（メタアクリレート、アクリレート等）、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。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。
これらのなかでは、ポリオレフィン及びポリエステル樹脂のうちの少なくとも一方であることが好ましい。また、上記ポリオレフィンのなかではポリプロピレンがより好ましい。

一方、ポリエステル樹脂のなかでは、生分解性を有するポリエステル樹脂（以下、単に「生分解性樹脂」ともいう）が好ましい。生分解性樹脂としては、（１）乳酸、リンゴ酸、グルコース酸及び３−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体、並びに、これらのヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種を用いた共重合体、などのヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル、（２）ポリカプロラクトン、及び、上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種とカプロラクトンとの共重合体、などのカプロラクトン系脂肪族ポリエステル、（３）ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート及びポリブチレンアジペート、などの二塩基酸ポリエステル、等が挙げられる。
これらのなかでは、ポリ乳酸、乳酸と乳酸を除く他の上記ヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリカプロラクトン、及び上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種とカプロラクトンとの共重合体が好ましく、特にポリ乳酸が好ましい。
これらの生分解性樹脂は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
尚、上記乳酸にはＬ−乳酸及びＤ−乳酸を含むものとし、これらの乳酸は単独で用いてもよく、併用してもよい。
また、混練工程で用いる熱可塑性樹脂の形態は特に限定されないが、通常、ペレット（即ち、熱可塑性樹脂ペレット）である。このペレットの形態及び形状については前記植物性材料ペレットにおけるペレットの説明をそのまま適用できる。

上記「混練」は、植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して植物性複合材料を得る工程である。この混練工程における混練方法は特に限定されない。この工程は、各種混練機、及び混練作用を有する機器、を用いて行うことができる。即ち、例えば、押出機（一軸スクリュー押出機及び二軸混練押出機等）、ニーダー及びミキサー（高速流動式ミキサー、バドルミキサー、リボンミキサー等）、撹拌機（ＷＯ２００４−０７６０４４号に示された撹拌機）等を用いることができる。これらの装置は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。また、２種以上を用いる場合には連続的に運転してもよく、回分的に（バッチ式で）運転してもよい。更に、上記植物性材料ペレット及び熱可塑性樹脂は一括して混練してもよく、いずれか一方を複数回に分けて投入して分割混練してもよい。

この混練工程における混練条件は特に限定されず、用いる熱可塑性樹脂の種類により適宜の条件とすればよい。例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン及び／又はポリ乳酸を用いる場合、混練開始温度は１７０℃以上（より好ましくは１８０〜２００℃、通常２３０℃以下）とすることが好ましい。
尚、当然であるが、上記混練を行う前には、植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂ペレット）とを予め混合（ドライブレンド）しておくことができる。

この混練工程で混練する植物性材料（植物性材料ペレット）と熱可塑性樹脂との量比は、得られる熱可塑性樹脂組成物内において植物性材料の割合が５０〜９５質量％となるものであればよい。この量比は、植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂との合計を１００質量％とした場合に、植物性材料ペレットは５０〜９０質量％が好ましく、５０〜８５質量％がより好ましく、５０〜８０質量％がより好ましい。更に、５０〜７５質量％（より特に好ましくは５０〜７０質量％、更に好ましくは５５〜７０質量％、とりわけ好ましくは５５〜６５質量％）が特に好ましい。この範囲では得られる熱可塑性樹脂組成物で優れた流動性が得られ、また、この熱可塑性樹脂組成物を用いた成形体では優れた機械的特性（特に優れた曲げ弾性率）が得られる。
尚、この量比は、通常、得られる熱可塑性樹脂組成物における植物性材料と熱可塑性樹脂との量比と一致する。

本方法では、上記植物性材料及び上記熱可塑性樹脂以外にも他の成分を配合できる。他の成分としては、熱可塑性樹脂として前記ポリエステル樹脂を用いる場合のカルボジイミド化合物が挙げられる。カルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩などが挙げられる。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。
カルボジイミドの使用量は特に限定されないが、用いる前記ポリエステル樹脂（特にポリ乳酸）の全体を１００質量部とした場合に０．１〜５質量部（より好ましくは０．１〜２質量部、特に好ましくは０．５〜１．０質量部）が好ましい。この範囲では、カルボジイミド化合物を用いたことによるポリエステル樹脂（生分解性樹脂）の加水分解抑制作用をより効果的に得ることができる。
その他、更に、各種帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤等も配合できる。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。

本方法により得られる熱可塑性樹脂組成物は、植物性材料と熱可塑性樹脂とを含有し、植物性材料及び熱可塑性樹脂の合計を１００質量％とした場合に植物性材料が５０〜９５質量％であり、且つ植物性材料の少なくとも一部が蒸煮されていることを特徴とする。
更に、この熱可塑性樹脂組成物は、蒸煮された植物性材料（以下、単に「蒸煮後植物性材料」ともいう）を植物性材料全体１００質量％に対して２０質量％以上（より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上、１００質量％であってもよい）含有する。２０質量％以上の蒸煮後植物性材料が含有されることで、蒸煮後植物性材料が含まれることによる効果を十分に得ることができる。

［２］成形体の製造方法
本発明の成形体の製造方法は、前記本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法により得られた熱可塑性樹脂組成物を押出成形又は射出成形して成形体を得ることを特徴とする。
即ち、本成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂組成物を押出成形又は射出成形して成形体を得る成型工程を備える。
上記熱可塑性樹脂組成物は、前述のように蒸煮した植物性材料を含有するために、優れた流動性を有する。このため、成形時の計量時間（射出成形機における計量時間等）、及び射出時間などを短縮できる結果、成形サイクルが短縮されて、成形効率を向上させることができる。

この成形（成型工程）は、前記方法にける混練工程から引き続いて連続的に行ってもよく、混練工程を終えた後に、再度、熱可塑性樹脂組成物を成形できる性状に加熱・加熱混練してから成形を行ってもよい。

上記「押出成形」としては、ペレットを成形するペレット化工程が挙げられる。押出成形によりペレットを成形する場合、前記混練工程から引き続いて連続的に行うことが好ましい。また、その他の押出成形としては、棒状成形体を得る場合にも押出成形を用いることができる。
上記「射出成形」は、通常、各種利用形状を付与するための成形である。この工程は、前記混練工程から引き続いて連続的に行うことが好ましい。
これらの押出成形及び射出成形における各種成形条件及び使用する装置等は特に限定されず、目的とする成形体及び性状、使用されている熱可塑性樹脂の種類等により適宜のものとすることが好ましい。

また、本発明の成形体の製造方法では、混練して得られた熱可塑性樹脂組成物を冷却した後に破砕機等を用いてチップ化し、このチップを押出成形機又は射出成形機に投入して成形を行うことができる。また、前記混練工程で植物性材料が含有された熱可塑性樹脂組成物をペレットとして成形して得られた場合には、このペレットを成形機に投入して成形を行うことができる。更に、混練して得られた熱可塑性樹脂組成物を、本発明の方法による押出成形に供してペレット化し、このペレットを用いて射出成形を行うこともできる。

本発明の製造方法により得られる成形体の形状、大きさ及び厚さ等は特に限定されない。また、その用途も特に限定されない。この成形体は、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として用いられる。このうち自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等が挙げられる。具体的には、ドア基材、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、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材が挙げられる。即ち、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等が挙げられる。

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
［１］実施例１〜７の熱可塑性樹脂組成物の製造
ケナフコア（平均粒径５ｍｍ、見掛け比重０．１６）を蒸煮装置１｛高温高圧湿熱処理装置（株式会社日阪製作所製、型式「ＨＴＳ−５０／３５０」）、（以下、図２参照）｝の耐圧釜１２に投入し、ボイラー１１から表１に示す各温度の蒸気を送り込み、３０分間蒸気処理して蒸煮ケナフコア４を得た（蒸煮工程）。得られた蒸煮ケナフコア４は、バキューム装置を用いて真空引きして耐圧釜１２内で水分率を１０％以下にまで低下させた（水分除去工程）後、耐圧釜１２から取り出した。

次いで、蒸煮ケナフコア４をペレット製造機２（ローラーディスクダイ式成形機、株式会社菊川鉄工所製、形式「ＫＰ２８０」、ダイ径４．２ｍｍ）を用い（フィーダー周波数２０Ｈｚ）、直径約４ｍｍ且つ長さ約５ｍｍである円柱状の蒸煮ケナフコアペレット５を得た。得られた蒸煮ケナフコアペレット５の見掛け比重（平衡水分率１０％）は約１．１であった。

その後、蒸煮ケナフコアペレット５と、表１に示すポリプロピレン（ＰＰ）又はポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）のうちのいずれかのペレット６と、を表１に示す質量比で混合した混合物を、二軸押出し機３（プラスチック工学研究所製、φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４２）に投入し、シリンダー温度を１８０℃にて溶融混合して、蒸煮ケナフコアと、ポリプロピレン樹脂又はポリ乳酸樹脂と、が混合された熱可塑性樹脂（複合材料）をペレットとして得た。その後、得られた熱可塑性樹脂（複合材料）ペレットは、オーブンを用いて１００℃で２４時間乾燥させた。
尚、上記ポリプロピレン樹脂ペレットとして、日本ポリプロ株式会社製、品名「ノバテック ＢＣ０６Ｃ」（平均粒径３．０ｍｍ、見掛け比重０．９）を用いた。また、上記ポリ乳酸樹脂ペレットとして、トヨタ自動車株式会社製、品名「Ｕ’ｚ Ｓ−１７」、（平均粒径４ｍｍ、見掛け比重１．２６）を用いた。

［２］比較例１〜２の熱可塑性樹脂組成物の製造
蒸気処理を行わないこと以外は、前記実施例［１］と同様にして熱可塑性樹脂（複合材料）ペレット（比較例１）を得た。更に、蒸気処理を行わず且つポリプロピレンに換えてポリ乳酸を用いた以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂（複合材料）ペレット（比較例２）を得た。

［３］熱可塑性樹脂組成物の成形
上記［１］及び［２］で得られた実施例１〜７及び比較例１〜２の熱可塑性樹脂ペレットを、射出形成機（住友重機械工業株式会社製、形式「ＳＥ１００ＤＵ」）を用いて、シリンダー温度１９０℃且つ型温度４０℃にて試験片を射出成形した。また、この成形を行う際の射出形成機における射出圧力（射出充填圧）を計測し、表１に併記した。

［４］熱可塑性樹脂組成物の特性評価
上記［３］で得られた実施例１〜７及び比較例１〜２の各成形体の曲げ弾性率を測定した。この測定に際しては、厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの長方形板状の試験片を用いた。更に、各試験片を支点間距離（Ｌ）６４ｍｍとした２つの支点（曲率半径５ｍｍ）で支持しつつ、支点間中心に配置した作用点（曲率半径５ｍｍ）から速度２ｍｍ／分にて荷重の負荷を行って、各試験片の曲げ弾性率をＪＩＳ Ｋ７１７１に従って測定した。その結果を表１に示した。
更に、植物性材料の蒸煮温度と、上記［３］による成形体を得るための射出圧力及び上記［４］による成形体の曲げ弾性率との相関をグラフにして図１に示した。

［５］実施例の効果
比較例１及び実施例１〜４は、いずれも植物性材料６０質量％且つポリプロピレン４０質量％を含有する熱可塑性樹脂組成物である。しかし、射出圧力は、比較例１が１０４ＭＰａであるのに対して、実施例１〜４は８２〜９８ＭＰａと低下していることが分かる（図１参照）。これは、蒸煮された植物性材料を含有させたために得られた効果と考えられる。同様に、比較例２と実施例６とを比較しても同じ効果が認められる。即ち、比較例２では射出圧力が２００ＭＰａであるのが実施例６では１２０Ｍｐａと４０％と大幅に減少されている。
更に、比較例１と実施例５とを比較すると、同じ射出圧力であっても実施例５では植物性材料の含有量を多くできることが分かる。また、比較例２と実施例７とを比較すると、熱可塑性樹脂としてポリ乳酸を用いた場合には、植物性材料の含有量を７０質量％と多くしてもなお、比較例２よりも小さい射出圧力で成形できることが分かる。
これらのことから、蒸煮した植物性材料を含有させた熱可塑性樹脂組成物では優れた成形特性が得られることが分かる。

更に、比較例１と実施例１〜４とを比較すると、比較例１の曲げ弾性率は４．９ＧＰａである。これに対して、実施例１〜４では蒸煮した植物性材料を用いているものの、曲げ弾性率が４．７〜５．０ＧＰａと同等の値であり、蒸煮した植物性材料を用いたことによる機械的特性の低下がほとんど認められないことが分かる。同様に、比較例２と実施例６とを比較すると同等の機械的特性が得られていることが分かる。
また、実施例１〜４を各々比べると、蒸煮工程における蒸気温度が高いほど低い射出圧力となることが分かる。即ち、得られる熱可塑性樹脂組成物の流動性が向上されることが分かる。また、得られる曲げ弾性率は蒸気温度が１８０℃において最大となる特徴的なピークを有していることが分かる（図１参照）。

本発明の天然繊維成形体の製造方法は、自動車関連分野及び建築関連分野などにおいて広く利用される。特に自動車、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に好適であり、なかでも自動車用品としては、自動車用内装材、自動車用インストルメントパネル、自動車用外装材等に好適である。具体的には、ドア基材、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、アームレストの芯材、自動車用ドアトリム、シート構造材、コンソールボックス、自動車用ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー及びカウリング等が挙げられる。更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材にも好適である。具体的には、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材等が挙げられる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等としても好適である。

蒸煮温度と成形体を得るための射出圧力及び成形体の曲げ弾性率との相関を示すグラフである。 本熱可塑性樹脂組成物の製造方法の各工程を模式的に示す説明図である。 ローラーディスクダイ式成形機の要部の一例を示す模式的な斜視図である。

符号の説明

１；蒸煮装置、１１；ボイラー、１２；圧力釜、
２；ローラーディスクダイ式成形機（ペレット化装置）、２０；ローラーディスクダイ式成形部（ペレット化部）、２１；ディスクダイ、２１１；貫通孔、２１２；主回転軸挿通孔、２２；プレスローラ、２２１；凹凸部、２３；主回転軸、２４；プレスローラ固定軸、２５；切断用ブレード、
３；混練装置、
４；蒸煮前の植物性材料、５；植物性材料ペレット、６；熱可塑性樹脂。

Claims (6)

1. 植物性材料と熱可塑性樹脂とを含有し、該植物性材料及び該熱可塑性樹脂の合計を１００質量％とした場合に該植物性材料を５０〜９５質量％含有する熱可塑性樹脂組成物の製造方法であって、
   植物性材料を蒸煮する蒸煮工程と、
   蒸煮された上記植物性材料を押し固めて植物性材料ペレットを得るペレット化工程と、
   該植物性材料ペレットと熱可塑性樹脂とを混練して熱可塑性樹脂組成物を得る混練工程と、をこの順に備えることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
2. 上記植物性材料ペレットの見掛け比重をＢとし、上記熱可塑性樹脂の見掛け比重をＣとした場合に、Ｂ／Ｃが０．５以上である請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
3. 上記蒸煮工程における蒸気温度は１６０℃以上且つ２００℃未満である請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
4. 上記植物性材料は、ケナフコアである請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
5. 上記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン及び／又はポリ乳酸である請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の製造方法により得られた熱可塑性樹脂組成物を押出成形又は射出成形して成形体を得ることを特徴とする成形体の製造方法。

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