(57)【要約】【課題】流動性に優れた樹脂組成物を提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドと、相溶化剤と、を含む樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と、
炭素繊維と、
末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドと、
相溶化剤と、
を含む樹脂組成物。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンである請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記相溶化剤が、修飾ポリオレフィンである請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
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３のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
前記炭素繊維の含有量が、前記熱可塑性樹脂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】
前記相溶化剤の含有量が、前記ポリアミド１００質量部に対し１質量部以上５０質量部以下である請求項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】
前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリアミドの含有量が、０．１質量％以上２００質量％以下である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項８】
熱可塑性樹脂と、
炭素繊維と、
末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドと、
相溶化剤と、
を含む樹脂成形体。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンである請求項８に記載の樹脂成形体。
【請求項１０】
前記相溶化剤が、修飾ポリオレフィンである請求項８又は請求項９に記載の樹脂成形体。
【請求項１１】
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８〜請求項１０のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
【請求項１２】
前記炭素繊維の含有量が、前記熱可塑性樹脂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８〜請求項１１のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
【請求項１３】
前記相溶化剤の含有量が、前記ポリアミド１００質量部に対し１質量部以上５０質量部以下である請求項８〜請求項１２のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
【請求項１４】
前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリアミドの含有量が、０．１質量％以上２００質量％以下である請求項８〜請求項１３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物、及び樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
特許文献３には、「炭素繊維を含む熱可塑性樹脂成形品において、成形品中に含まれる炭素繊維は、その全含有量が０．５〜３０ｗｔ％であり、更に１．５ｍｍを超える長さの炭素繊維が０．１〜４．７ｗｔ％であることを特徴とする炭素繊維含有熱可塑性樹脂成形品。」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５２８９５６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８１３０７号公報
【特許文献３】特開２０００−０７１２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、熱可塑性樹脂と炭素繊維とポリアミドと相溶化剤とを含む樹脂組成物において、末端アミノ基と末端カルボキシ基との存在割合が同じである場合に比べて、流動性に優れた樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、以下の本発明によって達成される。
【０００８】
請求項１に係る発明は、
熱可塑性樹脂と、
炭素繊維と、
末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドと、
相溶化剤と、
を含む樹脂組成物。
【０００９】
請求項２係る発明は、
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンである請求項１に記載の樹脂組成物。
請求項３に係る発明は、
前記相溶化剤が、修飾ポリオレフィンである請求項１又は請求項２に記載の樹脂組成物。
【００１０】
請求項４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、前記熱可塑性樹脂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。
【００１１】
請求項６に係る発明は、
前記相溶化剤の含有量が、前記ポリアミド１００質量部に対し１質量部以上５０質量部以下である請求項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、
前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリアミドの含有量が、０．１質量％以上２００質量％以下である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
【００１２】
請求項８に係る発明は、
熱可塑性樹脂と、
炭素繊維と、
末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドと、
相溶化剤と、
を含む樹脂成形体。
【００１３】
請求項９に係る発明は、
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィンである請求項８に記載の樹脂成形体。
請求項１０に係る発明は、
前記相溶化剤が、修飾ポリオレフィンである請求項８又は請求項９に記載の樹脂成形体。
【００１４】
請求項１１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８〜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、
前記炭素繊維の含有量が、前記熱可塑性樹脂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８〜請求項１１のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
【００１５】
請求項１３に係る発明は、
前記相溶化剤の含有量が、前記ポリアミド１００質量部に対し１質量部以上５０質量部以下である請求項８〜請求項１２のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
請求項１４に係る発明は、
前記炭素繊維の質量に対する、前記ポリアミドの含有量が、０．１質量％以上２００質量％以下である請求項８〜請求項１３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、熱可塑性樹脂と炭素繊維とポリアミドと相溶化剤とを含む樹脂組成物において、ポリアミドが、末端アミノ基と末端カルボキシ基との存在割合が同じである場合に比べて、流動性に優れた樹脂組成物が提供される。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、熱可塑性樹脂としてアクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー又はスチレンポリマーの汎用樹脂を用いた場合に比べ、安価な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、相溶化剤としてエポキシコポリマーを用いた場合と比べ、流動性に優れた樹脂組成物が提供される。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、ポリアミドが、末端アミノ基と末端カルボキシ基との存在割合が同じである場合に比べて、炭素繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であっても、流動性に優れた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熱可塑性樹脂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、流動性に優れた樹脂組成物が提供される。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、相溶化剤の含有量が、ポリアミド１００質量部に対し１質量部未満又は５０質量部超えの場合に比べ、流動性に優れた樹脂組成物が得られる樹脂組成物が提供される。
請求項７に係る発明によれば、炭素繊維の質量に対するポリアミドの含有量が０．１質量％未満又は２００質量％超えである場合に比べ、流動性に優れた樹脂組成物が得られる樹脂組成物が提供される。
【００２０】
請求項８に係る発明によれば、熱可塑性樹脂と炭素繊維とポリアミドと相溶化剤とを含む樹脂成形体において、ポリアミドが、末端アミノ基と末端カルボキシ基との存在割合が同じである場合に比べて、寸法精度に優れた樹脂成形体が提供される。
【００２１】
請求項９に係る発明によれば、熱可塑性樹脂としてアクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー又はスチレンポリマーの汎用樹脂を用いた場合に比べ、安価な樹脂成形体が提供される。
請求項１０に係る発明によれば、相溶化剤としてエポキシコポリマーを用いた場合と比べ、寸法精度に優れた樹脂成形体が提供される。
【００２２】
請求項１１に係る発明によれば、ポリアミドが、末端アミノ基と末端カルボキシ基との存在割合が同じである場合に比べて、炭素繊維の平均繊維長が０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であっても、寸法精度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、炭素繊維の含有量が熱可塑性樹脂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、寸法精度に優れた樹脂成形体が提供される。
【００２３】
請求項１３に係る発明によれば、相溶化剤の含有量が、ポリアミド１００質量部に対し１質量部未満又は５０質量部超えの場合に比べ、寸法精度に優れた樹脂成形体が提供される。
請求項１４に係る発明によれば、炭素繊維の質量に対するポリアミドの含有量が０．１質量％未満又は２００質量％超えである場合に比べ、寸法精度に優れた樹脂成形体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る樹脂成形体の要部を示すモデル図である。
【図２】本実施形態に係る樹脂成形体の要部の一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
［樹脂組成物］
本実施形態に係る樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、ポリアミドと、相溶化剤と、を含む。
【００２７】
近年では、機械的強度、特に曲げ弾性率に優れた樹脂成形体を得るために、母材（マトリックス）としての熱可塑性樹脂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、強化繊維と熱可塑性樹脂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、特に曲げ弾性率を求められるが、炭素繊維表面の水酸基、カルボキシ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、繰り返し衝撃を加えた場合、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、機械的強度、特に曲げ弾性率の低下は大きくなる傾向がある。
【００２８】
そこで、本実施形態に係る樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、ポリアミドと、相溶化剤と、の４成分を含む。
この構成とすることで、例えば、熱可塑性樹脂と炭素繊維のみ含む場合に比べて、機械的強度、特に曲げ弾性率に優れる樹脂成形体が得られる。
【００２９】
ここで、樹脂成形体を成形するときに、例えば、熱溶融された樹脂組成物の粘度が高すぎるなどにより、樹脂組成物の流動性が低い場合がある。そして、熱溶融状態の樹脂組成物の流動性が低い場合、樹脂組成物の成形性が低下し、例えば、目的とする樹脂成形体の形状の精度が低くなり、樹脂成形体の寸法精度が低くなることがある。
【００３０】
これに対し、本実施形態に係る樹脂組成物は、上記の４成分を含むことに加えて、ポリアミドとして、末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高い樹脂を適用する。つまり、ポリアミドは、末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、両末端に存在し得るカルボキシ基またはアミノ基のうち、アミノ基よりも、カルボキシ基の占める割合が高い樹脂である。末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドは、両末端にカルボキシ基を有していてもよい。
なお、本明細書中において、末端アミノ基はポリアミドの末端に存在するアミノ基、末端カルボキシ基はポリアミドの末端に存在するカルボキシ基のことを表す。
この構成とすることで、流動性に優れた樹脂組成物が得られる。そして、流動性に優れた樹脂組成物を用いて成形することで、寸法精度に優れた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。
【００３１】
ポリアミドは、末端カルボキシ基の存在割合が高いために、加熱によって分解しやすくなるとともに、分子量が低下しやすくなる。その結果、樹脂組成物は、加熱溶融されたときの粘度が低下するため、樹脂成形体を形成するときの樹脂組成物の流動性も高まると考えられる。そして、流動性が高められた樹脂組成物を用いて成形することで、樹脂組成物が金型に充填されやすくなるため、寸法精度に優れた樹脂成形体が得られると考えられる。
【００３２】
以上のことから、本実施形態に係る樹脂組成物は、ポリアミドの末端に存在するカルボキシ基の割合が高いことにより、加熱溶融させたときの樹脂組成物の粘度が低下して、流動性が向上すると推測される。また、流動性に優れる樹脂組成物を用いることで、寸法精度に優れた樹脂成形体が得られると推測される。
【００３３】
なお、本実施形態に係る樹脂組成物が、上記の４成分を含むことで、例えば、熱可塑性樹脂と炭素繊維のみ含む場合に比べて、機械的強度、特に曲げ弾性率に優れる。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、以下のように考えられる。
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、母材としての熱可塑性樹脂と相溶化剤とが溶融し、また、相溶化剤の分子内の一部とポリアミドの分子内に含まれるアミド結合とで両者が相溶して、ポリアミドが樹脂組成物中で分散することとなる。
この状態の中で、ポリアミドが炭素繊維と接触すると、ポリアミドの分子鎖に沿って多数含まれるアミド結合と、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、一般的に熱可塑性樹脂とポリアミドとは相溶性が低いため、熱可塑性樹脂とポリアミドとの間の斥力により、ポリアミドと炭素繊維との接触頻度が上がり、その結果として、ポリアミド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、炭素繊維の周囲にポリアミドによる被覆層が形成される（図１参照）。なお、図１中、ＰＰは熱可塑性樹脂を示し、ＣＦが炭素繊維を示し、ＣＬは被覆層を示している。
【００３４】
そして、被覆層を形成するポリアミドも相溶化剤の分子内の一部の反応基と化学反応、極性基同士で静電的相互作用を行うことで相溶されるため、この相溶化剤が熱可塑性樹脂とも相溶することで、引力と斥力とが平衡状態が形成され、ポリアミドによる被覆層は、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ポリアミドの分子内に含まれるアミド結合との親和性は高いため、炭素繊維の周囲にはポリアミド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。
【００３５】
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。
【００３６】
上記のように、本実施形態に係る樹脂組成物は、炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面の密着性が高まる。その結果、本実施形態に係る樹脂組成物によって得られた樹脂成形体は、例えば、熱可塑性樹脂と炭素繊維のみ含む場合に比べて、機械的強度、特に曲げ弾性率に優れると考えられる。
【００３７】
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、及び射出成形により、炭素繊維の周囲にポリアミドによる被覆層が形成され、当該被覆層の厚さが５ｎｍ以上７００ｎｍ以下となる構造を有することが好ましい。
【００３８】
本実施形態に係る樹脂組成物において、ポリアミド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（特に１０ｎｍ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熱可塑性樹脂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。
【００３９】
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。
【００４０】
なお、本実施形態に係る樹脂組成物（及びその樹脂成形体）では、例えば、かかる被覆層と熱可塑性樹脂との間を相溶化剤が一部相溶する構成をとる。
具体的には、例えば、ポリアミドによる被覆層と母材である熱可塑性樹脂との間には、相溶化剤の層が介在していることがよい（図２参照）。つまり、被覆層の表面に相溶化剤の層が形成され、この相溶化剤の層を介して、被覆層と熱可塑性樹脂が隣接していることがよい。相溶化剤の層は被覆層に比べ薄く形成されるが、相溶化剤の層の介在により、被覆層と熱可塑性樹脂との密着性（接着性）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易くなる。なお、図２中、ＰＰは熱可塑性樹脂を示し、ＣＦが炭素繊維を示し、ＣＬは被覆層、ＣＡは相溶化剤の層を示している。
【００４１】
特に、相溶化剤の層は、被覆層とは結合（水素結合、相溶化剤とポリアミドとの官能基の反応による共有結合等）し、熱可塑性樹脂とは相溶した状態で、被覆層と熱可塑性樹脂の間に介在していることがよい。この構成は、例えば、相溶化剤として、母材である熱可塑性樹脂と同じ構造又は相溶する構造を有し、且つ、分子内の一部に前述したポリアミドの官能基と反応する部位を含む相溶化剤を適用すると実現され易い。
具体的には、例えば、ポリオレフィンの熱可塑性樹脂、ポリアミド、及び無水マレイン酸修飾ポリオレフィンの相溶化剤を適用した場合、無水マレイン酸修飾ポリオレフィンの層（相溶化剤の層）は、その無水マレイン酸部位が開環して生成したカルボキシ基がポリアミドの層（被覆層）のアミン残基と反応して結合し、そのポリオレフィン部位がポリオレフィンと相溶した状態で介在していることがよい。
【００４２】
ここで、相溶化剤の層が、被覆層と熱可塑性樹脂との間に介在していることを確認する方法は、次の通りである。
解析装置として顕微赤外分光分析装置（日本分光ＩＲＴ−５２００）を用いる。例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン（以下ＰＰ）、特定樹脂として末端カルボキシ基の存在割合が高いＰＡ６６、修飾ポリオレフィンとしてマレイン酸変性ポリプロピレン（以下ＭＡ−ＰＰ）と、からなる樹脂成形体よりスライス片を切り出し、その断面を観察した。炭素繊維断面の周りの被服層部をＩＲマッピングを行い、被服層−相溶化層由来のマレイン酸無水物（１８２０ｃｍ−１以上１７５０ｃｍ−１）を確認した。これにより、被覆層と熱可塑性樹脂との間に相溶化剤の層（結合層）が介在していることが確認できる。
【００４３】
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。
【００４４】
−熱可塑性樹脂（Ａ）−
熱可塑性樹脂は、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をいう（マトリックス樹脂とも呼ばれる）。
熱可塑性樹脂としては、特に制限されるものではなく、例えば、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、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。
【００４５】
これらの中でも、曲げ弾性率の更なる向上、並びにコストの点から、ポリオレフィン（ＰＯ）が好ましい。
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
熱可塑性樹脂の分子量は、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、熱可塑性樹脂がポリオレフィンであれば、その重量平均分子量（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、熱可塑性樹脂のガラス転移温度（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、熱可塑性樹脂がポリオレフィンであれば、その融点（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。
【００５０】
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。
【００５１】
熱可塑性樹脂の含有量は、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。
なお、熱可塑性樹脂としてポリオレフィンを用いる場合、熱可塑性樹脂の全質量に対して２０質量％以上をポリオレフィンとすることが好ましい。
【００５２】
−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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、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。
【００５５】
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２００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１０００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。
【００５６】
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、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ため有用である。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
炭素繊維の含有量は、熱可塑性樹脂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が好ましく、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。
炭素繊維が熱可塑性樹脂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、熱可塑性樹脂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。
【００６０】
ここで、以降、熱可塑性樹脂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。
【００６１】
−ポリアミド−
ポリアミドは、特定の部分構造を含み、前述したように、炭素繊維の周囲を被覆しうる樹脂である。また、ポリアミドは、末端にカルボキシ基およびアミノ基の少なくとも一方を有し、末端アミノ基よりも末端カルボキシ基の割合が高い（以下、単に、「末端カルボキシ基の存在割合が高い」とも称する）。
このポリアミドについて、詳細に説明する。
【００６２】
ポリアミドは、熱可塑性樹脂との相溶性が低い樹脂、具体的には熱可塑性樹脂とは溶解度パラメータ（ＳＰ値）が異なる樹脂であることが好ましい。
ここで、熱可塑性樹脂とポリアミドとのＳＰ値の差としては、両者間の相溶性、両者間の斥力の点から、３以上が好ましく、３以上６以下がより好ましい。
ここでいうＳＰ値とは、Ｆｅｄｏｒの方法により算出された値である、具体的には、溶解度パラメータ（ＳＰ値）は、例えば、Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，ｖｏｌ．１４，ｐ．１４７（１９７４）の記載に準拠し、下記式によりＳＰ値を算出する。
式：ＳＰ値＝√（Ｅｖ／ｖ）＝√（ΣΔｅｉ／ΣΔｖｉ）
（式中、Ｅｖ：蒸発エネルギー（ｃａｌ／ｍｏｌ）、ｖ：モル体積（ｃｍ３／ｍｏｌ）、Δｅｉ：それぞれの原子又は原子団の蒸発エネルギー、Δｖｉ：それぞれの原子又は原子団のモル体積）
なお、溶解度パラメータ（ＳＰ値）は、単位として（ｃａｌ／ｃｍ３）１／２を採用するが、慣行に従い単位を省略し、無次元で表記する。
【００６３】
また、ポリアミドは、分子内にアミド結合を含む。
アミド結合を含むことで、炭素繊維の表面に存在する極性基との間で親和性が発現する。
そして、ポリアミドは、末端カルボキシ基の存在割合が高いことで、加熱したときの樹脂組成物の流動性が高まる。
なお、ポリアミドが、例えば、末端カルボキシ基の濃度が異なる２種以上の混合物である場合、ポリアミド全体として、カルボキシ基の存在割合が高くなっていればよい。
【００６４】
ここで、樹脂組成物の流動性は、樹脂組成物のＭＦＲを測定して評価する。樹脂組成物のＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０−１（２０１４）に準じて、温度２７０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定する。すなわち、ＭＦＲは、樹脂の溶融時の流動性を表す数値であり、シリンダ内で溶融した樹脂を、上記条件（温度および荷重）のもと、シリンダ底部に設置された規定口径のダイスから１０分間あたり押し出される樹脂量を測定することで得られる。
【００６５】
ポリアミドの末端カルボキシ基の存在割合は、樹脂組成物の流動性向上の点で、末端アミノ基濃度と末端カルボキシ基濃度の総和に対する末端カルボキシ基濃度の割合として、下記の条件を満足することがよい。
０．５＜［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）≦１．０
［Ａ］：ポリアミド１ｋｇ当たりの末端アミノ基濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）
［Ｂ］：ポリアミド１ｋｇ当たりの末端カルボキシ基濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）
【００６６】
また、樹脂組成物の流動性をより向上させる点で、０．６≦［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）≦１．０の条件を満足することが好ましく、０．７≦［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）≦１．０の条件を満足することがより好ましい。
【００６７】
ポリアミドの末端に存在するカルボキシ基濃度は、例えば、０．０１（ｍｏｌ／ｋｇ）以上０．５０（ｍｏｌ／ｋｇ）以下（好ましくは０．０２（ｍｏｌ／ｋｇ）以上０．４０（ｍｏｌ／ｋｇ）以下）であることがよい。
【００６８】
ポリアミドの末端アミノ基濃度および末端カルボキシ基濃度の測定は、以下のようにして行う。
末端アミノ基濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）は、樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒に溶解させた後、過剰量のトリフロオロ酢酸無水物をトリエチルアミン触媒とともに末端アミノ基に作用させる。樹脂を再沈殿により取り出した後、Ｆ−ＮＭＲにて樹脂中に存在するフッ素原子量を定量し、末端アミノ基量を算出し、末端アミノ基濃度を決定する。
末端カルボキシ基濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）は、樹脂をＮ−メチル−２−ピロリドン溶媒に溶解させた後、過剰量のトリフロオロエタノールと、ジ−ｔ−ブチルカルボジイミドをピリジン触媒とともに末端カルボキシルキ基に作用させる。樹脂を再沈殿により取り出した後、Ｆ−ＮＭＲにて樹脂中に存在するフッ素原子量を定量し、末端カルボキシルキ基量を算出し、末端カルボキシルキ基濃度を決定する。
【００６９】
そして、得られた末端アミノ基濃度および末端カルボキシ基濃度の値から、［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）を算出する。
なお、ポリアミドを２種類以上併用する場合は、併用した全ポリアミドの１ｋｇ当たりの末端アミノ基濃度と末端カルボキシ基濃度との総和に対する末端アミノ基濃度の割合として求める。
【００７０】
末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドとしては、例えば、ジカルボン酸とジアミンとを共縮重合したポリアミド、ジカルボン酸とラクタムとを縮合したポリアミド、ジカルボン酸とジアミンとラクタムとを縮合したポリアミドが挙げられる。つまり、ポリアミドとしては、ポリアミドは、ジカルボン酸とジアミンとが縮重合した構造単位、及びラクタムが開環した構造単位の少なくも一方を有するポリアミドが挙げられる。
【００７１】
末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドは、例えば、ポリアミドを合成するための成分のうち、ジカルボン酸成分を他の成分よりも過剰量で縮合反応することにより得られる。ジカルボン酸成分は、例えば、ポリアミド１ｋｇ当たりの末端アミノ基濃度と末端カルボキシ基濃度との総和に対する末端カルボキシ基濃度の割合が、目的とする値となる量で用いればよい。
【００７２】
ポリアミドは、末端カルボキシ基の存在割合が高い範囲で、ジカルボン酸とジアミンとが縮重合した構造単位、又はラクタムが開環した構造単位であって、アラミドを除く芳香環を含む構造単位を有するポリアミド、芳香環を含まない構造単位を有するポリアミド、アラミド構造単位を除く芳香環を含む構造単位と芳香環を含まない構造単位とを有するポリアミドのいずれであってもよいが、曲げ弾性率の観点から、アラミド構造単位を除く芳香環を含む構造単位と芳香環を含まない構造単位とを有するポリアミドであることが好ましい。
【００７３】
特に、末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドとして、アラミド構造単位を除く芳香環を含む構造単位と芳香環を含まない構造単位とを有するポリアミドを適用すると、炭素繊維と熱可塑性樹脂との親和性が共に良好となる。ここで、芳香環を含む構造単位のみ有するポリアミドは、芳香環を含まない構造単位のみを有するポリアミドに比べ、炭素繊維と親和性が高く、熱可塑性樹脂とは親和性が低い傾向がある。芳香環を含まない構造単位のみを有するポリアミドは、芳香環を含む構造単位のみ有するポリアミドに比べ、炭素繊維と親和性が低く、熱可塑性樹脂とは親和性が高い傾向がある。そのため、両構造単位を有するポリアミドを適用することで、炭素繊維と熱可塑性樹脂との親和性が共に良好となり、ポリアミドの被覆層によって炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面の密着性がさらに高まることになる。そのため、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やすくなる。
【００７４】
また、末端カルボキシ基の存在割合が高いポリアミドとして、アラミド構造単位を除く芳香環を含む構造単位と芳香環を含まない構造単位とを有するポリアミドを適用すると、溶融粘度が低下し、成形性（例えば射出成形性）も向上する。そのため、外観品質の高い樹脂成形体が得られ易くなる。
なお、上記ポリアミドとして、アラミド構造単位のみを有するポリアミドを適用すると、ポリアミドが溶融し得る高い温度では、熱可塑性樹脂の熱劣化を引き起こす。また、熱可塑性樹脂の熱劣化が引き起こされる温度では、ポリアミドが十分に溶融できず、成形性（例えば射出成形性）が悪化し、得られる樹脂成形体の外観品質及び機械的性能が低下する。
【００７５】
なお、芳香環とは、５員環以上の単環の芳香環（シクロペンタジエン、ベンゼン）、及び５員環以上の複数の単環の芳香環が縮合した縮合環（ナフタレン等）を示す。芳香環は複素環（ピリジン等）も含む。
また、アラミド構造単位とは、芳香環を含むジカルボン酸と芳香環を含むジアミンとの縮重合反応した構造単位を示す。
【００７６】
ここで、アラミド構造単位を除く芳香環を含む構造単位としては、例えば、下記構造単位（１）及び（２）の少なくとも一方が挙げられる。
・構造単位（１）：−（−ＮＨ−Ａｒ１−ＮＨ−ＣＯ−Ｒ１−ＣＯ−）−
（構造単位（１）中、Ａｒ１は芳香環を含む２価の有機基を示す。Ｒ１は芳香環を含まない２価の有機基を示す。）
・構造単位（２）：−（−ＮＨ−Ｒ２−ＮＨ−ＣＯ−Ａｒ２−ＣＯ−）−
（構造単位（２）中、Ａｒ２は芳香環を含む２価の有機基を示す。Ｒ２は芳香環を含まない２価の有機基を示す。）
【００７７】
一方、芳香環を含まない構造単位としては、例えば、下記構造単位（３）及び（４）の少なくとも一方が挙げられる。
・構造単位（３）：−（−ＮＨ−Ｒ３１−ＮＨ−ＣＯ−Ｒ３２−ＣＯ−）−
（構造単位（３）中、Ｒ３１は芳香環を含まない２価の有機基を示す。Ｒ３２は芳香環を含まない２価の有機基を示す。）
・構造単位（４）：−（−ＮＨ−Ｒ４−ＣＯ−）−
（構造単位（４）中、Ｒ４は芳香環を含まない２価の有機基を示す）
【００７８】
なお、構造式（１）〜（３）において、各符号が示す「２価の有機基」は、ジカルボン酸、ジアミン、又はラクタムが有する２価の有機基に由来する有機基である。具体的には、例えば、構造単位（１）において、Ａｒ１が示す「芳香環を含む２価の有機基」は、ジアミンから２つのアミノ基を除いた残基を示し、Ｒ１が示す「芳香環を含まない２価の有機基」は、ジカルボン酸から２つのカルボキシ基を除いた残基を示す。また、例えば、構造単位（４）において、Ｒ４が示す「芳香環を含まない２価の有機基」は、ラクタムが開環したとき「ＮＨ基」と「ＣＯ基」とで挟まれている有機基を示す。
【００７９】
末端カルボキシ基の存在割合が高い範囲であれば、ポリアミドとしては、共重合ポリアミド、混合ポリアミドのいずれであってもよい。ポリアミドは、共重合ポリアミドと混合ポリアミドとを併用しもよい。これらの中でも、ポリアミドとしては、機械的強度、特に曲げ弾性率の更なる向上の点から、混合ポリアミドが好ましい。
【００８０】
芳香族ポリアミドにおいて、芳香環を含む構造単位の割合は、全構造単位に対して８０質量％以上（好ましくは９０質量％以上、より好ましくは１００質量％以上）がよい。
一方、脂肪族ポリアミドにおいて、芳香環を含まない構造単位の割合は、全構造単位に対して８０質量％以上（好ましくは９０質量％以上、より好ましくは１００質量％以上）がよい。
【００８１】
芳香族ポリアミドは、芳香環を含むジカルボン酸と芳香環を含まないジアミンとの縮重合体、芳香環を含まないジカルボン酸と芳香環を含むジアミンとの縮重合体等が挙げられる。
【００８２】
脂肪族ポリアミドは、芳香環を含まないジカルボン酸と芳香環を含まないジアミンとの縮重合体等が挙げられる。芳香環を含まないラクタムの開環重縮合体等が挙げられる。
【００８３】
ここで、芳香環を含むジカルボン酸としては、フタル酸（テレフタル酸、イソフタル酸等）、ビフェニルジカルボン酸等が例示される。
芳香環を含まない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、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、アゼライン酸等が例示される。
芳香環を含むジアミンとしては、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、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル等が例示される。
芳香環を含まな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等が例示される。
【００８４】
芳香環を含まな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例示される
【００８５】
なお、各ジカルボン酸、各ジアミン、各ラクタムは、１種単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。
【００８６】
芳香族ポリアミドとしては、例えば、ＭＸＤ６（アジピン酸とメタキシレンジアミンとの縮重合体）、ナイロン６Ｔ（テレフタル酸とヘキサメチレンジアミンとの縮重合体）、ナイロン６Ｉ（イソフタル酸とヘキサメチレンジアミンとの重縮合体）、ナイロン９Ｔ（テレフタル酸とノナンジアミンとの重縮合体）、ナイロンＭ５Ｔ（テレフタル酸とメチルペンタジアミンとの重縮合体）等の骨格を有するポリアミドであって、これらポリアミドの末端に存在するカルボキシ基の存在割合が高いポリアミドが例示される。
【００８７】
脂肪族ポリアミドとしては、例えば、ナイロン６（ε−カプロラクタムの開環重縮合体）、ナイロン１１（ウンデカンラクタムの開環重縮合体）、ナイロン１２（ラウリルラクタムの開環重縮合体）、ナイロン６６（アジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの縮重合体）、ナイロン６１０（セバシン酸とヘキサメチレンジアミンとの縮重合体）等の骨格を有するポリアミドであって、これらポリアミドの末端に存在するカルボキシ基の存在割合が高いポリアミドが例示される。
【００８８】
ポリアミドの物性について説明する。
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熱可塑性樹脂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（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熱可塑性樹脂よりも熱溶融し易ければよい。例えば、ポリアミド（共重合ポリアミド、混合ポリアミドの各ポリアミド）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。
【００８９】
ポリアミドの含有量は、機械的強度、特に曲げ弾性率の更なる向上の点から、熱可塑性樹脂１００質量部に対し０．１質量部以上１００質量部以下であることが好ましく、０．５質量部以上９０質量部以下であることがより好ましく、１質量部以上８０質量部以下であることが更に好ましい。
ポリアミド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、機械的強度、特に曲げ弾性率の向上が図られる。
【００９０】
特に、ポリアミドを熱可塑性樹脂１００質量部に対して２０質量部超え１００質量部以下といった範囲で多く含ませると、ポリアミド量に対して相対的に相溶化剤量が少なくなり、ポリアミドが熱可塑性樹脂中に広がり難くなり、炭素繊維の周囲に局在化する傾向が高まる。それにより、繊維長が短い炭素繊維の周囲全体にわたって、ポリアミドによる被覆層がある程度厚膜化しつつ均一に近い状態で形成されると考えられる。そのため、炭素繊維と熱可塑性樹脂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やすくなる。
【００９１】
ポリアミドの含有量は、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ポリアミドの含有量としては、０．１質量％以上２００質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１５０質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上１２０質量％以下であることが更に好ましい。
炭素繊維の質量に対するポリアミドの含有量が、０．１質量％以上であると炭素繊維とポリアミドとの親和性が高まり易くなり、２００質量％以下であると樹脂流動性が向上する。
【００９２】
−相溶化剤−
相溶化剤は、熱可塑性樹脂とポリアミドとの親和性を高める樹脂である。
相溶化剤としては、熱可塑性樹脂に応じて決定すればよい。
相溶化剤としては、熱可塑性樹脂と同じ構造を有し、且つ、分子内の一部にポリアミドと親和性を有する部位を含むものが好ましい。
【００９３】
例えば、熱可塑性樹脂としてポリオレフィンを用いる場合、相溶化剤としては、修飾ポリオレフィンを用いればよい。
ここで、熱可塑性樹脂がポリプロピレン（ＰＰ）であれば修飾ポリオレフィンとしては修飾ポリプロピレン（ＰＰ）が好ましく、同様に、熱可塑性樹脂がエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）であれば修飾ポリオレフィンとしては修飾エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）が好ましい。
【００９４】
修飾ポリオレフィンとしては、カルボキシ基、カルボン酸無水物残基、カルボン酸エステル残基、イミノ基、アミノ基、エポキシ基等を含む修飾部位が導入されたポリオレフィンが挙げられる。
ポリオレフィンに導入される修飾部位としては、ポリオレフィンとポリアミドとの親和性の更なる向上の点、成形加工時の上限温度の点から、カルボン酸無水物残基を含むことが好ましく、特に、無水マレイン酸残基を含むことが好ましい。
【００９５】
修飾ポリオレフィンは、上述した修飾部位を含む化合物をポリオレフィンに反応させて直接化学結合する方法や、上述した修飾部位を含む化合物を用いてグラフト鎖を形成し、このグラフト鎖をポリオレフィンに結合させる方法などがある。
上述した修飾部位を含む化合物としては、無水マレイン酸、無水フマル酸、無水クエン酸、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジルビニルベンゾエート、Ｎ−〔４−（２，３−エポキシプロポキシ）−３，５−ジメチルベンジル〕アクリルアミド、アルキル（メタ）アクリレート、及びこれらの誘導体が挙げられる。
なお、上記の中でも、不飽和カルボン酸である無水マレイン酸をポリオレフィンと反応させてなる修飾ポリオレフィンが好ましい。
【００９６】
修飾ポリオレフィンとして具体的には、無水マレイン酸修飾ポリプロピレン、無水マレイン酸修飾ポリエチレン、無水マレイン酸修飾エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、これらの付加体又は共重合等の酸修飾ポリオレフィンが挙げられる。
【００９７】
修飾ポリオレフィンとしては、市販品を用いてもよい。
修飾プロピレンとしては、三洋化成工業（株）製のユーメックス（登録商標）シリーズ（１００ＴＳ、１１０ＴＳ、１００１、１０１０）等が挙げられる。
修飾ポリエチレンとしては、三洋化成工業（株）製のユーメックス（登録商標）シリーズ（２０００）、三菱化学（株）製のモディック（登録商標）シリーズ等が挙げられる。
【００９８】
なお、相溶化剤の分子量は、特に限定されないが、加工性の点から、０．５万以上１０万以下の範囲が好ましく、０．５万以上８万以下の範囲がより好ましい。
【００９９】
相溶化剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対し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。
相溶化剤の含有量は、ポリアミド１００質量部に対し１質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、５質量部以上５０質量部以下であることがより好ましく、１０質量部以上５０質量部以下であることが更に好ましい。
相溶化剤の含有量が上記の範囲であることで、熱可塑性樹脂とポリアミドとの親和性が高められ、機械的強度、特に曲げ弾性率の向上が図られる。
【０１００】
相溶化剤の含有量は、熱可塑性樹脂とポリアミドとの親和性を高める点から、ポリアミドの含有量と比例させる（炭素繊維の含有量に間接的に比例させる）ことが好ましい。
炭素繊維の質量に対する相溶化剤の含有量としては、１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３０質量％以下であることが更に好ましい。
炭素繊維の質量に対する相溶化剤の含有量が、１質量％以上であると炭素繊維とポリアミドとの親和性が得られ易く、５０質量％以下（特に３０質量％以下）であると変色や劣化の原因となる未反応官能基の残存が抑制される。
【０１０１】
−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、熱可塑性樹脂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。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
特に、本実施形態に係る樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、ポリアミドと、相溶化剤と、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。熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、ポリアミドと、相溶化剤と、を一括して溶融混練すると、炭素繊維の周囲にポリアミド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、機械的強度、特に曲げ弾性率が高まる。
【０１０４】
［樹脂成形体］
本実施形態に係る樹脂成形体は、熱可塑性樹脂と、炭素繊維と、ポリアミドと、相溶化剤と、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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、特に曲げ弾性率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。
【実施例】
【０１０８】
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。
【０１０９】
＜合成例１＞
−ＰＡ−１の合成−
ジアミン成分として、ヘキサメチレンジアミン１１．２７ｋｇ（９７ｍｏｌ）、ジカルボン酸成分として、アジピン酸１４．６１ｋｇ（１００ｍｏｌ）（ジアミン成分／ジカルボン酸成分＝０．９７（モル比））、触媒として、ジ亜リン酸ナトリウム１０ｇ、及び、イオン交換水１８ｋｇを５０リットルのオートクレーブに仕込み、常圧から０．０５ＭＰａまでＮ２で加圧し、放圧させ、常圧に戻した。この操作を３回行い、Ｎ２置換を行った後、攪拌下１３５℃、０．３ＭＰａにて均一溶解させた。その後、溶解液を送液ポンプにより、連続的に供給し、加熱配管で２４０℃まで昇温させ、１時間、熱を加えた。その後、加圧反応缶に反応混合物が供給され、３００℃に加熱され、缶内圧を３ＭＰａで維持するように、水の一部を留出させ、縮合物を得た。その後、この縮合物を、熱水中に添加して洗浄した後、液体窒素で凍結してハンマーにて粉砕した。得られた樹脂粉末を１２０℃で１２時間乾燥させ末端にアミノ基を有するポリアミド樹脂ＰＡ−１を得た。
既述の方法により、末端カルボキシ基濃度［Ｂ］を測定したところ、０．２７ｍｏｌ／ｋｇであった。また、末端アミノ基濃度［Ａ］を測定し、［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）を算出したところ、１．０であった。
【０１１０】
＜合成例２＞
−ＰＡ−２の合成−
ヘキサメチレンジアミンを１１．０４ｋｇ（９５ｍｏｌ）（ジアミン成分／ジカルボン酸成分＝０．９５（モル比））とした以外、合成例１と同様にしてポリアミドＰＡ−２を得た。
既述の方法により、末端カルボキシ基濃度［Ｂ］を測定したところ、０．４４ｍｏｌ／ｋｇであった。また、末端アミノ基濃度［Ａ］を測定し、［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）を算出したところ、１．０であった。
【０１１１】
＜合成例３＞
−ＰＡ−３の合成−
ヘキサメチレンジアミンを１１．５１ｋｇ（９９ｍｏｌ）（ジアミン成分／ジカルボン酸成分＝０．９９（モル比））とした以外、合成例１と同様にしてポリアミドＰＡ−３を得た。
既述の方法により、末端カルボキシ基濃度［Ｂ］を測定したところ、０．０９ｍｏｌ／ｋｇであった。また、末端アミノ基濃度［Ａ］を測定し、［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）を算出したところ、１．０であった。
【０１１２】
＜合成例４＞
−ＰＡ−４の合成−
ヘキサメチレンジアミンを１１．９７ｋｇ（１０３ｍｏｌ）（ジアミン成分／ジカルボン酸成分＝１．０３（モル比））とした以外、合成例１と同様にしてポリアミドＰＡ−４を得た。
既述の方法により、末端カルボキシ基濃度［Ｂ］を測定したところ、０ｍｏｌ／ｋｇであった。また、末端アミノ基濃度［Ａ］を測定し、［Ｂ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）を算出したところ、０．０であった。
【０１１３】
＜合成例５＞
−ＰＡ−５の合成−
ジカルボン酸成分を、アジピン酸を１４．６１ｋｇ（１００ｍｏｌ）、ジアミン成分を、メタキシレンジアミン１３．２１ｋｇ（９７ｍｏｌ）（ジアミン成分／ジカルボン酸成分＝０．９７（モル比））とした以外、合成例１と同様にしてポリアミドＰＡ−５を得た。
既述の方法により、末端カルボキシ基濃度［Ａ］を測定したところ、０．２４ｍｏｌ／ｋｇであった。また、末端カルボキシ基濃度［Ｂ］を測定し、［Ａ］／（［Ａ］＋［Ｂ］）を算出したところ、１．０であった。
【０１１４】
［実施例１〜１５、比較例１〜８］
表１〜表２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２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。
得られたペレットの流動性について、既述の方法にしたがって、樹脂組成物のＭＦＲを測定した。さらに、得られたペレットの成形性について、以下のように評価を行った。測定結果を表１〜表２に示す。
中心部に樹脂注入口が設けられ、注入部を起点とした螺旋渦巻き状溝が形成された金型を用い、射出成形を行い、注入樹脂長を測定する。
・スパイラル形状：巾幅５ｍｍ、厚み３ｍｍ、最大流動長７５０ｍｍ
・射出圧力：  １００ＭＰａ
・射出速度：  ５０ｍｍ／ｓ
−評価基準−
Ａ：  スパイラル流動長３００ｍｍ以上
Ｂ：  スパイラル流動長２００ｍｍ以上３００ｍｍ未満
Ｃ：  スパイラル流動長２００ｍｍ未満
【０１１５】
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。測定結果を表１〜表２に示す。
−混練条件−
・スクリュー径：φ５８ｍｍ
・回転数：３００ｒｐｍ
・吐出ノズル径：１ｍｍ
【０１１６】
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２に示す射出成形温度（シリンダ温度）、金型温度５０℃で、Ｄ２試験片（長さ６０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚み２ｍｍ）を成形した。
【０１１７】
−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、ポリアミドによる被覆層の有無を確認した。
【０１１８】
【表１】
2018100378.tif 000002
【０１１９】
【表２】
2018100378.tif 000003
【０１２０】
なお、表１〜表２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）
【０１２１】
−強化繊維−
・炭素繊維Ａ（表面処理有、チョップド炭素繊維トレカ（登録商標）、東レ（株）、平均繊維長２０ｍｍ、平均直径７μｍ）
・炭素繊維Ｂ（表面処理無、上記チョップド炭素繊維トレカ（登録商標）、東レ（株）を溶媒浸漬し、サイジング剤を除去したもの）
【０１２２】
−脂肪族ＰＡ（脂肪族ポリアミド）−
・ＰＡ−１（上記で合成したＰＡ−１）
・ＰＡ−２（上記で合成したＰＡ−２）
・ＰＡ−３（上記で合成したＰＡ−３）
・ＰＡ−４（上記で合成したＰＡ−４）
【０１２３】
−芳香族ＰＡ（芳香族ポリアミド）−
・ＰＡ−５（上記で合成したＰＡ−５）
【０１２４】
−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）
【０１２５】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、流動性、成形性に優れた樹脂組成物が得られていることがわかる。
【０１２６】
なお、各実施例で作製した成形体を既述方法により分析したところ、被覆層と熱可塑性樹脂との間に、使用した相溶化剤の層（無水マレイン酸修飾ポリプロピレンの層、無水マレイン酸修飾ポリエチレン層、無水マレイン酸修飾エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）の層）が介在していること（被覆層の表面に相溶化剤の層が形成されていること）が確認された。
【図１】
2018100378.tif 000004
【図２】
2018100378.tif 000005