JP2024023621A - ポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法 - Google Patents
ポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】再生炭素繊維を使用して良好な品質の成形体を得ることができるポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物、及び該ポリオレフィン樹脂組成物からなる再生炭素繊維強化樹脂成形体、及び再生炭素繊維を、ポリオレフィン樹脂とイミン変性ポリオレフィン樹脂と共に混練押出機で混練りし、該混練物を混練押出機から押し出してペレットにする再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び該再生炭素繊維強化樹脂ペレットを用いて射出成形、押出成形、ブロー成形の何れかによって成形体を製造する方法。【選択図】図１
Description
本発明は、再生炭素繊維を含むポリオレフィン樹脂組成物と、再生炭素繊維強化樹脂成形体と、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法と、再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法に関する。
炭素繊維強化樹脂成形体は、軽量で高い剛性を有するため、各種の分野で使用されている。例えば、自動車や航空機の部品、ノートパソコンなどの携帯機器の筐体等に炭素繊維強化樹脂成形体は使用されている。
炭素繊維強化樹脂成形体の使用量が増加するにしたがい、使用後の炭素繊維強化樹脂成形体の廃棄量も増加し、その再利用が求められている。
炭素繊維強化樹脂成形体の再利用の一つとして、廃炭素繊維強化樹脂成形体から再生炭素繊維を得る方法が提案されている。
炭素繊維強化樹脂成形体の再利用の一つとして、廃炭素繊維強化樹脂成形体から再生炭素繊維を得る方法が提案されている。
しかし、再生炭素繊維を使用した再生炭素繊維強化樹脂成形体は、バージン（未使用）の炭素繊維を使用した炭素繊維強化樹脂成形体と比べて物性が劣る問題があった。
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであって、再生炭素繊維を使用して良好な品質の成形体を得ることができるポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法の提供を目的とする。
請求項１の発明は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物に係る。
請求項２の発明は、請求項１において、前記イミン変性ポリオレフィン樹脂は、前記再生炭素繊維の１０～５０重量％であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記再生炭素繊維は、前記ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、５～４０重量部であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記再生炭素繊維は、裁断されたチョップド再生炭素繊維、または粉砕されたミルド再生炭素繊維であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記再生炭素繊維は、廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載のポリオレフィン樹脂組成物からなる再生炭素繊維強化樹脂成形体に係る。
請求項７の発明は、再生炭素繊維を、ポリオレフィン樹脂とイミン変性ポリオレフィン樹脂と共に混練押出機で混練りし、該混練物を前記混練押出機から押し出してペレットにすることを特徴とする再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法に係る。
請求項８の発明は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物から得られた再生炭素繊維強化樹脂ペレットを用い、射出成形、押出成形、ブロー成形の何れかによって成形体を得ることを特徴とする再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法に係る。
本発明によって得られるポリオレフィン樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むものからなるため、再生炭素繊維を使用しているにもかかわらず、良好な品質の成形体を得ることができる。
以下、以下本発明における、ポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法について説明する。
本発明のポリオレフィン樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むものからなる。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－ブテン共重合体、エチレンとメチル、エチル、プロピル若しくはブチルの各アクリル酸エステルとの共重合体、又はこれらの塩素化物、あるいはそれらの混合物、さらにはそれらとアイソタクチックポリプロピレン若しくはアタクチックポリプロピレンの混合物等を挙げることができる。特に好ましいポリオレフィン樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレンである。
本発明のポリオレフィン樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むものからなる。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－ブテン共重合体、エチレンとメチル、エチル、プロピル若しくはブチルの各アクリル酸エステルとの共重合体、又はこれらの塩素化物、あるいはそれらの混合物、さらにはそれらとアイソタクチックポリプロピレン若しくはアタクチックポリプロピレンの混合物等を挙げることができる。特に好ましいポリオレフィン樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレンである。
再生炭素繊維は、廃炭素繊維強化樹脂を加熱処理して得られる熱分解物が好ましい。廃炭素繊維強化樹脂は、炭素繊維と樹脂とからなる炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）成形体の廃棄物である。また、廃炭素繊維強化樹脂から再生炭素繊維を得るための加熱処理は、廃炭素繊維強化樹脂を加熱して樹脂を炭化物とし、その炭化物を酸化分解して炭素繊維（再生炭素繊維）を得る処理であり、公知の処理技術である。
再生炭素繊維は、裁断されたチョップド再生炭素繊維（好ましくは１～１５ｍｍの長さ）、または粉砕されたミルド再生炭素繊維の何れでもよい。チョップド再生炭素繊維は、ミルド再生炭素繊維よりも、成形体の線膨張係数が小になって伸縮性が小さくなる。一方、ミルド再生炭素繊維は、チョップド再生炭素繊維よりも、成形体の外観（平滑性）が良好になる。
再生炭素繊維の配合量は、ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、５～４０重量部が好ましく、より好ましくは５～１０重量部である。再生炭素繊維の配合量が少なすぎると成形体の剛性が低くなり、逆に多すぎると成形体の成形性が低下するようになる。また、再生炭素繊維と共にバージンの炭素繊維を併用してもよい。
イミン変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィンにイミノ基を多数含有しているポリイミド化合物を、ラジカル発生剤の存在下でグラフト処理することによって得られるものである。ポリイミド化合物の基となるポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ－１－ブテン、ポリイソブチレン等が挙げられる。
イミン変性ポリオレフィン樹脂をポリオレフィン樹脂組成物に配合することにより、ポリオレフィン樹脂組成物の溶融押出時におけるメルトテンションの限界速度の値が大になり、成形体の外観（成形体表面の平滑性）を良好にできる。メルトテンションの限界速度は、樹脂の溶融押出時における増速引取による破断時の最大速度であり、ＪＩＳ Ｋ７１９９に基づいて測定される。メルトテンションの限界速度の値が大きいほど、溶融体の破裂を生じ難いため、得られる成形体の表面の平滑性が良好なものになる。
イミン変性ポリオレフィン樹脂の配合量は、再生炭素繊維の１０～５０重量％が好ましい。イミン変性ポリオレフィン樹脂の配合量が少なすぎると、成形体の平滑性及び衝撃強度が悪くなる。
イミン変性ポリオレフィン樹脂の配合量は、再生炭素繊維の１０～５０重量％が好ましい。イミン変性ポリオレフィン樹脂の配合量が少なすぎると、成形体の平滑性及び衝撃強度が悪くなる。
本発明のポリオレフィン樹脂組成物は、再生炭素繊維強化樹脂ペレットにされて、再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造に用いられる。
再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造は、再生炭素繊維を、ポリオレフィン樹脂とイミン変性ポリオレフィン樹脂と共に、混練押出機で混練りし、該混練物をストランド状に押出し、水中冷却槽に通して冷却硬化し、ペレタイザーで切断してペレットとすることにより行うことができる。なお、樹脂のペレット化は、公知の方法である。
再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造は、再生炭素繊維を、ポリオレフィン樹脂とイミン変性ポリオレフィン樹脂と共に、混練押出機で混練りし、該混練物をストランド状に押出し、水中冷却槽に通して冷却硬化し、ペレタイザーで切断してペレットとすることにより行うことができる。なお、樹脂のペレット化は、公知の方法である。
本発明のポリオレフィン樹脂組成物を用いて行う再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造は、射出成形、押出成形、ブロー成形の何れかによって行われ、成形体の用途に応じた成形方法が採用される。
射出成形では、前記再生炭素繊維強化樹脂ペレットを、射出成形機に投入して溶融し、その溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出してキャビティ形状の再生炭素繊維強化樹脂成形体を形成し、その後金型から取り出す。
押出成形では、前記再生炭素繊維強化樹脂ペレットを、押出機に投入して溶融し、溶融樹脂をダイスから押し出してダイス形状の長尺品からなる再生炭素繊維強化樹脂成形体を形成する。
ブロー成形では、前記再生炭素繊維強化樹脂ペレットを押出機に投入して溶融し、ヘッドから筒状のパリソンを押し出し、前記パリソンをブロー金型内に挟み込み、その状態でパリソン内に気体を吹き込んで金型内面形状に膨らませることにより、中空の再生炭素繊維強化樹脂成形体を形成し、その後金型から取り出す。
なお、ブロー成形は、筒状のパリソンに代えてシート状に押し出して形成したシート状パリソンの２枚をブロー金型で挟み、２枚のシート状パリソン間に気体を吹き込んで金型内面形状に膨らませる方法でもよい。
図１の配合からなる各実施例及び各比較例のポリオレフィン樹脂組成物を、混練押出機（品名：ＫＴＸ－３０、神戸製鋼製）で溶融混練し、直径３ｍｍのストランド状で水中冷却層に押し出し、ペレタイザー（品名：ストランドカッター、タナカ社製）で長さ３～４ｍｍに切断して各実施例及び各比較例のペレットを製造した。溶融混練条件はバレルおよびダイ温度２００℃、スクリュー回転数４００ｒｐｍ、吐出量２０ｋｇ／ｈである。
使用した原料を以下に示す。
・ポリエチレン：高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、品名；ハイゼックス５０００Ｈ、株式会社プライムポリマー製
・再生炭素繊維（チョップド）：廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物からなる繊維長１０ｍｍ以下の再生炭素繊維、品名；チョップド再生ＣＦ繊維、カーボンファイバーリサイクル工業株式会社製
製
・再生炭素繊維（ミルド）：廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物からなる平均径２５μｍの再生炭素繊維、品名；ミルド再生ＣＦ繊維、カーボンファイバーリサイクル工業株式会社製
・イミン変性ポリオレフィン樹脂：品名：アドマー（登録商標）ＩＰ、三井化学株式会社製
・酸変性ポリオレフィン樹脂：マレイン酸変性ポリオレフィン、品名；ユーメックス、三洋化成株式会社製
・ポリエチレン：高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、品名；ハイゼックス５０００Ｈ、株式会社プライムポリマー製
・再生炭素繊維（チョップド）：廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物からなる繊維長１０ｍｍ以下の再生炭素繊維、品名；チョップド再生ＣＦ繊維、カーボンファイバーリサイクル工業株式会社製
製
・再生炭素繊維（ミルド）：廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物からなる平均径２５μｍの再生炭素繊維、品名；ミルド再生ＣＦ繊維、カーボンファイバーリサイクル工業株式会社製
・イミン変性ポリオレフィン樹脂：品名：アドマー（登録商標）ＩＰ、三井化学株式会社製
・酸変性ポリオレフィン樹脂：マレイン酸変性ポリオレフィン、品名；ユーメックス、三洋化成株式会社製
各実施例及び各比較例のペレットを、押出成形機（品名：ＧＳ９０、池貝社製）に投入し、押出成形によって、外径３０ｍｍ、内径２５ｍｍからなるチューブ状の成形体を製造した。成形条件は、ダイ温度２００℃、スクリュー回転数３０ｒｐｍ、引取速度２．０ｍ／ｍｉｎである。
各実施例及び各比較例に対し、機械物性としてシャルピー衝撃強度（ノッチあり）、成形評価としてメルトテンション限界速度、線膨張係数（２０℃°→６０℃）を測定した。
シャルピー衝撃強度（ノッチあり）は、各実施例及び各比較例のペレットを、熱可塑性射出成形機に投入し、ＪＩＳ Ｋ７１１１に定められたノッチ付き試験片サンプルを作成し、そのサンプルに対してＪＩＳ Ｋ７１１１に基づいて測定した。
メルトテンション限界速度は、ＪＩＳ Ｋ７１９９に基づいて測定した。測定条件は、温度２００℃ 、押出速度１０ｍ／ｍｉｎである。
メルトテンション限界速度は、樹脂の溶融押出時の増速引取による破断時の引取速度であり、限界速度の値が大きいほど、溶融樹脂の破断を生じ難いため、成形体外観（表面の平滑性）が良好になる。
メルトテンション限界速度の測定結果が９ｍ／ｍｉｎ未満の場合に、外観（表面の平滑性）評価「×」、９～１２ｍ／ｍｉｎ未満の場合に「△」、１２～１８ｍ／ｍｉｎ未満の場合に「〇」、１８ｍ／ｍｉｎ以上の場合に「◎」とした。
メルトテンション限界速度は、樹脂の溶融押出時の増速引取による破断時の引取速度であり、限界速度の値が大きいほど、溶融樹脂の破断を生じ難いため、成形体外観（表面の平滑性）が良好になる。
メルトテンション限界速度の測定結果が９ｍ／ｍｉｎ未満の場合に、外観（表面の平滑性）評価「×」、９～１２ｍ／ｍｉｎ未満の場合に「△」、１２～１８ｍ／ｍｉｎ未満の場合に「〇」、１８ｍ／ｍｉｎ以上の場合に「◎」とした。
線膨張係数の測定方法は、長さ１０００ｍｍのサンプルを２０℃の恒温槽に８時間収納した後、サンプルの長さＬｃを測定し、次に６０℃の恒温槽に８時間収納した後、サンプルの長さＬｈを測定し、その値を用いて線膨張係数＝（Ｌｈ－Ｌｃ）／［Ｌｃ（６０－２０）］の式によって線膨張係数（単位：／℃）を算出した。
実施例１は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部、イミン変性ポリオレフィン樹脂１重量部からなるポリオレフィン樹脂組成物の例である。
実施例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１２．７ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．２×１０－５／℃であり、十分な耐衝撃強度（シャルピー衝撃強度が十分に大きく）があり、外観の平滑性が良好で線膨張係数が十分に小さいものであった。
実施例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１２．７ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．２×１０－５／℃であり、十分な耐衝撃強度（シャルピー衝撃強度が十分に大きく）があり、外観の平滑性が良好で線膨張係数が十分に小さいものであった。
実施例２は、実施例１におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂を３重量部に増加させ、他を実施例１と同様にした例である。
実施例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．９ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１７．１ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が２．７×１０－５／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．９ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１７．１ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が２．７×１０－５／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例３は、実施例１におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂を５重量部に増加させ、他を実施例１と同様にした例である。
実施例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１６．８ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が３．４×１０－５／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１６．８ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が３．４×１０－５／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例４は、実施例２における再生炭素繊維（チョップド）１０重量部に代えて再生炭素繊維（ミルド）１０重量部を配合し、他を実施例２と同様にした例である。
実施例４の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が２１．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「◎」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が８．５×１０－５／℃であった。
実施例４は、実施例２の再生炭素繊維（チョップド）に代えて再生炭素繊維（ミルド）を配合した結果、実施例２よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好になったが、線膨張係数については実施例２よりも大きくなった。
実施例４の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が２１．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「◎」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が８．５×１０－５／℃であった。
実施例４は、実施例２の再生炭素繊維（チョップド）に代えて再生炭素繊維（ミルド）を配合した結果、実施例２よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好になったが、線膨張係数については実施例２よりも大きくなった。
比較例１は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部からなり、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないポリオレフィン樹脂組成物の例であり、実施例１とは、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないことのみで相違する。
比較例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が７．８ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「×」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．１×１０－５／℃であった。
比較例１は、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないため、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含む実施例１と比べて、耐衝撃強度が小さく（シャルピー衝撃強度の値が小さく）、外観の平滑性が悪く、線膨張係数が大きくなった。
比較例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が７．８ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「×」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．１×１０－５／℃であった。
比較例１は、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないため、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含む実施例１と比べて、耐衝撃強度が小さく（シャルピー衝撃強度の値が小さく）、外観の平滑性が悪く、線膨張係数が大きくなった。
比較例２は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部と、酸変性ポリオレフィン樹脂３重量部からなるポリオレフィン樹脂組成物の例であり、実施例２におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂３重量部に代えて酸変性ポリオレフィン樹脂３重量部を含む例である。
比較例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．３ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．６×１０－５／℃であった。
比較例２は、酸変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含むため、酸変性ポリオレフィン樹脂及びイミン変性ポリオレフィン樹脂を含まない比較例１と比べ、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて僅かに改善されたが、イミン変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含む実施例２と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
比較例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．３ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．６×１０－５／℃であった。
比較例２は、酸変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含むため、酸変性ポリオレフィン樹脂及びイミン変性ポリオレフィン樹脂を含まない比較例１と比べ、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて僅かに改善されたが、イミン変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含む実施例２と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
比較例３は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部と、酸変性ポリオレフィン樹脂５重量部からなるポリオレフィン樹脂組成物の例であり、実施例３におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂５重量部に代えて酸変性ポリオレフィン樹脂５重量部を含む例である。
比較例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．３ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．２×１０－５／℃であった。
比較例３は、酸変性ポリオレフィン樹脂を比較例２の３重量部から５重量部に増加させたが、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて、比較例２と比べて殆ど変化がなく、イミン変性ポリオレフィン樹脂を５重量部含む実施例３と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
比較例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．３ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．２×１０－５／℃であった。
比較例３は、酸変性ポリオレフィン樹脂を比較例２の３重量部から５重量部に増加させたが、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて、比較例２と比べて殆ど変化がなく、イミン変性ポリオレフィン樹脂を５重量部含む実施例３と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
このように、本発明のポリオレフィン樹脂組成物、再生炭素繊維強化樹脂成形体、再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法、及び再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法は、品質の良好な再生炭素繊維強化樹脂成形体を得ることができる。
第１の態様は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物に係る。
第２の態様は、第１の態様において、前記イミン変性ポリオレフィン樹脂は、前記再生炭素繊維の１０～５０重量％であることを特徴とする。
第３の態様は、第１の態様または第２の態様において、前記再生炭素繊維は、前記ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、５～４０重量部であることを特徴とする。
第４の態様は、第１の態様から第３の態様の何れか一つにおいて、前記再生炭素繊維は、裁断されたチョップド再生炭素繊維、または粉砕されたミルド再生炭素繊維であることを特徴とする。
第５の態様は、第１の態様から第４の態様の何れか一つにおいて、前記再生炭素繊維は、廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物であることを特徴とする。
第６の態様は、第１の態様から第５の態様の何れか一つに記載のポリオレフィン樹脂組成物からなる再生炭素繊維強化樹脂成形体に係る。
第７の態様は、再生炭素繊維を、ポリオレフィン樹脂とイミン変性ポリオレフィン樹脂と共に混練押出機で混練りし、該混練物を前記混練押出機から押し出してペレットにすることを特徴とする再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法に係る。
第８の態様は、ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物から得られた再生炭素繊維強化樹脂ペレットを用い、射出成形、押出成形、ブロー成形の何れかによって成形体を得ることを特徴とする再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法に係る。
実施例１は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部、イミン変性ポリオレフィン樹脂１重量部からなるポリオレフィン樹脂組成物の例である。
実施例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１２．７ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．２×１０ －５ ／℃であり、十分な耐衝撃強度（シャルピー衝撃強度が十分に大きく）があり、外観の平滑性が良好で線膨張係数が十分に小さいものであった。
実施例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１２．７ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．２×１０ －５ ／℃であり、十分な耐衝撃強度（シャルピー衝撃強度が十分に大きく）があり、外観の平滑性が良好で線膨張係数が十分に小さいものであった。
実施例２は、実施例１におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂を３重量部に増加させ、他を実施例１と同様にした例である。
実施例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．９ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１７．１ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が２．７×１０ －５ ／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．９ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１７．１ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が２．７×１０ －５ ／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例３は、実施例１におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂を５重量部に増加させ、他を実施例１と同様にした例である。
実施例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１６．８ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が３．４×１０ －５ ／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１６．１ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１６．８ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「〇」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が３．４×１０ －５ ／℃であり、実施例１よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好で線膨張係数が小さいものであった。
実施例４は、実施例２における再生炭素繊維（チョップド）１０重量部に代えて再生炭素繊維（ミルド）１０重量部を配合し、他を実施例２と同様にした例である。
実施例４の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が２１．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「◎」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が８．５×１０ －５ ／℃であった。
実施例４は、実施例２の再生炭素繊維（チョップド）に代えて再生炭素繊維（ミルド）を配合した結果、実施例２よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好になったが、線膨張係数については実施例２よりも大きくなった。
実施例４の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が２１．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「◎」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が８．５×１０ －５ ／℃であった。
実施例４は、実施例２の再生炭素繊維（チョップド）に代えて再生炭素繊維（ミルド）を配合した結果、実施例２よりも耐衝撃強度が大きく、外観の平滑性が良好になったが、線膨張係数については実施例２よりも大きくなった。
比較例１は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部からなり、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないポリオレフィン樹脂組成物の例であり、実施例１とは、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないことのみで相違する。
比較例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が７．８ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「×」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．１×１０ －５ ／℃であった。
比較例１は、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないため、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含む実施例１と比べて、耐衝撃強度が小さく（シャルピー衝撃強度の値が小さく）、外観の平滑性が悪く、線膨張係数が大きくなった。
比較例１の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が７．８ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度８．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「×」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．１×１０ －５ ／℃であった。
比較例１は、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含まないため、イミン変性ポリオレフィン樹脂を含む実施例１と比べて、耐衝撃強度が小さく（シャルピー衝撃強度の値が小さく）、外観の平滑性が悪く、線膨張係数が大きくなった。
比較例２は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部と、酸変性ポリオレフィン樹脂３重量部からなるポリオレフィン樹脂組成物の例であり、実施例２におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂３重量部に代えて酸変性ポリオレフィン樹脂３重量部を含む例である。
比較例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．３ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．６×１０ －５ ／℃であった。
比較例２は、酸変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含むため、酸変性ポリオレフィン樹脂及びイミン変性ポリオレフィン樹脂を含まない比較例１と比べ、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて僅かに改善されたが、イミン変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含む実施例２と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
比較例２の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．３ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．６ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が５．６×１０ －５ ／℃であった。
比較例２は、酸変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含むため、酸変性ポリオレフィン樹脂及びイミン変性ポリオレフィン樹脂を含まない比較例１と比べ、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて僅かに改善されたが、イミン変性ポリオレフィン樹脂を３重量部含む実施例２と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
比較例３は、ポリエチレン１００重量部、再生炭素繊維（チョップド）１０重量部と、酸変性ポリオレフィン樹脂５重量部からなるポリオレフィン樹脂組成物の例であり、実施例３におけるイミン変性ポリオレフィン樹脂５重量部に代えて酸変性ポリオレフィン樹脂５重量部を含む例である。
比較例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．３ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．２×１０ －５ ／℃であった。
比較例３は、酸変性ポリオレフィン樹脂を比較例２の３重量部から５重量部に増加させたが、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて、比較例２と比べて殆ど変化がなく、イミン変性ポリオレフィン樹脂を５重量部含む実施例３と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
比較例３の成形体は、シャルピー衝撃強度（ノッチあり）が１０．７ＫＪ／ｍ２、メルトテンション限界速度１１．３ｍ／ｍｉｎ、外観（平滑性）「△」、線膨張係数（２０℃→６０℃）が６．２×１０ －５ ／℃であった。
比較例３は、酸変性ポリオレフィン樹脂を比較例２の３重量部から５重量部に増加させたが、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てにおいて、比較例２と比べて殆ど変化がなく、イミン変性ポリオレフィン樹脂を５重量部含む実施例３と比べると、耐衝撃強度、外観の平滑性及び線膨張係数の全てについて劣っていた。
Claims (8)
- ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物。
- 前記イミン変性ポリオレフィン樹脂は、前記再生炭素繊維の１０～５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
- 前記再生炭素繊維は、前記ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、５～４０重量部であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
- 前記再生炭素繊維は、裁断されたチョップド再生炭素繊維、または粉砕されたミルド再生炭素繊維であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
- 前記再生炭素繊維は、廃炭素繊維強化樹脂の熱分解物であることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のポリオレフィン樹脂組成物。
- 請求項１から５の何れか一項に記載のポリオレフィン樹脂組成物からなる再生炭素繊維強化樹脂成形体。
- 再生炭素繊維を、ポリオレフィン樹脂とイミン変性ポリオレフィン樹脂と共に混練押出機で混練りし、該混練物を前記混練押出機から押し出してペレットにすることを特徴とする再生炭素繊維強化樹脂ペレットの製造方法。
- ポリオレフィン樹脂と、再生炭素繊維と、イミン変性ポリオレフィン樹脂とを含むポリオレフィン樹脂組成物から得られた再生炭素繊維強化樹脂ペレットを用い、射出成形、押出成形、ブロー成形の何れかによって成形体を得ることを特徴とする再生炭素繊維強化樹脂成形体の製造方法。
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