JP2018053088A - 樹脂組成物、及び樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物を提供すること。【解決手段】ポリオレフィンと、炭素繊維と、ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体と、を含む樹脂組成物を有する樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物、及び樹脂成形体に関する。

従来、樹脂組成物としては種々のものが提供され、各種用途に使用されている。
特に、熱可塑性樹脂としてポリオレフィンを含む樹脂組成物は、家電製品や自動車の各種部品、筐体等、また事務機器、電子電気機器の筐体などの部品に使用される。

例えば、特許文献１には、「（ａ）０．１〜９０重量％の少なくとも１種類のポリオレフィン、（ｂ）０．１〜５０重量％の少なくとも１種類のポリアミド、（ｃ）０．１〜１５重量％の少なくとも１種類の修飾ポリオレフィン、（ｄ）５．０〜７５重量％の少なくとも１種類の強化用繊維、（ｅ）０．１〜１０重量％の少なくとも１種類の硫黄含有添加剤を含む、３ｍｍ以上の長さを有する長繊維強化ポリオレフィン構造体」が開示されている。

また、特許文献２には、「酸変性ポリオレフィン（Ａ）ブロックおよびポリアミド（Ｂ）ブロックを有し、¹³Ｃ−ＮＭＲによるアミド基由来の炭素と、メチル基、メチレン基およびメチン基由来の炭素との比（α）が、０．５／９９．５〜１２／８８であるポリマー（Ｘ）を含有してなるポリオレフィン樹脂用改質剤」が開示されている。さらに、特許文献２には、「このポリオレフィン樹脂用改質剤（Ｋ）、ポリオレフィン樹脂（Ｄ）および無機繊維（Ｅ）を含有してなる無機繊維含有ポリオレフィン樹脂組成物。」が開示されている。

また、特許文献３には、「Ａ）炭素繊維、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂、（Ｃ）酸変性ポリオレフィン系樹脂、及び（Ｄ）上記（Ａ）炭素繊維が有する反応性官能基及び上記（Ｃ）酸変性ポリオレフィンが有する反応性官能基のそれぞれと反応しうる官能基を２個以上有する多官能性化合物を含む繊維強化樹脂組成物。」が開示されている。

特表２００３−５２８９５６号公報 特開２０１４−１８１３０７号公報 特開２００５−２１３４７８号公報

本発明の課題は、ポリオレフィンと炭素繊維とポリアミドと無水マレイン酸修飾ポリオレフィンとのみを含む樹脂組成物に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物を提供することにある。

上記課題は、以下の本発明によって達成される。

請求項１に係る発明は、
ポリオレフィンと、
炭素繊維と、
ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体と、
を含む樹脂組成物。

請求項２に係る発明は、
前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体が、ポリオレフィンを主鎖とし、ポリアミドを側鎖とするグラフト共重合体である、請求項１に記載の樹脂組成物。

請求項３に係る発明は、
前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部以上５０質量部以下である請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成物。

請求項４に係る発明は、
前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、０．１質量％以上１００質量％以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の樹脂組成物。

請求項５に係る発明は、
前記炭素繊維の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部以上２００質量部以下である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の樹脂組成物。

請求項６に係る発明は、
前記炭素繊維の平均繊維長が、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の樹脂組成物。

請求項７に係る発明は、
ポリオレフィンと、
炭素繊維と、
ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体と、
を含む樹脂成形体。

請求項８に係る発明は、
前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体が、ポリオレフィンを主鎖とし、ポリアミドを側鎖とするグラフト共重合体である、請求項７に記載の樹脂成形体。

請求項９に係る発明は、
前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部以上５０質量部以下である請求項７又は請求項８に記載の樹脂成形体。

請求項１０に係る発明は、
前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、０．１質量％以上１００質量％以下である請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の樹脂成形体。

請求項１１に係る発明は、
前記炭素繊維の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部以上２００質量部以下である請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載の樹脂成形体。

請求項１２に係る発明は、
前記炭素繊維の平均繊維長が、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載の樹脂成形体。

請求項１、又は２に係る発明によれば、ポリオレフィンと炭素繊維とポリアミドと無水マレイン酸修飾ポリオレフィンとのみを含む樹脂組成物に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
請求項３に係る発明によれば、リオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部未満又は５０質量部超えである場合に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
請求項４に係る発明によれば、炭素繊維の質量に対する、ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、０．１質量％未満又は１００質量％超えである場合に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
請求項５に係る発明によれば、炭素繊維の含有量が、ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部未満又は２００質量部超えである場合に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。
請求項６に係る発明によれば、ポリオレフィンと炭素繊維とポリアミドと無水マレイン酸修飾ポリオレフィンとのみを含む樹脂組成物に比べ、平均繊維長が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の炭素繊維を含み、かつ曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られる樹脂組成物が提供される。

請求項７、又は８に係る発明によれば、ポリオレフィンと炭素繊維とポリアミドと無水マレイン酸修飾ポリオレフィンとのみを含む樹脂組成物に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が提供される。
請求項９に係る発明によれば、リオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部未満又は５０質量部超えである場合に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が提供される。
請求項１０に係る発明によれば、炭素繊維の質量に対する、ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、０．１質量％未満又は１００質量％超えである場合に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が提供される。
請求項１１に係る発明によれば、炭素繊維の含有量が、ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部未満又は２００質量部超えである場合に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が提供される。
請求項１２に係る発明によれば、ポリオレフィンと炭素繊維とポリアミドと無水マレイン酸修飾ポリオレフィンとのみを含む樹脂組成物に比べ、平均繊維長が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の炭素繊維を含み、かつ曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が提供される。

マイクロドロップレット法を用いられる試験の模式図である。

以下、本発明の樹脂組成物及び樹脂成形体の一例である実施形態について説明する。

［樹脂組成物］
本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリオレフィンと、炭素繊維と、ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体（以下、「特定共重合体」とも称する）と、を含む。

近年では、機械的強度に優れた樹脂成形体を得るために、母材（マトリックス）としてのポリオレフィンと強化繊維とを含む樹脂組成物が用いられている。
このような樹脂組成物では、強化繊維とポリオレフィンとの親和性が低いと、この両者の界面に空間が生じ、かかる界面における密着性が低下することがある。
特に、樹脂組成物中の強化繊維として炭素繊維を用いた場合には、ガラス繊維等に比べ高い機械的強度を求められるが、炭素繊維表面の水酸基、カルボキシル基など熱可塑性樹脂との接着に寄与する極性基が、ガラス繊維に比べて少ないため、炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面における密着性は低下する。その結果、機械的強度、特に曲げ弾性率は、炭素繊維の配合の割に高まり難い。特に、繰り返し曲げる負荷を加えた場合、炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面での剥離が進行しやすいため、初期からの曲げ弾性率の低下は大きくなる傾向がある。

そこで、本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリオレフィンと、炭素繊維と、特定共重合体（ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体）と、の３成分を含ませる。
この構成とすることで、曲げ弾性率に優れる樹脂成形体が得られる。このような効果が得られる作用については明確ではないが、以下のように推測される。

本実施形態に係る樹脂組成物から樹脂成形体を得る際、かかる樹脂組成物を熱溶融混合すると、特定共重合体は、分子内に含まれるポリオレフィン部が母材としてのポリオレフィンと相溶して、樹脂組成物中で分散することとなる。
この状態の中で、特定共重合体が炭素繊維と接触すると、特定共重合体の分子内に含まれるポリアミド部と炭素繊維の表面に僅かながら存在する極性基とが親和力（引力及び水素結合）にて複数の箇所で物理的に接着する。また、一般的にポリオレフィンとポリアミドとは相溶性が低いため、特定共重合体は、分子内に含まれるポリアミド部と母材としてのポリオレフィンとの斥力により、炭素繊維との接触頻度が上がる。その結果として、特定共重合体の炭素繊維に対する接着量や接着面積が上がる。このように、炭素繊維の周囲に特定共重合体による被覆層が形成される。
そして、被覆層を形成する特定共重合体は、分子内に含まれるポリオレフィン部が母材としてのポリオレフィンとも相溶していることで、引力と斥力とが平衡状態が形成され、特定共重合体による被覆層は、薄く、かつ均一に近い状態で形成されることとなる。特に、炭素繊維の表面に存在するカルボキシ基と特定共重合体の分子内に含まれるポリアミド（そのアミド結合）との親和性が高いため、炭素繊維の周囲には特定共重合体による被覆層が形成され易く、薄膜で且つ均一性に優れる被覆層になると考えられる。
なお、被覆層は炭素繊維の周囲全体を被覆していることが好ましいが、一部被覆されていない部分があってもよい。

以上のことから、炭素繊維とポリオレフィンとの界面の密着性が高まり、機械的強度、特に曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られると推測される。

ここで、本実施形態に係る樹脂組成物及びそれにより得られる樹脂成形体は、樹脂組成物（例えばペレット）の製造のときの熱溶融混練、及び射出成型により、炭素繊維の周囲に特定共重合体による被覆層が形成された構造を有することが好ましい。

本実施形態に係る樹脂組成物において、特定共重合体による被覆層の厚さは、５ｎｍ以上７００ｎｍ以下であり、曲げ弾性率の更なる向上の点から、１０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下が好ましい。被覆層の厚みを５ｎｍ以上とすると、曲げ弾性率が向上し、被覆層の厚みを７００ｎｍ以下とすると、被覆層を介した炭素繊維とポリオレフィンとの界面が脆弱となることを抑え、曲げ弾性率の低下が抑制される。

被覆層の厚さは、次の方法により測定された値である。測定対象物を液体窒素中で破断させ、電子顕微鏡（Ｋｅｙｅｎｃｅ社製ＶＥ−９８００）を用いて、その断面を観察する。その断面において、炭素繊維の周囲に被覆する被覆層の厚みを１００箇所計測し、その平均値として算出する。
なお、被覆層の確認は、上記断面観察により実施する。

以下、本実施形態に係る樹脂組成物の各成分の詳細について説明する。

−ポリオレフィン（Ａ）−
ポリオレフィンは、樹脂組成物の母材であり、炭素繊維により強化される樹脂成分である。
ポリオレフィンは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

ポリオレフィンとしては、オレフィンに由来する繰り返し単位を含む樹脂であって、樹脂全体に対し３０質量％）以下であれば、オレフィン以外の単量体に由来する繰り返し単位を含んでいてもよい。
ポリオレフィンは、オレフィン（必要に応じて、オレフィン以外の単量体）の付加重合によって得られる。
また、ポリオレフィンを得るための、オレフィン及びオレフィン以外の単量体は、それぞれ、１種であってもよいし、２種以上であってもよい。
なお、ポリオレフィンは、コポリマーであってもよいし、ホモポリマーであってよい。また、ポリオレフィンは、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。

ここで、オレフィンとしては、直鎖状又は分岐状の脂肪族オレフィン、脂環式オレフィンが挙げられる。
脂肪族オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン等のα−オレフィンが挙げられる。
また、脂環式オレフィンとしては、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、５−メチル−２−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、ビニルシクロヘキサン等が挙げられる。
中でも、コストの点から、α−オレフィンが好ましく、エチレン、プロピレンがより好ましく、特にプロピレンが好ましい。

また、オレフィン以外の単量体としては、公知の付加重合性化合物から選択される。
付加重合性化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩等のスチレン類；（メタ）アクリル酸アルキル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル等の（メタ）アクリル酸エステル；塩化ビニル等のハロビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；ビニルメチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニリデンクロリド等のハロゲン化ビニリデン類；Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物類；等が挙げられる。

好適なポリオレフィンとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ポリイソブチレン、クマロン・インデン樹脂、テルペン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）等が挙げられる。
中でも、オレフィンに由来する繰り返し単位のみを含む樹脂であることが好ましく、特に、コストの点から、ポリプロピレンが好ましい。

ポリオレフィンの分子量は、特に限定されず、樹脂の種類、成形条件や樹脂成形体に用途等に応じて決定すればよい。例えば、ポリオレフィンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、１万以上３０万以下の範囲が好ましく、１万以上２０万以下の範囲がより好ましい。
また、ポリオレフィンのガラス転移温度（Ｔｇ）又は融点（Ｔｍ）は、上記分子量と同様、特に限定されず、樹脂の種類、成形条件や樹脂成形体に用途等に応じて決定すればよい。例えば、ポリオレフィンの融点（Ｔｍ）は、１００℃以上３００℃以下の範囲が好ましく、１５０℃以上２５０℃以下の範囲がより好ましい。

なお、ポリオレフィンの重量平均分子量（Ｍｗ）及び融点（Ｔｍ）は、以下のようにして測定された値を示す。
即ち、ポリオレフィンの重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により、以下の条件で行う。ＧＰＣ装置としては高温ＧＰＣシステム「ＨＬＣ−８３２１ＧＰＣ／ＨＴ」、溶離液としてｏ−ジクロロベンゼンを用いる。ポリオレフィンを一旦高温（１４０℃以上１５０℃以下の温度）でｏ−ジクロロベンゼンに溶融・ろ過し、ろ液を測定試料とする。測定条件としては、試料濃度０．５％、流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ．、サンプル注入量１０μｌ、ＲＩ検出器を用いて行う。また、検量線は、東ソー社製「ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ標準試料ＴＳＫ ｓｔａｎｄａｒｄ」：「Ａ−５００」、「Ｆ−１」、「Ｆ−１０」、「Ｆ−８０」、「Ｆ−３８０」、「Ａ−２５００」、「Ｆ−４」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−１２８」、「Ｆ−７００」の１０サンプルから作成する。
また、ポリオレフィンの融点（Ｔｍ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線から、ＪＩＳ Ｋ ７１２１−１９８７「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。

ポリオレフィンの含有量は、樹脂成形体の用途等に応じて、決定すればよいが、例えば、樹脂組成物の全質量に対して、５質量％以上９５質量％以下が好ましく、１０質量％以上９５質量％以下がより好ましく、２０質量％以上９５質量％以下が更に好ましい。

−炭素繊維−
炭素繊維としては、公知の炭素繊維が用いられ、ＰＡＮ系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維のいずれもが用いられる。

炭素繊維は、公知の表面処理が施されたものであってもよい。
炭素繊維の表面処理としては、例えば、酸化処理、サイジング処理が挙げられる。
炭素繊維の形態は、特に限定されず、樹脂成形体の用途等に応じて選択すればよい。炭素繊維の形態としては、例えば、多数の単繊維から構成される繊維束、繊維束を集束したもの、繊維を二次元又は三次元に織った織物等が挙げられる。

炭素繊維の繊維径、繊維長等は、特に限定されず、樹脂成形体の用途等に応じて選択すればよい。
ただし、炭素繊維の繊維長が短くても、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られるため、炭素繊維の平均繊維長は、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下（好ましくは０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下）であってもよい。
また、炭素繊維の平均直径は、例えば、５．０μｍ以上１０．０μｍ以下（好ましくは６．０μｍ以上８．０μｍ以下）であってもよい。

なお、炭素繊維の繊維長が短くなると、炭素繊維の樹脂強化能が低下する傾向がある。特に、近年のリサイクル化の要望により、炭素繊維で強化された樹脂成形体を粉砕して再利用することも進められており、樹脂成形体の粉砕時に炭素繊維の繊維長が短くなることが多い。また、樹脂組成物を製造するときの熱溶融混練時に炭素繊維の繊維長が短くなることもある。そのため、繊維長が短くなった炭素繊維を含む樹脂組成物により樹脂成形体を成形すると、機械的強度、特に曲げ弾性率が低下する傾向が高くなる。
しかし、炭素繊維を含む樹脂成形体を粉砕し、炭素繊維が短繊維化されたリサイクル品を原料として使用したり、熱溶融混練時に炭素繊維が短繊維化しても、本実施形態に係る樹脂組成物は、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られるため有用である。

ここで、炭素繊維の平均繊維長の測定方法は、次の通りである。炭素繊維を光学顕微鏡によって倍率１００で観察し、炭素繊維の長さを測定する。そして、この測定を炭素繊維１００個について行い、その平均値を炭素繊維の平均繊維長とする。
一方、炭素繊維の平均直径の測定方法は、次の通りである。炭素繊維の長さ方向に直交する断面を、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって倍率１００倍で観察し、炭素繊維の直径を測定する。そして、この測定を炭素繊維１００個について行い、その平均値を炭素繊維の平均直径とする。

炭素繊維としては、市販品を用いてもよい。
ＰＡＮ系炭素繊維の市販品としては、東レ（株）製の「トレカ（登録商標）」、東邦テナックス（株）製の「テナックス」、三菱レイヨン（株）製の「パイロフィル（登録商標）」等が挙げられる。その他、ＰＡＮ系炭素繊維の市販品としては、Ｈｅｘｃｅｌ社製、Ｃｙｔｅｃ社製，Ｄｏｗ−Ａｋｓａ社製、台湾プラスチック社製，ＳＧＬ社製の市販品も挙げられる。
ピッチ系炭素繊維の市販品としては、三菱レイヨン（株）製の「ダイリアード（登録商標）」、日本グラファイトファイバー（株）製の「ＧＲＡＮＯＣ」、（株）クレハ製の「クレカ」等が挙げられる。その他、ピッチ系炭素繊維の市販品としては、大阪ガスケミカル（株）製、Ｃｙｔｅｃ社製の市販品も挙げられる。

なお、炭素繊維は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

炭素繊維の含有量は、ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部以上２００質量部以下であること好ましく、１質量部以上１８０質量部以下であることがより好ましく、５質量部以上１５０質量部以下であることが更に好ましい。
炭素繊維がポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部以上含まれることで、樹脂組成物の強化が図られ、また、炭素繊維の含有量を、ポリオレフィン１００質量部に対し２００質量部以下とすることで、樹脂成形体を得る際の成形性が良好になる。
なお、炭素繊維以外の強化繊維を用いる場合、強化繊維の全質量に対して８０質量％以上を炭素繊維とすることが好ましい。

ここで、以降、ポリオレフィン１００質量部に対する含有量（質量部）は、「ｐｈｒ（ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｒｅｓｉｎ）と略記することがある。
この略記を使用した場合、上記炭素繊維の含有量は、０．１ｐｈｒ以上２００ｐｈｒ以下となる。

−特定共重合体（ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体）−
特定共重合体は、ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体である。
特定共重合体は、ポリオレフィンにポリアミドをグラフト重合したグラフト共重合体、ポリオレフィンとポリアミドとをブロック重合したブロック共重合体等が挙げられる。
これらの中でも、曲げ弾性率が向上する観点から、ポリオレフィンにポリアミドをグラフト重合したグラフト共重合体（つまり、ポリオレフィンを主鎖とし、ポリアミドを側鎖とするグラフト共重合体）が好ましい。

特定共重合体において、ポリオレフィンとしては、母材としてのポリオレフィンと同様なものが挙げられる。ポリオレフィンは、曲げ弾性率の更なる向上の観点から、母材としてのポリオレフィンと同種のものを用いることが好ましい。つまり、例えば、母材としてのポリオレフィンとしてポリプロピレンを用いる場合、特定共重合体のポリオレフィン部はポリプロピレン部であることが好ましい。

一方、ポリアミドとしては、ジカルボン酸とジアミンとを共縮重合したもの、ラクタムを開環重縮合したもの、が挙げられる。

ジカルボン酸としては、シュウ酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、フタル酸、等が挙げられ、中でも、アジピン酸、テレフタル酸が好ましい。
ジアミンとしては、エチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナンジアミン、デカメチレンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシレンジアミン等が挙げられ、中でも、ヘキサメチレンジアミンが好ましい。
ラクタムとしては、ε−カプロラクタム、ウンデカンラクタム、ラウリルラクタム等が挙げられ、中でも、ε−カプロラクタムが好ましい。

ポリアミドとしては、炭素繊維との親和性（接着性）の点、樹脂成形体の成形性の点から、ε−カプロラクタムを開環重縮合したポリアミド（ＰＡ６）、６．６ナイロン、６．１０ナイロン、１〜１２ナイロン、芳香族ナイロンで知られるＭＸＤ，ＨＴ−１ｍ、６−Ｔナイロン、ポリアミノトリアゾール、ポリベンツイミダゾール、ポリオキサジアゾール、ポリアミドイミド、ピペラジン系ポリイミドであることが好ましく、中でも、６．６ナイロンが好ましい。

特定共重合体において、ポリプロピレンとポリアミドとの共重合比（ポリプロピレン／ポリアミド）は、質量比で３０／７０以上９９／１以下が好ましく、４０／６０以上９９／１以下がより好ましく、５０／５０以上９９／１以下が更に好ましい。

特定共重合体の分子量は、特に限定されず、樹脂組成物中に併存するポリオレフィンよりも熱溶融し易ければよい。例えば、特定共重合体の重量平均分子量は、１０００以上１００万以下の範囲が好ましく、１００００以上１０万以下の範囲がより好ましい。
また、特定共重合体のガラス転移温度又は溶融温度（融点）は、上記分子量と同様、特に限定されず、樹脂組成物中に併存するポリオレフィンよりも熱溶融し易ければよい。例えば、特定共重合体の融点（Ｔｍ）は、１００℃以上２５０℃以下の範囲が好ましく、１５０℃以上２５０℃以下の範囲がより好ましい。

特定共重合体の含有量は、ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、０．１質量部以上４０質量部以下であることがより好ましく、０．１質量部以上３０質量部以下であることが更に好ましい。
特定共重合体の含有量が上記の範囲であることで、炭素繊維との親和性が高まり、曲げ弾性率の向上が図られる。

特定共重合体の含有量は、炭素繊維との親和性を効果的に発現させる点から、前述した炭素繊維の含有量と比例させることが好ましい。
炭素繊維の質量に対する特定共重合体の含有量としては、０．１質量％以上１００質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。
炭素繊維の質量に対する特定共重合体の含有量が、０．１質量％以上であると炭素繊維と特定共重合体との親和性が高まり易く、１００質量％以下であると樹脂流動性が向上する。

ここで、特定共重合体と炭素繊維との密着性は、例えば、界面せん断強度といった指標にて評価される。
界面せん断強度は、マイクロドロップレット法を用いて測定される。ここで、図１に示す試験の模式図を用いて、マイクロドロップレット法について説明する。
マイクロドロップレット法とは、単繊維ｆに液体樹脂を塗布し、ドロップレットＤ（樹脂粒、樹脂玉とも呼ばれる）をつけ、このドロップレットＤを固定した後に、矢印方向に単繊維ｆの引き抜き試験を行うことで、両者の界面接着性を評価する方法である。
そして、この試験を元に、下記式を用いて、界面せん断強度（τ）が算出される。

式中、τは界面せん断強度を表し、Ｆは引抜荷重を表し、ｄは単繊維の繊維径を表し、Ｌはドロップレット長を表す。
算出された界面せん断強度（τ）の値が大きいほど、炭素繊維と特定共重合体との密着性が高いことを示し、この値が大きな炭素繊維及び特定共重合体の組み合わせを選択することにより、より高い曲げ弾性率を有する樹脂成形体が形成される、といった指標ともなる。

−ポリアミド−
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記各成分の他、ポリアミドを含んでもよい。
ポリアミドとしては、特定共重合体で用いるポリアミドと同様なものが挙げられる。

ポリアミドの分子量は、特に限定されず、樹脂組成物中に併存するポリオレフィンよりも熱溶融し易ければよい。例えば、ポリアミドの重量平均分子量は、１万以上３０万以下の範囲が好ましく、１万以上１０万以下の範囲がより好ましい。
また、ポリアミドのガラス転移温度又は溶融温度は、上記分子量と同様、特に限定されず、樹脂組成物中に併存するポリオレフィンよりも熱溶融し易ければよい。例えば、ポリアミドの融点（Ｔｍ）は、１００℃以上４００℃以下の範囲が好ましく、１５０℃以上３５０℃以下の範囲がより好ましい。

ポリアミドの含有量は、曲げ弾性率の向上の点から、ポリオレフィン１００質量部に対し１質量部以上５０質量部以下であること好ましく、５質量部以上３０質量部以下であることがより好ましい。
炭素繊維の質量に対するポリアミドの含有量としては、曲げ弾性率の向上の点から、１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上３０質量％以下であることがより好ましい。

−その他の成分−
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記各成分の他、その他の成分を含んでもよい。
その他の成分としては、例えば、難燃剤、難燃助剤、加熱された際の垂れ（ドリップ）防止剤、可塑剤、酸化防止剤、離型剤、耐光剤、耐候剤、着色剤、顔料、改質剤、帯電防止剤、加水分解防止剤、充填剤、炭素繊維以外の補強剤（タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ミルドガラス、ガラスビーズ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド等）等の周知の添加剤が挙げられる。
その他の成分は、例えば、ポリオレフィン１００質量部に対し０質量部以上１０質量部以下がよく、０質量部以上５質量部以下がより好ましい。ここで、「０質量部」とはその他の成分を含まない形態を意味する。

（樹脂組成物の製造方法）
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記各成分を溶融混練することにより製造される。
ここで、溶融混練の手段としては公知の手段が用いられ、例えば、二軸押出し機、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、多軸スクリュー押出機、コニーダ等が挙げられる。
溶融混練の際の温度（シリンダ温度）としては、樹脂組成物を構成する樹脂成分の融点等に応じて、決定すればよい。

特に、本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリオレフィンと、炭素繊維と、特定共重合体（ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体）と、を溶融混練する工程を含む製造方法により得られることが好ましい。ポリオレフィンと、炭素繊維と、特定共重合体と、相溶化剤と、を一括して溶融混練すると、炭素繊維の周囲に特定共重合体による被覆層が薄く且つ均一に近い状態で形成され易くなり、曲げ弾性率が高まる。

［樹脂成形体］
本実施形態に係る樹脂成形体は、ポリオレフィンと、炭素繊維と、特定共重合体（ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体）と、を含む。つまり、本実施形態に係る樹脂成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物と同じ組成で構成されている。

なお、本実施形態に係る樹脂成形体は、本実施形態に係る樹脂組成物を調製しておき、この樹脂組成物を成形して得られたものであってもよいし、炭素繊維以外の成分を含む組成物を調製し、成形時に、かかる組成物と炭素繊維とを混合して得られたものであってもよい。
成形方法は、例えば、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、熱プレス成形、カレンダ成形、コーティング成形、キャスト成形、ディッピング成形、真空成形、トランスファ成形などを適用してよい。

本実施形態に係る樹脂成形体の成形方法は、形状の自由度が高い点で、射出成形が好ましい。
射出成形のシリンダ温度は、例えば１８０℃以上３００℃以下であり、好ましくは２００℃以上２８０℃以下である。射出成形の金型温度は、例えば３０℃以上１００℃以下であり、３０℃以上６０℃以下がより好ましい。
射出成形は、例えば、日精樹脂工業製ＮＥＸ１５０、日精樹脂工業製ＮＥＸ３００、住友機械製ＳＥ５０Ｄ等の市販の装置を用いて行ってもよい。

本実施形態に係る樹脂成形体は、電子・電気機器、事務機器、家電製品、自動車内装材、容器などの用途に好適に用いられる。より具体的には、電子・電気機器や家電製品の筐体；電子・電気機器や家電製品の各種部品；自動車の内装部品；ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の収納ケース；食器；飲料ボトル；食品トレイ；ラップ材；フィルム；シート；などである。
特に、本実施形態に係る樹脂成形体は、強化繊維として炭素繊維を適用しているため、より機械的強度に優れた樹脂成形体となることから、金属部品への代替用途に好適となる。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。

［実施例１〜１８、比較例１〜５］
表１〜表３に従った成分（表中の数値は部数を示す）を、２軸混練装置（東芝機械製、ＴＥＭ５８ＳＳ）にて、下記の混練条件、および表１〜表３に示す溶融混練温度（シリンダ温度）で混練し、樹脂組成物のペレットを得た。

−混練条件−
・スクリュー径：φ５８ｍｍ
・回転数：３００ｒｐｍ
・吐出ノズル径：１ｍｍ

得られたペレットを、射出成形機（日精樹脂工業製、ＮＥＸ１５０）にて、表１〜表３に示す射出成形温度（シリンダ温度）、金型温度５０℃で、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（ＩＳＯ５２７引張試験、ＩＳＯ１７８曲げ試験に対応）（試験部厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ）と、Ｄ２試験片（長さ６０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み２ｍｍ）と、を成形した。
また、得られたペレットを６００℃で２時間焼成し、残留した炭素繊維の平均繊維長を前述の方法で測定したところ、平均繊維長は０．７ｍｍであった。

［評価］
得られた２種の試験片を用いて、以下のような評価を行った。
評価結果を表１〜表３に示す。

−曲げ弾性率−
得られたＩＳＯ多目的ダンベル試験片について、万能試験装置（島津製作所社製、オートグラフＡＧ−Ｘｐｌｕｓ）を用いて、ＩＳＯ１７８に準拠する方法で、曲げ弾性率を測定した。

−引張り弾性率、伸び−
得られたＩＳＯ多目的ダンベル試験片について、評価装置（島津製作所製、精密万能試験機オートグラフＡＧ−ＩＳ ５ｋＮ）を用いてＩＳＯ５２７に準拠する方法で、引張り弾性率、及び伸びについて測定した。

−荷重たわみ温度（ＨＤＴ）−
得られたＩＳＯ多目的ダンベル試験片について、ＨＤＴ測定装置（東洋精機（株）製、ＨＤＴ−３）を用いて、ＩＳＯ１７８曲げ試験に準拠する方法で、１．８ＭＰａの荷重における荷重たわみ温度（℃）を測定した。

−寸法変化率−
得られたＤ２試験片を、２８℃、３１％ＲＨの条件下で２４ｈｒ放置し、試験片のＴＤ方向及びＭＤ方向のそれぞれについて、放置前後での試験片の寸法変化率（％）を測定した。
なお、寸法変化は、顕微測長装置（オリンパス製、ＳＴＭ６−ＬＭ）により測定した。

−被覆層の有無−
得られたＤ２試験片を用いて、既述の方法に従って、特定共重合体によるによる被覆層の有無を確認した。

なお、表１〜表３の材料種の詳細は、以下の通りである。
−熱可塑性樹脂−
・ポリプロピレン（ノバテック（登録商標）ＰＰ ＭＡ３、日本ポリプロ（株）製）
・ポリエチレン（ウルトゼックス２０１００Ｊ、（株）プライムポリマー製）
・ＥＶＡ：エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（４１Ｘ 三井デユポン（株）製）
−強化繊維−
・炭素繊維（表面処理有、チョップド炭素繊維トレカ（登録商標）、東レ（株）製、平均繊維長２０ｍｍ、平均直径７μｍ）
・炭素繊維（表面処理無、上記チョップド炭素繊維トレカ（登録商標）を溶媒浸漬し、サイジング剤を除去したもの）
−特定共重合体−
・ＰＥ／ＰＡ６：アポリヤＬＰ１（アポリヤ（登録商標）ＬＰ１、アルケマ社製：ポリオレフィンとしてポリエチレンにポリアミドとしてＰＡ６をグラフト重合したグラフト共重合体
・ＰＥ／ＰＡ９：アポリヤＬＰ９１（アポリヤ（登録商標）ＬＰ９１、アルケマ社製：ポリオレフィンとしてポリエチレンにポリアミドとしてＰＡ９をグラフト重合したグラフト共重合体
−ポリアミド−
・ＰＡ６（ナイロン６、ザイテル（登録商標）７３３１Ｊ、Ｄｕｐｏｎｔ社製）
・ＰＡ６６（ナイロン６６、１０１Ｌ、Ｄｕｐｏｎｔ社製）
−芳香族ＰＡ（芳香族ポリアミド）−
・ＰＡ６Ｔ（ナイロン６Ｔ、ＧＥＮＥＳＴＡＲ ＰＡ６Ｔ、東洋紡製）
−相溶化剤−
・無水マレイン酸修飾ポリプロピレン（ユーメックス（登録商標）１１０ＴＳ、三洋化成工業（株）製
・無水マレイン酸修飾ポリエチレン（モディックＭ１４２、三菱化学（株）製）
・無水マレイン酸修飾ＥＶＡ：無水マレイン酸修飾エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（モディックＡ５４３、三菱化学（株）製）

上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、曲げ弾性率に優れた樹脂成形体が得られることがわかる。
また、本実施例では、比較例に比べ、引張り弾性率にも優れた樹脂成形体が得られることがわかる。

Claims (12)

1. ポリオレフィンと、
   炭素繊維と、
   ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体と、
   を含む樹脂組成物。
2. 前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体が、ポリオレフィンを主鎖とし、ポリアミドを側鎖とするグラフト共重合体である請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部以上５０質量部以下である請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成物。
4. 前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、０．１質量％以上１００質量％以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
5. 前記炭素繊維の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部以上２００質量部以下である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
6. 前記炭素繊維の平均繊維長が、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
7. ポリオレフィンと、
   炭素繊維と、
   ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体と、
   を含む樹脂成形体。
8. 前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体が、ポリオレフィンを主鎖とし、ポリアミドを側鎖とするグラフト共重合体である請求項７に記載の樹脂成形体。
9. 前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対して０．１質量部以上５０質量部以下である請求項７又は請求項８に記載の樹脂成形体。
10. 前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリオレフィン及びポリアミドの共重合体の含有量が、０．１質量％以上１００質量％以下である請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
11. 前記炭素繊維の含有量が、前記ポリオレフィン１００質量部に対し０．１質量部以上２００質量部以下である請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
12. 前記炭素繊維の平均繊維長が、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である請求項７〜請求項１１のいずれか１項に記載の樹脂成形体。