(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維が長さ方向に揃えられた状態で束ねられたものに溶融状態のポリアミド樹脂が付着されて一体化されたものが、５〜２０ｍｍの長さに切断されているポリアミド樹脂付着繊維束を含むポリアミド樹脂組成物から得られる射出成形薄肉成形体であり、
前記ポリアミド樹脂付着繊維束中のポリアミドが、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２から選ばれるものであり、
下記の要件（ａ）〜（ｄ）を満たすものであり、表面に前記炭素繊維による流れ模様が発現された射出成形薄肉成形体。
（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５〜４０質量％であること。
（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５〜３．０ｍｍであること。
（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０〜４．０ｍｍであること。
（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下であること。
【請求項２】
さらに下記要件（ｅ）を満たす、請求項１記載の表面に前記炭素繊維による流れ模様が発現された射出成形薄肉成形体。
（ｅ）薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０〜７０であること。
【請求項３】
前記ポリアミド樹脂組成物が、前記ポリアミド樹脂付着繊維束に加えてさらにポリアミド樹脂を含むものである、請求項１または２記載の表面に前記炭素繊維による流れ模様が発現された射出成形薄肉成形体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の表面に前記炭素繊維による流れ模様が発現された射出成形薄肉成形体が、乗車時に人の臀部が触れる部分であるパッド、前記パッドの下にあるベース、前記ベースの一部にも固定された、自転車本体に取り付けるための金属製のレールを含む自転車のサドルにおける前記ベースであって、
前記ベースの表面に前記炭素繊維による流れ模様が発現されたものである、自転車サドルのベース。
【請求項５】
前記ベースの長さ（Ｌ）が２４０〜３００ｍｍであるとき、前記ベースの長さ（Ｌ）と前記ベースの厚み（Ｔ）の比（Ｌ／Ｔ）が６０〜１５０の範囲である、請求項４記載の自転車サドルのベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車のサドルの部品用として適した薄肉成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維状充填材を含む樹脂成形品は機械的強度が高いことを利用して、各種分野で使用されている。
【０００３】
特許文献１には脂肪族ポリアミド含浸ガラス繊維束を含む樹脂組成物から得られる、厚み０．８〜２．０ｍｍの薄肉成形体の発明が記載されており、前記薄肉成形体が電子機器のハウジングに使用されることが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、合成樹脂と補強繊維を含む樹脂組成物を成型した成型体からなる自転車フレームの発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７３５３４３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６２４５０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、軽量で高い機械的強度を有している薄肉成形体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、炭素繊維が長さ方向に揃えられた状態で束ねられたものに溶融状態のポリアミド樹脂が付着されて一体化されたものが、５〜２０ｍｍの長さに切断されているポリアミド樹脂付着繊維束を含むポリアミド樹脂組成物から得られる成形体であり、
前記ポリアミド樹脂付着繊維束中のポリアミドが、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２から選ばれるものであり、
下記の要件（ａ）〜（ｄ）を満たすものである、薄肉成形体を提供する。
（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５〜４０質量％であること。
（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５〜３．０ｍｍであること。
（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０〜４．０ｍｍであること。
（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下であること。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の薄肉成形体は、軽量で高い機械的強度を有している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜ポリアミド樹脂組成物＞
本発明で用いるポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂付着繊維束は、炭素繊維を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記炭素繊維の束にポリアミド樹脂を溶融させた状態で付着させ一体化した後に、５〜２０ｍｍの長さに切断したものである。
本発明の組成物に含まれる樹脂付着繊維束は、炭素繊維束にポリアミド樹脂が付着されたものであり、付着状態によって、
強化用長繊維束の中心部まで樹脂が浸透され（含浸され）、繊維束を構成する中心部の繊維間にまで樹脂が入り込んだ状態のもの（以下「ポリアミド樹脂含浸繊維束」という）、
強化用長繊維束の表面のみが樹脂で覆われた状態のもの（以下「ポリアミド樹脂表面被覆繊維束」という）、
それらの中間のもの（繊維束の表面が樹脂で覆われ、表面近傍のみに樹脂が含浸され、中心部にまで樹脂が入り込んでいないもの）（以下「ポリアミド樹脂一部含浸繊維束」という）を含むものである。
本発明では、ポリアミド樹脂含浸繊維束とポリアミド樹脂表面被覆繊維束が好ましく、ポリアミド樹脂含浸繊維束がより好ましい。
樹脂付着繊維（但し、ポリアミド樹脂は使用していない）は、特開２０１３−１０７９７９号公報に記載されている。
【００１０】
ポリアミド樹脂は、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０およびポリアミド６１２から選ばれるものであり、ポリアミド１２、ポリアミド６１２が好ましい。
【００１１】
炭素繊維（束）は、特開２０１４−１８１４１８号公報の実施例１〜４のサイジング剤塗布炭素繊維、特開２０１２−５６９８０号公報に記載されたトウプリプレグ用エポキシ樹脂組成物に含有される炭素繊維、東レ（株）製の製品名「トレカＴ７００ＳＣ−１２０００（Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ）」、東レ（株）製の製品名「トレカＴ７００ＧＣ−１２０００（Ｔ７００ＧＣ−１２Ｋ）」などを使用することができる。
【００１２】
前記ポリアミド樹脂含浸繊維束は、ダイスを用いた周知の製造方法により製造することができ、例えば、特開平６−３１３０５０号公報の段落番号７、特開２００７−１７６２２７号公報の段落番号２３のほか、特公平６−２３４４号公報（樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法）、特開平６−１１４８３２号公報（繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法）、特開平６−２９３０２３号公報（長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法）、特開平７−２０５３１７号公報（繊維束の取り出し方法および長繊維強化樹脂構造物の製造方法）、特開平７−２１６１０４号公報（長繊維強化樹脂構造物の製造方法）、特開平７−２５１４３７号公報（長繊維強化熱可塑性複合材料の製造方法および製造装置）、特開平８−１１８４９０号公報（クロスヘッドダイおよび長繊維強化樹脂構造物の製造方法）などに記載の製造方法を適用することができる。
【００１３】
ポリアミド樹脂付着繊維束の長さは５〜２０ｍｍであり、５〜１５ｍｍであることが好ましい。
ポリアミド樹脂付着繊維束に含まれる炭素繊維の長さは、前記ポリアミド樹脂含浸繊維束の長さと同一である。
【００１４】
ポリアミド樹脂組成物は、上記の樹脂付着繊維束と他のポリアミド樹脂を１種類または２種類以上混合したものを使用することができる。
このとき、ポリアミド樹脂付着繊維束に含まれているポリアミド樹脂と別に混合するポリアミド樹脂は、同じものでもよいし、異なっているものでもよい。
ポリアミド樹脂組成物は、前記した他のポリアミド樹脂を混合しないで、上記の樹脂付着繊維束を単独使用することもできる。
【００１５】
ポリアミド樹脂組成物中の炭素繊維の含有割合は５〜４０質量％であり、好ましくは５〜３０質量％であり、より好ましくは１０〜２５質量％であり、残部割合がポリアミド樹脂の含有割合である。
ポリアミド樹脂組成物中の炭素繊維の含有割合は、薄肉成形体中の炭素繊維の含有割合と同じである。
【００１６】
ポリアミド樹脂組成物は、本発明の課題を解決できる範囲内にて、公知の他の成分、例えば、繊維状充填材（但し、炭素繊維を除く）、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、滑剤、光安定剤、酸化防止剤、着色剤、離型剤、帯電防止剤を含有することができる。
他の成分として、炭素繊維を除いた繊維状充填材を使用するときは、繊維状充填材の合計量中、炭素繊維の含有割合が９５質量％以上になるようにする。
【００１７】
＜薄肉成形体＞
本発明の薄肉成形体は、下記要件（ａ）〜要件（ｄ）を満たしており、さらに好ましくは要件（ｅ）も満たしているものである。
要件（ａ）
薄肉成形体中の炭素繊維含有量が５〜４０質量％であること。前記炭素繊維含有割合は、好ましくは５〜３０質量％であり、より好ましくは５〜２５質量％である。
【００１８】
要件（ｂ）
薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５〜３．０ｍｍであること。前記重量平均繊維長は０．５〜１．５ｍｍが好ましい。
【００１９】
要件（ｃ）
薄肉成形体の厚みが１．０〜４．０ｍｍであること。前記薄肉成形体の厚みは、１．５〜３．５ｍｍが好ましく、２．０〜３．０ｍｍがより好ましい。
【００２０】
要件（ｄ）
薄肉成形体の比重が１．３以下であること。前記薄肉成形体の比重は１．０５〜１．３が好ましい。
【００２１】
要件（ｅ）
薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０〜９０であること。前記薄肉成形体のグロス値は４０〜８５が好ましい。
【００２２】
本発明の薄肉成形体は、特許文献１（特許第５７３５３４３号公報）に記載された製造方法と同様にして、射出成形法を適用して製造することができる。
【００２３】
本発明の薄肉成形体は、特許文献１、２に記載されたものと同様の用途に適用できるが、本発明の薄肉成形体は、特に自転車のサドル部品として適している。
自転車のサドルは、パッド（乗車時に人の臀部が触れる部分）、パッドの下にあるベース（または「シェル」とも称される）、ベースの一部にも固定された、自転車本体に取り付けるための金属製のレールを含む部品を有している。ここで、パッドは人が乗車し易くするため、曲面を有する形状になっており、ベースもパッドの形状に対応して曲面を有する形状になっている。
【００２４】
本発明の薄肉成形体は、特に前記したサドルのベースとして好適である。
本発明の薄肉成形体を前記ベースにするときは、前記ベースの長さ（Ｌ）が２４０〜３００ｍｍであるとき、前記ベースの長さ（Ｌ）と前記ベースの厚み（Ｔ）の比（Ｌ／Ｔ）は６０〜１５０の範囲が好ましい。
なお、ベースの厚み（Ｔ）が均一でないときは、前記Ｔは最小厚みとする。
【００２５】
自転車のサドルでは、ベースの一面側はパッドと接触しているために目視できないが、パッドと接触していないレールが固定された側の面は露出面となっており、目視することができる。
このため、本発明の薄肉成形体をサドルのベースとして使用するとき、製品価値を向上させ、消費者の購買意欲を喚起させるためには、前記ベースの露出面の状態も重要になる。
【００２６】
本発明の薄肉成形体は、射出成形法を適用して製造したときには、要件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を有しているため、炭素繊維が一方向に配列し易くなり、一方向への繊維による流れ模様が発現するので、前記ベースの露出面の美観を高めることができる。
また、本発明の薄肉成形体が要件（ｅ）を満たすようにすることで、前記ベースの露出面の美観をさらに高めて商品価値を高めることができる。
本発明の薄肉成形体が要件（ｅ）を満たすようにするためには、少なくとも一面が鏡面仕上げされた金型を使用して射出成形する方法を適用することができる。
【実施例】
【００２７】
＜ポリアミド樹脂＞
ＰＡ１２−１：ダイアミドＬ１６００、ダイセル・エボニック（株）製
ＰＡ６１２：ダイアミドＢＳ１０９０、ダイセル・エボニック（株）製
ＰＡ１２−２：ダイアミドＬ１９４０、ダイセル・エボニック（株）製
ＰＡ−６：ＵＢＥ  ＮＹＬＯＮ  １０１０、宇部興産（株）製
＜炭素繊維＞
ＣＦ−１  炭素繊維ロービング（「トレカＴ７００ＳＣ−１２０００」、東レ（株）製）
ＣＦ−２  炭素繊維ロービング（「トレカＴ７００ＧＣ−１２０００」、東レ（株）製）
ＣＦ−３  ６ｍｍチョップド炭素繊維（「ＨＴ  Ｃ４１３」、東邦テナックス（株）製）
【００２８】
＜試験片作製方法＞
実施例および比較例の組成物を使用して、下記条件にてISO多目的試験片A型形状品（厚み２ｍｍおよび厚み４ｍｍ）を作製した。
また外観観察のために平板（１００×１００ｍｍ、厚み２ｍｍ、サイドゲート幅１０ｍｍ）も同条件で作製した。
装置：（株）日本製鋼所製、Ｊ−１５０ＥII
シリンダー温度２８０℃
金型温度：１００℃
スクリュー：長繊維専用スクリュー
スクリュー径：５１mm
ゲート形状２０ｍｍ幅サイドゲート
【００２９】
＜繊維長（重量平均繊維長）＞
上記試験片から約３ｇの試料を切出し、硫酸により樹脂を溶解除去して炭素繊維を取り出した。取り出した繊維の一部（５００本）から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開２００６−２７４０６１号公報の〔００４４〕、〔００４５〕を使用した。
【００３０】
＜曲げ強度（ＭＰａ）＞
ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。
＜曲げ弾性率（ＭＰａ）＞
ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。
また、厚み２ｍｍの試験片で曲げ弾性率を測定して荷重たわみ曲線（横軸：たわみｍｍ，縦軸：荷重MPa）を作成して、たわみ０．９ｍｍと１．１ｍｍの２点間（たわみ１ｍｍ）の曲げ弾性率を求め、荷重たわみ曲線からたわみ１．９ｍｍと２．１ｍｍの２点間（たわみ２ｍｍ）の曲げ弾性率を求めた。
＜シャルピー衝撃強さ（ｋＪ／ｍ2）＞
ＩＳＯ１７９／１ｅＡに準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
＜薄肉成形体表面の表面光沢＞
ＭＵＬＴＩ−ＡＮＧＬＥ  ＧＬＯＳＳ  ＭＥＴＥＲＥ（ＭＯＤＥＬ  ＴＣ−１０８ＤＰ／Ａ、（有）東京電色）を使用して、グロス値（６０°）を測定した。
＜外観＞
外観観察用の試験平板を目視で観察し、下記の基準で評価した。
◎：樹脂の流動方向に沿った炭素繊維に由来する明瞭な模様が確認できる。
○：樹脂の流動方向に沿った炭素繊維に由来する模様が観察できる（明瞭さが◎よりも劣っている）。
×：樹脂の流動方向に沿った模様は確認できない。
【００３１】
製造例１（樹脂含浸繊維束１〜３の製造）
実施例で使用した樹脂含浸繊維束は、次の方法で製造した。
表１に示す炭素繊維束をクロスヘッドダイに通した。そのとき、クロスヘッドダイには、２軸押出機（シリンダー温度２７０℃）から溶融状態の表１に示すポリアミド樹脂を表１に示す量供給し、その溶融物を炭素繊維ロービング（ＣＦ−１またはＣＦ−２）に含浸させた。
その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより長さ９ｍｍに切断し、円柱状のポリアミド樹脂含浸繊維束を得た。
円柱状のポリアミド樹脂含浸繊維束を長さ方向に切断して確認したところ、炭素繊維が長さ方向にほぼ平行になっていた。
【００３２】
【表１】
0006517109.tif 000002
【００３３】
製造例２（比較用ＣＦ−３含有樹脂ペレット）
表２に示すポリアミド樹脂とＣＦ−３をタンブラーブレンダーにて混合後、押出機（２５０℃）で溶融混練してＣＦ−３含有樹脂ペレットを得た。
【００３４】
実施例および比較例
表２に示す成分をドライブレンド後、射出成形して試験片を作製して、上記各測定を実施した。結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0006517109.tif 000003
【００３６】
表２の結果から、本発明の薄肉成形体は、自転車のサドル部品（サドルベース）として適していることが確認された。
また、実施例１〜５の薄肉成形体は表面光沢もあり、さらにそれらの表面には、炭素繊維が配向されたことによる同一方向への美しい流れ模様が明瞭に認められた。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の薄肉成形体は、自転車のサドル部品として使用することができる。