(57)【要約】【課題】ポリオレフィン樹脂と炭素繊維との接着性を改善することで、軽量でかつ高強度の樹脂複合材を提供する。【解決手段】樹脂複合材は、ポリオレフィン樹脂組成物を母材とし、炭素繊維を含有する樹脂複合材であって、ポリオレフィン樹脂組成物が少なくとも変性ポリオレフィン樹脂を含み、樹脂複合材全体に対して、炭素繊維が２０〜４０質量％、熱可塑性フェノキシ樹脂が３〜１０質量％含まれ、特に、引張り強度が５０ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ強度が１２５ＭＰａ以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン樹脂組成物を母材とし、炭素繊維を含有する樹脂複合材であって、
前記ポリオレフィン樹脂組成物が少なくとも変性ポリオレフィン樹脂を含み、
前記樹脂複合材全体に対して、前記炭素繊維が２０〜４０質量％、熱可塑性フェノキシ樹脂が３〜１０質量％含まれることを特徴とする樹脂複合材。
【請求項２】
前記ポリオレフィン樹脂組成物が前記変性ポリオレフィン樹脂と未変性ポリオレフィン樹脂を含み、該ポリオレフィン樹脂組成物全体に対して、前記未変性ポリオレフィン樹脂が１〜７０質量％含まれることを特徴とする請求項１記載の樹脂複合材。
【請求項３】
前記炭素繊維および前記熱可塑性フェノキシ樹脂以外の残部が前記ポリオレフィン樹脂組成物であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の樹脂複合材。
【請求項４】
前記変性ポリオレフィン樹脂が変性ポリメチルペンテン樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の樹脂複合材。
【請求項５】
前記炭素繊維がポリアクリロニトリル系炭素繊維であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の樹脂複合材。
【請求項６】
前記炭素繊維の平均繊維長が７μｍ以上３０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の樹脂複合材。
【請求項７】
前記炭素繊維の平均アスペクト比が１以上１０００以下であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項記載の樹脂複合材。
【請求項８】
引張り強度が５０ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ強度が１２５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項記載の樹脂複合材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリオレフィン樹脂と炭素繊維を含む樹脂複合材に関し、特に、軽量性が求められる躯体や構造部材に用いられる樹脂複合材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、母材となるベース樹脂に、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維などの強化繊維を配合した繊維強化樹脂材が知られている。繊維強化樹脂材として、例えば、炭素繊維強化エポキシ樹脂や炭素繊維強化ポリアミド樹脂などがある。このような繊維強化樹脂材は、鋼材に比べて軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れるため、自動車用途や航空用途などに多用されている。
【０００３】
樹脂複合材のベース樹脂として使用されるポリオレフィン樹脂は、エポキシ樹脂やポリアミド樹脂に比べて比重が小さく、また、適度な耐屈曲性を備えているので、自動車の外装部品などに適している。しかしながら、炭素繊維強化ポリオレフィン樹脂は、溶融状態のポリオレフィン樹脂を炭素繊維に含浸する際において、ポリオレフィン樹脂と炭素繊維との濡れ性が低いため、空孔が生じやすいといった問題がある。
【０００４】
これの対処として、例えば特許文献１では、ポリオレフィン樹脂として不飽和酸またはその誘導体で変性させた変性ポリプロピレンを用いることで、炭素繊維との接着性を改善している。具体的には、ポリプロピレンを変性させて表面に酸素結合を導入することにより、炭素繊維との間で好適な濡れ性を発揮させ、空孔の減少を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７７５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、省エネ化や高性能化の観点から、幅広い分野の構造部材において軽量化、高強度化の要求があり、軽量でかつ高強度な樹脂複合材が望まれている。しかしながら、上記特許文献１のポリオレフィン樹脂複合材では、強度の向上は十分とは言えず、未だ改善の余地があると考えられる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ポリオレフィン樹脂と炭素繊維との接着性を改善することで、軽量でかつ高強度の樹脂複合材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の樹脂複合材は、ポリオレフィン樹脂組成物を母材とし、炭素繊維を含有する樹脂複合材であって、上記ポリオレフィン樹脂組成物が少なくとも変性ポリオレフィン樹脂を含み、上記樹脂複合材全体に対して、上記炭素繊維が２０〜４０質量％、熱可塑性フェノキシ樹脂が３〜１０質量％含まれることを特徴とする。
【０００９】
上記ポリオレフィン樹脂組成物が上記変性ポリオレフィン樹脂と未変性ポリオレフィン樹脂とを含み、該ポリオレフィン樹脂組成物全体に対して、上記未変性ポリオレフィン樹脂が１〜７０質量％含まれることを特徴とする。
【００１０】
上記炭素繊維および上記熱可塑性フェノキシ樹脂以外の残部が上記ポリオレフィン樹脂組成物であることを特徴とする。
【００１１】
上記変性ポリオレフィン樹脂が変性ポリメチルペンテン樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
上記炭素繊維がポリアクリロニトリル系炭素繊維であることを特徴とする。
【００１３】
上記炭素繊維の平均繊維長が７μｍ以上３０００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
上記炭素繊維の平均アスペクト比が１以上１０００以下であることを特徴とする。
【００１５】
上記樹脂複合材は、引張り強度が５０ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ強度が１２５ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の樹脂複合材は、ポリオレフィン樹脂組成物に少なくとも変性ポリオレフィン樹脂を含むので、炭素繊維との濡れ性を改善できる。さらに、樹脂複合材全体に対して、熱可塑性フェノキシ樹脂が所定量含まれるので、炭素繊維とポリオレフィン樹脂の界面強度を向上させ、接着性を向上させることで、樹脂複合材全体の強度が増加する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の樹脂複合材は、ポリオレフィン樹脂組成物を母材とし、炭素繊維を含有する炭素繊維強化樹脂材である。ポリオレフィン樹脂を変性させることで炭素繊維との接着性が向上するという従来技術が知られているところ、本発明者らは、その接着性を一層向上させるべく相溶化剤について鋭意検討した。その結果、熱可塑性フェノキシ樹脂を少量添加することで、炭素繊維との接着性がより向上し、複合材の強度が増加することを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。
【００１８】
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物は、少なくとも変性ポリオレフィン樹脂を含む。ポリオレフィン樹脂組成物は、変性ポリオレフィン樹脂のみからなるか、変性ポリオレフィン樹脂と未変性ポリオレフィン樹脂の混合物からなる。
【００１９】
本発明に用いるポリオレフィン樹脂としては、特に限定されず、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂、ポリヘキセン樹脂、ポリオクテン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、１，２−ポリブタジエン樹脂などが挙げられ、これらは単独でも２種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、構造部材の軽量化の観点から、比重が小さいポリメチルペンテン樹脂を用いることが好ましい。
【００２０】
ポリメチルペンテン樹脂は、酸素透過性、耐薬品性に優れている。また、ポリメチルペンテン樹脂は低密度であるので、樹脂複合材の軽量化が可能となる。また、ポリメチルペンテン樹脂は加水分解しないので、耐水性、耐スチーム性が高い。また、ポリメチルペンテン樹脂は、融点が２２０℃以上２４０℃以下程度（例えば２３５℃）と高く、例えばＡＳＴＭ Ｄ６４８（０．４５ＭＰａ）の試験法に基づいて測定された荷重たわみ温度が１００℃以上を示すので、高温環境での使用に適している。
【００２１】
ポリメチルペンテン樹脂として、下記式（１）に示される繰り返し構造単位を有するものが挙げられる。下記式（１）において、ｘは任意の整数を表す。
【００２２】
【化１】
2020076098.tif 000002
【００２３】
本発明に用いる変性ポリオレフィン樹脂は、上記ポリオレフィン樹脂（未変性のポリオレフィン樹脂）を、不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変性させて得られる。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ナジック酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、メサコン酸などが挙げられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としては、各種の酸ハライド、エステル、アミド、イミド、無水物などが挙げられ、具体的には、塩化マレニル、マレイミド、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸などが挙げられる。上記の変性剤は、単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、無水マレイン酸が、反応性が高く、強度の良好な成形体を得ることができるため好ましい。
【００２４】
無水マレイン酸は、例えばマレイン酸の２つのカルボキシル基が分子内で脱水縮合して有機化合物として生成されるカルボン酸無水物である。無水マレイン酸の分子式は、Ｃ４Ｈ２Ｏ３であり、通常時は、無水マレイン酸は、無色の昇華性針状結晶の固体である。ポリオレフィン樹脂へ付加させてポリオレフィン樹脂を変性ポリオレフィン樹脂にする際には、例えば、無水マレイン酸をアセトンなどの溶液に含ませて使用する。
【００２５】
変性ポリオレフィン樹脂における変性剤のグラフト量は、変性ポリオレフィン樹脂１００質量％に対して、０．１〜１０質量％が好ましく、１〜５質量％がより好ましい。グラフト量が０．１質量％以上であることにより、得られる変性ポリオレフィン樹脂の、炭素繊維に対する接着性を保つことができる。グラフト量が１０質量％以下であることにより、グラフト未反応物の発生を防止することができ、十分な接着性を得ることができる。なお、グラフト量は、公知の方法で測定することができる。例えば、アルカリ滴定法やフーリエ変換赤外分光法によって求めることができる。
【００２６】
上記変性剤によるポリオレフィン樹脂の酸変性方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、ポリオレフィン樹脂を溶媒に懸濁または溶解させて、所定温度下で、変性剤とラジカル重合開始剤などを添加混合してグラフト共重合させる方法や、ポリオレフィン樹脂を融点以上の温度で溶融混練した状態で変性剤とラジカル重合開始剤とを接触させる方法などが挙げられる。ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物、アゾ化合物などが挙げられる。有機過酸化物としては、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）ぺルオキシジカーボネート、ジクミルペルオキシドなどが挙げられ、アゾ化合物としては、アゾイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチレートなどが挙げられる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂として市販品を用いてもよい。
【００２７】
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物が、変性ポリオレフィン樹脂および未変性ポリオレフィン樹脂の混合物からなる場合、ポリオレフィン樹脂組成物全体に対して、未変性ポリオレフィン樹脂が１〜７０質量％含まれることが好ましい。より好ましくは、ポリオレフィン樹脂組成物全体に対して、未変性ポリオレフィン樹脂が３０〜６０質量％含まれる。
【００２８】
本発明の樹脂複合材では強化繊維として炭素繊維を用いる。他の強化繊維（ガラス繊維、アラミド繊維など）は、含まないことが好ましい。炭素繊維としては、原材料から分類されるピッチ系またはポリアクリロニトリル系（以下、ＰＡＮ系と略称する）のいずれのものであってもよいが、高弾性率を有するＰＡＮ系炭素繊維の方が好ましい。
【００２９】
ここで、射出成形が行われて樹脂複合材に基づく樹脂成形体が形成される前において、例えばポリオレフィン樹脂および変性ポリオレフィン樹脂のペレットに炭素繊維を混合させるときの炭素繊維の形態について説明すると、炭素繊維は、集束剤を用いて束ねられた炭素繊維束の形態であることが好ましい。炭素繊維束を構成する集束剤は、水、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましい。機械的強度の観点から、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂がより好ましい。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１５０００〜６００００本にすることができる。炭素繊維束の平均繊維長は特に限定されないが、１〜２５ｍｍであることが好ましく、３〜１２ｍｍであることが好ましい。なお、炭素繊維束として、所定の長さでカットされたチョップドストランドなどの形態で市販されているものを用いてもよい。
【００３０】
炭素繊維の断面形状（長さ方向に対して垂直に切断した面の形状）は、略円形状や略楕円状のものが好ましい。その炭素繊維の平均繊維径は特に限定されないが、例えば３〜５０μｍである。炭素繊維の断面形状が略楕円状である場合には、短径が１〜２０μｍであることが好ましく、長径が２〜１００μｍであることが好ましい。
【００３１】
次に、射出成形が行われた後の樹脂成形体とされた樹脂複合材中における炭素繊維の平均繊維径、平均繊維長、平均アスペクト比などについて詳しく説明する。なお、炭素繊維の繊維径、繊維長、アスペクト比は、本分野において通常使用される電子顕微鏡や原子間力顕微鏡などにより測定した画像などにより測定できる。また、平均繊維径、平均繊維長、平均アスペクト比は、上記測定に基づき、それぞれ数平均として算出できる。
【００３２】
炭素繊維の平均繊維径は、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上１８μｍ以下であることがさらに好ましく、７μｍ以上１５μｍ以下であることが特に好ましい。
【００３３】
炭素繊維の平均繊維径が所定の平均繊維径（例えば１μｍ）未満の場合、繊維同士で凝集する現象がみられ、オレフィン樹脂組成物中に均一に炭素繊維が分散しにくくなる。一方、炭素繊維の平均繊維径が所定の平均繊維径（例えば５０μｍ）を超えると、流動性が低くなり、射出成形性が低下するおそれがある。
【００３４】
また、炭素繊維の平均繊維長は、７μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上１０００μｍ以下であることがより好ましい。炭素繊維の種類などによっては、炭素繊維の平均繊維長が２０μｍ以上７００μｍ以下であることがさらに好ましく、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが特に好ましい。
【００３５】
また、炭素繊維の平均アスペクト比は、１以上１０００以下であることが好ましく、２以上７００以下であることがより好ましく、３以上３００以下であることがさらに好ましい。また、炭素繊維の種類などによっては、平均アスペクト比が５以上５０以下であることが特に好ましい。なお、「平均アスペクト比」とは、「平均繊維長／平均繊維径」を意味し、詳しくは「平均繊維長」を「平均繊維径」で除した値である。
【００３６】
炭素繊維の平均繊維長が所定値（例えば７μｍ）未満や、炭素繊維の平均アスペクト比が所定値（例えば１）未満の場合、マトリックス自体の補強効果が損なわれて機械的特性が低下するおそれがある。逆に、炭素繊維の平均繊維長が所定値（例えば３０００μｍ）を超える場合や、炭素繊維の平均アスペクト比が所定値（例えば１０００）を超える場合には、混合時の均一分散が困難となりやすく、品質低下を招くおそれがある。
【００３７】
また、炭素繊維は、現在汎用されている１０００℃以上、好ましくは１２００℃以上であって、かつ、１５００℃以下の高温に耐える繊維が好ましく、例えば、レーヨン系、ＰＡＮ系、リグニン−ポバール系混合物、特殊ピッチ系など原料の種類の如何にかかわらず使用できる。そして、その形態は例えば単繊維であってもよく、クロス、フェルト、ペーパー、ヤーンなどのように一次加工を経た編織布、不織布、糸、紐などの製品形態のものでもよい。
【００３８】
炭素繊維は、種々の有機高分子繊維を平均で１０００℃以上３０００℃以下程度に焼成して生成される。例えば炭素繊維の構造は、主に炭素原子六角網平面から構成される。この網平面が繊維軸に平行に近く配列したものとしては、高配向、異方性を有するＰＡＮ系や液晶ピッチ系の炭素繊維が挙げられる。一方、上記網平面が乱雑に集合したものとしては、等方性を有するピッチ系炭素繊維が挙げられる。高配向で異方性の炭素繊維は、特定の方向の弾力性や引張強度に優れておリ、等方性の炭素繊維は、全方向から受ける荷重に対しても比較的良く耐え得る。本発明に係る炭素繊維は、引張弾性率の大きいものが好ましく、以下に述べるＰＡＮ系の炭素繊維が特に好ましい。
【００３９】
ＰＡＮ系炭素繊維は、ポリアクリロニトリル繊維などのアクリル系繊維を加熱焼成する方法で製造することができる。ＰＡＮ系炭素繊維は、加熱焼成温度によって所定の引張弾性率に調整でき、例えば、１０００℃以上１５００℃以下で加熱すると、引張弾性率は平均で２０ＧＰａ以上３０ＧＰａ以下、引張強度は平均で３００ＭＰａ以上６０００ＭＰａ以下となる。また、２０００℃前後または２０００℃以上で加熱すると、引張弾性率を平均で２００ＧＰａ以上６００ＧＰａ以下にでき、好ましくは平均で２４０ＧＰａ以上にでき、実質的には平均で５００ＧＰａ以下にできる。このように、ＰＡＮ系炭素繊維は、高い引張強度の繊維であって、加熱温度によって、平均で２０００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下の範囲の引張強度のものが製造可能である。引張強度の値が所定範囲より低すぎると、樹脂複合材全体の補強ができず、所定範囲より高すぎると、例えば射出成形機に装備されるシリンダ内のスクリューなどの早期摩耗などの発生が予想される。
【００４０】
ＰＡＮ系炭素繊維の特性としては、特に、引張強度が２５００ＭＰａ以上３５００ＭＰａ以下であり、かつ、引張弾性率が２４０ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下であることが好ましい。引張強度および引張弾性率がこの範囲を満たすことで、炭素繊維を添加する補強効果が好適に発揮されるとともに、射出成形機に装備されるシリンダ内のスクリューなどの早期摩耗などの発生を抑制しやすい。また、これらの炭素繊維は、酸やアルカリなどの薬品類の影響を受けにくい。
【００４１】
一方、ピッチ系炭素繊維は、例えば石油精製の際に副生される石油ピッチなどの構造上無定形の等方性ピッチ系炭素繊維と、一定方向の構造のものとして、例えば光学異方性の異方性ピッチ系炭素繊維が挙げられる。等方性ピッチ系炭素繊維は、石油系、石炭系、合成品系、液化石炭系などの炭素繊維に分類でき、各原料を溶融紡糸でピッチ繊維にし、不融化処埋をした後に炭素化して製造される。また、液晶ピッチ系炭素繊維は、ピッチ類を不活性雰囲気中で加熱し、３５０℃以上５００℃以下で液晶状態とした後、固化してコークスとする。これを溶融紡糸して酸化雰囲気で加熟すると酸化繊維となって不溶不融の繊維となり、さらにこれを例えば不活性雰囲気中で１０００℃以上に加熱する方法などにより製造できる。
【００４２】
これらは、引張弾性率が平均で３０ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下の低弾性率から平均で２４０ＧＰａ以上５００ＧＰａ以下程度の中・高弾性率のものを選択的に採用でき、引張強度などの機械的特性に優れた繊維を所定の樹脂組成物に混合することにより、機械的強度を向上させた樹脂複合材が得られる。
【００４３】
本発明の樹脂複合材は、熱可塑性フェノキシ樹脂を、樹脂複合材全体に対して３〜１０質量％含むことを特徴とする。熱可塑性フェノキシ樹脂は、ポリオレフィン樹脂と炭素繊維の相溶性を向上させる相溶化剤として添加される。すなわち、該熱可塑性フェノキシ樹脂がポリオレフィン樹脂と炭素繊維との相の界面に局在し、それらの相間の界面張力を低下させることで、ポリオレフィン樹脂と炭素繊維との接着性を向上させる。
【００４４】
熱可塑性フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ骨格、ビスフェノールＦ骨格、ビスフェノールＳ骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、及びトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される１種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が用いられる。例えば、ビスフェノール類、エピクロルヒドリンを含むものから生成されるビスフェノールＡ−２−ヒドロキシプロピルエーテルを主成分として含んでいる熱可塑性フェノキシ樹脂が用いられることが好ましい。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。フェノキシ樹脂は１種単独で用いてもよく、又は２種以上を併用してもよい。
【００４５】
本発明の樹脂複合材は、変性ポリオレフィン樹脂を含むポリオレフィン樹脂組成物を母材とし、樹脂複合材全体に対して、炭素繊維が２０〜４０質量％、熱可塑性フェノキシ樹脂が３〜１０質量％含まれる。より好ましくは、樹脂複合材全体に対して、炭素繊維が２０〜３０質量％、熱可塑性フェノキシ樹脂が３〜５質量％含まれる。
【００４６】
本発明の樹脂複合材には、ポリオレフィン樹脂組成物、炭素繊維、熱可塑性フェノキシ樹脂以外に、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに他の樹脂成分や添加剤を配合してもよい。他の樹脂成分としては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテルなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。添加剤としては、着色剤、難燃剤、帯電防止剤などが挙げられる。ただし、本発明の樹脂複合材として、より好ましくは、炭素繊維および熱可塑性フェノキシ樹脂以外の残部がポリオレフィン樹脂組成物からなるものである。
【００４７】
以上を考慮して、本発明の樹脂複合材のより好ましい形態は、ポリオレフィン樹脂組成物が変性ポリオレフィン樹脂からなり、樹脂複合材が該変性ポリオレフィン樹脂と、２０〜３０質量％の炭素繊維と、３〜５質量％の熱可塑性フェノキシ樹脂のみからなるものである。上記変性ポリオレフィン樹脂が変性メチルペンテン樹脂であることがさらに好ましい。
【００４８】
本発明の樹脂複合材は、引張り強度が５０ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ強度が１２０ＭＰａ以上であることが好ましく、引張り強度が５０ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ強度が１２５ＭＰａであることがより好ましく、引張り強度が６０ＭＰａ以上であり、かつ、曲げ強度が１３０ＭＰａであることがさらに好ましい。例えば、従来の熱可塑性フェノキシ樹脂を含まない炭素繊維強化ポリオレフィン樹脂材に比べると、曲げ強度が特に向上している。そのため、屈曲の繰り返しがなされる部材に適している。なお、本発明における「引張り強度」は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準拠して測定される温度２５℃での引張り強度であり、「曲げ強度」は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して測定される温度２５℃での曲げ強度である。
【００４９】
本発明の複合樹脂材は、射出成形、ブロー成形、プレス成形、一軸延伸、二軸延伸、インフレーションなどの公知の成形方法によって、各種容器や各種構造部材などに成形される。本発明の複合樹脂材は、軽量でかつ高強度であることから、例えば、ドローンや自動車の外装部品、小型水力用発電機のブレード、風力発電機のブレードなどに適している。
【実施例】
【００５０】
本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００５１】
参考例１
未変性ポリメチルペンテン樹脂と、チョップドＰＡＮ系炭素繊維束を二軸押し出し機にて２３５〜２６０℃で溶融混錬し、ペレットを作成した。得られたペレットを射出成形機で試験片に成形した。なお、射出成形体中におけるＰＡＮ系炭素繊維の平均繊維径は５〜７μｍであり、平均繊維長は７０〜１０００μｍであり、平均アスペクト比は１０以上２００以下である。得られた試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準拠して引張り強度を測定し、また、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して曲げ強度を測定した。
【００５２】
実施例１、実施例２
市販の変性ポリメチルペンテン樹脂と、チョップドＰＡＮ系炭素繊維束と、熱可塑性フェノキシ樹脂を二軸押し出し機にて２３５〜２６０℃で溶融混錬し、ペレットを作成した。得られたペレットを射出成形機で試験片に成形した。なお、射出成形体中におけるＰＡＮ系炭素繊維の平均繊維径は５〜７μｍであり、平均繊維長は７０〜１０００μｍであり、平均アスペクト比は１０以上２００以下である。この試験片を用いて、参考例１と同様の方法で、試験を実施した。なお、実施例１と実施例２の熱可塑性フェノキシ樹脂は、異なるグレードのものを使用した。
【００５３】
比較例１
市販の変性ポリメチルペンテン樹脂と、チョップドＰＡＮ系炭素繊維束を二軸押し出し機にて２３５〜２６０℃で溶融混錬し、ペレットを作成した。得られたペレットを射出成形機で試験片に成形した。なお、射出成形体中におけるＰＡＮ系炭素繊維の平均繊維径は５〜７μｍであり、平均繊維長は７０〜１０００μｍであり、平均アスペクト比は１０以上２００以下である。この試験片を用いて、参考例１と同様の方法で、試験を実施した。
【００５４】
比較例２
未変性ポリメチルペンテン樹脂と、無水マレイン酸と、ラジカル重合開始剤を二軸押し出し機にて２３５〜２６０℃で溶融混錬し、変性ポリメチルペンテン樹脂を得た。無水マレイン酸は、重合体全体に対して１．５質量％加えた。得られた変性ポリメチルペンテン樹脂と、チョップドＰＡＮ系炭素繊維束を二軸押し出し機にて２３５〜２６０℃で溶融混錬し、ペレットを作成した。得られたペレットを射出成形機で試験片に成形した。なお、射出成形体中におけるＰＡＮ系炭素繊維の平均繊維径は５〜７μｍであり、平均繊維長は７０〜１０００μｍであり、平均アスペクト比は１０以上２００以下である。この試験片を用いて、参考例１と同様の方法で、試験を実施した。
【００５５】
表１に各原料の配合量（質量％）および試験結果を示した。
【００５６】
【表１】
2020076098.tif 000003
【００５７】
参考例および比較例より、ポリオレフィン樹脂を変性させることで強度が向上した。実施例１〜２の本発明にかかる樹脂複合体は、熱可塑性フェノキシ樹脂を含まない樹脂複合体（比較例１〜２）に比べて、特に曲げ強度に優れるものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の樹脂複合体は、ポリオレフィン樹脂と炭素繊維との接着性が改善された、軽量でかつ高強度の樹脂複合材であるので、幅広い分野の構造部材に使用でき、例えば、ドローンや自動車の外装部品、小型水力用発電機のブレード、風力発電機のブレードなどに好適である。