(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］からなり、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる複合体に、構成要素［Ｃ］が接するように配置され接着されていることを特徴とする成形材料。
［Ａ］連続した強化繊維束
［Ｂ］フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体を構成成分として含む、重量平均分子量が２００〜５０，０００でかつ構成要素［Ｃ］よりも溶融粘度が低い熱可塑性重合体
［Ｃ］重量平均分子量が１０，０００以上である熱可塑性樹脂
【請求項２】
構成要素［Ｃ］が前記複合体の周囲を被覆するように配置され接着されていることを特徴とする請求項１に記載の成形材料。
【請求項３】
構成要素［Ｃ］が前記複合体と層状に配置され接着されていることを特徴とする請求項１に記載の成形材料。
【請求項４】
構成要素［Ｂ］の溶融粘度が１００ポイズ以下であり、かつ構成要素［Ｃ］の溶融粘度が５００ポイズ以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の成形材料。
【請求項５】
構成要素［Ｂ］の溶解度パラメーターδ１と構成要素［Ｃ］の溶解度パラメーターδ２の差の絶対値｜δ１−δ２｜が３．５より小さいことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の成形材料。
【請求項６】
成形材料中の構成要素［Ｂ］の含有率が１０重量％である際に、該成形材料を成形して得た成形品のアイゾット衝撃値が、該成形材料の構成要素から構成要素［Ｂ］を除いてなる成形品のアイゾット衝撃値に対して６０％以上であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の成形材料。
【請求項７】
前記複合体において構成要素［Ａ］の体積含有率が４０〜９５％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の成形材料。
【請求項８】
前記複合体のボイド率が０〜４０％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の成形材料。
【請求項９】
構成要素［Ｃ］がポリアミド、ポリオレフィン、ポリカーボネート、もしくはこれら２種以上の混合体、またはその共重合体であることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の成形材料。
【請求項１０】
構成要素［Ｂ］の熱可塑性重合体が、フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体（前駆体ａ）と、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素（前駆体ｂ）の縮合によって得られるオリゴマーであることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の成形材料。
【請求項１１】
前駆体ｂが、炭素数６〜１５の、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素であることを特徴とする請求項１０に記載の成形材料。
【請求項１２】
前駆体ｂが、環状構造を有することを特徴とする請求項１１に記載の成形材料。
【請求項１３】
前駆体ｂが、ジシクロペンタジエンまたはＣ１０Ｈ１６の分子式で表される単環式モノテルペンであることを特徴とする請求項１２に記載の成形材料。
【請求項１４】
前駆体ａを２分子に対して、前駆体ｂを１分子付加したものが、構成要素［Ｂ］中の４０重量％以上であることを特徴とする請求項１０〜１３いずれかに記載の成形材料。
【請求項１５】
構成要素［Ｂ］の重量平均分子量が２００〜１０００の範囲にあることを特徴とする請求項１０〜１４いずれかに記載の成形材料。
【請求項１６】
構成要素［Ｃ］が、ナイロン６もしくはナイロン６６、またはナイロン６とナイロン６６の共重合体であることを特徴とする請求項１〜８，１０〜１５いずれかに記載の成形材料。
【請求項１７】
構成要素［Ａ］が、連続した炭素繊維であることを特徴とする請求項１〜１６いずれかに記載の成形材料。
【請求項１８】
構成要素［Ａ］が、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官能基量（Ｏ／Ｃ）が０．０５〜０．４の範囲にある連続した炭素繊維であること特徴とする請求項１〜１７いずれかに記載の成形材料。
【請求項１９】
成形材料が１〜５０ｍｍの範囲の長さに切断されていることを特徴とする請求項１〜１８いずれかに記載の成形材料。
【請求項２０】
構成要素［Ａ］に、粘度が１００ポイズ以下になるように加熱溶融された構成要素［Ｂ］を含浸させることによって複合体を形成し、次いで溶融した粘度５００ポイズ以上の構成要素［Ｃ］を該複合体に接するように配置した後、全体を常温まで冷却することを特徴とする請求項１〜１８いずれかに記載の成形材料の製造方法。
【請求項２１】
請求項１〜１９いずれかに記載の成形材料を成形してなる成形品。
【請求項２２】
請求項１９に記載の成形材料からなる射出成形用ペレット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長繊維強化熱可塑性樹脂材料に関する。さらに詳しくは、製造が容易でありかつ射出成形などによって成形を行う際に強化繊維束の成形品中での分散が良好である成形材料およびその製造方法、およびこれらから得た成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続強化繊維束や、比較的繊維長の長い不連続繊維に熱可塑性樹脂をマトリックスとする繊維強化複合材料は公知である。このような複合材料は、靭性が高い、リサイクルが容易である、射出成形やスタンピング成形などの成形法が適用できるので成形サイクルが短い等の特長があるが、今までそれほど広く用いられることはなかった。
【０００３】
これは、以下のような理由による。繊維束への溶融樹脂の含浸は、樹脂の溶融粘度が高いほど困難となることはよく知られている。力学的特性に優れた熱可塑性樹脂は、一般的に高分子量であり、溶融粘度が非常に高い。このような高分子量の熱可塑性樹脂をマトリックスとする繊維強化複合材料は、熱可塑性樹脂が繊維束中に含浸し難いので生産性が低く、製造コストが非常に高いという問題があった。一方、含浸の容易な低分子量（低粘度）の熱可塑性樹脂をマトリックスとすることは、複合材料の力学的特性の大幅な低下を招くため、この問題の解決策とはならない。
【０００４】
高粘度の熱可塑性樹脂を連続繊維束に含浸させる手法としては、溶融樹脂中に浸漬した繊維束を開繊、しごく、さらに樹脂に圧力を付与するなどして機械的に含浸させるプルトルージョン法等が一般的である。このような手法を用いた場合、例えば５００ポイズを越えるような高粘度の樹脂を含浸させるためには、繊維束引取速度を１０ｍ／分以下の非常に遅い速度にする必要がある。これまでにもこのような機械的な含浸手法についていくつかの技術が知られているが、これらは含浸の問題を根本的に解決し、引取速度を数十ｍ／分以上にできる技術ではない。
【０００５】
その他、熱可塑樹脂を溶媒で希釈して低粘度化した溶液を連続繊維束に含浸し、次工程で溶媒を除去する方法、熱可塑性樹脂をエマルジョン、ディスパーション化したものを連続繊維束に含浸した後に媒体を除去する方法、熱可塑性樹脂粉末を流動床中で繊維束の中に入れた後加熱溶融含浸する方法など、様々な含浸法が提案されているが、総合的に判断して、これらはやはり生産性の悪い手法といわざるを得ない。
【０００６】
一方、繊維の表面改質によってこの含浸性の問題を改善する手法も提案されている。すなわち、サイジング剤、カップリング剤などで繊維表面を改質し、樹脂含浸時の繊維と熱可塑性樹脂の濡れ性などを改善しようとするものである。
【０００７】
このような手法としては、特開昭６１−２３６８３２号公報に標準的熱可塑性ポリマーと繊維の間にこれらの濡れ性を改善する第２の熱可塑性ポリマーを介在させることより改良された力学的特性を持つ複合材料が示されている。しかしながら、この公報には、濡れ性の悪い熱可塑性ポリマーを含浸した際の力学的特性の改善は示されているものの、ポリマーと繊維の間に介在させる第２の熱可塑性ポリマーの具体的な処理量などが記載されていないばかりか、含浸促進効果の有無についても不明である。また第２の熱可塑性ポリマーの溶融粘度について触れられてはいるが、これについても具体的な分子量、溶融粘度の範囲が示されておらず、実際に材料の生産性向上につながるかどうかは不明である。またこの手法は繊維束とマトリックスの濡れ性を改善するが、成形品中での強化繊維の分散性向上を意図したものかどうかについては全く触れられていない。
【０００８】
さらに製品を最終形状に成形する工程で、成形と、強化繊維束と熱可塑性樹脂の含浸・繊維分散を同時に達成し、素材作りから成形までの工程全体で熱可塑性複合材料の生産性を上げようとする試みもある。熱可塑性成形材料を用いる場合、通常成形時に比較的高い温度、圧力が付与される。例えば射出成形の場合、成形材料は可塑化工程においてシリンダー内で加熱され、スクリューにより混練されるとともに圧力が付与される。プレス成形においても同様に高い温度と圧力が付与される。これは繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させるには比較的好適な条件であり、強化繊維束とマトリックスとなる高分子量の熱可塑性樹脂を別々に成形機に投入し、含浸、繊維分散と成形を同時に行うという考え方は、例えば直接射出成形のように以前から存在している。このような方法によれば、あらかじめ繊維に樹脂を含浸したペレットのような成形材料を製造する必要がないため、生産性の大幅な向上が達成可能と考えられる。しかし、実際には、例えば直接射出成形の場合、含浸・繊維分散が十分でなかったり、あるいは十分な含浸・繊維分散を達成するために極端に混練効果の高い特殊なスクリュー形状をもった成形機を用いる必要が生じる。このため、汎用の射出成形機が使用できず、また材料が強く混練されるため、せっかくの長繊維が高いせん断力によって短く折損してしまい、成形品として意図する高い力学的特性が示されなくなってしまう。以上説明したように、長繊維強化熱可塑性複合材料において、材料製造工程や製品成形工程で、生産性に非常に優れ、かつ高い力学的特性を得られるようなものは存在しなかった。
【０００９】
また、熱可塑性樹脂に対して添加剤を使用して改質を行うことは公知である。添加剤として芳香族変性テルペン樹脂を用いることについては、特開平２−１９９１６４号公報、特開平７−１１０６６号公報に記載されている。これらは、単体では接着性や塗装性の悪いポリフェニレンエーテルやポリオレフィン系の樹脂に対して、これらの点の改質を行うことを目的としたものである。ポリアミド系樹脂の場合、該樹脂がもともと高い接着性や塗装性を有するので、このような改質をあまり必要としない。ただし、高分子量のポリアミド樹脂や、弾性率を上げたり、難燃性を付与するために大量のフィラーや難燃剤を混合したものを使用する場合には、成形時の流動性が不足することがしばしば起こる。しかし、ポリアミド樹脂の本来の特性を大きく損なうことなく成形時の流動性を改善する添加剤として芳香族変性テルペン樹脂に類する構造のものが用いられたことはこれまでなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低分子量（低粘度）熱可塑性重合体の含浸の容易さ（生産性の高さ）と、高分子量熱可塑性樹脂をマトリックスとした場合の力学的特性の高さを合わせ持ち、例えば射出成形などによる成形をおこなった際に、成形時の材料可塑化の段階で繊維と高粘度マトリックスの含浸が達成でき、さらに成形品中の繊維の分散が良好である繊維強化熱可塑性樹脂成形材料およびその製造方法を提供することを目的とする。さらにはこれらの成形材料より得た成形品を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の成形材料は次の構成からなる。
【００１２】
すなわち、少なくとも次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］からなり、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる複合体に、構成要素［Ｃ］が接するように配置され接着されていることを特徴とする成形材料である。
【００１３】
［Ａ］連続した強化繊維束
［Ｂ］フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体を構成成分として含む、重量平均分子量が２００〜５０，０００でかつ構成要素［Ｃ］よりも溶融粘度が低い熱可塑性重合体
［Ｃ］重量平均分子量が１０，０００以上である熱可塑性樹脂
また、本発明の成形材料の製造方法は次の構成からなる。
【００１４】
すなわち、構成要素［Ａ］に、粘度が１００ポイズ以下になるように加熱溶融された構成要素［Ｂ］を含浸させることによって複合体を形成し、次いで溶融した粘度５００ポイズ以上の構成要素［Ｃ］を該複合体に接するように配置した後、全体を常温まで冷却することを特徴とする上記成形材料の製造方法である。
【００１７】
［Ｄ］フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体（前駆体ａ）と、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素（前駆体ｂ）の縮合により得られるオリゴマー
［Ｅ］ポリアミド樹脂
また、本発明の成形品は、前記成形材料を成形してなる成形品である。
【００１８】
また、本発明の射出成形用ペレットは、前記ポリアミド系樹脂組成物からなる射出成形用ペレットである。
【００１９】
また、本発明の成形品の他の態様は前記射出成形用ペレットを射出成形してなる成形品である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】
本発明の成形材料は、少なくとも次の３つの構成要素からなる。構成要素［Ａ］は、連続した強化繊維束であり、複合材料の強化材として成形品に高い力学的特性を付与するものである。構成要素［Ｃ］は比較的高粘度の、例えば靭性などの物性が高いマトリックス樹脂である。構成要素［Ｃ］は、成形後構成要素［Ａ］に含浸し、強化材と接着、これを強固に保持する役割をもつ。構成要素［Ｂ］は、比較的低粘度の熱可塑性重合体であり、構成要素［Ａ］と共に複合体を形成するとともに、成形時にはマトリックス樹脂（構成要素［Ｃ］）が強化繊維束（構成要素［Ａ］）に含浸することを助け、また強化繊維がマトリックス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ものである。
【００２２】
構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］は、この２者で複合体を形成する。この複合体の形態は図１に示すようなものであり、連続繊維束である構成要素［Ａ］の各単繊維間に構成要素［Ｂ］が満たされている。すなわち、構成要素［Ｂ］の海に、構成要素［Ａ］が島のように分散している状態である。具体的には構成要素［Ｂ］を熱溶融させて、構成要素［Ａ］に含浸することによって複合体を形成する。
【００２３】
図２〜７は本発明の成形材料の断面の形状の例を模式的に表したものである。
成形材料の断面の形状は、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる複合体に、構成要素［Ｃ］が接するように配置され接着されていれば図に示されたものに限定されないが、好ましくは図２〜５に示されるように、複合体に対して、構成要素［Ｃ］が周囲を被覆するように配置され接着されているか、図６、７に示されるように、複合体と構成要素［Ｃ］が層状に配置され接着されている構成が望ましい。図４に示されるような複数の複合体を構成要素［Ｃ］が被覆するように配置され接着されている場合、複合体の数は２〜６程度が望ましい。
【００２４】
複合体と、構成要素［Ｃ］の境界の接着の態様として、境界付近で部分的に構成要素［Ｃ］が該複合体の一部に入り込み、構成要素［Ｃ］と相溶しているような状態、あるいは構成要素［Ａ］に含浸しているような状態になっていてもよい。
【００２５】
成形材料の長手方向は、ほぼ同一の断面形状を保ち連続であればよい。成形方法によってはこのような連続の成形材料をある長さにカットしてもよい。
【００２６】
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構成要素［Ａ］、［Ｂ］および［Ｃ］を混合して最終的な成形品を作製できる。成形材料の取扱性の点から、それぞれの構成要素は成形が行われるまでは分離せず、前述したような形状を保っていることが重要である。構成要素［Ｂ］は低分子量であることから常温においては通常比較的脆く破砕しやすい固体であったり、液体であることが多い。このため、高分子量の構成要素［Ｃ］を、複合体を保護するように配置して接着し、成形までの材料の運搬、取り扱い時のショック、擦過などにより、構成要素［Ｂ］が破砕されて飛散したりしないようにすることが望ましい。
【００２７】
そのため、図２〜５に例示されるように構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる複合体に対して、構成要素［Ｃ］が該複合体の周囲を被覆するように配置して接着されていたり、図６〜７に例示されるように複合体と、構成要素［Ｃ］が層状に配置して接着されていることが好ましい。このような配置であれば、高分子量の構成要素［Ｃ］が破砕しやすい構成要素［Ｂ］を包んでいたり、擦過しやすい面に配置されたりしているため、成形材料として形状が保持されやすい。
【００２８】
次に本発明の成形材料の各構成要素についてさらに詳しく説明する。
【００２９】
構成要素［Ｂ］は、フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体を構成成分として含む、重量平均分子量が２００〜５０，０００であってかつ構成要素［Ｃ］よりも溶融粘度が低い熱可塑性重合体である。またこれは構成要素［Ａ］に含浸して複合体を形成する。構成要素［Ｂ］は、高粘度の熱可塑性樹脂であるマトリックスを繊維束に含浸する際に、含浸や、マトリックス中への繊維の分散を助ける、含浸助剤・分散助剤としての働きを示すものである。あらかじめ強化繊維束（構成要素［Ａ］）が低粘度物である構成要素［Ｂ］によって含浸されていることにより、例えば射出成形やプレス成形などの最終形状への成形工程において、成形材料に温度、圧力、混練が加えられた際に、マトリックスとなる構成要素［Ｃ］が繊維束（構成要素［Ａ］）に含浸することを助け、マトリックス中での強化繊維の分散性を向上させる。
【００３０】
これは、次のようなメカニズムによる。強化繊維束を構成する単繊維の直径は、炭素繊維の場合７〜１０μｍと非常に細く、ガラス繊維でも２０μｍ以下である。これは言い換えると繊維束が見かけから予想するよりずっと大きな表面積を持っていることを示している。繊維束へある粘度をもった溶融物を含浸するということは、単繊維の間のわずかな隙間に溶融物を押し込み、単繊維間に存在する空気を系外に追い出しつつ、広い繊維の表面積をすべてを濡らすということであり、その困難さ（含浸に要する時間）は単純には溶融物の粘度に比例すると考えられる。本発明においては、最終的に含浸させようとする物質（構成要素［Ｃ］）よりも溶融粘度の小さい物質（構成要素［Ｂ］）で繊維束が予め濡らされ、単繊維間の隙間が埋められている状態、すなわち含浸されているため、最終的に含浸させようとする溶融物（構成要素［Ｃ］）がある程度高粘度であっても含浸ははるかに容易となる。これは、予め繊維に含浸されている物質と、これから含浸させようとする物質を、置換あるいは混合するだけで含浸が達成され、空気を系外に追い出す仕事もなくなるためである。構成要素［Ｂ］の、強化繊維束（構成要素［Ａ］）やマトリックスとなる熱可塑性樹脂（構成要素［Ｃ］）に対する化学的親和性を考慮することにより、効果はさらに優れたものとなる。特に構成要素［Ｂ］に界面活性剤的な役割を付与した場合には、成形時に成形材料が可塑化された際に、強化繊維を成形品中に均一に良分散させる効果が強くあらわれる。
【００３１】
なお、構成要素［Ｂ］は一般的に強化繊維の表面処理に用いられるカップリング剤、サイジング剤とは異なる概念に属するものである。すなわち、カップリング剤、サイジング剤の処理量は繊維に対して通常０．０５〜１０重量％程度と少なく、繊維のごく表面部分に塗布することを意図したものであるから、繊維束をあらかじめ含浸しておくといったものではない。構成要素［Ａ］にはあらかじめ公知の表面処理、カップリング剤やサイジング剤の付与を行うことができ、それらは従来通りの効果を発揮する。ただし、繊維束には構成要素［Ｂ］である熱可塑性重合体を含浸させるため、サイジング剤などを使用する場合の処理量は必要最低限で十分である。
【００３２】
成形材料を製造するにあたって、構成要素［Ｂ］をあらかじめ構成要素［Ａ］に含浸させる。構成要素［Ｂ］は熱溶融させて連続した繊維束（構成要素［Ａ］）に容易に含浸させることが可能であり、繊維束を連続的に含浸するプロセスにおいて、例えば速度１０ｍ／分以上といった高速走行を実現可能であり、生産性に優れる。また含浸プロセスについても、繊維を大幅に開繊したり、バーなどにこすりつけて繊維が損傷を受けるほどしごいたり、熱可塑性重合体に高圧を付与したりするなどの操作をおこなうような複雑な装置を使用する必要がない。また、熱可塑性重合体を溶媒で希釈して低粘度化して含浸してから溶媒を除去したり、エマルジョン、ディスパーション化して含浸後に媒体を除去するような複雑で生産性の悪い手法をとる必要もない。含浸装置の最適化により、熱可塑性重合体（構成要素［Ｂ］）を溶融含浸する工程において、繊維束走行速度を数十ｍ／分にすることも十分に可能であり、成形材料の生産において、樹脂含浸性がその生産性の律速となることがなくなるという大きな利点がある。
【００３３】
構成要素［Ｂ］の重量平均分子量が200より小さくなると、熱を付与した際に容易に揮発するなどして、成形品にボイドなどの欠点を生じる原因となったり、また成形後のマトリックス樹脂の物性を大幅に低下させてしまう。逆に分子量が50,000より大きくなると、結果として溶融粘度が高くなり、繊維束への含浸が困難となることから成形材料の生産性を低下させてしまうことになる。より望ましい構成要素［Ｂ］の分子量の範囲は200〜14,000であり、さらに望ましい範囲は200〜1,000である。ここに記す重量平均分子量の測定には、ゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）を用い、検出器としてレーザーを用いた低角度光散乱光度計（ＬＡＬＬＳ）を使用する。また、溶融粘度の関係は、成形する際の温度において構成要素［Ｂ］の溶融粘度が構成要素［Ｃ］の溶融粘度より小さければよい。
【００３４】
構成要素［Ｂ］の溶融粘度は１００ポイズ以下であることが望ましい。より望ましくは２０ポイズ以下である。１００ポイズより溶融粘度が高いと構成要素［Ａ］への含浸が困難となって成形材料の生産性が低下する。また、構成要素［Ｃ］の溶融粘度は５００ポイズ以上であることが望ましい。ここに記す溶融粘度は、測定する物質のビカット軟化温度＋３０℃、あるいは融点＋３０℃における温度での粘度である。物質が結晶性であって明確な融点を持つ場合には融点＋３０℃の条件を採用し、それ以外は軟化温度＋３０℃の条件を用いる。粘度は、キャピラリーレオメーターを用いてＪＩＳ  Ｋ７１９９試験法により測定する。測定におけるせん断速度は１０3ｓ-1とする。なお、ビカット軟化温度は、ＪＩＳ  Ｋ７２０６試験法にしたがって測定し、融点はＤＳＣにより測定する。
【００３５】
構成要素［Ｂ］は成形後の製品においてはマトリックスである構成要素［Ｃ］中に混合、拡散することになる。すなわち、構成要素［Ｂ］と構成要素［Ｃ］がより混合されやすい組合せであれば、構成要素［Ｂ］の含浸・分散助剤として働きが優れていることになる。より具体的には構成要素［Ｂ］と構成要素［Ｃ］が化学的親和性を持っており、望ましくは相溶するものであれば効果が大きい。また、非相溶となる組合せであっても適度な化学的親和性、反応性を有するもの同士であれば、構成要素［Ｂ］が構成要素［Ｃ］中にミクロ分散するなどして、実質上は十分な含浸・分散助剤としての効果を発揮する。構成要素［Ｂ］と構成要素［Ｃ］が化学的な親和性をもち、相溶しやすい傾向を持つかどうかは溶解度パラメーターを用いてある程度判断できる。溶解度パラメーターについての詳しい説明は秋山三郎、井上隆、西敏夫共著「ポリマーブレンド」（シーエムシー）に記述されている。ポリマーの溶解度パラメーターの決定法は幾種類か知られるが、比較においては同一の決定法を用いればよい。具体的には算出の容易なＨｏｙの方法を用いることが望ましい（前掲書参照）。２つの液体の溶解度パラメーターの値が近いほど相溶しやすい組合せと言える。かかる観点から、構成要素［Ｂ］の溶解度パラメーターをδ1、構成要素［Ｃ］の溶解度パラメータをδ2としたときに、溶解度パラメーター値の差の絶対値｜δ1−δ2｜が３．５より小さいことが好ましい。
【００３６】
低粘度である構成要素［Ｂ］と構成要素［Ｃ］の混合においては、構成要素［Ｂ］に含浸・分散助剤として適したものが選択されていない場合、特に耐衝撃性が大幅に低下することがある。かかる観点から成形材料中の構成要素［Ｂ］の含有率が１０重量％である際に、該成形材料を成形して得た成形品のアイゾット衝撃値が、該成形材料の構成要素から構成要素［Ｂ］を除いてなる成形品のアイゾット衝撃値に対して６０％以上であることが好ましい。より好ましくは７５％以上である。アイゾット衝撃値はＪＩＳ  Ｋ７１１０試験法により測定する。
【００３７】
構成要素［Ｂ］には、得ようとする成形品の要求特性に応じて、難燃剤、耐候性改良剤、その他酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等を添加しておくことができる。
【００３８】
構成要素［Ａ］は構成要素［Ｂ］によって完全に含浸されていることが望ましい。理論的に言えば、繊維（構成要素［Ａ］）が六角形状に配列していて最密充填状態にあり、その繊維の隙間に構成要素［Ｂ］が含浸した状態が、最も構成要素［Ｂ］が少ない状態となり、繊維が真円断面で同一直径であると仮定すると、構成要素［Ａ］の体積含有率は９０．７％（π／（２×３1/2））となる。実際にこのような体積含有率をボイドなしで達成することは技術的に困難である。ただし、ボイドが一定量存在する場合や、あるいは計算上未含浸部が生じるような高い体積含量率であっても、本発明の含浸・繊維分散促進の効果はある。これを考慮すると、成形された複合材料の力学特性の低下を防ぐため、複合体における構成要素［Ａ］の体積含有率は４０％以上が好ましい。また、体積含有率が９５％を越えると、単繊維間の隙間を構成要素［Ｂ］で充填できない部分が増加し、結果として含浸促進効果が急激に低下してしまうことから、構成要素［Ａ］の体積含有率は９５％以下が好ましい。より好ましい体積含有率は８０〜９５％の範囲である。
【００３９】
前述したように、構成要素［Ａ］は構成要素［Ｂ］によって完全に含浸されていることが望ましいが、現実的にそれは困難であり、構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる複合体にはある程度のボイドが存在する。特に構成要素［Ａ］の含有率が大きい場合にはボイドが多くなるが、ある程度のボイドが存在する場合でも本発明の含浸・繊維分散促進の効果は示される。ただしボイド率が４０％を越えると顕著に含浸・繊維分散促進の効果が小さくなるので、ボイド率は０〜４０％の範囲が好ましい。より望ましいボイド率の範囲は２０％以下である。ボイド率は、複合体の部分をＡＳＴＭ  Ｄ２７３４試験法により測定する。
【００４０】
次に構成要素［Ｂ］として適した物質の化学的な組成について説明する。
【００４１】
構成要素［Ａ］である強化繊維の表面は、マトリックス樹脂との接着性などの考慮して通常表面処理がなされており、また、通常極性の高いカップリング剤、サイジング剤が塗布されている。このためこの繊維表面との親和性を考慮し、構成要素［Ｂ］の熱可塑性重合体は極性基としてフェノールもしくはフェノールの置換基誘導体を構成成分として含むことが必要である。フェノールの置換基誘導体は、フェノールのベンゼン核上に、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基より選ばれる置換基を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。構成要素［Ｃ］であるマトリックス樹脂の極性が、例えばポリオレフィンなどのように低い場合には、構成要素［Ｂ］は、極性基としてフェノールもしくはフェノールの置換基誘導体を構成成分として含むとともに、極性の低い脂肪族炭化水素の部分もあわせて有していることが望ましい。構成要素［Ｂ］は繊維／マトリックス界相にあらかじめ配置されているため、このような極性の高い部分と低い部分をあわせ持つものは、界面活性剤的な働きも有し、特に成形時の繊維の分散性の向上に寄与する。
【００４２】
前述したように、構成要素［Ｂ］と構成要素［Ｃ］の相溶性は重要なファクターとなる。構成要素［Ｂ］と構成要素［Ｃ］の親和性を考慮して、構成要素［Ｂ］中の極性の高い分子と低い分子の構成比を適切に設定することにより、構成要素［Ａ］である繊維の表面と、構成要素［Ｃ］のマトリックスの両方に親和性の高い、構成要素［Ｂ］を得ることができる。
【００４３】
特に構成要素［Ｂ］として優れているものとしては、フェノールもしくはフェノールの置換基誘導体（前駆体ａ）と、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素（前駆体ｂ）の縮合により得られるオリゴマーが挙げられる。縮合反応は、強酸もしくは、ルイス酸の存在下に行うことができる。また、構成要素［Ｂ］は、前駆体ａと、系内で前駆体ｂを生成する化合物を同様の条件で反応させて得ることもできる。
【００４４】
この前駆体ａとしてのフェノールの置換基誘導体は、フェノールのベンゼン核上に、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基より選ばれる置換基を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。
【００４５】
特に好ましい前駆体ａとしては、フェノールおよびクレゾールが挙げられる。
【００４６】
前駆体ａは複数種用いてもよい。
【００４７】
前駆体ｂは、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素であり、環状構造を有してもよい。
【００４８】
環状構造をもたない前駆体ｂの例としては、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエンなどを挙げることができる。環状構造を有する前駆体ｂの例としては、単環性の化合物として、シクロヘキサジエン、ビニルシクロヘキセン、シクロヘプタジエン、シクロオクタジエン、Ｃ10Ｈ16の分子式で表される単環式モノテルペン（ジペンテン、リモネン、テルピノレン、テルピネン、フェランドレン）など、二環性の化合物として、2,5-ノルボルナジエン、テトラヒドロインデン、Ｃ15Ｈ24の分子式で表される二環式セスキテルペン（カジネン、セリネン、カリオフィレンなど）など、三環性の化合物としてジシクロペンタジエンなどを挙げることができる。
【００４９】
また、系内で前駆体ｂを生成する化合物としては、異性化によりジペンテンを生成する、ピネンおよびカンフェンを例として挙げることができる。
【００５０】
前駆体ｂとしては、炭素数６〜１５のものが好ましく、また環状構造を有するものが好ましい。環状構造を持つことにより、分子の運動が適度に拘束されて比較的剛直なものとなる。このような構造を持つ構成要素［Ｂ］が構成要素［Ｃ］中に分散した成形品を得た際に、成形品の弾性率を大きく低下させたりすることがない。特に好ましい前駆体ｂとしては、Ｃ10Ｈ16の分子式で表される単環式モノテルペン、およびジシクロペンタジエンが挙げられる。例として単環式モノテルペンとフェノールの付加物の一般的な分子構造を式〔I〕に示す。
【００５１】
【化１】
0003774959.tif 000002
前駆体ｂ、および系内で前駆体ｂを生成する化合物は複数種を用いてもよい。
【００５２】
本発明の成形材料の構成要素［Ｂ］として特に優れたものとして、前駆体ａを２分子に対して、前駆体ｂを１分子付加したもの（以下、「２：１の付加物」と表す。）が、構成要素［Ｂ］中の４０重量％以上であるものである。これは極性の高いフェノールもしくはフェノールの置換基誘導体が２に対して、極性の低い脂肪族炭化水素を１という比率で付加されているため、全体として極性が比較的高く、アミド基などを持つ極性の高いポリアミドとの親和性に優れる。この２：１の付加物は構成要素［Ｂ］中の４０重量％以上含まれていて主成分であればよく、例えば他に１：１の付加物や２：２の付加物、あるいは他の不純物が混合されていてもよい。このような構成要素［Ｂ］の主成分の例として、単環式モノテルペンであるジペンテンと、フェノールの付加物の分子構造を式〔II〕に示す。
【００５３】
【化２】
0003774959.tif 000003
このような構成要素［Ｂ］の重量平均分子量は、熱をかけた際に容易に揮発するなどして成形品にボイドなどの欠点を生じる原因となったり、また樹脂組成物の物性を低下させるのを防ぐ観点から、２００以上が好ましい。一方、分子量が大きくなると結果として溶融粘度が高くなるので、樹脂組成物の流動性改善効果を効果的に得るためには分子量は１０００以下が好ましい。ここに記す重量平均分子量の測定には、ゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）を用い、検出器としてレーザーを用いた低角度光散乱光度計（ＬＡＬＬＳ）を使用する。
【００５４】
構成要素［Ａ］として用いる強化繊維束は、特に限定されない。炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維等の高強度、高弾性率繊維等が使用できる。２種以上を混合してもよい。この中では、炭素繊維が力学的特性の向上効果に優れているため好ましい。
【００５５】
より好ましくは、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官能基量（Ｏ／Ｃ）が、０．０５〜０．４の範囲にある連続した炭素繊維が適している。Ｏ／Ｃが０．０５より小さいことは、炭素繊維表面にマトリックス樹脂との接着に寄与するような官能基が非常に少ないことを意味している。炭素繊維とマトリックス樹脂の接着性が劣ると、成形品に高い力学的特性が期待できない。逆にＯ／Ｃが０．４より大きいと、炭素繊維表面の酸化処理等が必要以上に行われており、炭素の結晶構造が破壊されて繊維表面に脆弱層が形成されていることを意味している。この場合もＯ／Ｃが低すぎる場合同様、繊維表層付近で破壊が生じやすいため、成形品に高い力学的特性が期待できない。また、Ｏ／Ｃを上記の範囲内とすることにより、繊維／マトリックス界面の接着性のみならず、構成要素［Ｂ］を含浸させる際の親和性、繊維の成形時の分散性などにも好ましい効果をもたらす。
【００５６】
表面官能基量（Ｏ／Ｃ）は、Ｘ線光電子分光法により、次のような手順によって求められる。まず、溶媒でサイジング剤などを除去した炭素繊維（束）をカットして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。ここで表面官能基量（Ｏ／Ｃ）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。
【００５７】
次に、構成要素［Ｃ］として用いる熱可塑性樹脂は重量平均分子量が10,000以上のものである。重量平均分子量が10,000未満では最終的に得られる複合材料成形品の力学特性が低くなる。構成要素［Ｃ］は重量平均分子量が10,000以上であれば特に限定されない。構成要素［Ｃ］として、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６等）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（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等）、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ、液晶ポリエステルや、アクリロニトリルとスチレンの共重合体等を用いることができる。これらの混合物でもよい。また、ナイロン６とナイロン６６との共重合ナイロンのように共重合したものであってもよい。さらに得たい成形品の要求特性に応じて、構成要素［Ｃ］には難燃剤、耐候性改良剤、その他酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等を添加しておくことができる。
【００５８】
本発明の成形材料の構成要素［Ｃ］として特に適したものとしては、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリカーボネートが挙げられる。これらのなかでもナイロン６、ナイロン６６、またはナイロン６とナイロン６６との共重合体は、前述のフェノールもしくはフェノールの置換基誘導体と、２重結合を２個有する脂肪族炭化水素の縮合によって得られるオリゴマー（構成要素［Ｂ］）との親和性に優れ、これらが混合されても力学特性などが低下しにくいという点で優れている。
【００５９】
本発明の成形材料は、好ましくは１〜５０ｍｍの範囲の長さに切断して用いる。不連続とすることにより、成形材料の流動性が生じ、また成形時の賦形性が大幅に増す。切断長が短いほど、賦形性、流動性などの成形性が増すが、切断長が１ｍｍ未満になると結果として強化繊維長が短くなり繊維補強効果が急激に低下してしまう。切断長が５０ｍｍ超になると補強効果は増すが成形性が大幅に低下する。より望ましい切断長の範囲は３〜１２ｍｍである。
【００６０】
また、本発明の成形材料は、連続、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、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、ロール状成形物を得たりすることができる。また本発明の成形材料を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高い強度、弾性率が要求されるような分野において適用が可能である。
【００６１】
本発明の成形材料の製造方法として、構成要素［Ａ］に、粘度が１００ポイズ以下になるように加熱溶融された構成要素［Ｂ］を含浸させることによって複合体を形成し、次いで溶融した粘度５００ポイズ以上の構成要素［Ｃ］を該複合体に接するように配置した後、全体を常温まで冷却する方法を挙げることができる。より具体的には連続繊維束（構成要素［Ａ］）の単位長さあたりに所定量の加熱溶融させた構成要素［Ｂ］を付着させる工程（以下、助剤付与工程という。）、繊維束に付与した構成要素［Ｂ］を粘度が１００ポイズ以下になるよう調製して繊維束の内部にまで含浸させて複合体を形成させる工程（以下、助剤含浸工程という。）、および連続した複合体に接するように粘度５００ポイズ以上の加熱溶融された構成要素［Ｃ］を配置する工程（以下、マトリックス配置工程という。）の３つの工程をもつ製造方法を例として挙げることができる。これら３つの工程は連続的におこなわれることが望ましいが、不連続的、すなわち助剤含浸工程の後に一度複合体をボビンなどに巻き取った後、オフラインでマトリックス配置工程に通すといった製造方法をとることもできる。また助剤付与工程と助剤含浸工程が一つの装置で同時に実現できるようなものであればなお望ましい。
【００６２】
助剤付与工程は、繊維束に油剤、サイジング剤、マトリックス樹脂を付与するような公知の製造方法を用いることができるが、より具体的な例として、加熱した回転するロールの表面に、溶融した構成要素［Ｂ］の一定厚みの被膜を形成し（コーティング）、このロール表面に繊維束（構成要素［Ａ］）を接触させながら走らせることで、繊維束の単位長さあたりに所定量の構成要素［Ｂ］を付着させる方法を挙げることができる。ロール表面への構成要素［Ｂ］のコーティングに関しては、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、押出などの公知のコーティング装置の概念を応用することで実現できる。ロール上へのコーティング装置に関しては、原崎勇次著「コーティング装置と操作技術入門」（総合技術センター）等の著作に詳しく記述されている。
【００６３】
助剤含浸工程では、構成要素［Ｂ］が溶融する温度において、構成要素［Ｂ］の付着した構成要素［Ａ］に対して、バーでしごく、拡幅・集束を繰り返す、圧力や振動を加えるなどの操作で構成要素［Ｂ］を構成要素［Ａ］である繊維束内部まで含浸するようにする。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繊維束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。この際、温度を調整することによって溶融した構成要素［Ｂ］の粘度が１００ポイズ以下になるようにしないと、高速で繊維束に構成要素［Ｂ］を含浸する操作は実現できない。
【００６４】
マトリックス配置工程では、溶融した粘度が５００ポイズ以上の構成要素［Ｃ］を複合体に接するように配置する。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、連続的に複合体の周囲に構成要素［Ｃ］を被覆するように配置していく方法や、ロール等で扁平化した複合体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構成要素［Ｃ］を配置し、ロールなどで一体化させる方法を挙げることができる。
【００６５】
製造された成形材料は、ペレタイザーやストランドカッターなどの装置で一定長に切断して用いることもある。この切断工程がマトリックス配置工程の後ろに連続的に設置されていてもよい。成形材料が扁平であったりシート状である場合には、スリットして細長くしてから切断しても良い。スリットと切断を同時におこなうシートペレタイザのようなものを使用してもよい。
【００６６】
また、前述の熱可塑性ヤーンプリプレグを製造する場合は、マトリックス配置工程に次いで、配置されたマトリックス樹脂（構成要素［Ｃ］）を溶融させ、加熱ロールプレスなどの手段を使って構成要素［Ｂ］と混合させながら連続的に構成要素［Ａ］に含浸させるとともに、断面を扁平化していくなどの手段をとることができる。
【００６７】
次にポリアミド系樹脂組成物について説明する。樹脂組成物は、少なくとも次の２つの構成要素からなる。構成要素［Ｄ］は、フェノールもしくは、フェノールの置換基誘導体（前駆体ａ）と、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素（前駆体ｂ）の縮合により得られるオリゴマーであり、構成要素［Ｅ］はポリアミド樹脂である。この樹脂組成物に強化繊維が加えられていてもよい。
【００６８】
ここでいう構成要素［Ｄ］は前述した構成要素［Ｂ］の好ましい一態様に相当するものである。この構成要素［Ｄ］は、比較的低分子量であり、非常に低粘度であるため、構成要素［Ｅ］に添加されることにより、混合された樹脂組成物には高い流動性が付与される。特に樹脂中に強化繊維などのフィラーや難燃剤等が添加してあり、樹脂流動性が非常に悪い場合には、構成要素［Ｄ］を加えることにより熱溶融時の流動性を改善することができ、成形性が向上する。一般的には低分子量物を樹脂に添加すると、樹脂の力学的特性などが添加前に比較して大幅に低下する場合があるが、樹脂組成物は、この特性低下が非常に小さい。
【００６９】
樹脂組成物合計１００重量部に対して、構成要素［Ｄ］は０．５〜４０重量部の範囲で配合する。０．５重量部より少ないと流動性改善効果が小さく、４０重量部を越えると樹脂組成物の力学的特性が大幅に低下してしまう。より望ましい配合量は、５〜１５重量部の範囲である。
【００７０】
前述の樹脂組成物１００重量部に対して、強化繊維を５〜２００重量部配合してもよい。構成要素［Ｄ］が含有されてなることにより、強化繊維が含まれていても樹脂組成物の流動性は比較的良好である。強化繊維の配合量が５重量部より小さいと、繊維補強効果が小さく、２００重量部を越えると構成要素［Ｄ］を配合している場合であっても流動性が悪く、成形性に乏しい。より望ましい強化繊維の配合量は１０〜７０重量部の範囲である。
【００７１】
強化繊維の種類は、特に限定されない。炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維等の高強度、高弾性率繊維等が使用できる。２種以上を混合してもよい。この中では、炭素繊維が力学的特性の向上効果に優れているため好ましい。
【００７２】
より好ましくは、前述したのと同様に、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官能基量（Ｏ／Ｃ）が、０．０５〜０．４の範囲にある炭素繊維が好ましい。
【００７３】
次に構成要素［Ｄ］について説明する。この構成要素［Ｄ］は前述したフェノールもしくはフェノールの置換基誘導体（前駆体ａ）と、二重結合を２個有する脂肪族炭化水素（前駆体ｂ）の縮合反応により得られるオリゴマーである。
【００７４】
構成要素［Ｄ］の重量平均分子量は、熱をかけた際に容易に揮発するなどして成形品にボイドなどの欠点を生じる原因となったり、また樹脂組成物の物性を低下させるのを防ぐ観点から、２００以上が好ましい。一方、分子量が大きくなると結果として溶融粘度が高くなるので、樹脂組成物の流動性改善効果を効果的に得るために分子量は１０００以下が好ましい。ここに記す重量平均分子量の測定には、ゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）を用い、検出器としてレーザーを用いた低角度光散乱光度計（ＬＡＬＬＳ）を使用する。
【００７５】
構成要素［Ｅ］のポリアミド樹脂としては、アミド基の繰り返しによって主鎖を構成するポリマーであれば特に限定されない。ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン６１０、ナイロン６１２やダイマー酸ベースのポリアミドのような脂肪族ポリアミド、あるいはナイロン６Ｔのような芳香族ポリアミド等も用いることができる。これらの混合物や、ナイロン６とナイロン６６の共重合体のように、複数の種類のポリアミドを共重合したものであってもよい。またアミド基の関与する付加反応や縮合反応、メチレン基へのグラフト反応などにより、ポリアミドに別の種類の分子をつなげたようなものでよい。ポリアミドの中では、ナイロン６、またはナイロン６６、またはナイロン６とナイロン６６の共重合体が、力学的特性に優れるために特に適している。
【００７６】
樹脂組成物には難燃剤、耐候性改良剤、その他酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、相溶化剤、導電性フィラー等を添加しておくことができる。
【００７７】
また樹脂組成物は、前述した配合比率であれば、その混合の程度は特に規定されない。混練されていてそれぞれの構成要素がほぼ均一に分散してもよいし、また例えば、構成要素［Ｄ］が強化繊維に含浸しており、それに接して構成要素［Ｅ］が配置されているような分離型の組成物であってもかまわない。この場合、構成要素［Ｄ］は、繊維強化樹脂組成物を成形する際の構成要素［Ｅ］を容易に強化繊維に含浸させる助剤としても機能する。
【００７８】
以上説明した成形材料および樹脂組成物は、通常の成形法により最終的な形状の製品に加工できる。成形方法としてはプレス成形、トランスファー成形、射出成形や、これらの組合せ等が挙げられる。成形品としては、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、モンキー、レンチ等の工具類、歯車などの小物が挙げられる。また、本発明の成形材料は、流動性に優れるため成形品の厚みが０．５〜２mmといった薄肉の成形品を比較的容易に得ることができる。このような薄肉成形が要求されるものとしては、例えばパーソナルコンピューター、携帯電話に使用されるような筐体や、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に代表されるような電気・電子機器用部材が挙げられる。このような電気・電子機器用部材では、強化繊維に導電性を有する炭素繊維を使用した場合に、電磁波シールド性が付与されるためにより望ましい。
【００７９】
また、上記した成形材料および樹脂組成物は射出成形用ペレットとして用いることができる。射出成形においてはペレット状とした成形材料を可塑化する際、温度、圧力、混練が加えられるから、本発明によればその際に構成要素［Ｂ］または構成要素［Ｄ］が分散・含浸助剤として大きな効果を発揮する。この場合、通常のインラインスクリュー型射出成形機を用いることができ、またたとえ圧縮比の低いような形状のスクリューを用いたり、材料可塑化の際の背圧を低く設定するなどして、スクリューによる混練効果が弱い場合であっても強化繊維がマトリックス樹脂中に良分散し、繊維への樹脂の含浸が良好な成形品を得ることができる。
【００８０】
【実施例】
実施例１
１３０℃加熱されたロール上に、テルペンフェノール重合体（単環式モノテルペンとフェノールの付加物、ヤスハラケミカル（株）製YP90L、重量平均分子量４６０）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キスコーターを用いた。このロール上を連続した炭素繊維束（東レ（株）製“トレカ”T700SC、炭素繊維本数12,000本、単繊維繊度０．６デニール）を接触させながら通過させて、炭素繊維束の単位長さあたりに一定量のテルペンフェノール重合体を付着させた。
【００８１】
重合体を付着させた炭素繊維を、１８０℃に加熱された、ベアリングで自由に回転する、一直線上に配置された１０本の直径５０ｍｍのロールの上下を、交互に通過させた。この操作により、重合体を繊維束の内部まで含浸させ、炭素繊維とテルペンフェノール重合体よりなる連続した複合体を形成した。この段階で、複合体全体に対する重合体の量は１５重量％であった。１３０℃におけるYP90Lの、せん断速度１０3ｓ-1における溶融粘度は、キャピラリーレオメータによる測定で約１０ポイズであった。
【００８２】
この連続した複合体を、直径４０ｍｍの単軸押出機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、押出機からダイ中に２４０℃で溶融させたナイロン６樹脂（東レ（株）製“アミラン”CM1017、重量平均分子量18,600）を吐出させて、複合体の周囲を被覆するようにナイロン６樹脂を連続的に配置した。２４０℃におけるナイロン６の、せん断速度１０3ｓ-1における溶融粘度は、キャピラリーレオメータによる測定で約２０００ポイズであった。
【００８３】
この複合体をナイロン６で被覆した成形材料を常温近くまで冷却後、ストランドカッターにより長さ７ｍｍ長にカットし、射出成形用のペレットとした。ここまでの成形材料製造は連続した工程によりなされ、炭素繊維束の引き取り速度は３０ｍ／分であった。
【００８４】
このペレットを用いて、型締め力１００ｔの射出成形機により、外形が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み１ｍｍの平板状成形品を得た。この成形の際、シリンダ温度はノズル近くで２５０℃に設定し、金型温度は７０℃とした。成形品の表面は平滑で、成形品中の繊維の分散性に問題はなく、成形品の断面を顕微鏡観察したがボイドは確認されなかった。
【００８５】
この成形品の組成比は、炭素繊維：テルペンフェノール重合体：ナイロン６樹脂＝３５：６：５９であった。
【００８６】
なお、この成形品のアイゾット衝撃値（ノッチ有）は２１kg・cm／cmであった。
【００８７】
比較例１
実施例１で用いたのと同様の連続した炭素繊維束を、直径４０ｍｍの単軸押出機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、押出機からダイ中に２４０℃で溶融させたナイロン６樹脂（東レ（株）製“アミラン”CM1017）を吐出させて、複合体の周囲を被覆するようにナイロン６樹脂を連続的に配置した。
【００８８】
この炭素繊維束をナイロン６で被覆した成形材料を常温近くまで冷却後、ストランドカッターにより長さ７ｍｍ長にカットし、射出成形用のペレットとした。炭素繊維束の引き取り速度は３０ｍ／分であった。
【００８９】
このペレットを用いて、型締め力１００ｔの射出成形機により、外形が１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み１ｍｍの平板状成形品を得た。成形条件を実施例１と同一としたところ材料の流動性が不足して、成形品は金型のゲートから距離のある部分で一部ショートショットとなった。また成形品の表面には、未開繊・未含浸の繊維束が露出しており、その部分はみみず腫れ状態となっていた。成形品の断面を顕微鏡観察したところ、未開繊・未含浸の繊維束とボイドが観察された。
【００９０】
この成形品の組成比は、炭素繊維：ナイロン６樹脂＝３５：６５であった。
【００９１】
なお、この成形品のアイゾット衝撃値（ノッチ有）は２５kg・cm／cmであった。
【００９２】
【発明の効果】
本発明による成形材料は、製造が容易でありかつ射出成形などによって成形を行う際に強化繊維束の成形品中での分散が良好である。また、これを用いることにより品質の優れた成形品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る形成材料における複合体の形態の一例の断面を示す説明図である。
【図２】本発明に係る成形材料の形態の一例の断面を示す説明図である。
【図３】本発明に係る成形材料の形態の他の一例の断面を示す説明図である。
【図４】本発明に係る成形材料の形態の他の一例の断面を示す説明図である。
【図５】本発明に係る成形材料の形態の他の一例の断面を示す説明図である。
【図６】本発明に係る成形材料の形態の他の一例の断面を示す説明図である。
【図７】本発明に係る成形材料の形態の他の一例の断面を示す説明図である。
【符号の説明】
１：構成要素［Ａ］の単繊維
２：構成要素［Ｂ］
３：構成要素［Ａ］と構成要素［Ｂ］からなる複合体
４：構成要素［Ｃ］
【図１】
0003774959.tif 000004
【図２】
0003774959.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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