特開 2017-179277 樹脂組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-179277(P2017-179277A)

(43)【公開日】2017年10月5日

(54)【発明の名称】樹脂組成物

(51)【国際特許分類】

   C08L 101/02 20060101AFI20170908BHJP

   C08K 3/04 20060101ALI20170908BHJP

   C08K 7/06 20060101ALI20170908BHJP

   C08L 23/26 20060101ALI20170908BHJP

   C08J 5/04 20060101ALI20170908BHJP

【ＦＩ】

   C08L101/02

   C08K3/04

   C08K7/06

   C08L23/26

   C08J5/04CER

   C08J5/04CEZ

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-72620(P2016-72620)

(22)【出願日】2016年3月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000104364

【氏名又は名称】出光ライオンコンポジット株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086759

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 喜平

(74)【代理人】

【識別番号】100112977

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 有子

(74)【代理人】

【識別番号】100141944

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 猛

(72)【発明者】

【氏名】今田 純

(72)【発明者】

【氏名】小坂 亘

【テーマコード（参考）】

4F072

4J002

【Ｆターム（参考）】

4F072AA02

4F072AA08

4F072AB10

4F072AB14

4F072AB15

4F072AC06

4F072AC08

4F072AD04

4F072AG05

4F072AG13

4F072AH04

4F072AH05

4F072AH12

4F072AH13

4F072AH23

4F072AJ04

4F072AK02

4F072AK15

4F072AK16

4F072AL01

4F072AL02

4F072AL11

4F072AL16

4F072AL17

4J002BB111

4J002BB113

4J002BB121

4J002BB123

4J002BB212

4J002BP023

4J002DA016

4J002FA046

4J002FD013

4J002FD016

4J002FD202

4J002FD203

4J002GL00

4J002GM00

4J002GN00

4J002GQ00

(57)【要約】

【課題】単位炭素繊維量あたりの引張強度の向上効果に優れる樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を製造することができる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を下記の割合で含む樹脂組成物。
（Ａ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜２０００ｇ／１０分である結晶性熱可塑性樹脂 ５０〜８９質量％
（Ｂ）炭素繊維 １０〜４０質量％
（Ｃ）マレイン酸変性ポリプロピレン １〜１０質量％
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を下記の割合で含む樹脂組成物。
（Ａ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜２０００ｇ／１０分である結晶性熱可塑性樹脂 ５０〜８９質量％
（Ｂ）炭素繊維 １０〜４０質量％
（Ｃ）マレイン酸変性ポリプロピレン １〜１０質量％

【請求項2】

前記（Ａ）成分がポリプロピレンである請求項１に記載の樹脂組成物。

【請求項3】

前記（Ａ）成分がホモポリマーである請求項１又は２に記載の樹脂組成物。

【請求項4】

前記（Ａ）成分の分子量分布が２以上のピークを有する請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項5】

前記（Ｂ）成分の平均繊維径が２〜１０μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項6】

前記（Ｃ）成分の２００℃で測定した粘度が２０００〜５００００ｍＰａ・ｓである請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項7】

前記（Ｃ）成分の酸価が１０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項8】

前記（Ｃ）成分の温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜３０００ｇ／１０分である請求項１〜７のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項9】

さらに下記（Ｄ）成分を含む請求項１〜８のいずれかに記載の樹脂組成物であって、下記式（Ｉ）を満たし、メルトフローインデックスが５〜２００ｇ／１０分であり、前記（Ｂ）成分の含有量が５〜２０質量％である樹脂組成物。
（Ｄ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが０．１〜１００ｇ／１０分であり、かつ前記（Ａ）成分よりメルトフローインデックスが低い結晶性熱可塑性樹脂
Ｘ／Ｙ≧７・・・（Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｘは、ＪＩＳ７１６１により測定した、前記樹脂組成物からなる成形体の引張強度の値（単位：ＭＰａ）であり、Ｙは前記樹脂組成物中に含まれる前記（Ｂ）成分の含有割合（単位：質量％）である。）

【請求項10】

前記（Ｄ）成分の含有量αが、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して０＜α≦１９００質量部である請求項９に記載の樹脂組成物。

【請求項11】

前記（Ｄ）成分がポリプロピレンである請求項９又は１０に記載の樹脂組成物。

【請求項12】

前記（Ｄ）成分がホモポリマーである請求項９〜１１のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項13】

前記（Ｄ）成分がブロックポリマーである請求項９〜１１のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項14】

請求項９〜１３のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。

【請求項15】

請求項１〜８のいずれかに記載の樹脂組成物に前記（Ｄ）成分を混練する、請求項９〜１３のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。

【請求項16】

請求項１〜８のいずれかに記載の樹脂組成物を含む樹脂ペレットに下記（Ｄ）成分を含む樹脂ペレットを混合する、樹脂ペレット混合物の製造方法。
（Ｄ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが０．１〜１００ｇ／１０分であり、かつ前記（Ａ）成分よりメルトフローインデックスが低い結晶性熱可塑性樹脂

【請求項17】

前記（Ｄ）成分からなる樹脂ペレットの混合量が、前記樹脂ペレット混合物から得られる樹脂組成物のメルトフローインデックスが５〜２００ｇ／１０分となり、かつ、前記樹脂ペレット混合物全体における前記（Ｂ）成分の含有量が５〜２０質量％となる量である請求項１６に記載の樹脂ペレット混合物の製造方法。

【請求項18】

前記（Ｄ）成分の混合量αが、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して０＜α≦１９００質量部である請求項１６又は１７に記載の樹脂ペレット混合物の製造方法。

【請求項19】

請求項１６〜１８のいずれかに記載の製造方法によって樹脂ペレット混合物を製造し、前記樹脂ペレット混合物を混練する工程を含む樹脂組成物の製造方法。

【請求項20】

請求項１５又は１９に記載の製造方法によって樹脂組成物を製造し、前記樹脂組成物を混練し、成形する工程を含む成形体の製造方法。

【請求項21】

下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を下記の割合で混練する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
（Ａ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜２０００ｇ／１０分である結晶性熱可塑性樹脂 ５０〜８９質量％
（Ｂ）炭素繊維 １０〜４０質量％
（Ｃ）マレイン酸変性ポリプロピレン １〜１０質量％

【請求項22】

前記混練前における前記（Ｂ）成分の平均繊維長が２〜１２ｍｍである請求項２１に記載の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、樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法、当該樹脂組成物を用いた樹脂ペレット混合物の製造方法、樹脂組成物の製造方法、成形体及び成形体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭素繊維を複合化した熱可塑性樹脂材料は、配合する炭素繊維の量により補強効果や物性値をコントロールすることが可能な材料である。自動車材料分野等では、比較的少量の炭素繊維量で軽量かつ高剛性の材料が要望されている。

【0003】

当該複合材料を得る方法のうちフルコンパウンド法は、少ない炭素繊維量で混練を行うと、炭素繊維による補強効果は小さい一方で混練消費エネルギーは大きいという問題があった。マスターバッチを用いる方法では、炭素繊維の添加量に対する材料の補強効率が十分ではないため、十分な補強効果を得るためには炭素繊維の配合量を増やす必要があった（特許文献１，２）。
このトレードオフの関係により、従来の炭素繊維複合材料は、炭素繊維の添加量及び加工エネルギーに対する補強効率が市場の要請に十分応えられるレベルではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１０−５１３６３４号公報

【特許文献2】特表２０１０−５１３６３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、単位炭素繊維量あたりの引張強度の向上効果に優れる樹脂組成物を提供すること、及び当該樹脂組成物を製造することができる樹脂組成物を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、従来の炭素繊維複合材料の補強効率が低い原因を鋭意検討した結果、樹脂組成物を製造（混練）する際に炭素繊維が折損することに起因することを見出した。
本発明者らは、上記の知見に基づきさらに検討を重ねた結果、特定の組成を有する樹脂組成物を用いることによって炭素繊維の折損が抑制され、補強効率を向上することができることを見出し、本発明を完成した。
本発明によれば、以下の樹脂組成物等が提供される。
１．下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を下記の割合で含む樹脂組成物。
（Ａ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜２０００ｇ／１０分である結晶性熱可塑性樹脂 ５０〜８９質量％
（Ｂ）炭素繊維 １０〜４０質量％
（Ｃ）マレイン酸変性ポリプロピレン １〜１０質量％
２．前記（Ａ）成分がポリプロピレンである１に記載の樹脂組成物。
３．前記（Ａ）成分がホモポリマーである１又は２に記載の樹脂組成物。
４．前記（Ａ）成分の分子量分布が２以上のピークを有する１〜３のいずれかに記載の樹脂組成物。
５．前記（Ｂ）成分の平均繊維径が２〜１０μｍである１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物。
６．前記（Ｃ）成分の２００℃で測定した粘度が２０００〜５００００ｍＰａ・ｓである１〜５のいずれかに記載の樹脂組成物。
７．前記（Ｃ）成分の酸価が１０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇである１〜６のいずれかに記載の樹脂組成物。
８．前記（Ｃ）成分の温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜３０００ｇ／１０分である１〜７のいずれかに記載の樹脂組成物。
９．さらに下記（Ｄ）成分を含む１〜８のいずれかに記載の樹脂組成物であって、下記式（Ｉ）を満たし、メルトフローインデックスが５〜２００ｇ／１０分であり、前記（Ｂ）成分の含有量が５〜２０質量％である樹脂組成物。
（Ｄ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが０．１〜１００ｇ／１０分であり、かつ前記（Ａ）成分よりメルトフローインデックスが低い結晶性熱可塑性樹脂
Ｘ／Ｙ≧７・・・（Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｘは、ＪＩＳ７１６１により測定した、前記樹脂組成物からなる成形体の引張強度の値（単位：ＭＰａ）であり、Ｙは前記樹脂組成物中に含まれる前記（Ｂ）成分の含有割合（単位：質量％）である。）
１０．前記（Ｄ）成分の含有量αが、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して０＜α≦１９００質量部である９に記載の樹脂組成物。
１１．前記（Ｄ）成分がポリプロピレンである９又は１０に記載の樹脂組成物。
１２．前記（Ｄ）成分がホモポリマーである９〜１１のいずれかに記載の樹脂組成物。
１３．前記（Ｄ）成分がブロックポリマーである９〜１１のいずれかに記載の樹脂組成物。
１４．９〜１３のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる成形体。
１５．１〜８のいずれかに記載の樹脂組成物に前記（Ｄ）成分を混練する、９〜１３のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
１６．１〜８のいずれかに記載の樹脂組成物を含む樹脂ペレットに下記（Ｄ）成分を含む樹脂ペレットを混合する、樹脂ペレット混合物の製造方法。
（Ｄ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが０．１〜１００ｇ／１０分であり、かつ前記（Ａ）成分よりメルトフローインデックスが低い結晶性熱可塑性樹脂
１７．前記（Ｄ）成分からなる樹脂ペレットの混合量が、前記樹脂ペレット混合物から得られる樹脂組成物のメルトフローインデックスが５〜２００ｇ／１０分となり、かつ、前記樹脂ペレット混合物全体における前記（Ｂ）成分の含有量が５〜２０質量％となる量である１６に記載の樹脂ペレット混合物の製造方法。
１８．前記（Ｄ）成分の混合量αが、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００質量部に対して０＜α≦１９００質量部である１６又は１７に記載の樹脂ペレット混合物の製造方法。
１９．１６〜１８のいずれかに記載の製造方法によって樹脂ペレット混合物を製造し、前記樹脂ペレット混合物を混練する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
２０．１５又は１９に記載の製造方法によって樹脂組成物を製造し、前記樹脂組成物を混練し、成形する工程を含む成形体の製造方法。
２１．下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を下記の割合で混練する工程を含む樹脂組成物の製造方法。
（Ａ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜２０００ｇ／１０分である結晶性熱可塑性樹脂 ５０〜８９質量％
（Ｂ）炭素繊維 １０〜４０質量％
（Ｃ）マレイン酸変性ポリプロピレン １〜１０質量％
２２．前記混練前における前記（Ｂ）成分の平均繊維長が２〜１２ｍｍである２１に記載の樹脂組成物の製造方法。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、単位炭素繊維量あたりの引張強度の向上効果に優れる樹脂組成物、及び当該樹脂組成物を製造することができる樹脂組成物が提供できる。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［第１の樹脂組成物］
本発明の一態様に係る第１の樹脂組成物は下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を下記の割合で含む。
（Ａ）温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが３０〜２０００ｇ／１０分である結晶性熱可塑性樹脂 ５０〜８９質量％
（Ｂ）炭素繊維 １０〜４０質量％
（Ｃ）マレイン酸変性ポリプロピレン １〜１０質量％
上記の組成を採用することにより、混練時の炭素繊維の折損を抑制することができるため、炭素繊維をより原形を留めた状態で（Ａ）成分中に分散させることができる。また、第１の樹脂組成物を他の樹脂と混練する場合にも炭素繊維の折損が抑制されるため、第１の樹脂組成物を中間組成物とすることで、炭素繊維の添加量が低くても引張強度に優れる目的組成物を製造することができる。
以下、各成分について説明する。尚、本明細書において、「ｘ〜ｙ」は「ｘ以上、ｙ以下」の数値範囲を表すものとする。
また、好ましいとされている規定は任意に採用することができる。即ち、好ましいとされている一の規定を、好ましいとされている他の一又は複数の規定と組み合わせて採用することができる。好ましいもの同士の組み合わせはより好ましいと言える。

【0009】

（（Ａ）成分：結晶性熱可塑性樹脂）
結晶性熱可塑性樹脂は、上記のメルトフローインデックスを満たしていれば特に制限はない。ホモポリマー、ランダムポリマー、ブロックポリマーのいずれであってもよく、好ましくはホモポリマーである。
（Ｃ）成分のマレイン酸変性ポリオレフィンは、マレイン部が炭素繊維と結合し、オレフィン部が結晶性熱可塑性樹脂と分子絡みすることによって、炭素繊維と結晶性熱可塑性樹脂を連結していると考えられている。当該結合様式によれば、結合先の結晶性熱可塑性樹脂として結晶性が高いオレフィン部を有するホモポリマーを用いることによって、フィラー周辺のポリマーが高い弾性率を有するため、成形品の弾性率を効率よく向上することができる。

【0010】

（Ａ）成分としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。この中でも、軽量で成形加工が容易であり耐薬品性にも優れることから、ポリプロピレン系樹脂が好ましい。

【0011】

ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン等が挙げられる。
ホモポリプロピレンはプロピレンの単独重合体であり、ランダムポリプロピレンはエチレンとプロピレンのランダム共重合体であり、ブロックポリプロピレンはホモポリプロピレンとエチレン・プロピレン・ラバーからなる複合重合体である。これらは従来公知の方法によって得られるものを用いることができる。

【0012】

（Ａ）成分の温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックス（以下、「ＭＩ」とも言う。）は３０〜２０００ｇ／１０分であり、好ましくは４０〜１６００ｇ／１０分である。２５０〜１２００ｇ／１０分、又は４００〜７５０ｇ／１０分としてもよい。このような範囲であれば、炭素繊維の折損を抑制する効果に優れる。また、混練性、射出成形性にも優れる。
２種類以上の樹脂の混合物を（Ａ）成分として用いる場合、当該混合物のＭＩが上記範囲であればよい。
（Ａ）成分のＭＩは、ＪＩＳＫ７２１０−１に基づき試験温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定する。

【0013】

（Ａ）成分の分子量分布は、好ましくは２以上のピークを有する。（Ａ）成分として２種類以上の原料を用いる場合、通常、分子量分布は２以上のピークを有する。
樹脂と炭素繊維の混練に際し、炭素繊維は繊維束の状態で供給される場合が多い。このとき、溶融樹脂から受けるせん断力が大きければ、繊維束を効率的に開繊（ばらけ）させることができると一見思われる。しかしながら、樹脂粘度が高いとせん断力は大きいが、高粘度樹脂は繊維間への含浸性が悪く、繊維束中のフィラメント間に浸み込まない。そのため、せん断力はフィラメント間のすべりを生じさせ、束の最外層に加わったせん断力は最外層（と数層）を剥離するだけで、束を開繊するには至らない。一方、樹脂の粘度が低く含浸性が良好であると、含浸した樹脂を介して内部のフィラメントにせん断力が伝わるため、容易に開繊することができる。以上より、一定のせん断力と含浸性を達成するために、高粘度樹脂と低粘度樹脂を含むこと、即ち分子量分布が２以上のピークを有することが好ましい。さらに、低粘度樹脂を含むことにより、フィラメントの含浸性に優れるため、高い製品強度が確保できる。

【0014】

（Ａ）成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。第１の樹脂組成物中における（Ａ）成分の含有量は、５０〜８９質量％であり、好ましくは５５〜８０質量％であり、より好ましくは６０〜７５質量％である。このような範囲であれば混練性に優れる。

【0015】

（（Ｂ）成分：炭素繊維）
炭素繊維は、有機繊維を加熱炭素化処理して得られる繊維であり、アクリル繊維から得られるＰＡＮ(Polyacrylonitrile)系炭素繊維、ピッチ（石油、石炭、コールタール等の副生成物）から得られるピッチ系炭素繊維等が挙げられるがこれらに限定されない。

【0016】

炭素繊維の平均繊維径は好ましくは２〜１０μｍであり、より好ましくは５〜８μｍである。平均繊維径が上記の範囲であれば、繊維が折れにくく補強効果が得やすい。
平均繊維径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により炭素繊維を観察して任意に選択した１０００本について直径を測定して求める。成形品の場合、当該成形品の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察し、上記と同様に求める。

【0017】

他の成分と混練する前の炭素繊維の平均繊維長は、好ましくは２〜１２ｍｍであり、より好ましくは３〜１０ｍｍである。５〜８ｍｍ、６〜７ｍｍとしてもよい。このような範囲であれば、十分な引張強度を確保することができる。また、混練性にも優れる。
平均繊維長は、任意の１００個の炭素繊維束についてそれぞれ長さを測定して求める。

【0018】

第１の樹脂組成物中における（Ｂ）成分の含有量は１０〜４０質量％であり、好ましくは１５〜３５質量％である。２０〜３０質量％としてもよい。このような範囲であれば、十分な引張強度を確保することができる。また、混練性、射出成形性にも優れる。

【0019】

（（Ｃ）成分：マレイン酸変性ポリプロピレン）
（Ｃ）成分はマレイン酸で変性されたポリプロピレンである。（Ｃ）成分を加えることにより、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の相溶性が向上することができる。
（Ｃ）成分は、（Ａ）成分以外のポリマーである。

【0020】

（Ｃ）成分の２００℃で測定した粘度は、好ましくは２０００〜５００００ｍＰａ・ｓであり、より好ましくは５０００〜３００００ｍＰａ・ｓである。
粘度は、ＪＩＳＫ７２５２−１〜ＪＩＳＫ７２５２−４に基づいて測定する。粘度が上記の範囲であれば、（Ａ）成分の樹脂と十分な分子絡みが得られ、また、単位添加量に対するマレイン部（フィラー結合部）が十分で隣り合う分子同士の干渉を抑制できるため、製品強度が得られ易い。

【0021】

（Ｃ）成分の酸価は、好ましくは１０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、より好ましくは２０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇである。
酸価は、ＩＳＯ２１１４に基づいて測定する。酸価が上記の範囲であれば、マレイン酸部（フィラーとの結合部）を十分確保でき、また、分子絡みが長くなるため、高い強度を得やすい。

【0022】

（Ｃ）成分の温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスは、好ましくは３０〜３０００ｇ／１０分であり、より好ましくは５０〜２５００ｇ／１０分であり、さらに好ましくは６５〜２０００ｇ／１０分であり、特に好ましくは７５〜１５００ｇ／１０分である。このような範囲であれば、混練性、射出成形性に優れる。
（Ｃ）成分のＭＩは、ＪＩＳＫ７２１０−１に基づき試験温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した値である。

【0023】

第１の樹脂組成物中における（Ｃ）成分の含有量は１〜１０質量％であり、好ましくは２〜８質量％である。３〜７質量％、又は４〜５質量％としてもよい。このような範囲であれば、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の相溶性向上効果に優れる。

【0024】

（任意成分）
第１の樹脂組成物は、任意成分として、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、滑剤、結晶核剤、軟化剤、帯電防止剤、充填剤、顔料等を任意の量で含んでもよい。
これらの成分を含む場合、任意成分を除いた場合の成分（Ａ）〜（Ｃ）が上記の含有量（質量％）を満たす。

【0025】

第１の樹脂組成物は、本質的に、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、及び成分（Ｃ）からなってもよい（consisting essentially of）。第１の樹脂組成物の、例えば７０％質量以上、８０質量％以上、又は９０質量％以上が、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、及び成分（Ｃ）であってもよい。また、第１の組成物は、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、及び成分（Ｃ）のみからなってもよい（consisting of）。この場合、本発明の効果を損なわない範囲で不可避不純物を含んでもよい。

【0026】

［第１の樹脂組成物の製造方法］
第１の樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を混練することにより製造することができる。混練条件は特に制限されないが、通常２６０〜２８０℃、撹拌速度１００〜２００ｒｐｍの条件で行う。

【0027】

［第２の樹脂組成物］
本発明の一態様である第２の樹脂組成物は、第１の樹脂組成物がさらに（Ｄ）成分を含む組成物である。（Ｄ）成分は、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが０．１〜１００ｇ／１０分であり、かつ前記（Ａ）成分よりメルトフローインデックスが低い結晶性熱可塑性樹脂である。

【0028】

（Ｄ）成分の結晶性熱可塑性樹脂の種類は上記（Ａ）成分と同様であり、ポリプロピレン系樹脂が好ましい。（Ｄ）成分としてホモポリプロピレンを用いると弾性率・耐薬品性の面で好ましい。一方、（Ｄ）成分としてブロックポリプロピレンを用いると耐衝撃性の面で好ましい。

【0029】

（Ｄ）成分のメルトフローインデックスは、０．１〜１００ｇ／１０分であり、１〜８０ｇ／１０分、２〜６５ｇ／１０分、又は５〜５５ｇ／１０分としてもよい。このような範囲であれば、十分な引張強度を確保することができる。また、混練性、射出成形性にも優れる。
（Ｄ）成分のＭＩは、ＪＩＳＫ７２１０−１に基づき試験温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した値である。

【0030】

第２の樹脂組成物における（Ｄ）成分の含有量αは、第１の樹脂組成物１００質量部に対して、通常、０＜α≦１９００質量部を満たし、好ましくは２０〜１７５０質量部であり、より好ましくは３３〜１２５０質量部であり、さらに好ましくは７５〜６００質量部である。
上記の範囲であれば、後述する第２の樹脂組成物の製造方法において、経済的、エネルギー的優位性をより確保しやすくなり、成形が容易となる。

【0031】

第２の樹脂組成物における（Ｂ）成分の含有量は５〜２０質量％であり、１０〜２０質量％としてもよい。炭素繊維の含有量が上記の範囲であれば十分な補強が得られ、かつ、成形が容易である。また、成形機内での可塑化行程でも炭素繊維の折損は起こるため、上記の範囲とする事が好ましい。

【0032】

第２の樹脂組成物は、下記式（Ｉ）を満たす。
Ｘ／Ｙ≧７・・・（Ｉ）
（式（Ｉ）中、Ｘは、ＪＩＳ７１７２により測定した、樹脂組成物からなる成形体の引張強度の値（単位：ＭＰａ）であり、Ｙは樹脂組成物中に含まれる前記（Ｂ）成分の含有割合（単位：質量％）である。）
Ｘ／Ｙは、好ましくは７．５以上、さらに好ましくは８．０以上である。

【0033】

式（Ｉ）は、添加した炭素繊維の、補強効果への寄与率を示すものである。第２の樹脂組成物はＸ／Ｙが７以上であることから、添加した炭素繊維量に対する補強効率が極めて大きい。

【0034】

第２の樹脂組成物は、メルトフローインデックスが５〜２００ｇ／１０分であり、好ましくは６〜１５０ｇ／１０分であり、より好ましくは８〜１２０ｇ／１０分であり、さらに好ましくは１０〜９０ｇ／１０分である。
通常、射出成型グレードとして販売されている樹脂組成物は１０〜５０ｇ／１０分程度のものが多い。メルトフローインデックスが上記の範囲であれば、バリが出にくく、流動性不足による製品ショートが起こりにくく、成形が容易である。

【0035】

第２の樹脂組成物のメルトフローインデックスは下記の手順で算出される。
（１）片対数座標を用意する（Ｘ通常軸、Ｙ対数軸）。Ｘ軸には、第１の樹脂組成物と（Ｄ）成分の割合を示す０〜１００％までの目盛を与える。原点は（Ｄ）成分０％、第１の樹脂組成物１００％であり、終点は（Ｄ）成分１００％、第１の樹脂組成物０％である。Ｙ軸には、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定したＭＩを示す目盛を対数で与える。
（２）Ｘ＝１００を通るＹ軸との平行線上に、（Ａ）成分のＭＩをプロットする（プロット１）。Ｙ軸上に（Ｄ）成分のＭＩをプロットする（プロット２）。
プロット１と２を直線で結ぶ。
（３）得られた直線において、第２の樹脂組成物における当該２成分の割合（Ｘ）をあてはめ、対応するＭＩ（Ｙ）を得る。

【0036】

第２の樹脂組成物は、本質的に、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）、及び成分（Ｄ）からなってもよい（consisting essentially of）。第１の樹脂組成物の、例えば７０％質量以上、８０質量％以上、又は９０質量％以上が、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）、及び成分（Ｄ）であってもよい。また、第１の組成物は、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）、及び成分（Ｄ）のみからなってもよい（consisting of）。この場合、本発明の効果を損なわない範囲で不可避不純物を含んでもよい。

【0037】

［第２の樹脂組成物の製造方法］
第２の樹脂組成物は、第１の樹脂組成物に上記（Ｄ）成分を混練することによって製造することができる。（Ｄ）成分の量は上記の通りである。
ＭＩが比較的高い（Ａ）成分を主成分とする第１の樹脂組成物を用いることにより、炭素繊維の折損を抑制することができ、第２の樹脂組成物の補強効果を確保することができる。

【0038】

上記の製造方法は、第２の樹脂組成物に望まれる炭素繊維濃度のペレットを混練により製造し成形する製造方法と比較して、経済的、エネルギー的に優位である。主に、混練工程に通す原料量が少なくて済むことによる。上記の製造方法においては、第１の樹脂組成物を通常では考えられない高流動のものとすることにより、炭素繊維の折損を軽減している。

【0039】

当該製造方法をフルコンパウンド法と比較した場合、より省エネルギーで樹脂組成物を製造することができる。また、樹脂中に炭素繊維を通して成形を行う引抜成形法は、ペレットの中心部に繊維束が存在する形状であるため分散不良が生じやすいが、上記の製造方法によればより均一な分散が可能である。また、引抜成形法は特殊な製造装置が必要であるため、生産拠点が限られる、製造装置が複雑・高価になる、熟練工が必要となる等の短所があるが、上記の製造方法はそれらの弊害がない。

【0040】

当該製造方法は特別な製造装置を必要とせず、従来の混練機で生産可能である。混練条件は特に制限されないが、通常２５０〜２８０℃、撹拌速度１００〜２００ｒｐｍの条件で行う。
ここで、第１の樹脂組成物をペレット形状とし、ペレット形状の（Ｄ）成分と混合することによってペレット混合物とすることができる。当該ペレット混合物を混練することで第２の樹脂組成物とすることができる。
第１の樹脂組成物からなるペレットの長軸の平均長は、通常、３〜１２ｍｍであり、好ましくは４〜１０ｍｍであり、より好ましくは５〜９ｍｍである。

【0041】

第２の樹脂組成物を成形することで得られる成形体は、自動車、産業資材、建材、電子・電気機器、ＯＡ機器、機械分野の各種材料に用いることができる。

【実施例】

【0042】

実施例１〜１０、比較例１、２
［ペレット及び試験片の製造］
表１に示す（Ａ）成分及び（Ｃ）成分をプリブレンドしたものをトップフィードし、表１に記載の（Ｂ）成分をサイドフィードし、２軸押出機「ＴＥＸ３７」（株式会社東芝機械製）によって溶融混練して炭素繊維強化ポリプロピレンペレット（樹脂組成物１）を得た。溶融混練のシリンダ温度は２６０℃、ダイス温度は２６０℃とした。得られたペレットの長軸の平均長さは６ｍｍであった。
得られたペレットと表１に記載の（Ｄ）成分からなるペレットを混合してペレット混合物とし、このペレット混合物から「ＪＳＷ１８０ＡＤ」射出成形機（株式会社日本製鋼所製）によって、ＪＩＳＫ７１６１に基づく試験片（樹脂組成物２）を作製した。成形温度は２３０℃、金型温度は５０℃とした。
表１における（Ａ）〜（Ｃ）成分の量は（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量に対する各成分の割合（質量％）を示し、（Ｄ）成分の量は（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量を１００質量部としたときの（Ｄ）成分の質量部を示す。

【0043】

用いた各成分は以下の通りである。
（（Ａ）成分）
・ホモポリプロピレン樹脂：商品名「ＰＷＨ００Ｎ」（サンアロマー株式会社製）
・ホモポリプロピレン樹脂：商品名「Ｈ−７００」（プライムポリマー株式会社製）
曲げ弾性率：１４００ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１７１に基づき測定）
ノッチ付シャルピー衝撃強度：４．２ｋＪ／ｍ^２（ＪＩＳＫ７１１１に基づき測定）
（Ａ）成分全体のＭＩは表１に示す。また、実施例１〜１０で用いた（Ａ）成分はいずれも分子量分布が２つのピークを有するものであることを確認した。

【0044】

（（Ｂ）成分）
・炭素繊維：商品名「ＴＲ０６ＵＬ Ｂ６Ｒ」（ＰＡＮ系炭素繊維：三菱レイヨン株式会社製）
平均繊維径：７μｍ
平均繊維長：６ｍｍ
結束剤：ウレタン系化合物
シランカップリング剤：モノアミノシラン

【0045】

（（Ｃ）成分）
・マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂：商品名「Ｈ−１１００Ｐ」（山陽化成株式会社製）
変性率：３．６％
粘度：２６０００ｍＰａ・ｓ（２００℃）
メルトフローインデックス：２５０ｇ／１０分

【0046】

（（Ｄ）成分）
・ホモポリプロピレン樹脂：商品名「Ｊ−７００ＧＰ」（プライムポリマー株式会社製）
・ブロックポリプロピレン樹脂：商品名「Ｊ−７６２ＧＰ」（プライムポリマー株式会社製）
引張弾性率：１０５０ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１６２に基づき測定）
曲げ弾性率：１１００ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１７１に基づき測定）
ノッチ付シャルピー衝撃強度：１４ｋＪ／ｍ^２（ＪＩＳＫ７１１１に基づき測定）
・ブロックポリプロピレン樹脂：商品名「Ｊ−１８５」（プライムポリマー株式会社製）
引張弾性率：１４５０ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１６２に基づき測定）
ノッチ付シャルピー衝撃強度：６５ｋＪ／ｍ^２（ＪＩＳＫ７１１１に基づき測定）
・ブロックポリプロピレン樹脂：商品名「Ｊ−４６６」（プライムポリマー株式会社製）
引張弾性率：９００ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１６２に基づき測定）
曲げ弾性率：９５０ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１７１に基づき測定）
ノッチ付シャルピー衝撃強度：６６ｋＪ／ｍ^２（ＪＩＳＫ７１１１に基づき測定）
・ブロックポリプロピレン樹脂：商品名「Ｊ−９６６」（プライムポリマー株式会社製）
曲げ弾性率：９００ＭＰａ（ＪＩＳＫ７１７１に基づき測定）
ノッチ付シャルピー衝撃強度：４５ｋＪ／ｍ^２（ＪＩＳＫ７１１１に基づき測定）
（Ｄ）成分のＭＩは表１に示す。

【0047】

［樹脂組成物２の評価］
得られた試験片（樹脂組成物２）について以下の評価を行った。結果を表１に示す。尚、表１中「−」は試験を行っていないことを示す。

【0048】

（引張強度）
ＪＩＳＫ７１６１に基づいて成形体を作製し、成形体の引張強度を求めた。

【0049】

（分散性）
試験片について目視で観察を行い、分散不良がある場合を「×」、ない場合を「〇」とした。

【0050】

（クリープ特性）
ＪＩＳＫ７１１５に基づき試験を行い、８０℃、３４ＭＰａにおける試験片の破断時間（単位：時間）を測定した。

【0051】

（疲労特性）
ＡＳＴＭ試験片（１２．５ｍｍ×３．２ｍｍ断面）について、スパン５０ｍｍ、中央集中荷重により、１０Ｈｚで荷重Ｘから０．０５Ｘの間で正弦波連続過重負荷を行った。Ｘを１５０Ｎ→１４０Ｎ→１３０Ｎと変化させた場合の破断回数が１０の７乗回を超えたときの荷重を測定した。
本測定では電磁力式疲労試験機「ＭＭＴ−２５０Ｎ」、コントローラ「４８２６」、パワーアンプ「ＭＭＴ」（いずれも株式会社島津製作所製）を用いた。

【0052】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明の樹脂組成物及び成形体は、自動車、産業資材、建材、電子・電気機器、ＯＡ機器、機械分野の各種材料に好適に用いることができる。