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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-18
(45)【発行日】2024-01-26
(54)【発明の名称】炭素繊維含有ポリプロピレン組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 23/10 20060101AFI20240119BHJP
C08L 23/26 20060101ALI20240119BHJP
C08K 7/06 20060101ALI20240119BHJP
B29C 70/06 20060101ALI20240119BHJP
B29K 105/06 20060101ALN20240119BHJP
【ＦＩ】
C08L23/10
C08L23/26
C08K7/06
B29C70/06
B29K105:06
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020173997
(22)【出願日】2020-10-15
(65)【公開番号】P2021161375
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2023-06-02
(31)【優先権主張番号】P 2020059559
(32)【優先日】2020-03-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高橋 俊
(72)【発明者】
【氏名】沼倉 正彦
(72)【発明者】
【氏名】瀬野 賢一
【審査官】藤井 明子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０２４７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１９６８８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３２９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０９８１３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１６３８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０５７５２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０３９５６９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１４
Ｃ０８Ｋ ３／００－１３／０８
Ｂ２９Ｃ ７０／０６
Ｂ２９Ｋ １０５／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－１：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合のスペクトル面積が１～２４％の範囲であり、
ここで、前記スペクトル面積は、Ａｌ Ｋαを用いたＸ線光電子分光法分析により測定される。
【請求項2】
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－３：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が１～２４％の範囲であり、かつ、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計が４～１５％の範囲であり、
ここで、前記スペクトル面積とは、Ａｌ Ｋαを用いたＸ線光電子分光法分析により測定されるものを意味する。
【請求項3】
成分１が、ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１．２Ｎ）が２３ｇ／１０分～１００ｇ／１０分であるポリプロピレン単独重合体である、請求項１又は２に記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物。
【請求項4】
成分３が、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレン及びカルボジイミド変性ポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の変性ポリプロピレンである、請求項１～３のいずれかに記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物。
【請求項5】
請求項１～４のいずれかに記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を含む成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、炭素繊維含有ポリプロピレン組成物及び該組成物を含む成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車部材には、ポリプロピレン組成物からなる部材が用いられており、その部材の力学強度を向上させるために、ポリプロピレンにガラス繊維を混錬した組成物からなる部材が用いられている。
【0003】
しかし、自動車部材には軽量化が求められていることから、ガラス繊維より比重が小さい炭素繊維を利用すること、さらに最近は、リサイクル炭素繊維を利用することが注目されている。
【0004】
炭素繊維は、その1本は直径約７μｍの繊維であり、通常、その表面にサイジング剤が付与されて数千本から数万本の束として用いられる。そして、その束を３～６ｍｍの長さに切断して、ポリプロピレンに混錬して用いられる。そのサイジング剤としては、ポリプロピレン、エポキシ化合物やウレタン化合物が用いられている。
【0005】
リサイクル炭素繊維について、使用された炭素繊維（例えば、航空機に使用されたもの）は焼成した後、再利用されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１３－１６６９２１号公報
【文献】国際公開第２０１６／１８８８８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、繊維強化ポリプロピレン組成物の軽量化を図りさらに力学強度を向上させるという課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、炭素繊維を用いてポリプロピレン組成物を含む部材の力学強度を向上させようとして、炭素繊維とポリプロピレンの界面に注目し、特に炭素繊維の表面を検討して本発明を見出した。
【0009】
具体的には、ポリプロピレン組成物を強化するために炭素繊維を用いることによって軽量化を図り、さらに、炭素繊維の表面に特定の結合とその含有量を有することを特徴とすることによって、組成物又はその組成物を含む成形体（自動車部材等）の引張強度及び曲げ強度を高くすることを見出した。
【0010】
本発明は以下に関するが、それに限定されない。
［発明１］
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：
要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－１：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が１～２４％の範囲である。
［発明２］
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：
要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－２：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計が４～１５％の範囲である。
［発明３］
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：
要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－３：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が１～２４％の範囲であり、かつ、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計が４～１５％の範囲である。
［発明４］
成分３が、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレン及びカルボジイミド変性ポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の変性ポリプロピレンである、発明１～３のいずれかに記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物。
［発明５］
発明１～４のいずれかに記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を含む成形体。
［発明１］
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：
要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－１：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が１～２４％の範囲である。
［発明２］
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：
要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－２：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計が４～１５％の範囲である。
［発明３］
ポリプロピレン（成分１）と炭素繊維（成分２）と変性ポリプロピレン（成分３）を含み、以下の要件の全てを充足する炭素繊維含有ポリプロピレン組成物：
要件１：成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量が３０～９８重量％の範囲であり、成分２の含有量が１～５０重量％の範囲であり、成分３の含有量が１～２０重量％の範囲であり；
要件２－３：成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が１～２４％の範囲であり、かつ、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計が４～１５％の範囲である。
［発明４］
成分３が、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレン及びカルボジイミド変性ポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の変性ポリプロピレンである、発明１～３のいずれかに記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物。
［発明５］
発明１～４のいずれかに記載の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を含む成形体。
【発明の効果】
【0011】
ポリプロピレン組成物が本発明の特徴を備えることによって、繊維強化ポリプロピレン組成物及びその組成物を含む成形体の軽量化及び力学強度の向上に成功した。
【発明を実施するための形態】
【0012】
定義
本明細書において開示されている全ての数は、「約」又は「概ね」という単語がそれと関連して使用されようとなかろうと、近似値である。それらは、１パーセント、２パーセント、５パーセント、又は時には１０～２０パーセントで変動してもよい。下限ＲＬ及び上限ＲＵを伴う数値の範囲が開示されている場合はいつも、範囲に含まれる任意の数が特に開示される。特に、範囲内の下記の数が特に開示される。Ｒ＝ＲＬ＋ｋ＊（ＲＵ－ＲＬ）（式中、ｋは、１パーセントずつ増加する１パーセント～１００パーセントの範囲の変数であり、すなわち、ｋは、１パーセント、２パーセント、３パーセント、４パーセント、５パーセント、．．．、５０パーセント、５１パーセント、５２パーセント、．．．、９５パーセント、９６パーセント、９７パーセント、９８パーセント、９９パーセント、又は１００パーセントである）。さらに、上記に記載の２つのＲの数によって定義される任意の数値の範囲もまた、特に開示される。
本明細書において開示されている全ての数は、「約」又は「概ね」という単語がそれと関連して使用されようとなかろうと、近似値である。それらは、１パーセント、２パーセント、５パーセント、又は時には１０～２０パーセントで変動してもよい。下限ＲＬ及び上限ＲＵを伴う数値の範囲が開示されている場合はいつも、範囲に含まれる任意の数が特に開示される。特に、範囲内の下記の数が特に開示される。Ｒ＝ＲＬ＋ｋ＊（ＲＵ－ＲＬ）（式中、ｋは、１パーセントずつ増加する１パーセント～１００パーセントの範囲の変数であり、すなわち、ｋは、１パーセント、２パーセント、３パーセント、４パーセント、５パーセント、．．．、５０パーセント、５１パーセント、５２パーセント、．．．、９５パーセント、９６パーセント、９７パーセント、９８パーセント、９９パーセント、又は１００パーセントである）。さらに、上記に記載の２つのＲの数によって定義される任意の数値の範囲もまた、特に開示される。
【0013】
数値範囲を表す「下限～上限」の記載は、「下限以上、上限以下」を表し、「上限～下限」の記載は、「上限以下、下限以上」を表す。すなわち、これらの記載は、下限及び上限を含む数値範囲を表す。
【0014】
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0015】
炭素繊維含有ポリプロピレン組成物
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物は、ポリプロピレン（「成分１」と称することもある）と炭素繊維（「成分２」と称することもある）と変性ポリプロピレン（「成分３」と称することもある）を含む。
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物は、ポリプロピレン（「成分１」と称することもある）と炭素繊維（「成分２」と称することもある）と変性ポリプロピレン（「成分３」と称することもある）を含む。
【0016】
ポリプロピレン（成分１）
ポリプロピレン（成分１）としては、例えば以下が挙げられる：
プロピレン単独重合体、
プロピレン－エチレンランダム共重合体、
プロピレン－α－オレフィンランダム共重合体、
プロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合体、
プロピレン単独重合体成分又は主にプロピレンからなる共重合体成分（以下、重合体成分Ｉと称することもある）と、エチレン及びα－オレフィンから選択されるモノマーの少なくとも１種とプロピレンとを共重合して得られる共重合体（以下、重合体成分ＩＩと称することもある）とからなるプロピレンブロック共重合体。
これらのポリプロピレンは単独で使用しても良く、少なくとも２種を併用しても良い。
ポリプロピレン（成分１）としては、例えば以下が挙げられる：
プロピレン単独重合体、
プロピレン－エチレンランダム共重合体、
プロピレン－α－オレフィンランダム共重合体、
プロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合体、
プロピレン単独重合体成分又は主にプロピレンからなる共重合体成分（以下、重合体成分Ｉと称することもある）と、エチレン及びα－オレフィンから選択されるモノマーの少なくとも１種とプロピレンとを共重合して得られる共重合体（以下、重合体成分ＩＩと称することもある）とからなるプロピレンブロック共重合体。
これらのポリプロピレンは単独で使用しても良く、少なくとも２種を併用しても良い。
【0017】
成分１に用いられるα－オレフィンとして、好ましくは１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－オクテン、１－デセンであり、より好ましくは１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテンである。
【0018】
前記プロピレン－α－オレフィンランダム共重合体としては、例えば、プロピレン－１－ブテンランダム共重合体、プロピレン－１－ヘキセンランダム共重合体、プロピレン－１－オクテンランダム共重合体等が挙げられる。
【0019】
前記プロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合体としては、例えば、プロピレン－エチレン－１－ブテン共重合体、プロピレン－エチレン－１－ヘキセン共重合体、プロピレン－エチレン－１－オクテン共重合体等が挙げられる。
【0020】
前記プロピレン－エチレンランダム共重合体、プロピレン－α－オレフィンランダム共重合体、プロピレン－エチレン－α－オレフィン共重合体に含有されるエチレン又はα－オレフィンの含有量は、通常０．０１～３０重量％であり、好ましくは０．１～２０重量％である。ただし、前記共重合体の全量を１００重量％とする。
【0021】
前記プロピレン系ブロック共重合体の前記重合体成分Ｉが主にプロピレンからなる共重合体成分である場合、前記重合体成分Ｉには、エチレン及び炭素原子数４～１２のα－オレフィンから選択される少なくとも１種のオレフィンが含有され、その含有量は、通常０．０１～３０重量％である。ただし、前記重合体成分Ｉの全量を１００重量％とする。
【0022】
前記重合体成分Ｉが主にプロピレンからなる共重合体成分である場合、例えば、プロピレン－エチレン共重合体成分、プロピレン－１－ブテン共重合体成分、プロピレン－１－ヘキセン共重合体成分等が挙げられる。
【0023】
前記プロピレン系ブロック共重合体の前記重合体成分ＩＩとしては、例えば、プロピレン－エチレン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－ブテン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－ヘキセン共重合体成分、プロピレン－エチレン－１－オクテン共重合体成分、プロピレン－１－ブテン共重合体成分、プロピレン－１－ヘキセン共重合体成分、プロピレン－１－オクテン共重合体成分等が挙げられる。
【0024】
前記重合体成分ＩＩに含有されるエチレン及び炭素原子数４～１２のα－オレフィンから選択される少なくとも１種のオレフィンの含有量は、通常１～８０重量％であり、好ましくは２０～７０重量％、さらに好ましくは３０～６０重量％である。ただし、前記重合体成分ＩＩの全量を１００重量％とする。
【0025】
前記プロピレン系ブロック共重合体に含有される重合体成分ＩＩの含有量は、通常１～７０重量％であり、好ましくは５～５０重量％、さらに好ましくは１０～４０重量％である。ただし、前記プロピレン系ブロック共重合体の全量を１００重量％とする。
【0026】
前記重合体成分Ｉと前記重合体成分ＩＩからなるプロピレン系ブロック共重合体としては、例えば以下が挙げられる：
（プロピレン）－（プロピレン－エチレン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－エチレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－エチレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－エチレン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－エチレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－エチレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－エチレン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－エチレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－エチレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－１－ヘキセン）共重合体。
（プロピレン）－（プロピレン－エチレン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－エチレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－エチレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン）－（プロピレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－エチレン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－エチレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－エチレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－エチレン）－（プロピレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－エチレン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－エチレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－エチレン－１－ヘキセン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－１－ブテン）共重合体、
（プロピレン－１－ブテン）－（プロピレン－１－ヘキセン）共重合体。
【0027】
炭素繊維（成分２）
炭素繊維（成分２）は、従来公知の種々の炭素繊維を使用することができる。具体的には、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、再生セルロース系、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。
炭素繊維（成分２）は、従来公知の種々の炭素繊維を使用することができる。具体的には、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、再生セルロース系、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。
【0028】
成分２の繊維径は特に限定されないが、繊維の強化、強化繊維束の生産性の向上、ペレットの連続製造の際の繊維束をつなぐ手間の低減及び生産性の向上のためには、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上である。また、ペレット長が決まっている場合における繊維のアスペクト比の向上のためには、前記繊維径は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。
【0029】
成分２のアスペクト比は特に限定されないが、繊維の強化のためには、５以上が好ましい。また、成形性の向上のためには、前記アスペクト比は６０００以下が好ましい。成分２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）によって求めることができる。
【0030】
成分２の原料としては、連続状繊維束が用いられ、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５００～２４，０００本である。好ましくは平均繊維径４～１０μｍ、集束本数６，０００～１５，０００本である。
【0031】
他に、（成分２として、チョップドストランドを用いることもできる。このチョップドストランドの長さは、通常１～２０ｍｍ、繊維の径は３～３０μｍ程度、好ましくは４～１０μｍのものである。
【0032】
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を構成する成分２の繊維長は、通常、０．０５～２００ｍｍ、好ましくは０．２～５０ｍｍ、より好ましくは４～２０ｍｍである。
【0033】
平均アスペクト比（繊維長／繊維径）は、通常、５～６０００、好ましくは１０～３０００、より好ましくは１５～２０００である。
【0034】
成分２の表面は、酸化エッチングや被覆など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、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）等が挙げられる。炭素繊維を被覆する物質としては、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。
【0035】
また、必要に応じてウレタン系、オレフィン系（ポリプロピレンなど）、アクリル系、ナイロン系、ブタジエン系及びエポキシ系（特殊エポキシ含む）、ポリエステル系等のサイジング剤を使用してもよい。
【0036】
変性ポリプロピレン（成分３）
変性ポリプロピレン（成分３）としては、極性を付与するようポリプロピレンを変性したものであれば特に限定されないが、例えば（無水）カルボン酸、エポキシド、オキサゾリン、イソシアネート、カルボジイミド等で変性したポリプロピレンが挙げられ、好ましくは、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、カルボジイミド変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレンが挙げられる。
変性ポリプロピレン（成分３）としては、極性を付与するようポリプロピレンを変性したものであれば特に限定されないが、例えば（無水）カルボン酸、エポキシド、オキサゾリン、イソシアネート、カルボジイミド等で変性したポリプロピレンが挙げられ、好ましくは、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、カルボジイミド変性ポリプロピレン、エポキシ変性ポリプロピレンが挙げられる。
【0037】
無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＭＭ）
成分２としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＭＭと称することもある）としては、例えば以下の１～４が挙げられる：
１．プロピレンの単独重合体に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリプロピレン、
２．少なくとも２種の単量体からなるプロピレン共重合体に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリプロピレン、
３．プロピレンを単独重合した後に少なくとも２種のオレフィンを共重合して得られるブロック共重合体に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をグラフト重合して得られる変性プロピレン、
４．プロピレンと、任意で少なくとも１種のオレフィンと、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をランダム共重合あるいはブロック共重合して得られる変性ポリプロピレン。
成分２としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＭＭと称することもある）としては、例えば以下の１～４が挙げられる：
１．プロピレンの単独重合体に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリプロピレン、
２．少なくとも２種の単量体からなるプロピレン共重合体に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をグラフト重合して得られる変性ポリプロピレン、
３．プロピレンを単独重合した後に少なくとも２種のオレフィンを共重合して得られるブロック共重合体に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をグラフト重合して得られる変性プロピレン、
４．プロピレンと、任意で少なくとも１種のオレフィンと、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体をランダム共重合あるいはブロック共重合して得られる変性ポリプロピレン。
【0038】
ポリプロピレンＭＭの製造には、例えば、“実用 ポリマーアロイ設計”（井出文雄著、工業調査会（１９９６））、Ｐｒｏｇ． Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．，２４，８１－１４２（１９９９）、特開２００２－３０８９４７号公報等に記載されている方法など、種々の方法を用いることができる。すなわち、溶液法、バルク法、溶融混練法のいずれの方法を用いてもよい。また、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。
【0039】
ポリプロピレンＭＭの製造に用いられる不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としては、前記の不飽和カルボン酸から誘導される酸無水物、エステル化合物、アミド化合物、イミド化合物、金属塩等が挙げられ、その具体例としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、フマル酸モノアミド、マレイミド、Ｎ－ブチルマレイミド、メタクリル酸ナトリウム等が挙げられる。また、クエン酸やリンゴ酸のように、ポリプロピレンにグラフト重合する工程で脱水して不飽和カルボン酸を生じる化合物を用いてもよい。
不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体として、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸のグリシジルエステル、無水マレイン酸である。
不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体として、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸のグリシジルエステル、無水マレイン酸である。
【0040】
ポリプロピレンＭＭとして好ましくは、
（１）プロピレン単量体と、任意でエチレン単量体とを主な構成単位とするポリプロピレンに、無水マレイン酸をグラフト重合することによって得られる変性ポリプロピレン、
（２）プロピレン単量体と、任意でエチレン単量体とを主な成分とするオレフィンと、メタクリル酸グリシジルエステル又は無水マレイン酸とを共重合することによって得られる変性ポリプロピレン、
が挙げられる。
（１）プロピレン単量体と、任意でエチレン単量体とを主な構成単位とするポリプロピレンに、無水マレイン酸をグラフト重合することによって得られる変性ポリプロピレン、
（２）プロピレン単量体と、任意でエチレン単量体とを主な成分とするオレフィンと、メタクリル酸グリシジルエステル又は無水マレイン酸とを共重合することによって得られる変性ポリプロピレン、
が挙げられる。
【0041】
また、繊維強化樹脂成形品の衝撃強度、疲労特性、剛性等の機械的強度の観点から、ポリプロピレンＭＭとして好ましくは、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体に由来する重合単量体単位を０．０１～１０重量％含有する無水マレイン酸変性ポリプロピレンである。特に、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体を用いて、ランダム共重合あるいはブロック共重合によって得られるポリプロピレンＭＭの場合には、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体に由来する重合単量体単位の含有量は３～１０重量％が好ましく、グラフト重合によって得られるポリプロピレンＭＭの場合には、不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体に由来する重合単量体単位の含有量は０．０１～１０重量％が好ましい。
【0042】
カルボジイミド変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＣＭ）
カルボジイミド変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＣＭと称することもある）は、カルボジイミド基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｃ´と称することもある）と、カルボジイミド基含有化合物（化合物Ｃと称することもある）とを反応させることにより得られる。具体的には、両者を溶融混練するなどの方法が挙げられる。
カルボジイミド変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＣＭと称することもある）は、カルボジイミド基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｃ´と称することもある）と、カルボジイミド基含有化合物（化合物Ｃと称することもある）とを反応させることにより得られる。具体的には、両者を溶融混練するなどの方法が挙げられる。
【0043】
以下に、溶融混練する場合の例を示す。重合体Ｃ´と、化合物Ｃとを溶融混練する方法としては、重合体Ｃ´と化合物Ｃを同時に、又は逐次的に、たとえばヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダー、タンブラーブレンダー、リボンブレンダーなどに装入して混練した後、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練する方法が例示できる。これらのうちでも、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの混練性能に優れた装置を使用すると、各成分がより均一に分散・反応された重合体組成物を得ることができるため好ましい。
【0044】
押出機を用いて溶融混練を行う場合、重合体Ｃ´と化合物Ｃは、予め混合した後にホッパーから供給しても良いし、一部の成分をホッパーから供給し、ホッパー部付近から押出機先端の間の任意の部分に設置した供給口よりその他の成分を供給しても良い。
【0045】
上記各成分を溶融混練する際の温度は、混合する各成分の融点のうち、最も高い融点以上とする。具体的には、好ましくは１５０～３００℃、より好ましくは２００～２８０℃、更に好ましくは２３０～２７０℃の範囲で溶融混練を行う。
【0046】
ポリプロピレンＣＭは１９０℃又は２３０℃での流動性に優れるものである。ポリプロピレンＣＭの１９０℃又は２３０℃、２．１６Ｋｇ荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０．０１～４００ｇ／１０分、より好ましくは０．１～３００ｇ／１０分、更に好ましくは１～２００ｇ／１０分の範囲である。このような範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性に優れ、好ましい。
【0047】
ポリプロピレンＣＭの製造には、例えば、“実用 ポリマーアロイ設計”（井出文雄著、工業調査会（１９９６））、Ｐｒｏｇ． Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．，２４，８１－１４２（１９９９）など、種々の方法を用いることができる。すなわち、溶液法、バルク法、溶融混練法のいずれの方法を用いてもよい。また、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。
【0048】
ポリプロピレンＣＭを製造するにあたり、重合体Ｃ´中のカルボジイミド基と反応する基のモル数と、化合物Ｃのモル数の比を、１：０．２～１０．０、好ましくは１：０．４～８、更に好ましくは１：２～８を満たす配合比にすることで、重合体Ｃ´と化合物Ｃの反応効率が高く、かつ、流動性に優れるポリプロピレンＣＭが得られる点で好ましい。
【0049】
また、ポリプロピレンＣＭは、ポリプロピレンＣＭ１００ｇに対し、カルボジイミド基の含有量は特に限定されないが、強化繊維の補強効果や耐水劣化性の向上効果を高めるために、好ましくは１ｍｍｏｌ以上、より好ましくは５ｍｍｏｌ以上、さらに好ましくは１０ｍｍｏｌ以上である。また、成形加工性、強化繊維の補強効果、分散性の向上効果、経済性を高めるためには、前記含有量は、好ましくは２００ｍｍｏｌ以下、より好ましくは１５０ｍｍｏｌ以下、さらに好ましくは１００ｍｍｏｌ以下である。かかる観点で、ポリプロピレンＣＭを製造する際には、ポリプロピレンＣＭ中のカルボジイミド基の含有量が上記範囲となるように、化合物Ｃの配合量を調整するのが良い。
【0050】
さらに、ポリプロピレンＣＭを製造するにあたり、重合体Ｃ´中のカルボジイミド基と反応する基と、化合物Ｃ中のカルボジイミド基との反応の制御も重要である。重合体Ｃ´中のカルボジイミド基と反応する基と、化合物Ｃ中のカルボジイミド基との反応の進行度合いは、例えば、以下の方法により調査することが可能である。
【0051】
重合体Ｃ´、及び反応により得られたポリプロピレンＣＭの熱プレスシ－トをそれぞれ作製した後に、赤外吸収分析装置を用いて赤外線吸収を測定する。得られたチャートから、重合体Ｃ´及びポリプロピレンＣＭ中のカルボジイミド基と反応する基を有する化合物のピーク強度に起因する吸収帯（無水マレイン酸を用いた場合は、１７９０ｃｍ－１）の吸光度の、反応前後の吸光度を比較して、下記式を用いて反応率Ｃを計算できる。
反応率Ｃ（％）＝ＸＣ／ＹＣ×１００
ＸＣ＝反応前重合体Ｃ´のカルボジイミド基と反応する基の吸光度－反応後ポリプロピレンＣＭのカルボジイミド基と反応する基の吸光度
ＹＣ＝反応前重合体Ｃ´のカルボジイミド基と反応する基の吸光度
反応率Ｃ（％）＝ＸＣ／ＹＣ×１００
ＸＣ＝反応前重合体Ｃ´のカルボジイミド基と反応する基の吸光度－反応後ポリプロピレンＣＭのカルボジイミド基と反応する基の吸光度
ＹＣ＝反応前重合体Ｃ´のカルボジイミド基と反応する基の吸光度
【0052】
ポリプロピレンＣＭについて上記方法で求めた反応率は、好ましくは２０～１００％、より好ましくは２５～１００％、更に好ましくは４０～１００％の範囲にある。
【0053】
また、ポリプロピレンＣＭは、上記のように化合物Ｃのカルボジイミド基（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ）が、重合体Ｃ´中のカルボジイミド基と反応する基と反応することで製造されるが、ポリプロピレンと結合している化合物Ｃに由来するカルボジイミド残基が重合体Ｃ´中に存在してもよく、それが強化繊維と相互作用し、補強性や分散性に寄与する。このカルボジイミド残基量は、ＩＲ測定で２１３０～２１４０ｃｍ－１にあるＮ＝Ｃ＝Ｎ基の収縮振動に起因するピークの大きさとして捉えることが可能である。
【0054】
ポリプロピレンＣＭは、２種以上の重合体Ｃ´を含んでいてもよく、２種以上の化合物Ｃを含んでいてもよい。
【0055】
また、ポリプロピレンＣＭには、本発明の目的を損なわない範囲で、公知のプロセス安定剤、耐熱安定剤、耐熱老化剤等を添加することも可能である。
【0056】
カルボジイミド基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｃ´）
カルボジイミド基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｃ´）は、ポリプロピレンに、カルボジイミド基と反応する化合物を導入することにより得ることができる。
カルボジイミド基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｃ´）は、ポリプロピレンに、カルボジイミド基と反応する化合物を導入することにより得ることができる。
【0057】
カルボジイミド基と反応する化合物としては、カルボジイミド基との反応性を有する活性水素を持つ基を有する化合物が挙げられ、具体的には、カルボン酸、アミン、アルコール、チオール等から由来する基を持つ化合物である。これらの中では、カルボン酸から由来する基を持つ化合物が好適に用いられ、中でも特に不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体が好ましい。また、活性水素を持つ基を有する化合物以外でも、水などにより容易に活性水素を有する基に変換される基を有する化合物も好ましく使用することができる。具体的にはエポキシ基、グリシジル基を有する化合物が挙げられる。本発明において、カルボジイミド基と反応する化合物は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0058】
カルボジイミド基と反応する化合物として不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体を用いる場合、カルボン酸基を１以上有する不飽和化合物、無水カルボン酸基を１以上有する不飽和化合物及びそれらの誘導体を挙げることができる。不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基などを挙げることができる。具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸、又はこれらの酸無水物あるいはこれらの誘導体（例えば酸ハライド、アミド、イミド、エステルなど）が挙げられる。具体的な化合物の例としては、塩化マレニル、マレニルイミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸無水物、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、テトラヒドロフタル酸ジメチル、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸ジメチル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレ－ト、メタクリル酸アミノエチル及びメタクリル酸アミノプロピルなどを挙げることができる。
【0059】
これらの中で、無水マレイン酸、（メタ）アクリル酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸無水物、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジルメタクリレート、メタクリル酸アミノプロピルが好ましい。更には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸無水物などのジカルボン酸無水物であることが特に好ましい。特に、本発明において、カルボジイミド基と反応する化合物としては、無水マレイン酸が最も好ましい。
【0060】
カルボジイミド基と反応する化合物をポリプロピレンに導入する方法としては、種々の方法を採用することが可能であるが、例えば、ポリプロピレン主鎖にカルボジイミド基と反応する化合物をグラフト共重合する方法や、プロピレン等のオレフィンとカルボジイミド基と反応する化合物をラジカル共重合する方法等を例示することができる。以下に、グラフト共重合する場合とラジカル共重合する場合に分けて、具体的に説明する。
【0061】
グラフト共重合
重合体Ｃ´は、ポリプロピレン主鎖に対し、カルボジイミド基と反応する基を有する化合物をグラフト共重合することによって得ることが可能である。
重合体Ｃ´は、ポリプロピレン主鎖に対し、カルボジイミド基と反応する基を有する化合物をグラフト共重合することによって得ることが可能である。
【0062】
ポリプロピレン主鎖として用いられるポリプロピレンは、プロピレン単位を主成分とする単独重合体又は共重合体である。副成分が存在する場合、副成分のオレフィン単位として、プロピレン以外の炭素原子数２～２０（Ｃ２～２０）―好ましくはＣ２～１０、より好ましくはＣ２～８―の脂肪族α－オレフィン、環状オレフィン、非共役ジエン、芳香族オレフィンが用いられてもよい。ここで、「主成分」とは、ポリプロピレン中のプロピレン単位の含有量が、通常５０モル％以上であり、好ましくは６０モル％以上、さらに好ましくは７０モル％以上である。前記副成分となりうるオレフィンの好ましい例として、エチレン、１－ブテン、４－メチル－１－ペンテン、３－メチル－１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテン、テトラシクロドデセン、ノルボルネン及びスチレンが挙げられる。また、当該ポリプロピレンとして、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造の両者ともに使用可能であり、立体規則性についても特段の制限はない。
【0063】
グラフト変性に用いるポリプロピレンの密度は、好ましくは、０．８～１．1ｇ／ｃｍ3、より好ましくは０．８～１．０５ｇ／ｃｍ3、更に好ましくは０．８～１ｇ／ｃｍ3である。ＡＳＴＭ Ｄ１２３８による１９０℃又は２３０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるポリプロピレンのメルトフローレート（ＭＦＲ）は、通常０．０１～５００ｇ／１０分、好ましくは０．０５～３００ｇ／１０分、さらに好ましくは０．１～１００ｇ／１０分である。ポリプロピレンの密度及びＭＦＲがこの範囲にあれば、変性後のグラフト共重合体の密度、ＭＦＲも同程度となることからハンドリングしやすい。
【0064】
また、グラフト変性に用いられるポリプロピレンの結晶化度は、通常２％以上、好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上である。結晶化度がこの範囲にあれば、変性後のグラフト共重合体のハンドリングに優れる。
【0065】
グラフト変性に用いられるポリプロピレンのゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（ＭｎｂａｓｅＰＰ）は、好ましくは５，０００～５００，０００、さらに好ましくは１０，０００～１００，０００である。ＭｎｂａｓｅＰＰがこの範囲にあれば、ハンドリングに優れる。数平均分子量は、プロピレン－エチレン系ポリオレフィンにおいては、コモノマー量（エチレン量）が１０モル％未満であればポリプロピレン換算、１０モル%以上であればプロピレン－エチレン換算（プロピレン含有量７０モル％を基準）で求めることが可能である。
【0066】
上記のようなポリプロピレンの製造は、従来から公知のいずれの方法によっても行うことができる。例えば、チタン系触媒、バナジウム系触媒、メタロセン触媒などを用いて重合することができる。また、ポリプロピレンは、樹脂及びエラストマーのいずれの形態でもよく、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造の両者ともに使用可能であり、立体規則性についても特段の制限はない。市販の樹脂をそのまま利用することも可能である。
【0067】
重合体Ｃ´をグラフト共重合により得る場合には、上記のグラフト主鎖となるポリプロピレンに、カルボジイミド基と反応する化合物、及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和単量体等をラジカル開始剤の存在下、グラフト共重合する。
【0068】
カルボジイミド基と反応する化合物をポリプロピレン主鎖にグラフトさせる方法については特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、公知のグラフト重合法を採用することができる。
【0069】
ラジカル共重合
重合体Ｃ´は、カルボジイミド基と反応する化合物と、プロピレン等のオレフィンとをラジカル共重合することによっても得ることが可能である。前記オレフィンとしては、上述のグラフト主鎖となるポリオレフィンを形成する場合のオレフィンと同一のものを採用することが可能である。また、カルボジイミド基と反応する化合物も上述の通りである。
重合体Ｃ´は、カルボジイミド基と反応する化合物と、プロピレン等のオレフィンとをラジカル共重合することによっても得ることが可能である。前記オレフィンとしては、上述のグラフト主鎖となるポリオレフィンを形成する場合のオレフィンと同一のものを採用することが可能である。また、カルボジイミド基と反応する化合物も上述の通りである。
【0070】
カルボジイミド基と反応する化合物とオレフィンとをラジカル共重合させる方法については特に限定されず、公知のラジカル共重合法を採用することができる。
【0071】
グラフト共重合及びラジカル共重合などのいずれの共重合方法を採用する場合であっても、重合体Ｃ´は、次のような条件を満たすものが良い。
【0072】
重合体Ｃ´中におけるカルボジイミド基と反応する基の含有量は特に限定されないが、ポリプロピレンＣＭの骨格となる化合物Ｃと重合体Ｃ´との結合部分を増やして繊維強化ポリプロピレン組成物における強化繊維の補強性や分散性を高めるために、０．０１重量％以上が好ましい。また、カルボジイミド基と反応する基の、化合物Ｃによる架橋を抑制してポリプロピレンＣＭの製造を容易にするために、前記含有量は１０重量％以下が好ましく、より好ましくは３重量％以下、さらに好ましくは２重量％以下である。
【0073】
重合体Ｃ´の架橋を防止するためには、重合体Ｃ´の数平均分子量が低いこと、また、（カルボジイミド基と反応する基のモル数）／（重合体Ｃ´分子鎖のモル数）のモル比が小さいことが好ましい。これは即ち、重合体Ｃ´の一つの分子鎖上にカルボジイミド基と反応する基が複数でなく、なるべく単数で存在している場合には、化合物Ｃのカルボジイミド基（Ｎ＝Ｃ＝Ｎ）が、重合体Ｃ´のカルボジイミド基と反応する基と反応する際、架橋及びゲル化することなく結合できることを意味している。
【0074】
重合体Ｃ´をグラフト重合により得る場合には、グラフト主鎖となるポリプロピレンがエチレン含有量の多い樹脂であると、エチレン－ブテン共重合体のようなα－オレフィン共重合量の多い樹脂に比較すると製造時に架橋しやすい傾向がある。そのため、エチレン含有量の多い樹脂をグラフト主鎖として用いて、かつ架橋を抑制して製造するためには、カルボジイミド基と反応する基が、重合体Ｃ´の一つの分子鎖上になるべく単数で存在するよう調整することが好ましい。
【0075】
また、グラフト主鎖となるポリプロピレンが熱分解により低分子量化しやすい樹脂である場合には、架橋による高粘度化の現象は起こりにくい。そのため、熱分解しやすい樹脂をグラフト主鎖として用いる場合には、カルボジイミド基と反応する基が、重合体Ｃ´の一つの分子鎖上に複数存在しても、高粘度化せずにポリプロピレンＣＭを製造できる場合がある。
【0076】
カルボジイミド基と反応する基を有する重合体Ｃ´のＡＳＴＭ Ｄ１２３８による荷重２．１６ｋｇ、１９０℃又は２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０．０１～５００ｇ／１０分、より好ましくは０．０５～３００ｇ／１０分である。上記範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性の向上効果に優れたポリプロピレンＣＭが得られる。
【0077】
また、重合体Ｃ´の密度は、好ましくは０．８～１．１ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．８～１．０５ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは０．８～１ｇ／ｃｍ３である。
【0078】
カルボジイミド基含有化合物（化合物Ｃ）
カルボジイミド基含有化合物（化合物Ｃ）は、好ましくは下記一般式（４）で示される繰り返し単位を有するポリカルボジイミドである。
－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－Ｒ１－ （４）
（式中、ＲＣは２価の有機基を示す。）
カルボジイミド基含有化合物（化合物Ｃ）は、好ましくは下記一般式（４）で示される繰り返し単位を有するポリカルボジイミドである。
－Ｎ＝Ｃ＝Ｎ－Ｒ１－ （４）
（式中、ＲＣは２価の有機基を示す。）
【0079】
ポリカルボジイミドの合成法は、特に限定されるものではないが、例えば有機ポリイソシアネ－トを、イソシアネ－ト基のカルボジイミド化反応を促進する触媒の存在下で反応させることにより、ポリカルボジイミドを合成することができる。
【0080】
化合物Ｃのゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めたポリスチレン換算数平均分子量（ＭｎＣ）は、好ましくは４００～５００，０００、より好ましくは１，０００～１０，０００、更に好ましくは２，０００～４，０００である。ＭｎＣがこの範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性の向上効果に優れたポリプロピレンＣＭが得られるため好ましい。
【0081】
化合物Ｃには、モノカルボジイミドを添加してもよく、単独又は複数のカルボジイミド基含有化合物を混合して使用することも可能である。
【0082】
なお、市販のカルボジイミド基含有化合物をそのまま使用することも可能である。市販のカルボジイミド基含有化合物としては、日清紡績株式会社製 カルボジライト（登録商標）ＨＭＶ－１５ＣＡ、カルボジライト（登録商標）ＨＭＶ－８ＣＡやカルボジライト（登録商標）ＬＡ１、ラインケミー社製 スタバクゾール（登録商標）Ｐやスタバクゾール（登録商標）Ｐ４００などが挙げられる。
【0083】
化合物Ｃ及び得られたポリプロピレンＣＭにおけるカルボジイミド基含有量は、１３Ｃ－ＮＭＲ、ＩＲ、滴定法等により測定でき、カルボジイミド当量として把握することが可能である。１３Ｃ－ＮＭＲでは１３０～１４２ｐｐｍ、ＩＲでは２１３０～２１４０ｃｍ－１のピ－クを観察する。
【0084】
１３Ｃ－ＮＭＲ測定は、たとえば次のようにして行われる。すなわち、試料０．３５ｇをヘキサクロロブタジエン２．０ｍｌに加熱溶解させる。この溶液をグラスフィルター（Ｇ２）で濾過した後、重水素化ベンゼン０．５ｍｌを加え、内径１０ｍｍのＮＭＲチューブに装入する。そして日本電子製ＧＸ－５００型ＮＭＲ測定装置を用い、１２０℃で１３Ｃ－ＮＭＲ測定を行う。積算回数は、１０，０００回以上とする。
【0085】
ＩＲ測定は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、試料を２５０℃、３分で熱プレスしてシ－トを作製した後に、赤外分光光度計（日本分光製、ＦＴ－ＩＲ ４１０型）を用いて透過法で、該シートの赤外吸収スペクトルを測定する。測定条件は、分解能を２ｃｍ－１、積算回数を３２回とする。
【0086】
透過法での赤外吸収スペクトルは、ランベルト・ベールの法則で示されるように、サンプル厚みに反比例し、吸光度そのものがサンプル中のカルボジイミド基の濃度をあらわすものではない。そのため、カルボジイミド基含有量を測定するためには、測定するサンプルの厚みを揃えるか、内部標準ピークを用いてカルボジイミド基のピーク強度を規格化する必要がある。
【0087】
ＩＲ測定によりポリプロピレンＣＭのカルボジイミド基含有量を測定する場合には、あらかじめカルボジイミド基の濃度が既知のサンプルを用いて、ＩＲ測定を行ない、２１３０～２１４０ｃｍ－１に現われるピークの吸光度と内部標準ピークの吸光度の比を用いて検量線を作成しておき、サンプルの測定値を検量線に代入し、濃度を求める。
【0088】
内部標準ピークとしては、ポリプロピレン骨格に由来するピークを用いても良いし、あらかじめ内部標準物質をサンプル中の濃度が一定となるように混合し、測定に用いても良い。
【0089】
エポキシ変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＥＭ）
エポキシ変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＥＭと称することもある）は、エポキシ基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｅ´と称することもある）と、エポキシ基含有化合物（化合物Ｅと称することもある）とを反応させることにより得られる。具体的には、両者を溶融混練するなどの方法が挙げられる。
エポキシ変性ポリプロピレン（ポリプロピレンＥＭと称することもある）は、エポキシ基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｅ´と称することもある）と、エポキシ基含有化合物（化合物Ｅと称することもある）とを反応させることにより得られる。具体的には、両者を溶融混練するなどの方法が挙げられる。
【0090】
以下に、溶融混練する場合の例を示す。重合体Ｅ´と、化合物Ｅとを溶融混練する方法としては、重合体Ｅ´と化合物Ｅを同時に、又は逐次的に、たとえばヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダー、タンブラーブレンダー、リボンブレンダーなどに装入して混練した後、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練する方法が例示できる。これらのうちでも、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの混練性能に優れた装置を使用すると、各成分がより均一に分散・反応された重合体組成物を得ることができるため好ましい。
【0091】
押出機を用いて溶融混練を行う場合、重合体Ｅ´と化合物Ｅは、予め混合した後にホッパーから供給しても良いし、一部の成分をホッパーから供給し、ホッパー部付近から押出機先端の間の任意の部分に設置した供給口よりその他の成分を供給しても良い。
【0092】
上記各成分を溶融混練する際の温度は、混合する各成分の融点のうち、最も高い融点以上とする。具体的には、好ましくは１５０～３００℃、より好ましくは２００～２８０℃、更に好ましくは２３０～２７０℃の範囲で溶融混練を行う。
【0093】
ポリプロピレンＥＭは１９０℃又は２３０℃での流動性に優れるものである。ポリプロピレンＥＭの１９０℃又は２３０℃、２．１６Ｋｇ荷重におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０．０１～４００ｇ／１０分、より好ましくは０．１～３００ｇ／１０分、更に好ましくは１～２００ｇ／１０分の範囲である。このような範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性に優れ、好ましい。
【0094】
ポリプロピレンＥＭの製造には、例えば、“実用 ポリマーアロイ設計”（井出文雄著、工業調査会（１９９６））、Ｐｒｏｇ． Ｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ．，２４，８１－１４２（１９９９）など、種々の方法を用いることができる。すなわち、溶液法、バルク法、溶融混練法のいずれの方法を用いてもよい。また、これらの方法を組み合わせて用いてもよい。
【0095】
ポリプロピレンＥＭを製造するにあたり、重合体Ｅ´中のエポキシ基と反応する基のモル数と、化合物Ｅのモル数の比を、１：０．２～１０．０、好ましくは１：０．４～８．０、更に好ましくは１：２．０～８．０を満たす配合比にすることで、重合体Ｅ´と化合物Ｅの反応効率が高く、かつ、流動性に優れるポリプロピレンＥＭが得られる点で好ましい。
【0096】
また、ポリプロピレンＥＭは、ポリプロピレンＥＭ１００ｇに対し、エポキシ基の含有量は特に限定されないが、強化繊維の補強効果や耐水劣化性の向上効果を高めるために、好ましくは１ｍｍｏｌ以上、より好ましくは５ｍｍｏｌ以上、さらに好ましくは１０ｍｍｏｌ以上である。また、成形加工性、強化繊維の補強効果、分散性の向上効果、経済性を高めるためには、前記含有量は、好ましくは２００ｍｍｏｌ以下、より好ましくは１５０ｍｍｏｌ以下、さらに好ましくは１００ｍｍｏｌ以下である。かかる観点で、ポリプロピレンＥＭを製造する際には、ポリプロピレンＥＭ中のエポキシ基の含有量が上記範囲となるように、化合物Ｅの配合量を調整するのが良い。
【0097】
さらに、ポリプロピレンＥＭを製造するにあたり、重合体Ｅ´中のエポキシ基と反応する基と、化合物Ｅ中のエポキシ基との反応の制御も重要である。重合体Ｅ´中のエポキシ基と反応する基と、化合物Ｅ中のエポキシ基との反応の進行度合いは、例えば、以下の方法により調査することが可能である。
【0098】
重合体Ｅ´、及び反応により得られたポリプロピレンＥＭの熱プレスシ－トをそれぞれ作製した後に、赤外吸収分析装置を用いて赤外線吸収を測定する。得られたチャートから、重合体Ｅ´及びポリプロピレンＥＭ中のエポキシ基と反応する基を有する化合物のピーク強度に起因する吸収帯（無水マレイン酸を用いた場合は、１７９０ｃｍ－１）の吸光度の、反応前後の吸光度を比較して、下記式を用いて反応率を計算できる。
反応率Ｅ（％）＝ＸＥ／ＹＥ×１００
ＸＥ＝反応前重合体Ｅ´のエポキシ基と反応する基の吸光度－反応後ポリプロピレンＥＭのエポキシ基と反応する基の吸光度
ＹＥ＝反応前重合体Ｅ´のエポキシ基と反応する基の吸光度
反応率Ｅ（％）＝ＸＥ／ＹＥ×１００
ＸＥ＝反応前重合体Ｅ´のエポキシ基と反応する基の吸光度－反応後ポリプロピレンＥＭのエポキシ基と反応する基の吸光度
ＹＥ＝反応前重合体Ｅ´のエポキシ基と反応する基の吸光度
【0099】
ポリプロピレンＥＭについて上記方法で求めた反応率は、好ましくは２０～１００％、より好ましくは２５～１００％、更に好ましくは４０～１００％の範囲にある。
【0100】
また、ポリプロピレンＥＭは、上記のように化合物Ｅのエポキシ基が、重合体Ｅ´中のエポキシ基と反応する基と反応することで製造されるが、ポリプロピレンと結合している化合物Ｅに由来するエポキシ残基が重合体Ｅ´中に存在してもよく、それが強化繊維と相互作用し、補強性や分散性に寄与する。このエポキシ残基量は、ＩＲ測定で８９９～９１０ｃｍ－１にあるエポキシ基の収縮振動に起因するピークの大きさとして捉えることが可能である。
【0101】
ポリプロピレンＥＭは、２種以上の重合体Ｅ´を含んでいてもよく、２種以上の化合物Ｅを含んでいてもよい。
【0102】
また、ポリプロピレンＥＭには、本発明の目的を損なわない範囲で、公知のプロセス安定剤、耐熱安定剤、耐熱老化剤等を添加することも可能である。
【0103】
エポキシ基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｅ´）
エポキシ基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｅ´）は、ポリプロピレンに、エポキシ基と反応する化合物を導入することにより得ることができる。
エポキシ基と反応する基を有するポリプロピレン（重合体Ｅ´）は、ポリプロピレンに、エポキシ基と反応する化合物を導入することにより得ることができる。
【0104】
エポキシ基と反応する化合物としては、エポキシ基との反応性を有する活性水素を持つ基を有する化合物が挙げられ、具体的には、カルボン酸、アミン、フェノール、チオール等から由来する基を持つ化合物である。これらの中では、カルボン酸から由来する基を持つ化合物が好適に用いられ、中でも特に不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体が好ましい。本発明において、エポキシ基と反応する化合物は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0105】
エポキシ基と反応する化合物として不飽和カルボン酸及び／又はその誘導体を用いる場合、カルボン酸基を１以上有する不飽和化合物、無水カルボン酸基を１以上有する不飽和化合物及びそれらの誘導体を挙げることができる。不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基などを挙げることができる。具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸、又はこれらの酸無水物あるいはこれらの誘導体（例えば酸ハライド、アミド、イミド、エステルなど）が挙げられる。具体的な化合物の例としては、塩化マレニル、マレニルイミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸無水物、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、テトラヒドロフタル酸ジメチル、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸ジメチル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、メタクリル酸アミノエチル及びメタクリル酸アミノプロピルなどを挙げることができる。
【0106】
これらの中で、無水マレイン酸、（メタ）アクリル酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸無水物、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、メタクリル酸アミノプロピルが好ましい。更には、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト－２－エン－５，６－ジカルボン酸無水物などのジカルボン酸無水物であることが特に好ましい。特に、本発明において、エポキシ基と反応する化合物としては、無水マレイン酸が最も好ましい。
【0107】
エポキシ基と反応する化合物をポリプロピレンに導入する方法としては、種々の方法を採用することが可能であるが、例えば、ポリプロピレン主鎖にエポキシ基と反応する化合物をグラフト共重合する方法や、プロピレン等のオレフィンとエポキシ基と反応する化合物をラジカル共重合する方法等を例示することができる。以下に、グラフト共重合する場合とラジカル共重合する場合に分けて、具体的に説明する。
【0108】
グラフト共重合
重合体Ｅ´は、ポリプロピレン主鎖に対し、エポキシ基と反応する基を有する化合物をグラフト共重合することによって得ることが可能である。
重合体Ｅ´は、ポリプロピレン主鎖に対し、エポキシ基と反応する基を有する化合物をグラフト共重合することによって得ることが可能である。
【0109】
ポリプロピレン主鎖として用いられるポリプロピレンは、プロピレン単位を主成分とする単独重合体又は共重合体である。副成分が存在する場合、副成分のオレフィン単位として、プロピレン以外の炭素原子数２～２０（Ｃ２～２０）―好ましくはＣ２～１０、より好ましくはＣ２～８―の脂肪族α－オレフィン、環状オレフィン、非共役ジエン、芳香族オレフィンが用いられてもよい。ここで、「主成分」とは、ポリプロピレン中のプロピレン単位の含有量が、通常５０モル％以上であり、好ましくは６０モル％以上、さらに好ましくは７０モル％以上である。前記副成分となりうるオレフィンの好ましい例として、エチレン、１－ブテン、４－メチル－１－ペンテン、３－メチル－１－ブテン、１－ヘキセン、１－オクテン、テトラシクロドデセン、ノルボルネン及びスチレンが挙げられる。また、当該ポリプロピレンとして、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造の両者ともに使用可能であり、立体規則性についても特段の制限はない。
【0110】
グラフト変性に用いるポリプロピレンの密度は、好ましくは、０．８～１．1ｇ／ｃｍ3、より好ましくは０．８～１．０５ｇ／ｃｍ3、更に好ましくは０．８～１ｇ／ｃｍ3である。ＡＳＴＭ Ｄ１２３８による１９０℃又は２３０℃、２．１６ｋｇ荷重におけるポリプロピレンのメルトフローレート（ＭＦＲ）は、通常０．０１～５００ｇ／１０分、好ましくは０．０５～３００ｇ／１０分、さらに好ましくは０．１～１００ｇ／１０分である。ポリプロピレンの密度及びＭＦＲがこの範囲にあれば、変性後のグラフト共重合体の密度、ＭＦＲも同程度となることからハンドリングしやすい。
【0111】
また、グラフト変性に用いられるポリプロピレンの結晶化度は、通常２％以上、好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上である。結晶化度がこの範囲にあれば、変性後のグラフト共重合体のハンドリングに優れる。
【0112】
グラフト変性に用いられるポリプロピレンのゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（Ｍｎ）は、好ましくは５，０００～５００，０００、さらに好ましくは１０，０００～１００，０００である。Ｍｎがこの範囲にあれば、ハンドリングに優れる。数平均分子量は、プロピレン－エチレン系ポリオレフィンにおいては、コモノマー量（エチレン量）が１０モル％未満であればポリプロピレン換算、１０モル%以上であればプロピレン－エチレン換算（プロピレン含有量７０モル％を基準）で求めることが可能である。
【0113】
上記のようなポリプロピレンの製造は、従来から公知のいずれの方法によっても行うことができる。例えば、チタン系触媒、バナジウム系触媒、メタロセン触媒などを用いて重合することができる。また、ポリプロピレンは、樹脂及びエラストマーのいずれの形態でもよく、アイソタクチック構造、シンジオタクチック構造の両者ともに使用可能であり、立体規則性についても特段の制限はない。市販の樹脂をそのまま利用することも可能である。
【0114】
重合体Ｅ´をグラフト共重合により得る場合には、上記のグラフト主鎖となるポリプロピレンに、エポキシ基と反応する化合物、及び必要に応じてその他のエチレン性不飽和単量体等をラジカル開始剤の存在下、グラフト共重合する。
【0115】
エポキシ基と反応する化合物をポリプロピレン主鎖にグラフトさせる方法については特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、公知のグラフト重合法を採用することができる。
【0116】
ラジカル共重合
重合体Ｅ´は、エポキシ基と反応する化合物と、プロピレン等のオレフィンとをラジカル共重合することによっても得ることが可能である。前記オレフィンとしては、上述のグラフト主鎖となるポリオレフィンを形成する場合のオレフィンと同一のものを採用することが可能である。また、エポキシ基と反応する化合物も上述の通りである。
重合体Ｅ´は、エポキシ基と反応する化合物と、プロピレン等のオレフィンとをラジカル共重合することによっても得ることが可能である。前記オレフィンとしては、上述のグラフト主鎖となるポリオレフィンを形成する場合のオレフィンと同一のものを採用することが可能である。また、エポキシ基と反応する化合物も上述の通りである。
【0117】
エポキシ基と反応する化合物とオレフィンとをラジカル共重合させる方法については特に限定されず、公知のラジカル共重合法を採用することができる。
【0118】
グラフト共重合及びラジカル共重合などのいずれの共重合方法を採用する場合であっても、重合体Ｅ´は、次のような条件を満たすものが良い。
【0119】
重合体Ｅ´中におけるエポキシ基と反応する基の含有量は特に限定されないが、ポリプロピレンＥＭの骨格となる化合物Ｅと重合体Ｅ´との結合部分を増やして繊維強化ポリプロピレン組成物における強化繊維の補強性や分散性を高めるために、０．０１重量％以上が好ましい。また、エポキシ基と反応する基の、化合物Ｅによる架橋を抑制してポリプロピレンＥＭの製造を容易にするために、前記含有量は１０重量％以下が好ましく、より好ましくは３重量％以下、さらに好ましくは２重量％以下である。
【0120】
重合体Ｅ´の架橋を防止するためには、重合体Ｅ´の数平均分子量が低いこと、また、（エポキシ基と反応する基のモル数）／（重合体Ｅ´分子鎖のモル数）のモル比が小さいことが好ましい。これは即ち、重合体Ｅ´の一つの分子鎖上にエポキシ基と反応する基が複数でなく、なるべく単数で存在している場合には、化合物Ｅのエポキシ基が、重合体Ｅ´のエポキシ基と反応する基と反応する際、架橋及びゲル化することなく結合できることを意味している。
【0121】
重合体Ｅ´をグラフト重合により得る場合には、グラフト主鎖となるポリプロピレンがエチレン含有量の多い樹脂であると、エチレン－ブテン共重合体のようなα－オレフィン共重合量の多い樹脂に比較すると製造時に架橋しやすい傾向がある。そのため、エチレン含有量の多い樹脂をグラフト主鎖として用いて、かつ架橋を抑制して製造するためには、エポキシ基と反応する基が、重合体Ｅ´の一つの分子鎖上になるべく単数で存在するよう調整することが好ましい。
【0122】
また、グラフト主鎖となるポリプロピレンが熱分解により低分子量化しやすい樹脂である場合には、架橋による高粘度化の現象は起こりにくい。そのため、熱分解しやすい樹脂をグラフト主鎖として用いる場合には、エポキシ基と反応する基が、重合体Ｅ´の一つの分子鎖上に複数存在しても、高粘度化せずにポリプロピレンＥＭを製造できる場合がある。
【0123】
エポキシ基と反応する基を有する重合体Ｅ´のＡＳＴＭ Ｄ１２３８による荷重２．１６ｋｇ、１９０℃又は２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０．０１～５００ｇ／１０分、より好ましくは０．０５～３００ｇ／１０分である。上記範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性の向上効果に優れたポリプロピレンＥＭが得られる。
【0124】
また、重合体Ｅ´の密度は、好ましくは０．８～１．１ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．８～１．０５ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは０．８～１ｇ／ｃｍ３である。
【0125】
エポキシ基含有化合物（化合物Ｅ）
エポキシ基含有化合物（化合物Ｅ）は、好ましくは下記一般式（８）で示される繰り返し単位を有するポリエポキシドである。
（式中、ＲＥ１は２価の有機基を示し、ＲＥ２及びＲＥ３は互いに独立して１価の有機基を示し、不斉炭素はエポキシド構造に反さないことを条件として任意の立体配置を示す。）
エポキシ基含有化合物（化合物Ｅ）は、好ましくは下記一般式（８）で示される繰り返し単位を有するポリエポキシドである。
【化1】
（式中、ＲＥ１は２価の有機基を示し、ＲＥ２及びＲＥ３は互いに独立して１価の有機基を示し、不斉炭素はエポキシド構造に反さないことを条件として任意の立体配置を示す。）
【0126】
ポリエポキシドの合成法は、特に限定されるものではないが、例えば有機ポリオレフィンを、二重結合のエポキシ化反応を促進する触媒の存在下で反応させることにより、ポリエポキシドを合成することができる。
【0127】
化合物Ｅのゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めたポリスチレン換算数平均分子量（Ｍｎ）は、好ましくは４００～５００，０００、より好ましくは１，０００～１０，０００、更に好ましくは２，０００～４，０００である。数平均分子量（Ｍｎ）がこの範囲にあると、強化繊維の補強性や分散性の向上効果に優れたポリプロピレンＥＭが得られるため好ましい。
【0128】
化合物Ｅには、モノエポキシドを添加してもよく、単独又は複数のエポキシ基含有化合物を混合して使用することも可能である。
【0129】
なお、市販のエポキシ基含有化合物をそのまま使用することも可能である。市販のエポキシ基含有化合物としては、日産工業株式会社製 ＴＥＰＩＣ－Ｓ、ＴＥＰＩＣ－ＬやＴＥＰＩＣ－ＨＰなどが挙げられる。
【0130】
化合物Ｅ及び得られたポリプロピレンＥＭにおけるエポキシ基含有量は、１３Ｃ－ＮＭＲ、ＩＲ、滴定法等により測定でき、エポキシド当量として把握することが可能である。１３Ｃ－ＮＭＲでは５２ｐｐｍ、ＩＲでは８９９～９１０ｃｍ－１のピ－クを観察する。
【0131】
１３Ｃ－ＮＭＲ測定は、たとえば次のようにして行われる。すなわち、試料０．３５ｇをヘキサクロロブタジエン２．０ｍｌに加熱溶解させる。この溶液をグラスフィルター（Ｇ２）で濾過した後、重水素化ベンゼン０．５ｍｌを加え、内径１０ｍｍのＮＭＲチューブに装入する。そして日本電子製ＧＸ－５００型ＮＭＲ測定装置を用い、１２０℃で１３Ｃ－ＮＭＲ測定を行う。積算回数は、１０，０００回以上とする。
【0132】
ＩＲ測定は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、試料を２５０℃、３分で熱プレスしてシ－トを作製した後に、赤外分光光度計（日本分光製、ＦＴ－ＩＲ ４１０型）を用いて透過法で、該シートの赤外吸収スペクトルを測定する。測定条件は、分解能を２ｃｍ－１、積算回数を３２回とする。
【0133】
透過法での赤外吸収スペクトルは、ランベルト・ベールの法則で示されるように、サンプル厚みに反比例し、吸光度そのものがサンプル中のエポキシ基の濃度をあらわすものではない。そのため、エポキシ基含有量を測定するためには、測定するサンプルの厚みを揃えるか、内部標準ピークを用いてエポキシ基のピーク強度を規格化する必要がある。
【0134】
ＩＲ測定によりポリプロピレンＥＭのエポキシ基含有量を測定する場合には、あらかじめエポキシ基の濃度が既知のサンプルを用いて、ＩＲ測定を行ない、８９９～９１０ｃｍ－１に現われるピークの吸光度と内部標準ピークの吸光度の比を用いて検量線を作成しておき、サンプルの測定値を検量線に代入し、濃度を求める。
【0135】
内部標準ピークとしては、ポリプロピレン骨格に由来するピークを用いても良いし、あらかじめ内部標準物質をサンプル中の濃度が一定となるように混合し、測定に用いても良い。
【0136】
含有量
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物に含まれるポリプロピレン（成分１）、炭素繊維（成分２）、及び変性ポリプロピレン（成分３）の含有量について、成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量は３０～９８重量％、好ましくは５０～９０重量％、より好ましくは６０～８０重量％の範囲である。成分２の含有量は１～５０重量％、好ましくは３～４０重量％、より好ましくは１０～３０重量％の範囲である。成分３の含有量は１～２０重量％、好ましくは３～３０重量％、より好ましくは５～２０重量％の範囲である。
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物に含まれるポリプロピレン（成分１）、炭素繊維（成分２）、及び変性ポリプロピレン（成分３）の含有量について、成分１と成分２と成分３のそれぞれの重量の合計を１００重量％として、成分１の含有量は３０～９８重量％、好ましくは５０～９０重量％、より好ましくは６０～８０重量％の範囲である。成分２の含有量は１～５０重量％、好ましくは３～４０重量％、より好ましくは１０～３０重量％の範囲である。成分３の含有量は１～２０重量％、好ましくは３～３０重量％、より好ましくは５～２０重量％の範囲である。
【0137】
炭素繊維表面
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物に含まれる炭素繊維（成分２）はその表面に、前記ポリプロピレン組成物の力学強度が高まるように、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合、及びＣ－Ｎ結合を所定の量で含む。なお、前記及び下記態様のいずれでも、「Ｃ－Ｏ結合」は「Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合」中のＣ－Ｏ結合を含めず、「Ｃ＝Ｏ結合」は「Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合」中のＣ＝Ｏ結合を含めない。
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物に含まれる炭素繊維（成分２）はその表面に、前記ポリプロピレン組成物の力学強度が高まるように、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合、及びＣ－Ｎ結合を所定の量で含む。なお、前記及び下記態様のいずれでも、「Ｃ－Ｏ結合」は「Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合」中のＣ－Ｏ結合を含めず、「Ｃ＝Ｏ結合」は「Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合」中のＣ＝Ｏ結合を含めない。
【0138】
一態様において、成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が１～２４％、好ましくは３～２０％、より好ましくは５～１５％の範囲である。
【0139】
一態様において、成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計が４～１５％、好ましくは５～１２％、より好ましくは５～８％の範囲である。
【0140】
一態様において、成分２は、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合を含み、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合、Ｃ－Ｃ結合及びＣ－Ｎ結合のそれぞれのスペクトル面積の合計を１００％として、Ｃ－Ｏ結合の含有量が５～２４％、好ましくは３～２０％、より好ましくは５～１５％の範囲であり、かつ、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計が４～１５％、好ましくは５～１２％、より好ましくは５～８％の範囲である。
【0141】
炭素繊維表面における結合成分の算出方法
炭素繊維表面の各結合量は、Ｘ線光電子分光法装置により測定され得る。必要に応じ、測定前に、未反応のサイジング剤を除去する等の前処理を行ってもよい。
励起源として、単色化したＡｌ Ｋα線（１４８６．６ｅＶ）やＭｇ Ｋα線（１２５３．６ｅＶ）などの特性Ｘ線を用いることができる。
得られるスペクトルは、公知の方法で各結合に波形分離できる。
例えば、実施例に記載の方法で炭素繊維表面における各結合成分量を算出できる。
炭素繊維表面の各結合量は、Ｘ線光電子分光法装置により測定され得る。必要に応じ、測定前に、未反応のサイジング剤を除去する等の前処理を行ってもよい。
励起源として、単色化したＡｌ Ｋα線（１４８６．６ｅＶ）やＭｇ Ｋα線（１２５３．６ｅＶ）などの特性Ｘ線を用いることができる。
得られるスペクトルは、公知の方法で各結合に波形分離できる。
例えば、実施例に記載の方法で炭素繊維表面における各結合成分量を算出できる。
【0142】
成形体
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物は、例えば、下記方法により成形体を製造するために使用される。
成形体の製造方法としては、前記ポリプロピレン組成物を溶融し、成形して成形体を得る工程を有する成形体の製造方法が挙げられる。
成形方法としては、押出成形法、及び射出成形法が挙げられる。押出成形により、例えばシート状の成形体が得られる。射出成形により、射出成形体が得られる。
射出成形法としては、例えば、一般的な射出成形法、射出発泡成形法、超臨界射出発泡成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、ガスアシスト射出成形法、サンドイッチ成形法、サンドイッチ発泡成形法、及びインサート・アウトサート成形法が挙げられる。
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物は、例えば、下記方法により成形体を製造するために使用される。
成形体の製造方法としては、前記ポリプロピレン組成物を溶融し、成形して成形体を得る工程を有する成形体の製造方法が挙げられる。
成形方法としては、押出成形法、及び射出成形法が挙げられる。押出成形により、例えばシート状の成形体が得られる。射出成形により、射出成形体が得られる。
射出成形法としては、例えば、一般的な射出成形法、射出発泡成形法、超臨界射出発泡成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、ガスアシスト射出成形法、サンドイッチ成形法、サンドイッチ発泡成形法、及びインサート・アウトサート成形法が挙げられる。
【0143】
用途
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物及び成形体は、例えば、自動車内装部品及び外装部品等の自動車部材として使用できる。
本発明の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物及び成形体は、例えば、自動車内装部品及び外装部品等の自動車部材として使用できる。
【実施例】
【0144】
以下、実施例及び比較例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はそれに限定されない。
【0145】
炭素繊維表面における結合成分の算出方法
【0146】
サイジング剤の除去
ダイオネクス社製の高速溶媒抽出装置ＡＳＥ－２００の設定温度を８０℃とし、炭素繊維０．２ｇを容積が１１ｍｌの抽出セル容器にいれて、高速溶媒抽出装置ＡＳＥ－２００に設置した。テトラヒドロフラン（関東化学、特級、安定剤不含）１１ｍｌを抽出セル容器に注入後、抽出セル容器内の圧力を１０００ｐｓｉに加圧し、１５分間保持した。窒素を用いて、抽出セル容器の排出口からテトラヒドロフランを約半分ほど追い出し、再び抽出セル容器内のテトラヒドロフランが１１ｍｌになるまで注入後、抽出セル容器内の圧力を１０００ｐｓｉに加圧し、１０分間保持した。さらにもう一度、窒素を用いて、抽出セル容器の排出口からテトラヒドロフランを約半分ほど追い出し、再び抽出セル容器内のテトラヒドロフランが１１ｍｌになるまで注入後、抽出セル容器内の圧力を１０００ｐｓｉに加圧し、１０分間保持した。その後、抽出セル容器に窒素を２分間注入し、抽出セル容器の排出口からテトラヒドロフランを追い出した。抽出セル容器から炭素繊維を取り出し、４０℃で少なくとも１５時間真空乾燥した。
ダイオネクス社製の高速溶媒抽出装置ＡＳＥ－２００の設定温度を８０℃とし、炭素繊維０．２ｇを容積が１１ｍｌの抽出セル容器にいれて、高速溶媒抽出装置ＡＳＥ－２００に設置した。テトラヒドロフラン（関東化学、特級、安定剤不含）１１ｍｌを抽出セル容器に注入後、抽出セル容器内の圧力を１０００ｐｓｉに加圧し、１５分間保持した。窒素を用いて、抽出セル容器の排出口からテトラヒドロフランを約半分ほど追い出し、再び抽出セル容器内のテトラヒドロフランが１１ｍｌになるまで注入後、抽出セル容器内の圧力を１０００ｐｓｉに加圧し、１０分間保持した。さらにもう一度、窒素を用いて、抽出セル容器の排出口からテトラヒドロフランを約半分ほど追い出し、再び抽出セル容器内のテトラヒドロフランが１１ｍｌになるまで注入後、抽出セル容器内の圧力を１０００ｐｓｉに加圧し、１０分間保持した。その後、抽出セル容器に窒素を２分間注入し、抽出セル容器の排出口からテトラヒドロフランを追い出した。抽出セル容器から炭素繊維を取り出し、４０℃で少なくとも１５時間真空乾燥した。
【0147】
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）分析
次いで、上述の作業を施した炭素繊維をＸ線光電子分光法装置（島津／ＫＲＡＴＯＳ社製ＡＸＩＳ ＵＬＴＲＡ ＤＬＤ）に設置した。Ｘ線源として、単色化したＡｌ Ｋα（１４８６．６ｅＶ）を用いてこれを励起光とした。出力は、管電流を１０ｍＡ、管電圧を１５ ｋＶにそれぞれ設定し、試料法線と光電子取り出し方向とのなす角度で定義される光電子取り出し角度を０°として測定した。得られた炭素１ｓスペクトルのバックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法により除去した。
次いで、上述の作業を施した炭素繊維をＸ線光電子分光法装置（島津／ＫＲＡＴＯＳ社製ＡＸＩＳ ＵＬＴＲＡ ＤＬＤ）に設置した。Ｘ線源として、単色化したＡｌ Ｋα（１４８６．６ｅＶ）を用いてこれを励起光とした。出力は、管電流を１０ｍＡ、管電圧を１５ ｋＶにそれぞれ設定し、試料法線と光電子取り出し方向とのなす角度で定義される光電子取り出し角度を０°として測定した。得られた炭素１ｓスペクトルのバックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法により除去した。
【0148】
バックグラウンドを除去した炭素１ｓスペクトルに対して、Ｌｏｒｅｎｔｚ関数の割合を３０％としたＧａｕｓｓ－Ｌｏｒｅｎｔｚ複合関数を用い、Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ： Ｐａｒｔ Ａ ９０ （２０１６） ６５３-６６１ （Ｂｏ Ｇａｏ ｅｔ ａｌ．）に記載されている方法に従い、Ｃ－Ｃ結合成分、Ｃ－Ｎ結合成分、Ｃ－Ｏ結合成分、Ｃ＝Ｏ結合成分、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合成分に由来するピークにそれぞれ波形分離した。
【0149】
波形分離により得られたＣ－Ｃ結合成分、Ｃ－Ｎ結合成分、Ｃ－Ｏ結合成分、Ｃ＝Ｏ結合成分、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合成分それぞれのスペクトル面積を求め、Ｃ－Ｃ結合成分、Ｃ－Ｎ結合成分、Ｃ－Ｏ結合成分、Ｃ＝Ｏ結合成分、Ｏ－Ｃ＝Ｏ結合成分の合計量１００％に対する、Ｃ－Ｏ結合成分のスペクトルの面積が占める割合及びＣ＝Ｏ結合成分のスペクトルの面積とＯ－Ｃ＝Ｏ結合成分のスペクトルの面積の合計量が占める割合を算出した。
【0150】
変性ポリプロピレンの合成例
【0151】
無水マレイン酸変性ポリプロピレン－１
ＷＯ２０２０／００９０９０に記載の合成例２を用いた。
ＷＯ２０２０／００９０９０に記載の合成例２を用いた。
【0152】
カルボジイミド変性ポリプロピレン－１
上記で合成した無水マレイン酸変性ポリプロピレン－１を１００重量％と、カルボジイミド基含有化合物（日清紡社製、商品名カルボジライト（登録商標）ＨＭＶ－１５ＣＡ（カルボジイミド当量２６２ｇ／モル）を１．７重量％と、酸化防止剤１（住友化学株式会社製 スミライザーＧＡ８０）を０．２重量％と、酸化防止剤２（住友化学株式会社製 スミライザーＧＰ）を０．２重量％混合し、二軸混練機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ－１５、スクリュー径１５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５、シリンダー温度２５０℃、回転数３００ｒｐｍ、吐出２ｋｇ／ｈｒ）にて真空ベントから脱気しながら、溶融混練し、カルボジイミド変性ポリプロピレン－１を得た。得られたカルボジイミド変性ポリプロピレン－１のＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）は１８ｇ／１０分であった。
上記で合成した無水マレイン酸変性ポリプロピレン－１を１００重量％と、カルボジイミド基含有化合物（日清紡社製、商品名カルボジライト（登録商標）ＨＭＶ－１５ＣＡ（カルボジイミド当量２６２ｇ／モル）を１．７重量％と、酸化防止剤１（住友化学株式会社製 スミライザーＧＡ８０）を０．２重量％と、酸化防止剤２（住友化学株式会社製 スミライザーＧＰ）を０．２重量％混合し、二軸混練機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ－１５、スクリュー径１５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５、シリンダー温度２５０℃、回転数３００ｒｐｍ、吐出２ｋｇ／ｈｒ）にて真空ベントから脱気しながら、溶融混練し、カルボジイミド変性ポリプロピレン－１を得た。得られたカルボジイミド変性ポリプロピレン－１のＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）は１８ｇ／１０分であった。
【0153】
エポキシ変性ポリプロピレン－１
上記で合成した無水マレイン酸変性ポリプロピレン－１を１００重量％と、エポキシ基含有化合物（日産化学工業株式会社製、商品名ＴＥＰＩＣ―Ｓ（エポキシ当量１０５ｇ／ｅｑ）を０．６７重量％と、酸化防止剤１を０．２重量％と、酸化防止剤２を０．２重量％混合し、二軸混練機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ－１５、スクリュー径１５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５、シリンダー温度２５０℃、回転数３００ｒｐｍ、吐出２ｋｇ／ｈｒ）にて真空ベントから脱気しながら、溶融混練し、エポキシ変性ポリプロピレン－１を得た。得られたエポキシ変性ポリプロピレン－１のＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）は６９ｇ／１０分であった。
上記で合成した無水マレイン酸変性ポリプロピレン－１を１００重量％と、エポキシ基含有化合物（日産化学工業株式会社製、商品名ＴＥＰＩＣ―Ｓ（エポキシ当量１０５ｇ／ｅｑ）を０．６７重量％と、酸化防止剤１を０．２重量％と、酸化防止剤２を０．２重量％混合し、二軸混練機（株式会社テクノベル製、ＫＺＷ－１５、スクリュー径１５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５、シリンダー温度２５０℃、回転数３００ｒｐｍ、吐出２ｋｇ／ｈｒ）にて真空ベントから脱気しながら、溶融混練し、エポキシ変性ポリプロピレン－１を得た。得られたエポキシ変性ポリプロピレン－１のＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）は６９ｇ／１０分であった。
【0154】
炭素繊維２
カーボンファイバーリサイクル工業社製ＣＦＲＩ Ｔ８Ｓ１０３Ｃを１００ｍLの磁性るつぼに約１０ｇ量り取り、電気炉（株式会社東京技術研究所製ＴＦＤ－２０Ｃ－Ｚ）内に入れた。電気炉を室温から５００℃まで約６５℃／ｍｉｎで昇温し、５００℃下で１時間静置し、炭素繊維２を得た。
得られた炭素繊維２を上述に記載の方法でサイジング剤の除去を行い、上述に記載の方法でＣ－Ｏ結合の含有量とＣ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計を測定したところ、Ｃ－Ｏ結合の含有量は１９．３％であり、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計は１１．３％であった。
カーボンファイバーリサイクル工業社製ＣＦＲＩ Ｔ８Ｓ１０３Ｃを１００ｍLの磁性るつぼに約１０ｇ量り取り、電気炉（株式会社東京技術研究所製ＴＦＤ－２０Ｃ－Ｚ）内に入れた。電気炉を室温から５００℃まで約６５℃／ｍｉｎで昇温し、５００℃下で１時間静置し、炭素繊維２を得た。
得られた炭素繊維２を上述に記載の方法でサイジング剤の除去を行い、上述に記載の方法でＣ－Ｏ結合の含有量とＣ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計を測定したところ、Ｃ－Ｏ結合の含有量は１９．３％であり、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合のそれぞれの含有量の合計は１１．３％であった。
【0155】
使用した材料
実施例及び比較例では、以下の材料を使用した。
実施例及び比較例では、以下の材料を使用した。
【0156】
１．ポリプロピレン（成分１）
ポリプロピレン単独重合体１（住友化学株式会社製ノーブレンＨＲ１００ＥＧ）
ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１．２Ｎ）：２３ｇ／１０分
融点：１６４℃
ポリプロピレン単独重合体２（住友化学株式会社製ノーブレンＨＵ１００ＥＧ）
ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１．２Ｎ）：１００ｇ／１０分
融点：１６４℃
ポリプロピレン単独重合体１（住友化学株式会社製ノーブレンＨＲ１００ＥＧ）
ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１．２Ｎ）：２３ｇ／１０分
融点：１６４℃
ポリプロピレン単独重合体２（住友化学株式会社製ノーブレンＨＵ１００ＥＧ）
ＭＦＲ（２３０℃、荷重２１．２Ｎ）：１００ｇ／１０分
融点：１６４℃
【0157】
２．炭素繊維（成分２）
炭素繊維１（カーボンファイバーリサイクル工業社製ＣＦＲＩ Ｔ８Ｓ１０３Ｃ）
Ｃ－Ｏ結合：５．２％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：５．８％
炭素繊維２（炭素繊維－１を５００℃で１時間加熱処理）
Ｃ－Ｏ結合：１９．３％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：１１．３％
炭素繊維３（帝人株式会社製Ｔｅｎａｘ－Ａ ＰＣＳ１７１２００）
Ｃ－Ｏ結合：１４．２％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：７．３％
炭素繊維４（帝人株式会社製Ｔｅｎａｘ－Ｊ ＩＭ Ｃ４４３）
Ｃ－Ｏ結合：２４．７％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：２．７％
炭素繊維５（ＳＧＬカーボンジャパン株式会社製ＳＩＧＲＡＦＩＬ Ｃ Ｃ６―４．０／２４０－Ｔ１３０）
Ｃ－Ｏ結合：２７．４％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：３．１％
炭素繊維１（カーボンファイバーリサイクル工業社製ＣＦＲＩ Ｔ８Ｓ１０３Ｃ）
Ｃ－Ｏ結合：５．２％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：５．８％
炭素繊維２（炭素繊維－１を５００℃で１時間加熱処理）
Ｃ－Ｏ結合：１９．３％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：１１．３％
炭素繊維３（帝人株式会社製Ｔｅｎａｘ－Ａ ＰＣＳ１７１２００）
Ｃ－Ｏ結合：１４．２％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：７．３％
炭素繊維４（帝人株式会社製Ｔｅｎａｘ－Ｊ ＩＭ Ｃ４４３）
Ｃ－Ｏ結合：２４．７％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：２．７％
炭素繊維５（ＳＧＬカーボンジャパン株式会社製ＳＩＧＲＡＦＩＬ Ｃ Ｃ６―４．０／２４０－Ｔ１３０）
Ｃ－Ｏ結合：２７．４％、Ｃ＝Ｏ結合及びＯ－Ｃ＝Ｏ結合の合計：３．１％
【0158】
３．変性ポリプロピレン（成分３）
変性ポリプロピレン１
上記合成例の無水マレイン酸変性ポリプロピレン
変性ポリプロピレン２
上記合成例のカルボジイミド変性ポリプロピレン
変性ポリプロピレン３
上記合成例のエポキシ変性ポリプロピレン
変性ポリプロピレン１
上記合成例の無水マレイン酸変性ポリプロピレン
変性ポリプロピレン２
上記合成例のカルボジイミド変性ポリプロピレン
変性ポリプロピレン３
上記合成例のエポキシ変性ポリプロピレン
【0159】
４．その他の材料
酸化防止剤３：ＢＡＳＦジャパン株式会社製 イルガノックス１０１０
酸化防止剤４：ＢＡＳＦジャパン株式会社製 イルガフォス１６８
酸化防止剤３：ＢＡＳＦジャパン株式会社製 イルガノックス１０１０
酸化防止剤４：ＢＡＳＦジャパン株式会社製 イルガフォス１６８
【0160】
溶融混錬及び射出成形体の製造
【0161】
実施例１
ポリプロピレン単独重合体１ ７０重量％と、変性ポリプロピレン１ １０重量％と、炭素繊維１ ２０重量％と、ポリプロピレン単独重合体１と変性ポリプロピレン１と炭素繊維１の合計１００重量部に対して、酸化防止剤３ ０．２重量部と、酸化防止剤４ ０．２重量部とを混合し、混合物を得た。混合物を４０ｍｍ単軸押出機（ＶＳ４０－２８型ベント式押出機、田辺プラスチックス社製）により、シリンダー温度２２０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍにて溶融混錬を行い、ペレット化し、炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を得た。得られた炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を、射出成形機（株式会社名機製作所製Ｍ－７０ＣＳＪ）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度５０℃、射出速度２０ｍｍ／秒の条件で射出成形を行い、ＩＳＯ試験片の射出成形体を得た。
ポリプロピレン単独重合体１ ７０重量％と、変性ポリプロピレン１ １０重量％と、炭素繊維１ ２０重量％と、ポリプロピレン単独重合体１と変性ポリプロピレン１と炭素繊維１の合計１００重量部に対して、酸化防止剤３ ０．２重量部と、酸化防止剤４ ０．２重量部とを混合し、混合物を得た。混合物を４０ｍｍ単軸押出機（ＶＳ４０－２８型ベント式押出機、田辺プラスチックス社製）により、シリンダー温度２２０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍにて溶融混錬を行い、ペレット化し、炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を得た。得られた炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を、射出成形機（株式会社名機製作所製Ｍ－７０ＣＳＪ）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度５０℃、射出速度２０ｍｍ／秒の条件で射出成形を行い、ＩＳＯ試験片の射出成形体を得た。
【0162】
実施例２～８及び比較例１～４
表１に示した材料を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２～８及び比較例１～４の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を製造した。
表１に示した材料を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２～８及び比較例１～４の炭素繊維含有ポリプロピレン組成物を製造した。
【0163】
物性の評価
１．メルトマスフローレイト（単位：ｇ／１０分）
ＪＩＳ Ｋ ７２１０に規定された方法に従って、測定温度２３０℃で、荷重２．１６ｋｇで、メルトマスフローレイトを測定した。
１．メルトマスフローレイト（単位：ｇ／１０分）
ＪＩＳ Ｋ ７２１０に規定された方法に従って、測定温度２３０℃で、荷重２．１６ｋｇで、メルトマスフローレイトを測定した。
【0164】
２．密度（単位：ｇ／ｃｍ３）
上記の「溶融混錬及び射出成形体の製造」に記載の成形方法によって成形された成形体を８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍのサイズに切り出したものを試験片として用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１２に規定のＡ法である水中置換法に従って、密度を測定した。
上記の「溶融混錬及び射出成形体の製造」に記載の成形方法によって成形された成形体を８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍのサイズに切り出したものを試験片として用いて、ＪＩＳ Ｋ７１１２に規定のＡ法である水中置換法に従って、密度を測定した。
【0165】
３．引張り破断強度（単位：ＭＰａ）
上記の「溶融混錬及び射出成形体の製造」に記載の成形方法によって成形された厚みが４ｍｍである試験片を用いて、ＩＳＯ ５２７－２に規定された方法に従って、引張り速度５０ｍｍ／分で、引張り破断強度（ＵＳ）を測定した。
上記の「溶融混錬及び射出成形体の製造」に記載の成形方法によって成形された厚みが４ｍｍである試験片を用いて、ＩＳＯ ５２７－２に規定された方法に従って、引張り速度５０ｍｍ／分で、引張り破断強度（ＵＳ）を測定した。
【0166】
４．曲げ強度（単位：ＭＰａ）
上記の「溶融混錬及び射出成形体の製造」に記載の成形方法によって成形された厚みが４ｍｍである試験片を用いて、ＩＳＯ １７８に規定された方法に従って、荷重速度２．０ｍｍ／分で、曲げ強度（ＦＳ）を測定した。
上記の「溶融混錬及び射出成形体の製造」に記載の成形方法によって成形された厚みが４ｍｍである試験片を用いて、ＩＳＯ １７８に規定された方法に従って、荷重速度２．０ｍｍ／分で、曲げ強度（ＦＳ）を測定した。
【0167】
【表1】
