JP2016194046A - 樹脂ペレット、樹脂ペレットの製造方法、成形体及び成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れる樹脂ペレットを提供する。成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れる樹脂ペレットの製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂（Ａ）及び炭素繊維（Ｂ）を含む樹脂ペレットであって、熱可塑性樹脂（Ａ）が、結晶性樹脂であり、炭素繊維（Ｂ）が、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及びピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を含み、樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍである樹脂ペレット。溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）に、質量平均繊維長２ｍｍ〜２０ｍｍのＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及び質量平均繊維長２ｍｍ〜２０ｍｍのピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を供給する樹脂ペレットの製造方法。【選択図】 なし

Description

本発明は、樹脂ペレット、樹脂ペレットの製造方法、成形体及び成形体の製造方法に関する。

樹脂ペレットを成形して得られる成形体の熱伝導性や機械特性を高めるため、熱可塑性樹脂に炭素繊維を配合することが知られている。
例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂とＰＡＮ系炭素繊維とを配合した樹脂ペレットが開示されている。また、特許文献２には、熱可塑性樹脂とピッチ系炭素繊維とを配合した樹脂ペレットが開示されている。更に、特許文献３には、熱可塑性樹脂とＰＡＮ系炭素繊維とピッチ系炭素繊維とを配合した樹脂ペレットが開示されている。

特開２０００−９５９４７号公報 特開２００６−２６５４４１号公報 特開２０１４−０５１５８７号公報

しかしながら、特許文献１に開示される樹脂ペレットは、ピッチ系炭素繊維を含まないので、成形体の熱伝導性に劣る。また、特許文献２に開示される樹脂ペレットは、ＰＡＮ系炭素繊維を含まないので、成形体の機械特性に劣る。

更に、特許文献３に開示される樹脂ペレットは、炭素繊維の質量平均繊維長が長過ぎ、成形加工性に劣る。特に、精密成形が要求される小型の成形体を製造するのには不適である。

本発明は、成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れる樹脂ペレットを提供することにある。
また、本発明は、成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れる樹脂ペレットの製造方法を提供することにある。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］熱可塑性樹脂（Ａ）及び炭素繊維（Ｂ）を含む樹脂ペレットであって、熱可塑性樹脂（Ａ）が、結晶性樹脂であり、炭素繊維（Ｂ）が、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及びピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を含み、樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍである、樹脂ペレット。
［２］熱可塑性樹脂（Ａ）の含有率が、熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）との合計１００質量％中、４０質量％〜９０質量％であり、炭素繊維（Ｂ）の含有率が、熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）との合計１００質量％中、１０質量％〜６０質量％である、［１］に記載の樹脂ペレット。
［３］ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の含有率が、樹脂ペレット１００質量％中、５質量％〜３０質量％である、［１］又は［２］に記載の樹脂ペレット。
［４］ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の含有率が、樹脂ペレット１００質量％中、５質量％〜５０質量％である、［１］〜［３］のいずれかに記載の樹脂ペレット。
［５］熱可塑性樹脂（Ａ）が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［４］のいずれかに記載の樹脂ペレット。
［６］熱可塑性樹脂（Ａ）が、ポリアミド樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である、［５］に記載の樹脂ペレット。
［７］更に、黒鉛（Ｃ）を含む、［１］〜［５］のいずれかに記載の樹脂ペレット。
［８］黒鉛（Ｃ）の含有率が、樹脂ペレット１００質量％中、１質量％〜９質量％である、［６］に記載の樹脂ペレット。
［９］溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）に、質量平均繊維長２ｍｍ〜２０ｍｍのＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及び質量平均繊維長２ｍｍ〜２０ｍｍのピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を供給する、樹脂ペレットの製造方法。
［１０］［１］〜［８］のいずれかに記載の樹脂ペレットを成形した、成形体。
［１１］ノッチ無しのシャルピー衝撃強度が、１０ｋＪ／ｍ^２以上であり、厚さ１ｍｍの熱線法で測定した熱伝導率が、２〜９Ｗ／ｍＫである、［９］又は［１０］に記載の成形体。
［１２］引張強度が、１５０ＭＰａ以上である、［１１］に記載の成形体。
［１３］［９］に記載の樹脂ペレットの製造方法で樹脂ペレットを得た後、射出成形して成形体を得る、成形体の製造方法。

本発明の樹脂ペレットは、成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れる。
また、本発明の樹脂ペレットの製造方法により得られる樹脂ペレットは、成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れる。

（熱可塑性樹脂（Ａ））
本発明の樹脂ペレットは、熱可塑性樹脂（Ａ）を含む。

熱可塑性樹脂（Ａ）は、結晶性樹脂である。熱可塑性樹脂（Ａ）が結晶性樹脂であることで、樹脂ペレットの成形性に優れ、成形体の耐熱性に優れる。

熱可塑性樹脂（Ａ）としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂等の結晶性樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂（Ａ）は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの熱可塑性樹脂（Ａ）の中でも、成形体の熱伝導性に優れることから、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂が好ましく、成形体の機械特性、耐熱性に優れることから、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂がより好ましい。

ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６９、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２、ポリ（ヘキサメチレンテレフタラミド）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタラミド）、ポリ（ｍ−キシレンアジパミド）、ポリ（キシレンセバカミド）等が挙げられる。これらのポリアミド樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

熱可塑性樹脂（Ａ）の含有率は、熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）との合計１００質量％中、４０質量％〜９０質量％が好ましく、５０質量％〜８０質量％がより好ましい。熱可塑性樹脂（Ａ）の含有率が４０質量％以上であると、樹脂ペレットの成形性に優れる。また、熱可塑性樹脂（Ａ）の含有率が９０質量％以下であると、成形体の熱伝導性、機械特性に優れる。

（炭素繊維（Ｂ））
本発明の樹脂ペレットは、炭素繊維（Ｂ）を含む。

炭素繊維（Ｂ）は、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及びピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を含む。炭素繊維（Ｂ）がＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を含むことで、成形体の機械特性に優れ、樹脂ペレットや成形体の比重を小さくすることができる。また、炭素繊維（Ｂ）がピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を含むことで、成形体の熱伝導性に優れ、樹脂ペレットや成形体の熱膨張を抑制することができる。そのため、炭素繊維（Ｂ）として、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）とピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）とを併用することで、優れた熱伝導性と優れた機械特性とを両立する成形体を得ることができる。

ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）は、「アクリロニトリルを主成分として重合させたポリアクリルニトリル系樹脂からなる繊維を、不融化させて、更に炭化させて生成した実質的に炭素のみからなるフィラメント繊維」を主たる成分として構成される。

ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の直径は、１μｍ〜２０μｍが好ましく、４μｍ〜１５μｍがより好ましく、５μｍ〜８μｍが更に好ましい。ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の直径が１μｍ以上であると、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の比表面積を小さくすることができ、樹脂ペレットの成形性に優れる。また、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の直径が２０μｍ以下であると、取り扱い性に優れ、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）のアスペクト比を大きくすることができ、成形体の機械特性に優れる。
ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の直径は、樹脂ペレット又は成形体を空気雰囲気下で３時間６００℃に加熱して熱可塑性樹脂（Ａ）等を熱分解により除去し、残存した炭素繊維（Ｂ）の中からＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）１０本の直径を電子顕微鏡にて測定し、その平均値とする。ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の直径は、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を構成するフィラメント繊維の最大フェレ径とする。

ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）は、「メソフェーズピッチ、即ち石油タール、石炭タール等を処理して生じた部分的に液晶構造を示す樹脂、又は、人工的に合成されたメソフェーズピッチを紡糸して、不融化させて、更に炭化させて生成した、黒鉛結晶構造が繊維軸方向に高度に発達した実質的に炭素のみからなるフィラメント繊維」を主たる成分として構成される。

ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の直径は、４μｍ〜１５μｍが好ましく、７μｍ〜１１μｍがより好ましい。ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の直径が４μｍ以上であると、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を容易に製造することができる。また、ピッチ系炭素繊維（Ｂ）の直径が１５μｍ以下であると、取り扱い性に優れる。
ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の直径は、樹脂ペレット又は成形体を空気雰囲気下で３時間６００℃に加熱して熱可塑性樹脂（Ａ）等を熱分解により除去し、残存した炭素繊維（Ｂ）の中からピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）１０本の直径を電子顕微鏡にて測定し、その平均値とする。ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の直径は、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を構成するフィラメント繊維の最大フェレ径とする。

炭素繊維（Ｂ）の含有率は、熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）との合計１００質量％中、１０質量％〜６０質量％が好ましく、２０質量％〜５０質量％がより好ましい。炭素繊維（Ｂ）の含有率が１０質量％以上であると、成形体の熱伝導性、機械特性に優れる。また、炭素繊維（Ｂ）の含有率が６０質量％以下であると、樹脂ペレットの成形性に優れる。

ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の含有率は、樹脂ペレット１００質量％中、５質量％〜３０質量％が好ましく、１０質量％〜２５質量％がより好ましく、１５質量％〜２０質量％が更に好ましい。ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の含有率が５質量％以上であると、成形体の機械特性に優れる。また、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の含有率が３０質量％以下であると、樹脂ペレットの成形性に優れる。

ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の含有率は、樹脂ペレット１００質量％中、５質量％〜５０質量％が好ましく、１０質量％〜４０質量％がより好ましく、１０質量％〜３０質量％が更に好ましい。ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の含有率が５質量％以上であると、成形体の熱伝導性に優れる。また、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の含有率が５０質量％以下であると、樹脂ペレットの成形性に優れる。

樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長は、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍであり、０．１１ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましく、０．１２ｍｍ〜０．２５ｍｍがより好ましい。樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が０．１ｍｍ以上であると、成形体の熱伝導性、機械特性に優れる。また、樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が０．９ｍｍ以下であると、成形体の細部まで炭素繊維（Ｂ）が充填されやすい。
樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長は、樹脂ペレットを空気雰囲気下で３時間６００℃に加熱して熱可塑性樹脂（Ａ）等を熱分解により除去し、残存した炭素繊維（Ｂ）１００本の繊維長を光学顕微鏡にて測定し、その平均値とする。質量平均繊維長は、繊維長をＬとしたとき、下式（１）で算出される。
質量平均繊維長＝ΣＬ^２／ΣＬ （１）

樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長は、炭素繊維（Ｂ）の供給方法、押出機のスクリュー回転数、吐出量等の溶融混練条件を制御することにより調整することができる。

（黒鉛（Ｃ））
本発明の樹脂ペレットは、熱可塑性樹脂（Ａ）、炭素繊維（Ｂ）以外に、黒鉛（Ｃ）を含んでもよい。樹脂ペレットが黒鉛（Ｃ）を含むことで、成形体の熱伝導性に優れる。

黒鉛（Ｃ）としては、例えば、鱗片状黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等が挙げられる。これらの黒鉛（Ｃ）は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの黒鉛（Ｃ）の中でも、樹脂ペレット中の分散性に優れることから、膨張黒鉛が好ましく、膨張化後の膨張黒鉛がより好ましい。

樹脂ペレット中に黒鉛（Ｃ）を含む場合、黒鉛（Ｃ）の含有率は、樹脂ペレット１００質量％中、１質量％〜９質量％が好ましく、３質量％〜７質量％がより好ましい。黒鉛（Ｃ）の含有率が１質量％以上であると、成形体の熱伝導性に優れる。また、黒鉛（Ｃ）の含有率が９質量％以下であると、成形体からの黒鉛（Ｃ）の脱落を抑制することができる。

（添加剤）
本発明の樹脂ペレットは、熱可塑性樹脂（Ａ）、炭素繊維（Ｂ）、黒鉛（Ｃ）以外に、本発明の効果が得られる範囲で、必要に応じて、各種添加剤を含んでもよい。

添加剤としては、例えば、着色剤、酸化防止剤、金属不活性剤、カーボンブラック、造核剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、ガラス繊維、無機フィラー、耐衝撃性改質剤、溶融張力向上剤、難燃剤、可塑剤等が挙げられる。これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

（樹脂ペレットの製造方法）
本発明の樹脂ペレットを製造する方法としては、例えば、熱可塑性樹脂（Ａ）、炭素繊維（Ｂ）をドライブレンドした後に溶融混練する方法；溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）に炭素繊維（Ｂ）を供給して混練する方法等が挙げられる。炭素繊維（Ｂ）の折損を抑制し質量平均繊維長を制御でき、炭素繊維（Ｂ）の分散性に優れることから、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）に炭素繊維（Ｂ）を供給して混練する方法が好ましく、成形体の熱伝導性、機械特性に優れることから、溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）にＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を供給して混練した後に、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を供給して混練する方法がより好ましい。

樹脂ペレットの製造に用いるＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の形態は、例えば、長繊維、チョップドファイバー、ミルドファイバー等が挙げられる。これらのＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の形態は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の形態の中でも、取り扱い性に優れ、質量平均繊維長を容易に制御することができることから、チョップドファイバーが好ましい。

ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）のチョップドファイバーの市販品としては、例えば、ＴＲ０６Ｕ、ＴＲ０６ＵＬ、ＴＲ０６ＮＥ、ＴＲ０６ＮＬ、ＭＲ０６ＮＥ、ＭＲ０３ＮＥ等のパイロフィル（商品名、三菱レイヨン（株）製）のチョップドファイバーシリーズ等が挙げられる。

樹脂ペレットの製造に用いるＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）は、表面処理、特に、電解処理されたものが好ましい。ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を表面処理することにより、成形体の機械特性に優れる。
樹脂ペレットの製造に用いるＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の表面処理剤としては、例えば、エポキシ系サイジング剤、ウレタン系サイジング剤、ナイロン系サイジング剤、オレフィン系サイジング剤等が挙げられる。これらの表面処理剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの表面処理剤の中でも、取り扱い性に優れることから、ウレタン系サイジング剤、ナイロン系サイジング剤が好ましく、ナイロン系サイジング剤がより好ましい。

樹脂ペレットの製造に用いるＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の繊維長は、定量供給が容易であることから、２ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、２．５ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましく、３ｍｍ〜７ｍｍが更に好ましい。

樹脂ペレットの製造に用いるピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の形態は、例えば、長繊維、チョップドファイバー、ミルドファイバー等が挙げられる。これらのピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の形態は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の形態の中でも、取り扱い性に優れ、質量平均繊維長を容易に制御することができることから、チョップドファイバーが好ましい。

ピッチ系炭素繊維（Ｂ−１）のチョップドファイバーの市販品としては、例えば、Ｋ２２３ＳＥ、Ｋ２２３Ｙ１、Ｋ２２３ＨＥ、Ｋ６３７１Ｔ等のダイアリード（商品名、三菱樹脂（株）製）のチョップドファイバーシリーズ等が挙げられる。

樹脂ペレットの製造に用いるピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の繊維長は、定量供給が容易であることから、２ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、３ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましく、５ｍｍ〜８ｍｍが更に好ましい。
樹脂ペレットの製造に用いるＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の繊維長とピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の繊維長は、同じ長さであってもよく、異なる長さであってもよい。

樹脂ペレットを製造するための溶融混練は、押出機を用いればよい。
押出機としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機等が挙げられ、二軸押出機が好ましい。

同方向二軸押出機の場合、押出機のスクリュー回転数は、１００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍが好ましい。押出機のスクリュー回転数が１００ｒｐｍ以上であると、炭素繊維（Ｂ）の分散性に優れる。また、押出機のスクリュー回転数が３００ｒｐｍ以下であると、炭素繊維（Ｂ）の折損を抑制することができる。

押出機のサイドフィーダーは、２箇所以上有することが好ましい。押出機に２箇所以上サイドフィーダーを有することで、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）とピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）とを別々に供給することができ、質量平均繊維長を制御しやすくなる。

押出機のニーディングゾーンは、炭素繊維（Ｂ）の供給前後に、それぞれ１箇所以上有することが好ましい。
炭素繊維（Ｂ）の供給前のニーディングゾーンにて熱可塑性樹脂（Ａ）を十分に溶融させ、炭素繊維（Ｂ）の供給後のニーディングゾーンにて溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）とを混練することで、炭素繊維（Ｂ）の折損を抑制し質量平均繊維長を制御でき、炭素繊維（Ｂ）の分散性に優れる樹脂ペレットを得ることができる。

ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）とピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）とを別々に供給する場合、押出機のニーディングゾーンは、上流側のサイドフィーダーの上流と下流側のサイドフィーダーの下流の少なくとも２箇所有することが好ましく、更に上流側のサイドフィーダーと下流側のサイドフィーダーとの間の少なくとも２箇所有することがより好ましい。
上流側のサイドフィーダーの上流のニーディングゾーンにて熱可塑性樹脂（Ａ）を十分に溶融させ、上流側のサイドフィーダーからＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及びピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の一方の炭素繊維（Ｂ）を供給し、上流側のサイドフィーダーと下流側のサイドフィーダーとの間のニーディングゾーンにて熱可塑性樹脂（Ａ）と前記一方の炭素繊維（Ｂ）とを混練し、下流側のサイドフィーダーからＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及びピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の他方の炭素繊維（Ｂ）を供給し、熱可塑性樹脂（Ａ）と両方の炭素繊維（Ｂ）とを混練することで、炭素繊維（Ｂ）の折損を抑制し質量平均繊維長を制御でき、炭素繊維（Ｂ）の分散性に優れる樹脂ペレットを得ることができる。

溶融混練温度は、熱可塑性樹脂（Ａ）の融点以上、熱可塑性樹脂（Ａ）の熱分解温度以下の温度に設定すればよいが、２００℃〜３５０℃が好ましい。溶融混練温度が２００℃以上であると、炭素繊維（Ｂ）にかかる剪断応力を抑制することができ、成形体の機械特性に優れる。また、溶融混練温度が３５０℃以下であると、熱可塑性樹脂（Ａ）の熱分解を抑制することができる。

（成形体）
本発明の成形体は、本発明の樹脂ペレットを成形して得られる。

成形方法としては、例えば、射出成形、押出成形、プレス成形、ブロー成形、回転成形等が挙げられる。これらの成形方法の中でも、生産性に優れることから、射出成形が好ましい。

成形体中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましく、０．１１ｍｍ〜０．２５ｍｍがより好ましく、０．１２ｍｍ〜０．２３ｍｍが更に好ましい。成形体中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が０．１ｍｍ以上であると、成形体の熱伝導性、機械特性に優れる。また、成形体中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が０．３ｍｍ以下であると、成形体の細部まで炭素繊維（Ｂ）が充填されやすい。
成形体中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長は、成形体を空気雰囲気下で３時間６００℃に加熱して熱可塑性樹脂（Ａ）等を熱分解により除去し、残存した炭素繊維（Ｂ）１００本の繊維長を光学顕微鏡にて測定し、その平均値とする。質量平均繊維長は、繊維長をＬとしたとき、前述した式（１）で算出される。

成形体の熱伝導率は、１．５Ｗ／ｍＫ〜１０Ｗ／ｍＫが好ましく、２Ｗ／ｍＫ〜９Ｗ／ｍＫがより好ましい。成形体の熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であると、成形体の熱伝導性に優れ、成形体が局所的に高温となることを避けることができる。また、成形体の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以下であると、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）や黒鉛（Ｃ）の含有率を抑制することができ、成形体の機械特性に優れる。
成形体の熱伝導率は、熱線法で測定した値とする。具体的には、厚さ１ｍｍの成形体をを熱伝導率計により測定する。ボックス式プローブを用いる場合、複数の熱伝導率既知のリファレンスプレート、成形体、ボックス式プローブの順に、成形体の射出成形の流動方向と熱線が直交するように重ねて測定した結果から、成形体の熱伝導率を算出することができる。

成形体の曲げ強度は、成形体の薄肉化が可能であることから、２００ＭＰａ以上が好ましく、２８０ＭＰａ〜６００ＭＰａがより好ましい。
成形体の曲げ弾性率は、成形体の薄肉化が可能であることから、１５０００ＭＰａ以上が好ましく、２００００ＭＰａ〜４００００ＭＰａがより好ましい。
成形体の曲げ強度、成形体の曲げ弾性率は、ＩＳＯ１７８準拠して測定した値とする。

成形体の引張強度は、割れにくい成形体が得られることから、１５０ＭＰａ以上が好ましく、２００ＭＰａ以上がより好ましい。
成形体の引張伸度は、割れにくい成形体が得られることから、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましい。
成形体の引張強度、引張伸度は、ＩＳＯ５２７準拠して測定した値とする。

ノッチありの成形体のシャルピー衝撃強度は、割れにくい成形体が得られることから、３ｋＪ／ｍ^２以上が好ましく、４ｋＪ／ｍ^２以上がより好ましく、５ｋＪ／ｍ^２以上が更に好ましい。
ノッチなしの成形体のシャルピー衝撃強度は、割れにくい成形体が得られることから、１０ｋＪ／ｍ^２以上が好ましく、２０ｋＪ／ｍ^２以上がより好ましく、３０ｋＪ／ｍ^２以上が更に好ましい。
成形体のシャルピー衝撃強度は、ＩＳＯ１７９準拠して測定した値とする。また、ノッチは、Ｖノッチとする。

成形体の荷重たわみ温度は、成形体の耐熱性に優れることから、１７０℃以上が好ましく、２００℃〜３００℃がより好ましい。
成形体の荷重たわみ温度は、ＩＳＯ７５準拠し、１．８ＭＰａの条件で測定した値とする。

本発明の樹脂ペレットは、樹脂ペレットから成形体への成形前後で、質量平均繊維長が大きく変化しないことから、成形性に優れ、小型の成形体に特に好適である。
成形体の体積は、０．５ｃｍ^３〜５０ｃｍ^３が好ましく、１ｃｍ^３〜２０ｃｍ^３がより好ましい。成形体の体積が０．５ｃｍ^３以上であると、優れた機械特性が要求されるので、本発明の樹脂ペレットが好適である。また、成形体の体積が５０ｃｍ^３以下であると、微細な形状が要求されるので、成形性に優れる本発明の樹脂ペレットが好適である。

本発明の成形体は、熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れることから、車載カメラ筐体、電子機器の筐体、高輝度ランプ部品、高速駆動ギヤ、摺動部材等に好適に用いることができ、車載カメラ筐体に特に好適である。

（質量平均繊維長測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、空気雰囲気下で３時間６００℃に加熱して熱可塑性樹脂（Ａ）等を熱分解により除去し、残存した炭素繊維（Ｂ）の任意の１００本の繊維長を光学顕微鏡で測定し、質量平均繊維長を算出した。
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、成形体（幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を得た。得られた成形体の一部を、空気雰囲気下で３時間６００℃に加熱して熱可塑性樹脂（Ａ）等を熱分解により除去し、残存した炭素繊維（Ｂ）の任意の１００本の繊維長を光学顕微鏡で測定し、質量平均繊維長を算出した。

（比重測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、成形体（幅２０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を得た。得られた成形体を２３℃の恒温室に２４時間静置させた後、ＩＳＯ１１８３に準拠し、アルキメデス法により、比重を測定した。

（熱伝導率測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、成形体（幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を得た。
熱伝導率既知のリファレンスプレート上に、得られた成形体、ボックス式プローブの順に、ボックス式プローブの熱源である細線を成形体の射出成形の流動方向と直交するように重ねて配置し、迅速熱伝導率計（機種名「ＱＴＭ−５００」、京都電子工業（株）製）を用いて測定した。
複数のリファレンスプレートを用いて測定した結果から、リファレンスプレートとの差がゼロになるように内挿し、その成形体の熱伝導率を算出した。

（曲げ強度・曲げ弾性率測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、成形体（幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を得た。得られた成形体を２３℃の恒温室に２４時間静置させた後、ＩＳＯ１７８に準拠し、３点曲げ試験を行い、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。

（引張強度・引張伸度測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、ダンベル状の成形体（平行部の幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を得た。得られた成形体を２３℃の恒温室に２４時間静置させた後、ＩＳＯ５２７に準拠し、引張試験を行い、引張強度を測定した。

（シャルピー衝撃強度測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、成形体（幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を得た。得られた成形体を２３℃の恒温室に２４時間静置させた後、ＩＳＯ１７９に準拠し、シャルピー衝撃試験を行い、ノッチなしの成形体のシャルピー衝撃強度を測定した。また、得られた成形体に機械加工でＶノッチを付与し、２３℃の恒温室に２４時間静置させた後、ＩＳＯ１７９に準拠し、シャルピー衝撃試験を行い、ノッチありの成形体のシャルピー衝撃強度を測定した。

（荷重たわみ温度測定）
実施例・比較例で得られた樹脂ペレットを、射出成形機（機種名「ＩＳ５５」、東芝機械（株）製）を用い、実施例１〜６、比較例１〜２はシリンダー温度２８０℃、金型温度１２０℃、実施例７〜９、比較例３はシリンダー温度３００℃、金型温度１２０℃、実施例１０〜１１はシリンダー温度２３０℃、金型温度８０℃の条件で射出成形を行い、成形体（幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を得た。得られた成形体を２３℃の恒温室に２４時間静置させた後、ＩＳＯ７５に準拠し、１．８ＭＰａにおける荷重たわみ温度を測定した。

（原料）
熱可塑性樹脂（Ａ−１）：ポリアミド樹脂（ポリ（キシレンセバカミド）（商品名「Ｌｅｘｔｅｒ８５００」、三菱ガス化学（株）製）８８質量％、ナイロン６６ ９質量％に添加剤（離型剤、造核剤及びカーボンブラックを含む）３質量％を配合した樹脂組成物）
熱可塑性樹脂（Ａ−２）：ポリアミド樹脂（ポリ（ｍ−キシレンアジパミド）（商品名「ＭＸナイロン６００７」、三菱ガス化学（株）製）８８質量％、ナイロン６６ ９質量％に添加剤（離型剤、造核剤及びカーボンブラックを含む）３質量％を配合した樹脂組成物）
熱可塑性樹脂（Ａ−３）：ポリフェニレンサルファイド樹脂（商品名「ＤＳＰ Ｃ−１１５」、ＤＩＣ（株）製、架橋型ポリフェニレンサルファイド樹脂）
熱可塑性樹脂（Ａ−４）：ポリプロピレン樹脂（商品名「ノバテックＰＰ ＭＡ０４Ａ」（日本ポリプロ（株）製）と商品名「ユーメックス１００１」（三洋化成工業（株）製）との混合樹脂）

ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１−１）：ＰＡＮ系炭素繊維（商品名「パイロフィル ＴＲ０６ＮＬ」、三菱レイヨン（株）製、繊維長６ｍｍ、引張弾性率２３０ＧＰａ以上、引張強度３７２０ＭＰａ以上、ナイロン系サイジング剤）
ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１−２）：ＰＡＮ系炭素繊維（商品名「パイロフィル ＭＲ０３ＮＥ」、三菱レイヨン（株）製、繊維長３ｍｍ、引張弾性率２８０ＧＰａ以上、引張強度４４００ＭＰａ以上、ナイロン系サイジング剤）
ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１−３）：ＰＡＮ系炭素繊維（商品名「パイロフィル ＴＲ０６UＬ」、三菱レイヨン（株）製、繊維長６ｍｍ、引張弾性率２３０ＧＰａ以上、引張強度３７２０ＭＰａ以上、ウレタン系サイジング剤）
ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２−１）：ピッチ系炭素繊維（商品名「ダイアリード Ｋ６３７１Ｔ」、三菱樹脂（株）製、繊維長６ｍｍ、引張弾性率６４０ＧＰａ、引張強度２６００ＭＰａ）
ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２−２）：ピッチ系炭素繊維（商品名「ダイアリード Ｋ２２３ＨＥ」、三菱樹脂（株）製、繊維長６ｍｍ、引張弾性率９００ＧＰａ、引張強度３８００ＭＰａ）
黒鉛（Ｃ−１）：膨張黒鉛（商品名「ＧＲＡＦＯＩＬパウダー ＧＦＰ−１００」、米国グラフテック社製、膨張黒鉛シートを粉砕したもの、平均粒子径０．１ｍｍ）
添加剤（Ｄ−１）：マイカ（商品名「ＳＹＡ−４１Ｒ」、（株）山口雲母工業所製、平均粒子径４５μｍ）

［実施例１］
樹脂ペレットを製造する押出機として、同方向二軸押出機（「ＴＥＸ４４αＩＩ」、（株）日本製鋼所製）を準備した。押出機のフィーダーは、上流から、メインフィーダー、第１サイドフィーダー、第２サイドフィーダーと設置した。押出機のニーディングゾーンは、メインフィーダーと第１サイドフィーダーとの間に１箇所、第１サイドフィーダーと第２サイドフィーダーとの間に１箇所、第２サイドフィーダーとダイとの間に１箇所、合計３箇所配置した。スクリュー回転数２００ｒｐｍ、吐出量８０ｋｇ／時間、シリンダー温度２８０℃の条件で、熱可塑性樹脂（Ａ−１）７０質量％と黒鉛（Ｃ−１）５質量％とをメインフィーダーから供給し、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１−１）１５質量％を第１サイドフィーダーから供給し、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２−１）１０質量％を第２サイドフィーダーから供給し、樹脂ペレットを得た。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［実施例２〜６］
熱可塑性樹脂（Ａ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）、黒鉛（Ｃ）、添加剤の種類と割合を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に操作を行い、樹脂ペレットを得た。
実施例２〜６のいずれの実施例においても、熱可塑性樹脂（Ａ）、黒鉛（Ｃ）、添加剤をメインフィーダーから供給し、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を第１サイドフィーダーから供給し、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を第２サイドフィーダーから供給した。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［実施例７〜８］
熱可塑性樹脂（Ａ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）、黒鉛（Ｃ）、の種類と割合を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に操作を行い、樹脂ペレットを得た。
実施例７〜８のいずれの実施例においても、熱可塑性樹脂（Ａ）、黒鉛（Ｃ）、添加剤をメインフィーダーから供給し、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を第１サイドフィーダーから供給し、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を第２サイドフィーダーから供給した。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［実施例９］
熱可塑性樹脂（Ａ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）、黒鉛（Ｃ）、の種類と割合を表１のように変更し、シリンダー温度を３２０℃とし、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を第１サイドフィーダーから供給し、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を第２サイドフィーダーから供給した以外は、実施例１と同様に操作を行い、樹脂ペレットを得た。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［実施例１０〜１１］
熱可塑性樹脂（Ａ）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）、黒鉛（Ｃ）、の種類と割合を表１のように変更し、シリンダー温度を２３０℃とした以外は、実施例１と同様に操作を行い、樹脂ペレットを得た。
実施例１０〜１１のいずれの実施例においても、熱可塑性樹脂（Ａ）、黒鉛（Ｃ）、添加剤をメインフィーダーから供給し、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を第１サイドフィーダーから供給し、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を第２サイドフィーダーから供給した。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［比較例１］
樹脂ペレットを製造する押出機として、同方向二軸押出機（機種名「ＰＣＭ−３０」、（株）池貝製）を準備した。押出機のフィーダーは、上流から、メインフィーダー、サイドフィーダーと設置した。押出機のニーディングゾーンは、メインフィーダーとサイドフィーダーとの間に１箇所、サイドフィーダーとダイとの間に１箇所、合計２箇所配置した。スクリュー回転数２００ｒｐｍ、吐出量１５ｋｇ／時間、シリンダー温度２８０℃の条件で、熱可塑性樹脂（Ａ−２）７０質量％をメインフィーダーから供給し、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１−１）３０質量％をサイドフィーダーから供給し、樹脂ペレットを得た。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［比較例２］
熱可塑性樹脂（Ａ−２）、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１−１）の割合を表１のように変更した以外は、比較例１と同様に操作を行い、樹脂ペレットを得た。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

［比較例３］
シリンダー温度を３２０℃とし、熱可塑性樹脂（Ａ−３）７０質量％をメインフィーダーから供給し、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２−２）３０質量％をサイドフィーダーから供給した以外は、比較例１と同様に操作を行い、樹脂ペレットを得た。
得られた樹脂ペレットの評価結果を、表２に示す。

実施例１〜１１で得られた樹脂ペレットは、成形体の熱伝導性、機械特性、耐熱性に優れた。
中でも、実施例１〜９で得られた樹脂ペレットは、成形体の曲げ強度、引張強度、耐熱性に優れた。特に、実施例１〜６で得られた樹脂ペレットは、熱可塑性樹脂（Ａ）としてポリアミド樹脂を用いたため、成形体の曲げ強度、引張強度に特に優れ、実施例７〜９で得られた樹脂ペレットは、熱可塑性樹脂（Ａ）としてポリフェニレンサルファイド樹脂を用いたため、成形体の耐熱性に特に優れた。
比較例１〜２で得られた樹脂ペレットは、ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を用いなかったため、成形体の熱伝導性に劣った。
比較例３で得られた樹脂ペレットは、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）を用いなかったため、曲げ強度、引張強度、シャルピー衝撃強度等の成形体の機械特性に劣った。

Claims (13)

1. 熱可塑性樹脂（Ａ）及び炭素繊維（Ｂ）を含む樹脂ペレットであって、
   熱可塑性樹脂（Ａ）が、結晶性樹脂であり、
   炭素繊維（Ｂ）が、ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及びピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を含み、
   樹脂ペレット中の炭素繊維（Ｂ）の質量平均繊維長が、０．１ｍｍ〜０．９ｍｍである、
   樹脂ペレット。
2. 熱可塑性樹脂（Ａ）の含有率が、熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）との合計１００質量％中、４０質量％〜９０質量％であり、
   炭素繊維（Ｂ）の含有率が、熱可塑性樹脂（Ａ）と炭素繊維（Ｂ）との合計１００質量％中、１０質量％〜６０質量％である、
   請求項１に記載の樹脂ペレット。
3. ＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）の含有率が、樹脂ペレット１００質量％中、５質量％〜３０質量％である、請求項１又は２に記載の樹脂ペレット。
4. ピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）の含有率が、樹脂ペレット１００質量％中、５質量％〜５０質量％である、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂ペレット。
5. 熱可塑性樹脂（Ａ）が、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂ペレット。
6. 熱可塑性樹脂（Ａ）が、ポリアミド樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項５に記載の樹脂ペレット。
7. 更に、黒鉛（Ｃ）を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂ペレット。
8. 黒鉛（Ｃ）の含有率が、樹脂ペレット１００質量％中、１質量％〜９質量％である、請求項６に記載の樹脂ペレット。
9. 溶融状態の熱可塑性樹脂（Ａ）に、繊維長２ｍｍ〜２０ｍｍのＰＡＮ系炭素繊維（Ｂ−１）及び繊維長２ｍｍ〜２０ｍｍのピッチ系炭素繊維（Ｂ−２）を供給する、樹脂ペレットの製造方法。
10. 請求項１〜８のいずれかに記載の樹脂ペレットを成形した、成形体。
11. ノッチなしのシャルピー衝撃強度が、１０ｋＪ／ｍ^２以上であり、
    厚さ１ｍｍの熱線法で測定した熱伝導率が、２〜９Ｗ／ｍＫである、
    請求項１０に記載の成形体。
12. 引張強度が、１５０ＭＰａ以上である、請求項１０又は１１に記載の成形体。
13. 請求項９に記載の樹脂ペレットの製造方法で樹脂ペレットを得た後、射出成形して成形体を得る、成形体の製造方法。