(57)【要約】【課題】作業環境性に優れるとともに、溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物および当該繊維強化樹脂組成物に好適に使用することができる繊維強化樹脂組成物用分散剤を提供する。【解決手段】繊維強化樹脂組成物に用いられる分散剤であって、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有することを特徴とする繊維強化樹脂組成物用分散剤、ならびに前記繊維強化樹脂組成物用分散剤、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維を含有してなる繊維強化樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂組成物に用いられる分散剤であって、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有することを特徴とする繊維強化樹脂組成物用分散剤。
【請求項２】
側鎖にオキサゾリン基を有する重合体の原料として用いられる単量体成分がオキサゾリン基含有単量体１０〜１００質量％を含有する請求項１に記載の繊維強化樹脂組成物用分散剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の繊維強化樹脂組成物用分散剤、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維を含有してなる繊維強化樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂組成物用分散剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、自動車、航空機などの車両関連部品、電子機器筐体、電気電子部品などの工業製品、建材、スポーツ用品などの材料として好適に使用することができる繊維強化樹脂組成物および当該繊維強化樹脂組成物に好適に使用することができる繊維強化樹脂組成物用分散剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、強化繊維と樹脂との複合材料である繊維強化樹脂組成物は、高強度を有し、耐熱性、耐候性、電気絶縁性、耐薬品性などに優れているので、自動車、航空機などの車両関連部品、電子機器筐体、電気電子部品などの工業製品、建材、スポーツ用品などに使用されている金属材料の代替材料として期待されている。一部の高級車、航空機、ゴルフクラブなどに使用されている炭素繊維とエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂との複合材料である炭素繊維強化樹脂は、金属のような均質材料ではなく、設計が難しいため、生産性および成形加工性に劣るという課題がある。
【０００３】
引張強度および伸度に優れ、生産性および成形加工性に優れる繊維強化樹脂組成物として、ポリアリーレンスルフィド（Ａ）とカルボジイミド化合物（Ｂ）と炭素繊維（Ｃ）を含有し、かつ、前記炭素繊維（Ｃ）がサイジング剤（Ｄ）で表面処理されている繊維強化樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、前記繊維強化樹脂組成物は、カルボジイミド化合物（Ｂ）を含有するため、ポリアリーレンスルフィド（Ａ）とサイジング剤（Ｄ）で表面処理されている炭素繊維（Ｃ）との溶融混練時にカルボジイミド化合物（Ｂ）が分解し、イソシアネートガスが発生することがあり、当該イソシアネートガスは、人体に対して悪影響を及ぼすおそれがあることから、作業環境が低下する。
【０００４】
また、前記繊維強化樹脂組成物では、カルボジイミド化合物（Ｂ）の融点が５０〜６０℃と低いため、ポリアリーレンスルフィド（Ａ）とサイジング剤（Ｄ）で表面処理されている炭素繊維（Ｃ）との溶融混練時に、カルボジイミド化合物（Ｂ）は溶解しており、各成分が均一に分散しがたいことから、得られる繊維強化樹脂組成物の引張強度および伸度が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、作業環境性に優れるとともに、溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物および当該繊維強化樹脂組成物に好適に使用することができる繊維強化樹脂組成物用分散剤を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（１）  繊維強化樹脂組成物に用いられる分散剤であって、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有することを特徴とする繊維強化樹脂組成物用分散剤、
（２）  側鎖にオキサゾリン基を有する重合体の原料として用いられる単量体成分がオキサゾリン基含有単量体１０〜１００質量％を含有する前記（１）に記載の繊維強化樹脂組成物用分散剤、および
（３）  前記（１）または（２）に記載の繊維強化樹脂組成物用分散剤、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維を含有してなる繊維強化樹脂組成物
に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、作業環境性に優れるとともに、溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物および当該繊維強化樹脂組成物に好適に使用することができる繊維強化樹脂組成物用分散剤が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤は、前記したように、繊維強化樹脂組成物に用いられる分散剤であり、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤は、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有するので、作業環境性に優れるとともに、溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得ることができる。
【００１１】
側鎖にオキサゾリン基を有する重合体としては、例えば、オキサゾリン基含有単量体の単独重合体、オキサゾリン基含有単量体および当該オキサゾリン基含有単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体などが挙げられるが、本発明はかかる例示にのみに限定されるものではない。これらのオキサゾリン基を有する重合体のなかでは、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、オキサゾリン基含有単量体および当該オキサゾリン基含有単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体が好ましい。
【００１２】
オキサゾリン基含有単量体は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、付加重合性オキサゾリン基含有単量体であることが好ましい。
【００１３】
付加重合性オキサゾリン基含有単量体としては、例えば、２−ビニル−２−オキサゾリン、２−ビニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−ビニル−５−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−５−エチル−２−オキサゾリンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの付加重合性オキサゾリン基含有単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの付加重合性オキサゾリン基含有単量体のなかでは、工業的に容易に入手することができることから、２−イソプロペニル−２−オキサゾリンが好ましい。
【００１４】
単量体成分におけるオキサゾリン基含有単量体の含有率は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上であり、溶融混練性をさらに向上させる観点から、さらに一層好ましくは２０質量％以上であり、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、１００質量％以下、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７５質量％以下、さらに一層好ましくは７０質量％以下である。
【００１５】
オキサゾリン基含有単量体と共重合可能な他の単量体としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル基（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレートなどの炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート；メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートなどのアルコキシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート；（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などの不飽和カルボン酸；（メタ）アクリロニトリル；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−２−エチルヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシル（メタ）アクリルアミドなどのアルキル（メタ）アクリルアミド；Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジｎ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ２−エチルヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル（メタ）アクリルアミド）アクリルアミドなどのＮ，Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミド；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのビニルエーテル系単量体；エチレン、プロピレンなどのオレフィン系単量体；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニルなどのハロゲン含有単量体；スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系単量体などの芳香族系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのオキサゾリン基含有単量体と共重合可能な他の単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらのオキサゾリン基含有単量体と共重合可能な他の単量体のなかでは、熱可塑性樹脂との相溶性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、スチレン系単量体が好ましく、スチレンがより好ましい。
【００１６】
なお、本明細書において、「（メタ）アクリレート」は「アクリレート」または「メタクリレート」を意味し、「（メタ）アクリル」は「アクリル」または「メタクリル」を意味する。
【００１７】
単量体成分におけるオキサゾリン基含有単量体と共重合可能な他の単量体の含有率は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、０質量％以上、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは２５質量％以上、さらに一層好ましくは３０質量％以上であり、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは９７質量％以下、より好ましくは９５質量％以下、さらに好ましくは９０質量％以下であり、溶融混練性をさらに向上させる観点から、さらに一層好ましくは８０質量％以下である。
【００１８】
単量体成分を重合させる方法としては、例えば、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合法のなかでは、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を容易に調製することができることから、溶液重合法が好ましい。
【００１９】
単量体成分を溶液重合法によって重合させる場合には、例えば、重合開始剤を溶媒に溶解させ、得られた溶液を攪拌しながら単量体成分を当該溶液に添加することによって単量体成分を重合させることができるほか、単量体成分を溶媒に溶解させ、得られた溶液を撹拌しながら重合開始剤を当該溶液に添加することによって単量体成分を重合させることができる。
【００２０】
溶媒としては、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールなどのアルコール系溶媒；プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなどのエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒；ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒などの有機溶媒が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの溶媒のなかでは、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤の溶解性を高める観点から、トルエンが好ましい。溶媒の量は、単量体成分および重合開始剤を十分に溶解させるとともに、両者を効率よく反応させることができる量であればよく、特に限定されないが、通常、単量体成分１００質量部あたり、５０〜５００質量部程度であることが好ましい。
【００２１】
単量体成分を重合させる際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、２，２'−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、ｔｅｒｔ−ブチル＝２−エチルパーオキシヘキサノエート、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイドなどのラジカル重合開始剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００２２】
重合速度を高め、未反応の単量体成分の残存量を低減させる観点から、単量体成分１００質量部あたりの重合開始剤の量の下限値は、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上、さらに好ましくは１．５質量部以上であり、またその上限値は、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下、さらに好ましくは３質量部以下である。
【００２３】
なお、重合開始剤の分解を促進するために、例えば、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤、硫酸第一鉄などの遷移金属塩などの重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。
【００２４】
また、反応系内には、必要により、例えば、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンなどのチオール基を有する化合物などの連鎖移動剤、ｐＨ緩衝剤、キレート剤、成膜助剤などの添加剤をフラスコ内に適量で添加してもよい。添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができないが、通常、単量体成分１００質量部あたり、好ましくは０．０１〜５質量部、より好ましくは０．１〜３質量部である。
【００２５】
単量体成分を重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、重合開始剤の効率を高める観点から、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。
【００２６】
単量体成分を重合させる際の重合温度は、特に限定がないが、通常、好ましくは５０〜２００℃、より好ましくは６０〜１５０℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。
【００２７】
単量体成分を重合させる重合時間は、特に限定がなく、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、２〜２０時間程度である。
【００２８】
以上のようにして単量体成分を重合させることにより、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を得ることができる。側鎖にオキサゾリン基を有する重合体のなかでは、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、オキサゾリン基含有単量体およびスチレン系単量体を含有する単量体成分からなるオキサゾリン基含有スチレン系重合体が好ましい。
【００２９】
側鎖にオキサゾリン基を有する重合体の重量平均分子量は、溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは１万以上、より好ましくは２万以上、さらに好ましくは３万以上、さらに一層好ましくは４万以上である。重合体の重量平均分子量の上限値は、架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することが困難なため、特に限定されないが、架橋構造を有しない場合には、熱可塑性樹脂との相溶性を向上させる観点から、１０万以下であることが好ましい。
【００３０】
なお、本明細書において、重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー〔東ソー（株）製、品番：ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ、カラム：ＴＳＫｇｅｌ  Ｇ−５０００ＨＸＬとＴＳＫｇｅｌ  ＧＭＨＸＬ−Ｌとを直列に使用〕を用いて測定された重量平均分子量（ポリスチレン換算）を意味する。
【００３１】
本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤は、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有する。
【００３２】
側鎖にオキサゾリン基を有する重合体は、溶液で用いることができるほか、固体で用いることができる。側鎖にオキサゾリン基を有する重合体は、溶媒、未反応の単量体成分、揮発性の副産物などの揮発分を除去することにより、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、実際に使用する際に固体であることが好ましい。
【００３３】
側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を固体で得る方法としては、例えば、当該側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を塊状重合法によって調製する方法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などによって調製した重合体溶液を、揮発分を溶解するが、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を溶解しない溶媒中に添加することにより、当該当該側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を析出させた後、析出した重合体を乾燥させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００３４】
揮発分を溶解するが、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を溶解しない溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系有機溶媒などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００３５】
重合体溶液から析出した側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を乾燥させる方法としては、例えば、減圧乾燥法、加熱乾燥法、温風乾燥法、自然乾燥法、送風乾燥法、赤外線照射による乾燥法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの乾燥方法のなかでは、溶媒、未反応の単量体成分、揮発性の副産物などの揮発分を除去することにより、作業環境性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、加熱乾燥法が好ましい。側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を加熱乾燥させる際の温度および時間は、特に限定がなく、加熱乾燥の進行状況に応じて適宜設定すればよい。
【００３６】
作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤の不揮発成分１ｇあたりの側鎖にオキサゾリン基を有する重合体のオキサゾリン基の量の下限値は、好ましくは０．１ｍｍｏｌ以上、より好ましくは０．５ｍｍｏｌ以上、さらに好ましくは１ｍｍｏｌ以上であり、またその上限値は、好ましくは１０ｍｍｏｌ以下、より好ましくは５ｍｍｏｌ以下である。
【００３７】
本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤における側鎖にオキサゾリン基を有する重合体の含有率は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上であり、その上限値は１００質量％である。
【００３８】
本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤は、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体のみを含有するものであってもよく、本発明の目的を阻害しない範囲で添加剤、他の重合体などを含有するものであってもよい。
【００３９】
添加剤としては、例えば、顔料などの着色剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、抗酸化剤、重合禁止剤、充填剤、カップリング剤、防錆剤、抗菌剤、金属不活性化剤、湿潤剤、消泡剤、界面活性剤、補強剤、可塑剤、潤滑剤、防曇剤、防食剤、顔料分散剤、流動調整剤、過酸化物分解剤、鋳型脱色剤、蛍光性増白剤、有機防炎剤、無機防炎剤、滴下防止剤、溶融流改質剤、静電防止剤、防藻剤、防カビ剤、難燃剤、スリップ剤、金属キレート剤、アンチブロッキング剤、耐熱安定剤、加工安定剤、分散剤、増粘剤、レオロジーコントロール剤、発泡剤、老化防止剤、防腐剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、成膜助剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの添加剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの添加剤の量は、当該添加剤の種類によって異なるので一概には決定することができないことから、当該添加剤の種類に応じて適宜決定することが好ましい。
【００４０】
なお、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤における不揮発分量は、特に限定がないが、通常、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは３０〜７０質量％であり、より好ましくは４０〜６０質量％であり、その上限値は１００質量％である。
【００４１】
本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤における不揮発分量は、当該繊維強化樹脂組成物用分散剤１ｇを秤量し、熱風乾燥機で１１０℃の温度で１時間乾燥させ、得られた残渣を不揮発分とし、式：
〔繊維強化樹脂組成物用分散剤における不揮発分量（質量％）〕
＝（〔残渣の質量〕÷〔繊維強化樹脂組成物用分散剤１ｇ〕）×１００
に基づいて求められた値を意味する。
【００４２】
以上のようにして得られる本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤は、側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を含有することから、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維を含有する成分の溶融混練時に各成分を均一に分散することができるので、繊維強化樹脂組成物に好適に使用することができる。
【００４３】
本発明の繊維強化樹脂組成物は、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維を含有するものである。
【００４４】
本発明の繊維強化樹脂組成物は、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤を含有することから、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維を含有する成分の溶融混練時にイソシアネートガスが発生しがたいので、作業環境性に優れており、当該溶融混練時に各成分が均一に分散されるので、溶融混練性に優れている。
【００４５】
熱可塑性樹脂１００質量部あたりの本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤の量は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上、さらに好ましくは２質量部以上、さらに一層好ましくは３質量部以上であり、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１５質量部以下、さらに好ましくは１０質量部以下である。
【００４６】
本発明の繊維強化樹脂組成物に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、主鎖に環構造を有する（メタ）アクリル系樹脂などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリスチレン、ポリビニルトルエン、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体、ポリ（ｐ−メチルスチレン）などのスチレン系樹脂；ポリカーボネート；ポリアリレート；ポリエーテルスルホン；ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンなどのポリオレフィン系樹脂；ノルボルネン樹脂などの環状オレフィン系樹脂；塩化ビニル樹脂、塩素化ビニル樹脂などのハロゲン含有樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレートなどのポリエステル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０などのポリアミド；セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロース系樹脂；ポリアセタール系樹脂；ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などのフッ素樹脂；ポリフェニレンオキシド；ポリフェニレンスルフィド；ポリエーテルエーテルケトン；ポリエーテルニトリル；ポリサルホン；ポリエーテルサルホン；ポリオキシベンジレン；ポリアミドイミド；シリコーン樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの熱可塑性樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００４７】
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に限定がなく、本発明の繊維強化樹脂組成物が使用される用途に応じて適宜設定すればよいが、通常、１万〜１００万程度である。なお、熱可塑性樹脂が架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することは困難である。
【００４８】
本発明の繊維強化樹脂組成物に用いられるカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維は、強化繊維の表面にカルボキシル基を有するサイジング剤が付着した強化繊維である。
【００４９】
熱可塑性樹脂１００質量部あたりのカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維の量は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは１５質量部以上、さらに一層好ましくは２０質量部以上であり、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下、さらに好ましくは３５質量部以下、さらに一層好ましくは３０質量部以下である。
【００５０】
本発明の繊維強化樹脂組成物に用いられる強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、炭化ケイ素繊維などの無機繊維；芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリエチレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリアリレート繊維、ポリアセタール繊維、ＰＢＯ繊維、ポリフェニレンサルフィド繊維、ポリケトン繊維などの有機繊維などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの強化繊維は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの強化繊維のなかでは、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、無機繊維が好ましく、炭素繊維がより好ましい。
【００５１】
炭素繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、石油・石炭ピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、フェノール系炭素繊維、気相成長系炭素繊維などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの炭素繊維は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの炭素繊維のなかでは、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維が好ましい。
【００５２】
強化繊維の力学特性として、引張強度は、高強度の繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは２０００ＭＰａ以上、より好ましくは３０００ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０００ＭＰａ以上であり、熱可塑性樹脂との分散性を向上させる観点から、１００００ＭＰａ以下である。引張弾性率は、高強度の繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは１００〜７００ＧＰａである。引張伸度は、高強度の繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは０．５％以上、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．５％以上である。
【００５３】
なお、本明細書において、引張強度および引張弾性率は、引張試験機〔（株）島津製作所製、商品名：オートグラフＡＧ−１ｋＮＩ  ＳＰ〕を用い、ＩＳＯ５２７に準拠して１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で測定した引張強度および引張弾性率を意味する。また、本発明において、引張伸度は、ひずみゲージを用いて測定した破断点ひずみを意味する。
【００５４】
強化繊維のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定される強化繊維表面の酸素（Ｏ）と炭素（Ｃ）の原子数の比である表面酸素濃度比（Ｏ／Ｃ）は、強化繊維表面の官能基量を多くすることにより、サイジング剤との接着性を向上させる観点から、好ましくは０．０５〜０．５、より好ましくは０．０８〜０．４、さらに好ましくは０．１〜０．３である。
【００５５】
なお、本明細書において、強化繊維の表面酸素濃度比（Ｏ／Ｃ）は、Ｘ線光電子分光分析装置〔日本電子（株）製、品番：ＪＰＳ−９０００Ｍ〕を用いて、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により、以下の手順にしたがって算出した値を意味する。具体的な手順としては、溶剤で強化繊維表面に付着しているサイジング剤などを除去した強化繊維束を２０ｍｍに切り出し、銅製の試料支持台上に拡げて並べた後、光電子脱出角度を９０゜とし、Ｘ線源としてＭｇＫα１、２を用い、試料チャンバー中を１×１０-8Ｔｏｒｒに保つ。測定時の帯電に伴うピークの補正としてＣ１Ｓの主ピークの運動エネルギー値（Ｋ．Ｅ．）を９６９ｅＶに合わせる。Ｃ１Ｓピーク面積は、Ｋ．Ｅ．として９５８〜９７２ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。Ｏ１Ｓピーク面積は、Ｋ．Ｅ．として７１４〜７２６ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。求めたＯ１Ｓピーク面積とＣ１Ｓピーク面積との比から、前記Ｘ線光電子分光分析装置固有の感度補正値（１．７４）を用いて原子数比として算出した値を表面酸素濃度比（Ｏ／Ｃ）とした。
【００５６】
表面酸素濃度比（Ｏ／Ｃ）を制御する方法としては、例えば、電解酸化処理、薬液酸化処理、気相酸化処理などの方法が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
【００５７】
本発明の繊維強化樹脂組成物に用いられるカルボキシル基を有するサイジング剤としては、例えば、カルボキシル基を１分子中に３個以上有する化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、カルボキシル基を有するサイジング剤は、カルボキシル基以外に、アミノ基、水酸基、エポキシ基などの官能基が１分子中に１種類以上混在していてもよい。
【００５８】
カルボキシル基を１分子中に３個以上有する化合物としては、例えば、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸などのカルボキシル基含有単量体；ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸／マレイン酸共重合体、アクリル酸／スルホン酸系モノマー共重合体などのカルボキシル基含有重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのカルボキシル基を１分子中に３個以上有する化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらのカルボキシル基を１分子中に３個以上有する化合物のなかでは、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、カルボキシル基含有重合体が好ましく、ポリアクリル酸がより好ましい。
【００５９】
カルボキシル基を有するサイジング剤は、前記カルボキシル基を１分子中に３個以上有する化合物のみを含有するものであってもよく、本発明の目的を阻害しない範囲で添加剤、他の重合体などを含有するものであってもよい。添加剤としては、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤に用いられる添加剤と同様のものを例示することができ、これらの添加剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの添加剤の量は、当該添加剤の種類によって異なるので一概には決定することができないことから、当該添加剤の種類に応じて適宜決定することが好ましい。
【００６０】
カルボキシル基を有するサイジング剤を強化繊維の表面に付着させる方法としては、例えば、ローラを介してサイジング液に強化繊維を浸漬させる方法、サイジング液の付着したローラに強化繊維を接触させる方法、サイジング液を霧状にして強化繊維に吹き付ける方法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、かかる方法は、バッチ式であってもよく、連続式であってもよいが、カルボキシル基を有するサイジング剤を強化繊維の表面に効率よく、均一に付着させる観点から、連続式が好ましい。なお、カルボキシル基を有するサイジング剤を強化繊維の表面に付着させる際の当該カルボキシル基を有するサイジング剤の量、温度、時間、糸条張力などは、特に限定がなく、当該カルボキシル基を有するサイジング剤の付着量などに応じて適宜設定すればよい。
【００６１】
カルボキシル基を有するサイジング剤をサイジング液として使用する場合に用いられる溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの溶媒のなかでは、取り扱い性が容易であることから、水が好ましい。なお、カルボキシル基を有するサイジング剤をサイジング液として使用する際の当該サイジング液の濃度は、特に限定がなく、当該カルボキシル基を有するサイジング剤の付着量などに応じて適宜設定すればよいが、通常、０．５〜５質量％程度である。
【００６２】
なお、水に不溶または難溶の化合物をサイジング剤として用いる場合には、乳化剤を用いてもよい。乳化剤としては、スチレン−無水マレイン酸共重合体、オレフィン−無水マレイン酸共重合体、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリアクリル酸ソーダなどのアニオン系乳化剤；ポリエチレンイミン、ポリビニルイミダゾリンなどのカチオン系乳化剤；ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンエーテルエステル共重合体、ソルビタンエステルエチルオキサイド付加物などのノニオン系乳化剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００６３】
強化繊維の表面に付着させたカルボキシル基を有するサイジング剤を乾燥させる方法としては、例えば、減圧乾燥法、加熱乾燥法、温風乾燥法、自然乾燥法、送風乾燥法、赤外線照射による乾燥法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの乾燥方法のなかでは、溶媒、未反応の単量体成分、揮発性の副産物などの揮発分を除去することにより、作業環境性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、加熱乾燥法が好ましい。強化繊維の表面に付着させたカルボキシル基を有するサイジング剤を加熱乾燥させる際の温度および時間は、特に限定がなく、加熱乾燥の進行状況に応じて適宜設定すればよい。
【００６４】
強化繊維１００質量部あたりの当該強化繊維の表面上におけるカルボキシル基を有するサイジング剤の乾燥後の付着量は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．３質量部以上、さらに好ましくは０．５質量部以上であり、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは５質量部以下、より好ましくは３質量部以下、さらに好ましくは２質量部以下である。
【００６５】
なお、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤１００質量部あたりのカルボキシル基を有するサイジング剤の量は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上、さらに好ましくは３質量部以上であり、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは８質量部以下、さらに好ましくは５質量部以下である。
【００６６】
本発明の繊維強化樹脂組成物における本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維の合計含有率は、作業環境性および溶融混練性に優れる繊維強化樹脂組成物を得る観点から、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上であり、その上限値は１００質量％である。
【００６７】
本発明の繊維強化樹脂組成物は、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤、熱可塑性樹脂およびカルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維のみを含有するものであってもよく、本発明の目的を阻害しない範囲で添加剤、他の重合体などを含有するものであってもよい。添加剤としては、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤に用いられる添加剤と同様のものを例示することができ、これらの添加剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの添加剤の量は、当該添加剤の種類によって異なるので一概には決定することができないことから、当該添加剤の種類に応じて適宜決定することが好ましい。
【００６８】
本発明の繊維強化樹脂組成物は、例えば、押出機を用い、熱可塑性樹脂に本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤、カルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維、必要により添加剤、他の重合体などを混合し、溶融混練する方法などにより、容易に調製することができる。これらの成分を混合する順序は、任意であり、これらの成分を一括して混合してもよく、分割して混合してもよい。押出機としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機などが挙げられるが、本発明はかかる例示にのみに限定されるものではない。なお、二軸押出機としては、例えば、スクリュー長さＬとスクリュー直径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）が２０〜１００の二軸押出機などが挙げられる。
【００６９】
熱可塑性樹脂、本発明の繊維強化樹脂組成物用分散剤、カルボキシル基を有するサイジング剤で処理された強化繊維、必要により添加剤、他の重合体などを溶融混練する際の温度は、各成分を均一に分散させる観点から、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは２００℃以上であり、各成分の劣化を防止する観点から、好ましくは５００℃以下、より好ましくは４５０℃以下、さらに好ましくは４００℃以下である。
【００７０】
なお、本発明の繊維強化樹脂組成物における不揮発分量は、特に限定がないが、通常、取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは３０〜７０質量％であり、より好ましくは４０〜６０質量％である。
【００７１】
以上のようにして得られる本発明の繊維強化樹脂組成物は、作業環境性および溶融混練性に優れていることから、例えば、自動車、航空機などの車両関連部品、電子機器筐体、電気電子部品などの工業製品、建材、スポーツ用品などに好適に使用することができる。
【００７２】
なお、本発明の繊維強化樹脂組成物は、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、カレンダー成形、熱成形、回転成形、シート成形、フイルム成形などにより、所望の形状を有する成形体に加工することができる。
【実施例】
【００７３】
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。なお、以下において、特に断りがない限り、「部」は「質量部」を意味する。
【００７４】
製造例
ポリアクリロニトリルを主成分とする重合体を用いて紡糸し、得られたフィラメントに焼成処理および表面酸化処理を施すことにより、総フィラメント数１２０００本のポリアクリロニトリル系炭素繊維束（ストランド）を得た。得られた炭素繊維束の特性を以下に示す。
・引張強度：４９００ＭＰａ
・引張弾性率：２４０ＧＰａ
・引張伸度：２％
・比重：１．８
・単糸の平均繊維径：７μｍ
・表面酸素濃度比[Ｏ／Ｃ]：０．１２
【００７５】
前記で得られた炭素繊維束を連続的に引き取り、サイジング剤としてポリアクリル酸〔（株）日本触媒製、商品名：アクアリック（登録商標）ＡＳ５８〕の２質量％水溶液に炭素繊維束を浸漬させた後、サイジング剤から取り出し、２３０℃の温度で１分間加熱乾燥することにより、サイジング剤で表面処理された炭素繊維維束を得た。得られた炭素繊維束におけるサイジング剤の乾燥後の付着量は、炭素繊維束１００部あたり１部であった。その後、得られた炭素繊維束を長さ６ｍｍに切断することにより、チョップドストランドを得た。
【００７６】
実施例１
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた０．５Ｌ容のフラスコ内にトルエン４０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン２部およびスチレン１８部を仕込み、窒素ガスをフラスコ内に１０分間吹き込むことにより、フラスコ内を窒素ガス置換した後、フラスコ内を攪拌しながら約１２０℃の還流温度に昇温した。その後、トルエン６０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン８部、スチレン７２部および重合開始剤としてｔｅｒｔ−ブチル＝２−エチルパーオキシヘキサノエート２部からなる混合物を３時間かけてフラスコ内に連続滴下し、還流させながら５時間加熱した。その後、前記フラスコ内の内容物を２５℃に冷却し、トルエンをフラスコ内に添加することにより、不揮発分量が５０質量％の重合体溶液を得た。
【００７７】
次に、エタノール５００ｇが入れられたビーカー内に前記で得られた重合体溶液全量を少量ずつ添加することにより、重合体を析出させた。析出した重合体を取り出し、１００℃の温度で３時間かけて溶媒を揮発除去することにより、重量平均分子量が４４０００である側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を固体で得た。得られた重合体を繊維強化樹脂組成物用分散剤として用いた。
【００７８】
二軸押出機〔（株）日本製鋼所製、品番：ＴＥＸ−３０α、Ｌ／Ｄ＝３１．５〕を用いて、ポリフェニレンスルフィド（融点２８５℃、重量平均分子量３００００、酸末端品、クロロホルム抽出量０．５質量％）１００部および前記で得られた繊維強化樹脂組成物用分散剤５部をメインフィードから二軸押出機内に注入し、製造例で得られたチョップドストランド２５部をサイドフィードから二軸押出機内に注入し、シリンダー温度２９０℃およびスクリュー回転数１５０ｒｐｍにて溶融混練を行なった。
【００７９】
その後、二軸押出機から吐出量１０ｋｇ／時で吐出された吐出物を引き取りながら、２５℃の水温に保たれた水冷バス内に浸漬し、冷却することにより、繊維強化樹脂組成物をガット状で得た。得られたガット状の繊維強化樹脂組成物を長さ５ｍｍに切断することにより、繊維強化樹脂組成物のペレットを得た。
【００８０】
次に、射出成形機〔（株）日本製鋼所製、品番：Ｊ１５０ＥＩＩ−Ｐ〕を用い、シリンダー温度を３２０℃に、金型温度を１５０℃に、および射出成形圧を射出成形時の最大圧力に調整して前記で得られたペレットの射出成形を行なった。その後、得られた射出成形品を１５０℃の温度で２時間徐冷した後、２５℃に空冷することにより、評価用試験片を得た。
【００８１】
実施例２
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた０．５Ｌ容のフラスコ内にトルエン４０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン４部およびスチレン１６部を仕込み、窒素ガスをフラスコ内に１０分間吹き込むことにより、フラスコ内を窒素ガス置換した後、フラスコ内を攪拌しながら約１２０℃の還流温度に昇温した。その後、トルエン６０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン１６部、スチレン６４部および重合開始剤としてｔｅｒｔ−ブチル＝２−エチルパーオキシヘキサノエート２部からなる混合物を３時間かけてフラスコ内に連続滴下し、還流させながら５時間加熱した。その後、前記フラスコ内の内容物を２５℃に冷却し、トルエンをフラスコ内に添加することにより、不揮発分量が５０質量％の重合体溶液を得た。
【００８２】
次に、エタノール５００ｇが入れられたビーカー内に前記で得られた重合体溶液全量を少量ずつ添加することにより、重合体を析出させた。析出した重合体を取り出し、１００℃の温度で３時間かけて溶媒を揮発除去することにより、重量平均分子量が４６０００である側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を固体で得た。得られた重合体を繊維強化樹脂組成物用分散剤として用いた。
【００８３】
二軸押出機〔（株）日本製鋼所製、品番：ＴＥＸ−３０α、Ｌ／Ｄ＝３１．５〕を用いて、ポリフェニレンスルフィド（融点２８５℃、重量平均分子量３００００、酸末端品、クロロホルム抽出量０．５質量％）１００部および前記で得られた繊維強化樹脂組成物用分散剤５部をメインフィードから二軸押出機内に注入し、製造例で得られたチョップドストランド２５部をサイドフィードから二軸押出機内に注入し、シリンダー温度２９０℃およびスクリュー回転数１５０ｒｐｍにて溶融混練を行なった。
【００８４】
その後、二軸押出機から吐出量１０ｋｇ／時で吐出された吐出物を引き取りながら、２５℃の水温に保たれた水冷バス内に浸漬し、冷却することにより、繊維強化樹脂組成物をガット状で得た。得られたガット状の繊維強化樹脂組成物を長さ５ｍｍに切断することにより、繊維強化樹脂組成物のペレットを得た。
【００８５】
次に、射出成形機〔（株）日本製鋼所製、品番：Ｊ１５０ＥＩＩ−Ｐ〕を用い、シリンダー温度を３２０℃に、金型温度を１５０℃に、および射出成形圧を射出成形時の最大圧力に調整して前記で得られたペレットの射出成形を行なった。その後、得られた射出成形品を１５０℃の温度で２時間徐冷した後、２５℃に空冷することにより、評価用試験片を得た。
【００８６】
実施例３
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた０．５Ｌ容のフラスコ内にトルエン４０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン１２部およびスチレン８部を仕込み、窒素ガスをフラスコ内に１０分間吹き込むことにより、フラスコ内を窒素ガス置換した後、フラスコ内を攪拌しながら約１２０℃の還流温度に昇温した。その後、トルエン６０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン４８部、スチレン３２部および重合開始剤としてｔｅｒｔ−ブチル＝２−エチルパーオキシヘキサノエート２部からなる混合物を３時間かけてフラスコ内に連続滴下し、還流させながら５時間加熱した。その後、前記フラスコ内の内容物を２５℃に冷却し、トルエンをフラスコ内に添加することにより、不揮発分量が５０質量％の重合体溶液を得た。
【００８７】
次に、エタノール５００ｇが入れられたビーカー内に前記で得られた重合体溶液全量を少量ずつ添加することにより、重合体を析出させた。析出した重合体を取り出し、１００℃の温度で３時間かけて溶媒を揮発除去することにより、重量平均分子量が５５０００である側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を固体で得た。得られた重合体を繊維強化樹脂組成物用分散剤として用いた。
【００８８】
二軸押出機〔（株）日本製鋼所製、品番：ＴＥＸ−３０α、Ｌ／Ｄ＝３１．５〕を用いて、ポリフェニレンスルフィド（融点２８５℃、重量平均分子量３００００、酸末端品、クロロホルム抽出量０．５質量％）１００部および前記で得られた繊維強化樹脂組成物用分散剤５部をメインフィードから二軸押出機内に注入し、製造例で得られたチョップドストランド２５部をサイドフィードから二軸押出機内に注入し、シリンダー温度２９０℃およびスクリュー回転数１５０ｒｐｍにて溶融混練を行なった。
【００８９】
その後、二軸押出機から吐出量１０ｋｇ／時で吐出された吐出物を引き取りながら、２５℃の水温に保たれた水冷バス内に浸漬し、冷却することにより、繊維強化樹脂組成物をガット状で得た。得られたガット状の繊維強化樹脂組成物を長さ５ｍｍに切断することにより、繊維強化樹脂組成物のペレットを得た。
【００９０】
次に、射出成形機〔（株）日本製鋼所製、品番：Ｊ１５０ＥＩＩ−Ｐ〕を用い、シリンダー温度を３２０℃に、金型温度を１５０℃に、および射出成形圧を射出成形時の最大圧力に調整して前記で得られたペレットの射出成形を行なった。その後、得られた射出成形品を１５０℃の温度で２時間徐冷した後、２５℃に空冷することにより、評価用試験片を得た。
【００９１】
実施例４
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた０．５Ｌ容のフラスコ内にトルエン４０部、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン３部およびスチレン２０部を仕込み、窒素ガスをフラスコ内に１０分間吹き込むことにより、フラスコ内を窒素ガス置換した後、フラスコ内を攪拌しながら約１２０℃の還流温度に昇温した。その後、トルエン６０部、スチレン７７部および重合開始剤としてｔｅｒｔ−ブチル＝２−エチルパーオキシヘキサノエート２部からなる混合物を３時間かけてフラスコ内に連続滴下し、還流させながら５時間加熱した。その後、前記フラスコ内の内容物を２５℃に冷却し、トルエンをフラスコ内に添加することにより、不揮発分量が５０質量％の重合体溶液を得た。
【００９２】
次に、エタノール５００ｇが入れられたビーカー内に前記で得られた重合体溶液全量を少量ずつ添加することにより、重合体を析出させた。析出した重合体を取り出し、１００℃の温度で３時間かけて溶媒を揮発除去することにより、重量平均分子量が４００００である側鎖にオキサゾリン基を有する重合体を固体で得た。得られた重合体を繊維強化樹脂組成物用分散剤として用いた。
【００９３】
二軸押出機〔（株）日本製鋼所製、品番：ＴＥＸ−３０α、Ｌ／Ｄ＝３１．５〕を用いて、ポリフェニレンスルフィド（融点２８５℃、重量平均分子量３００００、酸末端品、クロロホルム抽出量０．５質量％）１００部および前記で得られた繊維強化樹脂組成物用分散剤５部をメインフィードから二軸押出機内に注入し、製造例で得られたチョップドストランド２５部をサイドフィードから二軸押出機内に注入し、シリンダー温度２９０℃およびスクリュー回転数１５０ｒｐｍにて溶融混練を行なった。
【００９４】
その後、二軸押出機から吐出量１０ｋｇ／時で吐出された吐出物を引き取りながら、２５℃の水温に保たれた水冷バス内に浸漬し、冷却することにより、繊維強化樹脂組成物をガット状で得た。得られたガット状の繊維強化樹脂組成物を長さ５ｍｍに切断することにより、繊維強化樹脂組成物のペレットを得た。
【００９５】
次に、射出成形機〔（株）日本製鋼所製、品番：Ｊ１５０ＥＩＩ−Ｐ〕を用い、シリンダー温度を３２０℃に、金型温度を１５０℃に、および射出成形圧を射出成形時の最大圧力に調整して前記で得られたペレットの射出成形を行なった。その後、得られた射出成形品を１５０℃の温度で２時間徐冷した後、２５℃に空冷することにより、評価用試験片を得た。
【００９６】
比較例１
実施例１において、繊維強化樹脂組成物用分散剤５部の代わりに、脂肪族ポリカルボジイミド〔日清紡ケミカル（株）製、商品名：カルボジライト（登録商標）ＨＭＶ−８ＣＡ〕３部を用いたこと以外は実施例１と同様にして評価用試験片を得た。
【００９７】
実験例
各実施例および比較例１で得られた評価用試験片を用い、繊維強化樹脂組成物の物性として、作業環境性および溶融混練性を以下の方法に基づいて調べた。その結果を表１に示す。
【００９８】
〔作業環境性〕
各実施例および比較例１において、繊維強化樹脂組成物を得るまでの溶融混練過程で、作業者がイソシアネート臭を感じるかどうかを調べ、以下の評価基準に基づいて作業環境性を評価した。
（評価基準）
１００点：混練中にイソシアネート臭がしなかった。
０点：混練中にイソシアネート臭がした。
【００９９】
〔溶融混練性〕
各実施例および比較例１において、繊維強化樹脂組成物を得るまでの溶融混練過程で、スクリュー回転数を調整することにより、吐出量を１０ｋｇ／時または２０ｋｇ／時に調整したときの吐出物の外観を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて溶融混練性を評価した
（評価基準）
１００点：ポリフェニレンスルフィドと製造例で得られたチョップドストランドとが均一に分散し、溶融混練をすることができた。
５０点：ポリフェニレンスルフィドと製造例で得られたチョップドストランドとがやや分離したが、溶融混練をすることができた。
０点：ポリフェニレンスルフィドと製造例で得られたチョップドストランドとが分離し、溶融混練をすることができなかった。
【０１００】
〔総合評価〕
各試験項目における評価得点を合計することにより、総合評価（３００点満点）を行なった。なお、物性評価において０点の評価が１つでもある繊維強化樹脂組成物は、不合格である。
【０１０１】
【表１】
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【０１０２】
表１に示された結果から、各実施例で得られた繊維強化樹脂組成物は、いずれも、作業環境性および溶融混練性に優れていることがわかる。