TW201430019A - 纖維強化熱塑性樹脂成形品、纖維強化熱塑性樹脂成形材料及纖維強化熱塑性樹脂成形材料的製造方法 - Google Patents

纖維強化熱塑性樹脂成形品、纖維強化熱塑性樹脂成形材料及纖維強化熱塑性樹脂成形材料的製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種纖維強化熱塑性樹脂成形品，其係相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)之合計100重量份，含有5~40重量份之碳纖維(A)、1~40重量份之有機纖維(B)、及20~94重量份之熱塑性樹脂(C)的纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中纖維強化熱塑性樹脂成形品中的前述碳纖維(A)之平均纖維長(LA)係0.3~1.5mm，且由碳纖維(A)之起點至終點為止的平均纖維端部間距離(DA)與平均纖維長(LA)係滿足下述式〔1〕，纖維強化熱塑性樹脂成形品中的前述有機纖維(B)之平均纖維長(LB)係1.5~4mm，且由有機纖維(B)之起點至終點為止之平均纖維端部間距離(DB)與平均纖維長(LB)係滿足下述式〔2〕。0.9×LA≦DA≦LA 〔1〕 0.1×LB≦DB≦0.9×LB 〔2〕 提供力學特性，尤其是衝擊強度及低溫衝擊強度為優異的纖維強化熱塑性樹脂成形品。

Description

纖維強化熱塑性樹脂成形品、纖維強化熱塑性樹脂成形材料及纖維強化熱塑性樹脂成形材料的製造方法
本發明係關於含碳纖維及有機纖維的纖維強化熱塑性樹脂成形品、纖維強化熱塑性樹脂成形材料及纖維強化熱塑性樹脂成形材料的製造方法。
含強化纖維及熱塑性樹脂的成形品，因具有輕量且優異的力學特性，而廣泛使用於運動用品用途、航空宇宙用途及一般產業用途等。此等之強化纖維已使用鋁纖維或不鏽鋼纖維等之金屬纖維；碳化矽纖維、碳纖維等之無機纖維；芳族聚醯胺(aramid)纖維或聚對苯苯并雙唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole)，PBO)纖維等之有機纖維等，但由比強度(specific strength)、比剛性(specific rigidity)及輕量性的平衡的觀點，碳纖維為較佳，其中較佳使用聚丙烯腈(PAN)系碳纖維。
就提高碳纖維強化熱塑性樹脂成形品的力學特性的手段而言，例如，可舉例增加碳纖維含量的方法，但增加碳纖維含量時，因碳纖維於碳纖維強化熱塑性樹脂成形品中容易不均勻地存在，大多會引起衝擊強度的降低。因此，就提高碳纖維強化熱塑性樹脂成形品的力學特性的其它手段而言，例如，除了碳纖維，可舉例添 加具有柔軟性與優異斷裂伸度(breaking elongation)的有機纖維的方法。
就含有有機纖維與無機纖維，且可獲得具有高剛性及高耐衝擊性的成型體的複合纖維強化熱塑性樹脂丸粒而言，例如，已提議有機纖維/無機纖維=1/1~1/10、熱塑性樹脂/強化纖維=95/5~60/40、強化纖維於丸粒的長度方向約略對齊狀態下，以被扭轉的狀態與熱塑性樹脂共存的複合纖維強化熱塑性樹脂丸粒(例如，參照專利文獻1)。又，就機械強度優異，且賦予導電性的長纖維強化複合樹脂組成物而言，已提議含有烯烴系樹脂、有機長纖維、碳纖維而成的長纖維強化複合樹脂組成物(例如，參照專利文獻2)。然而，使用此等技術所獲得的成形品有衝擊強度或低溫衝擊強度仍不充足的課題。
另一方面，就圖謀燃料障壁性與耐衝擊性兼具的樹脂組成物而言，已提議於熱塑性樹脂混合較該熱塑性樹脂為更高熔點或不熔性之長度4~20mm的纖維的樹脂組成物(例如，參照專利文獻3)。然而，使用該技術獲得的成形品，有力學特性，尤其是衝擊強度及低溫衝擊強度不充足的課題。
如此，關於以歷來技術將熱塑性樹脂作為基材的纖維強化熱塑性樹脂成形品，冀望藉由簡便的手法，開發力學特性，尤其是衝擊強度及低溫衝擊強度優異、且可表現高衝擊特性的纖維強化熱塑性樹脂成形品。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2009-24057號公報
專利文獻2 日本特開2009-114332號公報
專利文獻3 美國專利申請公開第2006/68141號說明書
本發明係鑒於歷來技術所具有的上述課題，以提供力學特性，尤其是衝擊強度及低溫衝擊強度優異的纖維強化熱塑性樹脂成形品為目的。
為了解決上述課題，本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形品具有下列構成。即，一種纖維強化熱塑性樹脂成形品，其係相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)的合計100重量份，含5~45重量份之碳纖維(A)、1~45重量份之有機纖維(B)、20~94重量份之熱塑性樹脂(C)的纖維強化熱塑性樹脂成形品，纖維強化熱塑性樹脂成形品中的前述碳纖維(A)之平均纖維長(LA)為0.3~1.5mm，且碳纖維(A)之起點至終點的平均纖維端部間距離(DA)與平均纖維長(LA)滿足下述式〔1〕，纖維強化熱塑性樹脂成形品中的前述有機纖維(B)之平均纖維長(LB)為1.5~4mm，且有機纖維(B)之起點至 終點的平均纖維端部間距離(DB)與平均纖維長(LB)滿足下述式〔2〕。
0.9×LA≦DA≦LA 〔1〕
0.1×LB≦DB≦0.9×LB 〔2〕
又，本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形材料係具有下列任一者的構成。即，一種纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其係相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)、1~45重量份之有機纖維(B)、20~93重量份之熱塑性樹脂(C)、1~20重量份之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)的纖維強化熱塑性樹脂成形材料，於含碳纖維(A)與有機纖維(B)的纖維束(E)中使浸漬於化合物(D)而成的複合體(F)的外側中含有熱塑性樹脂(C)，於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)分布不均，纖維束(E)的長度與纖維強化熱塑性樹脂成形材料的長度實質上相同；或者，一種纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其含有碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)以及，有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)，其中碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)係相對於碳纖維(A)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)、94~35重量份之熱 塑性樹脂(C)、1~20重量份之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)，於碳纖維(A)中使浸漬於化合物(D)而成的複合體(F)的外側中含有熱塑性樹脂(C)，碳纖維(A)的長度與碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料的長度實質上相同；有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)係相對於有機纖維(B)、熱塑性樹脂(G)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(G)更低的化合物(H)之合計100重量份，含有1~45重量份之有機纖維(B)、94~35重量份之熱塑性樹脂(G)、1~20重量份之化合物(H)。
本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形材料之製造方法具有下列構成。即， 一種至少具有將前述碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)及前述有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)乾摻(dry blend)的步驟之上述纖維強化熱塑性樹脂成形材料之製造方法。
本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形品因成形品中的碳纖維及有機纖維滿足前述特定的纖維長度，補強效果為高，且導電性、力學特性、尤其是衝擊強度、低溫衝擊強度優異。本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形品於電氣．電子機器、OA機器、家電機器、框體及汽車零件等極為有用。
1‧‧‧碳纖維
2‧‧‧碳纖維1之起點
3‧‧‧碳纖維1之終點
4‧‧‧碳纖維1之端部間的距離
5‧‧‧有機纖維
6‧‧‧有機纖維5之起點
7‧‧‧有機纖維5之終點
8‧‧‧有機纖維5之端部間的距離
9‧‧‧碳纖維
10‧‧‧有機纖維
11‧‧‧熱塑性樹脂
第1圖呈現成形品中的碳纖維(A)之纖維長及纖維端部間距離的示意圖。
第2圖呈現成形品中的有機纖維(B)之纖維長及纖維端部間距離的示意圖。
第3圖呈現於纖維束(E)剖面中，碳纖維(A)將有機纖維(B)內包的形態之成形材料剖面的示意圖。
第4圖呈現於纖維束(E)剖面中，有機纖維(B)將碳纖維(A)內包的形態之成形材料剖面的示意圖。
第5圖表示於纖維束(E)剖面中，在碳纖維(A)之束與有機纖維(B)之束經某邊界部而被分開的狀態下各自存在的形態之成形材料剖面的示意圖。
[用以實施發明之形態]
本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形品(以下，有稱為「成形品」的情形)係至少含有碳纖維(A)、有機纖維(B)、熱塑性樹脂(C)。又，本發明之成形品係具有含碳纖維(A)、彎曲存在的有機纖維(B)、及熱塑性樹脂(C)的構成。
碳纖維(A)係連續的強化纖維束，作為強化材而賦予成形品高的力學特性。有機纖維(B)亦為連續的強化纖維束，特徵為具有柔軟性。有機纖維(B)因具有柔軟性，成形時難以折斷，容易彎曲而保持長纖維長度存在於成形品中。因此，與僅由剛直但易脆，難以纏繞而容易折斷的碳纖維(A)構成的纖維束相比，藉由使用含有機纖維(B)的纖維束，作為強化材可賦予成形品高衝擊強度、低溫衝擊強度。熱塑性樹脂(C)係比較高黏度之例如韌性等之物性高的基材樹脂，於成形品中，具有堅固地 保持碳纖維(A)及有機纖維(B)的任務。本發明之成形品之特徵為於熱塑性樹脂(C)內，含碳纖維(A)及有機纖維(B)，相對於碳纖維(A)係纖維端部間距離成為與纖維長約略同等的狀態下存在，有機纖維(B)係其纖維端部間距離相對於纖維長為短的狀態，即，以彎曲的狀態存在。本文中，本發明之所謂的「纖維端部間距離」係指於某單纖維中，以一端部作為起點，另一端部作為終點時，起點與終點以直線連接時之直線距離。剛直的纖維與柔軟的纖維則於成形品內的狀態為相異。於本發明，就纖維為彎曲的狀態之指標而言，著眼於纖維端部間距離。例如，於第1圖，呈現成形品中的碳纖維(A)之纖維長及纖維端部間距離。於第2圖，呈現成形品中的有機纖維(B)之纖維長及纖維端部間距離。於第1圖，符號1表示碳纖維(A)，符號2表示碳纖維1之起點，符號3表示碳纖維1之終點，符號4表示碳纖維1之端部間之距離D。於第2圖，符號5表示有機纖維(B)，符號6表示有機纖維5之起點，符號7表示有機纖維5之終點，符號8表示有機纖維5之端部間的距離D。如第1圖所示，相對於碳纖維(A)之纖維端部間距離係一般而言與纖維長同等，如第2圖所示，有機纖維(B)因於成形品內彎曲，纖維端部間距離與纖維長為相異。
本發明之成形品係-20℃的落錘衝擊強度(falling weight impact strength)(I-20℃)對23℃的落錘衝擊強度(I23℃)的強度比為0.8以上者較佳，可更抑制低溫的落錘衝擊強度的降低。又，落錘衝擊強度係可藉由於 試驗溫度23℃、-20℃的各條件，使用錘前端球形狀的絲錐(tap)，錘重量5.1356kg，落錘速度0.5m/秒的條件來實施落錘衝擊試驗而求得。
又，本發明之成形品係斷裂時之有機纖維(B)的纖維端面對於纖維軸之垂直面具有傾度者為較佳。據此，因於成形品斷裂時有機纖維(B)成為牽切而斷裂的形態，可吸收許多能量，結果為衝擊強度更提升。又，於成形品內，有機纖維(B)彼此，或者，於碳纖維(A)及有機纖維(B)的互相纏繞少的狀態下使有機纖維(B)存在，斷裂時有機纖維(B)的纖維端面相對於纖維軸的垂直面可具有傾度。又，一般而言，碳纖維(A)的纖維端面相對於纖維軸為垂直，相對於纖維軸的垂直面不具有傾度。就觀察纖維斷裂面的形態的方法而言，例如，可舉例成形品中的有機纖維(B)中之相對於纖維長度方向為垂直的剖面，以設定倍率2,000倍的電子掃描型顯微鏡觀察，進行獲得的顯微鏡像的影像處理的解析的手法。
本發明之成形品，係相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)。碳纖維(A)之含量低於5重量份時，成形品的力學特性，尤其是彎曲特性及衝擊強度會降低。碳纖維(A)的含量係10重量份以上為較佳。又，碳纖維(A)的含量超過45重量份時，成形品中的碳纖維(A)的分散性會降低，大多會引起成形品的力學特性，尤其是衝擊強度的降低。碳纖維(A)的含量係30重量份以下為較佳。
碳纖維(A)之種類未特別限制，但可例示PAN系碳纖維、瀝青系碳纖維(pitch-based carbon fiber)、纖維素系碳纖維、氣相成長系碳纖維、此等之石墨化纖維等。PAN系碳纖維係以聚丙烯腈纖維作為原料的碳纖維。瀝青系碳纖維係以石油焦油(petroleum tar)或石油瀝青作為原料的碳纖維。纖維素系碳纖維係以黏液嫘縈(viscose rayon)或乙酸纖維素等作為原料的碳纖維。氣相成長系碳纖維係以烴等作為原料的碳纖維。此等中，於強度與彈性率平衡為優異的觀點，PAN系碳纖維為較佳。又，於賦予導電性的目的，亦可使用被覆鎳、銅或鐿等之金屬的碳纖維。
碳纖維(A)的表面氧濃度比〔O/C〕係0.05~0.5為較佳。表面氧濃度比〔O/C〕係藉由X射線光電子分光法測定的纖維表面之氧(O)與碳(C)的原子數的比。藉由表面氧濃度比為0.05以上，可確保碳纖維表面上有充分的官能基量，因可獲得更強固的接著性，而力學特性，尤其是撓曲強度(flexural strength)及拉伸強度(tensile strength)更為提升。0.08以上為更佳，0.1以上為又更佳。又，表面氧濃度比的上限未特別限制，但由碳纖維的處理性、生產性平衡來看，一般而言係0.5以下為較佳。0.4以下為更佳，0.3以下為又更佳。
碳纖維的表面氧濃度比係藉由X射線光電子分光法，依據下列順序而求得。首先，將以溶劑去除附著於碳纖維表面的上漿劑(sizing agent)等的碳纖維束切成20mm，展開排列於銅製的試料支撐台後，使用作為X 射線源之AlKα1、2，將試料室中保持於1×10-8托。作為伴隨測定時之帶電的波峰的補正值，使C1s之主波峰的動能值(K.E.)滿足1,202eV。C1s波峰面積係於K.E.為1,191~1,205eV之範圍畫出直線的基線而求得。O1s波峰面積係於K.E.為947~959eV之範圍畫出直線的基線而求得。
其中，表面氧濃度比係由上述O1s波峰面積與C1s波峰面積之比，使用裝置固有之感光度補正值而作為原子數比來算出。就X射線光電子分光裝置而言，使用國際電氣(股)製ES-200型，感光度補正值為1.74。
就將表面氧濃度比〔O/C〕控制於0.05~0.5的手段而言，並未特別限定，但例如，可舉例電解氧化處理、藥液氧化處理及氣相氧化處理等之手法，其中以電解氧化處理為較佳。
碳纖維(A)之平均纖維徑未特別限定，但由成形品之力學特性與表面外觀的觀點，1~20μm為較佳，3~15μm為更佳。作為強化纖維束的情形之單絲數未特別限制，但100~350,000根為較佳，由生產性的觀點，20,000~100,000根為更佳。
於使碳纖維(A)與為基材樹脂之熱塑性樹脂(C)之接著性提升等之目的，碳纖維(A)係經表面處理者為較佳。就表面處理之方法而言，例如，可舉例電解處理、臭氧處理、紫外線處理等。
於防止碳纖維(A)起毛、提高碳纖維(A)與為基材樹脂之熱塑性樹脂(C)的接著性等之目的，碳纖維係 被賦予上漿劑者為較佳。作為上漿劑，具體而言，可舉例環氧樹脂、苯酚樹脂、聚乙二醇、聚胺基甲酸酯、聚酯、乳化劑或者界面活性劑等。亦可使用2種以上之此等。此等之上漿劑係於成形材料中含於碳纖維(A)之表面。上漿劑係水溶性或水分散性者為較佳，與碳纖維(A)之可濕性(wettability)優異的環氧樹脂為較佳。其中以多官能環氧樹脂為更佳。
就多官能環氧樹脂而言，可舉例雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、苯酚酚醛(Phenol Novolac)型環氧樹脂等。其中，容易發揮與基材樹脂之接著性的脂肪族環氧樹脂為較佳。脂肪族環氧樹脂因柔軟的骨架，容易成為交聯密度高且同時韌性高的結構。於使其存在於碳纖維/基材樹脂間的情形，因柔軟而難以剝離，可使成形品的強度更提升。就多官能的脂肪族環氧樹脂而言，例如，二縮水甘油基醚化合物，可舉例乙二醇二縮水甘油基醚及聚乙二醇二縮水甘油基醚類、丙二醇二縮水甘油基醚及聚丙二醇二縮水甘油基醚類、1,4-丁二醇二縮水甘油基醚、新戊二醇二縮水甘油基醚、聚四亞甲基二醇二縮水甘油基醚、聚伸烷基二醇二縮水甘油基醚類等。又，就聚縮水甘油基醚化合物而言，可舉例甘油聚縮水甘油基醚、二甘油聚縮水甘油基醚、聚甘油聚縮水甘油基醚類、山梨糖醇聚縮水甘油基醚類、阿拉伯糖醇聚縮水甘油基醚類、三羥甲基丙烷聚縮水甘油基醚類、三羥甲基丙烷縮水甘油基醚類、季戊四醇聚縮水甘油基醚類、脂肪族多元醇之聚縮水甘油基醚類等。
上述脂肪族環氧樹脂之中，有多數反應性高的縮水甘油基的脂肪族之聚縮水甘油基醚化合物為更佳。脂肪族之聚縮水甘油基醚化合物係柔軟性、交聯密度、與基材樹脂之相溶性的平衡為良好，可使接著性進一步提升。其中，甘油聚縮水甘油基醚、二甘油聚縮水甘油基醚、聚乙二醇縮水甘油基醚類、聚丙二醇縮水甘油基醚類為又更佳。
相對於碳纖維(A)100重量份，上漿劑附著量係0.01重量份以上10重量份以下為較佳。上漿劑附著量若為0.01重量份以上，與熱塑性樹脂(C)之接著性更為提升。0.05重量份以上為更佳，0.1重量份以上為又更佳。另一方面，上漿劑附著量若為10重量份以下，可維持熱塑性樹脂(C)之物性於更高水平。5重量份以下為更佳，2重量份以下為又更佳。
就上漿劑之賦予手段而言並未特別限定，但例如，可舉例藉由輥而將碳纖維浸漬於上漿液的方法、將碳纖維與附著上漿液的輥接觸的方法、將上漿液以霧狀吹向碳纖維的方法等。又，可為批次式、連續式任一者，但以生產性良好且可使離散性變小的連續式為較佳。此時，控制上漿液濃度、溫度、絲線張力等而使上漿劑之有效成分對碳纖維(A)的附著量於適當範圍內為較佳。又，上漿劑賦予時，碳纖維(A)以超音波震盪為更佳。
乾燥溫度與乾燥時間應依化合物的附著量來調整，但由上漿劑之賦予所使用的溶媒的完全去除、縮 短乾燥所需時間，另一方面防止上漿劑的熱劣化、防止經上漿處理的碳纖維(A)牢固而擴展性惡化的觀點，乾燥溫度係150℃以上350℃以下為較佳，180℃以上250℃以下為更佳。
就上漿劑之稀釋所使用的溶媒而言，例如，可舉例水、甲醇、乙醇、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、丙酮等，但由處理容易及防災的觀點，水為較佳。據此，使用不溶於水、或難溶於水的化合物作為上漿劑的情形，添加乳化劑、界面活性劑而水分散來使用為較佳。具體而言，就乳化劑、界面活性劑而言，可使用苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物、烯烴-順丁烯二酸酐共聚物、萘磺酸鹽之福馬林縮合物、聚丙烯酸蘇打等之陰離子系乳化劑、聚乙亞胺、聚乙烯咪唑啉等之陽離子系乳化劑、壬基苯酚環氧乙烷加成物、聚乙烯醇、聚氧乙烯醚酯共聚物、山梨醇酐酯乙基氧化物加成物等之非離子系乳化劑等，但相互作用小的非離子系乳化劑為多官能化合物之難以抑制接著性效果為較佳。
本文中，本發明之成形品中的碳纖維(A)之平均纖維長(LA)為0.3~1.5mm。再者，碳纖維(A)之平均纖維端部間距離(DA)係滿足平均纖維長(LA)與下式〔1〕之關係。
0.9×LA≦DA≦LA 〔1〕
碳纖維(A)之平均纖維長(LA)低於0.3mm的情形，成形品中的碳纖維(A)的補強效果未充分表現，會發生力學 特性的降低，尤其是撓曲強度、拉伸強度的降低。LA係0.7mm以上為較佳。另一方面，平均纖維長(LA)超過1.5mm的情形，碳纖維(A)彼此單絲間的纏繞會增加，因於成形品內未均勻地分散，結果為上述力學特性會降低。LA係1.2mm以下為較佳。再者，平均纖維端部間距離(DA)未滿足上述式〔1〕的情形，由於會彎曲存在於成形品內直至剛直的碳纖維(A)斷裂，因此結果為力學特性降低，尤其是撓曲強度、拉伸強度、衝擊強度會降低。本文中，本發明中的「平均纖維長」及「平均纖維端部間距離」係指將重量平均分子量之算出方法適用於纖維長及纖維端部間距離之算出，並非單純地取數量平均，而是由考慮纖維長及纖維端部間距離的貢獻的下述式算出的平均纖維長及平均纖維端部間距離。惟，下述式可適用於碳纖維(A)之纖維徑及密度為一定的情形。
平均纖維長=Σ(Mi2×Ni)/Σ(Mi×Ni)
Mi：纖維長(mm)
Ni：纖維長Mi之碳纖維之個數
平均纖維端部間距離=Σ(Mi’2×Ni’)/Σ(Mi’×Ni’)
Mi’：纖維端部間距離(mm)
Ni’：纖維端部間距離Mi’之碳纖維之個數
上述平均纖維長及平均纖維端部間距離之測定可依下列方法來進行。將成形品在包夾於設定為300℃的加熱台之上的玻璃板間的狀態下加熱，使其薄膜狀地均勻分散。將碳纖維均勻分散的薄膜以光學顯微鏡(50~200倍) 觀察。測量隨機選擇的1,000根碳纖維(A)之纖維長與纖維端部間距離，由上述式算出平均纖維長(LA)及平均纖維端部間距離(DA)。
本發明之成形品係除了含有前述碳纖維(A)之外還含有有機纖維(B)。因碳纖維(A)等之無機纖維係剛直且脆的，難以纏繞而容易折斷。因此，僅由無機纖維而成的纖維束於成形品之製造中容易被切斷，有容易自成形品脫落的課題。因此，藉由含有柔軟且難以折斷、於成形品中容易彎曲而存在的有機纖維(B)，可使成形品的衝擊強度、低溫衝擊強度大幅地提升。於本發明，成形材料中之有機纖維(B)的含量，相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)之合計100重量份，為1~45重量份。有機纖維(B)之含量低於1重量份的情形，成形品之力學特性，尤其是衝擊特性、低溫衝擊特性會降低。有機纖維(B)之含量係5重量份以上為較佳。相反地，有機纖維(B)之含量超過45重量份的情形，纖維彼此的纏繞增加，成形品中的有機纖維(B)之分散性會降低，而多有引起成形品的衝擊強度降低的情形。有機纖維(B)之含量係30重量份以下為較佳。
於本發明所使用的有機纖維(B)之單纖維纖度係0.1~10dtex為較佳，更佳為0.5~5dtex。又，有機纖維(B)之拉伸斷裂伸度係調整為有機纖維之平均纖維長及平均纖維端部間距離滿足後述式〔2〕的方式，由進一步提升衝擊特性及低溫衝擊特性的觀點，10%以上為較佳，20%以上為又更佳。另一方面，由使纖維強度及成 形品之剛性提升的觀點，50%以下為較佳，40%以下為更佳。
有機纖維(B)之拉伸斷裂伸度(%)係可藉由下列方法而求得。於標準狀態(20℃，65%RH)之室內，以夾鉗間隔250mm、拉伸速度300mm/分之條件進行拉伸試驗，測定纖維切斷時之長度(惟，於夾具附近被切斷的情形，作為夾具斷片自資料去除)，藉由下式算至小數點後2位，將小數點後2位數四捨五入。求得資料數n3之平均值，作為本發明中的拉伸斷裂伸度。
拉伸斷裂伸度(%)=〔(切斷時之長度(mm)-250)/250〕×100
有機纖維(B)可於未使成形品的力學特性大幅降低的範圍內加以適宜選擇。例如，可舉例將聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴系樹脂、耐綸6、耐綸66、芳香族聚醯胺等之聚醯胺系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯系樹脂、聚醚酮、聚醚碸、聚芳硫醚(polyarylene sulfide)、液晶聚酯等之樹脂加以紡絲而獲得的纖維。亦可使用此等2種以上。由此等之有機纖維(B)之中，根據與基材樹脂之熱塑性樹脂(C)的組合來適宜選擇使用為較佳。尤其，相對於熱塑性樹脂(C)之成形溫度(熔融溫度)，有機纖維(B)之熔融溫度係高達30℃~150℃為較佳，高達50℃~100℃更佳。或者，使用與熱塑性樹脂(C)為非相溶性的樹脂而成的有機纖維(B)因於成形品內直接保持纖維狀態而存在，可進一步提升成形品之衝 擊強度、低溫衝擊強度而為較佳。就熔融溫度高的有機纖維(B)而言，可舉例聚醯胺纖維、聚酯纖維、聚苯硫醚纖維、氟樹脂纖維等，於本發明，作為有機纖維(B)，使用自此等組成之群組選出的至少1種之纖維為較佳。
本文中，本發明之成形品中的有機纖維(B)之平均纖維長(LB)係1.5mm~4mm。再者，有機纖維(B)之平均纖維端部間距離(DB)滿足平均纖維長(LB)與下列式〔2〕之關係。
0.1×LB≦DB≦0.9×LB 〔2〕
有機纖維(B)之平均纖維長(LB)低於1.5mm的情形，成形品中的有機纖維(B)之補強效果未充分表現，力學特性會降低，尤其是衝擊強度會降低。LB係1.9mm以上為較佳。另一方面，平均纖維長(LB)超過4mm的情形，有機纖維(B)彼此之單絲間的纏繞會增加，因於成形品內未均勻地分散，結果為上述力學特性降低。LB係3mm以下為較佳。再者，平均纖維端部間距離(DB)未滿足上述式〔2〕的情形，由於有機纖維(B)未彎曲而較直線地存在於成形品內，因此成形品斷裂時之纖維補強效果為弱的，結果為力學特性會降低，尤其是衝擊強度、落錘衝擊強度及低溫落錘衝擊強度會降低。本文中，本發明中的有機纖維(B)之「平均纖維長」及「平均纖維端部間距離」係與碳纖維(A)同樣地，指將重量平均分子量之算出方法適用於纖維長及纖維端部間距離之算出，並非單純地取數量平均，而是由考慮纖維長及纖維端部間距離之 貢獻的下述式所算出的平均纖維長及平均纖維端部間距離。惟，下述式係適用於有機纖維(B)之纖維徑及密度為一定的情形。
平均纖維長=Σ(Mi2×Ni)/Σ(Mi×Ni)
Mi：纖維長(mm)
Ni：纖維長Mi之有機纖維之個數
平均纖維端部間距離=Σ(Mi’2×Ni’)/Σ(Mi’×Ni’)
Mi’：纖維端部間距離(mm)
Ni’：纖維端部間距離Mi’之有機纖維之個數
上述平均纖維長及平均纖維端部間距離之測定可依據下列方法來進行。將成形品在包夾於設定為300℃的加熱台之上的玻璃板間的狀態下加熱，使其薄膜狀地均勻分散。將有機纖維均勻分散的薄膜以光學顯微鏡(50~200倍)觀察。測量隨機選擇的1,000根有機纖維(B)之纖維長與纖維端部間距離，由上述式算出平均纖維長(LB)及平均纖維端部間距離(DB)。
又，成形品中的有機纖維(B)之平均纖維端部間距離(DB)可藉由例如前述之有機纖維(B)之種類、成形條件等加以調整。就成形條件而言，例如，射出成形的情形，可舉例反壓或保壓力等之壓力條件、射出時間或保壓時間等之時間條件、滾筒溫度或模具溫度等之溫度條件等。
本發明之成形品相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)之合計100重量份，含有20~94重量份之熱塑性樹脂(C)，20~93重量份為更佳。
於本發明，熱塑性樹脂(C)係成形溫度(熔融溫度)為200~450℃者較佳，可舉例聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、鹵素化乙烯樹脂、聚縮醛樹脂、飽和聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚芳碸樹脂、聚芳酮樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚芳醚酮樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯硫醚碸樹脂、聚芳酯樹脂、聚醯胺樹脂、液晶聚酯樹脂、氟樹脂等，此等均相當於電氣絕緣體。亦可使用此等2種以上。
前述熱塑性樹脂(C)之中，輕量且力學特性或成形性的平衡為優異的聚烯烴樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯樹脂為更佳，由耐藥品性或吸濕性亦優異來看，聚丙烯樹脂為又更佳。
本文中所謂的聚丙烯樹脂係包含無改質者與經改質者。無改質之聚丙烯樹脂，具體而言，為丙烯之單獨聚合物或丙烯與至少1種之α-烯烴、共軛二烯、非共軛二烯等之共聚物。就α-烯烴而言，例如，可舉例乙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、1-壬烯、1-辛烯、1-庚烯、1-己烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯等之除了丙烯之外的碳數2~12的α-烯烴等。就共軛二烯、非共軛二烯而言，例如，可舉例丁二烯、亞乙基降莰烯、二環戊二烯、1,5-己二烯等。亦可使用此等2種以上。就無改質聚丙烯樹脂之骨架結構而言，可舉例丙烯之單獨聚合物、丙烯與前述其它單體之隨機或者嵌段共聚物、或丙烯與其它之熱塑性單體之隨機或者嵌段共聚物等。例如， 可舉例聚丙烯、乙烯．丙烯共聚物、丙烯．1-丁烯共聚物、乙烯．丙烯．1-丁烯共聚物等為較佳者。丙烯之單獨聚合物由使成形品之剛性更提升的觀點為較佳，丙烯與前述其它之單體的隨機或者嵌段共聚物由使成形品之衝擊強度更提升的觀點為較佳。
又，就改質聚丙烯樹脂而言，酸改質聚丙烯樹脂為較佳，具有與聚合物鏈鍵結的羧酸及/或其鹽之基的聚丙烯樹脂為更佳。上述酸改質聚丙烯樹脂可以各種方法獲得，例如，將於聚丙烯樹脂中具有經中和或未經中和的羧酸基的單體、或具有經酮化或未經酮化的羧酸酯的單體，藉由接枝聚合而獲得。
本文中，就具有經中和或未經中和的羧酸基的單體、或具有經酮化或未經酮化的羧酸酯基的單體而言，例如，可舉例乙烯系不飽和羧酸、其酸酐、此等之酯化物等。再者，亦可舉例具有烯烴以外之不飽和乙烯基的化合物等。
就乙烯系不飽和羧酸而言，可例示(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、四氫酞酸、伊康酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸等，就其酸酐而言，可例示降冰片烯二酸(nadic acid)TM(內式順式雙環〔2,2,1〕庚-5-烯-2,3-二羧酸)、順丁烯二酸酐、檸康酸酐等。
就乙烯系不飽和羧酸之酯化物而言，可舉例(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸異 戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸硬酯醯基酯、(甲基)丙烯酸十三酯、(甲基)丙烯酸月桂醯酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯(dicyclopentanyl methacrylate)、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基胺基乙酯等之(甲基)丙烯酸酯類、丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸4-羥基丁酯、內酯改質(甲基)丙烯酸羥基乙酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯等之含有羥基的(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯等之含有環氧基的(甲基)丙烯酸酯類、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二丙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二丁基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二羥基乙基胺基乙酯等之(甲基)丙烯酸胺基烷基酯類等。
就具有烯烴以外之不飽和乙烯基的單體而言，可舉例乙烯基異氰酸酯、異丙烯基異氰酸酯等之含有異氰酸酯基的乙烯基類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、t-丁基苯乙烯等之芳香族乙烯基類；丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-羥甲基甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、順丁烯二酸醯胺等之含有 醯胺基的乙烯基類；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等之乙烯基酯類；苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸鈉、2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸等之不飽和磺酸類、磷酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯、磷酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯等之不飽和磷酸類等。
亦可使用此等2種以上。又，此等中，乙烯系不飽和羧酸酐類為較佳，順丁烯二酸酐為更佳。
其中，為了使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度及拉伸強度提升，同時使用無改質聚丙烯樹脂與改質聚丙烯樹脂為較佳，尤其是由難燃性或力學特性的平衡的觀點，無改質聚丙烯樹脂與改質聚丙烯樹脂之重量比係成為95/5~75/25的方式來使用為較佳。更佳為95/5~80/20，又更佳為90/10~80/20。
又，聚醯胺樹脂係以胺基酸、內醯胺、或者二胺與二羧酸作為主原料的樹脂。就其主要原料之代表例而言，可舉例6-胺基己酸、11-胺基十一酸、12-胺基十二酸、對胺基甲基苯甲酸等之胺基酸；ε-己內醯胺、ω-月桂內醯胺等之內醯胺；四亞甲基二胺、六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、九亞甲基二胺、十一亞甲基二胺、十二亞甲基二胺、2,2,4-/2,4,4-三甲基六亞甲基二胺、5-甲基九亞甲基二胺等之脂肪族二胺；間二甲苯二胺(metaxylylene diamine)、對二甲苯二胺(paraxylylene diamine)等之芳香族二胺；1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1-胺基-3-胺基甲基-3,5,5-三甲基環己烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、雙(3-甲基-4-胺基環己 基)甲烷、2,2-雙(4-胺基環己基)丙烷、雙(胺基丙基)哌、胺基乙基哌等之脂環族二胺；己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等之脂肪族二羧酸；對酞酸、異酞酸、2-氯對酞酸、2-甲基對酞酸、5-甲基異酞酸、5-磺酸鈉異酞酸、六氫對酞酸、六氫異酞酸等之芳香族二羧酸；1,4-環己烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、1,2-環己烷二羧酸等之脂環族二羧酸等。可使用此等2種以上。
於本發明，由耐熱性或強度為優異的點，具有200℃以上之熔點的聚醯胺樹脂為特別有用。就其具體例而言，可舉例聚己醯胺(耐綸6)、聚六亞甲基己二醯胺(耐綸66)、聚己醯胺/聚六亞甲基己二醯胺共聚物(耐綸6/66)、聚四亞甲基己二醯胺(耐綸46)、聚六亞甲基癸二醯胺(耐綸610)、聚六亞甲基十二醯胺(耐綸612)、聚六亞甲基對酞醯胺/聚己醯胺共聚物(耐綸6T/6)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基對酞醯胺共聚物(耐綸66/6T)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基異酞醯胺共聚物(耐綸66/6I)、聚六亞甲基己二醯胺/聚六亞甲基對酞醯胺/聚六亞甲基異酞醯胺共聚物(耐綸66/6T/6I)、聚六亞甲基對酞醯胺/聚六亞甲基異酞醯胺共聚物(耐綸6T/6I)、聚六亞甲基對酞醯胺/聚十二烷醯胺共聚物(耐綸6T/12)、聚六亞甲基對酞醯胺/聚(2-甲基五亞甲基)對酞醯胺共聚物(耐綸6T/M5T)、聚二甲苯己二醯胺(耐綸XD6)、聚九亞甲基對酞醯胺(耐綸9T)及此等之共聚物等。可使用此等2種以上。此等中，耐綸6、耐綸66為更佳。
此等聚醯胺樹脂的聚合度並未特別限制，將溶解於98%濃硫酸25mL的聚醯胺樹脂0.25g的溶液於25℃測定的相對黏度為1.5~5.0之範圍，尤其2.0~3.5之範圍之聚醯胺樹脂為較佳。
又，聚碳酸酯樹脂係使二價苯酚與碳酸酯前驅物反應而獲得者。亦可為使用2種以上的二價苯酚或2種以上的碳酸酯前驅物而獲得的共聚物。就反應方法之一例而言，可舉例界面聚合法、熔融酯交換法、碳酸酯預聚物之固相酯交換法、及環狀碳酸酯化合物之開環聚合法等。該聚碳酸酯樹脂係其本身已知，例如，可使用日本特開2002-129027號公報記載之聚碳酸酯樹脂。
就二價苯酚而言，例如，可舉例1,1-雙(4-羥基苯基)-3,3,5-三甲基環己烷、雙(4-羥基苯基)鏈烷(雙酚A等)、2,2-雙{(4-羥基-3-甲基)苯基}丙烷、α,α’-雙(4-羥基苯基)-m-二異丙基苯、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀等。可使用此等2種以上。其中，雙酚A為較佳，藉由耐衝擊特性可獲得優異的聚碳酸酯樹脂。另一方面，使用雙酚A與其它二價苯酚而獲得的共聚物於高耐熱性或低吸水率的點為優異。
就碳酸酯前驅物而言，例如，使用羰基鹵化物(carbonyl halide)、碳酸二酯或鹵甲酸酯(haloformate)等，具體而言，可舉例光氣、二苯基碳酸酯或二價苯酚之二鹵甲酸酯等。
由上述二價苯酚與碳酸酯前驅物製造聚碳酸酯樹脂時，因應必要，可使用觸媒、末端封止劑、二價苯酚之防止氧化的抗氧化劑等。
又，本發明所使用的聚碳酸酯樹脂包含將三官能以上之多官能性芳香族化合物共聚合的分支聚碳酸酯樹脂、將芳香族或脂肪族(包含脂環族)之二官能性羧酸共聚合的聚酯碳酸酯樹脂、將二官能性醇(包含脂環族)共聚合的共聚合聚碳酸酯樹脂、以及將該二官能性羧酸及二官能性醇一起共聚合的聚酯碳酸酯樹脂。此等之聚碳酸酯樹脂亦為習知。又，亦可使用此等之聚碳酸酯樹脂2種以上。
聚碳酸酯樹脂之分子量並未特定，但黏度平均分子量為10,000~50,000者為較佳。黏度平均分子量若為10,000以上，可使成形品的強度更提升。15,000以上為更佳，18,000以上為又更佳。另一方面，黏度平均分子量若為50,000以下，成形加工性會提升。40,000以下為更佳，30,000以下為又更佳。使用2種以上之聚碳酸酯樹脂的情形，至少1種之黏度平均分子量為上述範圍較佳。於此情形，就其它之聚碳酸酯樹脂而言，使用黏度平均分子量超過50,000、較佳為超過80,000的聚碳酸酯樹脂為較佳。該聚碳酸酯樹脂係熵彈性高，有利於併用氣體輔助成型(gas assist molding)等的情形之外，發揮來自高熵彈性的特性(改良滴下防止特性、噴絲頭拉伸(drawdown)特性、及射出改良等之熔融特性的特性)。
聚碳酸酯樹脂之黏度平均分子量(M)係將由聚碳酸酯樹脂0.7g溶解於二氯甲烷100mL的溶液於20℃求得的比黏度(ηsp)代入下式而求得。
ηsp/c=〔η〕+0.45×〔η〕2c(其中，〔η〕係極限黏度)
〔η〕=1.23×10-4M0.83
c=0.7
本發明之成形品係除了碳纖維(A)與有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)，可含有數量平均分子量為200~50,000之化合物。數量平均分子量為200~50,000之化合物係於常溫通常為比較脆的易破碎固體、液體者為多。因該化合物為低分子量，故為高流動性，可提高碳纖維(A)與有機纖維(B)之對熱塑性樹脂(C)內之分散效果。即，若數量平均分子量為200以上，可使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度及拉伸強度進一步提升。數量平均分子量係1,000以上為更佳。又，若數量平均分子量為50,000以下，因黏度適度地低，對於成形品中所含的碳纖維(A)及有機纖維(B)之浸漬性為優異，可使成形品中的碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性進一步提升。數量平均分子量係3,000以下為更佳。又，該化合物之數量平均分子量可使用凝膠滲透層析法(GPC)來測定。
前述數量平均分子量為200~50,000之化合物之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)之熔融黏度更低者為較佳。200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)(有時稱為「化合物(D)」)之200℃的熔融黏度係5Pa．s以下為較佳，2Pa．s以下為更佳，1.5Pa．s以下為又更佳。於此範圍內調整時，可使碳纖維(A)及有機纖 維(B)之分散性進一步提升，成形品的力學特性，尤其是撓曲強度、拉伸強度可進一步提升。其中，熱塑性樹脂(C)及化合物(D)之200℃的熔融黏度可使用40mm之平行板，以0.5Hz，藉由黏彈性測定器來測定。
本發明所使用的化合物(D)係藉由與熱塑性樹脂(C)之組合加以適宜選擇來使用為較佳，例如，若成形溫度為150℃~270℃之範圍，使用萜烯樹脂，若為270℃~320℃之範圍，使用環氧樹脂為較佳。
本發明之成形品中的化合物(D)之含量，相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)之合計100重量份，係1~20重量份為較佳。若化合物(D)之摻合量為1重量份以上，成形品內之碳纖維(A)及有機纖維(B)之流動性更提升，分散性更提升。2重量份以上為較佳，4重量份以上為較佳。另一方面，若化合物(D)之摻合量為20重量份以下，可使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度、拉伸強度及衝擊強度進一步提升。15重量份以下為較佳，12重量份以下為更佳，10重量份以下為又更佳。
化合物(D)係成形溫度中的10℃/分鐘升溫(空氣中)的加熱減量係5重量%以下為較佳。更佳為3重量%以下。該加熱減量為5重量%以下的情形，對碳纖維(A)及有機纖維(B)浸漬之際，可抑制分解氣體的產生，成形之際可抑制孔隙的產生。又，特別於高溫中的成形，可抑制產生氣體。
其中，化合物(D)之成形溫度中的重量減量，可使用白金樣品盤，在空氣環境下、升溫速度10℃/分鐘 之條件，成形溫度中的重量可藉由熱重量分析(TGA)來測定而求得。
又，化合物(D)之200℃的2小時加熱後之熔融黏度變化率，較佳為1.5以下，更佳為1.3以下。於200℃加熱2小時後之熔融黏度變化率為1.5以下的情形，可安定地製造，可抑制附著不均。
其中，化合物(D)之熔融黏度變化率可藉由下列方法而求得。首先，使用40mm之平行板，於0.5Hz，藉由黏彈性測定器來測定200℃的熔融黏度。又，將化合物(D)靜置於200℃之熱風乾燥機2小時後，同樣地測定200℃的熔融黏度，藉由下述式算出黏度變化率。
熔融黏度變化率=於200℃加熱2小時後之200℃的熔融黏度/於200℃加熱2小時前之200℃的熔融黏度
於本發明，作為化合物(D)較佳使用的環氧樹脂係指具有2個以上環氧基的化合物，其實質上不含有硬化劑，即使加熱亦不會因所謂三次元交聯而硬化。化合物(D)係具有縮水甘油基者為較佳，與碳纖維(A)及有機纖維(B)相互作用變容易，浸漬時與纖維束(E)容易親和，而容易浸漬。又，成形加工時之碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性進一步提升。
本文中，就具有縮水甘油基的化合物而言，例如，可舉例縮水甘油基醚型環氧樹脂、縮水甘油基酯型環氧樹脂、縮水甘油基胺型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂。此等可使用2種以上。
就縮水甘油基醚型環氧樹脂而言，例如，可舉例雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、鹵素化雙酚A型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有醚鍵的脂肪族環氧樹脂、萘型環氧樹脂、聯苯基型環氧樹脂、聯苯基芳烷基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂等。
就縮水甘油基酯型環氧樹脂而言，例如，可舉例六氫酞酸縮水甘油基酯、二聚物酸二縮水甘油基酯等。
就縮水甘油基胺型環氧樹脂而言，例如，可舉例三縮水甘油基三聚異氰酸酯、四縮水甘油基二胺基二苯基甲烷、四縮水甘油基間二甲苯二胺、胺基苯酚型環氧樹脂等。
就脂環式環氧樹脂而言，例如，可舉例3,4-環氧基-6-甲基環己基甲基羧酸酯、3,4-環氧基環己基甲基羧酸酯等。
其中，因黏度與耐熱性之平衡性為優異，縮水甘油基醚型環氧樹脂為較佳，雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂為更佳。
又，本發明所使用的環氧樹脂之數量平均分子量係200~5,000為較佳。若環氧樹脂之數量平均分子量為200以上，可使成形品之力學特性進一步提升。800以上為更佳，1,000以上為又更佳。另一方面，若環氧樹脂 之數量平均分子量為5,000以下，對纖維束(E)之浸漬性為優異，可使碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性進一步提升。4,000以下為更佳，3,000以下為又更佳。又，環氧樹脂之數量平均分子量可使用凝膠滲透層析法(GPC)來測定。
又，就萜烯樹脂而言，例如，可舉例有機溶媒中於夫里德耳-夸夫特(Friedel-Crafts)型觸媒存在下，因應必要將萜烯單體與芳香族單體等聚合而獲得的聚合物或共聚物等。
就萜烯單體而言，例如，可舉例α-蒎烯、β-蒎烯、二戊烯、d-檸檬烯、月桂烯、別蘿勒萜、蘿勒萜、α-茴香萜、α-萜品烯、γ-萜品烯、異松油烯(terpinolene)、1,8-桉醚(cineol)、1,4-桉醚、α-松油醇(terpineol)、β-松油醇、γ-松油醇、香檜烯(sabinene)、對二烯(p-menthadiene)類、蒈烯(carene)類等之單環式單萜烯等。又，就芳香族單體而言，例如，可舉例苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
其中，因α-蒎烯、β-蒎烯、二戊烯、d-檸檬烯與熱塑性樹脂(C)之相溶性優異為較佳，再者，此等之萜烯單體之單獨聚合物為更佳。又，將此等萜烯樹脂氫化處理而獲得的氫化萜烯樹脂與熱塑性樹脂(C)，尤其是與聚丙烯樹脂之相溶性更優異而較佳。
又，萜烯樹脂之玻璃轉移溫度並未特別限定，但30~100℃為較佳。玻璃轉移溫度為30℃以上時，成形加工時，化合物(D)之處理性優異。又，玻璃轉移溫 度為100℃以下時，適度抑制成形加工時之化合物(D)，可使成形性提升。
又，萜烯樹脂之數量平均分子量係200~5,000為較佳。若數量平均分子量為200以上，可使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度及拉伸強度進一步提升。又，若數量平均分子量為5,000以下，因萜烯樹脂之黏度為適度地低，浸漬性為優異，可使成形品中的碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性進一步提升。又，萜烯樹脂之數量平均分子量可使用凝膠滲透層析法(GPC)來測定。
本發明之成形品於無損本發明目的之範圍內，除了前述(A)~(D)之外，可含有其它成分。就其它成分之例而言，可舉例熱硬化性樹脂、碳纖維以外之無機充填材、難燃劑、導電性賦予劑、結晶核劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、制振劑、抗菌劑、防蟲劑、防臭劑、著色防止劑、熱安定劑、脫模劑、抗靜電劑、塑化劑、潤滑劑、著色劑、顏料、染料、發泡劑、制泡劑、或者偶合劑等。
接著說明本發明之成形材料之製造方法及成形品之製造方法。
本發明之成形材料，例如，可藉由下列方法而獲得。首先，將碳纖維(A)之粗紗(roving)及有機纖維(B)之粗紗，相對於纖維長度方向，並列地合絲，而製作具有碳纖維(A)與有機纖維(B)的纖維束(E)。其次，使熔融的化合物(D)浸漬於纖維束(E)而製作複合體(F)，再者，在充滿熔融的熱塑性樹脂(C)的浸漬模具中導入複合 體(F)，使熱塑性樹脂(C)被覆於複合體(F)之外側，通過噴嘴而拉出。有冷卻固化後以指定長度做成丸粒，而獲得成形材料的方法。熱塑性樹脂(C)若含於複合體(F)之外側，則亦可浸漬於纖維束(E)中。
藉由將獲得的成形材料成形，可獲得成形品。就成形方法而言，使用模具的成形方法為較佳，尤其是藉由使用射出成形機的成形方法，可連續地獲得安定的成形品。就射出成形之條件而言，並未特別規定，但例如射出時間：0.5秒~10秒，更佳為2秒~10秒，反壓力：0.1MPa~10MPa，更佳為2MPa~8MPa，保壓力：1MPa~50MPa，更佳為1MPa~30MPa，保壓時間：1秒~20秒，更佳為5秒~20秒，圓筒溫度：200℃~320℃，模具溫度：20℃~100℃之條件為較佳。其中，圓筒溫度係指將射出成形機的成形材料加熱熔融的部分之溫度，模具溫度係指將用以做成指定形狀的樹脂注入的模具之溫度。藉由適當選擇此等之條件，尤其是射出時間、反壓力及模具溫度，可容易地調整成形品中之強化纖維的纖維長或纖維端部間距離而滿足前述之式〔1〕或式〔2〕。
其次，說明適合用以獲得本發明之成形品的本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形材料(有時稱為「成形材料」)。於本發明，可較佳使用下列(1)及(2)作為用以獲得本發明之成形品的成形材料：(1)一種成形材料(以下，有時稱為「第一態樣之成形材料」)，其係纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C) 更低的化合物(D)之合計100重量份，含5~45重量份之碳纖維(A)、1~45重量份之有機纖維(B)、20~93重量份之熱塑性樹脂(C)、1~20重量份之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)，於含碳纖維(A)與有機纖維(B)的纖維束(E)浸漬化合物(D)而成的複合體(F)之外側，含有熱塑性樹脂(C)，且於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)不平均分布，纖維束(E)之長度與纖維強化熱塑性樹脂成形材料之長度係實質上相同的成形材料；(2)一種成形材料(以下，有時稱為「第二態樣之成形材料」)，其含有碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)及有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)，其中碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)，相對於碳纖維(A)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)之合計100重量份，含5~45重量份之碳纖維(A)、94~35重量份之熱塑性樹脂(C)、1~20重量份之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)，且使化合物(D)浸漬於碳纖維(A)而成的複合體(F)之外側含有熱塑性樹脂(C)，碳纖維(A)之長度與碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料之長度為實質上相同；有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)，相對於有機纖維(B)、熱塑性樹脂(G)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(G)更低的化合物(H)之合計100重量份，含1~45重量份之有機纖維(B)、94~35重量份之熱塑性樹脂(G)、1~20重量份之化合物(H)。
首先，針對第一態樣之成形材料作說明。用以獲得前述成形品之本發明之第一態樣之成形材料係至 少含有碳纖維(A)、有機纖維(B)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)(有稱為「化合物(D)」的情形)。又，本發明之第一態樣之成形材料係具有於含碳纖維(A)與有機纖維(B)的纖維束(E)，含有浸漬前述化合物(D)而成的複合體(F)，於複合體(F)之外側含有熱塑性樹脂(C)的構成。
與僅由剛直而易碎、難以纏繞而容易折斷的碳纖維(A)構成的纖維束相比，藉由使用含有機纖維(B)的纖維束(E)，可對作為強化材之成形品賦予更高衝擊強度、低溫衝擊強度。熱塑性樹脂(C)係具有於成形品強固地保持碳纖維(A)及有機纖維(B)的任務。此等之效果係如先前於本發明之成形品之說明。又，化合物(D)係與纖維束(E)一起形成複合體，有助於成形時使基材樹脂(熱塑性樹脂(C))浸漬於纖維束(E)，又有助於碳纖維(A)及有機纖維(B)分散於基材樹脂(熱塑性樹脂(C))中，具有作為所謂的含浸助劑．分散助劑的任務。
本發明之第一態樣之成形材料係於熱塑性樹脂(C)內具有於為連續纖維束的碳纖維(A)及有機纖維(B)之各單纖維間充滿化合物(D)的複合體(F)。複合體(F)係為於化合物(D)之海中，碳纖維(A)及有機纖維(B)分散為如島的狀態。
本發明之第一態樣之成形材料係於前述纖維束(E)中浸漬前述化合物(D)而成的複合體(F)之外側，含有熱塑性樹脂(C)。相對於成形材料之長度方向為垂直的剖面，熱塑性樹脂(C)較佳係以被覆複合體(F)之周圍的 方式來配置，或者複合體(F)與熱塑性樹脂(C)為層狀地配置，最外層為熱塑性樹脂(C)的構成。
於本發明之第一態樣之成形材料，化合物(D)大多為低分子量的情形，於常溫大多係通常比較脆而容易破碎的固體、液體。於複合體(F)之外側，藉由做成含熱塑性樹脂(C)的構成，高分子量之熱塑性樹脂(C)可保護複合體(F)，抑制成形材料之搬運或處理時之衝擊、由於摩擦等所致的化合物(D)之破碎、飛散等，且保持成形材料之形狀。本發明之成形材料，由處理性之觀點，保持前述之形狀至供給於成形為止者較佳。
複合體(F)與熱塑性樹脂(C)係可成為於邊界附近，熱塑性樹脂(C)部分地併入複合體(F)之一部分，而為如相溶的狀態，亦可成為如於纖維束(E)浸漬熱塑性樹脂(C)的狀態。
本發明之第一態樣之成形材料係於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)不平均地存在為較佳。其中，纖維束(E)剖面係指相對於纖維束(E)之纖維長度方向為垂直的剖面。於纖維束(E)剖面，藉由碳纖維(A)與有機纖維(B)不均勻地存在，抑制成形時之碳纖維(A)及有機纖維(B)之纏繞，可獲得碳纖維(A)及有機纖維(B)均勻地分散的成形品。因此，可大幅提升成形品之力學特性，尤其是衝擊強度及低溫衝擊強度。本文中，於本發明，「不均勻地存在」係指於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)並非各自於全部區域中均等地存在，而是集中於一部分地存在。例如，可舉例如第3圖所示， 於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)內包有機纖維(B)的形態，或如第4圖所示，有機纖維(B)內包碳纖維(A)的形態等之所謂的芯鞘型結構，或如第5圖所示，於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)之束與有機纖維(B)之束藉由某境界部而分開的狀態下各自存在的結構等，作為本發明中的「不均勻地存在」之態樣。本文中，於本發明，「內包」係指碳纖維(A)配置於芯部、有機纖維(B)配置於鞘部的狀態，或有機纖維(B)配置於芯部、碳纖維(A)配置於鞘部的狀態。如第5圖所示態樣的情形，於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)之各自至少一部分係與任一外層之熱塑性樹脂(C)相接。此時，碳纖維(A)或有機纖維(B)與熱塑性樹脂(C)相接的態樣，亦包含碳纖維(A)或有機纖維(B)藉由化合物(D)與熱塑性樹脂(C)相接的態樣。
又，於本發明，就於纖維束(E)剖面確認碳纖維(A)、有機纖維(B)為不均勻地存在的方法而言，例如，可舉例將相對於成形材料之纖維長度方向為垂直的剖面以設定於倍率300倍的光學顯微鏡觀察，進行獲得的顯微鏡像之影像處理的解析手法。
本發明之第一態樣之成形材料係纖維束(E)之長度與成形材料之長度為實質上相同者為較佳。藉由纖維束(E)之長度與成形材料之長度實質上相同，因可拉長成形品中的碳纖維(A)與有機纖維(B)之纖維長，可獲得更優異的力學特性。又，成形材料之長度係指成形材料中之纖維束(E)配向方向的長度。又，「實質上相同的長度」係指於成形材料內部，纖維束(E)有意地被切斷， 實質上不含有較成形材料全長更有意地短的纖維束(E)。尤其，雖然並未限定較成形材料全長更短的纖維束(E)之量，但成形材料全長之50%以下之長度之纖維束(E)的含量，係全纖維束(E)中30質量%以下為較佳，20質量%以下為更佳。成形材料係於長度方向保持大略相同剖面形狀的連續者為較佳。
第一態樣之成形材料之長度係通常3mm~15mm的範圍。
就第一態樣之成形材料的各構成要素(A)~(D)而言，可使用先前於本發明之成形品中說明的(A)~(D)。又，亦可含有於本發明之成形品中例示的其它成分。
第一態樣之成形材料係相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)、熱塑性樹脂(C)及化合物(D)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)為較佳。由可使成形品之力學特性，尤其是彎曲特性及衝擊強度進一步提升的觀點，碳纖維(A)之含量係10重量份以上為更佳。另一方面，由可使成形品中之碳纖維(A)之分散性提升、成形品之力學特性，尤其是衝擊強度進一步提升的觀點，碳纖維(A)之含量係30重量份以下為更佳。又，相對於前述(A)~(D)之合計100重量份，含有1~45重量份之有機纖維(B)為較佳。由使成形品之力學特性，尤其是衝擊特性、低溫衝擊特性進一步提升的觀點，有機纖維(B)之含量係5重量份以上為較佳。另一方面，由使成形品中之有機纖維(B)之分散性提升、使成形品之力學特性，尤其是衝擊強度進一步提升的觀點，有機纖維(B) 之含量係30重量份以下為更佳。又，相對於前述(A)~(D)之合計100重量份，含有20~93重量份之熱塑性樹脂(C)為較佳，含有1~20重量份之化合物(D)為較佳。由使成形加工時之碳纖維(A)及有機纖維(B)之流動性及分散性提升的觀點，化合物(D)之含量係2重量份以上為更佳，4重量份以上為又更佳。另一方面，由使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度、拉伸強度及衝擊強度進一步提升的觀點，化合物(D)之含量係15重量份以下為更佳，12重量份以下再更佳，10重量份以下為又更佳。
其次，說明本發明之第二態樣之成形材料。為了獲得前述成形品所使用之本發明之第二態樣之成形材料係含有：至少含有碳纖維(A)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)的碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)(有稱為「碳纖維強化成形材料」的情形)，及至少含有有機纖維(B)與熱塑性樹脂(G)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(H)更低的化合物(H)(有稱為「化合物(H)」的情形)的有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)(有稱為「有機纖維強化成形材料」的情形)為較佳。碳纖維強化成形材料(X)係具有於碳纖維(A)含有使浸漬前述化合物(D)而成的複合體(F)，且於複合體(F)之外側含有熱塑性樹脂(C)的構成者為較佳。又，有機纖維強化成形材料(Y)係具有於有機纖維(B)含浸漬前述化合物(H)而成的複合體(I)，且於複合體(I)之外側含熱塑性樹脂(G)的構成者為較佳。
藉由併用含剛直而易碎、難以纏繞而容易折斷的碳纖維(A)的碳纖維強化成形材料(X)、含有機纖維(B)的有機纖維強化成形材料(Y)，可對作為強化材之成形品賦予更高衝擊強度、低溫衝擊強度。此效果係如先前於本發明之成形品的說明。又，熱塑性樹脂(C)及熱塑性樹脂(G)係比較高黏度之例如韌性等之物性高的基材樹脂，具有於成形時浸漬於碳纖維(A)或有機纖維(B)，而於成形品強固地保持碳纖維(A)或有機纖維(B)的任務。又，熱塑性樹脂(C)及熱塑性樹脂(G)可為同種。又，化合物(D)及化合物(H)係具有與碳纖維(A)或有機纖維(B)一起形成複合體，有助於成形時使基材樹脂(熱塑性樹脂(C)或(G))浸漬於碳纖維(A)或有機纖維(B)，或有助於碳纖維(A)或有機纖維(B)分散於基材樹脂(熱塑性樹脂(C)或(G))中之作為所謂的含浸助劑．分散助劑之任務。又，化合物(D)及化合物(H)可為同種。
本發明中的碳纖維強化成形材料(X)係於熱塑性樹脂(C)內，具有於為連續纖維束的碳纖維(A)之各單纖維間充滿化合物(D)的複合體(F)者為較佳。複合體(F)係於化合物(D)之海中，碳纖維(A)如島的方式分散的狀態為較佳。又，有機纖維強化成形材料(Y)亦同樣地，具有於有機纖維(B)之各單纖維間充滿化合物(H)的複合體(I)，於化合物(H)之海中，有機纖維(B)如島的方式分散的狀態為較佳。
本發明之第二態樣之成形材料中的碳纖維強化成形材料(X)係於前述碳纖維(A)浸漬前述化合物(D) 而成的複合體(F)之外側含有熱塑性樹脂(C)為較佳。於相對於碳纖維強化成形材料(X)之長度方向為垂直的剖面，熱塑性樹脂(C)係以被覆複合體(F)之周圍的方式被配置、或複合體(F)與熱塑性樹脂(C)被層狀地配置，最外層為熱塑性樹脂(C)的構成為較佳。有機纖維強化成形材料(Y)亦同樣地，於前述有機纖維(B)浸漬前述化合物(H)而成的複合體(I)之外側，含有熱塑性樹脂(G)者為較佳。於相對於有機纖維強化成形材料(Y)之長度方向為垂直的剖面，熱塑性樹脂(G)係以被覆複合體(I)之周圍的方式被配置、或複合體(I)與熱塑性樹脂(G)被層狀地配置，且最外層為熱塑性樹脂(G)的構成為期望的。
於第二態樣之成形材料，化合物(D)及化合物(H)係大多為低分子量的情形，於常溫大多為通常比較脆且易破碎的固體、液體。碳纖維強化成形材料(X)、有機纖維強化成形材料(Y)，係於複合體(F)或複合體(I)外側，藉由做成含有熱塑性樹脂(C)或(G)的構成，高分子量之熱塑性樹脂(C)或(G)保護複合體(F)或複合體(I)，可抑制成形材料之搬運或處理時之衝擊、由於摩擦等所致的化合物(D)或(H)之破碎、飛散等、保持成形材料之形狀。本發明之第二態樣之成形材料係保持前述之形狀至供給於成形為止為較佳。
碳纖維強化成形材料(X)中的複合體(F)與熱塑性樹脂(C)係可為於邊界附近熱塑性樹脂(C)部分地併入複合體(F)之一部分，而為如相溶的狀態，亦可成為如於碳纖維(A)中浸漬熱塑性樹脂(C)的狀態。又，有機纖 維強化成形材料(Y)中的複合體(I)與熱塑性樹脂(G)亦同樣地，可為於邊界附近熱塑性樹脂(G)部分地併入複合體(I)之一部分，而為如相溶的狀態，亦可成為如於有機纖維(B)中浸漬熱塑性樹脂(G)的狀態。
本發明中的有機纖維強化成形材料(Y)係含有有機纖維(B)與熱塑性樹脂(G)及化合物(H)的構成，可為此等之藉由熔融混練所獲得的丸粒。藉由熔融混練所獲得的有機纖維強化成形材料(Y)，係於前述有機纖維(B)中浸漬前述化合物(H)而成的複合體(I)之外側中，含有熱塑性樹脂(G)。此時，複合體(I)可為於熱塑性樹脂(G)中均勻地分散的狀態。又，複合體(I)與熱塑性樹脂(G)係可於邊界中熱塑性樹脂(G)部分地併入複合體(I)之一部分，而為如相溶的狀態，亦可為如於有機纖維(B)中浸漬熱塑性樹脂(G)的狀態。
本發明之第二態樣之成形材料係有機纖維強化成形材料(Y)中的有機纖維(B)之平均纖維長係0.1mm~10mm之範圍為較佳。藉由有機纖維(B)之平均纖維長之長度為前述範圍，因可拉長成形品中的有機纖維(B)之纖維長，而可使成形品之衝擊強度及低溫衝擊強度進一步提升。1.5mm~10mm之範圍為更佳。
又，碳纖維強化成形材料(X)中的碳纖維(A)係實質上與碳纖維強化成形材料(X)之長度相同的長度為較佳。藉由碳纖維(A)之長度與碳纖維強化成形材料(X)之長度實質上相同，因可拉長成形品中的碳纖維(A)之纖維長，而可獲得優異的力學特性。又，碳纖維強化成形 材料(X)之長度係指碳纖維強化成形材料中之碳纖維(A)之配向方向的長度。又，「實質上相同的長度」係指成形材料內部中碳纖維(A)有意地被切斷，實質上不含有意地短於成形材料全長的碳纖維(A)。尤其，並未限定較成形材料全長更短的碳纖維(A)之量，而以成形材料全長之50%以下之長度之碳纖維(A)的含量為全碳纖維(A)中30質量%以下者為較佳，20質量%以下為更佳。成形材料係於長度方向保持大略同一剖面形狀的連續者為較佳，但並未限定於此等。碳纖維強化成形材料(X)之長度通常係3mm~15mm之範圍。
又，有機纖維強化成形材料(Y)中的有機纖維(B)係與有機纖維強化成形材料(Y)之長度實質上相同的長度者為較佳。藉由有機纖維(B)之長度與有機纖維強化成形材料(Y)之長度實質上相同，因可拉長成形品中的有機纖維(B)之纖維長，而可獲得優異的力學特性。又，有機纖維強化成形材料(Y)之長度係指有機纖維強化成形材料中之有機纖維(B)的配向方向的長度。又，「實質上相同的長度」係指於成形材料內部，有機纖維(B)被有意地切斷，實質上不含有意地短於成形材料全長的有機纖維(B)。更具體而言，係指有機纖維強化成形材料(Y)中的有機纖維(B)之長度方向的端部間之距離與有機纖維強化成形材料(Y)之長度方向的長度相同，成形材料全長之50%以下之長度之有機纖維(B)的含量為全部有機纖維(B)中30質量%以下為較佳，20質量%以下為更佳。成形材料係於長度方向保持大約同一剖面形狀的連續者為 較佳，但未限定於此等。又，有機纖維強化成形材料(Y)之長度通常為3mm~15mm之範圍。
本文中，本發明之成形材料中的「平均纖維長」係可與成形品中之平均纖維長同樣地求得。
就第二態樣之成形材料之各構成要素(A)~(D)而言，可使用先前於本發明之成形品中說明的(A)~(D)。又，就(G)及(H)而言，可各自使用先前於本發明之成形品中說明的(C)及(D)。再者，本發明之成形品中亦可含有例示的其它成分。
於第二態樣之成形材料，碳纖維強化成形材料(X)相對於碳纖維(A)、熱塑性樹脂(C)及化合物(D)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)為較佳。由使成形品之力學特性，尤其是彎曲特性及衝擊強度進一步提升的觀點，碳纖維(A)之含量係10重量份以上為更佳。另一方面，由使成形品中之碳纖維(A)之分散性提升，使成形品之力學特性，尤其是衝擊強度進一步提升的觀點，碳纖維(A)之含量係30重量份以下為更佳。又，含有35~94重量份之熱塑性樹脂(C)為較佳，含有1~20重量份之化合物(D)為較佳。由使成形加工時之碳纖維(A)及有機纖維(B)之流動性及分散性提升的觀點，化合物(D)之含量係2重量份以上為更佳，4重量份以上為又更佳。另一方面，由使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度、拉伸強度及衝擊強度進一步提升的觀點，化合物(D)之含量係15重量份以下為更佳，12重量份以下又更佳，10重量份以下為再更佳。
有機纖維強化成形材料(Y)係相對於有機纖維(B)、熱塑性樹脂(G)及化合物(H)之合計100重量份，含有1~45重量份之有機纖維(B)為較佳。由使成形品之力學特性，尤其是衝擊特性、低溫衝擊特性進一步提升的觀點，有機纖維(B)之含量係5重量份以上為較佳。另一方面，由使成形品中之有機纖維(B)之分散性提升，使成形品之力學特性，尤其是衝擊強度進一步提升的觀點，有機纖維(B)之含量係30重量份以下為更佳。又，含有35~94重量份之熱塑性樹脂(G)為較佳，含有1~20重量份之化合物(H)為較佳。由使成形加工時之碳纖維(A)及有機纖維(B)之流動性及分散性進一步提升的觀點，化合物(H)之含量係2重量份以上為更佳，4重量份以上為又更佳。另一方面，由使成形品之力學特性，尤其是撓曲強度、拉伸強度及衝擊強度進一步提升的觀點，化合物(H)之含量係15重量份以下為更佳，12重量份以下又更佳，10重量份以下為再更佳。
本發明之第二態樣之成形材料中的碳纖維強化成形材料(X)，例如，可藉由下列方法而獲得。首先，將碳纖維(A)之粗紗作為纖維長度方向，其次，使熔融的化合物(D)浸漬於碳纖維束而製作複合體(F)，再者，於充滿熔融的熱塑性樹脂(C)的浸漬模具中導入複合體(F)，使熱塑性樹脂(C)被覆於複合體(F)之外側，通過噴嘴而拉出。冷卻固化後以指定長度做成丸粒，獲得成形材料的方法。熱塑性樹脂(C)若含於複合體(F)之外側，則亦可浸漬於碳纖維束中。又，本發明之第二成形材料 中的有機纖維強化成形材料(Y)，例如，可藉由與前述碳纖維強化成形材料(X)同樣之方法而被製造，但可藉由其它方法，例如藉由下列方法而獲得。首先，將熔融的化合物(H)浸漬於有機纖維束而製作複合體(I)，將複合體(I)與熱塑性樹脂(G)一起於單軸或雙軸押出機內，熔融混練，將由模具先端吐出的股線冷卻固化後，以指定長度做成丸粒，而獲得成形材料的方法。
將本發明之第二態樣之成形材料中的碳纖維強化成形材料(X)及有機纖維強化成形材料(Y)以乾摻混合，藉由成形，可獲得碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性優異，衝擊強度及低溫衝擊強度優異的纖維強化熱塑性樹脂成形品。就碳纖維強化成形材料(X)與有機纖維強化成形材料(Y)之混合比而言，相對於碳纖維強化成形材料(X)與有機纖維強化成形材料(Y)之合計100重量份，含有50~80重量份之碳纖維強化成形材料(X)、20~50重量份之有機纖維強化成形材料(Y)為較佳。再者，可利用使用藉由熔融混練所製造的有機纖維強化成形材料(Y)，而獲得生產性更佳的纖維強化熱塑性樹脂成形品。就成形方法而言，使用模具的成形方法為較佳，可使用射出成形、押出成形(extrusion molding)、壓製成形(press forming)等之各種習知手法。尤其是藉由使用射出成形機的成形方法，可連續地獲得安定的成形品。
本發明之成形品係落錘衝擊強度、衝擊強度及低溫衝擊強度為優異的纖維強化熱塑性樹脂成形品，就本發明之成形品之用途而言，適合於儀表板、車門防 撞樑(door beam)、內裡(undercover)、燈罩、踏板護罩(pedal housing)、散熱器支架(radiator support)、、前端(front end)等之各種模組等之汽車零件。又，一可舉例電話、傳真機、VTR、影印機、電視、微波爐、音響機器、化妝用品、“LaserDisc”(註冊商標)、冷凍庫、空氣調節裝置等之家庭．事務電氣製品零件。又，亦可舉例使用於個人電腦、行動電話等的外殼、或於個人電腦內部支撐鍵盤的支撐體所代表的電氣．電子機器用零件等。
[實施例]
以下呈示實施例，以進一步具體地說明本發明，但本發明並未限於此等實施例之記載。首先，說明本實施例所使用的各種特性之評價方法。
(1)熔融黏度測定
關於各實施例及比較例所使用的熱塑性樹脂(C)、(G)、化合物(D)及(H)，使用40mm之平行板，於0.5Hz，藉由黏彈性測定器測量200℃的熔融黏度。
又，將化合物(D)及(H)靜置於200℃之熱風乾燥機中2小時後，同樣地測量200℃的熔融黏度。又，將化合物(D)及(H)靜置於200℃之熱風乾燥機中2小時後，同樣地測量200℃的熔融黏度。
(2)平均纖維長及平均纖維端部間距離之測定
將成形品於設定300℃的加熱台上包夾於玻璃板間的狀態下加熱，使其做成薄膜狀而均勻分散。將碳纖維(A)或有機纖維(B)為均勻分散的薄膜以光學顯微鏡(50~200倍)觀察。隨機選擇的1,000根碳纖維(A)以及同 樣隨機選擇的1,000根之有機纖維(B)，各自計測纖維長與纖維端部間距離，由下述式算出平均纖維長及平均纖維端部間距離。
平均纖維長=Σ(Mi2×Ni)/Σ(Mi×Ni)
Mi：纖維長(mm)
Ni：纖維長Mi之纖維個數
平均纖維端部間距離=Σ(Mi’2×Ni’)/Σ(Mi’×Ni’)
Mi’：纖維端部間距離(mm)
Ni’：纖維端部間距離Mi’之纖維個數
(3)拉伸斷裂伸度測定
有機纖維(B)之拉伸斷裂伸度(%)係於標準狀態(20℃，65%RH)之室內，以夾鉗間隔250mm、拉伸速度300mm/分鐘之條件下進行拉伸試驗，算出纖維切斷時之長度(其中，於夾具附近切斷的情形，作為夾具切斷而自資料中去除)，藉由下式算至小數點後第2位，將小數點後第2位四捨五入。針對各有機纖維(B)求得資料n3之平均值，作為拉伸斷裂伸度。
拉伸斷裂伸度(%)=〔(切斷時之長度(mm)-250)/250〕×100
(4)成形品之撓曲強度測定
於藉由各實施例及比較例所獲得的ISO型啞鈴狀試驗片，依據ISO 178，使用3點彎曲試驗模具(壓頭半徑5mm)，將支點距離設定為64mm，以試驗速度2mm/分鐘 之試驗條件來測量撓曲強度。使用“Instron”(註冊商標)萬能試驗機5566型(Instron公司製)作為試驗機。
(5)成形品之夏比衝擊強度測定(Charpy impact test)
切出藉由各實施例及比較例所獲得的ISO型啞鈴狀試驗片之平行部，使用東京試驗機(股)製C1-4-01型試驗機，依據ISO179實施附V刻痕的夏比衝擊試驗，算出衝擊強度(kJ/cm2)。
(6)成形品之落錘衝擊強度測定
於藉由各實施例及比較例所獲得的80mm×80mm×2mm試驗片，使用錘先端丸形狀的錘，以錘重量5.1356kg、落錘速度0.5m/秒、試驗溫度23℃之條件，實施落錘衝擊試驗，測量落錘衝擊強度(kJ/cm2)。又，同樣地，以試驗溫度-20℃之條件來實施落錘衝擊試驗，測量落錘衝擊強度(kJ/cm2)。
(7)成形品衝擊試驗破斷面之纖維剖面評價
藉由實施前述(5)記載之方法實施夏比衝擊試驗後，將含斷裂試驗片的剖面的部分切出10mm×10mm×2mm，使用日本電子(股)製InTouchScope JSM-6010LA，於設定倍率2,000倍來拍攝斷裂試驗片之剖面影像，由獲得的顯微鏡像進行影像處理的解析。
(8)成形材料之生產性評價
針對有機纖維強化成形材料(Y)之每單位時間的製造量，進行計量。10kg/小時以上為A，低於此值者為B。
(9)使用成形材料而獲得的成形品之纖維分散性評價
藉由各實施例及比較例所獲得的80mm×80mm×2mm之試驗片之表裏各別面存在的未分散碳纖維束之個數，以目視計數。評價係於50片之成形品來進行，其合計個數，以下列基準進行纖維分散性之判定，A、B為合格。
A：未分散碳纖維束低於1個
B：未分散碳纖維束為1個以上低於5個
C：未分散碳纖維束為5個以上低於10個
D：未分散碳纖維束為10個以上。
(參考例1)碳纖維(A)之製作
由以聚丙烯腈作為主成分的共聚物進行紡絲、燒成處理、表面氧化處理，獲得總單絲數24,000根、單纖維徑7μm、每單位長度之質量1.6g/m、比重1.8g/cm3、表面氧濃度比〔O/C〕0.2之連續碳纖維。此連續碳纖維之股線拉伸強度為4,880MPa，股線拉伸彈性率為225GPa。接著，使作為多官能性化合物之聚甘油聚縮水甘油基醚溶解於水中做成2重量%的方式來調製上漿劑母液，藉由浸漬法於碳纖維賦予上漿劑，於230℃進行乾燥。如此獲得的碳纖維之上漿劑附著量為1.0重量%。
(參考例2)有機纖維(B)
使用聚苯硫醚纖維(Toray Industries(股)製“TORCON”(註冊商標)400T-100-190、單絲纖度4.0dtex、熔點285℃)。該纖維之斷裂伸度藉由上述(3)記載的方法所測定的結果為30%。
使用聚酯纖維(Toray Industries(股)製“TETORON”(註冊商標)2200T-480-705M、單絲纖度4.6dtex、熔點260℃)。與前述聚苯硫醚纖維同樣地藉由上述(3)記載之方法測定斷裂伸度的結果為15%。
使用聚四氟乙烯纖維(Toray Industries(股)製“TOYOFLON”(註冊商標)440T-60F-S290-M190、單絲纖度7.3dtex、熔點327℃)。與前述聚苯硫醚纖維同樣地藉由上述(3)記載之方法測定的結果為25%。
(參考例3)熱塑性樹脂(C)及(G)
使用聚丙烯樹脂(Prime Polymer(股)製“Prime Polypro”(註冊商標)J137)與順丁烯二酸改質聚丙烯樹脂(三井化學(股)製“ADMER”(註冊商標)QE840)(PP)以重量比85/15作成的丸粒摻混物。200℃的熔融黏度藉由上述(1)記載之方法所測定的結果為50Pa．s。
使用聚碳酸酯樹脂(出光(股)製“PANLITE”(註冊商標)L-1225L)(PC)。與前述聚丙烯樹脂同樣地，200℃的熔融黏度藉由上述(1)記載的方法所測定的結果為14,000Pa．s。
(參考例4)化合物(D)及(H)
使用固體之氫化萜烯樹脂(Yasuhara Chemical Co.(股)製“Clearon”(註冊商標)P125、軟化點125℃)。將其投入含浸助劑塗布裝置內之槽內，將槽內溫度設定為200℃，加熱1小時而作成熔融狀態。此時之200℃的熔融黏度藉由上述(1)記載之方法所測定的結果為1Pa．s，又，算出熔融黏度變化率的結果為1.2%。
又，將聚碳酸酯樹脂使用於熱塑性樹脂(C)之際之化合物(D)，使用固體之雙酚A型環氧樹脂(三菱化學(股)製，jER1004AF、軟化點97℃)。將其與前述P125同樣地，熔融黏度藉由上述(1)記載之方法所測定的結果為1Pa．s，又，算出熔融黏度變化率的結果為1.1%。
(製造例1)碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X-1)
將於上述所示碳纖維(A)束，以表1所示比率浸漬化合物(D)而獲得的複合體(F)，通過設置於日本製鋼所製(股)TEX-30α型雙軸押出機(螺旋直徑30mm、L/D=32)之先端的電線被覆法用之塗布模具中。另一方面，將表1所示熱塑性樹脂(C)由TEX-30α型雙軸押出機之主加料漏斗來供給，以螺旋轉速200rpm加以熔融混練。由雙軸押出機將熔融的熱塑性樹脂(C)吐出於模具內，以被覆複合體(F)之周圍的方式而連續地配置。冷卻獲得的股線後，以刀具切斷為丸粒長7mm，做成碳纖維(A)束之長度與成形材料之長度為實質上相同的長纖維丸粒(X-1)。此時，相對於(A)、(C)及(D)之合計100重量份，調整碳纖維(A)束之擠出速度使碳纖維(A)成為30重量份。
(製造例2)碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X-2)
將上述所示碳纖維(A)束以表1所示比率通過設置於日本製鋼所(股)製TEX-30α型雙軸押出機(螺旋直徑30mm、L/D=32)之先端的電線被覆法用之塗布模具中。另一方面，將表1所示熱塑性樹脂(C)由TEX-30α型雙軸押出機之主加料漏斗來供給，以螺旋轉速200rpm加以熔融 混練。由雙軸押出機將熔融的熱塑性樹脂(C)吐出於模具內，以被覆複合體(A)之周圍的方式而連續地配置。冷卻獲得的股線後，以刀具切斷為丸粒長7mm，做成碳纖維(A)束之長度與成形材料之長度為實質上相同的長纖維丸粒(X-2)。此時，相對於(A)及(C)之合計100重量份，調整碳纖維(A)束之擠出速度使碳纖維(A)成為40重量份。
(製造例3)有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y-1)
將於上述所示有機纖維(B)束，以表1所示比率浸漬化合物(H)的複合體(I)，通過設置於日本製鋼所製(股)TEX-30α型雙軸押出機(螺旋直徑30mm、L/D=32)之先端的電線被覆法用之塗布模具中。另一方面，將表1所示熱塑性樹脂(G)由TEX-30α型雙軸押出機之主加料漏斗來供給，以螺旋轉速200rpm加以熔融混練。由雙軸押出機將熔融的熱塑性樹脂(G)吐出於模具內，以被覆複合體(I)之周圍的方式而連續地配置。冷卻獲得的股線後，以刀具切斷為丸粒長7mm，作成有機纖維(B)束之長度與成形材料之長度實質上相同的長纖維丸粒(Y-1)。此時，相對於(B)、(G)及(H)之合計100重量份，調整有機纖維(B)束之擠出速度使有機纖維(B)成為30重量份。
(製造例4)有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y-2)
與上述所示之製造例3同樣地製作長纖維丸粒(Y-2)。此時，相對於(B)、(G)及(H)之合計100重量份，調整有機纖維(B)束之擠出速度使有機纖維(B)成為40重量份。
(製造例5)有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y-3)
與上述所示之製造例3同樣地製作長纖維丸粒(Y-3)。此時，相對於(B)、(G)及(H)之合計100重量份，調整有機纖維(E)束之擠出速度使有機纖維(E)成為50重量份。
(製造例6)有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y-4)
將於上述所示有機纖維(B)束，以表1所示比率浸漬化合物(H)的複合體(I)，於日本製鋼所(股)製TEX-30α型雙軸押出機(螺旋直徑30mm、L/D=32)內，與經熔融的熱塑性樹脂(G)一起，將螺旋轉速設定為200rpm，於圓筒內熔融混練，將自模具先端吐出的股線冷卻固化後，以刀具切斷為丸粒長7mm而製作丸粒(Y-4)。此時，相對於(B)、(G)及(H)之合計100重量份，調整有機纖維(B)束之擠出速度使有機纖維(B)成為30重量份。
(實施例1)
使用設置於日本製鋼所(股)製TEX-30α型雙軸押出機(螺旋直徑30mm、L/D=32)之先端的電線被覆法用之塗布模具的長纖維強化樹脂丸粒製造裝置，將押出機圓筒溫度設定於220℃，將表2所示的熱塑性樹脂(C)由主加料漏斗來供給，以螺旋轉速200rpm熔融混練。於200℃，調整經加熱熔融的化合物(D)，使吐出量相對於(A)~(C)之合計100重量份成為8重量份，供給於吐出熔融的熱塑性樹脂(C)的模具口(直徑3mm)，以被覆由碳纖維(A)及有機纖維(B)而成的纖維束(E)之周圍的方式連續地配置。此時之纖維束(E)內部剖面係碳纖維(A)及有機 纖維(B)為不均勻地存在。不均勻地存在狀態係碳纖維(A)、有機纖維(B)之各自至少一部分與熱塑性樹脂(C)鄰接。將獲得的股線冷卻後，以刀具切斷為丸粒長7mm，作成長纖維丸粒。此時，相對於(A)~(C)之合計100重量份，調整擠出速度使碳纖維(A)成為20重量份、有機纖維(B)成為10重量份。
將如此獲得的長纖維丸粒，使用日本製鋼所(股)製射出成形機J110AD，藉由以射出時間5秒、反壓5MPa、保壓力20MPa、保壓時間10秒、圓筒溫度230℃、模具溫度60℃之條件加以射出成形，製作為成形品之ISO型啞鈴狀試驗片及80mm×80mm×2mm之試驗片。其中，圓筒溫度係表示將射出成形機之成形材料加熱熔融的部分之溫度，模具溫度表示將為了做成指定形狀之樹脂注入模具之溫度。將獲得的試驗片(成形品)靜置於調整為溫度23℃、50%RH的恒溫恒濕室中24小時後供給於特性評價。將藉由前述方法所評價的評價結果整理於表2。
(實施例2)
相對於(A)~(C)之合計100重量份，除了碳纖維(A)成為5重量份、有機纖維(B)成為30重量份、熱塑性樹脂(C)成為65重量份的方式以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表2。
(實施例3)
除了將射出成形中的反壓作成10MPa以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表2。
(實施例4)
除了將射出成形中的反壓作成1MPa以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表2。
(實施例5)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為7重量份、熱塑性樹脂(C)成為83重量份，又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，使化合物(D)成為4重量份以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表2。
(實施例6)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為35重量份、有機纖維(B)成為5重量份、熱塑性樹脂(C)成為60重量份，又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，使化合物(D)成為10重量份、射出成形中的保壓力作成40MPa、保壓時間作成15秒、模具溫度作成23℃以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表2。
(實施例7)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使有機纖維(B)成為5重量份、熱塑性樹脂(C)成為75重量份、射出成形中的保壓力作成10MPa、保壓時間作成1秒、模具溫度作成23℃以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表2。
(實施例8)
除了將射出成形中的射出時間作成1秒、模具溫度作成23℃以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表3。
(實施例9)
除了將射出成形中的射出時間作成1秒、保壓力作成10MPa、保壓時間作成3秒、模具溫度作成23℃以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表3。
(實施例10)
除了將射出成形中的反壓力作成3MPa、保壓力作成10MPa、保壓時間作成3秒、模具溫度作成23℃以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表3。
(實施例11)
除了於有機纖維(B)使用聚對苯二甲酸乙二酯纖維以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表3。
(實施例12)
除了於有機纖維(B)使用聚四氟乙烯纖維，再於熱塑性樹脂(C)使用聚碳酸酯樹脂、於化合物(D)使用雙酚A型環氧樹脂以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表3。
(實施例13)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為25重量份、有機纖維(B)成為40重量份、熱塑性樹脂(C)成為35重量份，又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，化合物(D)成為0重量份的方式以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表3。
(實施例14)
除了相對於(A)~(D)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為10重量份、熱塑性樹脂(C)成為74重量份、化合物(D)成為6重量份以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒並進行評價。評價結果整理呈示於表4。
(實施例15)
除了相對於(A)~(D)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為30重量份、熱塑性樹脂(C)成為50重量份、化合物(D)成為10重量份以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒並進行評價。評價結果整理呈示於表4。
(實施例16)
除了相對於(A)~(D)之合計100重量份，使有機纖維(B)成為30重量份、熱塑性樹脂(C)成為38重量份、化合物(D)成為12重量份以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒並進行評價。評價結果整理呈示於表4。
(實施例17)
於纖維束(E)，除了以碳纖維(A)內包有機纖維(B)的方式配列以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒並進行評價。評價結果整理呈示於表4。
(實施例18)
於纖維束(E)，除了以有機纖維(B)內包碳纖維(A)的方式配列以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒並進行評價。評價結果整理呈示於表4。
(實施例19)
將藉由製造例1所獲得的長纖維丸粒(X-1)與藉由製造例3所獲得的長纖維丸粒(Y-1)以相對於(X-1)及(Y-1)之合計100重量份，(X-1)成為67重量份、(Y-1)成為33重量份的方式乾摻而製作成形材料。針對獲得的成形材料，將藉由前述方法所評價的評價結果加以整理而呈示於表5。
(實施例20)
除了將藉由製造例1所獲得的長纖維丸粒(X-1)、藉由製造例3所獲得的長纖維丸粒(Y-1)、及表5所示熱塑性樹脂(C)之丸粒，以相對於(X-1)、(X-2)及(C)之合計100重量份，使(X-1)成為23重量份、(Y-1)成為33重量份、(B)成為44重量份的方式乾摻以外，與實施例19同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表5。
(實施例21)
除了將藉由製造例1所獲得的長纖維丸粒(X-1)、藉由製造例4所獲得的長纖維丸粒(Y-2)、及表5所示熱塑性樹脂(C)之丸粒，以使(X-1)成為17重量份、(Y-2)成為75重量份、(C)成為8重量份的方式乾摻以外，與實施例19同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表5。
(實施例22)
除了將藉由製造例2所獲得的長纖維丸粒(X-2)及藉由製造例4所獲得的長纖維丸粒(Y-2)，以使相對於(X-2)及(Y-2)之合計100重量份，(X-2)成為75重量份、(Y-2)成為25重量份的方式乾摻以外，與實施例19同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表5。
(實施例23)
除了將藉由製造例1所獲得的長纖維丸粒(X-1)、藉由製造例3所獲得的長纖維丸粒(Y-1)、及表5所示熱塑性樹脂(C)之丸粒，以相對於(X-1)、(Y-1)及(C)之合計100重量份，使(X-1)成為67重量份、(Y-1)成為17重量份、(C)成為16重量份的方式乾摻以外，與實施例19同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表5。
(實施例24)
除了使用藉由製造例6所獲得的丸粒(Y-4)替代長纖維丸粒(Y-1)以外，與實施例19同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表5。
(比較例1)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使有機纖維(B)成為0重量份、熱塑性樹脂(C)成為80重量份、又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，使化合物(D)成為6重量份以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例2)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為3重量份、熱塑性樹脂(C)成為87重量份、又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，使化合物(D)成為6重量份以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例3)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為50重量份、熱塑性樹脂(C)成為40重量份、又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，使化合物(D)成為14重量份以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例4)
除了相對於(A)~(C)之合計100重量份，使有機纖維(B)成為50重量份、熱塑性樹脂(C)成為30重量份、又，相對於(A)~(C)之合計100重量份，使化合物(D)成為16重量份以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例5)
除了將射出成形中的反壓力作成13MPa以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例6)
除了將射出成形中的射出時間作成0.5秒，反壓力作成11MPa以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例7)
除了將射出成形中的反壓力作成12MPa、保壓力作成10MPa、保壓時間作成3秒以外，與實施例1同樣地製作成形品，並進行評價。評價結果整理呈示於表6。
(比較例8)
除了相對於(A)~(D)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為3重量份、有機纖維(B)成為20重量份、熱塑性樹脂(C)成為70重量份、化合物(D)成為7重量份以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒而進行評價。評價結果整理呈示於表7。
(比較例9)
除了相對於(A)~(D)之合計100重量份，使碳纖維(A)成為10重量份、有機纖維(B)成為50重量份、熱塑性樹脂(C)成為26重量份、化合物(D)成為14重量份以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒而進行評價。評價結果整理呈示於表7。
(比較例10)
於纖維束(E)內部剖面，除了使碳纖維(A)及有機纖維(B)在均勻地混合存在的狀態下配列以外，與實施例1同樣地製作長纖維丸粒而進行評價。評價結果整理呈示於表7。
(比較例11)
除了使藉由製造例1所獲得的長纖維丸粒(X-1)與表8所示熱塑性樹脂(C)丸粒，相對於(X-1)及(C)之合計100重量份，以(X-1)成為67重量份、(C)成為33重量份的 方式乾摻以外，與實施例1同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表8。
(比較例12)
除了使藉由製造例1所獲得的長纖維丸粒(X-1)、藉由製造例5所獲得的長纖維丸粒(Y-3)、及表5所示熱塑性樹脂(C)丸粒，相對於(X-1)、(Y-3)及(C)之合計100重量份，以(X-1)成為10重量份、(Y-3)成為20重量份、(C)成為70重量份的方式乾摻以外，與實施例1同樣地製作成形材料，並進行評價。評價結果整理呈示於表8。
實施例1~12任一者之材料皆為有機纖維(B)以彎曲的狀態存在於成形品內，呈現高衝擊強度(夏比衝擊強度、落錘衝擊強度)、低溫衝擊強度(低溫落錘衝擊強度)。又，如實施例11~12所示，即使將有機纖維(B)變更為相異種類之有機纖維的情形，亦呈現同樣的效果。又，如實施例13所示，即使不含化合物(D)的情形，亦呈現相同效果。
實施例14~18之任一者之材料皆呈現碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性優異、高衝擊強度(夏比衝擊強度、落錘衝擊強度)、低溫衝擊強度(低溫落錘衝擊強度)。其中，如實施例17~18之成形材料所示，即使變更纖維束(E)內之碳纖維(A)與有機纖維(B)之配列的情形，與實施例14~16同樣地呈現碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性優異、高衝擊強度及低溫衝擊強度。
實施例19~24任一者之材料皆呈現碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性優異、高衝擊強度(夏比衝擊強 度、落錘衝擊強度)、低溫衝擊強度(低溫落錘衝擊強度)。其中，如實施例24所示，將有機纖維強化成形材料(Y)藉由熔融混練所製造的情形，與實施例19~23同樣地呈現碳纖維(A)及有機纖維(B)之分散性優異、高衝擊強度及低溫衝擊強度，又生產性進一步提升。
另一方面，於比較例1，因不含有機纖維(B)，成為纖維補強效果為弱，衝擊強度及低溫衝擊強度為低的結果。比較例2中，因碳纖維(A)之含量少，成為衝擊強度及撓曲強度為低的結果。比較例3中，因碳纖維(A)含量多，因於成形品內未均勻地分散，成為衝擊強度為低的結果。於比較例4，因有機纖維(B)含量為多，有機纖維(B)彼此之纏繞多，未於成形品內均勻地分散，又，因纖維彼此之接觸增加而引起纖維斷裂，成為衝擊強度為低的結果。於比較例5~6，因碳纖維(A)或有機纖維(B)之平均纖維長為短，成為纖維補強效果為弱、衝擊強度及低溫衝擊強度為低的結果。於比較例7，因有機纖維(B)之纖維端部間的距離長、有機纖維(B)為直線狀地存在，成為成形品斷裂時之纖維補強效果為弱，且衝擊強度及低溫衝擊強度為低的結果。
比較例8中，因碳纖維(A)之含量少，成為衝擊強度及撓曲強度為低的結果。於比較例9，因有機纖維(B)之含量為多，有機纖維(B)彼此之纏繞多，因成形品內的均勻分散被干擾，成為衝擊強度為低的結果。比較例10中，於成形材料之纖維束(E)內部剖面，使碳纖維(A)與有機纖維(B)均勻混在的狀態下配列的緣故，纖維束(E) 內之纖維彼此的纏繞多，碳纖維(A)之平均纖維長變短，又，於成形品內未均勻分散，成為衝擊強度及低溫衝擊強度為低的結果。
比較例11中，因未含有機纖維(B)，成為纖維補強效果弱、衝擊強度及低溫衝擊強度低的結果。比較例12中，因碳纖維強化成形材料(X)中的碳纖維(A)之含量少，成為衝擊強度及撓曲強度為低的結果。
產業上之可利用性
本發明之纖維強化熱塑性樹脂成形品因具有優異的纖維分散性，且具有優異的力學特性，尤其是衝擊強度及低溫衝擊強度，適合用於電氣．電子機器、OA機器、家電機器、外框及汽車之零件等。
9‧‧‧碳纖維
10‧‧‧有機纖維
11‧‧‧熱塑性樹脂

Claims (20)

  1. 一種纖維強化熱塑性樹脂成形品，其係相對於碳纖維A)、有機纖維(B)及熱塑性樹脂(C)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)、1~45重量份之有機纖維(B)、及20~94重量份之熱塑性樹脂(C)的纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中：纖維強化熱塑性樹脂成形品中的該碳纖維(A)之平均纖維長(LA)為0.3~1.5mm，且由碳纖維(A)之起點至終點為止之平均纖維端部間距離(DA)與平均纖維長LA)滿足下述式〔1〕，纖維強化熱塑性樹脂成形品中的該有機纖維(B)之平均纖維長(LB)為1.5~4mm，且由有機纖維(B)之起點至終點為止之平均纖維端部間距離(DB)與平均纖維長(LB)滿足下述式〔2〕，0.9×LA≦DA≦LA 〔1〕 0.1×LB≦DB≦0.9×LB 〔2〕。
  2. 如請求項1之纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中23℃的落錘衝擊強度(I23℃)與-20℃的落錘衝擊強度(I-20℃)係滿足下述式〔3〕，I23℃×0.8≦I-20℃ 〔3〕。
  3. 如請求項1或2之纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中斷裂時之該有機纖維(B)之纖維端面相對於纖維軸之垂直面具有傾度。
  4. 如請求項1至3中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中該有機纖維(B)之拉伸斷裂伸度為10~50%。
  5. 如請求項1至4中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中該有機纖維(B)為選自包含聚醯胺纖維、聚酯纖維、聚芳硫醚纖維及氟樹脂纖維組成之群組的至少1種。
  6. 如請求項1至5中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形品，其中該碳纖維(A)之表面氧濃度比〔O/C〕為0.05~0.5，且碳纖維(A)係表面具有環氧樹脂。
  7. 一種纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其係相對於碳纖維(A)、有機纖維(B)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)之合計100重量份，含有5~45重量份之碳纖維(A)、1~45重量份之有機纖維(B)、20~93重量份之熱塑性樹脂(C)、1~20重量份之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)的纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其於含碳纖維(A)與有機纖維(B)的纖維束(E)中浸漬化合物(D)而成的複合體(F)之外側，含有熱塑性樹脂(C)，且於纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)為不均勻地存在，纖維束(E)之長度與纖維強化熱塑性樹脂成形材料之長度係實質上相同。
  8. 如請求項7之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其於該纖維束(E)剖面，碳纖維(A)係內包有機纖維(B)，或者有機纖維(B)係內包碳纖維(A)。
  9. 如請求項7之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其於該纖維束(E)剖面，碳纖維(A)與有機纖維(B)之各自至少一部分與任一外層之熱塑性樹脂(C)鄰接。
  10. 一種纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其係含有碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)及有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)，其中碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)係相對於碳纖維(A)、熱塑性樹脂(C)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)之合計100重量份，含5~45重量份之碳纖維(A)、94~35重量份之熱塑性樹脂(C)、及1~20重量份之200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(C)更低的化合物(D)，於碳纖維(A)中浸漬化合物(D)而成的複合體(F)之外側含有熱塑性樹脂(C)，碳纖維(A)之長度與碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料之長度為實質上相同；有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)係相對於有機纖維(B)、熱塑性樹脂(G)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(G)更低的化合物(H)之合計100重量份，含有1~45重量份之有機纖維(B)、及94~35重量份之熱塑性樹脂(G)、1~20重量份之化合物(H)。
  11. 如請求項10之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)係藉由有機纖維(B)、熱塑性樹脂(G)及200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(G)更低的化合物(H)之熔融混練而獲得。
  12. 一種如請求項10或11之纖維強化熱塑性樹脂成形材料之製造方法，其至少具有將該碳纖維強化熱塑性樹脂成形材料(X)及該有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)乾摻的步驟。
  13. 如請求項10至12中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)中的有機纖維(B)之平均纖維長為0.1~10mm。
  14. 如請求項10至13中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)中的有機纖維(B)之長度與有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)之長度係實質上相同。
  15. 如請求項10至14中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)中的有機纖維(B)係藉由浸漬於熱塑性樹脂(G)而成。
  16. 如請求項10至15中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維強化熱塑性樹脂成形材料(Y)中的有機纖維(B)係經浸漬於200℃的熔融黏度較熱塑性樹脂(G)更低的化合物(H)而成，再經熱塑性樹脂(G)被覆而成。
  17. 如請求項7至16中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維(B)之拉伸斷裂伸度係10~50%。
  18. 如請求項7至17中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該有機纖維(B)係選自由聚醯胺纖維、聚酯纖維、聚芳硫醚纖維及氟樹脂纖維組成之群組的至少1種。
  19. 如請求項7至18中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該化合物(D)及(H)之數量平均分子量為200~50,000。
  20. 如請求項7至19中任一項之纖維強化熱塑性樹脂成形材料，其中該碳纖維(A)之表面氧濃度比〔O/C〕為0.05~0.5，且碳纖維(A)係經環氧樹脂被覆。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI784935B (zh) * 2015-10-30 2022-12-01 日商東麗股份有限公司 纖維強化熱塑性樹脂成形品及纖維強化熱塑性樹脂成形材料

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6554815B2 (ja) * 2014-02-28 2019-08-07 東レ株式会社 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
US9931548B2 (en) * 2014-06-20 2018-04-03 Karsten Manufacturing Corporation Golf club head with polymeric insert
US10385174B2 (en) 2014-08-06 2019-08-20 Toray Industries, Inc. Fiber reinforced thermoplastic resin molding material, and fiber reinforced thermoplastic resin molded article
EP3196237B1 (en) * 2014-09-12 2018-08-15 Mitsubishi Chemical Corporation Molding material, sheet molding compound, and fiber-reinforced composite material obtained using same
JP2016074779A (ja) * 2014-10-03 2016-05-12 日本ポリプロ株式会社 繊維強化プロピレン系樹脂組成物
ES2733836T3 (es) 2015-05-22 2019-12-03 Borealis Ag Composición polimérica reforzada con fibra
KR102063602B1 (ko) * 2015-06-08 2020-01-09 (주)엘지하우시스 섬유 강화 복합재 시트 및 이의 제조방법
CN105153540A (zh) * 2015-08-31 2015-12-16 苏州莱特复合材料有限公司 用于汽车保险杠的复合材料及其制备方法
JP6566819B2 (ja) * 2015-09-30 2019-08-28 ダイセルポリマー株式会社 プロピレン系樹脂付着繊維束
JP6957859B2 (ja) * 2015-10-29 2021-11-02 東レ株式会社 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
US10619017B2 (en) * 2015-10-30 2020-04-14 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced thermoplastic resin molded article, and fiber-reinforced thermoplastic resin molding material
JP6549478B2 (ja) * 2015-11-30 2019-07-24 Ｔｏｗａ株式会社 吐出装置、樹脂成形装置、吐出方法及び樹脂成型品の製造方法
CN106938548A (zh) * 2016-01-05 2017-07-11 科思创聚合物（中国）有限公司 纤维增强聚合物复合材料及其制备方法
JP7002203B2 (ja) * 2016-09-01 2022-01-20 帝人株式会社 繊維強化樹脂組成物
EP3309211B1 (en) 2016-10-17 2018-12-12 Borealis AG Fiber reinforced polypropylene composite
WO2018170084A1 (en) 2017-03-16 2018-09-20 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures
JP6939005B2 (ja) * 2017-03-24 2021-09-22 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 樹脂成形体用樹脂組成物、及び樹脂成形体
JP6939004B2 (ja) * 2017-03-24 2021-09-22 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 樹脂成形体用樹脂組成物、及び樹脂成形体
EP3666817A4 (en) * 2017-08-08 2021-04-28 Toray Industries, Inc. MOLDED ARTICLE MADE FROM FIBER-REINFORCED THERMOPLASTIC RESIN AND MOLDED MATERIAL MADE FROM FIBER-REINFORCED THERMOPLASTIC RESIN
CN111094407B (zh) * 2017-09-05 2022-08-30 东丽株式会社 纤维强化热塑性树脂成型品
CN109722742B (zh) * 2017-10-27 2022-01-21 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基复合材料用碳纤维及其制备方法
CN109722902B (zh) * 2017-10-27 2022-02-08 中国石油化工股份有限公司 一种聚苯硫醚树脂基碳纤维悬浮液上浆剂及其制备方法
US11377528B2 (en) * 2018-01-26 2022-07-05 Toray Industries, Inc. Reinforcing fiber mat, and fiber-reinforced resin forming material and method of producing same
JP6691934B2 (ja) * 2018-04-05 2020-05-13 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 連結構造体及び電子機器
KR102483485B1 (ko) * 2019-11-26 2022-12-30 롯데케미칼 주식회사 장섬유 강화 열가소성 플라스틱 및 이를 이용하여 제조된 성형품
JPWO2021256471A1 (zh) * 2020-06-15 2021-12-23
US20230272216A1 (en) * 2020-08-28 2023-08-31 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced polyamide resin composition molded article
CN112280066B (zh) * 2020-10-12 2023-02-03 衡水瑞纤新材料科技有限公司 一种取向均匀的纤维增强热塑树脂复合材料
WO2022192355A1 (en) 2021-03-09 2022-09-15 Guerrilla Industries LLC Composite structures and methods of forming composite structures
JPWO2023058448A1 (zh) 2021-10-07 2023-04-13

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63203306A (ja) * 1987-02-19 1988-08-23 Kawasaki Steel Corp 繊維強化樹脂材料の製造方法
TW375570B (en) * 1997-04-22 1999-12-01 Toray Industries Hybrid type fiber reinforced plastic
US6410140B1 (en) * 1999-09-28 2002-06-25 Basf Corporation Fire resistant corespun yarn and fabric comprising same
JP2002220538A (ja) * 2000-03-28 2002-08-09 Mazda Motor Corp 成形用ガラス長繊維強化樹脂材料、該樹脂材料を射出成形してなる射出成形品及び該樹脂材料を用いた成形方法
JP2002129027A (ja) 2000-10-25 2002-05-09 Teijin Chem Ltd 熱可塑性樹脂組成物
WO2003047830A1 (fr) * 2001-12-06 2003-06-12 Toray Industries, Inc. Materiau composite a fibres et son procede de production
DE102004004809B4 (de) * 2003-02-07 2016-12-22 Sumitomo Chemical Co. Ltd. Faser-Polypropylenharzkomposit und sein Pellet und daraus hergestellte faserverstärkte Harzgegenstände
DE10347080A1 (de) * 2003-10-10 2005-05-12 Frenzelit Werke Gmbh & Co Kg Flachdichtungswerkstoff in Form einer faserverstärkten Folie
EP1548054B1 (en) * 2003-12-26 2016-03-23 Japan Polypropylene Corporation Polypropylene-based resin composition and molded article thereof
JP4781038B2 (ja) 2004-09-30 2011-09-28 豊田合成株式会社 樹脂成形品
JP5057045B2 (ja) 2007-07-02 2012-10-24 ブリヂストンスポーツ株式会社 ゴルフボール
TWI414543B (zh) * 2006-02-24 2013-11-11 Toray Industries 纖維強化熱可塑性樹脂成形體、成形材料及其製法
JP2008231640A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Toho Tenax Co Ltd ゴム補強用炭素繊維コードおよびその製造方法
JP2008240170A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Toho Tenax Co Ltd 熱可塑性樹脂補強用複合糸及びそれを用いた樹脂含有ストランドの製造方法
JP2009024057A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Calp Corp 複合繊維強化熱可塑性樹脂ペレット、および、成型体
JP5238939B2 (ja) * 2007-11-07 2013-07-17 三菱化学株式会社 長繊維強化複合樹脂組成物および成形品
BRPI1014711A2 (pt) * 2009-04-27 2016-04-12 Applied Nanostrctured Solutions Llc aquecimento de resistência com base em cnt para descongelar estruturas de compósito
WO2011065576A1 (ja) * 2009-11-26 2011-06-03 帝人株式会社 複合材料
JP2011241375A (ja) * 2010-04-23 2011-12-01 Sumitomo Chemical Co Ltd 放熱部材及びこれからなる照明器具用部品
JP2014508370A (ja) * 2010-09-23 2014-04-03 アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー 強化送電線のセルフシールドワイヤとしてのｃｎｔ浸出繊維
JP2012184286A (ja) * 2011-03-03 2012-09-27 Teijin Techno Products Ltd 繊維強化プラスチック及びその製造方法
US9475920B2 (en) * 2012-01-10 2016-10-25 Toray Industries, Inc. Carbon fiber-reinforced polypropylene sheet and molded article thereof
EP2805066A4 (en) * 2012-01-17 2016-04-20 Greene Tweed Technologies Inc CASTED COMPOSITE THREADS
JP5694610B2 (ja) * 2012-07-05 2015-04-01 帝人株式会社 成形用材料、その成形体、および該成形体の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI784935B (zh) * 2015-10-30 2022-12-01 日商東麗股份有限公司 纖維強化熱塑性樹脂成形品及纖維強化熱塑性樹脂成形材料

Also Published As

Publication number Publication date
US20170029580A1 (en) 2017-02-02
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KR20150099710A (ko) 2015-09-01
CN106867002B (zh) 2020-11-10
US9605149B2 (en) 2017-03-28
US9505928B2 (en) 2016-11-29
EP3473665A1 (en) 2019-04-24
US20170029581A1 (en) 2017-02-02
EP2937377A1 (en) 2015-10-28

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