特許 6012914 炭素繊維強化樹脂組成物及びそれから得られる成形品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6012914

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】炭素繊維強化樹脂組成物及びそれから得られる成形品

(51)【国際特許分類】

   C08L 23/10 20060101AFI20161011BHJP

   B29B 11/16 20060101ALI20161011BHJP

   C08J 5/04 20060101ALI20161011BHJP

   C08K 7/06 20060101ALI20161011BHJP

   C08L 23/04 20060101ALI20161011BHJP

   C08L 23/26 20060101ALI20161011BHJP

   C08L 53/00 20060101ALI20161011BHJP

   C08L 77/00 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   C08L23/10

   B29B11/16

   C08J5/04

   C08K7/06

   C08L23/04

   C08L23/26

   C08L53/00

   C08L77/00

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-539354(P2016-539354)

(86)(22)【出願日】2015年11月13日

(86)【国際出願番号】JP2015081946

【審査請求日】2016年6月14日

(31)【優先権主張番号】特願2014-230275(P2014-230275)

(32)【優先日】2014年11月13日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2015-129721(P2015-129721)

(32)【優先日】2015年6月29日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005887

【氏名又は名称】三井化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106138

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 政幸

(74)【代理人】

【識別番号】100181607

【弁理士】

【氏名又は名称】三原 史子

(72)【発明者】

【氏名】藤田 大祐

(72)【発明者】

【氏名】松村 秀司

(72)【発明者】

【氏名】牧 健二

(72)【発明者】

【氏名】武石 敦

【審査官】 岡谷 祐哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１５８６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３９５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−５２１０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｂ １１／１６

Ｃ０８Ｊ ５／０４

Ｃ０８Ｋ ３／００− １３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００−１０１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体、及びエチレン含量が５質量％以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体から選ばれる一種以上のプロピレン系重合体（ｐ）２５〜９５質量％、
酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）１〜６０質量％、
エチレン系重合体（ｅ）０〜４０質量％、及び
ポリアミド（ｎ）２〜５０質量％
［ここで成分（ｐ）、成分（ｍ）、成分（ｅ）及び成分（ｎ）の合計は１００質量％］
を含むポリマーアロイ（Ａ）１００質量部、並びに
炭素繊維（Ｂ）１〜２００質量部
を含んでなる炭素繊維強化樹脂組成物であって、
酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）が、マレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）及びマレイン酸変性エチレン系重合体（ｍ２）から選ばれる一種以上であり、
ポリマーアロイ（Ａ）中の成分（ｐ）の含有量をＷ_ｐ質量％、成分（ｍ１）の含有量をＷ_ｍ１質量％（ただし成分（ｍ）全体の含有量はＷ_ｍ質量％）、成分（ｅ）の含有量をＷ_ｅ質量％、成分（ｎ）の含有量をＷ_ｎ質量％とした場合、Ｗ_ｐとＷ_ｍ１の合計が５０〜９８質量％であり（ここでＷ_ｐ、Ｗ_ｍ、Ｗ_ｅ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）、さらに
成分（ｐ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）をＭＦＲ_ｐ（ｇ／１０分）、成分（ｍ１）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）をＭＦＲ_ｍ１（ｇ／１０分）とした場合、下記式（１）を満たす炭素繊維強化樹脂組成物。

【数1】

【請求項2】

ポリマーアロイ（Ａ）１００質量部と炭素繊維（Ｂ）１〜８０質量部を含んでなる請求項１記載の炭素繊維強化樹脂組成物。

【請求項3】

ポリマーアロイ（Ａ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が３０〜５００ｇ／１０分である請求項１記載の炭素繊維強化樹脂組成物。

【請求項4】

ポリマーアロイ（Ａ）中の成分（ｐ）の含有量をＷ_ｐ質量％、成分（ｍ）の含有量をＷ_ｍ質量％、成分（ｅ）の含有量をＷ_ｅ質量％、成分（ｎ）の含有量をＷ_ｎ質量％とした場合、Ｗ_ｐとＷ_ｍの合計が５０〜１００質量％であり（ここでＷ_ｐ、Ｗ_ｍ、Ｗ_ｅ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）、且つＷ_ｐとＷ_ｍの比率（Ｗ_ｐ／Ｗ_ｍ）が７０／３０〜９８／２である請求項１記載の炭素繊維強化樹脂組成物。

【請求項5】

酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）がマレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）を含み、且つ該マレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１５０ｇ／１０分を超える請求項１記載の炭素繊維強化樹脂組成物。

【請求項6】

炭素繊維（Ｂ）が、集束剤を用いて束ねられた炭素繊維束であり、該集束剤がエポキシ系エマルジョンである請求項１記載の炭素繊維強化樹脂組成物。

【請求項7】

請求項１記載の炭素繊維強化樹脂組成物を成形してなる成形品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強度や弾性率等の特性が優れた炭素繊維強化樹脂組成物及びそれから得られる成形品に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、炭素繊維強化樹脂組成物は低比重であるにもかかわらず優れた強度、剛性の機械特性を発現することが評価され、工業的に重要な材料として注目されている。特に自動車部品や航空機部品においては、剛性に優れ、リサイクル性や高速成型性でも有利なポリオレフィン樹脂を炭素繊維で補強した樹脂組成物の成形品が、金属材料やガラス繊維強化樹脂組成物の代替材料として着目されつつある。ただし、金属材料やガラス繊維強化樹脂組成物の代替品として十分に普及するまでには至っていない。その原因は、ポリオレフィン樹脂が無極性であるため炭素繊維との界面接着性が悪く、炭素繊維が十分な補強効果を発揮できないこと、あるいは炭素繊維そのものが多量のエネルギーと複雑な製造工程を経て製造されるため未だ高価であるためである。

【0003】

ポリオレフィン樹脂と炭素繊維との界面接着性を向上させるために、例えば、マトリックス樹脂に酸変性ポリオレフィン樹脂を添加する方法（例えば特許文献１）、酸変性ポリオレフィン樹脂に加えてポリアミド樹脂を添加する方法（例えば特許文献２）、酸変性ポリオレフィン樹脂とアミノ基含有変性ポリオレフィン樹脂を添加する方法（例えば特許文献３及び４）が開示されている。しかし、いずれの方法でも組成物全体に占める高価な炭素繊維の含有量が高く、あるいはポリアミド樹脂を併用する場合においては強度発現のために多量を用いざるを得ない技術レベルにあり、これら材料の使用量の削減が求められている。また、強度面においても自動車・航空機部品分野において更なる改善が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２５６２０６号公報

【特許文献2】特開２０１０−１６８５２６号公報

【特許文献3】国際公開第２０１１／０３０５４４号

【特許文献4】特開２０１４−１５６６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、以上の従来技術の課題に鑑みなされたものであり、炭素繊維を多量用いなくても、あるいは少ないポリアミド含量であっても強度や弾性率等の特性が優れた炭素繊維強化樹脂組成物及びそれから得られる成形体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】

本発明の要旨は以下の通りである。

【0007】

［１］プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体、及びエチレン含量が５質量％以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体から選ばれる一種以上のプロピレン系重合体（ｐ）２５〜９５質量％、
酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）１〜６０質量％、
エチレン系重合体（ｅ）０〜４０質量％、及び
ポリアミド（ｎ）０〜５０質量％
［ここで成分（ｐ）、成分（ｍ）、成分（ｅ）及び成分（ｎ）の合計は１００質量％］
を含むポリマーアロイ（Ａ）１００質量部、並びに
炭素繊維（Ｂ）１〜２００質量部
を含んでなる炭素繊維強化樹脂組成物。

【0008】

［２］ポリマーアロイ（Ａ）１００質量部と炭素繊維（Ｂ）１〜８０質量部を含んでなる前記［１］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。
［３］ポリマーアロイ（Ａ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が３０〜５００ｇ／１０分である前記［１］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。
［４］ポリマーアロイ（Ａ）中の成分（ｐ）の含有量をＷ_ｐ質量％、成分（ｍ）の含有量をＷ_ｍ質量％、成分（ｅ）の含有量をＷ_ｅ質量％、成分（ｎ）の含有量をＷ_ｎ質量％とした場合、Ｗ_ｐとＷ_ｍの合計が５０〜１００質量％であり、Ｗ_ｎが０〜５０質量％であり（ここでＷ_ｐ、Ｗ_ｍ、Ｗ_ｅ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）、且つＷ_ｐとＷ_ｍの比率（Ｗ_ｐ／Ｗ_ｍ）が７０／３０〜９８／２である前記［１］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。
［５］酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）が、マレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）及びマレイン酸変性エチレン系重合体（ｍ２）から選ばれる一種以上である前記［１］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。
［６］酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）がマレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）を含み、且つ該マレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）が１５０ｇ／１０分を超える前記［５］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。
［７］ポリマーアロイ（Ａ）中の成分（ｐ）の含有量をＷ_ｐ質量％、成分（ｍ１）の含有量をＷ_ｍ１質量％（ただし成分（ｍ）全体の含有量はＷ_ｍ質量％）、成分（ｅ）の含有量をＷ_ｅ質量％、成分（ｎ）の含有量をＷ_ｎ質量％とした場合、Ｗ_ｐとＷ_ｍ１の合計が５０〜９８質量％であり、Ｗ_ｎが２〜５０質量％であり（ここでＷ_ｐ、Ｗ_ｍ、Ｗ_ｅ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）、さらに
成分（ｐ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）をＭＦＲ_ｐ（ｇ／１０分）、成分（ｍ１）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）をＭＦＲ_ｍ１（ｇ／１０分）とした場合、下記式（１）を満たす前記［５］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。

【0009】

【数1】

【0010】

［８］炭素繊維（Ｂ）が、集束剤を用いて束ねられた炭素繊維束であり、該集束剤がエポキシ系エマルジョンである前記［１］記載の炭素繊維強化樹脂組成物。
［９］前記［１］記載の炭素繊維強化樹脂組成物を成形してなる成形品。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、炭素繊維（Ｂ）と、ポリプロピレン系樹脂からなるポリマーアロイ（Ａ）との接着性・親和性が向上するため、炭素繊維を多量用いなくても、あるいは少ないポリアミド含量であっても樹脂組成物の物性（特に弾性率と耐衝撃性）を向上させることができる。本発明の炭素繊維強化樹脂組成物から得られる成形品は、自動車部品、航空機部品などの特に剛性や耐久性が要求される部品の構造用複合材料として好適である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の炭素繊維強化樹脂組成物は、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体、及びエチレン含量が５質量％以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体から選ばれる一種以上のプロピレン系重合体（ｐ）２５〜９５質量％、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）１〜６０質量％、エチレン系重合体（ｅ）０〜４０質量％、及びポリアミド（ｎ）０〜５０質量％［ここで成分（ｐ）、成分（ｍ）、成分（ｅ）及び成分（ｎ）の合計は１００質量％］を含むポリマーアロイ（Ａ）１００質量部、並びに炭素繊維（Ｂ）１〜２００質量部を含んでなる炭素繊維強化樹脂組成物である。

【0013】

ポリマーアロイ（Ａ）１００質量部当たりの炭素繊維（Ｂ）の含有量は、１〜２００質量部（好ましくは１〜１５０質量部）の範囲で、炭素繊維強化樹脂組成物の用途によって適宜決定される。自動車に代表される移動用ビークルの素材として用いる場合は、軽量性と機械物性をバランスよく発現させることが必要であるため、炭素繊維（Ｂ）の含有量は、ポリマーアロイ（Ａ）１００質量部当たり通常１〜１００質量部、好ましくは１〜９０質量部、より好ましくは１〜８０質量部である。コンクリートの緊張材、つり橋のケーブル、鉄骨代替材料などの土木・建築分野、送電線芯材などの電力分野に応用する場合や一般産業機械の部品への応用の場合は軽量性よりも機械強度が優先されるので、炭素繊維（Ｂ）の含有量はポリマーアロイ（Ａ）１００質量部当たり５０〜１５０質量部、好ましくは６０〜１４０質量部である。また、炭素繊維強化樹脂組成物を、汎用ポリプロピレンのマスターバッチとして利用する場合においても、後工程でブレンドされるニート樹脂量にも左右されるが、その炭素繊維（Ｂ）含有量は、一般的にはポリマーアロイ（Ａ）１００質量部当たり５０〜１５０質量部である。

【0014】

本発明の炭素繊維強化樹脂組成物を構成するポリマーアロイ（Ａ）の、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは３０〜５００ｇ／１０分である。ポリマーアロイ（Ａ）の、２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定される好ましいＭＦＲは、ポリマーアロイ（Ａ）に含まれるポリアミド（ｎ）の含有量や、エチレン系重合体（ｅ）の含有量（ｅ）によって異なる。すなわち、ポリマーアロイ（Ａ）がポリアミド（ｎ）とエチレン系重合体（ｅ）を含有しない場合の好ましいＭＦＲは４０〜２００ｇ／１０分、より好ましいＭＦＲは５０〜１５０ｇ／１０分である。一方、ポリマーアロイ（Ａ）がポリアミド（ｎ）やエチレン系重合体（ｅ）を含有する場合の好ましいＭＦＲは８０〜５００ｇ／１０分、より好ましいＭＦＲは１００〜３５０ｇ／１０分である。

【0015】

本発明の炭素繊維強化樹脂組成物は、後述するように、通常、ポリマーアロイ（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）を溶融混練して得られるが、この方法に何ら限定されるものではない。

【0016】

本発明の炭素繊維強化樹脂組成物を構成するポリマーアロイ（Ａ）の、成分量あるいは成分比における好ましい態様は、次の二要件を満たす。
（要件１）ポリマーアロイ（Ａ）中の成分（ｐ）の含有量をＷ_ｐ質量％、成分（ｍ）の含有量をＷ_ｍ質量％、成分（ｅ）の含有量をＷ_ｅ質量％、成分（ｎ）の含有量をＷ_ｎ質量％とした場合、Ｗ_ｐとＷ_ｍの合計が５０〜１００質量％であり、Ｗ_ｎが０〜５０質量％である（ここで、Ｗ_ｐ、Ｗ_ｍ、Ｗ_ｅ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）。
（要件２）Ｗ_ｐとＷ_ｍの比率（Ｗ_ｐ／Ｗ_ｍ）が、７０／３０〜９８／２である。

【0017】

さらに要件１について、ポリマーアロイ（Ａ）は、次のより好ましい態様に分別される。

【0018】

一つの好ましい態様は、成分（ｐ）の含有量をＷ_ｐ質量％、成分（ｍ）の含有量をＷ_ｍ質量％、成分（ｅ）の含有量をＷ_ｅ質量％、成分（ｎ）の含有量をＷ_ｎ質量％とした場合、Ｗ_ｐとＷ_ｍの合計が１００質量％であり、Ｗ_ｅが０質量％、Ｗ_ｎが０質量％（ここで、Ｗ_ｐ、Ｗ_ｍ、Ｗ_ｅ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）のポリマーアロイ（Ａ）である。

【0019】

一つの好ましい態様は、Ｗ_ｐとＷ_ｍの合計が５０〜９８質量％、好ましくは６０〜９８質量％、より好ましくは７０〜９５質量％であり、Ｗ_ｎが２〜５０質量％、好ましくは２〜４０質量％、より好ましくは５〜３０質量％である（ここで、Ｗ_ｐ、Ｗ_ｅ、Ｗ_ｍ及びＷ_ｎの合計は１００質量％）。

【0020】

一つの好ましい態様は、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）として、酸変性プロピレン系重合体及び酸変性エチレン系重合体から選ばれる１種以上の樹脂を用い、より好ましくはマレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）及びマレイン酸変性エチレン系重合体（ｍ２）から選ばれる１種以上の樹脂を用い、さらに好ましくは、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）がマレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）を含み、且つ成分（ｍ１）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ_ｍ１）が１５０ｇ／１０分を超える。

【0021】

一つの好ましい態様は、成分（ｐ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）をＭＦＲ_ｐ（ｇ／１０分）、成分（ｍ１）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）をＭＦＲ_ｍ１（ｇ／１０分）とした場合、下記関係式（１）、好ましくは下記関係式（１'）、より好ましくは下記関係式（１''）、特に好ましくは下記関係式（１'''）を満たすポリマーアロイ（Ａ）である。

【0022】

【数2】

【0023】

以下、ポリマーアロイ（Ａ）を調製するための各種原料類及び炭素繊維（Ｂ）について説明する。

【0024】

［プロピレン系重合体（ｐ）］
本発明においてプロピレン系重合体（ｐ）は、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体及びエチレン含量が５質量％以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体から選ばれる一種以上の重合体である。

【0025】

プロピレン単独重合体又はプロピレン・エチレンランダム共重合体は、プロピレン単独又はプロピレンとエチレンを共重合して得られる。本発明において、炭素繊維強化樹脂組成物から得られる成形品の力学特性のうち、剛性を重視する場合はプロピレン系重合体（ｐ）としてプロピレン単独重合体が好んで用いられ、一方、耐衝撃性を重視する場合はプロピレン系重合体（ｐ）としてプロピレン・エチレンランダム共重合体が好んで採用される。両性能をほどよく発現させたい場合は、プロピレン単独重合体とプロピレン・エチレンランダム共重合体が併用されることもある。その際の仕込み比率等の具体的条件は、目的とする剛性と耐衝撃性のバランスに基づいて任意に決定される。

【0026】

プロピレン系重合体（ｐ）としてプロピレン・エチレンランダム共重合体を用いる場合、ランダム共重合体の全構造単位に対するエチレン由来の構造単位の含有比率は、０を超え、５質量％以下、好ましくは、１〜５質量％、より好ましくは１〜４質量％である。この含有比率が５質量％を超えると、樹脂組成物は柔らかくなり過ぎてしまい、成形品の強度が低下する場合がある。この含有比率は、赤外分光分析法（ＩＲ）又はＮＭＲにて測定できる。

【0027】

プロピレン・エチレンブロック共重合体は、好ましくはプロピレン単独重合体部分とプロピレン・エチレンランダム共重合体部分とから構成される。プロピレン・エチレンランダム共重合体部分の含有量は、通常は５〜３０質量％、好ましくは５〜２５質量％、より好ましくは８〜１８質量％であり、プロピレン単独重合体部分の含有量は、通常は７０〜９５質量％、好ましくは７５〜９５質量％、より好ましくは８２〜９２質量％である。これら含有量は、プロピレン・エチレンランダム共重合体部部分とプロピレン単独重合体部分との合計量１００質量％を基準とする。

【0028】

プロピレン・エチレンブロック共重合体中において、エチレン起因の骨格含量は、好ましくは１〜１０質量％、より好ましくは３〜８質量％である。

【0029】

本発明において、プロピレン・エチレンブロック共重合体は１種単独で使用することもできるし、２種以上を組合せて使用することもできる。

【0030】

プロピレン・エチレンブロック共重合体において、プロピレン単独重合体部分のＭＦＲ（２３０℃、荷重２.１６ｋｇ）は、通常は２〜１０００ｇ／１０分、好ましくは５０〜５００ｇ／１０分、より好ましくは１５０〜３５０ｇ／１０分である。プロピレン・エチレンランダム共重合体部分の１３５℃、デカヒドロナフタレン中で測定した固有粘度［η］は、通常は４〜１０ｄｌ／ｇ、好ましくは５〜９ｄｌ／ｇである。また、プロピレン・エチレンランダム共重合体部分中のエチレン由来の構造単位の含有量は、通常は２０〜６０モル％、好ましくは３０〜５０モル％である。

【0031】

プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体又はプロピレン・エチレンランダム共重合体の、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠して測定した２３０℃、２.１６ｋｇ荷重におけるＭＦＲは、ポリマーアロイ（Ａ）のＭＦＲが３０〜５００ｇ／１０分を満たす限りは広範なＭＦＲ値の成分（ｐ）を制限なく使用できる。通常は、成分（ｐ）のＭＦＲは、１〜４００ｇ／１０分、好ましくは、５〜３００ｇ／１０分、より好ましくは１０〜２５０ｇ／１０分である。ＭＦＲが１ｇ／１０分より小さいと、成形時の樹脂流動性が悪く、ポリマーアロイ（Ａ）が炭素繊維細部まで樹脂が含浸されない可能性がある。また、ＭＦＲが４００ｇ／１０分より大きいと、成形品に十分な機械強度が発現しない場合があるので好ましくない。

【0032】

本発明において、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体又はプロピレン・エチレンランダム共重合体は、公知のオレフィン重合用触媒の存在下に、共重合を行って調製することができる。オレフィン重合用触媒としては、具体的には、例えば、固体状チタン触媒成分と有機金属化合物触媒成分とを含む所謂チーグラーナッタ触媒や、メタロセン触媒を用いることができる。

【0033】

［エチレン系重合体（ｅ）］
エチレン系重合体（ｅ）は、本発明の炭素繊維強化樹脂組成物から得られる成形体の耐衝撃性を始めとする力学特性を更に向上させるために添加される。なお以下の説明では、エチレン系重合体（ｅ）のことをゴム成分と略記する場合がある。

【0034】

エチレン系共重合体（ｅ）としては、具体的にはエチレン起因の骨格含有量（ホモポリエチレンが併存する場合はその骨格含有量も含む）が５０モル％以上、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上のエチレン系共重合体である。特に、エチレン・α−オレフィン共重合体が好ましく、エチレンと炭素原子数３〜１０のα−オレフィンとの共重合体がより好ましい。α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンが挙げられる。これらは１種又は２種以上を使用可能である。中でも、１−ブテン、１−オクテンが特に好ましい。

【0035】

エチレン系共重合体（ｅ）のＡＳＴＭ Ｄ−１２３８により２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で測定したＭＦＲは、好ましくは１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、より好ましくは３〜８０ｇ／１０ｍｉｎであり、密度は好ましくは０.８６〜０.９２ｇ／ｃｍ^３である。これらゴム成分からの最適種の選定や、その添加量などの具体的条件は、目的とする剛性と耐衝撃性のバランスに基づいて任意に決定される事項である。

【0036】

［ポリアミド（ｎ）］
ポリアミド（ｎ）の種類は特に限定されない。例えば、アミノ酸ラクタム、あるいはジアミンとジカルボン酸との溶融重縮合反応により得られる溶融成形可能なポリマー全般を制限無く使用できる。具体的には、以下の各種の樹脂が挙げられる。

【0037】

（１）炭素原子数４〜１２の有機ジカルボン酸と炭素原子数２〜１３の有機ジアミンとの重縮合物、例えば、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との重縮合物であるポリヘキサメチレンアジパミド［６,６ナイロン］、ヘキサメチレンジアミンとアゼライン酸との重縮合物であるポリヘキサメチレンアゼラミド［６,９ナイロン］、ヘキサメチレンジアミンとセバシン酸との重縮合物であるポリヘキサメチレンセバカミド［６,１０ナイロン］、ヘキサメチレンジアミンとドデカンジオン酸との重縮合物であるポリヘキサメチレンドデカノアミド［６,１２ナイロン］、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとの重縮合物である半芳香族ポリアミド（ＰＡ６Ｔ、ＰＡ９Ｔ、ＰＡ１０Ｔ、ＰＡ１１Ｔ）、ビス−ｐ−アミノシクロヘキシルメタンとドデカンジオン酸との重縮合物であるポリビス（４−アミノシクロヘキシル）メタンドデカン。有機ジカルボン酸の具体例としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、フェニレンジオキシジ酢酸、オキシジ安息香酸、ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、セバシン酸、ドデカン二酸が挙げられる。有機ジアミンの具体例としては、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナンジアミン、オクタンジアミン、デカンジアミン、ウンデカジアミン、ウンデカンジアミン、ドデカンジアミンが挙げられる。

【0038】

（２）ω−アミノ酸の重縮合物、例えばω−アミノウンデカン酸の重縮合物であるポリウンデカンアミド［１１ナイロン］。

【0039】

（３）ラクタムの開環重合物、例えばε−アミノカプロラクタムの開環重合物であるポリカプラミド［６ナイロン］、ε−アミノラウロラクタムの開環重合物ポリラウリックラクタム［１２ナイロン］。

【0040】

中でも、ポリヘキサメチレンアジパミド（６,６ナイロン）、ポリヘキサメチレンアゼラミド（６,９ナイロン）、ポリカプロラミド（６ナイロン）が好ましい。

【0041】

さらに、例えばアジピン酸とイソフタル酸とヘキサメチレンジアミンとから製造されるポリアミドも使用可能であるし、６ナイロンと６,６ナイロンとの混合物のように２種以上のポリアミド樹脂を配合したブレンド物も使用可能である。

【0042】

ポリアミド（ｎ）は溶融時の流動性に優れる性状を備えることが、炭素繊維強化樹脂組成物の成形体の強度の視点から好ましい。ポリアミド（ｎ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠した１９０℃、１ｋｇ荷重のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは５ｇ／１０分以上、より好ましくは１０ｇ／１０分以上、特に好ましくは１２ｇ／１０分以上である。

【0043】

［酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）］
酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）は、不飽和カルボン酸又はその誘導体等の酸で変性されたポリオレフィン樹脂である。酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）は、炭素繊維（Ｂ）とポリマーアロイ（Ａ）との界面強度を向上させ、破壊応力や曲げ強さ等の強度特性を大幅に向上させる。

【0044】

変性に用いる酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、ソルビン酸、メサコン酸、アンゲリカ酸等の不飽和カルボン酸が挙げられる。また、これら不飽和カルボン酸の誘導体も使用できる。その誘導体としては、例えば、酸無水物、エステル、アミド、イミド、金属塩が挙げられ、具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、マレイン酸エチル、アクリルアミド、マレイン酸アミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウムが挙げられる。

【0045】

中でも、不飽和ジカルボン酸又はその誘導体が好ましく、マレイン酸、無水マレイン酸がより好ましい。不飽和カルボン酸又はその誘導体は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いても良い。変性の方法も特に制限は無く、公知の方法を用いれば良い。例えば、ポリオレフィン樹脂を溶媒に溶解し、不飽和カルボン酸又はその誘導体及びラジカル発生剤を添加して加熱、撹拌する方法、上記各成分を押出機に供給してグラフト共重合させる方法がある。

【0046】

酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）中の酸含量は、好ましくは０.１〜１０質量％、より好ましくは０.８〜８質量％である。酸含量は、樹脂のＩＲスペクトルを測定し、１６７０ｃｍ^−１〜１８１０ｃｍ^−１のピーク面積に基づき別途作成した検量線から決定される。

【0047】

酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）の１３５℃、テトラリン中で測定した極限粘度［η］は、好ましくは０.１〜３.０ｄＬ／ｇである。極限粘度［η］が０.１ｄＬ／ｇ以上であれば成形品の強度特性等の物性が低下し難くなり、３.０ｄＬ／ｇ以下であれば組成物の流動性が低下し難くなり良好な成形性が維持される。

【0048】

特に、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）として、酸変性プロピレン系重合体及び酸変性エチレン系重合体から選ばれる１種以上の樹脂を用いることが好ましく、マレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）及びマレイン酸変性エチレン系重合体（ｍ２）から選ばれる１種以上の樹脂を用いることがより好ましい。

【0049】

酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）のＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠した２３０℃、２.１６ｋｇ荷重におけるＭＦＲは特に限定されないが、ポリマーアロイ（Ａ）のＭＦＲが３０〜５００ｇ／１０分となることを妨げないような値であることが好ましい。なお、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）として酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）を用いる場合は、成分（ｍ１）のＭＦＲは、通常１５０ｇ／１０分を超え、好ましくは２００ｇ／１０分以上、より好ましくは３００ｇ／１０分以上、特に好ましくは５００ｇ／１０分以上、最も好ましくは６００ｇ／１０分以上である。

【0050】

特に、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）として酸変性プロピレン系重合体を用いる場合
は、マレイン酸変性プロピレン系重合体（ｍ１）を用いることが好ましい。

【0051】

［炭素繊維（Ｂ）］
本発明に用いる炭素繊維（Ｂ）としては、公知の種々の炭素繊維を使用することができる。具体例としては、ポリアクリルニトリル系、レーヨン系、ピッチ系、ポリビニルアルコール系、再生セルロース、メゾフェーズピッチから製造されたピッチ系等の炭素繊維が挙げられる。

【0052】

炭素繊維（Ｂ）の繊維径は、好ましくは３〜３０μｍ、より好ましくは４〜１０μｍである。繊維径の上記範囲の各下限値は、繊維の破損防止や繊維束の生産性の点で意義がある。例えばペレットを連続製造する場合は、繊維径を適度に太くすれば束ねる繊維の本数が多くならず、繊維束をつなぐ煩雑な手間が不要となり、生産性が向上する。一方、各上限値は、ペレット長が決まっている場合に繊維のアスペクト比の低下を抑えて、補強効果を維持する点で意義がある。

【0053】

炭素繊維（Ｂ）のアスペクト比は、好ましくは５〜６０００である。この下限値は強度低下を抑制する点で意義があり、上限値は成形性の点で意義がある。炭素繊維（Ｂ）のアスペクト比は、平均繊維径と平均繊維長から、（平均繊維長）÷（平均繊維径）の式によって求められる。

【0054】

炭素繊維（Ｂ）は長繊維でも良いし、短繊維でも良いし、チョップドファイバーであっても良い。長繊維の原料としては、連続状繊維束が使用でき、これはトウとして市販されている。通常、その平均繊維径は３〜３０μｍ、フィラメント集束本数は５００〜８０,０００本である。好ましくは、平均繊維径は４〜１０μｍ、集束本数は１２,０００〜５０,０００本である。チョップドストランドの長さは通常１〜２０ｍｍ、繊維の径は通常３〜３０μｍ、好ましくは４〜１０μｍである。

【0055】

炭素繊維（Ｂ）は、集束剤（サイズ剤）を用いて束ねられた炭素繊維束であることが好ましい。具体的には、多数本の炭素繊維を集束剤で一体に束ねられた状態で使用することが好ましい。炭素繊維束を構成する集束剤は、機械的強度を高める観点から、ウレタン系エマルジョン、エポキシ系エマルジョン、ナイロン系エマルジョンが好ましい。より好ましくはウレタン系エマルジョン、エポキシ系エマルジョン等のエマルジョン系接着剤であり、特に機械的強度をより向上させる観点から、エポキシ系エマルジョンが最も好ましい。炭素繊維束を構成する炭素繊維の本数は特に制限されるものではないが、例えば６０００〜４８０００本にすることができる。

【0056】

炭素繊維（Ｂ）の表面は、酸化エッチングや被覆等で表面処理を行ったものが好ましい。酸化エッチング処理としては、例えば、空気酸化処理、酸素処理、酸化性ガスによる処理、オゾンによる処理、コロナ処理、火炎処理、（大気圧）プラズマ処理、酸化性液体（硝酸、次亜塩素酸アルカリ金属塩の水溶液、重クロム酸カリウム−硫酸、過マンガン酸カリウム−硫酸）が挙げられる。炭素繊維を被覆する物質としては、例えば、炭素、炭化珪素、二酸化珪素、珪素、プラズマモノマー、フェロセン、三塩化鉄等が挙げられる。また、要に応じてウレタン系、オレフィン系、アクリル系、ナイロン系、ブタジエン系及び
エポキシ系等の収束剤を使用しても良い。

【0057】

炭素繊維（Ｂ）は、機械的強度を高める観点から、引張強度が好ましくは２５００〜６０００ＭＰａ、より好ましくは３５００〜６０００ＭＰａ、特に好ましくは４５００〜６０００ＭＰａである。

【0058】

本発明の炭素繊維強化樹脂組成物は、短繊維強化樹脂ペレットであっても長繊維強化樹脂ペレットであっても良い。短繊維強化樹脂ペレットの場合は、押出し機等に上記した成分（ｐ）、成分（ｍ）、必要に応じて成分（ｅ）、成分（ｎ）及び他の任意成分、並びに炭素繊維成分（Ｂ）をロールミル、バンバリーミキサー、ニーダー等でよく溶融混練分散して製造できる。タンブラー式ブレンダー、ヘンシェルミキサー、リボンミキサー等でドライブレンドし、一軸押出機、二軸押出機等で溶融混練してペレット状の成形材料としても良い。この方法では、炭素繊維（Ｂ）は、押出機のトップ又はサイドの何れから投入しても良い。また、この方法ではポリマーアロイ（Ａ）の各成分の全部又は一部を別途溶融混練した後、炭素繊維（Ｂ）と溶融混練しても良い。

【0059】

一方、本発明の炭素繊維強化樹脂組成物が長繊維強化樹脂ペレットである場合は、引き抜き法等公知の方法で製造することができる。上記した成分の一部を別途溶融混練した後、溶融混練しても良い。例えば、炭素繊維ロービングを含浸ダイスに導き、フィラメント間に溶融樹脂を均一に含浸させた後、必要長さ（２〜２００ｍｍ）に切断することによってペレタイズすることが可能である。

【0060】

本発明の炭素繊維強化樹脂組成物には、用途に応じて様々な添加剤、例えば、分散剤、滑剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤（フェノール系酸化防止剤、リン酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等）、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶化促進剤（増核剤等）、発泡剤、架橋剤、抗菌剤等の改質用添加剤；顔料、染料等の着色剤；カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ、アゾ顔料、アントラキノン顔料、フタロシアニン、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、クレー等の粒子状充填剤；ワラストナイト等の短繊維状充填剤；チタン酸カリウム等のウィスカー；が添加されていても良い。

【0061】

本発明の成形品は、以上説明した本発明の繊維強化樹脂組成物を成形してなることを特徴とする。成形方法としては、射出成形法、押出成形法、中空成形法、圧縮成形法、射出圧縮成形法、ガス注入射出成形法、発泡射出成形法等の公知の成形法を何ら制限なく適用できる。特に射出成形法、圧縮成形法及び射出圧縮成形法が好ましい。

【実施例】

【0062】

次に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。まず、以下に実施例及び比較例で用いた原材料を示す。

【0063】

［炭素繊維（Ｂ）］
東邦テナックス社製の下記３種類の短繊維「ＴＥＮＡＸ（登録商標） Ｃｈｏｐｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ」（ＣＦ−１〜ＣＦ−３）及び下記フィラメント「ＴＥＮＡＸ（登録商標） Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｙａｒｎ」（ＣＦ−４）を用いた。また比較例１−２では、セントラルグラスファイバー社製の下記ガラス繊維（ＧＦ−１）を用いた。
・「ＣＦ−１」：ＨＴ Ｃ２５１；繊維長＝６ｍｍ、エポキシ含有率＝１.３質量％
・「ＣＦ−２」：ＨＴ Ｃ２２７；繊維長＝６ｍｍ、エポキシ含有率＝７.０質量％
・「ＣＦ−３」：ＨＴ Ｃ２６１；繊維長＝３ｍｍ、エポキシ含有率＝１.３質量％
・「ＣＦ−４」：ＨＴＳ４０ １２Ｋ；フィラメント数＝１２０００本、エポキシ含有率＝１.３質量％）
・ＧＦ−１：繊維長＝３ｍｍ

【0064】

［プロピレン系重合体（ｐ）］
プライムポリマー社製の下記プロピレン・エチレンブロック共重合体（ｂ-ＰＰ）及び下記４種類のプロピレン単独重合体（ｈ-ＰＰ（１）〜ｈ-ＰＰ（４））を用いた。
・「ｂ−ＰＰ」：Ｘ８５５；ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠したＭＦＲ（以下同じ）（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝１５ｇ／１０分、２５℃キシレン可溶部量＝２３質量％、２５℃キシレン可溶部の極限粘度［η］＝７.４ｄｌ／ｇ、２５℃キシレン可溶部のエチレン含有量＝３９ｍｏｌ％
・「ｈ-ＰＰ（１）」：ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝１５ｇ／１０分
・「ｈ-ＰＰ（２）」：ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝５０ｇ／１０分
・「ｈ-ＰＰ（３）」：ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝６３ｇ／１０分
・「ｈ-ＰＰ（４）」：ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝２２０ｇ／１０分

【0065】

［エチレン系共重合体（ｅ）］
三井化学社製の下記２種類のエチレン・１−ブテン共重合体「タフマー（登録商標）」（ｅ−１〜ｅ−２）を用いた。
・「ｅ−１」：ＤＦ９４０；エチレン含有量＝９０モル％、ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝６.７ｇ／１０分
・「ｅ−２」：ＤＦ７３５０；密度＝８７０ｋｇ／ｍ^３、ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝６５ｇ／１０分、融点＝５５℃

【0066】

［ポリアミド（ｎ）］
宇部興産社製の下記３種類のポリアミド１２「ＵＢＥＳＴＡ（登録商標）」（ＰＡ-１〜ＰＡ-３）を用いた。
・「ＰＡ-１」：３０１２Ｕ；ＩＳＯ１１３５７−３に準拠したる融点（以下同じ）＝１８０℃、ＩＳＯ１１３５７−３に準拠したＭＦＲ（以下同じ）（１９０℃、１.０ｋｇ）＝１７ｇ／１０分）
・「ＰＡ-２」：３０１４Ｕ；融点＝１７９℃、ＭＦＲ（１９０℃、１.０ｋｇ）＝９ｇ／１０分
・「ＰＡ-３」：３０２０Ｕ；融点＝１７８℃、ＭＦＲ（２３５℃、２.１６ｋｇ）＝２０ｇ／１０分）

【0067】

［酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）］
三井化学社製の下記マレイン酸変性ランダムポリプロピレン「アドマー（登録商標）ＱＥ８００」（ｍ１−１）、下記方法で調製した無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ｍ１−２）、及び三井化学社製の下記マレイン酸変性エチレン系重合体「タフマー（登録商標）ＭＨ５０２０」（ｍ２）を用いた。
・「ｍ１−１」：ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠したＭＦＲ（以下同じ）（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝９.０ｇ／１０分
・「ｍ１−２」：ポリプロピレン（プライムポリマー社製、商品名Ｊ１０６Ｇ、ＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）＝１５ｇ／１０分）１００質量部に対して、ジアルキルパーオキサイド（日油社製、パーヘキサ（登録商標）２５Ｂ）１質量部、粉末化した無水マレイン酸（日油社製、ＣＲＹＳＴＡＬ ＭＡＮ（登録商標））３質量部を予備混合した。この混合物を１９０℃に温度調節した３０ｍｍφの二軸押出機に供給して、２００ｒｐｍにて溶融混練して得たストランドを水槽で冷却して無水マレイン酸変性ポリプロピレン得た。未変性の残留無水マレイン酸を除去するために、この無水マレイン酸変性ポリプロピレンを４０℃で２時間真空乾燥した。得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ｍ１−２）のマレイン酸含量は２.５質量％、ＭＦＲ（２３０℃、２.１６Ｋｇ）は８００ｇ／１０分であった。
・「ｍ２」：ＭＦＲ（２３０℃、２.１６Ｋｇ）＝１.２ｇ／１０分

【0068】

［実施例１−１］
＜評価法１（ＤＳＭ法））＞
混練装置（東洋精機製作所製、ラボプラストミル（登録商標）７５Ｃ１００）のローラ回転数を５ｒｐｍ、設定温度を１８０℃とし、容量１００ｃｃの混練部に、表１に示す量の成分（ｎ）、成分（ｍ１）、成分（ｍ２）、成分（ｐ）、成分（ｅ）、成分（Ｂ）をこの順に投入し、投入終了後に設定温度を１９０℃まで昇温させた。次いで、ローラ回転数を１０秒間隔で１０→３０→５０→７０→９０ｒｐｍまで上げる操作を３回繰り返した。その後、３０ｒｐｍで１０分間混練を行った後に混練物をミルから取り出し、塊り状混練物を簡易プレス機でプレスして厚み２ｍｍ程度のシート状炭素繊維強化樹脂組成物を得た。

【0069】

上記のシート状炭素繊維強化樹脂組成物をカッターで小片にし、樹脂混練・成形評価装置（Ｘｐｌｏｒｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）の小型混練機（ＤＳＭ Ｘｐｌｏｒｅ ＭＣ１５Ｍ）のホッパー部に投入し、１８０℃、３分間混練した。その後直ちに、試験片作製用射出成形機（ＤＳＭ Ｘｐｌｏｒｅ ＩＭ１２Ｍ）のポット部（２２０℃）に投入し、３０〜４０℃の金型に９ＭＰａ（一次）、１２ＭＰａ（二次）の圧力で射出成形し、３５秒間保持し、ＪＩＳ Ｋ ７１６２ １９９４に準拠したダンベル型試験片を作製した。次いで、引張速度５０ｍｍ／分、チャック間距離５０ｍｍの条件下で引張試験を実施した。応力−歪曲線における引張降伏応力（ＹＳ）（ＭＰａ）、引張破断点伸び（％）、引張弾性率（見かけの引張弾性率）（ＧＰａ）の結果を表１に示す。

【0070】

＜評価法２（平板切出し法）＞
表１に示す量の成分（ｎ）、成分（ｍ１）、成分（ｍ２）、成分（ｐ）、成分（ｅ）、成分（Ｂ）をこの順に、２５０℃に温度調節されたスクリュー式押し出し機のホッパーに投入した。また成分（Ｂ）を１００質量部になる速度で拡張開繊して押出機のダイヘッドに供給し、ストランド化、冷却固化し、ストランドカッターによってペレット化し、ペレット状の炭素繊維強化樹脂組成物を得た。

【0071】

上記のペレット状の炭素繊維強化樹脂組成物をシリンダー温度２５０℃、型締め圧１００ｔの射出成型機に投入し、１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×３ｍｍｔの金型を用いて板状成形品を得た。この板状成形品をＪＩＳ Ｋ ７１６２ ＩＢＡ（ＩＳＯ５２７−２）に準拠して切出試験片を作製した。切出試験片について、ＩＳＯ１７８準拠し曲げ試験を実施し、応力―歪曲線における曲げ弾性率（ＧＰａ）と曲げ強度（ＭＰａ）を求めた。また、切出し試験片についてＪＩＳ Ｋ７１１１に従いシャルピー衝撃試験を行い（試験片サイズ＝１０ｍｍ×８０ｍｍ×４ｍｍ、ノッチ＝機械加工）、２３℃におけるシャルピー衝撃強度（ｋＪ／ｍ^２）を求めた。結果を表１に示す。

【0072】

＜実測ＭＦＲ＞
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に準拠し、２３０℃、２.１６ｋｇ荷重で成分（Ａ）のメルトフローレート（ＭＦＲ）を測定した。結果を表１に示す。

【0073】

［実施例１−２］
成分（Ｂ）としてのＣＦ−１をＣＦ−２に変更したこと以外は、実施例１−１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

【0074】

［実施例１−３］
成分（Ｂ）としてのＣＦ−１をＣＦ−３に変更したこと以外は、実施例１−１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

【0075】

［比較例１−１］
成分（Ｂ）を用いなかったこと以外は、実施例１−１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

【0076】

［比較例１−２］
成分（Ｂ）としてのＣＦ−１をＧＦ−１に変更したこと以外は、実施例１−１と同様にして評価した。結果を表１に示す。本比較例では、繊維を全く用いた比較例１−１と比べると引張降伏応力及び引張弾性率は多少大きな値を示したが、炭素繊維を用いた実施例１−１〜１−３と比べると機械特性が劣っていた。

【0077】

【表1】

【0078】

［実施例２−１］
ラボプラストミル（登録商標）に、表２に示す量の成分（ｐ）、成分（ｍ）及び、成分（Ｂ）をこの順に投入したこと以外は、実施例１−１の評価法１と同じ試験片を作製し、引張試験を実施し、応力−歪曲線における引張弾性率（ＧＰａ）と引張強度（ＭＰａ）を求めた。また、成分（Ａ）のＭＦＲ（２３０℃、２.１６ｋｇ）も測定した。結果を表２に示す。

【0079】

［比較例２−１］
成分（ｍ）を用いず、各成分の量を表２に示すように変更したこと以外は、実施例２−１と同様にして試験片を成形しようとした。しかし、炭素繊維が均一に溶融混練しないので成形できなかった。

【0080】

［実施例２−２］
成分（ｐ）としてｈ-ＰＰ（４）を用い、成分（ｎ）を併用し、各成分の量を表２に示すように変更したこと以外は、実施例２−１と同様にして試験片を作製し評価した。結果を表２に示す。本実施例では、実施例２−１よりも炭素繊維（成分（Ｂ））の含量が低い割には高めの引張特性を示した。さらに、本実施例のポリマーアロイ（Ａ）のＭＦＲは２５０ｇ／１０分と高い値を示し、このことから溶融混練し易い（低フィードエネルギー量で炭素繊維が十分に含浸する）ことが分かった。

【0081】

［実施例２−３］
成分（ｐ）としてｈ-ＰＰ（３）を用いたこと以外は、実施例２−２と同様にして試験片を作製し評価した。結果を表２に示す。本実施例では、実施例２−２に比べて成分（ｐ）のＭＦＲが若干低いので、引張特性も低下する傾向にあることが分かった。ただし、実用上は問題無いレベルである。

【0082】

［参考例２−１］
成分（ｐ）としてｈ-ＰＰ（１）を用いたこと以外は、実施例２−２と同様にして試験片を作製し評価した。結果を表２に示す。本参考例では、実施例２−２に比べて成分（ｐ）のＭＦＲがかなり低いのでポリマーアロイ（Ａ）のＭＦＲもかなり低くなり、実用上は改善が望ましい程度に引張特性が低下した。

【0083】

［実施例２−４］
成分（ｐ）としてのｈ-ＰＰ（４）、成分（ｍ）、成分（ｎ）及び成分（Ｂ）を表２に示す量用いたこと以外は、実施例２−１と同様にして評価法１と同じ試験片を作製し評価した。また実施例１−１の評価法２と同じ試験片も作製し、同様にして曲げ弾性率（ＧＰａ）、曲げ強度（ＭＰａ）、シャルピー衝撃強度（ｋＪ／ｍ^２）を求めた。さらに、評価法２の試験片について、引張速度５ｍｍ／分で引張試験を実施し、応力−歪曲線における引張弾性率（ＧＰａ）と引張強度（ＭＰａ）も求めた。結果を表２に示す。

【0084】

［実施例２−５］
成分（ｐ）としてｈ−ＰＰ（３）を用い、各成分の量を表２に示すように変更したこと以外は、実施例２−４と同様にして試験片を作製し評価した。結果を表２に示す。本実施例では、実施例２−４に比べて成分（ｐ）のＭＦＲが若干低いので、引張特性と曲げ特性が低下する傾向にあることが分かった。ただし、実用上は問題無いレベルである。

【0085】

［参考例２−２］
成分（ｐ）としてｈ−ＰＰ（１）を用いたこと以外は、実施例２−４と同様にして評価法２の試験片を作製し評価した（ただしシャルピー衝撃強度は除く）。結果を表２に示す。本参考例では、実施例２−４に比べて成分（ｐ）のＭＦＲがかなり低いのでポリマーアロイ（Ａ）のＭＦＲもかなり低くなり、実用上は改善が望ましい程度に引張特性が低下した。

【0086】

［実施例３−１］
成分（ｐ）としてのｂ−ＰＰ、成分（ｅ）、成分（ｍ）、成分（ｎ）、及び成分（Ｂ）を表２に示す量用いたこと以外は、実施例２−４と同様にして評価法２の試験片を作製し評価した。結果を表２に示す。本実施例では、引張特性や曲げ特性はｈ−ＰＰを用いた実施例２−４及び２−５よりも低いが、シャルピー衝撃強度が大きく向上した。

【0087】

［実施例３−２］
成分（Ｂ）の量を表２に示すように増量したこと以外は、実施例３−１と同様にして評価法２の試験片を作製し評価した。結果を表２に示す。本実施例では、炭素繊維（成分（Ｂ））の量が実施例３−１も多いので、引張特性と曲げ特性の向上のみならず、耐衝撃性（シャルピー衝撃強度）も３０〜４０％向上した。

【0088】

【表2】

【要約】

プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン単独重合体、及びエチレン含量が５質量％以下のプロピレン・エチレンランダム共重合体から選ばれる一種以上のプロピレン系重合体（ｐ）２５〜９５質量％、酸変性ポリオレフィン樹脂（ｍ）１〜６０質量％、エチレン系重合体（ｅ）０〜４０質量％、及びポリアミド（ｎ）０〜５０質量％［ここで成分（ｐ）、成分（ｍ）、成分（ｅ）及び成分（ｎ）の合計は１００質量％］を含むポリマーアロイ（Ａ）１００質量部、並びに炭素繊維（Ｂ）１〜２００質量部を含んでなる、強度や弾性率等の特性が優れた炭素繊維強化樹脂組成物が開示される。