(57)【要約】  熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部、炭素繊維［Ｂ］を１〜４０重量部、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部を含み、成形品中に含まれる、前記炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］が０．５〜２０ｍｍの範囲であり、前記炭素繊維［Ｂ］に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下である、繊維強化熱可塑性樹脂成形品。優れた衝撃強度を有し、さらに優れた導電性を有する熱可塑性樹脂成形品を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む成形品であって、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部、炭素繊維［Ｂ］を１〜４０重量部、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部含み、成形品中に含まれる、前記炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］が０．５〜２０ｍｍの範囲であり、かつ、前記炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下である、繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂［Ａ］が、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂およびポリアリーレンスルフィド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂である、請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
【請求項３】
熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む成形材料であって、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部、炭素繊維［Ｂ］を１〜４０重量部、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部を含み、前記炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下であり、かつ、炭素繊維［Ｂ］の長さと、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
【請求項４】
前記繊維強化熱可塑性樹脂成形材料が、芯鞘構造を有してなり、
芯部は、ポリロタキサン［Ｃ］と炭素繊維［Ｂ］を含み、
かつ前記芯部は、前記ロタキサン［Ｃ］に炭素繊維［Ｂ］の各単繊維が分散している状態であり、鞘部は、熱可塑性樹脂［Ａ］を含む、請求項３に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
【請求項５】
前記繊維強化熱可塑性樹脂成形材料が、芯鞘構造を有してなり、
芯部は、炭素繊維［Ｂ］を含み、
鞘部は、熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む、請求項３に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂［Ａ］がポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂およびポリアリーレンスルフィド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂である、請求項３〜５のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂および炭素繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂成形品および繊維強化熱可塑性樹脂成形材料に関する。さらに詳しくは、優れた衝撃強度および電気特性を発現し得る繊維強化熱可塑性樹脂成形品と、かかる繊維強化熱可塑性樹脂成形品に適した繊維強化熱可塑性樹脂成形材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維と熱可塑性樹脂を含む成形品は、軽量で優れた力学特性を有するために、電気・電子部品用途、自動車用途をはじめ、スポーツ用品用途、航空宇宙用途および一般産業用途などに広く用いられている。これらの成形品に使用される強化繊維は、その用途によって様々な形態で成形品を強化している。これらの強化繊維には、アルミニウム繊維やステンレス繊維などの金属繊維；アラミド繊維やＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維などの有機繊維；シリコンカーバイド繊維などの無機繊維；炭素繊維などが使用されている。比強度、比剛性および軽量性のバランスの観点から炭素繊維が好適であり、その中でもポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維が特に好適に用いられる。【０００３】
炭素繊維が優れた比強度および比剛性を有することから、炭素繊維で強化された成形品は、優れた機械特性を有する。しかしながら、電気・電子機器用部材用途においては、製品の小型化、より一層の軽量化や薄型化の要求に伴い、力学特性、特に衝撃強度の更なる向上が求められている。【０００４】
また、炭素繊維は優れた導電性を有するが、例えば、炭素繊維で強化した熱可塑性樹脂を、電気部品収納容器などの電磁波シールド性が必要な構造体として用いた場合、導電性が低いと、漏電事故の際にアース側に電流が流れず、感電する可能性がある。そのため、より一層の導電性に優れた炭素繊維強化熱可塑性樹脂成形品が求められている。【０００５】
分散性および流動性に優れた成形材料として、少なくとも強化繊維束、熱可塑性重合体および熱可塑性樹脂を含む成形材料（例えば、特許文献１参照）が提案されている。靭性に優れた樹脂組成物として、ポリアミドおよびポリロタキサンを配合してなる樹脂組成物（例えば、特許文献２参照）が提案されている。また、繊維強化複合材料に靭性を発現させる目的で、ポリロタキサンを含むサイジング剤を塗布したサイジング剤塗布強化繊維（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１３８３７９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１６７２４７号
【特許文献３】国際公開第２０１５／１３７２０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に開示された技術において得られる成形品は、衝撃強度および導電性が不十分である課題があった。本発明は従来技術の有する課題に鑑み、成形品が優れた衝撃強度、高い落錘衝撃吸収エネルギーおよび優れた導電性を有する繊維強化熱可塑性樹脂成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成からなる。
（１）熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む成形品であって、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部、炭素繊維［Ｂ］を１〜４０重量部、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部含み、成形品中に含まれる、前記炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］が０．５〜２０ｍｍの範囲であり、かつ、前記炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下である、繊維強化熱可塑性樹脂成形品。
（２）熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む成形材料であって、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部、炭素繊維［Ｂ］を１〜４０重量部、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部を含み、前記、炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下であり、かつ、炭素繊維［Ｂ］の長さと、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、成形品の衝撃強度に優れ、また、成形品の導電性に優れる。本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形品は、電気・電子機器、ＯＡ機器、家電機器、自動車の部品、内部部材および筐体などの各種部品・部材に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明における繊維束［Ｇ］の横断面形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の成形材料の好ましい縦断面形態の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の成形材料の好ましい横断面形態の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の成形材料の好ましい横断面形態の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形品（以下、「成形品」と記載する場合がある）は、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む成形品であって、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部（４０重量部以上９８重量部以下）、炭素繊維を［Ｂ］を１〜４０重量部（１重量部以上４０重量部以下）、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部（１重量部以上２０重量部以下）含む。そして、炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］が０．５〜２０ｍｍの範囲であり、かつ前記炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下である。
【００１２】
本発明の成形品における炭素繊維［Ｂ］の含有量は、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、１重量部以上４０重量部以下である。炭素繊維［Ｂ］の含有量が、１重量部未満であると、成形品の力学特性、特に曲げ強度および衝撃強度が低下する。炭素繊維［Ｂ］の含有量は５重量部以上が好ましく、７重量部以上がより好ましい。また、炭素繊維［Ｂ］の含有量が４０重量部を超えると、成形品中の炭素繊維［Ｂ］の分散性が低下し、成形品の力学特性、特に衝撃強度の低下を引き起こすことが多い。炭素繊維［Ｂ］の含有量は３５重量部以下が好ましい。
【００１３】
本発明の成形品におけるポリロタキサン［Ｃ］の含有量は、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］および、ポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下である。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が１重量部未満の場合、ポリロタキサン［Ｃ］の応力緩和効果が発揮されにくく、成形品の靱性、すなわち衝撃強度が低下する。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量は１．５重量部以上が好ましい。一方で、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が２０重量部を超える場合、相対的に熱可塑性樹脂［Ａ］が含まれる量が少なくなるため、成形性が低下するため好ましくない。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量を２０重量部以下にすることで、成形性を維持することができる。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量は、１５重量部以下が好ましく、１０重量部以下がより好ましい。
【００１４】
成形品内部に存在する炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長（Ｌｗ）は、０．５〜２０ｍｍ（０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下）が好ましい。成形品に衝撃が加わった際、成形品内部に発生したクラックは、炭素繊維を迂回したり、炭素繊維と熱可塑性樹脂との界面を剥離させたり、炭素繊維を破断したり引き抜いたりしながら進展する。このとき、炭素繊維の破断や引き抜きによるエネルギー吸収が大きいため、クラックの進展に際して炭素繊維の破断や引き抜きが生じやすいほど、成形品の衝撃強度が向上すると考えられる。成形品内部に存在する炭素繊維が長いほど、クラックの進展に際して炭素繊維を迂回しにくいため、炭素繊維の破断や引き抜きが生じやすく、かつ、引き抜き時の摩擦が大きくなることから、成形品の衝撃強度を向上させることができると考えられる。
【００１５】
また、成形品内内部に存在する炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］を前述の範囲にすることにより、炭素繊維［Ｂ］が形成する導電ネットワークがより効率的に機能するため、高い導電性を有する。
【００１６】
さらに、後述するポリロタキサン［Ｃ］を含むことで、炭素繊維［Ｂ］の導電ネットワーク形成が促進されるため、炭素繊維［Ｂ］だけの場合に比べて高い導電性を発現する。
【００１７】
成形品において、炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］が０．５ｍｍ未満の場合、成形品における炭素繊維［Ｂ］の引き抜けエネルギーが小さいため、機械的強度、特に衝撃強度が低くなる。また、炭素繊維［Ｂ］同士の接触により起こる導電ネットワークの形成が不十分となり、結果として成形品の導電性が低くなる。Ｌｗが０．５ｍｍ以上の場合は、成形品の衝撃強度の低下を抑制できる。Ｌｗは０．７ｍｍ以上が好ましい。炭素繊維［Ｂ］のＬｗを２０ｍｍ以下にすることで、炭素繊維［Ｂ］同士の単糸間での絡み合いが抑制され、分散性の低下が抑制されるため、成形品の衝撃強度の低下を抑制することができる。Ｌｗは１５ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましい。Ｌｗが２０ｍｍを超える場合、成形品表面における炭素繊維の模様が顕著に現れやすくなり、外観不良を招く。
【００１８】
ここで、本発明における炭素繊維［Ｂ］の「重量平均繊維長」とは、重量平均分子量の算出方法を繊維長の算出に適用し、単純に数平均を取るのではなく、繊維長の寄与を考慮した下記の式から算出される平均繊維長を指す。ただし、下記の式は、炭素繊維［Ｂ］の繊維径および密度が一定の場合に適用される。
重量平均繊維長＝Σ（Ｍｉ２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：繊維長Ｍｉの炭素繊維の個数  。
【００１９】
上記重量平均繊維長の測定は、次の方法により行うことができる。成形品を２枚のガラス板間に挟んだ状態で、２００〜３５０℃に設定したホットステージの上で加熱し、炭素繊維［Ｂ］が均一分散したフィルムを得る。炭素繊維［Ｂ］が均一分散したフィルムを、光学顕微鏡を用いて、倍率５０〜２００倍にて観察する。無作為に選んだ１０００本の炭素繊維［Ｂ］の繊維長を計測して、上記式から重量平均繊維長（Ｌｗ）を算出する。
【００２０】
なお、成形品中における炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長（Ｌｗ）は、例えば、成形条件により調整することができる。成形条件としては、例えば、射出成形の場合、背圧などの圧力条件、射出時間などの時間条件、シリンダー温度や金型温度などの温度条件などが挙げられる。背圧などの圧力条件を増加させることで、シリンダー内での剪断力が高くなるため繊維が折損し、短くなる。また、射出時間を短くすることでも射出時の剪断力が高くなるため、繊維長が短くなる。さらに、温度条件については、温度を下げることで、樹脂粘度が上がり、剪断力が高くなるため、繊維長が短くなる。本発明においては、上記のように条件を適宜変更することにより、成形品中における炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長（Ｌｗ）を所望の範囲とすることができる。
【００２１】
さらに、本発明の成形品は、前記、炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下である。ポリロタキサン［Ｃ］は、熱可塑性樹脂［Ａ］に対して、溶融粘度が低いため、射出成形時のシリンダー内において、熱可塑性樹脂［Ａ］よりも流動しやすい。それにより、ポリロタキサン［Ｃ］がマトリックス樹脂内において、炭素繊維［Ｂ］近傍に局在化し易い状況を作り出すことができる。前記範囲の含有量にすることで、炭素繊維［Ｂ］に対するポリロタキサン［Ｃ］の応力緩和効果が発揮しやすくなるため、成形品の衝撃強度や落錘衝撃吸収エネルギーが向上する。
【００２２】
このように、ポリロタキサン［Ｃ］は、炭素繊維［Ｂ］と熱可塑性樹脂［Ａ］の間に存在することが可能となるため、射出成形時のシリンダー内での剪断応力による炭素繊維［Ｂ］折損を抑制することができる。また、成形品破断時に起きる、炭素繊維［Ｂ］へのクラック進展を効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、ポリロタキサン［Ｃ］が近傍に局在化した炭素繊維［Ｂ］が、成形時に、熱可塑性樹脂［Ａ］中で、成形時の剪断や流動によって分散されると、ポリロタキサン［Ｃ］を介して炭素繊維［Ｂ］同士が接触し合うことができる。すると、前述した炭素繊維［Ｂ］によって形成される導電ネットワークにおける単糸間の距離が小さくなり、より優れた導電性を発現することができる。炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）は、０．０５以上が好ましく、０．１以上がより好ましく、０．１５以上がさらに好ましい。
【００２４】
炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４未満である場合、成形品の靱性向上の効果が低く、衝撃強度や落錘衝撃吸収エネルギーが低くなることに加え、前述した、炭素繊維［Ｂ］近傍への局在化が起こりにくくなるため、導電性が低くなる。（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．５を超える場合、成形品中に占めるポリロタキサン［Ｃ］の割合が相対的に熱可塑性樹脂［Ａ］に対して、多くなりすぎるため、成形品の耐熱性が低くなる。０．４５以下が好ましく、０．４以下がより好ましく、０．２５以下がさらに好ましい。
【００２５】
次に、本発明の成形品の構成成分について詳細に記す。
【００２６】
本発明において熱可塑性樹脂［Ａ］としては、成形温度（溶融温度）が２００〜４５０℃であるものが好ましく、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ハロゲン化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリールスルホン樹脂、ポリアリールケトン樹脂、ポリアリーレンエーテル樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリアリールエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリーレンスルフィドスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、液晶ポリエステル、フッ素樹脂等が挙げられる。これらはいずれも、電気絶縁体に相当する。これらを２種以上用いることもできる。これらの樹脂は、末端基が封止または変性されていてもよい。
【００２７】
前記熱可塑性樹脂の中でも、電気・電子機器や自動車部品の用途に用いる場合には、軽量で力学特性や成形性のバランスに優れるポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂およびポリアリーレンスルフィド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂がより好ましい。
【００２８】
ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が好ましい。本発明において、ポリプロピレン樹脂は、無変性のものであっても、変性されたものであってもよい。
【００２９】
無変性のポリプロピレン樹脂としては、プロピレンの単独重合体や、プロピレンと少なくとも１種のα−オレフィン、共役ジエン、非共役ジエン、他の熱可塑性単量体などとのランダム共重合体あるいはブロック共重合体などが挙げられる。α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４−ジメチル−１−ヘキセン、１−ノネン、１−オクテン、１−ヘプテン、１−ヘキセン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン等の、プロピレンを除く炭素数２〜１２のα−オレフィンなどが挙げられる。共役ジエン、非共役ジエンとしては、例えば、ブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，５−ヘキサジエン等が挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
【００３０】
具体的には、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体などが好適なものとして挙げられる。プロピレンの単独重合体は成形品の剛性を向上させる観点から好ましく、プロピレンと少なくとも１種のα−オレフィン、共役ジエン、非共役ジエンなどとのランダムあるいはブロック共重合体は、成形品の衝撃強度をより向上させる観点から好ましい。
【００３１】
また、変性ポリプロピレン樹脂としては、酸変性ポリプロピレン樹脂が好ましく、重合体鎖に結合したカルボン酸および／またはその塩の基を有する酸変性ポリプロピレン樹脂がより好ましい。上記酸変性ポリプロピレン樹脂は種々の方法で得ることができる。例えば、無変性のポリプロピレン樹脂に、中和されているか、中和されていないカルボン酸基を有する単量体、および／または、ケン化されているか、ケン化されていないカルボン酸エステル基を有する単量体を、グラフト重合することにより得ることができる。さらには、オレフィン以外の不飽和ビニル基を有する化合物なども含むことができる。
【００３２】
ここで、中和されているか、中和されていないカルボン酸基を有する単量体、または、ケン化されているか、ケン化されていないカルボン酸エステル基を有する単量体としては、例えば、エチレン系不飽和カルボン酸、その塩、その無水物、これらのエステル化物などが挙げられる。
【００３３】
エチレン系不飽和カルボン酸としては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマール酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸などが例示され、その無水物としては、ナジック酸ＴＭ（エンドシス−ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸）、無水マレイン酸、無水シトラコン酸などが例示できる。
【００３４】
エチレン系不飽和カルボン酸のエステル化物としては、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、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−アミル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ラウロイル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、イソボロニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類；ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレート、ラクトン変性ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート等の水酸基含有（メタ）アクリル酸エステル類；グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート等のエポキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のアミノアルキル（メタ）アクリレート類などが挙げられる。
【００３５】
オレフィン以外の不飽和ビニル基を有する単量体としては、例えば、ビニルイソシアナート、イソプロペニルイソシアナート等のイソシアナート基含有ビニル類；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン等の芳香族ビニル類；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド等のアミド基含有ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ソーダ、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類；モノ（２−（メタ）アクリロイロキシエチル）アシッドホスフェート等の不飽和リン酸類等が挙げられる。
【００３６】
これらを２種以上用いることもできる。これらの中でも、エチレン系不飽和カルボン酸の酸無水物類が好ましく、無水マレイン酸がさらに好ましい。
【００３７】
ここで、成形品の力学特性を向上させるためには、無変性ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂を共に用いることが好ましい。特に難燃性や力学特性のバランスの観点から、無変性ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂の重量比が９５／５〜７５／２５となるように用いることが好ましい。より好ましくは９５／５〜８０／２０、さらに好ましくは９０／１０〜８０／２０である。
【００３８】
ポリアミド樹脂とは、アミノ酸、ラクタム、あるいはジアミンとジカルボン酸を主たる原料とする樹脂である。その原料としては、例えば、６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸などのアミノ酸；ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどのラクタム；テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−／２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン；メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミンなどの芳香族ジアミン；１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１−アミノ−３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（３−メチル−４−アミノシクロヘキシル）メタン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、ビス（アミノプロピル）ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどの脂環族ジアミン；アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸；テレフタル酸、イソフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸；１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
【００３９】
耐熱性や強度に優れるという点から、２００℃以上の融点を有するポリアミド樹脂が特に有用である。その具体例としては、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー（ナイロン６／６６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンドデカミド（ナイロン６１２）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリカプロアミドコポリマー（ナイロン６Ｔ／６）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ナイロン６６／６Ｔ）、ポリラウリルアミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー（ナイロン１２／６Ｔ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ナイロン６６／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ナイロン６６／６Ｔ／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンアジパミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミド／ポリカプロアミドコポリマー（ナイロン６６／６Ｉ／６）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ナイロン６Ｔ／６Ｉ）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリドデカンアミドコポリマー（ナイロン６Ｔ／１２）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド／ポリ（２−メチルペンタメチレン）テレフタルアミドコポリマー（ナイロン６Ｔ／Ｍ５Ｔ）、ポリメタキシリレンアジパミド（ナイロンＭＸＤ６）、ポリノナメチレンテレフタルアミド（ナイロン９Ｔ）およびこれらの共重合体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。
【００４０】
ポリアミド樹脂の重合度には特に制限はないが、成形時の流動性に優れ、薄肉の成形品が容易に得られることから、９８％濃硫酸２５ｍｌにポリアミド樹脂０．２５ｇを溶解した溶液の２５℃で測定した硫酸相対粘度ηｒが１．５〜５．０の範囲であることが好ましく、２．０〜３．５の範囲がより好ましい。ここで、硫酸相対粘度ηｒは、樹脂濃度１ｇ／１００ｍｌの９８％硫酸溶液について、２５℃の恒温槽内でオストワルド粘度計を用いて測定した流下速度から、９８％硫酸に対する試料溶液の粘度比（流下秒数比）で表される。
【００４１】
ポリカーボネート樹脂とは、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものである。２種以上の二価フェノールまたは２種以上のカーボネート前駆体を用いて得られる共重合体であってもよい。反応方法の一例として、界面重合法、溶融エステル交換法、カーボネートプレポリマーの固相エステル交換法、および環状カーボネート化合物の開環重合法などを挙げることができる。公知のポリカーボネート樹脂は、例えば、特開２００２−１２９０２７号公報に記載のポリカーボネート樹脂を使用できる。
【００４２】
二価フェノールとしては、例えば、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカン（ビスフェノールＡなど）、２，２−ビス｛（４−ヒドロキシ−３−メチル）フェニル｝プロパン、α，α’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−ｍ−ジイソプロピルベンゼン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレンなどが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。これらの中でも、ビスフェノールＡが好ましく、衝撃強度により優れたポリカーボネート樹脂を得ることができる。一方、ビスフェノールＡと他の二価フェノールを用いて得られる共重合体は、高耐熱性または低吸水率の点で優れている。
【００４３】
カーボネート前駆体としては、例えば、カルボニルハライド、炭酸ジエステルまたはハロホルメートなどが挙げられる。具体的には、ホスゲン、ジフェニルカーボネートまたは二価フェノールのジハロホルメートなどが挙げられる。
【００４４】
上記二価フェノールとカーボネート前駆体からポリカーボネート樹脂を製造するにあたっては、必要に応じて触媒、末端停止剤、二価フェノールの酸化を防止する酸化防止剤などを使用してもよい。
【００４５】
また、ポリカーボネート樹脂は、三官能以上の多官能性芳香族化合物を共重合した分岐ポリカーボネート樹脂であってもよいし、芳香族または脂肪族（脂環族を含む）の二官能性カルボン酸を共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよいし、二官能性アルコール（脂環族を含む）を共重合した共重合ポリカーボネート樹脂であってもよいし、かかる二官能性カルボン酸および二官能性アルコールを共に共重合したポリエステルカーボネート樹脂であってもよい。これらのポリカーボネート樹脂も公知である。また、これらのポリカーボネート樹脂を２種以上用いてもよい。
【００４６】
ポリカーボネート樹脂の分子量は、限定されないが、粘度平均分子量が１０，０００〜５０，０００のものが好ましい。粘度平均分子量が１０，０００以上であれば、成形品の強度をより向上させることができる。粘度平均分子量は、１５，０００以上がより好ましく、１８，０００以上がさらに好ましい。一方、粘度平均分子量が５０，０００以下であれば、成形加工性が向上する。粘度平均分子量は、４０，０００以下がより好ましく、３０，０００以下がさらに好ましい。ポリカーボネート樹脂を２種以上用いる場合、少なくとも１種のポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が上記範囲内にあることが好ましい。この場合、他のポリカーボネート樹脂として、粘度平均分子量が５０，０００を超える、好ましくは８０，０００を超えるポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。かかるポリカーボネート樹脂は、エントロピー弾性が高く、ガスアシスト成形等を併用する場合に有利となる他、高いエントロピー弾性に由来する特性（ドリップ防止特性、ドローダウン特性、およびジェッティング改良などの溶融特性を改良する特性）を発揮する。
【００４７】
ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量（Ｍ）は、塩化メチレン１００ｍｌにポリカーボネート樹脂０．７ｇを溶解した溶液から２０℃で求めた比粘度（ηｓｐ）を次式に挿入して求めたものである。
ηｓｐ／ｃ＝［η］＋０．４５×［η］２ｃ（但し［η］は極限粘度）
［η］＝１．２３×１０−４Ｍ０．８３
ｃ＝０．７  。
【００４８】
ポリカーボネート樹脂の溶融粘度は、限定されないが、２００℃における溶融粘度が１０〜２５０００Ｐａ・ｓであることが好ましい。２００℃における溶融粘度が１０Ｐａ・ｓ以上であれば、成形品の強度をより向上させることができる。溶融粘度は、２０Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、５０Ｐａ・ｓ以上がさらに好ましい。一方、２００℃における溶融粘度が２５，０００Ｐａ・ｓ以下であれば、成形加工性が向上する。溶融粘度は、２０，０００Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、１５，０００Ｐａ・ｓ以下がさらに好ましい。
【００４９】
ポリカーボネート樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチック（株）製“ユーピロン”（登録商標）、“ノバレックス”（登録商標）、帝人化成（株）製“パンライト”（登録商標）、出光石油化学（株）製“タフロン”（登録商標）などとして上市されているものを用いることもできる。
【００５０】
ポリアリーレンスルフィド樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンスルフィドスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィドケトン樹脂、これらのランダムまたはブロック共重合体などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。中でもポリフェニレンスルフィド樹脂が特に好ましく使用される。
【００５１】
ポリアリーレンスルフィド樹脂は、例えば、特公昭４５−３３６８号公報に記載される比較的分子量の小さな重合体を得る方法、特公昭５２−１２２４０号公報や特開昭６１−７３３２号公報に記載される比較的分子量の大きな重合体を得る方法など、任意の方法によって製造することができる。
【００５２】
得られたポリアリーレンスルフィド樹脂に、空気中加熱による架橋／高分子量化、窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下での熱処理、有機溶媒、熱水、酸水溶液などによる洗浄、酸無水物、アミン、イソシアネート、官能基含有ジスルフィド化合物などの官能基含有化合物による活性化などの種々の処理を施してもよい。
【００５３】
ポリアリーレンスルフィド樹脂を加熱により架橋／高分子量化する方法としては、例えば、空気、酸素などの酸化性ガス雰囲気下あるいは前記酸化性ガスと窒素、アルゴンなどの不活性ガスとの混合ガス雰囲気下で、加熱容器中で所定の温度において希望する溶融粘度が得られるまで加熱を行う方法を例示することができる。加熱処理温度は２００〜２７０℃の範囲が好ましく、加熱処理時間は２〜５０時間の範囲が好ましい。処理温度と処理時間を調整することによって、得られるポリマーの粘度を所望の範囲に調整することができる。加熱処理装置としては、通常の熱風乾燥機、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置などが挙げられる。効率よく、より均一に加熱処理する観点から、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いることが好ましい。
【００５４】
ポリアリーレンスルフィド樹脂を窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下で熱処理する場合、加熱処理温度は２００〜２７０℃の範囲が好ましく、加熱処理時間は２〜５０時間の範囲が好ましい。減圧下で処理する場合、圧力は７，０００Ｎｍ−２以下が好ましい。加熱処理装置としては、通常の熱風乾燥機、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置などが挙げられる。効率よく、より均一に加熱処理する観点から、回転式あるいは撹拌翼付の加熱装置を用いることが好ましい。
【００５５】
ポリアリーレンスルフィド樹脂を有機溶媒で洗浄する場合、有機溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの含窒素極性溶媒；ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホンなどのスルホキシド・スルホン系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン系溶媒；ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒；クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、２塩化エチレン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、クロルベンゼンなどのハロゲン系溶媒；メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコールなどのアルコール・フェノール系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。これらの有機溶媒のなかでも、Ｎ−メチルピロリドン、アセトン、ジメチルホルムアミドおよびクロロホルムなどが好ましく使用される。有機溶媒による洗浄の方法としては、例えば、有機溶媒中にポリアリーレンスルフィド樹脂を浸漬せしめる方法などが挙げられる。必要により、適宜撹拌または加熱することも可能である。有機溶媒中でポリアリーレンスルフィド樹脂を洗浄する際の洗浄温度は、常温〜１５０℃が好ましい。なお、有機溶媒洗浄を施されたポリアリーレンスルフィド樹脂は、残留している有機溶媒を除去するため、水または温水で数回洗浄することが好ましい。
【００５６】
ポリアリーレンスルフィド樹脂を熱水で洗浄する場合、熱水洗浄によるポリアリーレンスルフィド樹脂の好ましい化学的変性の効果を発現するために、使用する水は蒸留水あるいは脱イオン水であることが好ましい。熱水洗浄は、通常、所定量の熱水に所定量のポリアリーレンスルフィド樹脂を投入し、常圧であるいは圧力容器内で加熱、撹拌することにより行われる。ポリアリーレンスルフィド樹脂と水との割合は、好ましくは水１リットルに対し、ポリアリーレンスルフィド樹脂２００ｇ以下の浴比が選択される。
【００５７】
ポリアリーレンスルフィド樹脂を酸処理する方法としては、例えば、酸または酸の水溶液にポリアリーレンスルフィド樹脂を浸漬せしめる方法などが挙げられる。必要により、適宜撹拌または加熱することも可能である。酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸などの脂肪族飽和モノカルボン酸；クロロ酢酸、ジクロロ酢酸などのハロ置換脂肪族飽和カルボン酸；アクリル酸、クロトン酸などの脂肪族不飽和モノカルボン酸；安息香酸、サリチル酸などの芳香族カルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フタル酸、フマル酸などのジカルボン酸；および硫酸、リン酸、塩酸、炭酸、珪酸などの無機酸性化合物などが挙げられる。これらの酸のなかでも、酢酸または塩酸が好ましく用いられる。酸処理を施されたポリアリーレンスルフィド樹脂は、残留している酸または塩などを除去するため、水または温水で数回洗浄することが好ましい。洗浄に用いる水は、蒸留水または脱イオン水であることが好ましい。
【００５８】
ポリアリーレンスルフィド樹脂の溶融粘度は、３１０℃、剪断速度１０００／秒の条件下で８０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、２０Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。溶融粘度の下限については特に制限はないが、５Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。溶融粘度の異なる２種以上のポリアリーレンスルフィド樹脂を併用してもよい。なお、溶融粘度は、キャピログラフ（東洋精機（株）社製）装置を用い、ダイス長１０ｍｍ、ダイス孔直径０．５〜１．０ｍｍの条件により測定することができる。
【００５９】
ポリアリーレンスルフィド樹脂として、東レ（株）製“トレリナ”（登録商標）、ＤＩＣ（株）製“ＤＩＣ．ＰＰＳ”（登録商標）、ポリプラスチックス（株）製“ジュラファイド”（登録商標）などとして上市されているものを用いることもできる。
【００６０】
炭素繊維［Ｂ］は、熱可塑性樹脂［Ａ］に対する繊維補強効果により、成形品の力学特性を向上し得る。さらに、炭素繊維が導電性や熱伝導特性などの特性を有することにより、熱可塑性樹脂［Ａ］単体の導電性や熱伝導特性が低くても、成形品の導電性や熱伝導特性を向上することができる。力学特性のさらなる向上および成形品の軽量化効果の観点から、炭素繊維としては、ＰＡＮ系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が好ましく、得られる成形品の強度と弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維がさらに好ましい。また、導電性を付与する目的においては、ニッケルや銅やイッテルビウムなどの金属を被覆した炭素繊維も好ましく用いられる。
【００６１】
さらに、炭素繊維［Ｂ］としては、Ｘ線光電子分光法により測定される繊維表面の酸素（Ｏ）と炭素［Ｃ］の原子数の比である表面酸素濃度比［Ｏ／Ｃ］が０．０５〜０．５であるものが好ましい。表面酸素濃度比が０．０５以上であることにより、炭素繊維表面官能基量を高くすることができ、熱可塑性樹脂［Ａ］とより強固な接着を得ることができることから、成形品の強度をより向上させることができる。表面酸素濃度比は、０．０８以上がより好ましく、０．１以上がさらに好ましい。一方、表面酸素濃度比の上限には特に制限はないが、炭素繊維の取扱い性、生産性のバランスから一般的に０．５以下が好ましい。表面酸素濃度比は、０．４以下がより好ましく、０．３以下がさらに好ましい。
【００６２】
炭素繊維［Ｂ］の表面酸素濃度比は、Ｘ線光電子分光法により、次の手順にしたがって求める。まず、炭素繊維表面にサイジング剤などが付着している場合には、溶剤で炭素繊維表面に付着しているサイジング剤などを除去した後、炭素繊維束を２０ｍｍにカットして、銅製の試料支持台に拡げて並べる。Ｘ線光電子分光装置の試料チャンバー内を１×１０−８Ｔｏｒｒに保ち、Ｘ線源としてＡｌＫα１、２を用いて測定する。測定時の帯電に伴うピークの補正値としてＣ１ｓの主ピークの運動エネルギー値（Ｋ．Ｅ．）を１２０２ｅＶに合わせる。Ｋ．Ｅ．として１１９１〜１２０５ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより、Ｃ１ｓピーク面積を求める。Ｋ．Ｅ．として９４７〜９５９ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより、Ｏ１ｓピーク面積を求める。
【００６３】
ここで、表面酸素濃度比とは、上記Ｏ１ｓピーク面積とＣ１ｓピーク面積の比から装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出する。Ｘ線光電子分光装置として、国際電気社製モデルＥＳ−２００を用いる場合には、感度補正値を１．７４とする。
【００６４】
炭素繊維の表面酸素濃度比［Ｏ／Ｃ］を０．０５〜０．５に調整する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、電解酸化処理、薬液酸化処理および気相酸化処理などの手法を挙げることができ、中でも電解酸化処理が好ましい。
【００６５】
また、炭素繊維［Ｂ］の平均繊維径は、特に限定されないが、成形品の力学特性と表面外観の観点から、１〜２０μｍが好ましく、３〜１５μｍがより好ましい。なお、ここでいう平均繊維径は、単繊維の平均繊維径である。炭素繊維束とした場合の単繊維数には特に制限はないが、１００〜３５０，０００本が好ましく、生産性の観点から、２０，０００〜１００，０００本がより好ましい。
【００６６】
炭素繊維［Ｂ］とマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂［Ａ］の接着性を向上する等の目的で、炭素繊維［Ｂ］は表面処理されたものであってもかまわない。表面処理の方法としては、例えば、電解処理、オゾン処理、紫外線処理等を挙げることができる。
【００６７】
炭素繊維［Ｂ］の毛羽立ちを防止したり、炭素繊維［Ｂ］とマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂［Ａ］との接着性を向上するなどの目的で、炭素繊維［Ｂ］はサイジング剤で被覆されたものであってもかまわない。炭素繊維［Ｂ］にサイジング剤を付与することにより、接着性およびコンポジット総合特性を向上させることができる。
【００６８】
サイジング剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレングリコール、ポリウレタン、ポリエステル、乳化剤あるいは界面活性剤などが挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。サイジング剤は、水溶性または水分散性であることが好ましい。炭素繊維［Ｂ］との濡れ性に優れるエポキシ樹脂が好ましく、多官能エポキシ樹脂がより好ましい。
【００６９】
多官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、マトリックス樹脂との接着性を発揮しやすい脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。脂肪族エポキシ樹脂は、柔軟な骨格のため、架橋密度が高くとも靭性の高い構造になりやすい。脂肪族エポキシ樹脂は柔軟であり、炭素繊維／マトリックス樹脂間に存在することにより、両者を剥離しにくくさせるため、成形品の強度をより向上させることができる。
【００７０】
多官能の脂肪族エポキシ樹脂としては、例えば、ジグリシジルエーテル化合物、ポリグリシジルエーテル化合物などが挙げられる。ジグリシジルエーテル化合物としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル類、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル類、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル類等が挙げられる。また、ポリグリシジルエーテル化合物としては、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル類、ソルビトールポリグリシジルエーテル類、アラビトールポリグリシジルエーテル類、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル類、トリメチロールプロパングリシジルエーテル類、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル類、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル類等が挙げられる。
【００７１】
脂肪族エポキシ樹脂の中でも、３官能以上の脂肪族エポキシ樹脂が好ましく、反応性の高いグリシジル基を３個以上有する脂肪族のポリグリシジルエーテル化合物がより好ましい。脂肪族のポリグリシジルエーテル化合物は、柔軟性、架橋密度およびマトリックス樹脂との相溶性のバランスがよく、接着性をより向上させることができる。これらの中でも、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル類、ポリエチレングリコールグリシジルエーテル類、ポリプロピレングリコールグリシジルエーテル類がさらに好ましい。
【００７２】
サイジング剤の付着量は、サイジング剤と炭素繊維［Ｂ］を含む炭素繊維束１００重量％中、０．０１〜１０重量％が好ましい。サイジング剤付着量が０．０１重量％以上であれば、熱可塑性樹脂［Ａ］との接着性をより向上させることができる。サイジング剤付着量は、０．０５重量％以上がより好ましく、０．１重量％以上がさらに好ましい。一方、サイジング剤付着量が１０重量％以下であれば、熱可塑性樹脂［Ａ］の物性をより高いレベルで維持することができる。サイジング剤付着量は、５重量％以下がより好ましく、２重量％以下がさらに好ましい。
【００７３】
サイジング剤の付与手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、サイジング剤を溶媒または分散媒中に溶解または分散させたサイジング処理液を調製し、該サイジング処理液を炭素繊維［Ｂ］に付与した後に、溶媒を乾燥・気化させ、除去する方法が挙げられる。サイジング処理液を炭素繊維［Ｂ］に付与する方法としては、例えば、ローラーを介して炭素繊維［Ｂ］をサイジング処理液に浸漬する方法、サイジング処理液の付着したローラーに炭素繊維［Ｂ］を接する方法、サイジング処理液を霧状にして炭素繊維［Ｂ］に吹き付ける方法などが挙げられる。また、バッチ式および連続式のいずれでもよいが、生産性がよくバラツキが小さくできる観点から連続式が好ましい。この際、炭素繊維［Ｂ］に対するサイジング剤の付着量が適正範囲内で均一になるように、サイジング処理液濃度、温度、糸条張力などを調整することが好ましい。また、サイジング処理液付与時に炭素繊維［Ｂ］を超音波で加振させることはより好ましい。
【００７４】
乾燥温度と乾燥時間は、サイジング剤の付着量によって調整する。サイジング処理液に用いる溶媒の完全な除去、乾燥に要する時間を短くする一方、サイジング剤の熱劣化を防止し、サイジング処理された炭素繊維［Ｂ］が固くなって束の拡がり性が悪化することを防止する観点から、乾燥温度は、１５０℃以上３５０℃以下が好ましく、１８０℃以上２５０℃以下がより好ましい。
【００７５】
サイジング処理液に使用する溶媒としては、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、アセトン等が挙げられる。取扱いが容易である点および防災の観点から、水が好ましい。従って、水に不溶、もしくは難溶の化合物をサイジング剤として用いる場合には、乳化剤または界面活性剤を添加し、水分散して用いることが好ましい。乳化剤または界面活性剤としては、具体的には、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等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等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等のノニオン系乳化剤等を用いることができる。相互作用の小さいノニオン系乳化剤が、サイジング剤に含まれる官能基の接着効果を阻害しにくく好ましい。
【００７６】
本発明の成形品は、ポリロタキサン［Ｃ］を配合してなる。ロタキサンとは、例えばHarada, A., Li, J. & Kamachi, M., Nature 356, 325-327に記載の通り、一般的に、ダンベル型の軸分子（両末端に嵩高いブロック基を有する直鎖分子。以下、「直鎖分子」と記載する）に環状の分子が貫通された形状の分子のことを言い、複数の環状分子が一つの直鎖分子に貫通されたものをポリロタキサンと呼ぶ。
【００７７】
ポリロタキサン［Ｃ］は、直鎖分子および複数の環状分子からなり、複数の環状分子の開口部に直鎖分子が貫通した構造を有し、かつ、直鎖分子の両末端には、環状分子が直鎖分子から脱離しないように嵩高いブロック基を有する。ポリロタキサン［Ｃ］において、環状分子は直鎖分子上を自由に移動することが可能であるが、ブロック基により直鎖分子から抜け出せない構造を有する。すなわち、直鎖分子および環状分子は、化学的な結合でなく、機械的な結合により形態を維持する構造を有する。このようなポリロタキサン［Ｃ］は、環状分子の運動性が高いために、外部からの応力や内部に残留した応力を緩和する効果がある。
【００７８】
ここで、ゴム質重合体のような他の衝撃改質剤であっても、成形品の衝撃強度を向上させることができるが、一般的に二軸混連機などの物理的手法により、ゴム質重合体の粗大化を抑制させて分散させるためには、大きな剪断力が必要となる。そのため、通常の二軸混練機にて混練を行った場合は、相構造が粗大化する傾向にあるため、炭素繊維［Ｂ］同士が接触することで発生する導電ネットワークを阻害し、成形品の導電性を著しく低下させる。一方、ポリロタキサン［Ｃ］は、前述の通り、炭素繊維近傍に局在化しやすいため、ポリロタキサン［Ｃ］を介して炭素繊維［Ｂ］同士が接触しやすくなる。そのため、炭素繊維［Ｂ］によって形成される導電ネットワークにおける単糸同士の距離が小さくなり、より優れた導電性を発現することができる。
【００７９】
前記直鎖分子は、環状分子の開口部に貫通し、前記ブロック基と反応し得る官能基を有する分子であれば、特に限定されない。好ましく用いられる直鎖分子としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリアルキレングリコール類；ポリブタジエンジオール、ポリイソプレンジオール、ポリイソブチレンジオール、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン）ジオール、水素化ポリブタジエンジオール、ポリエチレンジオール、ポリプロピレンジオールなどの末端水酸基ポリオレフィン類；ポリカプロラクトンジオール、ポリ乳酸、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、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などのポリエステル類；末端シラノール型ポリジメチルシロキサンなどの末端官能性ポリシロキサン類；末端アミノ基ポリエチレングリコール、末端アミノ基ポリプロピレングリコール、末端アミノ基ポリブタジエンなどの末端アミノ基鎖状ポリマー類；前記ブロック基と反応し得る官能基を一分子中に３つ以上有する多官能性鎖状ポリマー類などが挙げられる。中でも、ポリロタキサンの合成が容易である点から、ポリエチレングリコールおよび／または末端アミノ基ポリエチレングリコールが好ましく用いられる。
【００８０】
直鎖分子の数平均分子量は、２，０００以上が好ましく、剛性をより向上させることができる。１０，０００以上がより好ましい。一方、数平均分子量は、１００，０００以下が好ましく、熱可塑性樹脂［Ａ］との相溶性を向上させることができ、相分離構造を微細化することができるため、靱性をより向上させることができる。数平均分子量は、５０，０００以下がより好ましい。また、直鎖分子の重量平均分子量は、５，０００以上が好ましく、８，０００以上がより好ましく、１０，０００以上がさらに好ましい。また、直鎖分子の重量平均分子量は、５０，０００以下が好ましく、４０，０００以下がより好ましい。直鎖分子の重量平均分子量を前述した範囲にすることで、熱可塑性樹脂［Ａ］および炭素繊維［Ｂ］と複合材料とした際、直鎖分子上を環状分子が滑ることによるポリロタキサン［Ｃ］のスライドリング効果が特に優れて発揮され、炭素繊維［Ｂ］に局在化した際に成形品の衝撃強度をより向上させることができる。また直鎖状分子の重量平均分子量が４０，０００以下であるとポリロタキサン［Ｃ］と熱可塑性樹脂［Ａ］との相互作用が適正化され、繊維強化複合材料の物性が特に向上する。ここで、直鎖分子の数平均分子量および重量平均分子量は、ヘキサフルオロイソプロパノールを溶媒とし、Ｓｈｏｄｅｘ  ＨＦＩＰ−８０６Ｍ（２本）＋ＨＦＩＰ−ＬＧをカラムとして用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、ポリメチルメタクリレート換算の値を指す。
【００８１】
前記ブロック基は、直鎖分子の末端官能基と結合し得るものであり、環状分子が直鎖分子から脱離しないために十分に嵩高い基であれば、特に限定されない。好ましく用いられるブロック基としては、ジニトロフェニル基、シクロデキストリン基、アダマンチル基、トリチル基、フルオレセイニル基、ピレニル基、アントラセニル基、数平均分子量１,０００〜１,０００,０００の高分子の主鎖または側鎖等が挙げられる。これらを２種以上有してもよい。
【００８２】
前記環状分子は、開口部に直鎖分子が貫通し得るものであれば、特に限定されない。好ましく用いられる環状分子としては、シクロデキストリン類、クラウンエーテル類、クリプタンド類、大環状アミン類、カリックスアレーン類、シクロファン類などが挙げられる。シクロデキストリン類は、複数のグルコースがα−１，４−結合で環状に連なった化合物である。α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリンがより好ましく用いられる。
【００８３】
ポリロタキサン［Ｃ］は、前記環状分子が、反応性官能基を末端に有するグラフト鎖により修飾されていることが好ましい。環状分子が反応性官能基を有するグラフト鎖により修飾されることにより、ポリロタキサン［Ｃ］の熱可塑性樹脂［Ａ］との相溶性や、炭素繊維［Ｂ］界面との親和性が良好になる。その結果、成形品の靱性を向上させることができる。
【００８４】
グラフト鎖末端の反応性官能基としては、特に制限されないが、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基、グリシジル基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、チオール基、オキサゾリン基、スルホン酸基等から選ばれる少なくとも１種以上が挙げられる。
【００８５】
前記グラフト鎖は、ポリエステルにより構成されることが好ましい。熱可塑性樹脂［Ａ］との相溶性の点から、脂肪族ポリエステルがより好ましい。脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ３−ヒドロキシブチレート、ポリ４−ヒドロキシブチレート、ポリ（３−ヒドロキシブチレート／３−ヒドロキシバレレート)、ポリ（ε−カプロラクトン）などが挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂［Ａ］との相溶性の観点から、ポリ（ε−カプロラクトン）がより好ましい。
【００８６】
本発明の成形品におけるポリロタキサン［Ｃ］の含有量は、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］および、ポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下である。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が１重量部未満の場合、ポリロタキサン［Ｃ］の応力緩和効果が発揮されにくく、成形品の靱性、すなわち衝撃強度が低下する。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量は１．５重量部以上が好ましい。一方、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が２０重量部を超える場合、相対的に熱可塑性樹脂［Ａ］が含まれる量が少なくなるため、成形性が低下するため好ましくない。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量は、１５重量部以下が好ましく、１０重量部以下がより好ましい。
【００８７】
ポリロタキサン［Ｃ］におけるグラフト鎖末端の官能基濃度は、２×１０−５ｍｏｌ／ｇ以上５×１０−４ｍｏｌ／ｇ以下が好ましい。官能基濃度を２×１０−５ｍｏｌ／ｇ以上とすることにより、成形品の衝撃強度をより向上させることができる。官能基濃度は、３×１０−５ｍｏｌ／ｇ以上がより好ましい。一方、官能基濃度を５×１０−４ｍｏｌ／ｇ以下とすることにより、ポリロタキサン［Ｃ］の官能基同士の会合による凝集や、熱可塑性樹脂［Ａ］との過剰な化学架橋を抑制することができ、凝集物やゲルの発生を抑制して靱性をより向上させることができる。官能基濃度は、１×１０−４ｍｏｌ／ｇ以下がより好ましい。
【００８８】
ここで、ポリロタキサン［Ｃ］のグラフト鎖末端の官能基濃度は、滴定により求めることができる。例えば、グラフト鎖末端の官能基がカルボキシル基の場合、カルボキシル基濃度は、以下の方法により求めることができる。８０℃真空乾燥機を用いて、ポリロタキサン［Ｃ］を１０時間以上乾燥させた絶乾試料を作製する。絶乾試料０．２ｇを２５ｍｌのベンジルアルコールに溶解した溶液について、濃度０．０２ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウムのエタノール溶液を用いて滴定することにより、カルボキシル基濃度を求めることができる。その他の官能基についても、既知の方法により官能基濃度を算出することが可能である。
【００８９】
グラフト鎖末端の官能基は、例えば、グラフト鎖により環状分子が修飾されたポリロタキサンと、所望の官能基を有する、グラフト鎖末端と反応し得る導入化合物とを反応させることにより付与することができる。この場合、グラフト鎖末端の官能基濃度は、例えば、グラフト鎖により環状分子が修飾されたポリロタキサンと導入化合物の仕込み比率を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。
【００９０】
ポリロタキサン［Ｃ］の重量平均分子量は、１０万以上が好ましく、靱性をより向上させることができる。ポリロタキサンの重量平均分子量は、１００万以下が好ましく、炭素繊維［Ｂ］に局在化しやすく、得られる成形品の衝撃強度をより向上させることができる。ポリロタキサン［Ｃ］の重量平均分子量は、好ましくは、７０万以下が好ましく、５０万以下がより好ましく、４０万以下がさらに好ましい。ここで、ポリロタキサンの重量平均分子量は、ヘキサフルオロイソプロパノールを溶媒とし、Ｓｈｏｄｅｘ  ＨＦＩＰ−８０６Ｍ（２本）＋ＨＦＩＰ−ＬＧをカラムとして用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定される、ポリメチルメタクリレート換算の値を指す。
【００９１】
本発明の成形品は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］に加えて、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、２００℃における溶融粘度が熱可塑性樹脂［Ａ］よりも低い樹脂［Ｅ］、リン系難燃剤［Ｆ］、熱伝導フィラー［Ｈ］やカーボンブラック［Ｉ］などが挙げられる。樹脂［Ｅ］を含有することにより、炭素繊維［Ｂ］の分散性を向上させることができる。リン系難燃剤［Ｆ］を含有することにより、成形品の難燃性を向上させることができる。熱伝導フィラー［Ｈ］を含有することにより、成形品の熱伝導率を向上させることができる。カーボンブラック［Ｉ］を含有することにより、成形品の導電性をさらに向上させることができる。
【００９２】
樹脂［Ｅ］は、２００℃における溶融粘度が熱可塑性樹脂［Ａ］よりも低いことが好ましい。樹脂［Ｅ］を含有することにより、後述する成形材料の製造時や、成形材料を用いて成形品を成形する際に、炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させ、成形時の流動性をより向上させることができる。それによって、成形品の衝撃強度をより向上させることができる。
【００９３】
樹脂［Ｅ］の２００℃における溶融粘度は、０．０１〜１０Ｐａ・ｓが好ましい。２００℃における溶融粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以上であれば、樹脂［Ｅ］を起点とする破壊をより抑制し、成形品の衝撃強度をより向上させることができる。溶融粘度は、０．０５Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、０．１Ｐａ・ｓ以上がさらに好ましい。一方、樹脂［Ｅ］の２００℃における溶融粘度が１０Ｐａ・ｓ以下であれば、得られる成形品における炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させることができる。溶融粘度は、５Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、２Ｐａ・ｓ以下がさらに好ましい。ここで、樹脂［Ｅ］の２００℃における溶融粘度は、４０ｍｍのパラレルプレートを用いて、０．５Ｈｚにて、粘弾性測定器により測定することができる。
【００９４】
樹脂［Ｅ］としては、熱可塑性樹脂［Ａ］と親和性の高いものが好ましい。熱可塑性樹脂［Ａ］との親和性が高い樹脂［Ｅ］を選択することによって、成形品中において、熱可塑性樹脂［Ａ］と効率よく相溶するため、炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させることができる。
【００９５】
樹脂［Ｅ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、０．１〜１２重量部が好ましい。［Ｅ］の含有量が０．１重量部以上であれば、成形品において、高い繊維分散性を得られる。［Ｅ］の含有量は、２重量部以上がより好ましい。一方、［Ｅ］の含有量が１２重量部以下の場合、成形品の力学物性の低下を抑制できる。［Ｅ］の含有量は、１０重量部以下が好ましい。
【００９６】
樹脂［Ｅ］はテルペン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂および環状ポリフェニレンスルフィドからなる群より選ばれる少なくとも１種でることが好ましい。
【００９７】
樹脂［Ｅ］は、マトリックス樹脂である熱可塑性樹脂［Ａ］との組み合わせに応じて適宜選択される。例えば、熱可塑性樹脂［Ａ］の成形温度が１５０〜２７０℃の範囲の場合、樹脂［Ｅ］としてはテルペン樹脂が好適に用いられる。成形温度が２７０〜３２０℃の範囲の場合、樹脂［Ｅ］としてはエポキシ樹脂が好適に用いられる。具体的には、熱可塑性樹脂［Ａ］がポリプロピレン樹脂である場合は、樹脂［Ｅ］としてはテルペン樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂［Ａ］がポリカーボネート樹脂やポリフェニレンスルフィド樹脂である場合は、樹脂［Ｅ］としてはエポキシ樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂［Ａ］がポリアミド樹脂である場合は、樹脂［Ｅ］としてはテルペンフェノール樹脂が好ましい。
【００９８】
なお、本発明の成形品は、後述する本発明の成形材料を用いることにより得ることができる。成形材料を製造するに際して、後述するように、はじめに炭素繊維［Ｂ］のロービングを作製する。ポリロタキサン［Ｃ］、および溶融樹脂［Ｅ］を炭素繊維［Ｂ］のロービングに含浸させることもできるし、溶融樹脂［Ｅ］を炭素繊維［Ｂ］のロービングに含浸させることもできる。樹脂［Ｅ］を供給する際の溶融温度（溶融バス内の温度）は１００〜３００℃が好ましい。そこで、本発明においては、樹脂［Ｅ］の炭素繊維［Ｂ］への含浸性の指標として、樹脂［Ｅ］の２００℃における溶融粘度に着目した。２００℃における溶融粘度が上記の好ましい範囲であれば、かかる好ましい溶融温度範囲において、炭素繊維［Ｂ］への含浸性に優れるため、炭素繊維［Ｂ］の分散性がより向上し、成形品の衝撃強度をより向上させることができる。
【００９９】
樹脂［Ｅ］の２００℃における２時間加熱後の溶融粘度変化率は、２％以下が好ましい。後述のとおり、炭素繊維［Ｂ］に樹脂［Ｅ］を供給する際の溶融温度（溶融バス内の温度）は１００〜３００℃が好ましい。そこで、かかる溶融粘度変化率を２％以下にすることで、長時間にわたり炭素繊維［Ｂ］に樹脂［Ｅ］を含浸させる場合においても、付着むらなどを抑制し、繊維束の安定した製造を確保できる。溶融粘度変化率は、より好ましくは１．５％以下であり、さらに好ましくは１．３％以下である。
【０１００】
なお、樹脂［Ｅ］の溶融粘度変化率は、次の方法により求めることができる。まず、４０ｍｍのパラレルプレートを用いて、０．５Ｈｚにて、粘弾性測定器により２００℃における溶融粘度を測定する。次いで、樹脂［Ｅ］を２００℃の熱風乾燥機に２時間静置した後、同様に２００℃における溶融粘度を測定し、下記式により溶融粘度変化率を算出する。
（溶融粘度変化率［％］）＝｛｜（２００℃にて２時間加熱後の２００℃における溶融粘度−２００℃にて２時間加熱前の２００℃における溶融粘度）｜／（２００℃にて２時間加熱前の２００℃における溶融粘度）｝×１００。
【０１０１】
本発明において、樹脂［Ｅ］として好ましく用いられるエポキシ樹脂とは、２つ以上のエポキシ基を有する化合物であって、実質的に硬化剤が含まれておらず、加熱しても、いわゆる三次元架橋による硬化をしないものをいう。グリシジル基を有する化合物が、炭素繊維［Ｂ］と相互作用しやすく、含浸しやすいので好ましい。また、成形加工時の炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させることができる。
【０１０２】
ここで、グリシジル基を有する化合物としては、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂が挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。中でも、粘度と耐熱性のバランスに優れるため、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂がより好ましい。
【０１０３】
また、樹脂［Ｅ］として用いられるエポキシ樹脂の数平均分子量は、２００〜５０００であることが好ましい。エポキシ樹脂の数平均分子量が２００以上であれば、成形品の力学特性をより向上させることができる。数平均分子量は、８００以上がより好ましく、１０００以上がさらに好ましい。一方、エポキシ樹脂の数平均分子量が５０００以下であれば、炭素繊維［Ｂ］への含浸性に優れ、炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させることができる。数平均分子量は、４０００以下がより好ましく、３０００以下がさらに好ましい。なお、エポキシ樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定することができる。
【０１０４】
また、テルペン樹脂としては、例えば、有機溶媒中でフリーデルクラフツ型触媒存在下、テルペン単量体を、単独で重合して、もしくは必要に応じて芳香族単量体等と共重合して得られる重合体または共重合体などが挙げられる。
【０１０５】
テルペン単量体としては、例えば、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、ｄ−リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α−フェランドレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、テルピノーレン、１，８−シネオール、１，４−シネオール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、サビネン、パラメンタジエン類、カレン類等の単環式モノテルペンなどが挙げられる。また、芳香族単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。
【０１０６】
中でも、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、ｄ−リモネンが熱可塑性樹脂［Ａ］との相溶性に優れるため好ましく、さらに、これらのテルペン単量体の単独重合体がより好ましい。また、これらテルペン樹脂を水素添加処理して得られる水素化テルペン樹脂が、より熱可塑性樹脂［Ａ］、特にポリプロピレン樹脂、との相溶性に優れるため好ましい。
【０１０７】
テルペン樹脂のガラス転移温度は、特に限定しないが、３０〜１００℃であることが好ましい。ガラス転移温度が３０℃以上であると、成形加工時に樹脂［Ｅ］の取扱性に優れる。また、ガラス転移温度が１００℃以下であると、成形加工時の樹脂［Ｅ］の流動性を適度に抑制し、成形性を向上させることができる。
【０１０８】
また、テルペン樹脂の数平均分子量は、２００〜５０００であることが好ましい。数平均分子量が２００以上であれば、成形品の曲げ強度および引張強度をより向上させることができる。また、数平均分子量が５０００以下であれば、テルペン樹脂の粘度が適度に低いことから含浸性に優れ、成形品中における炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させることができる。なお、テルペン樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定することができる。
【０１０９】
テルペンフェノール樹脂は、テルペン単量体とフェノール類を、触媒により反応させたものである。ここで、フェノール類としては、フェノールのベンゼン環上に、アルキル基、ハロゲン原子および／または水酸基を１〜３個有するものが好ましく用いられる。その具体例としては、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、t-ブチルフェノール、ノニルフェノール、３，４，５−トリメチルフェノール、クロロフェノール、ブロモフェノール、クロロクレゾール、ヒドロキノン、レゾルシノール、オルシノールなどを挙げることができる。これらを２種以上用いてもよい。これらの中でも、フェノールおよびクレゾールから選ばれた化合物が好ましい。
【０１１０】
また、テルペンフェノール樹脂の数平均分子量は、２００〜５，０００であることが好ましい。数平均分子量が２００以上であれば、成形品の曲げ強度および引張強度をより向上させることができる。また、数平均分子量が５，０００以下であれば、テルペンフェノール樹脂の粘度が適度に低いことから含浸性に優れ、成形品中における炭素繊維［Ｂ］の分散性をより向上させることができる。なお、テルペンフェノール樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定することができる。
【０１１１】
本発明の成形品にリン系難燃剤［Ｆ］を含むことにより、難燃性が向上するので好ましい。リン系難燃剤［Ｆ］は、脱水炭化促進作用により、成形品表面に緻密なチャーが形成され、熱や酸素を遮断し、炎の伝播を阻止することから難燃性を発現する。
【０１１２】
リン系難燃剤［Ｆ］としては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、その他芳香族リン酸エステル等のリン酸エステル系化合物や、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリスクロロエチルホスフェート、トリスクロロプロピルホスフェート等の含ハロゲンリン酸エステル化合物；縮合リン酸エステル化合物、ポリリン酸塩類、赤リン系化合物などが挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を併用してもよい。中でも縮合リン酸エステル化合物が、耐熱性と難燃性のバランスから好ましい。
【０１１３】
リン系難燃剤［Ｆ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１〜１５重量部が好ましい。含有量が１重量部以上であれば、成形材料を成形した際に、高い難燃性を得られる。含有量は、２重量部以上が好ましい。一方、含有量が１５重量部以下の場合力学物性が改善する。含有量は、１０重量部以下が好ましい。
【０１１４】
熱伝導フィラー［Ｈ］としては、炭素繊維［Ｂ］以外の、熱伝導特性を有するフィラーが選択される。フィラーの形状としては、板状、鱗片状、粒状、不定形状、破砕品などの非繊維状形状が挙げられる。フィラーとしては、例えば、マイカ、タルク、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、ワラステナイト、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、金属粉、金属フレーク、金属リボン、金属酸化物（アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン等）、カーボン粉末、黒鉛、カーボンフレーク、鱗片状カーボン、カーボンナノチューブなどが挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。なお、金属粉、金属フレークおよび金属リボンを構成する金属の具体例としては、銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、鉄、黄銅、クロム、錫などが例示できる。
【０１１５】
熱伝導フィラー［Ｈ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましい。含有量が１重量部以上であれば、成形材料を成形した際に、高い熱伝導特性を得られる。含有量は、１０重量部以上がより好ましい。一方、含有量が４０重量部以下の場合力学物性が改善する。含有量は、３０重量部以下がより好ましい。
【０１１６】
本発明の成形品は、本発明の目的を損なわない範囲で、カーボンブラック［Ｉ］を含んでもよい。カーボンブラック［Ｉ］を含むと、より導電性が向上する。導電性が高ければ高いほど電磁波を反射させる特性が高くなるため、電磁波シールド性が向上する。
【０１１７】
カーボンブラック［Ｉ］としては、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。
【０１１８】
これらカーボンブラック［Ｉ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、０．１重量部以上１５重量部以下が好ましい。含有量が０．１重量部以上であると、高い導電性および電磁波遮蔽性を得ることができる。含有量が１５重量部以下であると、樹脂組成物の増粘による、凝集の発生を抑制し、流動性低下を抑制するため、外観品位や衝撃強度が向上する。含有量は、より好ましくは、０．５〜１０重量部であり、さらに好ましくは、１〜７重量部である。
【０１１９】
次に、本発明の成形品を得るために適した、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形材料（以下、「成形材料」と記載する場合がある）について詳細に説明する。なお、本発明において「成形材料」とは、成形品を射出成形などで成形する際に用いる原料材を意味する。
【０１２０】
本発明の成形材料は、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む成形材料であって、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ］を４０〜９８重量部（４０重量部以上９８重量部以下）、炭素繊維を［Ｂ］を１〜４０重量部（１重量部以上４０重量部以下）、ポリロタキサン［Ｃ］を１〜２０重量部（１重量部以上２０重量部以下）を含む。
【０１２１】
本発明の成形材料において、炭素繊維［Ｂ］の含有量が、１重量部未満であると、得られる成形品の力学特性、特に曲げ強度および衝撃強度が低下する。炭素繊維［Ｂ］の含有量は５重量部以上が好ましく、７重量部以上がより好ましい。また、炭素繊維［Ｂ］の含有量が４０重量部を超えると、成形品中の炭素繊維［Ｂ］の分散性が低下し、成形品の力学特性、特に衝撃強度の低下を引き起こすことが多い。炭素繊維［Ｂ］の含有量は３５重量部以下が好ましい。
【０１２２】
本発明の成形材料におけるポリロタキサン［Ｃ］の含有量は、熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］および、ポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が１重量部未満の場合、ポリロタキサン［Ｃ］の応力緩和効果が発揮されにくく、成形品の靱性、すなわち衝撃強度が低下する。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量は１．５重量部以上が好ましい。一方で、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が２０重量部を超える場合、相対的に熱可塑性樹脂［Ａ］が含まれる量が少なくなるため、繊維強化熱可塑性樹脂成形品とならない。すなわち、成形性が低下するため好ましくない。ポリロタキサン［Ｃ］の含有量を２０重量部以下にすることで、成形性を維持することができる。１５重量部以下が好ましく、１０重量部以下がより好ましい。
【０１２３】
さらに、前記、炭素繊維［Ｂ］の含有量に対する、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量の割合（［Ｃ］／［Ｂ］）が、０．０４以上、０．５以下であることが好ましい。前記範囲にすることで、炭素繊維［Ｂ］に対するポリロタキサン［Ｃ］の応力緩和効果が発揮しやすくなるため、成形品の衝撃強度や落錘衝撃吸収エネルギーがさらに向上する。［Ｃ］／［Ｂ］は、０．０５以上が好ましく、０．１以上がより好ましく、０．１５以上がさらに好ましい。また、［Ｃ］／［Ｂ］は、０．４５以下が好ましく、０．４以下がより好ましく、０．２５以下がさらに好ましい。
【０１２４】
本発明の成形材料には２つの態様がある。
【０１２５】
第一の態様は、成形材料が芯鞘構造を有してなり、芯部は、ポリロタキサン［Ｃ］と炭素繊維［Ｂ］を含み、かつ前記芯部は、前記ロタキサン［Ｃ］に炭素繊維［Ｂ］の各単繊維が分散している状態であり、鞘部は、熱可塑性樹脂［Ａ］を含み、炭素繊維［Ｂ］の長さと、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである。
【０１２６】
第二の態様は、成形材料が芯鞘構造を有してなり、芯部は、炭素繊維［Ｂ］を含み、鞘部は、熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含み、炭素繊維［Ｂ］の長さと、繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の長さが実質的に同じである。
【０１２７】
以下それぞれの態様について説明する。
【０１２８】
第一の態様の成形材料は、ポリロタキサン［Ｃ］と炭素繊維［Ｂ］を含む繊維束［Ｇ］が、熱可塑性樹脂［Ａ］または、熱可塑性樹脂［Ａ］を含む樹脂組成物によって被覆された構造を有する。ここで、「被覆された構造」とは、繊維束［Ｇ］の表面に熱可塑性樹脂［Ａ］が配置されて、両者が接着されてなる構造を指す。繊維束［Ｇ］と熱可塑性樹脂［Ａ］の境界付近で部分的に熱可塑性樹脂［Ａ］が繊維束［Ｇ］の一部に入り込む状態になっていてもよい。つまり、熱可塑性樹脂［Ａ］が、境界付近で繊維束［Ｇ］を構成する炭素繊維［Ｂ］に含浸しているような状態、あるいはポリロタキサン［Ｃ］と相溶しているような状態になっていてもよい。
【０１２９】
繊維束［Ｇ］の表面に熱可塑性樹脂［Ａ］（または熱可塑性樹脂［Ａ］を含む樹脂組成物）を接着する際の、接着方法としては、溶融した熱可塑性樹脂［Ａ］（または樹脂組成物）を繊維束［Ｇ］の表面と接するように配置し、冷却・固化する方法が好ましい。その手法については特に限定されないが、より具体的には、押出機と電線被覆法用のコーティングダイを用いて、繊維束［Ｇ］の周囲に連続的に熱可塑性樹脂［Ａ］を被覆するように配置する方法や、ロール等で扁平化した繊維束［Ｇ］の片面あるいは両面から、押出機とＴダイを用いて溶融したフィルム状の熱可塑性樹脂［Ａ］を配置し、ロール等で一体化させる方法などを挙げることができる。
【０１３０】
例えば、図２や図３は、本発明の第一の態様の成形材料の好ましい断面形態の一例を示す概略図である。符号１は熱可塑性樹脂［Ａ］、符号２（黒い部分）は炭素繊維［Ｂ］、符号３（白い部分）はポリロタキサン［Ｃ］、符号４は繊維束［Ｇ］を示す。
【０１３１】
成形材料の断面形態は、繊維束［Ｇ］の外側に、熱可塑性樹脂［Ａ］が接着するように配置されていれば図に示されたものに限定されない。
【０１３２】
第一の態様の成形材料の断面は、図２の縦断面形態に示されるように、繊維束［Ｇ］が芯材となり熱可塑性樹脂［Ａ］で層状に挟まれて配置されている構成が好ましい。また図３の横断面形態に示されるように、繊維束［Ｇ］を芯部として、その周囲を熱可塑性樹脂［Ａ］が被覆した芯鞘構造に配置されている構成も好ましい。また、図４に示されるような複数の繊維束［Ｇ］を熱可塑性樹脂［Ａ］が被覆するように配置されている構成も好ましい。その場合、繊維束［Ｇ］の数は２〜６程度が望ましい。また、図１は、本発明における繊維束［Ｇ］の横断面形態の一例を示す概略図である。図１に示すように、本発明における繊維束［Ｇ］は、ポリロタキサン［Ｃ］に、炭素繊維［Ｂ］の各単繊維が分散している状態である。ここで、ポリロタキサン［Ｃ］に、炭素繊維［Ｂ］の各単繊維が分散している状態とは、炭素繊維［Ｂ］の各単繊維間に、ポリロタキサン［Ｃ］が満たされている状態を言う。ポリロタキサン［Ｃ］が、炭素繊維［Ｂ］に含浸した状態とも言える。なお、本発明において、縦断面とは、軸心方向を含む面での断面を意味し、横断面とは、軸心方向に直交する面での断面を意味する。また、成形材料が例えばペレットのような円柱状の場合、軸心方向とは、円柱の軸心を指す。
【０１３３】
なお、炭素繊維［Ｂ］の長さと成形材料の長さは実質的に同じである。これは例えば図３の態様に示されている。図３に示す成形材料は、炭素繊維［Ｂ］の各単繊維が成形材料の軸心方向（同一方向）にほぼ並列して配列され、炭素繊維［Ｂ］の長さは成形材料の長さと実質的に同じ長さである。図３において黒点は炭素繊維［Ｂ］を、白色部分はポリロタキサン［Ｃ］を示す。
【０１３４】
ここで言う、「ほぼ並列して配列されている」とは、炭素繊維［Ｂ］の長軸の軸線と、成形材料の長軸の軸線とが、同方向を指向している状態を示す。具体的には、炭素繊維［Ｂ］の長軸の軸線と、成形材料の長軸の軸線のなす角度は好ましくは２０°以下であり、より好ましくは１０°以下であり、さらに好ましくは５°以下である。また、炭素繊維［Ｂ］の長さは成形材料の長さが「実質的に同じ長さ」とは、成形材料内部で炭素繊維［Ｂ］が意図的に切断されておらず、成形材料全長よりも有意に短い炭素繊維［Ｂ］が実質的に含まれていないことを示す。特に、限定するわけではないが、成形材料全長の５０％以下の長さの炭素繊維［Ｂ］の含有量が、全炭素繊維［Ｂ］中３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。炭素繊維［Ｂ］が成形材料と実質的に同じ長さを有することにより、得られる成形品中の炭素繊維長を長くすることができ、衝撃強度をより向上させることができる。炭素繊維［Ｂ］および成形材料の長さは、１８ｍｍ以下、３ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以下、５ｍｍ以上がより好ましい。成形材料は、長手方向にほぼ同一の断面形状を保ち連続であることが好ましい。
【０１３５】
次に、本発明における第一の態様の成形材料の製造方法を記す。
【０１３６】
本発明において、炭素繊維［Ｂ］にポリロタキサン［Ｃ］を含浸させて繊維束［Ｇ］を得る方法は、特に限定されないが、例えば、ポリロタキサン［Ｃ］を１００〜３００℃の溶融状態で炭素繊維［Ｂ］と接触させて、ポリロタキサン［Ｃ］を炭素繊維［Ｂ］に付着させる工程（Ｉ）と、ポリロタキサン［Ｃ］が付着している炭素繊維［Ｂ］を加熱して炭素繊維［Ｂ］にポリロタキサン［Ｃ］を含浸させ、繊維束［Ｇ］を得る工程（ＩＩ）を含む方法などが挙げられる。ポリロタキサン［Ｃ］と樹脂［Ｅ］を併用してもよい。その場合は、樹脂［Ｅ］はポリロタキサン［Ｃ］と同様に炭素繊維［Ｂ］に付着および含浸させる。
【０１３７】
上記工程（Ｉ）において、ポリロタキサン［Ｃ］を供給して炭素繊維［Ｂ］と付着させる方法は特に限定されないが、例えば、炭素繊維［Ｂ］に油剤、サイジング剤およびマトリックス樹脂等を付与する場合に用いられる任意の方法を用いることができる。中でも、ディッピングもしくはコーティングが好ましく用いられる。
【０１３８】
ここで、ディッピングとは、ポンプにてポリロタキサン［Ｃ］を溶融バスに供給し、該溶融バス内に炭素繊維［Ｂ］を通過させる方法をいう。炭素繊維［Ｂ］を溶融バス内のポリロタキサン［Ｃ］に浸すことで、確実にポリロタキサン［Ｃ］を炭素繊維［Ｂ］に付着させることができる。
【０１３９】
また、コーティングとは、例えば、リバースロール、正回転ロール、キスロール、スプレイ、カーテンなどのコーティング手段を用いて、炭素繊維［Ｂ］にポリロタキサン［Ｃ］を塗布する方法をいう。リバースロール、正回転ロールまたはキスロールにおいては、ポンプで溶融させたポリロタキサン［Ｃ］をロールに供給し、炭素繊維［Ｂ］にポリロタキサン［Ｃ］の溶融物を塗布する方法をいう。さらに、リバースロールは、炭素繊維［Ｂ］を挟み、２本のロールを設置し、２本のロールが接触部で互いに逆方向に回転し、ロール上に溶融したポリロタキサン［Ｃ］を塗布する方法である。正回転ロールは、炭素繊維［Ｂ］を挟み、２本のロールを設置し、２本のロールが接触部で同じ方向に回転し、ロール上に溶融したポリロタキサン［Ｃ］を塗布する方法である。一方で、キスロールは、炭素繊維［Ｂ］とロールが接触しているだけで、ポリロタキサン［Ｃ］を付着させる方法である。そのため、キスロールは比較的粘度の低い場合の使用が好ましい。いずれのロール方法を用いても、加熱溶融したポリロタキサン［Ｃ］の所定量を塗布させ、炭素繊維［Ｂ］を接触させながら走らせることで、繊維の単位長さ当たり所定量のポリロタキサン［Ｃ］を付着させることができる。スプレイは、霧吹きの原理を利用したもので、溶融したポリロタキサン［Ｃ］を霧状にして炭素繊維［Ｂ］に吹き付ける方法である。カーテンは、溶融したポリロタキサン［Ｃ］を小孔から自然落下させ塗布する方法または溶融槽からオーバーフローさせ塗布する方法である。塗布に必要な量を調節しやすいため、ポリロタキサン［Ｃ］の損失を少なくできる。
【０１４０】
また、ポリロタキサン［Ｃ］を供給する際の溶融温度（溶融バス内の温度）は、１００〜３００℃が好ましい。溶融温度が１００℃以上であれば、ポリロタキサン［Ｃ］の粘度を適度に抑え、付着むらを抑制することができる。溶融温度は１５０℃以上がより好ましい。一方、溶融温度が３００℃以下であれば、長時間にわたり製造した場合にも、ポリロタキサン［Ｃ］の熱分解を抑制することができる。溶融温度は２５０℃以下がより好ましい。温度１００〜３００℃の溶融状態でポリロタキサン［Ｃ］を炭素繊維［Ｂ］と接触させることで、炭素繊維［Ｂ］にポリロタキサン［Ｃ］を安定して付着させることができる。
【０１４１】
次いで、工程（Ｉ）で得られた、ポリロタキサン［Ｃ］が付着した炭素繊維［Ｂ］を加熱して含浸させる工程（工程（ＩＩ））について説明する。具体的には、ポリロタキサン［Ｃ］が付着した炭素繊維［Ｂ］に対して、ポリロタキサン［Ｃ］が溶融する温度において、ロールやバーを用いて張力をかける、拡幅および集束を繰り返す、圧力や振動を加えるなどの操作を行うことにより、ポリロタキサン［Ｃ］を炭素繊維［Ｂ］の内部まで含浸するようにする工程である。より具体的な例として、加熱された複数のロールやバーの表面に炭素繊維［Ｂ］を接触するように通して拡幅などを行う方法を挙げることができる。中でも、絞り口金、絞りロール、ロールプレスまたはダブルベルトプレスを用いる方法が好適に用いられる。ここで、絞り口金とは、進行方向に向かって、口金径の狭まる口金のことである。絞り口金を用いることにより、炭素繊維［Ｂ］を集束させながら、余分に付着したポリロタキサン［Ｃ］を掻き取ると同時に、炭素繊維［Ｂ］に対するポリロタキサン［Ｃ］の含浸を促すことができる。また、絞りロールとは、ローラーで炭素繊維［Ｂ］に張力をかけることで、余分に付着したポリロタキサン［Ｃ］を掻き取ると同時に、炭素繊維［Ｂ］に対するポリロタキサン［Ｃ］の含浸を促すローラーのことである。また、ロールプレスは、２つのロール間の圧力で連続的に炭素繊維［Ｂ］内部の空気を除去すると同時に、炭素繊維［Ｂ］に対するポリロタキサン［Ｃ］の含浸を促す装置である。ダブルベルトプレスとは、炭素繊維［Ｂ］の上下からベルトを介してプレスすることで、炭素繊維［Ｂ］に対するポリロタキサン［Ｃ］の含浸を促す装置である。
【０１４２】
また、工程（ＩＩ）において、ポリロタキサン［Ｃ］の供給量の８０〜１００重量％が炭素繊維［Ｂ］に含浸されることが好ましい。収率に直接影響するため、経済性および生産性の観点から供給量に対する含浸量が高いほど好ましい。含浸量は、より好ましくは、８５〜１００重量％であり、さらに好ましくは９０〜１００重量％である。含浸量が８０重量％以上であれば、経済性の観点に加えて、工程（ＩＩ）におけるポリロタキサン［Ｃ］に起因する揮発成分の発生を抑制し、繊維束［Ｇ］内部のボイド発生を抑制することができる。
【０１４３】
また、工程（ＩＩ）において、ポリロタキサン［Ｃ］の最高温度が１５０〜４００℃であることが好ましい。最高温度が１５０℃以上であれば、樹脂［Ｅ］を含む場合にも樹脂［Ｅ］を十分に溶融してより効果的に含浸させることができる。最高温度は１８０℃以上がより好ましく、２００℃以上がさらに好ましい。一方、最高温度が４００℃以下であれば、ポリロタキサン［Ｃ］の分解反応などの好ましくない副反応を抑制することができる。最高温度は、３８０℃以下がより好ましく、３５０℃以下がさらに好ましい。
【０１４４】
工程（ＩＩ）における加熱方法としては、特に限定されないが、具体的には、加熱したチャンバーを用いる方法や、ホットローラーを用いて加熱と加圧を同時に行う方法などが例示できる。
【０１４５】
ポリロタキサン［Ｃ］の架橋反応や分解反応などの好ましくない副反応の発生を抑制する観点から、非酸化性雰囲気下で加熱することが好ましい。ここで、非酸化性雰囲気とは酸素濃度が５体積％以下、好ましくは２体積％以下、さらに好ましくは酸素を含有しない雰囲気、すなわち、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下であることを指す。特に、経済性および取り扱いの容易さの面から、窒素雰囲気下が好ましい。
【０１４６】
また、前記工程（Ｉ）および（ＩＩ）の前段階において、炭素繊維［Ｂ］束を予め開繊してもよい。開繊とは収束された炭素繊維束を分繊させる操作であり、ポリロタキサン［Ｃ］の含浸性をさらに高める効果が期待できる。開繊により、炭素繊維束の厚みは薄くなり、開繊前の炭素繊維束の幅をｂ１（ｍｍ）、厚みをａ１（μｍ）、開繊後の炭素繊維束の幅をｂ２（ｍｍ）、厚みをａ２（μｍ）とした場合、開繊比＝（ｂ２／ａ２）／（ｂ１／ａ１）を２．０以上とすることが好ましく、２．５以上とすることがさらに好ましい。
【０１４７】
炭素繊維束の開繊方法としては、特に制限はなく、例えば凹凸ロールを交互に通過させる方法、太鼓型ロールを使用する方法、軸方向振動に張力変動を加える方法、垂直に往復運動する２個の摩擦体による炭素繊維束の張力を変動させる方法、炭素繊維束にエアを吹き付ける方法などを利用できる。
【０１４８】
かかる繊維束［Ｇ］を、熱可塑性樹脂［Ａ］または熱可塑性樹脂［Ａ］を含む樹脂組成物で被覆することにより第一の態様の成形材料を得ることができる。
【０１４９】
第二の態様の成形材料は、炭素繊維［Ｂ］を含む繊維束［Ｊ］の外側が、熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物で被覆された構造を有する。ここで、「被覆された構造」とは、繊維束［Ｊ］の表面に、熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む熱可塑性樹脂組成物が配置されて、両者が接着されてなる構造を指す。繊維束［Ｊ］と熱可塑性樹脂組成物の境界で部分的に熱可塑性樹脂組成物が繊維束［Ｊ］の一部に入り込む状態になっていてもよい。つまり、熱可塑性樹脂組成物が、境界付近で、繊維束［Ｊ］を構成する炭素繊維［Ｂ］に含浸しているような状態になっていてもよい。
【０１５０】
炭素繊維［Ｂ］に樹脂［Ｅ］を含浸させて繊維束［Ｊ］としてもよい。樹脂［Ｅ］は、炭素繊維［Ｂ］に含浸させることにより、炭素繊維［Ｂ］が熱可塑性樹脂［Ａ］を含む熱可塑性樹脂組成物中に分散することを助ける、いわゆる含浸助剤、分散助剤としての役割を持つ。
【０１５１】
炭素繊維［Ｂ］に樹脂［Ｅ］を含浸させた繊維束［Ｊ］を得る方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂［Ｅ］を１００〜３００℃の溶融状態で炭素繊維［Ｂ］と接触させて、樹脂［Ｅ］を炭素繊維［Ｂ］に付着させる工程（Ｉ）と、樹脂［Ｅ］が付着している炭素繊維［Ｂ］を加熱して炭素繊維［Ｂ］に樹脂［Ｅ］を含浸させ、繊維束［Ｊ］を得る工程（ＩＩ）を含む方法などが挙げられる。なお、工程（Ｉ）および工程（ＩＩ）としては、それぞれ第一の態様の成形材料を製造する際と同様の方法を用いることができる。その場合は、ポリロタキサン［Ｃ］を、樹脂［Ｅ］に読み替える。
【０１５２】
かかる繊維束［Ｊ］を、熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物で被覆することにより第二の態様の成形材料を得ることができる。繊維束［Ｊ］を、熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物で被覆する方法は、前記第一の態様において繊維束［Ｇ］を、熱可塑性樹脂［Ａ］または熱可塑性樹脂［Ａ］を含む樹脂組成物で被覆する方法と同様である。
【０１５３】
第二の態様の成形材料において、炭素繊維［Ｂ］の長さと成形材料の長さは実質的に同じである。ここで、「長さは実質的に同じ」の定義は、第一の態様の成形材料と同様である。第一の態様の成形材料と同様、第二の態様の成形材料も、炭素繊維［Ｂ］および成形材料の長さは、１８ｍｍ以下、３ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以下、５ｍｍ以上がより好ましい。成形材料は、長手方向にほぼ同一の断面形状を保ち連続であることが好ましい。
【０１５４】
本発明の成形材料は、必ずしも単一の成形材料から構成されている必要はなく、２種以上の成形材料の組み合わせであってもよい。２種以上の成形材料を組み合わせる方法としては、２種以上の成形材料をドライブレンドする方法が挙げられる。具体的には、例えば、（ｉ）炭素繊維［Ｂ］にポリロタキサン［Ｃ］を含浸させてなる繊維束［Ｇ］の外側に、熱可塑性樹脂［Ａ］を被覆した成形材料（ブレンド成分１）、ならびに、（ｉｉ）熱可塑性樹脂［Ａ］とポリロタキサン［Ｃ］とを溶融混練してなる樹脂組成物からなる成形材料（ブレンド成分２）を、各成分の含有量が前記範囲になるようにドライブレンドする方法が挙げられる。
【０１５５】
ここで、ブレンド成分１とブレンド成分２の混合比率（ブレンド成分１／ブレンド成分２）は７５／２５〜２５／７５（重量比）が好ましく、７０／３０〜３０／７０がより好ましく、６７／３３〜３３／６７がさらに好ましい。かかる混合比率において、各成分の含有量が前記好ましい範囲になるように、ブレンド成分１およびブレンド成分２の組成を調整することが好ましい。
【０１５６】
本発明の成形材料は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］に加えて、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、２００℃における溶融粘度が熱可塑性樹脂［Ａ］よりも低い樹脂［Ｅ］、リン系難燃剤［Ｆ］、熱伝導フィラー［Ｈ］、カーボンブラック［Ｉ］などが挙げられる。前記成分［Ｅ］〜［Ｉ］としては、本発明の成形品について他の成分として例示したものを用いることができる。
【０１５７】
樹脂［Ｅ］としては、本発明の成形品の構成成分として先に例示したものを用いることができる。中でもビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂および水素化テルペン樹脂から選ばれた樹脂が好ましい。樹脂［Ｅ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、０．１〜１２重量部が好ましい。含有量が０．１重量部以上であれば、成形材料を成形した際に、高い繊維分散性を得られる。含有量は、２重量部以上が好ましい。一方、含有量が１２重量部以下の場合、力学物性の低下を抑制できる。含有量は、１０重量部以下が好ましい。
【０１５８】
リン系難燃剤［Ｆ］としては、本発明の成形品の構成成分として先に例示したものを用いることができる。中でも縮合リン酸エステル化合物が、耐熱性と難燃性のバランスから好ましい。リン系難燃剤の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１〜１５重量部が好ましい。含有量を１重量部以上にすることにより、成形材料を成形した際に、高い難燃性を得られる。含有量は、２重量部以上が好ましい。含有量を１５重量部以下にすることにより、力学物性が改善する。含有量は、１０重量部以下が好ましい。
【０１５９】
熱伝導フィラー［Ｈ］としては、炭素繊維［Ｂ］以外の、熱伝導性を有するフィラーが挙げられ、本発明の成形品において例示した熱伝導フィラー［Ｈ］を用いることができる。
【０１６０】
熱伝導フィラー［Ｈ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましい。含有量が１重量部以上であれば、成形材料を成形した際に、高い熱伝導特性を得られる。含有量は、１０重量部以上が好ましい。一方、含有量が４０重量部以下の場合、力学物性が改善する。含有量は、３０重量部以下が好ましい。
【０１６１】
カーボンブラック［Ｉ］としては、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらを２種以上含有してもよい。カーボンブラック［Ｉ］を配合すると、より導電性が向上する。導電性が高ければ高いほど電磁波を反射させる特性が高くなるため、電磁波シールド性が向上する。
【０１６２】
カーボンブラック［Ｉ］の含有量は、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、０．１〜１５重量部が好ましい。含有量が０．１重量部以上であると、成形材料を成形した際に、高い導電性および電磁波遮蔽性が得られる。含有量は、０．５重量部以上がより好ましく、１重量部以上がさらに好ましい。一方、含有量が１５重量部以下の場合、力学特性、特に衝撃強度が改善する。含有量は、１０重量部以下がより好ましく、７重量部以下がさらに好ましい。
【０１６３】
本発明の成形材料において、リン系難燃剤［Ｆ］や熱伝導フィラー［Ｈ］やカーボンブラック［Ｉ］は、原材料の中のいずれかに含まれていればよい。芯部である、繊維束［Ｇ］または［Ｊ］内に含まれていてもよいし、鞘部である熱可塑性樹脂［Ａ］中に含まれていてもよいし、その両方に含まれていてもよい。一方で、樹脂［Ｅ］は、繊維束［Ｇ］または［Ｊ］内に含まれることが好ましい。
【０１６４】
本発明の第一の態様の成形材料における、繊維束［Ｇ］を被覆するための、熱可塑性樹脂［Ａ］を含む樹脂組成物、あるいは、本発明の第二の態様の成形材料における、繊維束［Ｊ］を被覆するための熱可塑性樹脂［Ａ］およびポリロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物は、樹脂圧１．０ＭＰａ以上で溶融混練することが好ましい。本発明における樹脂圧とは、溶融混練装置に取り付けた樹脂圧力計で測定したゲージ圧を言う。樹脂圧は、１．０ＭＰａ以上であれば機械的性能が許す限り特に制限はないが、好ましくは１．０〜１０ＭＰａの範囲、さらに好ましくは１．５〜７ＭＰａの範囲であれば、樹脂の劣化が小さいため好ましい。また、第二の態様においては、上記範囲の樹脂圧で溶融混練すると、得られる成形品におけるポリロタキサン［Ｃ］が熱可塑性樹脂［Ａ］内により相溶しやすくなるため、成形品の靱性が向上し、衝撃強度に優れる。
【０１６５】
溶融混練時の樹脂圧力を調整する方法としては、特に制限はないが、例えば溶融混練温度の調整により樹脂粘度を調製する方法、目的の樹脂圧力になるような分子量のポリマーを選択する方法、逆フルフライト、ニーディングブロック導入などのスクリューアレンジ変更による方法、バレル内のポリマー充満率を調整する方法、スクリュー回転数を調整する方法、任意の添加剤を混合することによる樹脂粘度を調整する方法、炭酸ガス導入により超臨界状態にする方法などが挙げられる。
【０１６６】
本発明の成形材料は、例えば、射出成形やプレス成形などの手法により成形されて成形品となる。成形材料の取扱性の点から、繊維束［Ｇ］または繊維束［Ｊ］と、熱可塑性樹脂［Ａ］は、成形が行われるまでは接着されたまま分離せず、前述したような形状を保っていることが好ましい。繊維束［Ｇ］または繊維束［Ｊ］と、熱可塑性樹脂［Ａ］は、形状（サイズ、アスペクト比）、比重および質量が全く異なるため、両者が分離した場合、成形までの材料の運搬、取り扱い時、成形工程での材料移送時等に分級し、成形品の力学特性にバラツキを生じたり、流動性が低下して金型詰まりを起こしたり、成形工程でブロッキングする場合がある。図３に例示されるような芯鞘構造であれば、熱可塑性樹脂［Ａ］が繊維束［Ｇ］または繊維束［Ｊ］を拘束し、強固な複合化ができる。製造の容易さと、材料の取り扱いの容易さから、本発明の成形材料は、芯鞘構造とすることがより好ましい。
【０１６７】
本発明の成形材料は、その軸心方向に、ほぼ同一の断面形状を保っていれば、連続であってもよいし、ある長さに切断されていてもよい。成形材料の長さは、１８ｍｍ以下、３ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以下、５ｍｍ以上の範囲の長さがより好ましい。成形材料の長さがかかる範囲であることにより、成形時の流動性および取扱性を十分に高めることができる。このような成形材料としてとりわけ好ましい態様は、射出成形用の長繊維ペレットが例示できる。ここで長繊維ペレットとは、前記のとおり炭素繊維［Ｂ］の長さが成形材料の長さが実質的に同じ長さを有する成形材料をいう。炭素繊維［Ｂ］は、ペレットの軸心方向に一方向に繊維が揃っていることが好ましい。
【０１６８】
また、本発明の成形材料は、連続または長尺のままでも成形法によっては使用可能である。例えば、連続の成形材料を熱可塑性ヤーンプリプレグとして、加熱しながらマンドレルに巻き付け、ロール状成形品を得ることができる。また、本発明の成形材料を、連続のまま、複数本一方向に引き揃えて加熱・融着させることにより、一方向熱可塑性プリプレグを作製することも可能である。このようなプリプレグは、軽量性、高強度、高弾性率および高衝撃強度が要求されるような分野、例えば自動車部材などに適用が可能である。
【０１６９】
本発明の成形材料を成形することにより、成形品を得ることができる。成形方法としては、特に限定しないが、射出成形、オートクレーブ成形、プレス成形、フィラメントワインディング成形、スタンピング成形などの生産性に優れた成形方法を挙げることができる。これらを組み合わせて用いることもできる。また、インサート成形、アウトサート成形などの一体化成形にも適用することができる。さらに、成形後に、加熱による矯正処置や、熱溶着、振動溶着、超音波溶着などの生産性に優れた接着工法を活用することもできる。これらの中でも、金型を用いた成形方法が好ましく、特に射出成形機を用いた成形方法が、連続的に安定した成形品を得ることができるので好ましい。射出成形の条件としては、特に規定はないが、例えば、射出時間：０．５秒〜１５秒、より好ましくは１秒〜１０秒、背圧：０．１ＭＰａ〜２０ＭＰａ、より好ましくは２〜１５ＭＰａ、さらに好ましくは３ＭＰａ〜１０ＭＰａ、保圧力：１ＭＰａ〜１５０ＭＰａ、より好ましくは５ＭＰａ〜１００ＭＰａ、保圧時間：１秒〜２０秒、より好ましくは５秒〜２０秒、シリンダー温度：２００℃〜３２０℃、金型温度：２０℃〜１００℃の条件が好ましい。ここで、シリンダー温度とは、射出成形機の成形材料を加熱溶融する部分の温度を示し、金型温度とは、所定の形状にするための樹脂を注入する金型の温度を示す。これらの条件、特に射出時間、背圧および金型温度を適宜選択することにより、成形品における炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］を前述の好ましい範囲に調整することができる。
【０１７０】
本発明の成形品の用途としては、例えば、インストルメントパネル、ドアビーム、アンダーカバー、ランプハウジング、ペダルハウジング、ラジエータサポート、スペアタイヤカバー、フロントエンドなどの各種モジュール；シリンダーヘッドカバー、ベアリングリテーナ、インテークマニホールド、ペダル等の自動車部品・部材および外板；ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、フェイリング、リブなどの航空機関連部品・部材および外板；モンキー、レンチ等の工具類；電話、ファクシミリ、ＶＴＲ、コピー機、テレビ、電子レンジ、音響機器、トイレタリー用品、レーザーディスク（登録商標）、冷蔵庫、エアコンなどの家庭・事務電気製品部品；パーソナルコンピューター、デジタルカメラ、携帯電話などの筐体や、パーソナルコンピューターの内部でキーボードを支持する部材であるキーボード支持体などの電気・電子機器用部材などが挙げられる。本発明の成形品は、衝撃強度および導電性に優れることから、前記用途の中でも、パーソナルコンピューター、デジタルカメラ、携帯電話などの筐体に好適に用いられる。
【実施例】
【０１７１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定するものではない。まず、各種特性の評価方法について説明する。【０１７２】
（１）成形品中の炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長
各実施例および比較例により得られた８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚の試験片に、ＩＳＯ  ２８１８（１９９４）に準拠して、ノッチ角度４５°、深さ２ｍｍのノッチ加工を施した。ノッチ加工を施した試験片について、ＩＳＯ１７９−１（２０１０）に準拠し、１．０Ｊのハンマーを用いて、ノッチ付きシャルピー衝撃試験を行った。この試験によって破壊された試験片を、２００〜３００℃に設定したホットステージの上にガラス板間に挟んだ状態で加熱し、フィルム状にした。このようにして得られた炭素繊維［Ｂ］が均一分散したフィルムを、光学顕微鏡（５０〜２００倍）にて観察し、無作為に選んだ１０００本の炭素繊維［Ｂ］の繊維長を計測した。各実施例においてはいずれも共通の炭素繊維を使用したため、炭素繊維の密度および径は同一であることから、下記式から重量平均繊維長（ＬＷ）を算出した。
重量平均繊維長＝Σ（Ｍｉ２×Ｎｉ）／Σ（Ｍｉ×Ｎｉ）
Ｍｉ：繊維長（ｍｍ）
Ｎｉ：繊維長Ｍｉの繊維の個数  。【０１７３】
（２）成形品の繊維分散性
各実施例および比較例により得られた、８０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍ厚の試験片表裏それぞれの面に存在する未分散炭素繊維束の個数を目視でカウントした。１ｍｍ角を超える繊維束を未分散炭素繊維束とした。評価は５０枚の試験片について行い、以下の基準に基づき、その合計個数について繊維分散性の判定を以下の基準で行い、ＡおよびＢを合格とした。
Ａ：未分散炭素繊維束が１個未満
Ｂ：未分散炭素繊維束が１個以上１０個未満
Ｃ：未分散炭素繊維束が１０個以上  。【０１７４】
（３）成形品の曲げ強度／曲げ弾性率
各実施例および比較例により得られたＩＳＯ型ダンベル試験片について、ＩＳＯ  １７８（２０１０）に準拠し、３点曲げ試験冶具（圧子半径５ｍｍ）を用いて支点距離を６４ｍｍに設定し、試験速度２ｍｍ／分の試験条件にて曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。試験機として、“インストロン”（登録商標）万能試験機５５６６型（インストロン社製）を用いた。【０１７５】
（４）成形品の衝撃強度
各実施例および比較例により得られた８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚の試験片に、ＩＳＯ  ２８１８（１９９４）に準拠して、ノッチ角度４５°、深さ２ｍｍのノッチ加工を施した。ノッチ加工を施した試験片について、ＩＳＯ１７９−１（２０１０）に準拠し、１．０Ｊのハンマーを用いて、ノッチ付きシャルピー衝撃強度を測定した。また、シャルピー衝撃強度が７０ｋＪ／ｍ２以上で試験片が２つに分断されないものは、ノンブレイク（ＮＢ）とした。【０１７６】
（５）成形品の体積抵抗率測定
各実施例および比較例により得られたＩＳＯ型ダンベル試験片を帯ノコで８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚の寸法に切断し、切断面を粗さ４００番のサンドペーパーで平滑化し、体積抵抗率測定用試験片を得た。ＪＩＳ  Ｋ  ６２７１（２００８）に準拠し、抵抗計ＨＩＯＫＩ３５４１を用いて、四端子法にて体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を測定した。【０１７７】
（６）成形品の落錘衝撃吸収エネルギー測定
各実施例および比較例により得られた８０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍの試験片について、落錘式衝撃試験機ＩＭ１０（ＩＭＡＴＥＫ社製）を用いて測定を行った。錘先端丸形状のタップ（φ２０ｍｍ）を使用し、錘質量１５ｋｇ、落錘速度４．４ｍ／秒、試験温度２３℃の条件にて落錘衝撃試験を実施し、落錘衝撃吸収エネルギー（Ｊ）を測定した。測定は３回行い、その平均値を各実施例および比較例の落錘衝撃吸収エネルギーとして算出した。【０１７８】
（７）溶融粘度
各実施例および比較例に用いた熱可塑性樹脂［Ａ］および樹脂［Ｅ］について、レオメーターＡＲＥＳ（ＴＡインスツルメント社製）を使用し、４０ｍｍのパラレルプレートを用いて、０．５Ｈｚにて、粘弾性測定器により２００℃における溶融粘度を測定した。また、樹脂［Ｅ］を２００℃の熱風乾燥機に２時間静置した後、同様に２００℃における溶融粘度を測定した。溶融粘度変化率は、下記式により求めた。
（溶融粘度変化率［％］）＝｛｜（２００℃にて２時間加熱後の２００℃における溶融粘度−２００℃にて２時間加熱前の２００℃における溶融粘度）｜／（２００℃にて２時間加熱前の２００℃における溶融粘度）｝×１００  。【０１７９】
（参考例１）炭素繊維［Ｂ−１］の作製
ポリアクリロニトリルを主成分とする共重合体を用いて、紡糸、焼成処理および表面酸化処理の各工程を経て、総単糸数２４，０００本、単繊維径７μｍ、単位長さ当たりの質量１．６ｇ／ｍ、比重１．８ｇ／ｃｍ３、表面酸素濃度比［Ｏ／Ｃ］０．１２の均質な炭素繊維［Ｂ−１］を得た。この炭素繊維のストランド引張強度は４８８０ＭＰａ、ストランド引張弾性率は２２５ＧＰａであった。【０１８０】
ここで、表面酸素濃度比は、表面酸化処理を行った後の炭素繊維を用いて、Ｘ線光電子分光法により、次の手順にしたがって求めた。まず、炭素繊維束を２０ｍｍにカットして、銅製の試料支持台に拡げて並べた。Ｘ線光電子分光装置の試料チャンバー内を１×１０−８Ｔｏｒｒに保ち、Ｘ線源としてＡｌＫα１、２を用いて測定した。測定時の帯電に伴うピークの補正値としてＣ１ｓの主ピークの運動エネルギー値（Ｋ．Ｅ．）を１２０２ｅＶに合わせた。Ｋ．Ｅ．として１１９１〜１２０５ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより、Ｃ１ｓピーク面積を求めた。Ｋ．Ｅ．として９４７〜９５９ｅＶの範囲で直線のベースラインを引くことにより、Ｏ１ｓピーク面積を求めた。Ｏ１ｓピーク面積とＣ１ｓピーク面積の比から装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出した。Ｘ線光電子分光装置として、国際電気社製モデルＥＳ−２００を用い、感度補正値を１．７４とした。【０１８１】
サイジング剤として、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル（エポキシ当量：１４０ｇ／ｅｑ）を、２重量％になるように水に溶解させたサイジング処理液を調製し、付着量がサイジング剤と炭素繊維の合計に対して、１．０重量％になるよう、浸漬法により炭素繊維にサイジング剤を付与し、２３０℃で乾燥を行った。こうして得られた炭素繊維［Ｂ−１］のサイジング剤付着量は、サイジング剤と炭素繊維の合計に対して、１．０重量％であった。【０１８２】
（参考例２）繊維束［Ｇ］の作製
塗布温度１５０℃に加熱されたロール上に、各実施例および比較例に示すポリロタキサン［Ｃ］を加熱溶融した液体の被膜を形成させた。ロール上に一定した厚みの被膜を形成するため、リバースロールを用いた。このロール上に、参考例１で得られた連続した炭素繊維［Ｂ−１］束を接触させながら通過させて、炭素繊維［Ｂ−１］束にポリロタキサン［Ｃ］を付着させた。次に、ポリロタキサン［Ｃ］が付着した炭素繊維［Ｂ−１］束を、窒素雰囲気下において、含浸温度２５０℃に加熱されたチャンバー内にて、５組の直径５０ｍｍのロールプレス間を通過させた。この操作により、ポリロタキサン［Ｃ］を炭素繊維束の内部まで含浸させ、所定の含有量とした繊維束［Ｇ］を形成した。【０１８３】
（参考例３）繊維束［Ｊ］の作製
塗布温度１５０℃に加熱されたロール上に、各実施例に示す樹脂［Ｅ］を加熱溶融した液体の被膜を形成させた。ロール上に一定した厚みの被膜を形成するため、リバースロールを用いた。このロール上に、参考例１で得られた連続した炭素繊維［Ｂ−１］束を接触させながら通過させて、炭素繊維［Ｂ−１］束に樹脂［Ｅ］を付着させた。次に、樹脂［Ｅ］が付着した炭素繊維［Ｂ−１］束を、窒素雰囲気下において、含浸温度２５０℃に加熱されたチャンバー内にて、５組の直径５０ｍｍのロールプレス間を通過させた。この操作により、樹脂［Ｅ］を炭素繊維束の内部まで含浸させ、所定の含有量とした繊維束［Ｊ］を形成した。【０１８４】
（参考例４）熱可塑性樹脂組成物の作製
ＪＳＷ製ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、ダイス直径５ｍｍ、バレル温度２６０℃、スクリュー回転数１５０ｒｐｍ）を使用し、各実施例および比較例に示す熱可塑性樹脂［Ａ］、ポリロタキサン［Ｃ］、リン系難燃剤［Ｆ］およびカーボンブラック［Ｉ］を、各実施例および比較例に示す組成比になるようにドライブレンドしたものをメインホッパーから供給し、下流の真空ベントより脱気を行いながら、溶融樹脂組成物をダイス口から吐出した。得られたストランドを冷却後、カッターで切断して熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。【０１８５】
各実施例および比較例に用いた原料を以下に示す。【０１８６】
熱可塑性樹脂［Ａ］
［Ａ−１］ポリカーボネート樹脂（帝人化成（株）製、「“パンライト”（登録商標）Ｌ−１２２５Ｌ」）を用いた。２００℃における溶融粘度を上記（７）に記載の方法により測定した結果、１４０００Ｐａ・ｓであった。【０１８７】
［Ａ−２］ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製“プライムポリプロ”（登録商標）Ｊ１３７Ｇ）とマレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（三井化学（株）製“アドマー”（登録商標）ＱＥ８４０）を重量比８５／１５でペレットブレンドしたものを用いた。２００℃における溶融粘度を上記（７）に記載の方法により測定した結果、５０Ｐａ・ｓであった。【０１８８】
ポリロタキサン［Ｃ］
［Ｃ−１］“セルム（登録商標）”スーパーポリマーＳＨ２４００Ｐ（アドバンスト・ソフトマテリアルズ（株）製：重量平均分子量４０万；環状分子はα−シクロデキストリン；直鎖状分子は重量平均分子量２０，０００のポリエチレングリコール；封鎖基はアダマンタン基；環状分子はポリ（ε−カプロラクトン）からなるグラフト鎖により修飾されている）
［Ｃ−２］“セルム（登録商標）”スーパーポリマーＳＨ１３００Ｐ（アドバンスト・ソフトマテリアルズ（株）製：重量平均分子量１８万；環状分子はα−シクロデキストリン；直鎖状分子は重量平均分子量１１，０００のポリエチレングリコール；封鎖基はアダマンタン基；環状分子はポリ（ε−カプロラクトン）からなるグラフト鎖により修飾されている）。【０１８９】
樹脂［Ｅ］
［Ｅ−１］固体のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱化学（株）製“ｊＥＲ”（登録商標）１００４ＡＦ、軟化点９７℃）を用いた。これを含浸助剤塗布装置内のタンク内に投入し、タンク内の温度を２００℃に設定し、１時間加熱して溶融状態にした。２００℃における溶融粘度を上記（７）に記載の方法により測定した結果、１Ｐａ・ｓであった。また、溶融粘度変化率を算出した結果、１．１％であった。
［Ｅ−２］
固体の水添テルペン樹脂（ヤスハラケミカル（株）製“クリアロン”（登録商標）Ｐ１２５、軟化点１２５℃）を用いた。これを含浸助剤塗布装置内のタンク内に投入し、タンク内の温度を２００℃に設定し、１時間加熱して溶融状態にした。２００℃における溶融粘度を上記（７）に記載の方法により測定した結果、１Ｐａ・ｓであり、また、溶融粘度変化率を算出した結果、１．２％であった。【０１９０】
リン系難燃剤［Ｆ］
［Ｆ−１］大八化学工業（株）製  縮合リン酸エステル系難燃剤“ＰＸ−２００”を用いた。
［Ｉ−１］カーボンブラック
三菱ケミカル（株）製  カーボンブラック“＃３０３０Ｂ（一次粒子径５５ｎｍ）”を用いた。【０１９１】
（実施例１）
参考例２に従い、炭素繊維［Ｂ−１］にポリロタキサン［Ｃ−１］を含浸して得られた繊維束［Ｇ］を日本製鋼所（株）ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）の先端に設置された電線被覆法用のコーティングダイ中に通した。一方、参考例４に従って作製した、熱可塑性樹脂［Ａ−１］を含む樹脂組成物をＴＥＸ−３０α型２軸押出機のメインホッパーから供給して溶融混練し、溶融した状態で前記コーティングダイ内に吐出させ、熱可塑性樹脂［Ａ−１］を含む樹脂組成物が繊維束［Ｇ］の周囲を被覆するように連続的に配置した。この時、溶融混練装置に取り付けた樹脂圧力計で測定した樹脂圧は１ＭＰａであった。また、この時の熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、各種原料が表１記載の含有量となるように、樹脂組成物の吐出量を調整した。得られた連続状の成形材料を冷却後、カッターで切断して、長さ７ｍｍの長繊維ペレット状の樹脂成形材料を得た。【０１９２】
得られた長繊維ペレット状の成形材料を、住友重機械工業社製ＳＥ７５ＤＵＺ−Ｃ２５０型射出成形機を用いて、射出時間：２秒、背圧力：１０ＭＰａ、保圧時間：１０秒、シリンダー温度：２８０℃、金型温度：９０℃の条件で射出成形することにより、ＩＳＯ型ダンベル試験片、８０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍ厚の試験片、および８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚の試験片をそれぞれ作製した。ここで、シリンダー温度とは、射出成形機の成形材料を加熱溶融する部分の温度を示し、金型温度とは、所定の形状にするために成形材料を注入する金型の温度を示す。得られた試験片を、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間静置した後、前述の方法により評価した。評価結果を表１に示した。【０１９３】
（実施例２〜４および１０）
前記成分［Ａ］〜［Ｃ］、［Ｆ］および［Ｉ］の含有量を表１に記載のように変更した以外は、実施例１と同様にして長繊維ペレット状の樹脂成形材料および各種成形品を作製し、評価を行った。評価結果を表１に示した。【０１９４】
（実施例７）
前記成分［Ａ］、［Ｆ］および［Ｉ］を樹脂圧１ＭＰａで溶融混練し、溶融した状態でコーティングダイ内に吐出させ、熱可塑性樹脂［Ａ−１］を含む樹脂組成物が繊維束［Ｇ］の周囲を被覆するように連続的に配置した以外は、実施例１と同様にして長繊維ペレット状の樹脂成形材料および各種成形品を作製し、評価を行った。評価結果を表１に示した。【０１９５】
（実施例５、６および１１）
参考例３に従い、炭素繊維［Ｂ−１］に樹脂［Ｅ］を含浸して得られた繊維束［Ｊ］を日本製鋼所（株）ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）の先端に設置された電線被覆法用のコーティングダイ中に通した。一方、参考例４に従って作製した、熱可塑性樹脂［Ａ−１］およびロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物をＴＥＸ−３０α型２軸押出機のメインホッパーから供給して溶融混練し、溶融した状態で前記コーティングダイ内に吐出させ、熱可塑性樹脂［Ａ−１］およびロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物が繊維束［Ｊ］の周囲を被覆するように連続的に配置した。この時、溶融混練装置に取り付けた樹脂圧力計で測定した樹脂圧は１ＭＰａであった。また、この時の熱可塑性樹脂［Ａ］、炭素繊維［Ｂ］およびポリロタキサン［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対して、各種原料が表１記載の含有量となるように、樹脂組成物の吐出量を調整した以外は、実施例１と同様に長繊維ペレット状の樹脂成形材料および各種成形品を作製し、評価を行った。評価結果を表１に示した。【０１９６】
（実施例８）
表１に記載の成分［Ａ］、［Ｆ］および［Ｉ］を樹脂圧１ＭＰａで溶融混練し、溶融した状態でコーティングダイ内に吐出させ、熱可塑性樹脂［Ａ−１］およびロタキサン［Ｃ］を含む樹脂組成物が繊維束［Ｊ］の周囲を被覆するように連続的に配置した以外は、実施例６と同様にして長繊維ペレット状の樹脂成形材料および各種成形品を作製し、評価を行った。評価結果を表１に示した。【０１９７】
（実施例９）
長繊維ペレットの長さを１４ｍｍに変更した以外は、実施例２と同様にして長繊維ペレット状の樹脂成形材料および各種成形品を作製し、評価を行った。評価結果を表１に示した。【０１９８】
（比較例１〜５）
前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の含有量を表２に記載のように変更した以外は、実施例１と同様にして長繊維ペレット状の樹脂成形材料および各種成形品を作製し、評価を行った。評価結果を表２に示した。【０１９９】
（比較例６）
上記に示した熱可塑性樹脂［Ａ−１］、炭素繊維束［Ｂ−１］およびロタキサン［Ｃ］を日本製鋼所（株）ＴＥＸ−３０α型２軸押出機（スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）に供給し、スクリュー回転速度を２００ｒｐｍで溶融混練した。ダイ先端から吐出されるストランドを冷却固化後、カッターでペレット長７ｍｍに切断し、繊維含有溶融混練ペレットを作製した。この時、前記成分［Ａ］〜［Ｃ］の合計含有量１００重量部に対し、熱可塑性樹脂［Ａ−１］が８７．５重量部、炭素繊維［Ｂ−１］が１０重量部、ポリロタキサン［Ｃ］が２．５重量部となるように、調整した。【０２００】
得られた繊維含有溶融混練ペレットを、住友重機械工業社製ＳＥ７５ＤＵＺ−Ｃ２５０型射出成形機を用いて、射出時間：１０秒、背圧力：１０ＭＰａ、保圧時間：１０秒、シリンダー温度：３００℃、金型温度：１００℃の条件で射出成形することにより、ＩＳＯ型引張ダンベル試験片、８０ｍｍ×８０ｍｍ×３ｍｍ厚の試験片および８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚の試験片をそれぞれ作製した。ここで、シリンダー温度とは、射出成形機の成形材料を加熱溶融する部分の温度を示し、金型温度とは、所定の形状にするために成形材料を注入する金型の温度を示す。得られた試験片を、温度２３℃、５０％ＲＨに調整された恒温恒湿室に２４時間静置した後、前述の方法により評価した。評価結果を表２に示した。【０２０１】
【表１】
2019146633.tif 000003
【０２０２】
【表２】
2019146633.tif 000004
【０２０３】
実施例１〜６、１０、１１のいずれの成形品も優れた衝撃強度および導電性を示した。また、実施例７および８の成形品は、さらにカーボンブラック［Ｉ］を含むことにより体積抵抗率が低くなり、導電性が向上した。さらに、実施例９の成形品は、樹脂成形材料のペレット長を１４ｍｍにすることにより、成形品内における炭素繊維［Ｂ］の重量平均繊維長［Ｌｗ］が長くなり、より優れた衝撃強度および導電性を示した。【０２０４】
一方、比較例１の成形品はポリロタキサン［Ｃ］を含まないため、衝撃強度および体積抵抗率いずれもが低下した。比較例２の成形品は炭素繊維［Ｂ］を含まないため、体積抵抗率が低下した。比較例３の成形品は、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が、炭素繊維［Ｂ］の含有量に対して、過剰であったため、成形品の曲げ強度が低下した。比較例４および５の成形品は、ポリロタキサン［Ｃ］の含有量が少なかったため、衝撃強度および落錘衝撃吸収エネルギーが低下した。比較例６の成形品は、成形材料中に含まれる炭素繊維［Ａ］の長さが短く、結果として成形品中の残存繊維長［Ｌｗ］が短くなったため、衝撃強度が低下した。
【符号の説明】
【０２０５】
１  熱可塑性樹脂
２  炭素繊維（黒い部分）
３  ポリロタキサン（白い部分）
４  繊維束
【図１】
2019146633.tif 000005
【図２】
2019146633.tif 000006
【図３】
2019146633.tif 000007
【図４】
2019146633.tif 000008
【国際調査報告】
2019146633.tif 000009
2019146633.tif 000010
2019146633.tif 000011