TWI545240B - 碳纖維強化熱塑性樹脂組成物、成形材料、半固化片及彼等之製造方法 - Google Patents

碳纖維強化熱塑性樹脂組成物、成形材料、半固化片及彼等之製造方法 Download PDF

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Description

碳纖維強化熱塑性樹脂組成物、成形材料、半固化片及彼等之製造方法
本發明係有關一種適用於航空器構件、太空載具構件、汽車構件及船舶構件等的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物、及將其成形而成的成形品。
碳纖維由於輕量且強度及彈性係數優良，其與各種基質樹脂組合而成的複合材料既經使用於航空器構件、太空載具構件、汽車構件、船舶構件、土木建築材及運動用品等諸多領域中。在使用碳纖維的複合材料中，為了活用碳纖維的優良特性，重要的是碳纖維與基質樹脂間的界面接著性優良。
為提升碳纖維與基質樹脂間的界面接著性，一般係進行對碳纖維實施氣相氧化或液相氧化等氧化處理，而於碳纖維表面導入含氧官能基的方法。舉例來說，已提出有藉由對碳纖維實施電解處理來提高作為界面接著性之指標的層間剪切強度的方法(參照專利文獻1)。然而，近來，隨著對複合材料的要求特性的水準提升，僅以此種氧化處理可達成的界面接著性並不充分。
另一方面，碳纖維由於甚為脆弱且缺乏集束性及耐摩擦性，在高階加工步驟中容易發生起毛或斷絲。因此，一般係進行在碳纖維上塗布上漿劑的方法。
舉例而言，已提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之雙酚A之二氧化丙烯醚的方法(參照專利文獻2及3)。又提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之雙酚A之聚烯化氧加成 物的方法(參照專利文獻4及5)。此外，亦提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之於雙酚A之聚烯化氧加成物中加成有環氧基者的方法(參照專利文獻6及7)。更者，還提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之聚烯烴二醇之環氧加成物的方法(參照專利文獻8、9及10)。
此外，已提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之具有環氧基與四級銨鹽之胺基甲酸酯化合物的方法(參照專利文獻11)。於此提案之方法中，集束性與耐摩擦性雖提升，但無法提高碳纖維與基質樹脂間的界面接著性。
根據此等方法，已知可提升碳纖維的集束性與耐摩擦性。惟，此等習知提案中並無所謂利用上漿劑來積極提升碳纖維與基質樹脂間的界面接著性的技術思想，實際上無法大幅提升碳纖維與基質樹脂間的界面接著性。
另一方面，以提高基質樹脂對碳纖維的含浸性為目的，係進行在碳纖維上塗布特定上漿劑的方法。
舉例來說，提出有在碳纖維上塗布作為上漿劑之表面張力40mN/m以下且80℃下的黏度為200mPa‧s以下的陽離子型界面活性劑的方法(參照專利文獻12)。又提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之環氧樹脂、水溶性聚胺基甲酸酯樹脂及聚醚樹脂的方法(參照專利文獻13)。根據此等方法，可見碳纖維的集束性、與基質樹脂對碳纖維的含浸性的提升。然，此等習知提案中亦無所謂利用上漿劑來積極提升碳纖維與基質樹脂間的界面接著性的技術思想，實際上無法大幅提升碳纖維與基質樹脂間的界面接著性。
如上述，上漿劑以往係作為糊劑，以所謂提升高階加工性之目的或以提升基質樹脂對碳纖維的含浸性為目的而使用，幾無所謂利用上漿劑來提升碳纖維與基質樹脂間的界面接著性的研究。再者，在所研究之實例中，界面接著性的提升效果不充分、或是受限於僅與特殊的碳纖維組合時才能展現其效果。
舉例言之，已提出在碳纖維上塗布作為上漿劑之N,N,N’,N’-四氧化丙烯基間二甲苯二胺的方法(參照專利文獻14)。然，於此提案之方法中，相較於使用雙酚A之氧化丙烯醚的情況，雖顯示作為界面接著性之指標的層間剪切強度提高，但界面接著性的提升效果仍不充分。再者，此提案中所使用的N,N,N’,N’-四氧化丙烯基間二甲苯二胺由於在骨架內含有脂肪族三級胺而具親核性，其發生自身聚合反應的結果，便有所謂碳纖維束歷時性硬化，以致高階加工性降低的問題。
另提出有在碳纖維上塗布作為上漿劑之具氧化丙烯基的乙烯基化合物單體與環氧樹脂用胺硬化劑的混合物的方法(參照專利文獻15)。然，於此提案之方法中，相較於未使用胺硬化劑的情況，雖顯示作為界面接著性之指標的層間剪切強度提高，但界面接著性的提升效果依舊不充分。再者，在上漿劑的乾燥步驟中，由於氧化丙烯基與胺硬化劑反應而高分子量化，由此結果，便有所謂碳纖維束硬化導致高階加工性降低，甚而碳纖維間的空隙縮小以致樹脂的含浸性下降的問題。
其他還提出有使用併用環氧系化合物與胺硬化劑之上漿劑的方法(參照專利文獻16)。惟，據此提案，纖維束的操作處理性與含浸性雖得以提升，另一方面由於在碳纖維表面上形成高分子量化之上漿劑的膜，有時會妨害碳纖維與環氧基質樹脂的接著。
進一步提出有在碳纖維上塗布胺化合物的方法(參照專利文獻17)。只是，於此提案之方法中，相較於未塗布任何物質的情況，雖顯示作為界面接著性之指標的層間剪切強度，但界面接著性的提升效果尚不充分。於此提案中並無接著提升機制的詳細記載，惟大致推定為以下之機制。即，於此提案中，作為胺化合物係使用含有一級胺基的二伸乙三胺、二甲苯二胺、含有二級胺基的哌啶、咪唑，但因其於分子內均含有活性氫，茲認為該活性氫會與環氧基質樹脂作用而促進硬化反應，例如認為由環氧基質與前述胺化合物的反應所生成的羥基與碳纖維表面的羧基及羥基等形成氫鍵性的交互作用而提高接著性。然而，如前述，於此提案中界面接著性的提升效果仍舊不充分，未能滿足近來之複合材料所需之要求。
更且，以使用胺化合物作為上漿劑的其他實例而言，尚提出採用熱硬化性樹脂與胺化合物的硬化物的方法(參照專利文獻18)。於此提案中，胺化合物係定義為「具有可與環氧基反應之活性基的化合物」，茲使用含有一級胺基的間二甲苯二胺、含有二級胺基的哌。此提案之目的在於使胺化合物所含之活性氫與環氧樹脂所代表的熱硬化性樹脂積極反應而作成硬化物，藉此提升碳 纖維束的集束性、操作處理性。該碳纖維束受限於切段(chopped)用途，與熱塑性樹脂熔融混練後之成形品的界面接著性相關的力學特性依然不充分。
再提出有使用作為碳纖維之表面氧濃度O/C、表面羥基濃度及羧基濃度處於特定範圍內者，並在碳纖維上塗布作為上漿劑之具有多個環氧基的脂肪族化合物的方法(參照專利文獻19)。惟，於此提案之方法中，雖顯示作為界面接著性之指標的EDS提高，但碳纖維與基質樹脂間的界面接著性的提升效果仍然不充分，且界面接著性的提升效果受限於僅與特殊的碳纖維組合時才可展現。
如以上所述，於習知技術中碳纖維與基質樹脂間的界面接著性不充分，尤其在使用熱塑性樹脂時缺乏與碳纖維的界面接著性，而需有進一步的界面接著性提升技術。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平04-361619號公報
專利文獻2 美國專利第3,957,716號說明書
專利文獻3 日本特開昭57-171767號公報
專利文獻4 日本特開平07-009444號公報
專利文獻5 日本特開2000-336577號公報
專利文獻6 日本特開昭61-028074號公報
專利文獻7 日本特開平01-272867號公報
專利文獻8 日本特開昭57-128266號公報
專利文獻9 美國專利第4,555,446號說明書
專利文獻10 日本特開昭62-033872號公報
專利文獻11 美國專利第4,496,671號說明書
專利文獻12 日本特開2010-31424號公報
專利文獻13 日本特開2005-320641號公報
專利文獻14 日本特開昭52-059794號公報
專利文獻15 日本特開昭52-045673號公報
專利文獻16 日本特開2005-146429號公報
專利文獻17 日本特開昭52-045672號公報
專利文獻18 日本特開平09-217281號公報
專利文獻19 美國專利第5,691,055號說明書
因此，本發明之目的係鑑於上述習知技術中的問題點，在於提供一種碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性優良、力學特性優異的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物、成形材料、半固化片及彼等之製造方法。
本發明人等發現，藉由在包含碳纖維與熱塑性樹脂的組成物中以特定比例摻混(A)特定之環氧化合物、(B)特定之三級胺化合物及/或三級胺鹽、四級銨鹽、四級鏻鹽及/或膦化合物，可提高碳纖維與熱塑性樹脂的界面接著性，而能夠獲得力學特性優異的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，從而達成本發明。
亦即，本發明為一種碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，係含有以下(A)、(B)成分、碳纖維及熱塑性樹脂而成：(A)成分：2官能以上之環氧化合物(A1)及/或具有1官能以上之環氧基，且具備選自羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、及磺酸基之至少一個以上的官能基的環氧化合物(A2)；(B)成分：相對於100質量份之(A)成分，0.1~25質量份之選自包含下述[a]、[b]及[c]之群組的至少1種反應促進劑：[a]分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽(B1)；[b]以下通式(I)或(II)
(上式中，R1~R5分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者，R6與R7則分別表示氫、碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基、或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者)任一者所示之具有陽離子部位的四級銨鹽(B2)； [c]四級鏻鹽及/或膦化合物(B3)。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，相對於100質量份之碳纖維，係含有0.001~0.3質量份之(B)成分。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，就前述[a]之(B1)分子量為100g/mol以上之三級胺化合物及/或三級胺鹽而言，以下通式(III)
(式中，R8表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；式中，R9為碳數3~22之伸烷基，可包含不飽和基；R10表示氫或碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；或者R8與R10鍵結而形成碳數2~11之伸烷基)、以下通式(IV)
(式中，R11~R14分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者)、以下通式(V)
(式中，R15~R20分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；R21表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)、或以下通式(VI)所示之化合物係具有至少1個以上之分支結構，並含有至少1個以上之羥基；
(式中，R22~R24表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者，R22~R24的任一者中包含通式(VII)或(VIII)所示之分支結構)，
(式中，R25、R26表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)，
(式中，R27~R29表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，通式(III)所示之化合物係1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯或其鹽、或1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯或其鹽。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，通式(VI)所示之化合物係具有至少2個以上之分支結構。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，通式(VI)所示之化合物係三異丙醇胺或其鹽。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，前述[b]之通式(I)之R1與R2係表示碳數1~22之 烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；R3與R4表示碳數2~22之烴基、包含碳數2~22之烴與醚結構之基、包含碳數2~22之烴與酯結構之基或包含碳數2~22之烴與羥基之基的任一者；通式(II)之R5表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；R6與R7則分別表示氫、碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，前述[b]之(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽的陰離子部位係鹵素離子。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，前述[c]之(B3)四級鏻鹽及/或膦化合物係以下通式(IX)、(X)所示之任一種四級鏻鹽或膦化合物：
(上述化學式中，R30~R36分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；且上述化學式中，陰離子部位X-表示氟化物陰離子、氯化物陰離子、溴化物陰離子及碘化物陰離子之鹵素離子、氫氧化物陰離子、乙酸陰離子、草酸陰離子、硫酸陰離子、苯磺酸陰離子、四苯硼酸離子、四氟硼酸離子、六氟磷酸離子、雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺離子及甲苯磺酸陰離子的任一者)。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，(A)成分係滿足以下(α)~(γ)的至少1項：(α)環氧當量小於360g/mol；(β)3官能以上之環氧化合物；(γ)分子內含有芳香環。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，(A1)成分係酚系酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、或四環氧丙基二胺二苯基甲烷的任一者。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，熱塑性樹脂係選自包含聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂、聚甲醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯系樹脂及聚烯烴系樹脂之群組的至少1種熱塑性樹脂。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，碳纖維之利用X射線光電子能譜法所測定的表面氧濃度O/C為0.05~0.5。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，相對於100質量份之碳纖維，係包含1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維、及20~99質量%之熱塑性樹脂，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，係相對於100質量份之碳纖維，將1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑得到的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之熱塑性樹脂熔融混練而得到，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
根據本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態，碳纖維係於鹼性電解液中經液相電解氧化後、或於酸性電解液中經液相電解氧化後，接著以鹼性水溶液清洗。
又，本發明為一種碳纖維強化熱塑性樹脂成形品，係將前述碳纖維強化熱塑性樹脂組成物成形而成。
另，本發明為一種成形材料，係由前述(A)、(B)成分、碳纖維及熱塑性樹脂構成之下述成形材料(P)、(Q)及(R)的任一者：成形材料(P)：一種呈柱狀之成形材料，即碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的成形材料(P)；成形材料(Q)：碳纖維呈單纖維狀且實質上以二維配向的成形材料(Q)； 成形材料(R)：碳纖維呈束狀且實質上以二維配向的成形材料(R)。
根據本發明之成形材料(P)的較佳形態，成形材料(P)之形態係滿足以下(δ)~(ζ)的至少1項：(δ)具有以碳纖維為主成分的結構B為芯結構、以熱塑性樹脂為主成分的結構A為鞘結構，即結構A被覆結構B的周圍的芯鞘結構；(ε)呈柱狀之成形材料的長度為1~50mm；(ζ)屬長纖維團塊(pellet)。
根據本發明之成形材料(P)的較佳形態，成形材料(P)之進一步含於熱塑性樹脂及前述成形材料(P)的(D)成分係滿足以下(η)~(κ)的任一項：(η)熱塑性樹脂為聚硫化芳撐樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，含有0.1~100質量份之[d]質量平均分子量為10,000以上且以質量平均分子量/數量平均分子量表示的分散度為2.5以下的聚硫化芳撐作為(D)成分；(θ)熱塑性樹脂為聚醯胺樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，進一步含有0.1~100質量份之[e]酚系聚合物作為(D)成分；(ι)熱塑性樹脂為聚烯烴系樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，含有0.1~100質量份之[f]萜烯系樹脂作為(D)成分；(κ)熱塑性樹脂為聚烯烴系樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，進一步含有0.1~100質量份之[g]第1丙烯系樹脂及[h]側鏈上具有醯基之第2丙烯系樹脂的混合物作為(D)成分。
根據本發明之成形材料(P)的較佳形態，成形材料(P)之(D)成分的一部分或全部係含浸於碳纖維而成。
根據本發明之成形材料(Q)的較佳形態，成形材料(Q)之熱塑性樹脂的形狀係選自包含粒狀、纖維狀及薄膜狀之群組的任一種。
根據本發明之成形材料(Q)的較佳形態，成形材料(Q)的形狀係選自包含網狀、不織布狀及毛氈狀之群組的任一種。
再者，本發明為一種成形材料(Q)之製造方法，係至少包括下述第1步驟、第2步驟及第3步驟：第1步驟：將碳纖維加工成選自包含網狀、不織布狀、毛氈、墊塊之群組的任一種片狀之材質的步驟；第2步驟：相對於100質量份之第1步驟中得到的材質，賦予0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑的步驟；第3步驟：附加1~80質量%之第2步驟中賦予黏著劑的材質、與20~99質量%之熱塑性樹脂，進一步加熱熔融而複合化的步驟。
根據本發明之成形材料(R)的較佳形態，成形材料(R)的形狀為片狀。
此外，本發明為一種成形材料(R)之製造方法，係至少包括下述第1步驟、第2步驟及第3步驟：第1步驟：相對於100質量份之碳纖維，附著0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的上漿劑而得到塗布有上漿劑之碳纖維的步驟； 第2步驟：將第1步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維切成1~50mm的步驟；第3步驟：混合1~80質量%之第2步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之基質樹脂而複合化的步驟。
又，本發明為一種碳纖維強化複合材料，係將前述成形材料成形而成。
再者，本發明為一種半固化片，係包括塗布含有前述(A)、(B)成分的上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維與熱塑性樹脂。
根據本發明之半固化片的較佳形態，半固化片的寬度為1~50mm。
另，本發明為一種碳纖維強化複合材料，係將前述半固化片成形而成。
根據本發明，藉由在包含碳纖維與熱塑性樹脂的組成物中摻混(A)特定之環氧化合物、(B)特定之三級胺化合物及/或三級胺鹽、四級銨鹽、四級鏻鹽及/或膦化合物，碳纖維表面上原本所含之含氧官能基、或者藉由氧化處理所導入之羧基及羥基等含氧官能基的氫離子便被(B)特定之三級胺化合物及/或三級胺鹽、四級銨鹽、四級鏻鹽及/或膦化合物拔去而陰離子化，可促進此陰離子化之官能基與(A)所含之環氧基的共價鍵的形成。其結果，碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性提升，可獲得力學特性優異的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物。
又，將本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物成形而成的成形品由於輕量且強度、彈性係數優良，可適用於航空器構件、太空載具構件、汽車構件、船舶構件、土木建築材及運動用品等諸多領域中。
[用於實施發明之形態]
以下，更詳細地用於實施本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的形態進行說明。本發明係一種含有以下(A)、(B)成分、碳纖維及熱塑性樹脂而成的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物：(A)成分：2官能以上之環氧化合物(A1)及/或具有1官能以上之環氧基，且具備選自羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、及磺酸基之至少一個以上的官能基的環氧化合物(A2)；(B)成分：相對於100質量份之(A)成分，0.1~25質量份之選自包含下述[a]、[b]及[c]之群組的至少1種反應促進劑：[a]分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽(B1)；[b]以下通式(I)或(II)
(上式中，R1~R5分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者，R6與R7則分別表示氫、碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基、或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者)任一者所示之具有陽離子部位的四級銨鹽(B2)；[c]四級鏻鹽及/或膦化合物(B3)。
本發明中所使用的(A)成分，係指(A1)分子內具有2個以上之環氧基的化合物及/或(A2)具有1官能以上之環氧基，且具備選自羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、及磺酸基之至少一個以上的官能基的環氧化合物。
本發明中所使用的(B)成分，係指選自(B1)分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽、(B2)通式(I)或(II)的任一者所示之具有陽離子部位的四級銨鹽、(B3)四級鏻鹽及/或膦化合物的至少1種化合物。
藉由在包含碳纖維與熱塑性樹脂的組成物中摻混(A)成分與(B)成分可提升碳纖維與熱塑性樹脂的界面接著性，而提升碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的力學特性的機制尚不明確，惟認為首先(B)成分與碳纖維的羧基及羥基等含氧官能基作用，將此等官能基所含之氫離子拔去 而予以陰離子化後，此陰離子化之官能基與(A)成分所含之環氧基進行親核反應。藉此，碳纖維便與環氧形成強固的鍵結。另一方面，關於與熱塑性樹脂的關係，茲分別對(A1)、(A2)如下進行說明。
若為(A1)時，茲認為未參與和本發明中所使用的碳纖維形成共價鍵的剩餘環氧基係與熱塑性樹脂含有之官能基反應而形成共價鍵、或是形成氫鍵。又較佳為在(A1)的結構中含有1個以上之不飽和基，當熱塑性樹脂中含有不飽和基時，(A1)的不飽和基與熱塑性樹脂的不飽和基可進行自由基反應而形成強固的界面。
若為(A2)時，茲認為(A2)的環氧基係與碳纖維的羧基及羥基等含氧官能基形成共價鍵，惟剩餘之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基則依據熱塑性樹脂的種類，形成共價鍵或氫鍵等交互作用。尤其認為本發明所使用的熱塑性樹脂只要是聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂、聚甲醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯系樹脂及聚烯烴系樹脂(尤經酸變性者)，藉由(A2)的羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基、與此等熱塑性樹脂的主鏈、側鏈及末端所含之巰基、醯胺基、酯基、醚基、硫化物基、酸酐基、羧基、羥基、胺基等的交互作用，便可形成強固的界面。
亦即，茲認為：若為(A1)時之未參與和碳纖維形成共價鍵的剩餘環氧基係具有相當於若為(A2)時之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基的功能。
本發明中，相對於100質量份之碳纖維，係以含有較佳為0.001~0.3質量份，更佳為0.005~0.2質量份，再佳為0.01~0.1質量份之(B)成分為佳。相對於100質量份之碳纖維，(B)成分若為0.001~0.3質量份時，可促進碳纖維的羧基及羥基等含氧官能基與(A)環氧化合物的反應而增加接著提升效果。
本發明中，(A)環氧化合物的環氧當量較佳為小於360g/mol，更佳為小於270g/mol，再佳為小於180g/mol。若環氧當量小於360g/mol時，能以高密度形成共價鍵，而進一步提升碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性。環氧當量的下限無特定，小於90g/mol時，界面接著性會呈飽和。
本發明中，(A)環氧化合物較佳為3官能以上之環氧樹脂，更佳為4官能以上之環氧樹脂。(A)環氧化合物若為分子內具有3個以上之環氧基的3官能以上之環氧樹脂時，即使1個環氧基與碳纖維表面的含氧官能基形成共價鍵時，剩餘之2個以上之環氧基亦能與熱塑性樹脂含有官能基形成共價鍵或氫鍵，而進一步提升界面接著性。環氧基數目的上限無特定，若為10個以上時，界面接著性會呈飽和。
本發明中，(A)環氧化合物較佳為分子內具有1個以上之芳香環，更佳為具有2個以上之芳香環。在包含碳纖維與熱塑性樹脂的複合材料中，碳纖維附近的所謂界面層有時會受到碳纖維或上漿劑的影響，而具有與熱塑性樹脂相異的特性。(A)環氧化合物若具有1個以上之芳 香環時，可形成剛硬的界面層，使碳纖維與熱塑性樹脂之間的應力傳遞能力提升，而提升複合材料的0°拉伸強度等力學特性。又由於具有芳香環的環氧化合物其耐熱性高，即便為如聚硫化芳撐樹脂所代表之成形溫度較高的熱塑性樹脂時亦不會因熱分解而消失，可保有與原本碳纖維表面的含氧官能基反應及與熱塑性樹脂交互作用的功能。芳香環數目的上限無特定，如為10個以上時，力學特性會呈飽和。
本發明中，(A1)環氧化合物較佳為酚系酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、或四環氧丙基二胺二苯基甲烷的任一者。此等環氧樹脂其環氧基數多、環氧當量小且具有2個以上之芳香環，可提升碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性，加之可提高複合材料的0°拉伸強度等力學特性。2官能以上之環氧樹脂更佳為酚系酚醛型環氧樹脂及甲酚酚醛型環氧樹脂。
本發明中，作為(A1)2官能以上之環氧化合物的具體實例，可列舉如衍生自多元醇的環氧丙基醚型環氧樹脂、衍生自具有多個活性氫的胺的環氧丙基胺型環氧樹脂、衍生自多羧酸的環氧丙基酯型環氧樹脂、及將分子內具有多個雙鍵的化合物所得到的環氧樹脂。
作為環氧丙基醚型環氧樹脂，可列舉如雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四溴雙酚A、酚系酚醛、甲酚酚醛、對苯二酚、間苯二酚、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四甲基聯苯、1,6-二羥基萘、9,9-雙(4-羥苯基)茀、三(對-羥基苯基)甲烷、及四(對-羥基苯基)乙烷與表氯醇反應所得 之環氧丙基醚型環氧樹脂。又作為環氧丙基醚型環氧樹脂，亦可例示乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、聚丙二醇、三亞甲基二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、聚丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-環己二醇、氫化雙酚A、氫化雙酚F、丙三醇、二丙三醇、聚丙三醇、三羥甲基丙烷、新戊四醇、山梨糖醇、及阿拉伯糖醇與表氯醇反應所得之環氧丙基醚型環氧樹脂。再作為環氧丙基醚型環氧樹脂，還可例示具有倍環戊二烯骨架的環氧丙基醚型環氧樹脂、及具有聯苯芳烷基骨架的環氧丙基醚型環氧樹脂。
作為環氧丙基胺型環氧樹脂，可列舉如N,N-二環氧丙基苯胺、N,N-二環氧丙基鄰甲苯胺、1,3-雙(胺甲基)環己烷、間二甲苯二胺、間苯二胺、4,4’-二胺二苯基甲烷及9,9-雙(4-胺苯基)茀。
更者，作為環氧丙基銨型環氧樹脂，可列舉間-胺苯酚、對-胺苯酚、及使4-胺基-3-甲酚之胺苯酚類的羥基與胺基兩者與表氯醇反應所得之環氧樹脂。
作為環氧丙基酯型環氧樹脂，可列舉如鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、及使二聚酸與表氯醇反應所得之環氧丙基酯型環氧樹脂。
作為使分子內具有多個雙鍵的化合物氧化所得之環氧樹脂，可列舉如分子內具有環氧環己烷環的環氧樹脂。更者，作為該環氧樹脂可列舉環氧化大豆油。
作為本發明所使用的(A1)環氧化合物，除此等環氧樹脂以外，還可列舉三環氧丙基異三聚氰酸酯之類的環氧樹脂。更可列舉以上述所例舉之環氧樹脂為原料所合成之環氧樹脂，例如由雙酚A二環氧丙基醚與雙異氰酸甲苯酯，經由唑啶酮環生成反應所合成之環氧樹脂。
本發明中，作為(A2)具有1官能以上之環氧基，且具備選自羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、及磺酸基之至少一個以上的官能基的環氧化合物的具體實例，可列舉如具有環氧基與羥基的化合物、具有環氧基與醯胺基的化合物、具有環氧基與醯亞胺基的化合物、具有環氧基與胺基甲酸酯基的化合物、具有環氧基與脲基的化合物、具有環氧基與磺醯基的化合物、具有環氧基與磺酸基的化合物。
作為具有環氧基與羥基的化合物，可列舉如山梨糖醇型聚環氧丙基醚及丙三醇型聚環氧丙基醚等，具體可列舉「DENACOL(註冊商標)」EX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-421、EX-313、EX-314及EX-321(Nagase ChemteX股份有限公司製)等。
作為具有環氧基與醯胺基的化合物，可列舉如環氧丙基苯甲醯胺、醯胺變性環氧樹脂等。醯胺變性環氧可使二羧酸醯胺的羧基與2官能以上之環氧樹脂的環氧基反應而得到。
作為具有環氧基與醯亞胺基的化合物，可列舉如環氧丙基鄰苯二甲醯亞胺等。具體可列舉「DENACOL(註冊商標)」EX-731(Nagase ChemteX股份有限公司製)等。
作為具有環氧基與胺基甲酸酯基的化合物，可列舉如胺基甲酸酯變性環氧樹脂，具體可列舉「ADEKA RESIN(註冊商標)」EPU-78-13S、EPU-6、EPU-11、EPU-15、EPU-16A、EPU-16N、EPU-17T-6、EPU-1348及EPU-1395(ADEKA股份有限公司製)等。或者可藉由使聚環氧乙烷單烷基醚的末端羥基與相對於該羥基量的反應當量的多元異氰酸酯反應，接著使所得之反應生成物的異氰酸酯殘基與多元環氧樹脂內的羥基反應而獲得。於此，作為所使用的多元異氰酸酯，可列舉2,4-雙異氰酸甲苯酯、間苯撐雙異氰酸酯、對苯撐雙異氰酸酯、二苯基甲烷雙異氰酸酯、六亞甲雙異氰酸酯、異佛酮雙異氰酸酯、降莰烷雙異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯及聯苯基-2,4,4’-三異氰酸酯等。
作為具有環氧基與脲基的化合物，可列舉如尿素變性環氧樹脂等。尿素變性環氧可藉由使二羧酸尿素的羧基與2官能以上之環氧樹脂的環氧基反應而獲得。
作為具有環氧基與磺醯基的化合物，可列舉如雙酚S型環氧等。
作為具有環氧基與磺酸基的化合物，可列舉如對-甲苯磺酸環氧丙基及3-硝基苯磺酸環氧丙基等。
以下，對(B)成分之(B1)~(B3)依序進行說明。
本發明中所使用之(B1)分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽，相對於100質量份之(A)環氧化合物必需摻混0.1~25質量份，較佳為摻混0.5~20質量份，更佳為摻混2~15質量份，再佳為摻混2~8質量 份。摻混量若小於0.1質量份時，未能促進(A)環氧化合物與碳纖維表面的含氧官能基之間的共價鍵形成，以致碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性不充分。另一方面摻混量大於25質量份時，則(B1)覆蓋碳纖維表面而妨礙共價鍵形成，以致碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性不充分。
本發明中所使用之(B1)分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽其分子量必需為100g/mol以上，較佳為分子量處於100~400g/mol之範圍內，更佳為處於100~300g/mol之範圍內，再佳為處於100~200g/mol之範圍內。分子量若為100g/mol以上可抑制揮發，即便為少量仍可獲得大的界面接著性提升效果。另一方面分子量若為400g/mol以下，則分子中的活性部位的比例較高，縱然為少量，依舊可獲得大的界面接著性提升效果。
本發明中所使用的三級胺化合物，係表示分子內具有3級胺基的化合物。又本發明中所使用的三級胺鹽，係表示將具有3級胺基的化合物以質子予體中和所得之鹽。於此，「質子予體」係指具有「能以質子形式供予至具有3級胺基的化合物的活性氫」的化合物。再者，「活性氫」係指以質子形式供予至鹼性化合物的氫原子。
作為質子予體，可列舉無機酸、羧酸、磺酸及酚類等有機酸、醇類、硫醇類及1,3-二羰基化合物等。
作為無機酸的具體實例，可列舉硫酸、亞硫酸、過硫酸、鹽酸、過氯酸、硝酸、磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、膦酸、亞膦酸、焦磷酸、三聚磷酸及胺基磺酸等。其中可較佳使用硫酸、鹽酸、硝酸及磷酸。
作為羧酸類，可分類為脂肪族聚羧酸、芳香族聚羧酸、含硫聚羧酸、脂肪族氧基羧酸、芳香族氧基羧酸、脂肪族單羧酸及芳香族單羧酸，茲列舉以下化合物：
作為脂肪族聚羧酸的具體實例，可列舉草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、丙基丙二酸、丁基丙二酸、戊基丙二酸、己基丙二酸、二甲基丙二酸、二乙基丙二酸、甲基丙基丙二酸、甲基丁基丙二酸、乙基丙基丙二酸、二丙基丙二酸、甲基丁二酸、乙基丁二酸、2,2-二甲基丁二酸、2,3-二甲基丁二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、3-甲基-3-乙基戊二酸、3,3-二乙基戊二酸、3,3-二甲基戊二酸、3-甲基己二酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸及檸康酸等。
作為芳香族聚羧酸的具體實例，可列舉鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸及苯均四酸等。
作為含硫聚羧酸的具體實例，可列舉硫二丙酸等。
作為脂肪族氧基羧酸的具體實例，可列舉乙醇酸、乳酸、酒石酸及蓖麻油脂肪酸等。
作為芳香族氧基羧酸的具體實例，可列舉水楊酸、杏仁酸、4-羥基苯甲酸、1-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸及6-羥基-2-萘甲酸等。
作為脂肪族單羧酸的具體實例，可列舉甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、己酸、庚酸、正辛酸、辛
酸、壬酸、十二酸、十四酸、十八酸、二十二酸、十一酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸及油酸等。
作為芳香族單羧酸的具體實例，可列舉苯甲酸、桂皮酸、萘甲酸、甲苯甲酸、乙基苯甲酸、丙基苯甲酸、異丙基苯甲酸、丁基苯甲酸、異丁基苯甲酸、二級丁基苯甲酸、三級丁基苯甲酸、甲氧基苯甲酸、乙氧基苯甲酸、丙氧基苯甲酸、異丙氧基苯甲酸、丁氧基苯甲酸、異丁氧基苯甲酸、二級丁氧基苯甲酸、三級丁氧基苯甲酸、胺苯甲酸、N-甲基胺苯甲酸、N-乙基胺苯甲酸、N-丙基胺苯甲酸、N-異丙基胺苯甲酸、N-丁基胺苯甲酸、N-異丁基胺苯甲酸、N-二級丁基胺苯甲酸、N-三級丁基胺苯甲酸、N,N-二甲基胺苯甲酸、N,N-二乙基胺苯甲酸、硝基苯甲酸及氯苯甲酸等。
以上羧酸類當中，可較佳使用芳香族聚羧酸、脂肪族單羧酸、芳香族羧酸，具體可較佳使用鄰苯二甲酸、甲酸、辛酸。
作為磺酸可分類為脂肪族磺酸與芳香族磺酸，茲列舉以下化合物：脂肪族磺酸當中，作為1元飽和脂肪族磺酸的具體實例，可列舉甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、異丙基磺酸、丁烷磺酸、異丁基磺酸、三級丁基磺酸、戊烷磺酸、異戊基磺酸、己烷磺酸、壬烷磺酸、癸烷磺酸、十一烷磺酸、十二烷磺酸、十三烷磺酸、十四烷磺酸、正辛基磺酸、十二基磺酸及十六基磺酸等。
脂肪族磺酸可為不飽和脂肪族磺酸，作為1元不飽和脂肪族磺酸的具體實例，可列舉乙烯磺酸及1-丙烯-1-磺酸等。
脂肪族磺酸當中，作為2元以上之脂肪族磺酸的具體實例，可列舉甲硫胺酸、1,1-乙烷二磺酸、1,2-乙烷二磺酸、1,1-丙烷二磺酸、1,3-丙烷二磺酸及聚乙烯基磺酸等。
脂肪族磺酸可為具有羥基的氧基脂肪族磺酸，作為氧基脂肪族磺酸的具體實例，可列舉2-羥乙磺酸及3-氧基-丙烷磺酸等。
脂肪族磺酸可為磺酸基脂肪族羧酸，作為磺酸基脂肪族羧酸的具體實例，可列舉磺酸基乙酸及磺酸基丁二酸等。
脂肪族磺酸可為磺酸基脂肪族羧酸酯，作為磺酸基脂肪族羧酸酯的具體實例，可列舉二(2-乙基己基)磺酸基丁二酸等。
脂肪族磺酸可為氟磺酸，作為氟磺酸的具體實例，可列舉三氟甲烷磺酸、全氟乙烷磺酸、全氟丙烷磺酸、全氟異丙基磺酸、全氟丁烷磺酸、全氟異丁基磺酸、全氟三級丁基磺酸、全氟戊烷磺酸、全氟異戊基磺酸、全氟己烷磺酸、全氟壬烷磺酸、全氟癸烷磺酸、全氟十一烷磺酸、全氟十二烷磺酸、全氟十三烷磺酸、全氟十四烷磺酸、全氟正辛基磺酸、全氟十二基磺酸及全氟十六基磺酸等。
芳香族磺酸當中，作為1元芳香族磺酸的具體實例，可列舉苯磺酸、對甲苯磺酸、鄰甲苯磺酸、間甲苯磺酸、鄰二甲苯-4-磺酸、間二甲苯-4-磺酸、4-乙基苯磺酸、4-丙基苯磺酸、4-丁基苯磺酸、4-十二基苯磺酸、4-辛基苯磺酸、2-甲基-5-異丙基苯磺酸、2-萘磺酸、丁基萘磺酸、三級丁基萘磺酸、2,4,5-三氯苯磺酸、苯甲基磺酸及苯基乙烷磺酸等。
芳香族磺酸當中，作為2元以上之芳香族磺酸的具體實例，可列舉間苯二磺酸、1,4-萘二磺酸、1,5-萘二磺酸、1,6-萘二磺酸、2,6-萘二磺酸、2,7-萘二磺酸、1,3,6-萘三磺酸及磺酸化聚苯乙烯等。
芳香族磺酸可為氧基芳香族磺酸，作為氧基芳香族磺酸的具體實例，可列舉酚-2-磺酸、酚-3-磺酸、酚-4-磺酸、苯甲醚-鄰-磺酸、苯甲醚-間-磺酸、苯乙醚-鄰-磺酸、苯乙醚-間-磺酸、酚-2,4-二磺酸、酚-2,4,6-三磺酸、苯甲醚-2,4-二磺酸、苯乙醚-2,5-二磺酸、2-氧基甲苯-4-磺酸、鄰苯二酚-4-磺酸、鄰二甲氧苯-4-磺酸、間苯二酚-4-磺酸、2-氧基-1-甲氧基苯-4-磺酸、1,2-二氧基苯-3,5-二磺酸、間苯二酚-4,6-二磺酸、對苯二酚磺酸、對苯二酚-2,5-二磺酸及1,2,3-三氧基苯-4-磺酸等。
芳香族磺酸可為磺酸基芳香族羧酸，作為磺酸基芳香族羧酸的具體實例，可列舉鄰磺酸基苯甲酸、間磺酸基苯甲酸、對磺酸基苯甲酸、2,4-二磺酸基苯甲酸、3-磺酸基鄰苯二甲酸、3,5-二磺酸基鄰苯二甲酸、4-磺酸基間苯二甲酸、2-磺酸基對苯二甲酸、2-甲基-4-磺酸基苯 甲酸、2-甲基-3,5-二磺酸基苯甲酸、4-丙基-3-磺酸基苯甲酸、2,4,6-三甲基-3-磺酸基苯甲酸、2-甲基-5-磺酸基對苯二甲酸、5-磺酸基水楊酸及3-氧基-4-磺酸基苯甲酸等。
芳香族磺酸可為硫基芳香族磺酸，作為硫基芳香族磺酸的具體實例，可列舉硫酚磺酸、硫基苯甲醚-4-磺酸及硫基苯乙醚-4-磺酸等。
芳香族磺酸當中，作為具有其他官能基的具體實例，可列舉苯甲醛-鄰-磺酸、苯甲醛-2,4-二磺酸、苯乙酮-鄰-磺酸、苯乙酮-2,4-二磺酸、二苯甲酮-鄰-磺酸、二苯甲酮-3,3’-二磺酸、4-胺酚-3-磺酸、蒽醌-1-磺酸、蒽醌-2-磺酸、蒽醌-1,5-二磺酸、蒽醌-1,8-二磺酸、蒽醌-2,6-二磺酸及2-甲基蒽醌-1-磺酸等。
以上磺酸類之中，可較佳使用1元芳香族磺酸，具體可較佳使用苯磺酸、對甲苯磺酸、鄰甲苯磺酸及間甲苯磺酸。
又以酚類而言，作為1分子中含有1個活性氫者的具體實例，可列舉酚、甲酚、乙基酚、正丙基酚、異丙基酚、正丁基酚、二級丁基酚、三級丁基酚、環己基酚、二甲基酚、甲基-三級丁基酚、二-三級丁基酚、氯酚、溴酚、硝基酚、甲氧苯酚及水楊酸甲酯等。
作為1分子中含有2個活性氫之酚類的具體實例，可列舉對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚、甲基對苯二酚、三級丁基對苯二酚、苯甲基對苯二酚、苯基對苯二酚、二甲基對苯二酚、甲基-三級丁基對苯二酚、二-三級丁 基對苯二酚、三甲基對苯二酚、甲氧基對苯二酚、甲基間苯二酚、三級丁基間苯二酚、苯甲基間苯二酚、苯基間苯二酚、二甲基間苯二酚、甲基-三級丁基間苯二酚、二-三級丁基間苯二酚、三甲基間苯二酚、甲氧基間苯二酚、甲基鄰苯二酚、三級丁基鄰苯二酚、苯甲基鄰苯二酚、苯基鄰苯二酚、二甲基鄰苯二酚、甲基-三級丁基鄰苯二酚、二-三級丁基鄰苯二酚、三甲基鄰苯二酚、甲氧基鄰苯二酚、聯苯酚、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四甲基聯苯、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四-三級丁基聯苯等聯苯酚類、雙酚A、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四甲基雙酚A、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四-三級丁基雙酚A、雙酚F、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四甲基雙酚F、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四-三級丁基雙酚F、雙酚AD、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四甲基雙酚AD、4,4’-二羥基-3,3’,5,5’-四-三級丁基雙酚AD、結構式(XI)~(XVII)所示之雙酚類等、萜烯酚、結構式(XVIII)、(XIX)所示之化合物等。作為1分子中含有3個活性氫者的具體實例，可列舉三羥基苯及三(對-羥基苯基)甲烷等。作為1分子中含有4個活性氫者的具體實例，可列舉四(p-羥基苯基)乙烷等。又作為除此之外的具體實例，則可列舉酚、烷基酚及鹵化酚等酚類的酚醛樹脂。
以上酚類之中，可較佳使用酚及酚系酚醛。
再者，作為醇類，可列舉1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,1-二甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2,4- 戊二醇、1,4-環己二醇、1,4-環己二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、十二氫雙酚A、結構式(XX)所示之雙酚A之環氧乙烷加成物、結構式(XXI)所示之雙酚A之環氧丙烷加成物、結構式(XXII)所示之十二氫雙酚A之環氧乙烷加成物、結構式(XXIII)所示之十二氫雙酚A之環氧丙烷加成物、丙三醇、三羥甲基乙烷及三羥甲基丙烷等。又作為1分子中含有4個羥基者的具體實例，可列舉新戊四醇等。
另外，以硫醇類而言，作為1分子中含有1個活性氫者的具體實例，可列舉甲硫醇、乙硫醇、1-丙硫醇、2-丙硫醇、1-丁硫醇、2-甲基-1-丙硫醇、2-丁硫醇、2-甲基-2-丙硫醇、1-戊硫醇、1-己硫醇、1-庚硫醇、1-辛硫醇、環戊硫醇、環己硫醇、苯甲基硫醇、苯硫醇、甲苯硫醇、氯苯硫醇、溴苯硫醇、硝基苯硫醇及甲氧基苯硫醇等。作為1分子中含有2個活性氫者的具體實例，可列舉1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、2,2’-氧基二乙硫醇、1,6-己二硫醇、1,2-環己二硫醇、1,3-環己二硫醇、1,4-環己二硫醇、1,2-苯二硫醇、1,3-苯二硫醇及1,4-苯二硫醇等。
再作為1,3-二羰基化合物類，則可列舉2,4-戊二酮、3-甲基-2,4-戊二酮、3-乙基-2,4-戊二酮、3,5-庚二酮、4,6-壬二酮、2,6-二甲基-3,5-庚二酮、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮、1-苯基-1,3-丁二酮、1,3-二苯基-1,3-丙二酮、1,3- 環戊二酮、2-甲基-1,3-環戊二酮、2-乙基-1,3-環戊二酮、1,3-環己二酮、2-甲基-1,3-環己二酮、2-乙基-環己二酮、1,3-二氫茚二酮、乙醯乙酸乙酯及丙二酸二乙酯等。
就本發明中所使用之(B1)分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽而言，以下通式(III)
(式中，R8表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。式中，R9為碳數3~22之伸烷基，可包含不飽和基。R10表示氫或碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。或者R8與R10鍵結而形成碳數2~11之伸烷基)、以下通式(IV)
(式中，R11~R14分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者)、以下通式(V)
(式中，R15~R20分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。R21表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)、或以下通式(VI)所示之化合物係具有至少1個以上之分支結構，並含有至少1個以上之羥基；
(式中，R22~R24表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者，R22~R24的任一者中包含通式(VII)或(VIII)所示之分支結構)，
(式中，R25、R26表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)，
(式中，R27~R29表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)。
本發明中，通式(VI)所示之化合物必需具有至少1個以上之分支結構，並含有至少1個以上之羥基。又較佳為具有至少2個以上之分支結構，更佳為具有3個以上之分支結構。透過具有分支結構，可提高立體障礙性而抑制環氧環彼此的反應，能夠提高碳纖維表面官能基與環氧的反應促進效果。又透過具有至少1個以上之羥基，可提高與碳纖維表面的含氧官能基的交互作用而有效拔去碳纖維表面的含氧官能基的氫離子，能夠提高與環氧的反應性。
本發明中，上述通式(III)~(V)之R8、R11~R20分別為碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。使碳數介於1~22之間，便可適度縮小分子結構的立體障礙、提升反應促進效果而提高界面接著性。更佳為處於1~14之範圍內，再佳為處於 1~8之範圍內。另一方面當碳數大於22時，分子結構的立體障礙稍大，偶會降低反應促進效果。
本發明中，上述通式(V)之R21分別為碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者。使碳數介於1~22之間，便可適度縮小分子結構的立體障礙、提升反應促進效果而提高界面接著性。更佳為處於1~14之範圍內，再佳為處於1~8之範圍內。另一方面當碳數大於22時，分子結構的立體障礙稍大，偶會降低反應促進效果。
本發明中，上述通式(III)之R9為碳數3~22之伸烷基，可含有不飽和基。使碳數介於3~22之間，便可適度縮小分子結構的立體障礙、提升反應促進效果而提高界面接著性。更佳為處於3~14之範圍內，再佳為處於3~8之範圍內。另一方面當碳數大於22時，分子結構的立體障礙稍大，偶會降低反應促進效果。
本發明中，上述通式(III)之R10為氫或碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。使碳數介於1~22之間，便可適度縮小分子結構的立體障礙、提升反應促進效果而提高界面接著性。更佳為處於1~14之範圍內，再佳為處於1~8之範圍內。另一方面當碳數大於22時，分子結構的立體障礙稍大，偶會降低反應促進效果。
本發明中，上述通式(VI)之R22~R24分別為碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者，R22~R24的任一者中包含通式(VII)或(VIII)所示之分支結構。使碳數介於1~22之間，便可適度縮小分子結構的立體障礙、提升反應促進效果而提高界面接著性。更佳為處於1~14之範圍內，再佳為處於1~8之範圍內。另一方面當碳數大於22時，分子結構的立體障礙稍大，偶會降低反應促進效果。
於此，碳數1~22之烴基係指僅包含碳原子與氫原子的基，可為飽和烴基及不飽和烴基的任一者，可含有或未含有環結構。作為烴基，可列舉如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環己基、辛基、癸基、十二基、十四基、十六基、十八基、油基(oleyl)、二十二基、苯甲基及苯基等。
又，以包含碳數1~22之烴與醚結構之基而言，作為直鏈狀者可列舉如甲氧甲基、乙氧甲基、丙氧甲基、丁氧甲基、苯氧甲基、甲氧乙基、乙氧乙基、丙氧乙基、丁氧乙基、苯氧乙基、甲氧乙氧甲基、甲氧乙氧乙基、聚乙二醇基及聚丙二醇基等聚醚基。作為環狀者，則可列舉如環氧乙烷、四氫呋喃、環氧己烷(oxepane)、1,3-二氧五環烷等。
再作為包含碳數1~22之烴與酯結構之基，可列舉如乙醯氧甲基、乙醯氧乙基、乙醯氧丙基、乙醯氧丁基、甲基丙烯醯氧乙基及苯甲醯氧乙基等。
另作為包含碳數1~22之烴與羥基之基，可列舉如羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥戊基、羥己基、羥基環己基、羥辛基、羥癸基、羥十二基、羥十四基、羥十六基、羥十八基、羥油基及羥二十二基等。
本發明中，作為上述通式(III)所示之化合物的具體實例，可列舉1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯(DBN)、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷及5,6-二丁基胺-1,8-二氮雜-雙環[5,4,0]十一烯-7(DBA)或者此等之鹽。作為DBU鹽，具體可列舉DBU之酚鹽(U-CAT SA1、San-Apro股份有限公司製)、DBU之辛酸鹽(U-CAT SA102、San-Apro股份有限公司製)、DBU之對甲苯磺酸鹽(U-CAT SA506、San-Apro股份有限公司製)、DBU之甲酸鹽(U-CAT SA603、San-Apro股份有限公司製)、DBU之鄰苯二甲酸鹽(U-CAT SA810)及DBU之酚系酚醛樹脂鹽(U-CAT SA810、SA831、SA841、SA851、881、San-Apro股份有限公司製)等。
本發明中，由所謂拔去碳纖維之羧基及羥基等含氧官能基的氫離子，而促進與熱塑性樹脂的親核反應之觀點，上述通式(III)所示之化合物較佳為1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯或其鹽、或者1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯或其鹽。前述通式(III)所示之化合物由於具有環狀結構，茲認為可提高與同樣具有環狀碳網面之碳纖維的親和性，而認為如此可有效且高效地進行碳纖維表面之含氧官能基的氫離子的拔除。
本發明中，作為上述通式(IV)所示之化合物的具體實例，可列舉如1,8-雙(二甲基胺)萘、1,8-雙(二乙基胺)萘、1,8-雙(二丙基胺)萘、1,8-雙(二丁基胺)萘、1,8-雙(二戊基胺)萘、1,8-雙(二己基胺)萘、1-二甲基胺-8-甲基胺-喹啶、1-二甲基胺-7-甲基-8-甲基胺-喹啶、1-二甲基胺-7-甲基-8-甲基胺-異喹啉、7-甲基-1,8-甲基胺-2,7-萘啶及2,7-二甲基-1,8-甲基胺-2,7-萘啶等。其中較佳為1,8-雙(二甲基胺)萘。
本發明中，作為上述通式(V)所示之化合物的具體實例，可列舉如2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚、2,4,6-三(二乙基胺甲基)酚、2,4,6-三(二丙基胺甲基)酚、2,4,6-三(二丁基胺甲基)酚、2,4,6-三(二戊基胺甲基)酚、及2,4,6-三(二己基胺甲基)酚等。
本發明中，作為上述通式(VI)所示之化合物的具體實例，可列舉二異丁基甲醇胺、二(三級丁基)甲醇胺、二(2-乙基己基)甲醇胺、二異丙基乙醇胺、二異丁基乙醇胺、二(三級丁基)乙醇胺、二(2-乙基己基)乙醇胺、二異丙基丙醇胺、二異丁基丙醇胺、二(三級丁基)丙醇胺、二(2-乙基己基)丙醇胺、異丙基二甲醇胺、異丁基二甲醇胺、三級丁基二甲醇胺、(2-乙基己基)二甲醇胺、異丙基二乙醇胺、異丁基二乙醇胺、三級丁基二乙醇胺、(2-乙基己基)二乙醇胺、二甲基異丙醇胺、二乙基異丙醇胺、甲基二異丙醇胺、乙基二異丙醇胺、丙基二異丙醇胺、丁基二異丙醇胺、三異丙醇胺。
本發明中，上述通式(VI)所示之化合物較佳為三異丙醇胺或其鹽。三異丙醇胺由於具有三個羥基，可提高與碳纖維表面之含氧官能基的交互作用而有效拔去碳纖維表面之含氧官能基的質子，能夠提高與環氧的反應性。又因具有三個分支結構，可提高立體障礙性而抑制環氧環彼此的反應，能夠提高碳纖維表面之含氧官能基與環氧的反應性。
本發明中，(B1)之三級胺化合物較佳為其共軛酸的酸解離常數pKa為9以上者，更佳為11以上者。若酸解離常數pKa為9以上時，可促進碳纖維表面之官能基與環氧的反應，而增大接著提升效果。作為此類三級胺化合物，具體上屬於DBU(pKa12.5)、DBN(pKa12.7)或1,8-雙(二甲基胺)萘(pKa12.3)等。
本發明中，(B1)之三級胺化合物及/或三級胺鹽較佳為沸點為160℃以上者，更佳為處於160~350℃之範圍內，再佳為處於160~260℃之範圍內。若沸點低於160℃時，在製造碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的過程中揮發更加劇烈，偶會降低反應促進效果。
作為本發明中所使用之(B1)之三級胺化合物及/或三級胺鹽，可列舉脂肪族三級胺類、含有芳香族之脂肪族三級胺類、芳香族三級胺類及雜環三級胺類及其等之鹽。以下茲舉出具體實例：
作為脂肪族三級胺類的具體實例，可列舉如三乙胺、三丙胺、三異丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三環己胺、三辛胺、二甲基丙基胺、二甲基丁基胺、二甲 基戊基胺、二甲基己基胺、二甲基環己基胺、二甲基辛基胺、二甲基癸基胺、二甲基十二基胺、二甲基十四基胺、二甲基十六基胺、二甲基十八基胺、二甲基油基胺、二甲基二十二基胺、二乙基丙基胺、二乙基丁基胺、二乙基戊基胺、二乙基己基胺、二乙基環己基胺、二乙基辛基胺、二乙基癸基胺、二乙基十二基胺、二乙基十四基胺、二乙基十六基胺、二乙基十八基胺、二乙基油基胺、二乙基二十二基胺、二丙基甲基胺、二異丙基乙基胺、二丙基乙基胺、二丙基丁基胺、二丁基甲基胺、二丁基乙基胺、二丁基丙基胺、二己基甲基胺、二己基乙基胺、二己基丙基胺、二己基丁基胺、二環己基甲基胺、二環己基乙基胺、二環己基丙基胺、二環己基丁基胺、二辛基甲基胺、二辛基乙基胺、二辛基丙基胺、二癸基甲基胺、二癸基乙基胺、二癸基丙基胺、二癸基丁基胺、二(十二基)甲基胺、二(十二基)乙基胺、二(十二基)丙基胺、二(十二基)丁基胺、二(十四基)甲基胺、二(十四基)乙基胺、二(十四基)丙基胺、二(十四基)丁基胺、二(十六基)甲基胺、二(十六基)乙基胺、二(十六基)丙基胺、二(十六基)丁基胺、三甲醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺、三丁醇胺、三己醇胺、二乙基甲醇胺、二丙基甲醇胺、二異丙基甲醇胺、二丁基甲醇胺、二異丁基甲醇胺、二(三級丁基)甲醇胺、二(2-乙基己基)甲醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二丙基乙醇胺、二異丙基乙醇胺、二丁基乙醇胺、二異丁基乙醇胺、二(三級丁基)乙醇胺、二(2-乙基己基)乙醇胺、二甲基丙醇胺、二乙基丙醇胺、二丙 基丙醇胺、二異丙基丙醇胺、二丁基丙醇胺、二異丁基丙醇胺、二(三級丁基)丙醇胺、二(2-乙基己基)丙醇胺、甲基二甲醇胺、乙基二甲醇胺、丙基二甲醇胺、異丙基二甲醇胺、丁基二甲醇胺、異丁基二甲醇胺、三級丁基二甲醇胺、(2-乙基己基)二甲醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、丙基二乙醇胺、異丙基二乙醇胺、丁基二乙醇胺、異丁基二乙醇胺、三級丁基二乙醇胺、(2-乙基己基)二乙醇胺、二甲基胺乙氧乙醇等。
脂肪族三級胺類可為分子內具有2個以上之三級胺的化合物，作為分子內具有2個以上之三級胺的化合物，可列舉N,N,N’,N’-四甲基-1,3-丙二胺、N,N,N’,N’-四乙基-1,3-丙二胺、N,N-二乙基-N’,N’-二甲基-1,3-丙二胺、四甲基-1,6-己二胺、五甲基二伸乙三胺、雙(2-二甲基胺乙基)醚及三甲基胺乙基乙醇胺等。
作為含有芳香族之脂肪族三級胺類的具體實例，可列舉如N,N’-二甲基苯甲胺、N,N’-二乙基苯甲胺、N,N’-二丙基苯甲胺、N,N’-二丁基苯甲胺、N,N’-二己基苯甲胺、N,N’-二環己基苯甲胺、N,N’-二辛基苯甲胺、N,N’-二(十二基)苯甲胺、N,N’-二油基苯甲胺、N,N’-二苯甲基甲胺、N,N’-二苯甲基乙胺、N,N’-二苯甲基丙胺、N,N’-二苯甲基丁胺、N,N’-二苯甲基己胺、N,N’-二苯甲基環己胺、N,N’-二苯甲基辛胺、N,N’-二苯甲基十二胺、N,N’-二苯甲基油基胺、三苯甲胺、N,N’-甲基乙基苯甲胺、N,N’-甲基丙基苯甲胺、N,N’-甲基丁基苯甲胺、N,N’-甲基己基苯甲胺、N,N’-甲基環己基苯甲胺、N,N’-甲基辛 基苯甲胺、N,N’-甲基十二基苯甲胺、N,N’-甲基油基苯甲胺、N,N’-甲基十六基苯甲胺、N,N’-甲基十八基苯甲胺、2-(二甲基胺甲基)酚、2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚、2,4,6-三(二乙基胺甲基)酚、2,4,6-三(二丙基胺甲基)酚、2,4,6-三(二丁基胺甲基)酚、2,4,6-三(二戊基胺甲基)酚、及2,4,6-三(二己基胺甲基)酚等。
作為芳香族三級胺類的具體實例，可列舉如三苯胺、三(甲基苯基)胺、三(乙基苯基)胺、三(丙基苯基)胺、三(丁基苯基)胺、三(苯氧苯基)胺、三(苯甲基苯基)胺、二苯基甲基胺、二苯基乙基胺、二苯基丙基胺、二苯基丁基胺、二苯基己基胺、二苯基環己基胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二丙基苯胺、N,N-二丁基苯胺、N,N-二己基苯胺、N,N-二環己基苯胺、(甲基苯基)二甲胺、(乙基苯基)二甲胺、(丙基苯基)二甲胺、(丁基苯基)二甲胺、雙(甲基苯基)甲胺、雙(乙基苯基)甲胺、雙(丙基苯基)甲胺、雙(丁基苯基)甲胺、N,N-二(羥乙基)苯胺、N,N-二(羥丙基)苯胺、N,N-二(羥基丁基)苯胺及二異丙醇-對-甲苯胺等。
作為雜環三級胺類的具體實例，可列舉如甲吡啶、異喹啉、喹啉等吡啶系化合物、咪唑系化合物、吡唑系化合物、啉系化合物、哌系化合物、哌啶系化合物、吡咯啶系化合物、環脒系化合物及質子海綿衍生物、受阻胺系化合物。
作為吡啶系化合物，可列舉N,N-二甲基-4胺吡啶、聯吡啶及2,6-二甲基吡啶等。作為咪唑系化合物，可列舉1-苯甲基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、1-氰乙基-2-十一基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1-(2-羥乙基)咪唑、1-苯甲基-2-甲醯基咪唑、1-苯甲基-咪唑及1-烯丙基咪唑等。作為吡唑系化合物，可列舉吡唑或1,4-二甲基吡唑等。作為啉系化合物，可列舉4-(2-羥乙基)啉、N-乙基啉、N-甲基啉及2,2’-二啉二乙基醚等。作為哌系化合物，可列舉1-(2-羥乙基)哌或N,N-二甲基哌等。作為哌啶系化合物，可列舉N-(2-羥乙基)哌啶、N-乙基哌啶、N-丙基哌啶、N-丁基哌啶、N-己基哌啶、N-環己基哌啶及N-辛基哌啶等。作為吡咯啶系化合物，可列舉N-丁基吡咯啶及N-辛基吡咯啶等。作為環脒系化合物，可列舉1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一烯(DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯(DBN)、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷及5,6-二丁基胺-1,8-二氮雜-雙環[5.4.0]十一烯-7(DBA)。作為其他雜環胺類，則可列舉六伸甲四胺、六伸乙四胺及六伸丙四胺。
作為上述DBU鹽，具體可列舉DBU之酚鹽(U-CAT SA1、San-Apro股份有限公司製)、DBU之辛酸鹽(U-CAT SA102、San-Apro股份有限公司製)、DBU之對甲苯磺酸鹽(U-CAT SA506、San-Apro股份有限公司製)、DBU之甲酸鹽(U-CAT SA603、San-Apro股份有限公司製)、DBU 之鄰苯二甲酸鹽(U-CAT SA810)及DBU之酚系酚醛樹脂鹽(U-CAT SA810、SA831、SA841、SA851、881、San-Apro股份有限公司製)等。
作為前述質子海綿衍生物的具體實例，可列舉如1,8-雙(二甲基胺)萘、1,8-雙(二乙基胺)萘、1,8-雙(二丙基胺)萘、1,8-雙(二丁基胺)萘、1,8-雙(二戊基胺)萘、1,8-雙(二己基胺)萘、1-二甲基胺-8-甲基胺-喹啶、1-二甲基胺-7-甲基-8-甲基胺-喹啶、1-二甲基胺-7-甲基-8-甲基胺-異喹啉、7-甲基-1,8-甲基胺-2,7-萘啶、及2,7-二甲基-1,8-甲基胺-2,7-萘啶等。
此等三級胺化合物及三級胺鹽當中，由所謂碳纖維表面之含氧官能基與環氧樹脂的反應促進效果高，並可抑制環氧環彼此的反應，可較佳使用三異丙基胺、二丁基乙醇胺、二乙基乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙基乙基胺、2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚、2,6-二甲基吡啶、DBU、DBU鹽、DBN、DBN鹽及1,8-雙(二甲基胺)萘。
又作為受阻胺系化合物，可列舉丁烷-1,2,3,4-四羧酸四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)(例如LA-52(ADEKA公司製))、癸二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)(例如LA-72(ADEKA公司製)、TINUVIN765(BASF公司製))、碳酸=雙(2,2,6,6-四甲基-1-十一基氧基哌啶-4-基)(例如LA-81(ADEKA公司製))、甲基丙烯酸1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基(例如LA-82(ADEKA公司製))、丙二酸-2-((4-甲氧苯基)亞甲基)、1,3-雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、Chimassorb119、2-十二基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基) 丁二酸-醯亞胺、1,2,3,4-丁烷四羧酸1-十六基2,3,4-三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)、1,2,3,4-丁烷四羧酸1,2,3-三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)4-三癸基、癸二酸1-甲基10-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)、4-(乙烯基氧基)-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、2-((3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基)甲基)-2-丁基丙烷二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)、4-羥基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶、LA-63P(ADEKA公司製)、LA-68(ADEKA公司製)、TINUVIN622LD(BASF公司製)、TINUVIN144(BASF公司製)等。
此等三級胺化合物與三級胺鹽可單獨使用，亦可併用多種。
其次，對(B2)進行說明。
本發明中所使用之(B2)上述通式(I)或(II)的任一者所示之具有陽離子部位的四級銨鹽，相對於100質量份之(A)環氧化合物必需摻混0.1~25質量份，較佳為摻混0.1~10質量份，更佳為摻混0.1~8質量份。摻混量若小於0.1質量份時，未能促進(A)環氧化合物與碳纖維表面的含氧官能基之間的共價鍵形成，以致碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性不充分。另一方面摻混量大於25質量份時，則(B2)覆蓋碳纖維表面而妨礙共價鍵形成，以致碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性不充分。
藉由摻混本發明中所使用之(B2)上述通式(I)或(II)的任一者所示之具有陽離子部位的四級銨鹽來促進共價鍵形成的機制尚不明確，惟僅以具有特定結構的四級銨 鹽可得所述效果。因此，「上述通式(I)或(II)之R1~R5分別為碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者」係不可或缺者。其理由雖不明確，若使碳數為23以上時，界面接著性不充分。
於此，碳數1~22之烴基係指僅包含碳原子與氫原子的基，可為飽和烴基及不飽和烴基的任一者，可含有或未含有環結構。作為烴基，可列舉如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環己基、辛基、癸基、十二基、十四基、十六基、十八基、油基、二十二基、苯甲基及苯基等。
又作為包含碳數1~22之烴與醚結構之基，可列舉如甲氧甲基、乙氧甲基、丙氧甲基、丁氧甲基、苯氧甲基、甲氧乙基、乙氧乙基、丙氧乙基、丁氧乙基、苯氧乙基、甲氧乙氧甲基、甲氧乙氧乙基、聚乙二醇基及聚丙二醇基等聚醚基。
再作為包含碳數1~22之烴與酯結構之基，可列舉如乙醯氧甲基、乙醯氧乙基、乙醯氧丙基、乙醯氧丁基、甲基丙烯醯氧乙基及苯甲醯氧乙基等。
另作為包含碳數1~22之烴與羥基之基，可列舉如羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥戊基、羥己基、羥基環己基、羥辛基、羥癸基、羥十二基、羥十四基、羥十六基、羥十八基、羥油基及羥二十二基等。
其中，(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽之R1~R5的碳數較佳為處於1~14之範圍內，更佳為處於1~8之範圍 內。碳數若小於14，當四級銨鹽作為反應促進劑發揮作用之際，可適度縮小立體障礙、提高反應促進效果，而進一步提升界面接著性。
此外，本發明中，上述通式(I)所示之(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽之R3與R4的碳數較佳為2以上，更佳為3以上，再佳為4以上。碳數若為2以上，四級銨鹽作為起始劑發揮作用可抑制環氧樹脂的同元聚合，而進一步提升界面接著性。
再者，本發明中，上述通式(II)所示之(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽之R6與R7較佳分別為氫、碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基、或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者。氫或碳數小於8時，分子中的活性部位的比例較高，即便為少量仍可獲得大的界面接著性提升效果。
本發明中(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽之陽離子部位的分子量較佳為處於100~400g/mol之範圍內，更佳為處於100~300g/mol之範圍內，再佳為處於100~200g/mol之範圍內。當陽離子部位的分子量為100g/mol以上時，於熱處理中亦可抑制揮發，即便為少量亦可獲得大的界面接著性提升效果。另一方面陽離子部位的分子量為400g/mol以下時，分子中的活性部位的比例較高，縱然為少量仍可獲得大的界面接著性提升效果。
本發明中，作為上述通式(I)所示之四級銨鹽的陽離子部位，可列舉如四甲基銨、乙基三甲基銨、三甲基丙 基銨、丁基三甲基銨、三甲基戊基銨、己基三甲基銨、環己基三甲基銨、三甲基辛基銨、癸基三甲基銨、十二基三甲基銨、十四基三甲基銨、十六基三甲基銨、三甲基十八基銨、三甲基油基銨、二十二基三甲基銨、苯甲基三甲基銨、三甲基苯基銨、二乙基二甲基銨、二甲基二丙基銨、二丁基二甲基銨、二甲基二戊基銨、二己基二甲基銨、二環己基二甲基銨、二甲基二辛基銨、二癸基二甲基銨、乙基癸基二甲基銨、二(十二基)二甲基銨、乙基十二基二甲基銨、二(十四基)二甲基銨、乙基十四基二甲基銨、二(十六基)二甲基銨、乙基十六基二甲基銨、二甲基二(十八基)銨、乙基十八基二甲基銨、二甲基二油基銨、乙基二甲基油基銨、二(二十二基)二甲基銨、二十二基乙基二甲基銨、二苯甲基二甲基銨、苯甲基乙基二甲基銨、苯甲基二甲基丙基銨、苯甲基丁基二甲基銨、苯甲基癸基二甲基銨、苯甲基十二基二甲基銨、苯甲基十四基二甲基銨、苯甲基十六基二甲基銨、苯甲基十八基二甲基銨、苯甲基二甲基油基銨、二甲基二苯基銨、乙基二甲基苯基銨、二甲基丙基苯基銨、丁基二甲基苯基銨、癸基二甲基苯基銨、十二基二甲基苯基銨、十四基二甲基苯基銨、十六基二甲基苯基銨、二甲基十八基苯基銨、二甲基油基苯基銨、四乙基銨、三乙基甲基銨、三乙基丙基銨、丁基三乙基銨、三乙基戊基銨、三乙基己基銨、三乙基環己基銨、三乙基辛基銨、癸基三乙基銨、十二基三乙基銨、十四基三乙基銨、十六基 三乙基銨、三乙基十八基銨、三乙基油基銨、苯甲基三乙基銨、三乙基苯基銨、二乙基二丙基銨、二丁基二乙基銨、二乙基二戊基銨、二乙基二己基銨、二乙基二環己基銨、二乙基二辛基銨、二癸基二乙基銨、二(十二基)二乙基銨、二(十四基)二乙基銨、二乙基二(十六基)銨、二乙基二(十八基)銨、二乙基二油基銨、二苯甲基二乙基銨、二乙基二苯基銨、四丙基銨、甲基三丙基銨、乙基三丙基銨、丁基三丙基銨、苯甲基三丙基銨、苯基三丙基銨、四丁基銨、三丁基甲基銨、三丁基乙基銨、三丁基丙基銨、苯甲基三丁基銨、三丁基苯基銨、四戊基銨、四己基銨、四戊基銨、四辛基銨、甲基三辛基銨、乙基三辛基銨、三辛基丙基銨、丁基三辛基銨、二甲基二辛基銨、二乙基二辛基銨、二辛基二丙基銨、二丁基二辛基銨、十四基銨、四(十二基)銨、2-羥乙基三甲基銨、2-羥乙基三乙基銨、2-羥乙基三丙基銨、2-羥乙基三丁基銨、聚氧乙烯三甲基銨、聚氧乙烯三乙基銨、聚氧乙烯三丙基銨、聚氧乙烯三丁基銨、雙(2-羥乙基)二甲基銨、雙(2-羥乙基)二乙基銨、雙(2-羥乙基)二丙基銨、雙(2-羥乙基)二丁基銨、雙(聚氧乙烯)二甲基銨、雙(聚氧乙烯)二乙基銨、雙(聚氧乙烯)二丙基銨、雙(聚氧乙烯)二丁基銨、三(2-羥乙基)甲基銨、三(2-羥乙基)乙基銨、三(2-羥乙基)丙基銨、三(2-羥乙基)丁基銨、三(聚氧乙烯)甲基銨、三(聚氧乙烯)乙基銨、三(聚氧乙烯)丙基銨及三(聚氧乙烯)丁基銨。
又作為上述通式(II)所示之四級銨鹽的陽離子部位，可列舉如1-甲基吡啶陽離子、1-乙基吡啶陽離子、1-乙基-2-甲基吡啶陽離子、1-乙基-4-甲基吡啶陽離子、1-乙基-2,4-二甲基吡啶陽離子、1-乙基-2,4,6-三甲基吡啶陽離子、1-丙基吡啶陽離子、1-丁基吡啶陽離子、1-丁基-2-甲基吡啶陽離子、1-丁基-4-甲基吡啶陽離子、1-丁基-2,4-二甲基吡啶陽離子、1-丁基-2,4,6-三甲基吡啶陽離子、1-戊基吡啶陽離子、1-己基吡啶陽離子、1-環己基吡啶陽離子、1-辛基吡啶陽離子、1-癸基吡啶陽離子、1-十二基吡啶陽離子、1-十四基吡啶陽離子、1-十六基吡啶陽離子、1-十八基吡啶陽離子、1-油基吡啶陽離子、及1-二十二基吡啶陽離子及1-苯甲基吡啶陽離子。
本發明中，作為(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽的陰離子部位，可列舉如氟化物陰離子、氯化物陰離子、溴化物陰離子及碘化物陰離子之鹵素離子。還可列舉如氫氧化物陰離子、乙酸陰離子、草酸陰離子、硫酸陰離子、苯甲酸陰離子、碘酸陰離子、甲基磺酸陰離子、苯磺酸陰離子及甲苯磺酸陰離子。
其中，作為對離子，由所謂尺寸小、未妨害四級銨鹽的反應促進效果觀點，較佳為鹵素離子。
本發明中，此等四級銨鹽可單獨使用，亦可併用多種。
本發明中，作為(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽，可列舉如三甲基十八基銨氯化物、三甲基十八基銨溴化物、三甲基十八基銨氫氧化物、三甲基十八基銨乙酸鹽、 三甲基十八基銨苯甲酸鹽、三甲基十八基銨對甲苯磺酸鹽、三甲基十八基銨鹽酸鹽、三甲基十八基銨四氯碘酸鹽、三甲基十八基銨硫酸氫鹽、三甲基十八基銨甲基硫酸鹽、苯甲基三甲基銨氯化物、苯甲基三甲基銨溴化物、苯甲基三甲基銨氫氧化物、苯甲基三甲基銨乙酸鹽、苯甲基三甲基銨苯甲酸鹽、苯甲基三甲基銨對甲苯磺酸鹽、四丁基銨氯化物、四丁基銨溴化物、四丁基銨氫氧化物、四丁基銨乙酸鹽、四丁基銨苯甲酸鹽、四丁基銨對甲苯磺酸鹽、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氯化物、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨溴化物、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氫氧化物、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨對甲苯磺酸鹽、(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氯化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基銨溴化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氫氧化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基銨對甲苯磺酸鹽、(2-羥乙基)三甲基銨氯化物、(2-羥乙基)三甲基銨溴化物、(2-羥乙基)三甲基銨氫氧化物、(2-羥乙基)三甲基銨對甲苯磺酸鹽、雙(聚氧乙烯)二甲基銨氯化物、雙(聚氧乙烯)二甲基銨溴化物、雙(聚氧乙烯)二甲基銨氫氧化物、雙(聚氧乙烯)二甲基銨對甲苯磺酸鹽、1-十六基吡啶陽離子氯化物、1-十六基吡啶陽離子溴化物、1-十六基吡啶陽離子氫氧化物、及1-十六基吡啶陽離子對甲苯磺酸鹽等。
其次，對(B3)進行說明。
本發明中所使用之(B3)四級鏻鹽及/或膦化合物，相對於100質量份之(A)環氧化合物必需摻混0.1~25質量份，較佳為摻混0.1~10質量份，更佳為摻混0.1~8質量 份。摻混量若小於0.1質量份時，未能促進(A)環氧化合物與碳纖維表面的含氧官能基之間的共價鍵形成，以致碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性不充分。另一方面摻混量大於25質量份時，則(B3)覆蓋碳纖維表面而妨礙共價鍵形成，以致碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性不充分。
本發明中所使用之(B3)四級鏻鹽或膦化合物較佳為以下通式(IX)、(X)所示之任一種四級鏻鹽或膦化合物：
(上述化學式中，R30~R36分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。且上述化學式中，陰離子部位X-表示氟化物陰離子、氯化物陰離子、溴化物陰離子及碘化物陰離子之鹵素離子、氫氧化物陰離子、乙酸陰離子、草酸陰離子、硫酸陰離子、苯磺酸陰離子、四苯硼酸離子、四氟硼酸離子、六氟磷酸離子、雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺離子及甲苯磺酸陰離子的任一者)。
上述通式(IX)或(X)之R30~R36較佳分別為碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者。其理由雖不明確，若使碳數為23以上時，界面接著性不充分。
於此，碳數1~22之烴基係指僅包含碳原子與氫原子的基，可為飽和烴基及不飽和烴基的任一者，可含有或未含有環結構。作為烴基，可列舉如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、環己基、辛基、癸基、十二基、十四基、十六基、十八基、油基、二十二基、乙烯基、2-丙烯基、苯甲基、苯基、苯烯丙基及萘甲基等。
又，以包含碳數1~22之烴與醚結構之基而言，作為直鏈狀者可列舉如甲氧甲基、乙氧甲基、丙氧甲基、丁氧甲基、苯氧甲基、甲氧乙基、乙氧乙基、丙氧乙基、丁氧乙基、苯氧乙基、甲氧乙氧甲基、甲氧乙氧乙基、聚乙二醇基及聚丙二醇基等聚醚基。而作為環狀者，則可列舉如環氧乙烷、四氫呋喃、環氧己烷、1,3-二氧五環烷等。
再作為包含碳數1~22之烴與酯結構之基，可列舉如乙醯氧甲基、乙醯氧乙基、乙醯氧丙基、乙醯氧丁基、甲基丙烯醯氧乙基及苯甲醯氧乙基等。
另作為包含碳數1~22之烴與羥基之基，可列舉如羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥戊基、羥己基、羥基環己基、羥辛基、羥癸基、羥十二基、羥十四基、羥十六基、羥十八基、羥油基及羥二十二基等。
其中，(B3)四級鏻鹽或膦化合物之R30~R36的碳數較佳為處於1~14之範圍內。碳數若小於14，當四級銨鹽作為反應促進劑發揮作用之際，可適度縮小立體障礙、提高反應促進效果，而進一步提升界面接著性。
此外，本發明中，上述通式(IX)所示之(B3)四級鏻鹽之R30~R33的碳數較佳為2以上，更佳為3以上，再佳為4以上。碳數若為2以上，四級銨鹽作為起始劑發揮作用可抑制環氧樹脂的同元聚合，而進一步提升界面接著性。
又本發明中，由所謂尺寸小、未妨害四級銨鹽的反應促進效果觀點，上述通式(IX)所示之(B3)四級鏻鹽的陰離子部位X-較佳為鹵素離子。
再者，本發明中，上述通式(X)所示之(B3)膦化合物之R34與R35較佳分別為碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基、或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者。碳數小於8時，分子中的活性部位的比例較高，即便為少量仍可獲得大的界面接著性提升效果。
本發明中，(B2)四級鏻鹽之陽離子部位的分子量較佳為處於100~400g/mol之範圍內，更佳為處於100~300g/mol之範圍內，再佳為處於100~200g/mol之範圍內。當陽離子部位的分子量為100g/mol以上時，於熱處理中亦可抑制揮發，即便為少量亦可獲得大的界面接著性提升效果。另一方面陽離子部位的分子量為400g/mol以下時，分子中的活性部位的比例較高，縱然為少量仍可獲得大的界面接著性提升效果。
本發明中，作為上述通式(IX)所示之脂肪族系四級鏻鹽的陽離子部位，可列舉如四甲基鏻、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻、甲基三乙基鏻、甲基三丙基鏻、甲基三丁基鏻、二甲基二乙基鏻、二甲基二丙基鏻、二甲基二丁基鏻、三甲基乙基鏻、三甲基丙基鏻、三甲基丁基鏻、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基鏻、(2-乙醯氧乙基)三甲基鏻氯化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基鏻、(2-羥乙基)三甲基鏻、三丁基正辛基鏻、三丁基十二基鏻、三丁基十六基鏻、三丁基(1,3-二環氧乙烷-2-基甲基)鏻、二(三級丁基)二甲基鏻及三己基十四基鏻及雙(聚氧乙烯)二甲基鏻等。
又作為上述通式(IX)所示之芳香族系四級鏻鹽的陽離子部位，可列舉四苯基鏻、三苯基甲基鏻、二苯基二甲基鏻、乙基三苯基鏻、四苯基鏻、正丁基三苯基鏻、苯甲基三苯基鏻、異丙基三苯基鏻、乙烯基三苯基鏻、烯丙基三苯基鏻、三苯基炔丙基鏻、三級丁基三苯基鏻、戊基三苯基鏻、三苯基十四基鏻、己基三苯基鏻、(甲氧甲基)三苯基鏻、2-羥基苯甲基三苯基鏻、(4-羧丁基)三苯基鏻、(3-羧丙基)三苯基鏻、苯烯丙基三苯基鏻、環丙基三苯基鏻、2-(1,3-二環氧戊烷(oxane)-2-基)乙基三苯基鏻、2-(1,3-二環氧乙烷-2-基)乙基三苯基鏻、2-(1,3-二環氧乙烷-2-基)甲基三苯基鏻、4-乙氧苯甲基三苯基鏻及乙氧羰甲基(三苯基)鏻等。
本發明中，此等四級鏻鹽可單獨使用，亦可併用多種。
本發明中，作為(B3)四級鏻鹽，可列舉如三甲基十八基鏻氯化物、三甲基十八基鏻溴化物、三甲基十八基鏻氫氧化物、三甲基十八基鏻乙酸鹽、三甲基十八基鏻苯甲酸鹽、三甲基十八基鏻對甲苯磺酸鹽、三甲基十八基鏻鹽酸鹽、三甲基十八基鏻四氯碘酸鹽、三甲基十八基鏻硫酸氫鹽、三甲基十八基鏻甲基硫酸鹽、苯甲基三甲基鏻氯化物、苯甲基三甲基鏻溴化物、苯甲基三甲基鏻氫氧化物、苯甲基三甲基鏻乙酸鹽、苯甲基三甲基鏻苯甲酸鹽、苯甲基三甲基鏻對甲苯磺酸鹽、四丁基鏻氯化物、四丁基鏻溴化物、四丁基鏻氫氧化物、四丁基鏻乙酸鹽、四丁基鏻苯甲酸鹽、四丁基鏻對甲苯磺酸鹽、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基鏻氯化物、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基鏻溴化物、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基鏻氫氧化物、(2-甲氧乙氧甲基)三乙基鏻對甲苯磺酸鹽、(2-乙醯氧乙基)三甲基鏻氯化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基鏻溴化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基鏻氫氧化物、(2-乙醯氧乙基)三甲基鏻對甲苯磺酸鹽、(2-羥乙基)三甲基鏻氯化物、(2-羥乙基)三甲基鏻溴化物、(2-羥乙基)三甲基鏻氫氧化物、(2-羥乙基)三甲基鏻對甲苯磺酸鹽、雙(聚氧乙烯)二甲基鏻氯化物、雙(聚氧乙烯)二甲基鏻溴化物、雙(聚氧乙烯)二甲基鏻氫氧化物、雙(聚氧乙烯)二甲基鏻對甲苯磺酸鹽、四苯基鏻溴化物及四苯基鏻四苯硼酸鹽等。
又作為上述通式(IX)以外之(B3)四級鏻鹽，可列舉丙酮基三苯基鏻氯化物、1H-苯并三唑-1-基氧基三吡咯啶基鏻六氟磷酸鹽、1H-苯并三唑-1-基氧基三(二甲基胺) 鏻六氟磷酸鹽、反-2-丁烯-1,4-雙(三苯基鏻氯化物)、(4-羧丁基)三苯基鏻溴化物、(4-羧丙基)三苯基鏻溴化物、(2,4-二氯苯甲基)三苯基鏻氯化物、2-二甲基胺乙基三苯基鏻溴化物、乙氧羰甲基(三苯基)鏻溴化物、(甲醯甲基)三苯基鏻氯化物、N-甲基苯胺基三苯基鏻碘化物及苯甲醯甲基三苯基鏻溴化物等。
另作為上述通式(X)所示之膦化合物，可列舉如三乙基膦、三丙基膦、三丁基膦、三(三級丁基)膦、三戊基膦、三己基膦、三氯戊基膦、三環己基膦、三辛基膦、三苯基膦、三(2-呋喃基)膦、二甲基丙基膦、二甲基丁基膦、二甲基戊基膦、二甲基己基膦、二甲基環己基膦、二甲基辛基膦、二甲基癸基膦、二甲基十二基膦、二甲基十四基膦、二甲基十六基膦、二甲基十八基膦、二甲基油基膦、二甲基二十二基膦、二乙基丙基膦、二乙基丁基膦、二乙基戊基膦、二乙基己基膦、二乙基環己基膦、二乙基辛基膦、二乙基癸基膦、二乙基十二基膦、二乙基十四基膦、二乙基十六基膦、二乙基十八基膦、二乙基油基膦、二乙基二十二基膦、二乙基苯基膦、乙基二苯基膦、二丙基甲基膦、二丙基乙基膦、二丙基丁基膦、二丁基甲基膦、二丁基乙基膦、二丁基丙基膦、二己基甲基膦、二己基乙基膦、二己基丙基膦、二己基丁基膦、二環己基甲基膦、二環己基乙基膦、二環己基丙基膦、二環己基丁基膦、二環己基苯基膦、二辛基甲基膦、二辛基乙基膦、二辛基丙基膦、二癸基甲基膦、二癸基乙基膦、二癸基丙基膦、二癸基丁基膦、二(十二 基)甲基膦、二(十二基)乙基膦、二(十二基)丙基膦、二(十二基)丁基膦、二(十四基)甲基膦、二(十四基)乙基膦、二(十四基)丙基膦、二(十四基)丁基膦、二(十六基)甲基膦、二(十六基)乙基膦、二(十六基)丙基膦、二(十六基)丁基膦、三甲醇膦、三乙醇膦、三丙醇膦、三丁醇膦、三己醇膦、二乙基甲醇膦、二丙基甲醇膦、二異丙基甲醇膦、二丁基甲醇膦、二異丁基甲醇膦、二(三級丁基)甲醇膦、二(2-乙基己基)甲醇膦、二甲基乙醇膦、二乙基乙醇膦、二丙基乙醇膦、二異丙基乙醇膦、二丁基乙醇膦、二異丁基乙醇膦、二(三級丁基)乙醇膦、二(三級丁基)苯基膦、二(2-乙基己基)乙醇膦、二甲基丙醇膦、二乙基丙醇膦、二丙基丙醇膦、二異丙基丙醇膦、二丁基丙醇膦、二異丁基丙醇膦、二(三級丁基)丙醇膦、二(2-乙基己基)丙醇膦、甲基二甲醇膦、乙基二甲醇膦、丙基二甲醇膦、異丙基二甲醇膦、丁基二甲醇膦、異丁基二甲醇膦、(2-乙基己基)二甲醇膦、甲基二乙醇膦、乙基二乙醇膦、丙基二乙醇膦、異丙基二乙醇膦、丁基二乙醇膦、異丁基二乙醇膦、t-丁基二乙醇膦、(2-乙基己基)二乙醇膦、異丙基苯基膦、甲氧二苯基膦、乙氧二苯基膦、三苯基膦、二苯基甲基膦、二苯基乙基膦、二苯基環己基膦、二苯基丙基膦、二苯基丁基膦、二苯基三級丁基膦、二苯基戊基膦、二苯基己基膦、二苯基辛基膦、二苯基苯甲基膦、苯氧二苯基膦、二苯基-1-芘基膦、苯基二甲基膦、三甲基膦、三正辛基膦、三鄰甲苯基膦、三間甲苯基膦、及三-2,6-二甲氧苯基膦等。
又作為上述通式(X)以外之(B3)膦化合物，可列舉苯基-2-吡啶基膦、三苯基膦氧化物、1,4-雙(二苯基膦基)乙烷、1,4-雙(二苯基膦基)丙烷、及1,4-雙(二苯基膦基)丁烷等。
作為本發明中所用的熱塑性樹脂，可較佳使用例如選自「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯系樹脂；聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯、酸變性聚乙烯(m-PE)、酸變性聚丙烯(m-PP)、酸變性聚丁烯等聚烯烴系樹脂；聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫(PPS)等聚硫化芳撐樹脂；聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)；聚四氟乙烯等氟系樹脂；液晶聚合物(LCP)」等結晶性樹脂、「聚苯乙烯(PS)、丙烯腈苯乙烯(AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、未變性或經變性之聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳酯(PAR)」等非晶性樹脂；酚系樹脂、苯氧樹脂、甚或聚苯乙烯系彈性體、聚烯烴系彈性體、聚胺基甲酸酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、聚丁二烯系彈性體、聚異戊二烯系彈性體、氟系樹脂及丙烯腈系彈性體等各種熱塑彈性體等、此等之共聚物及變性體等的至少1種熱塑性樹脂。其中，只要是選自包含聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹 脂、聚甲醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯系樹脂及聚烯烴系樹脂之群組的至少1種熱塑性樹脂，由於與(A1)及/或(A2)的交互作用較大，可形成強固的界面而較佳。再者，以熱塑性樹脂而言，可於不損及本發明目的之範圍內使用包含多種此等熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組成物。
本發明中，茲認為：若為(A1)時之未參與和碳纖維形成共價鍵的剩餘環氧基、若為(A2)時之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基係與位於熱塑性樹脂主鏈的醚基、酯基、硫化物基、醯胺基、位於側鏈的酸酐基、氰基及位於末端的羥基、羧基、胺基等官能基形成共價鍵或氫鍵等交互作用，而提升界面接著性。
以下，針對使用上述較佳熱塑性樹脂時之與(A)的交互作用進行說明。
若為聚硫化芳撐樹脂時，茲認為藉由位於末端的巰基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的硫化物基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
又，若為聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂或聚甲醛樹脂時，茲認為藉由位於末端的羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醚基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
且，若為聚醯胺樹脂時，茲認為藉由位於末端的羧基或胺基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醯胺基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
再者，若為聚酯系樹脂或聚碳酸酯樹脂時，茲認為藉由位於末端的羧基或羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的酯基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
另，若為ABS樹脂之類的苯乙烯系樹脂時，茲認為藉由位於側鏈的氰基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
更且，聚烯烴系樹脂當中，尤為經酸變性之聚烯烴系樹脂時，茲認為藉由位於側鏈的酸酐基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、與(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
此外，由耐熱性觀點，本發明中使用之熱塑性樹脂較佳為聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂；由尺寸穩定性觀點，較佳為聚苯醚樹脂；由摩擦‧磨耗特性觀點，較佳為聚甲醛樹脂；由強度觀點，較佳為聚醯胺樹脂；由表面外觀之觀點，較佳為聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂之類的非晶性樹脂，而由輕量性觀點，則較佳為聚烯烴系樹脂。
本發明中，就碳纖維而言，利用X射線光電子能譜法所測定之作為該纖維表面之氧(O)與碳(C)的原子數的比的表面氧濃度(O/C)較佳為處於0.05~0.5之範圍內，更佳為處於0.06~0.3之範圍內，再佳處於0.07~0.2之範圍內。透過使表面氧濃度(O/C)為0.05以上，便可確保碳纖維表面的含氧官能基，而獲得與熱塑性樹脂的強固的接著。又透過使表面氧濃度(O/C)為0.5以下，則可抑制氧化所致之碳纖維自身強度的下降。
碳纖維的表面氧濃度係利用X射線光電子能譜法，按照以下程序來求取。首先，將以溶劑去除附著於碳纖維表面的上漿劑等的碳纖維切成20mm，予以延展排列於銅製之試料支持臺後，使用AlKα1、2作為X射線源，並使試料腔室中保持於1×10-8Torr。作為伴有測定時的帶電之峰的校正值，係使Cls的主峰的動能值(K.E.)對應1202eV。Cls峰面積係於作為K.E.之1191~1205eV的範圍內拉出筆直之基線來求取；Ols峰面積則於作為K.E.之947~959eV的範圍內拉出筆直之基線來求取。
此處，表面氧濃度係指由上述Ols峰面積與Cls峰面積的比，利用裝置固有的感度校正值所算出者，以「原子數比」表示。茲利用ULVAC-PHI(股)製ESCA-1600作為X射線光電子能譜法裝置，上述裝置固有的感度校正值係2.33。
其次，對用以製造本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物的較佳形態進行說明。
作為製造本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物之方法，可列舉如將碳纖維、熱塑性樹脂、(A)成分、(B)成分同時熔融混練之方法；將熱塑性樹脂與(A)成分的熔融混練物與碳纖維及(B)成分熔融混練之方法；將熱塑性樹脂與(B)成分的熔融混練物與碳纖維及(A)成分熔融混練之方法；將熱塑性樹脂與(A)成分及(B)成分的熔融混練物與碳纖維熔融混練之方法；將附著含有(A)成分之上漿劑得到的塗布有上漿劑之碳纖維與(B)成分及熱塑性樹脂熔融混練之方法；將附著含有(B)成分之上漿劑得到的塗布有上漿劑之碳纖維與(A)成分及熱塑性樹脂熔融混練之方法；將附著含有(A)成分及(B)成分之上漿劑得到的塗布有上漿劑之碳纖維與熱塑性樹脂熔融混練之方法，任何均可使用。
前述熔融混練之方法並未特別限定，可使用周知之加熱熔融混合裝置。具體可使用單軸擠製機、雙軸擠製機、彼等之組合之雙軸擠製機、混練-捏合機(kneader-ruder)等。其中，由混合力觀點，較佳為使用雙軸擠製機，更佳為使用有兩處以上之混練區域的雙軸擠製機。
將碳纖維或塗布有上漿劑之碳纖維加入上述加熱熔融混合裝置之際的形態可採用連續纖維狀、切成特定長度的不連續纖維狀之任一種。若以連續纖維狀直接加入加熱熔融混合裝置時(直接粗紡時)，可抑制碳纖維的折損，於成形品中亦可確保纖維長度，因此可製得力學特性優良的成形品。又因省略切斷碳纖維的步驟，生產性得以提升。
本發明中，較佳為相對於100質量份之碳纖維，包含1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維、及20~99質量%之熱塑性樹脂的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。若將含有(A)成分及(B)成分而成的上漿劑預先塗布於碳纖維後，再混合熱塑性樹脂而作成碳纖維強化熱塑性樹脂組成物時，由於含有(A)成分及(B)成分而成的上漿劑局部分布於碳纖維的周圍，故可提高碳纖維表面之含氧官能基與(A)成分所含之環氧基的反應效率，(A)成分及(B)成分即便為少量亦可獲得高效果。上漿劑的附著量更佳為0.2~3質量份之範圍。上漿劑的附著量若為0.1質量份以上，當塗布有上漿劑之碳纖維通過製程之際，可耐受所通過之金屬導件等導致的摩擦、可抑制起毛發生而品質優良。又上漿劑的附著量若為10質量份以下，則不會受碳纖維束周圍的上漿劑膜妨害，可使熱塑性樹脂含浸於碳纖維束內部，對於所得之複合材料可抑制孔隙的生成，複合材料的品質優良，同時力學特性優異。
本發明中，較佳為相對於100質量份之碳纖維，將1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑得到的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之熱塑性樹脂熔融混練而得到的碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。藉由將塗布有上漿劑之碳纖維與熱塑性樹脂熔融混練，便可使碳纖維均勻分散，而能夠獲得力學特性優異的成形品。
上述上漿劑可含有1種以上之(A)成分與(B)成分以外之成分。例如可較佳使用聚環氧乙烷或聚環氧丙烷等聚烯化氧、高級醇、多元醇、烷基酚及苯乙烯化酚等中加成有聚環氧乙烷或聚環氧丙烷等聚烯化氧之化合物及環氧乙烷與環氧丙烷的嵌段共聚物等非離子系界面活性劑。又在不影響本發明效果的範圍內，可適當添加聚酯樹脂及不飽和聚酯化合物等。
本發明中，上述上漿劑能以溶劑稀釋後使用。作為此類溶劑，可列舉如水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、甲基乙基酮、二甲基甲醯胺及二甲基乙醯胺，其中因基於操作處理容易且具安全性之觀點係屬有利，可較佳使用水。
本發明中，塗布於碳纖維並經乾燥之上漿劑層的厚度係以處於2~20nm之範圍內，且厚度的最大值不大於最小值的2倍為佳。藉由此種厚度的均勻上漿劑層，可穩定獲得大的界面接著性提升效果，更且高階加工性穩定且優良。
本發明中，作為碳纖維，可列舉如聚丙烯腈(PAN)系、嫘縈系及瀝青系碳纖維。其中可較佳使用強度與彈性係數的平衡優良的PAN系碳纖維。
其次對PAN系碳纖維之製造方法進行說明。
作為用以製得碳纖維的前驅體纖維之紡絲方法，可使用濕式、乾式及乾濕式等紡絲方法。其中由所謂易於獲得高強度的碳纖維之觀點，係以使用濕式或乾濕式紡絲方法為佳。紡絲原液可使用聚丙烯腈之均聚物或共聚物的溶液或懸浮液等。
透過使上述紡絲原液通過噴嘴進行紡絲、凝固、水洗、拉伸而作成前驅體纖維，對所得之前驅體纖維實施耐焰化處理與碳化處理，並進一步視需求實施石墨化處理即可得到碳纖維。以碳化處理與石墨化處理的條件，最高熱處理溫度較佳為1100℃以上，更佳為1400~3000℃。
本發明中，由所謂可得到強度與彈性係數高的碳纖維之觀點，係較佳使用細纖度之碳纖維。具體而言，碳纖維的單纖維徑較佳為7.5μm以下。單纖維徑的下限無特定，惟若為4.5μm以下時，有時在步驟中容易發生單纖維切斷而導致生產性下降。
所得之碳纖維為了提升與熱塑性樹脂間的界面接著性，一般係實施氧化處理並導入含氧官能基。作為氧化處理方法，可使用氣相氧化、液相氧化及液相電解氧化，而由所謂生產性高、能均勻進行處理之觀點，係較佳使用液相電解氧化。
本發明中，作為液相電解氧化中所使用的電解液，可列舉酸性電解液及鹼性電解液。
作為酸性電解液，可列舉如硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、硼酸及碳酸等無機酸、乙酸、丁酸、草酸、丙烯酸及馬來酸等有機酸、或者硫酸銨或硫酸氫銨等鹽。其中較佳使用顯示強酸性的硫酸與硝酸。
作為鹼性電解液，具體可列舉氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣及氫氧化鋇等氫氧化物的水溶液、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鋇及碳酸銨等 碳酸鹽的水溶液、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鎂、碳酸氫鈣、碳酸氫鋇及碳酸氫銨等碳酸氫鹽的水溶液、氨、氫氧化四烷基銨及聯氨的水溶液等。其中由所謂不含鹼金屬之觀點，較佳使用碳酸銨及碳酸氫銨的水溶液、或者顯示強鹼性的氫氧化四烷基銨的水溶液。
本發明中，由所謂促進(A)環氧化合物與碳纖維表面之含氧官能基的共價鍵形成而進一步提升界面接著性觀點，係以對碳纖維以鹼性電解液實施電解處理後、或於酸性水溶液中實施電解處理，接著以鹼性水溶液清洗後，塗布上漿劑為佳。當實施電解處理時，由於在碳纖維表面上過度氧化的部分會形成脆弱層存在於界面，而作為製成複合材料時的損壞的起點，茲認為藉由將過度氧化的部分以鹼性水溶液溶解去除可促進共價鍵形成。又，當碳纖維表面存在酸性電解液的殘留物時，殘留物中的質子填補於(B)成分，以致作為本應發揮之作用的(B)成分所產生之拔去碳纖維表面的含氧官能基的氫離子的效果降低。因此，係以於酸性水溶液中實施電解處理，接著以鹼性水溶液將酸性電解液中和清洗為佳。出於上述原因，藉由實施有特定處理之碳纖維與上漿劑的組合，便可進一步達成接著的提升。
本發明中所使用之電解液的濃度較佳處於0.01~5莫耳/升之範圍內，更佳處於0.1~1莫耳/升之範圍內。電解液的濃度若為0.01莫耳/升以上，電解處理電壓下降，而有利於運作成本。另一方面電解液的濃度為5莫耳/升以下時，由安全性觀點係屬有利。
本發明中所使用之電解液的溫度較佳處於10~100℃之範圍內，更佳處於10~40℃之範圍內。電解液的溫度若為10℃以上，電解處理的效率提升，而有利於運作成本。另一方面電解液的溫度為100℃以下時，由安全性觀點係屬有利。
本發明中，液相電解氧化的電量宜依據碳纖維的碳化度予以最佳化，如對高彈性係數的碳纖維實施處理時，則需要更大的電量。
本發明中，液相電解氧化的電流密度較佳為按電解處理液中之碳纖維的表面積每1m2處於1.5~1000安培/m2之範圍內，更佳為處於3~500安培/m2之範圍內。電流密度若為1.5安培/m2以上，電解處理的效率提升，而有利於運作成本。另一方面電流密度為1000安培/m2以下時，由安全性觀點係屬有利。
本發明中，由所謂促進(A)環氧化合物與碳纖維表面之含氧官能基的共價鍵形成而進一步提升界面接著性觀點，係於氧化處理後將碳纖維以鹼性水溶性清洗為佳。其中較佳以酸性電解液實施液相電解處理，接著以鹼性水溶液清洗。
本發明中，清洗所使用之鹼性水溶液的pH較佳為處於7~14之範圍內，更佳為處於10~14之範圍內。作為鹼性水溶液，具體可列舉氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂、氫氧化鈣及氫氧化鋇等氫氧化物的水溶液、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鋇及碳酸銨等碳酸鹽的水溶液、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鎂、碳酸氫鈣、碳 酸氫鋇及碳酸氫銨等碳酸氫鹽的水溶液、氨、氫氧化四烷基銨及聯氨的水溶液等。其中由所謂不含鹼金屬之觀點，較佳使用碳酸銨、碳酸氫銨的水溶液、或者顯示強鹼性的氫氧化四烷基銨的水溶液。
本發明中，作為將碳纖維以鹼性水溶液清洗之方法，可採用例如浸漬法與噴灑法。其中由所謂容易清洗之觀點，較佳採用浸漬法，甚者，一面將碳纖維以超音波振盪一面使用浸漬法乃較佳形態。
本發明中，較佳為將碳纖維以電解處理或鹼性水溶液清洗後，進行水洗及乾燥。此時，乾燥溫度若過高則存在於碳纖維最表面的官能基容易因熱分解而消失，因此，係以盡量低的溫度予以乾燥為佳；具體而言乾燥溫度較佳為250℃以下，更佳為在210℃以下予以乾燥。
作為上漿劑對碳纖維的賦予(塗布)手段，例如有經由輥將碳纖維浸漬於上漿液之方法、使碳纖維與附著有上漿液的輥接觸之方法、將上漿液霧化後噴灑至碳纖維之方法等。又上漿劑的賦予手段可為批次式與連續式任一者，較佳使用生產性良好並可縮小不均度的連續式。此時，較佳為控制上漿液濃度、溫度及絲條張力等，以使上漿劑有效成分對碳纖維的附著量在適確範圍內均勻地附著。此外，賦予上漿劑時，將碳纖維以超音波振盪亦屬較佳形態。
本發明中，在碳纖維上塗布上漿劑後，由促進上漿劑的環氧化合物與碳纖維表面的含氧官能基之間的共價鍵形成觀點，較佳為在160~260℃之溫度範圍內實施熱處 理30~600秒，更佳為在170~250℃之溫度範圍內實施30~500秒，再佳為在180~240℃之溫度範圍實施30~300秒。
另，前述熱處理亦能以微波照射及/或赤外線照射來進行。當利用微波照射及/或赤外線照射對碳纖維實施加熱處理時，微波進入碳纖維內部且被吸收，由此便可於短時間內將作為被加熱物的碳纖維加熱至所要的溫度。又利用微波照射及/或赤外線照射亦可迅速進行碳纖維內部的加熱，故可縮小碳纖維束內側與外側的溫度差，而能夠減少上漿劑的接著不均。
本發明中，所得之碳纖維束的絲條(strand)強度較佳為3.5GPa以上，更佳為4GPa以上，再佳為5GPa以上。又所得之碳纖維束的絲條彈性係數較佳為220GPa以上，更佳為240GPa以上，再佳為280GPa以上。
本發明中，上述之碳纖維束的絲條拉伸強度與彈性係數可依據JIS-R-7608(2004)之樹脂含浸絲條試驗法，按照以下程序來求得。作為樹脂配方，係使用「Celloxide(註冊商標)」2021P(DAICEL化學工業公司製)/三氟化硼單乙胺(東京化成工業(股)製)/丙酮=100/3/4(質量份)，作為硬化條件，則使用常壓、130℃、30分鐘。茲測定碳纖維束之絲條10條，以其平均值作為絲條拉伸強度及絲條彈性係數。
本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物中，在不妨害力學特性的範圍內可視用途等含有上述以外之其他成分，又可含有填充劑或添加劑等。作為填充劑或添加劑， 可列舉無機填充劑、難燃劑、導電性賦予劑、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、滑劑、著色劑、顏料、發泡劑及偶合劑等。
作為添加劑，尤其在要求難燃性的用途導向較佳採用難燃劑的添加、或在要求導電性的用途導向則較佳採用導電性賦予劑的添加。作為難燃劑，可使用例如鹵素化合物、銻化合物、磷化合物、氮化合物、聚矽氧化合物、氟化合物、酚化合物及金屬氫氧化物等難燃劑。其中由所謂抑制環境負擔之觀點，可較佳使用聚磷酸銨、聚磷腈(polyphosphazene)、磷酸酯(鹽)、膦酸酯(鹽)、亞膦酸酯(鹽)、膦氧化物及紅磷等磷化合物。
作為導電性賦予劑，可採用諸如碳黑、無定形碳粉末、天然石墨粉末、人造石墨粉末、膨脹石墨粉末、瀝青微粒、氣相生長碳纖維及奈米碳管等。
本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物能以團塊、可壓印片體(stampable sheet)及半固化片等成形材料之形態使用。最佳成形材料為團塊。「團塊」一般係指藉由將熱塑性樹脂團塊與連續狀碳纖維或切成特定長度的不連續碳纖維(切割碳纖維)於擠製機中熔融混練、擠製、進行團塊化所得者。
作為上述成形材料之成形方法，可列舉如射出成形(射出壓縮成形、氣體輔助射出成形及插入成形等)、吹塑成形、旋轉成形、擠製成形、壓製成形、轉移成形及繞線(filament winding)成形。其中由生產性觀點，較佳使用射出成形；透過此等成形方法，便可製得成形品。
作為將本發明之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物成形而成的成形品的用途，可列舉如電腦、顯示器、辦公室自動化設備、行動電話、攜帶型資訊終端機、傳真機、光碟、可攜式MD、攜帶用錄音帶、PDA(電子記事本等攜帶型資訊終端機)、視訊攝影機、數位靜物攝影機、光學設備、音響設備、空調、照明設備、娛樂用品、玩具用品、其他家電製品等電氣、電子設備的殼體及托盤或底盤等的內部構件或其外殼、機構零件、平板等建材用途、馬達零件、交流發電機端子、交流發電機連接器、IC穩壓器、低處理用電位計基座、懸吊系統零件、排氣閥等各種閥、燃料相關、排氣系或吸氣系各種管、進氣噴嘴排氣管、進氣岐管、各種臂、各種框架、各種鉸鏈、各種軸承、燃料泵、汽油桶、壓縮天然氣槽、引擎冷卻水接口(joint)、汽化器主體、汽化器間隔板、廢氣感測器、冷卻水感測器、油溫感測器、制動墊磨耗感測器、節流閥位置感測器、曲柄軸位置感測器、空氣流速計、制動墊磨耗感測器、空調用恆溫器基座、暖氣溫風流量控制閥、散熱器馬達用刷座、水泵葉輪、渦輪葉片、雨刷馬達相關零件、分配器、起動器開關、起動繼電器、傳輸用絲條、洗窗器噴嘴、空調面板開關基板、燃料相關電磁閥用線圈、保險絲用連接器、電池托盤、AT托架、前照燈支架、踏板護罩、方向盤、車門防撞樑(door beam)、防護器、底盤、車架、肘靠、喇叭端子、步進馬達、燈座、燈反射器、燈罩、煞車活塞、噪音屏、散熱器支架、備胎罩、座位外層、圓筒型線圈架(solenoid bobbin)、機油過濾器、點火裝置外殼、底層套、門邊踏板(scuff plate)、車身鈑金飾條(pillar trim)、驅動軸、車輪、緩衝器、擋泥板(fascia)、保險桿、保險桿樑、引擎蓋、車身件(body kit)、汽車平臺(platform)、捲動式百葉窗、車頂、安裝平板、阻流板及各種模組等汽車、摩托車相關零件、構件及外板或起落架、翼端帆(winglet)、緩衝器、滑走用金屬部分、梯子、電梯、填充器、翼肋(rib)等航空器相關零件、構件及外板、風車的葉片等。尤其可較佳使用於航空器構件、風車的葉片、汽車外板及電子設備的殼體及托盤或底盤等。
另外，本發明係由前述(A)、(B)成分、碳纖維及熱塑性樹脂構成之下述成形材料(P)、(Q)及(R)的任一種成形材料。
成形材料(P)：一種呈柱狀之成形材料，即碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的成形材料(P)；成形材料(Q)：碳纖維呈單纖維狀且實質上以二維配向的成形材料(Q)；成形材料(R)：碳纖維呈束狀且實質上以二維配向的成形材料(R)。首先，對成形材料(P)進行說明。
本發明之成形材料(P)係由上述塗布有上漿劑之碳纖維與熱塑性樹脂所構成。如第1圖所示，本發明之成形材料1係呈圓柱狀，多根碳纖維2係沿圓柱的軸心方向大致平行地排列，碳纖維的周圍則由熱塑性樹脂3被 覆。亦即，碳纖維2構成圓柱之芯結構、熱塑性樹脂3構成被覆包含碳纖維2之芯結構的鞘結構。本發明之成形材料1只要由碳纖維2與熱塑性樹脂3構成芯鞘結構，除圓柱狀外，不拘角柱狀、橢圓柱狀等其形狀。再者，本說明書中「大致平行地排列」，係指碳纖維之長軸的軸線與成形材料1之長軸的軸線朝向同方向的狀態，軸線彼此錯開的角度較佳為20°以下，更佳為10°以下，再佳為5°以下。
又，本發明之成形材料1中，較佳為碳纖維的長度與成形材料的長度L實質上相同的長纖維團塊。且，本說明書中「長度實質上相同」，係指在團塊狀之成形材料1中，碳纖維2未於團塊內部的中途被切斷、或實質上不含有明顯短於成形材料1的全長的碳纖維2之意。尤其是短於成形材料1的長度L的碳纖維的量毋須加以限定，而當成形材料1的長度L的50%以下的長度之碳纖維的含量為30質量%以下時，係評為「實質上不含有明顯短於成形材料1的全長的碳纖維束」。更者，成形材料1的全長的50%以下的長度之碳纖維的含量較佳為20質量%以下。且成形材料1的全長係指成形材料1中之碳纖維配向方向的長度L。藉由使碳纖維2與成形材料1具有同等長度，便可增長成形品中的碳纖維長度，因而能夠獲得優異的力學特性。
本發明之成形材料(P)較佳為切成1~50mm之範圍的長度來使用。透過調整為前述長度，即可充分提高成形時的流動性、操作處理性。又本發明之成形材料即便為 連續、長尺寸狀態，利用成形法亦可使用。舉例而言，作成熱塑性紗線半固化片，一面予以加熱一面纏繞於心軸(mandrel)，可製得卷狀成形品。
作為本發明之成形材料(P)所使用的熱塑性樹脂3，可較佳使用例如選自「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯系樹脂；聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯、酸變性聚乙烯(m-PE)、酸變性聚丙烯(m-PP)、酸變性聚丁烯等聚烯烴系樹脂；聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫(PPS)等聚硫化芳撐樹脂；聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)；聚四氟乙烯等氟系樹脂；液晶聚合物(LCP)」等結晶性樹脂、「聚苯乙烯(PS)、丙烯腈苯乙烯(AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、未變性或經變性之聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳酯(PAR)」等非晶性樹脂；酚系樹脂、苯氧樹脂、甚或聚苯乙烯系彈性體、聚烯烴系彈性體、聚胺基甲酸酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、聚丁二烯系彈性體、聚異戊二烯系彈性體、氟系樹脂及丙烯腈系彈性體等各種熱塑彈性體等、此等之共聚物及變性體等的至少1種熱塑性樹脂。再者，以熱塑性樹脂而言，可於不損及本發明目的之範圍內使用包含多種此等熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組成物。
此外，作為本發明之成形材料(P)，可較佳使用碳纖維2與熱塑性樹脂3之間設有含浸助劑者。第2圖係本發明之成形材料1A的立體圖。成形材料1A係形成多根碳纖維2沿圓柱的軸心方向大致平行地排列，碳纖維2的周圍由含浸助劑4被覆，且含浸助劑4的周圍由熱塑性樹脂3被覆之構造。為提高將成形材料成形所得之成形品的力學特性，一般較佳使用高分子量的熱塑性樹脂，惟高分子量的熱塑性樹脂存有所謂熔融黏度高、不易含浸於碳纖維束中的問題。另一方面，為提升熱塑性樹脂至碳纖維束中的含浸性，則較佳使用熔融黏度低的低分子量的熱塑性樹脂，惟使用低分子量的熱塑性樹脂的成形品其力學特性大幅降低。
因此，以分子量較低的樹脂(預聚物)為含浸助劑4使其含浸於碳纖維2束中後，使用分子量較高的熱塑性樹脂3作為基質樹脂，由此便可高生產性地製造力學特性優異的成形材料(P)。
以下，茲說明針對使用含浸助劑之成形材料(P)的較佳形態。
當使用聚硫化芳撐樹脂作為熱塑性樹脂時，係以使用質量平均分子量為10,000以上且以質量平均分子量/數量平均分子量表示的分散度為2.5以下的聚硫化芳撐[d](以下簡稱為PAS)作為含浸助劑，即(D)成分為佳，作為含浸助劑的PAS較佳以相對於碳纖維100質量份為0.1~100質量份的方式使用。
作為含浸助劑之PAS的分子量，以質量平均分子量計係為10,000以上，較佳為15,000以上，更佳為18,000以上。質量平均分子量若小於10,000，於更高溫(例如360℃)下進行成形加工時低分子量成分會發生熱分解反應，產生分解氣體而引起成形設備周邊的環境汙染。質量平均分子量的上限無特殊限制，可例示1,000,000以下為較佳範圍，更佳為500,000以下，再佳為200,000以下，於此範圍內可獲得高含浸性及高成形加工性。
PAS的分子量分布的廣度，即以質量平均分子量與數量平均分子量的比(質量平均分子量/數量平均分子量)表示的分散度係為2.5以下，較佳為2.3以下，更佳為2.1以下，再佳為2.0以下。隨著分散度變大，有PAS所含之低分子成分的量增多的傾向，而與前述同樣地引起成形設備周邊的環境汙染。此外，前述質量平均分子量及數量平均分子量可使用具備示差折射率檢測器的SEC(尺寸篩除層析術)來求取。
相對於100質量份之碳纖維，PAS較佳採用0.1~100質量份，更佳採用10~70質量份，再佳採用15~30質量份。相對於100質量份之碳纖維，採用0.1~100質量份之PAS可生產性良好地製造高力學特性的成形品。
當使用聚醯胺樹脂作為熱塑性樹脂時，作為含浸助劑，即(D)成分較佳使用[e]酚系聚合物，相對於100質量份之碳纖維，[e]酚系聚合物係以0.1~100質量份的方式使用為佳。
作為用作含浸助劑的酚系聚合物，可列舉如酚或者酚之取代基衍生物(前驅體a)、與透過具有2個雙鍵的烴(前驅體b)的縮合反應得到的酚系聚合物。
作為上述前驅體a，可較佳使用酚的苯環上具有1~3個選自烷基、鹵素原子、羥基之取代基者。具體可列舉甲酚、二甲酚、乙基酚、丁基酚、三級丁基酚、壬基酚、3,4,5-三甲基酚、氯酚、溴酚、氯甲酚、對苯二酚、間苯二酚、5-甲基間苯二酚等實例，此等可使用1種或併用2種以上。尤其可較佳使用酚、甲酚。
作為上述前驅體b，可列舉丁二烯、異戊二烯、戊二烯、己二烯等脂肪烴、環己二烯、乙烯環己烯、環庚二烯、環辛二烯、2,5-降莰二烯、四氫茚、倍環戊二烯、單環式單萜烯(二戊烯、檸檬烯、對二烯、萜品烯、水芹烯)、二環式倍半萜烯(杜松烯、瑟林烯(selinene)、石竹烯)等脂環烴，此等可使用1種或2種以上。尤其可較佳使用單環式單萜烯、倍環戊二烯。
相對於100質量份之碳纖維，酚系聚合物較佳採用0.1~100質量份，更佳採用10~70質量份，再佳採用15~30質量份。相對於100質量份之碳纖維，採用0.1~100質量份之酚系聚合物可生產性良好地製造高力學特性的成形品。
當使用聚烯烴系樹脂作為熱塑性樹脂時，作為含浸助劑，即(D)成分較佳使用[f]萜烯系樹脂，相對於100質量份之碳纖維，[f]萜烯系樹脂係以0.1~100質量份的方式使用為佳。
作為用作含浸助劑的萜烯系樹脂，可列舉包含在有機溶劑中、夫-夸(Friedel-Crafts)型觸媒存在下，萜烯單體單者、或萜烯單體與芳香族單體等共聚合所得之聚合物的樹脂。
萜烯系樹脂係熔融黏度低於聚烯烴系樹脂的熱塑性聚合物，在射出成形或壓製成形等導向最終形狀的成形步驟中，可降低樹脂組成物的黏度並提升成形性。此時，萜烯系樹脂由於其與聚烯烴系樹脂的相溶性良好，可有效提升成形性。
作為萜烯單體，可列舉α-一烯蒎、β-一烯蒎、二戊烯、d-檸檬烯、月桂烯、2,6-二甲-2,4,6-辛三烯(allo-ocimene)、3,7-二甲-1,3,6-辛三烯、α-水芹烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、對二烯、1,8-桉油醇、1,4-桉油醇、α-萜品醇、β-萜品醇、γ-萜品醇、側柏烯、對二烯類、蒈烯類等單環式單萜烯。又作為芳香族單體，可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
其中，α-一烯蒎、β-一烯蒎、二戊烯、d-檸檬烯與聚烯烴系樹脂的相溶性良好而較佳，更者，更佳為該化合物的均聚物。此外，對該萜烯系樹脂實施氫化處理得到的氫化萜烯系樹脂由於其與聚烯烴系樹脂的相溶性更良好而較佳。
再者，萜烯系樹脂的玻璃轉移溫度較佳為30~100℃；其原因在於可改良本發明之樹脂組成物的操作處理性。玻璃轉移溫度若為30℃以下，於成形加工時萜烯系樹脂便呈半固形或液狀，而無法定量地投入材 料。又玻璃轉移溫度若為100℃以上，則成形加工時之萜烯系樹脂的固化快速，而無法提升成形性。
又萜烯系樹脂的數量平均分子量較佳為500~5000。其原因在於，若數量平均分子量為500以下時，由於萜烯系樹脂的機械強度較低，偶有損及成形品的機械特性。又為5000以上時萜烯系樹脂的黏度上升，有時無法提升成形性；當使用本發明之成形材料進行成形加工之際，透過降低含浸助劑的數量平均分子量，可使含浸助劑在碳纖維、含浸助劑、聚烯烴樹脂的混合物內最容易流動、移動。
更者，為使聚烯烴系樹脂組成物的成形性有效提升，則萜烯系樹脂必需與聚烯烴系樹脂相溶。於此，聚烯烴系樹脂的SP值係視種類而定，惟該值一般為8~9左右，因此萜烯系樹脂的SP值需設為6.5~9.5。更佳為7.5~9。SP值若處於6.5~9.5之範圍以外，則有不易與聚烯烴系樹脂相溶的傾向，而難以使成形性提升。
於此SP值係為溶解度參數，依經驗可得知2成分的SP值愈接近溶解度愈大。SP值的決定法已知有數種，進行比較時只要採用同一種決定法即可。具體而言，係以採用Fedors之方法為佳(參照SP值基礎‧應用暨計算，2005年3月31日第1版，發行者谷口彰敏，情報機構發行股份有限公司，66~67頁)。
相對於100質量份之碳纖維，萜烯系樹脂較佳採用0.1~100質量份，更佳採用10~70質量份，再佳採用15~30質量份。相對於100質量份之碳纖維，採用0.1~100質 量份之萜烯系樹脂可生產性良好地製造高力學特性的成形品。
更者，當熱塑性樹脂使用聚烯烴系樹脂時，作為含浸助劑，即(D)成分較佳使用[g]第1丙烯系樹脂及[h]於側鏈具有醯基的第2丙烯系樹脂的混合物；相對於100質量份之碳纖維，較佳採用0.1~100質量份之[g]第1丙烯系樹脂及[h]於側鏈具有醯基的第2丙烯系樹脂的混合物。
作為含浸助劑使用的[g]第1丙烯系樹脂可列舉丙烯的均聚物或丙烯與至少1種之α-烯烴、共軛二烯、非共軛二烯等的共聚物。
構成α-烯烴的單體重複單元可列舉如乙烯、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、1-十二烯等丙烯除外之碳數2~12之α-烯烴，構成共軛二烯、非共軛二烯的單體重複單元則可列舉丁二烯、亞乙基降莰烯、倍環戊二烯、1,5-己二烯等，此等其他單體重複單元可選擇1種或2種以上。
作為[g]第1丙烯系樹脂的骨架結構，可列舉丙烯的均聚物、丙烯與前述其他單體當中的1種或2種以上形成之隨機或嵌段共聚物、或與其他熱塑性單體的共聚物等。可列舉如聚丙烯、乙烯‧丙烯共聚物、丙烯‧1-丁烯共聚物、乙烯‧丙烯‧1-丁烯共聚物等作為較佳者。
尤其為了提高與聚烯烴系樹脂的親和性，[g]第1丙烯系樹脂較佳為具有50莫耳%以上之衍生自丙烯的結構單元而成。更者，為了降低[g]第1丙烯系樹脂的結晶性、提高與[h]第2丙烯系樹脂的親和性而提升所得之成形品的強度，[g]第1丙烯系樹脂較佳為具有50~99莫耳%之衍生自丙烯的結構單元而成，更佳為具有55~98莫耳%、再佳為具有60~97莫耳%而成。
丙烯系樹脂中之前述單體重複單元的鑑定可採用IR、NMR、質譜及元素分析等一般高分子化合物的分析手法來進行。
以[h]第2丙烯系樹脂的原料而言，可使聚丙烯、乙烯‧丙烯共聚物、丙烯‧1-丁烯共聚物、乙烯‧丙烯‧1-丁烯共聚物所代表之丙烯與α-烯烴之單獨或2種以上的共聚物，與具有中和或未中和之醯基的單體及/或具有皂化或未皂化之羧酸酯的單體進行接枝聚合而得到。上述丙烯與α-烯烴之單獨或2種以上的共聚物的單體重複單元及骨架結構可依與[g]第1丙烯系樹脂相同的考量來選定。
於此，作為具有中和或未中和之醯基的單體及具有皂化或未皂化之羧酸酯基的單體，可列舉如乙烯系不飽和羧酸、其酐，或可列舉此等之酯、甚或烯烴以外之具有不飽和乙醯基的化合物等。
作為乙烯系不飽和羧酸，可例示(甲基)丙烯酸、馬來酸、富馬酸、四氫鄰苯二甲酸、伊康酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸等，作為其酐類，則可例示納迪克酸(nadic acid)(註冊商標)(內向順-雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸)、馬來酸酐、檸康酸酐等。
由提高與碳纖維的交互作用之觀點，與[h]第2丙烯系樹脂之聚合物鏈鍵結的羧酸鹽的含量較佳為按每1g[h]第2丙烯系樹脂，以-C(=O)-O-所示之醯基換算計為總量0.05~5毫莫耳當量。更佳為0.1~4毫莫耳當量，再佳為0.3~3毫莫耳當量。作為對上述之羧酸鹽的含量進行分析的手法，可列舉以ICP發射分析定量進行形成鹽之金屬種類的檢測的方法、或採用IR、NMR及元素分析等進行羧酸鹽之羰基碳的定量的方法。
本發明之成形材料(P)中，藉由使[g]第1丙烯系樹脂及[h]第2丙烯系樹脂的混合物含浸於碳纖維束中，當射出成形本發明之成形材料時，可有助於使射出成形機之滾筒內經熔融混練的[g]第1丙烯系樹脂及[h]第2丙烯系樹脂的混合物在聚烯烴系樹脂中擴散，並使碳纖維束分散於聚烯烴系樹脂，同時有助於使聚烯烴系樹脂置換、含浸於碳纖維束。在達成此作用方面，[g]第1丙烯系樹脂、[h]第2丙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂的質量平均分子量的排序只要為聚烯烴系樹脂>[g]第1丙烯系樹脂>[h]第2丙烯系樹脂，[g]第1丙烯系樹脂、[h]第2丙烯系樹脂成分便能容易在聚烯烴系樹脂中擴散。
由發揮上述之含浸性‧分散性觀點及形成與[g]第1丙烯系樹脂的分子鏈彼此間的交絡，而提高與[g]第1丙烯系樹脂的交互作用之觀點，[h]第2丙烯系樹脂的質量平均分子量Mw較佳為1,000~50,000。更佳為 2,000~40,000，再佳為5,000~30,000。且質量平均分子量的測定可採用膠透層析法(GPC)來測定。
此外，由發揮上述之含浸性‧分散性觀點及與聚烯烴系樹脂的親和性觀點，[g]第1丙烯系樹脂較佳為具有30~100質量%之質量平均分子量Mw為30,000以上且小於150,000的丙烯系樹脂(g-1)、及0~70質量%之質量平均分子量Mw為150,000以上500,000以下的丙烯系樹脂(g-2)而成。丙烯系樹脂(g-2)的質量平均分子量Mw過大時，有時不亦發揮含浸性‧分散性，故較佳處於上述範圍內。
相對於100質量份之碳纖維，[g]第1丙烯系樹脂及[h]於側鏈具有醯基的第2丙烯系樹脂的混合物較佳採用0.1~100質量份，更佳採用10~70質量份，再佳採用15~30質量份。相對於100質量份之碳纖維，採用0.1~100質量份之[g]第1丙烯系樹脂及[h]於側鏈具有醯基的第2丙烯系樹脂的混合物可生產性良好地製造高力學特性的成形品。
以下，針對使用上述較佳熱塑性樹脂時之與(A)的交互作用進行說明。
若為聚硫化芳撐樹脂時，茲認為藉由位於末端的巰基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的硫化物基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
又，若為聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂或聚甲醛樹脂時，茲認為藉由位於末端的羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醚基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
且，若為聚醯胺樹脂時，茲認為藉由位於末端的羧基或胺基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醯胺基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
再者，若為聚酯系樹脂或聚碳酸酯樹脂時，茲認為藉由位於末端的羧基或羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的酯基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
另，若為ABS樹脂之類的苯乙烯系樹脂時，茲認為藉由位於側鏈的氰基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
更且，聚烯烴系樹脂當中，尤為經酸變性之聚烯烴系樹脂時，茲認為藉由位於側鏈的酸酐基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、與(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
此外，由耐熱性觀點，本發明中使用之熱塑性樹脂較佳為聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂；由尺寸穩定性觀點，較佳為聚苯醚樹脂；由摩擦‧磨耗特性觀點，較佳為聚甲醛樹脂；由強度觀點，較佳為聚醯胺樹脂；由表面外觀之觀點，較佳為聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂之類的非晶性樹脂，而由輕量性觀點，則較佳為聚烯烴系樹脂。
其次，對供以製造本發明之成形材料(P)較佳形態進行說明。
作為製造本發明之成形材料的方法，可例示如一面拉引塗布有上漿劑的碳纖維一面使熱塑性樹脂含浸於碳纖維的拉擠成形法(pultrusion)。於拉擠成形法中，於熱塑性樹脂中視需求加入樹脂添加劑，一面使連續碳纖維通過十字頭模予以拉引，一面將熱塑性樹脂自擠製機以熔融狀態供給至十字頭模使熱塑性樹脂含浸於連續碳纖維，再將含浸有熔融樹脂的連續碳纖維加熱、冷卻後，與拉擠方向呈直角地切斷即製得成形材料1。成形材料1中，碳纖維係以同一長度沿長度方向平行排列。以拉擠成形而言，基本上係一面拉引連續的碳纖維束一面含浸熱塑性樹脂，除了上述一面使碳纖維束通過十字頭中一面自擠製機等對十字頭供給、含浸熱塑性樹脂的方法之外，還可利用使碳纖維束通過裝有熱塑性樹脂的乳化液、懸浮液或溶液的含浸浴中而含浸的方法；將熱塑性樹脂粉末噴灑至碳纖維束或使碳纖維束通過裝有粉末的槽中而使熱塑性樹脂粉末附著於碳纖維後，使熱塑性樹 脂熔融而含浸的方法等。尤佳為十字頭方法。又，此等拉擠成形中的樹脂的含浸操作一般係以1階段進行，惟可將其分作2階段以上，更可採用相異含浸方法來進行。
再者，含有含浸助劑，即(D)成分的成形材料可藉由使(D)成分含浸於塗布有上漿劑之碳纖維後，利用上述拉擠成形法以熱塑性樹脂被覆含浸有(D)成分的碳纖維來製造。
次之，對成形材料(Q)及其製法進行說明。
成形材料(Q)中，茲將含有前述(A)、(B)成分的上漿劑表記為「黏著劑」。
以本發明中的成形材料(Q)而言，成形材料(Q)之熱塑性樹脂的形狀較佳為選自包含粒狀、纖維狀及薄膜狀之群組的任一種。
又，成形材料(Q)的形狀較佳為選自包含網狀、不織布狀及毛氈狀之群組的任一種。
成形材料(Q)係透過下述第1步驟、第2步驟及第3步驟所製造：第1步驟：將碳纖維加工成選自包含網狀、不織布狀、毛氈、墊塊之群組的任一種片狀之材質的步驟；第2步驟：相對於100質量份之第1步驟中得到的材質，賦予0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑的步驟；第3步驟：附加1~80質量%之第2步驟中賦予有黏著劑的材質、與20~99質量%之熱塑性樹脂，進一步加熱熔融而複合化的步驟。
第1步驟中，將碳纖維加工成選自包含網狀、不織布狀、毛氈、墊塊之群組的任一種片狀之材質。網狀等之碳纖維的材質可對碳纖維束進行分散加工而製造。碳纖維束只要是上述之碳纖維，則可為任何由連續的碳纖維構成或由不連續的碳纖維構成者，為達成更良好的分散狀態，較佳為不連續的碳纖維，更佳為裁切之碳纖維。
碳纖維的分散可採用濕式法或乾式法的任一者。濕式法係指使碳纖維束在水中分散而進行抄造的方法，乾式法則指使碳纖維束在空氣中分散的方法。
若為濕式法時，可以對能在水中進行碳纖維束的分散的漿料進行抄造來製得片狀的碳纖維材質。
使碳纖維束分散的水(分散液)除一般的自來水外，還可使用蒸餾水、純水等水。在水中可視需求混合界面活性劑。界面活性劑可分類為陽離子型、陰離子型、非離子型、兩性等各種，其中較佳使用非離子性界面活性劑，當中更佳使用聚氧乙烯月桂基醚。將界面活性劑混於水中時的界面活性劑的濃度一般為0.0001質量%以上0.1質量%以下，較佳為0.0005質量%以上0.05質量%以下。
以碳纖維束相對於水(分散液)的添加量而言，作為相對於11的水(分散液)的量，可於一般為0.1g以上10g以下，較佳為0.3g以上5g以下的範圍內調整。藉由採用前述範圍，便可於短時間內獲得碳纖維束有效分散於水(分散液)中而呈均勻分散的漿料。使碳纖維束分散於水(分散液)中之際，可視需求進行攪拌。
漿料係指固體粒子呈分散的懸浮液，本發明中較佳為水系漿料。漿料中的固體成分濃度(漿料中的碳纖維的質量含量)較佳為0.01質量%以上1質量%以下，更佳為0.03質量%以上0.5質量%以下。處於上述範圍可有效進行抄造。
漿料的抄造可由上述漿料吸取水來進行；漿料的抄造可仿效所謂的抄紙法來進行。如舉出一例進行說明，可於底部具有抄紙面並能由底部吸取水的槽中，流入漿料並吸取水來進行。作為前述槽，可例示熊谷理機工業股份有限公司製No.2553-I(商品名)、底部具有寬200mm的抄紙面之具備網孔輸送帶的槽。如此便可製得碳纖維片。
若為乾式法時，則可使碳纖維束在氣相中分散來獲得碳纖維片。亦即，可使碳纖維束在氣相中並堆積分散後的碳纖維束來獲得碳纖維片。
既有將碳纖維束以非接觸式開纖並堆積開纖之碳纖維束來進行碳纖維束在氣相中的分散的方法(非接觸式法)、對碳纖維束噴射空氣流予以開纖並堆積開纖之碳纖維束來進行碳纖維束在氣相中的分散的方法(利用空氣流的方法)、將碳纖維束以接觸式開纖並堆積開纖之碳纖維束來進行碳纖維束在氣相中的分散的方法(接觸式法)此3種。
非接觸式法係一種在不使碳纖維束與固體或開纖裝置接觸之下予以開纖之方法。可列舉如將空氣或惰性氣體等氣體吹拂至強化纖維束的方法，其中可較佳例舉在成本方面有利之將空氣加壓並吹拂的方法。
在使用空氣流的方法中，對碳纖維束噴射空氣流的條件並未特別限定。如舉出一例，係噴射加壓空氣(施加有一般為0.1MPa以上10MPa以下，較佳為0.5MPa以上5MPa以下之壓力等的空氣流)至碳纖維束開纖為止。在使用空氣流的方法中，得以使用的裝置並未特別限定，可例示具備空氣管、可吸取空氣並可容納碳纖維束的容器。藉由使用所述容器，便可於單一容器內進行碳纖維束的開纖與堆積。
接觸式法係指使碳纖維束與固體或開纖裝置以物理方式接觸而予以開纖之方法。作為接觸式法，可例示梳理法、針軋法、輥開纖，其中較佳採用梳理法、針軋法，更佳採用梳理法。接觸式法的實施條件並未特別限定，可適當設定使碳纖維束開纖的條件。
如上述所製造之片狀之碳纖維材質的單位面積重量為10~500g/m2，較佳為50~300g/m2。如低於10g/m2時會有基材破裂等操作處理性方面發生不良情況之虞，而大於500g/m2時，則在濕式法中基材的乾燥耗費長時間、或在乾式法中片體增厚，而有在隨後的製程中難以操作處理之虞。
第2步驟中，係相對於100質量份之第1步驟中得到的材質，賦予0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑。含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑對於提高步驟中的碳纖維的操作處理性觀點及碳纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性甚為重要。黏著劑若少於0.1質量份時，不易牽引碳纖維，以致成形材料的生產效率 惡化。又多於10質量份時，纖維與熱塑性樹脂間的界面接著性劣化。
黏著劑對碳纖維片的賦予係以使用包含黏著劑的水溶液、乳化液或懸浮液來進行為佳。水溶液係指(A)成分及(B)成分大抵完全溶解於水中之狀態的溶液。乳化液係指在作為分散媒的液體中包含(A)成分及(B)成分的液體形成微細粒子而分散之狀態。懸浮液則指固體的(A)成分及(B)成分懸浮於水中之狀態。液中的成分粒徑的大小係按水溶液<乳化液<懸浮液之順序。將黏著劑賦予至碳纖維片的方法並未特別制限，可採用例如將碳纖維片浸漬於黏著劑水溶液、乳化液或懸浮液的方法、將黏著劑水溶液、乳化液或懸浮液噴淋至碳纖維片的方法等。賦予後，較佳用例如吸取去除方法或吸收至吸收紙等吸收材的方法等，預先去除過量的水溶液、乳化液或懸浮液。
第2步驟中，碳纖維片係以賦予黏著劑後經加熱為佳。藉此，可去除賦予黏著劑後之碳纖維片所含的水分、縮短第3步驟所需之時間而於短時間內得到成形材料。加熱溫度可適當加以設定，較佳為100℃以上300℃以下，更佳為120℃以上250℃以下。
為了在短時間內大量製造賦予黏著劑的碳纖維片，則以進行牽引為佳。又此時，為了防止碳纖維片上產生皺摺、鬆弛，係以拉伸強力為1N/cm以上的狀態進行牽引為佳。拉伸強力更佳為3N/cm以上，再佳為5N/cm以上。可對碳纖維片施加的拉伸強力係可藉由調整黏著劑的種類或賦予量來控制，賦予量增加時可提高拉伸強 力。又，可施加的拉伸強力若呈低於1N/cm的狀態時，碳纖維片便呈易碎狀態，而由碳纖維片的操作處理性觀點，拉伸強力亦較佳為1N/cm以上。拉伸強力的上限並未特別限定，只要達100N/cm，便為碳纖維片的操作處理性亦得以充分滿足的狀態。
第3步驟中，係使熱塑性樹脂含浸於第2步驟中所得之賦予含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑的碳纖維片，並將碳纖維片與熱塑性樹脂複合化，而得到成形材料。於此作為熱塑性樹脂，可較佳使用例如選自「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯系樹脂；聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯、酸變性聚乙烯(m-PE)、酸變性聚丙烯(m-PP)、酸變性聚丁烯等聚烯烴系樹脂；聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫(PPS)等聚硫化芳撐樹脂；聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)；聚四氟乙烯等氟系樹脂；液晶聚合物(LCP)」等結晶性樹脂、「聚苯乙烯(PS)、丙烯腈苯乙烯(AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、未變性或經變性之聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳酯(PAR)」等非晶性樹脂；酚系樹脂、苯氧樹脂、甚或聚苯乙烯系彈性體、聚烯烴系彈性體、聚胺基甲酸酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、聚丁二烯系彈性
體、聚異戊二烯系彈性體、氟系樹脂及丙烯腈系彈性體等各種熱塑彈性體等、此等之共聚物及變性體等的至少1種熱塑性樹脂。再者，以熱塑性樹脂而言，可於不損及本發明目的之範圍內使用包含多種此等熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組成物。
以下，針對使用上述較佳熱塑性樹脂時之與(A)的交互作用進行說明。
若為聚硫化芳撐樹脂時，茲認為藉由位於末端的巰基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的硫化物基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
又，若為聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂或聚甲醛樹脂時，茲認為藉由位於末端的羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醚基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
且，若為聚醯胺樹脂時，茲認為藉由位於末端的羧基或胺基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醯胺基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
再者，若為聚酯系樹脂或聚碳酸酯樹脂時，茲認為藉由位於末端的羧基或羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的酯基與(A1)所含之環氧基或(A2)所 含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
另，若為ABS樹脂之類的苯乙烯系樹脂時，茲認為藉由位於側鏈的氰基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
更且，聚烯烴系樹脂當中，尤為經酸變性之聚烯烴系樹脂時，茲認為藉由位於側鏈的酸酐基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、與(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵，可形成強固的界面。
此外，由耐熱性觀點，本發明中使用之熱塑性樹脂較佳為聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂；由尺寸穩定性觀點，較佳為聚苯醚樹脂；由摩擦‧磨耗特性觀點，較佳為聚甲醛樹脂；由強度觀點，較佳為聚醯胺樹脂；由表面外觀之觀點，較佳為聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂之類的非晶性樹脂，而由輕量性觀點，則較佳為聚烯烴系樹脂。
就相對於本發明之成形材料的碳纖維、黏著劑及熱塑性樹脂的含量而言，碳纖維為1~70質量%、黏著劑為0.1~10質量%、熱塑性樹脂則為20~98.9質量%。處於此範圍，便容易獲得可高效率發揮碳纖維的補強的成形材料。更佳為，碳纖維為10~60質量%、黏著劑為0.5~10質量%、熱塑性樹脂為30~89.5質量%。再佳為，碳纖維為20~60質量%、黏著劑為1~8質量%、熱塑性樹脂為32~79質量%。
熱塑性樹脂與賦予黏著劑的碳纖維片的複合化可藉由使熱塑性樹脂與碳纖維片接觸來進行。此時之熱塑性樹脂的形態並未特別限定，較佳為例如選自布帛、不織布及薄膜的至少1種形態。接觸方式並未特別限定，可例示準備2片熱塑性樹脂之布帛、不織布或薄膜並予以配置於賦予黏著劑的碳纖維片的上下兩面之方式。
熱塑性樹脂與賦予黏著劑的碳纖維片的複合化較佳藉由加壓及/或加熱來進行，更佳同時進行加壓與加熱兩者。加壓條件較佳為0.01MPa以上10MPa以下，更佳為0.05MPa以上5MPa以下。加熱條件較佳為所使用之熱塑性樹脂可熔融或流動的溫度，於溫度區域較佳為50℃以上400℃以下，更佳為80℃以上350℃以下。加壓及/或加熱可於使熱塑性樹脂與賦予黏著劑的碳纖維片接觸的狀態下進行。可列舉如準備2片熱塑性樹脂之布帛、不織布或薄膜，予以配置於賦予黏著劑的碳纖維片的上下兩面，並由兩面進行加熱及/或加熱(用雙帶式衝壓裝置夾住之方法等)之方法。
或者，於第3步驟中可改變熱塑性樹脂，使熱硬化性樹脂含浸於賦予含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑的碳纖維片中，並將碳纖維片與熱硬化性樹脂複合化而得到成形材料。於此作為熱硬化性樹脂，可列舉如不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、氰酸酯樹脂及雙馬來醯亞胺樹脂等。其中，因具有所謂機械特性的平衡優良、硬化收縮小的利點，係以使用環氧樹脂為佳。如以改良韌性等為目的， 則可使熱硬化性樹脂含有後述之熱塑性樹脂或此等之低聚物。
如上述所製造之本發明之成形材料中，碳纖維係呈單纖維狀且實質上以二維配向。所謂「以二維配向」，係指構成成形材料的碳纖維單纖維與最接近的其他碳纖維單纖維所形成的二維配向角的平均值為10~80°。對成形材料以光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察，便可測定二次元配向角。成形材料中係測定400根之碳纖維的二維配向角並取其平均值。碳纖維「實質上」以二維配向，係指上述400根之碳纖維當中一般以根數計為70%以上，較佳為95%以上，更佳為所有的碳纖維以二維配向之意。
次之，對成形材料(R)進行說明。
本發明之成形材料(R)係由上述塗布有上漿劑之碳纖維與熱塑性樹脂所構成。
本發明之成形材料(R)的形狀較佳為片狀。於此，片狀係指薄膜狀、粒狀、纖維狀之熱塑性樹脂與實質上以二維配向的束狀碳纖維複合化的狀態。
對本發明之成形材料(R)之製造方法進行說明。本發明之成形材料係以透過下述之第1步驟、第2步驟及第3步驟來製造為特徴。
第1步驟：相對於100質量份之碳纖維，附著0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的上漿劑而得到塗布有上漿劑之碳纖維的步驟；第2步驟：將第1步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維切成1~50mm的步驟； 第3步驟：混合1~80質量%之第2步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之熱塑性樹脂而複合化的步驟。
第1步驟中，係相對於100質量份之碳纖維，附著0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的上漿劑而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑對碳纖維的賦予方法係如同上述，可使用經由輥將碳纖維浸漬於上漿液的方法、使碳纖維與附著有上漿液的輥接觸的方法、將上漿液霧化後噴灑至碳纖維的方法等。
第2步驟中，係將第1步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維切成1~50mm。碳纖維的長度較佳採用1~50mm。其原因在於，若小於1mm時有難以有效發揮碳纖維所產生的補強硬化之虞，而超過50mm時則有不易良好地保持分散之虞。裁切可用截斷式剪裁器(guillotine cutter)、粗紗剪裁器等旋轉式剪裁器等周知之方法來進行。
第3步驟中，係混合1~80質量%之第2步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之熱塑性樹脂而複合化。塗布有上漿劑之碳纖維與熱塑性樹脂的摻混比例較佳設為塗布有上漿劑之碳纖維為1~80質量%、熱塑性樹脂為20~99質量%，更佳設為塗布有上漿劑之碳纖維為10~70質量%、基質樹脂為30~90質量%，再佳設為塗布有上漿劑之碳纖維為20~60質量%、基質樹脂為40~80質量%。
作為本發明之成形材料(R)所使用的熱塑性樹脂，可較佳使用例如選自「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯系樹脂；聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯、酸變性聚乙烯(m-PE)、酸變性聚丙烯(m-PP)、酸變性聚丁烯等聚烯烴系樹脂；聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫(PPS)等聚硫化芳撐樹脂；聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)；聚四氟乙烯等氟系樹脂；液晶聚合物(LCP)」等結晶性樹脂、「聚苯乙烯(PS)、丙烯腈苯乙烯(AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、未變性或經變性之聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳酯(PAR)」等非晶性樹脂；酚系樹脂、苯氧樹脂、甚或聚苯乙烯系彈性體、聚烯烴系彈性體、聚胺基甲酸酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、聚丁二烯系彈性體、聚異戊二烯系彈性體、氟系樹脂及丙烯腈系彈性體等各種熱塑彈性體等、此等之共聚物及變性體等的至少1種熱塑性樹脂。再者，以熱塑性樹脂而言，可於不損及本發明目的之範圍內使用包含多種此等熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組成物。
此外，為了確保成形時的流動性，可摻混熱塑性樹脂的聚合性單體。熱塑性樹脂的聚合性單體可發揮作用以提高碳纖維強化複合材料成形之際的成形性。又，聚 合性單體由於可提高對碳纖維的濡溼性，可使更多量的碳纖維含於成形材料中。聚合性單體可於聚合時形成熱塑性聚合物。此類聚合性單體例如為分子內具有一個可進行自由基聚合的碳-碳雙鍵，且分子量1000以下的分子。透過使用分子內具有一個碳-碳雙鍵的聚合性單體，使含有其之成形材料聚合硬化而成的碳纖維強化複合材料便包含非交聯聚合物而展現熱塑性。
熱塑性樹脂的聚合性單體具體可列舉苯乙烯等芳香族乙烯基、乙酸乙烯酯、氯乙烯、馬來酸酐、馬來酸、富馬酸、富馬酸酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸等(甲基)丙烯酸系單體作為使用實例。此等單體可視需求單獨使用或併用二種以上。又，熱塑性樹脂的聚合性單體只要可對成形材料賦予適度的流動性，則可為上述聚合性單體等的低聚物之形態。其中，硬化後的耐候性良好的(甲基)丙烯酸系單體尤佳。
熱塑性樹脂係與熱硬化性樹脂同樣地以離型薄膜上均勻塗布有熔融樹脂的薄膜狀等之片體的形式使用。當使用摻混有聚合性單體的熱塑性樹脂時，係以採用如未由離型薄膜的周緣起發生滴液的黏度為佳。於塗布有熱塑性樹脂的片體上均勻落下或散布第2步驟中經裁切之束狀的塗布有上漿劑之碳纖維後，貼合同樣塗布有熔融樹脂的片體將碳纖維夾住而複合化。
如上述所製造之本發明之成形材料中，碳纖維係呈束狀且實質上以二維配向。所謂「以二維配向」，係指構成成形材料的碳纖維束與最接近的其他碳纖維束所形成 的二維配向角的平均值為10~80°。對成形材料以光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察，便可測定二次元配向角。成形材料中係測定400根之碳纖維的二維配向角並取其平均值。碳纖維「實質上」以二維配向，係指上述400根之碳纖維當中一般以根數計為70%以上，較佳為95%以上，更佳為所有的碳纖維以二維配向之意。
再者，本發明係為包含塗布有上漿劑之碳纖維及熱塑性樹脂的半固化片，其中該塗布有上漿劑之碳纖維及熱塑性樹脂係塗布有含有前述(A)、(B)成分的上漿劑。
本說明書中，包含塗布有上漿劑之碳纖維及熱塑性樹脂的半固化片係指碳纖維束沿一方向對齊的單方向半固化片，沿一方向對齊的碳纖維束以及構成半固化片之熱塑性樹脂的形態不拘薄膜狀、粒狀、纖維狀等。
以本發明之半固化片而言，半固化片的寬度較佳為1~50mm。
作為本發明之半固化片所使用的熱塑性樹脂，可較佳使用例如選自「聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯系樹脂；聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯、酸變性聚乙烯(m-PE)、酸變性聚丙烯(m-PP)、酸變性聚丁烯等聚烯烴系樹脂；聚甲醛(POM)、聚醯胺(PA)、聚苯硫(PPS)等聚硫化芳撐樹脂；聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚腈(PEN)；聚四氟乙烯等氟系樹脂；液晶聚合物(LCP)」等結晶性樹脂、「聚苯乙烯(PS)、丙烯 腈苯乙烯(AS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、未變性或經變性之聚苯醚(PPE)、聚醯亞胺(PI)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSU)、聚醚碸、聚芳酯(PAR)」等非晶性樹脂；酚系樹脂、苯氧樹脂、甚或聚苯乙烯系彈性體、聚烯烴系彈性體、聚胺基甲酸酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、聚丁二烯系彈性體、聚異戊二烯系彈性體、氟系樹脂及丙烯腈系彈性體等各種熱塑彈性體等、此等之共聚物及變性體等的至少1種熱塑性樹脂。再者，以熱塑性樹脂而言，可於不損及本發明目的之範圍內使用包含多種此等熱塑性樹脂的熱塑性樹脂組成物。
作為本發明之半固化片所使用的熱塑性樹脂，茲認為由於聚硫化芳撐樹脂可藉由位於末端的巰基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的硫化物基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵而形成強固的界面，可適合用作本發明之熱塑性樹脂。
又，茲認為由於聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂或聚甲醛樹脂可藉由位於末端的羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醚基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵而形成強固的界面，可適合用作本發明之熱塑性樹脂。
且，茲認為由於聚醯胺樹脂可藉由位於末端的羧基或胺基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的醯胺基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵而形成強固的界面，可適合用作本發明之熱塑性樹脂。
再者，茲認為由於聚酯系樹脂或聚碳酸酯樹脂可藉由位於末端的羧基或羥基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、位於主鏈的酯基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵而形成強固的界面，可適合用作本發明之熱塑性樹脂。
另，茲認為由於ABS樹脂之類的苯乙烯系樹脂可藉由位於側鏈的氰基與(A1)所含之環氧基或(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵而形成強固的界面，可適合用作本發明之熱塑性樹脂。
更且，茲認為由於聚烯烴系樹脂當中，尤為經酸變性之聚烯烴系樹脂可藉由位於側鏈的酸酐基或羧基與(A1)所含之環氧基形成的共價鍵、與(A2)所含之羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、或磺酸基形成的氫鍵而強固的界面，可適合用作本發明之熱塑性樹脂。
此外，由耐熱性觀點，本發明中使用之熱塑性樹脂可較佳使用聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂；由尺寸穩 定性觀點，可較佳使用聚苯醚樹脂；由摩擦‧磨耗特性觀點，可較佳使用聚甲醛樹脂；由強度觀點，可較佳使用聚醯胺樹脂；由表面外觀之觀點，可較佳使用聚碳酸酯或苯乙烯系樹脂之類的非晶性樹脂，而由輕量性觀點，則可較佳使用聚烯烴系樹脂。
作為薄膜狀熱塑性樹脂，除了塗布熔融樹脂於離型紙上所製作的塗布薄膜之外，還可使用對熱塑性樹脂進行紡絲、纖維化，予以裁切而短纖維化後，使該短纖維分散於液體中，並由該分散液對纖維隨機配向的短纖維網進行抄紙所得者。
將沿一方向對齊的碳纖維束，利用熱塑性樹脂的塗布薄膜或短纖維網由兩側夾住並加熱，由此即可製造本發明之半固化片。
再者，以包含粒狀之熱塑性樹脂的半固化片而言，可使熱塑性樹脂的粉末懸浮於水中，並使沿一方向對齊的碳纖維束通過樹脂漿料中，以對碳纖維束附加樹脂漿料，再使附著於碳纖維束的水蒸發後，予以加熱至粒狀之熱塑性樹脂的熔點以上而使樹脂含浸於碳纖維中。
上述之樹脂漿料浴例如可於水溶液中，以4~30質量%之範圍含有粒狀之樹脂，並含有0.05~0.25質量%之供促進粒狀之樹脂與水的混合的界面活性劑。
此外，作為包含纖維狀之熱塑性樹脂的半固化片，可例示碳纖維束與熱塑性樹脂的纖維經混纖者。混纖係將安裝於管筒架等的熱塑性樹脂的聚合物纖維，經由纖維導件等傳送至導絲輥，在離開導絲輥後，使各纖維經 由次一纖維導件通過纖維梳。另一方面，碳纖維束經由纖維導件等被傳送至導絲輥後，經過次一纖維導件，以氣動開纖裝置將碳纖維絲束的寬度均一化，並與通過纖維梳的聚合物纖維以混合用固定桿混合，而為了維持經混纖之半固化片的尺寸穩定性與混合狀態，則使之經由梳尺傳送至扭轉導件並進行牽引；為確保半固化片的完全混纖狀態，係以使聚合物纖維與碳纖維在整個寬度範圍均勻擴展，並使兩者的擴展寬度實質上相同來進行為佳。
更者，本發明之半固化片還可利用拉擠成形法來製造。於拉擠成形法中，例如可對熱塑性樹脂視需求加入樹脂添加劑，並由擠製機以熔融狀態供給至含浸模。藉由使碳纖維束通過含浸模而拉引之，將供給至含浸模的熔融樹脂附加至碳纖維束，加熱使其含浸，並一面牽引含浸有熔融樹脂的碳纖維束一面加以冷卻、拉寬，即可製成帶狀的半固化片。
使如上述所製作之本發明之半固化片在所要的模具中沿一方向對齊後，一面利用加熱型衝壓機等加熱一面進行壓製成型，即可製成碳纖維強化複合材料。此外，在所要的模具中沿一方向對齊後，一面錯開纖維軸方向的角度一面積層多片其他半固化片之後，利用加熱型衝壓機等加熱同時進行壓製成型，亦可製成碳纖維強化複合材料。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明具體進行說明，惟本發明並非由此等實施例所限制。
<碳纖維束的絲條拉伸強度與彈性係數>
碳纖維束的絲條拉伸強度與彈性係數可依據JIS-R-7608(2004)之樹脂含浸絲條試驗法，按照以下程序來求得。作為樹脂配方，係使用「Celloxide(註冊商標)」2021P(DAICEL化學工業公司製)/三氟化硼單乙胺(東京化成工業(股)製)/丙酮=100/3/4(質量份)，作為硬化條件，則使用常壓、125℃、30分鐘。茲測定碳纖維束之絲條10條，以其平均值作為絲條拉伸強度及絲條彈性係數。
<碳纖維的表面氧濃度(O/C)>
碳纖維的表面氧濃度(O/C)係按照以下程序，利用X射線光電子能譜法來求取。首先，將以溶劑去除附著於表面的汙漬的碳纖維切成約20mm，予以延展於銅製之試料支持臺。其次，將試料支持臺置於試料腔室內，並使試料腔室中保持於1×10-8Torr。接著使用AlKα1,2作為X射線源，以光電子脫離角度為90°進行測定。此外，作為伴有測定時的帶電之峰的校正值，係使Cls的主峰的動能值(K.E.)對應1202eV。Cls峰面積係於作為K.E.之1191~1205eV的範圍內拉出筆直之基線來求取；而Ols峰面積則於作為K.E.之947~959eV的範圍內拉出筆直之基線來求取。此處，表面氧濃度係指由上述Ols峰面積與Cls峰面積的比，利用裝置固有的感度校正值所算出 者，以「原子數比」表示。茲利用ULVAC-PHI(股)製ESCA-1600作為X射線光電子能譜法裝置，上述裝置固有的感度校正值係2.33。
<上漿劑附著量的測定方法>
秤量約2g之附著有上漿劑之碳纖維束(W1)(讀取至小數第4位)後，予以放置於設定為50毫升/分鐘之氮氣流中、450℃之溫度的電爐(容量120cm3)內15分鐘，使上漿劑完全熱分解。其後，移至20升/分鐘之乾燥氮氣流中的容器，秤量冷卻15分鐘後的碳纖維束(W2)(讀取至小數第4位)，並由W1-W2求取上漿劑附著量。該上漿劑附著量換算成相對於100質量份之碳纖維束的量的值(將小數點第3位四捨五入)係作為所附著之上漿劑的質量份。測定係進行2次，將其平均值作為上漿劑的質量份。
以下，對短纖維團塊相關之實施例、比較例進行說明。
<射出成形品的抗彎特性評定方法>
由所得之射出成形品切出長130±1mm、寬25±0.2mm的抗彎強度試片。依循ASTM D-790(2004)所規定的試驗方法，利用3點彎曲試驗治具(壓子10mm，支點10mm)並將支持跨距設定為100mm，以十字頭速度5.3mm/分鐘測定抗彎強度。此外，本實施例中係使用“Instron(註冊商標)”萬能試驗機4201型(Instron公司製)作為試驗機。測定常數係設n=5，並以平均值作為抗彎強度。
各實施例及各比較例中所使用的材料與成分如下：
‧(A1)成分：A-1~A-7
A-1：“jER(註冊商標)”152(三菱化學(股)製)
酚系酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：175g/mol、環氧基數：3
A-2：“EPICLON(註冊商標)”N660(DIC(股)製)
甲酚酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：206g/mol、環氧基數：4.3
A-3：“Araldite(註冊商標)”MY721(Huntsman Advanced Materials公司製)
N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺二苯基甲烷
環氧當量：113g/mol、環氧基數：4
A-4：“jER(註冊商標)”828(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：189g/mol、環氧基數：2
A-5：“jER(註冊商標)”1001(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：475g/mol、環氧基數：2
A-6：“DENACOL(註冊商標)”EX-810(Nagase ChemteX(股)製)
乙二醇之二環氧丙基醚
環氧當量：113g/mol、環氧基數：2
A-7：TETRAD-X(Mitsubishi Gas Chemical(股)製)
四環氧丙基間二甲苯二胺
環氧當量：100g/mol、環氧基數：4。
‧屬於(A1)成分、(A2)成分兩者：A-8
A-8：“DENACOL(註冊商標)”EX-611(Nagase ChemteX(股)製)
山梨糖醇聚環氧丙基醚
環氧當量：167g/mol、環氧基數：4
羥基數：2。
‧(A2)成分：A-9、A-10
A-9：“DENACOL(註冊商標)”EX-731(Nagase ChemteX(股)製)
N-環氧丙基鄰苯二甲醯亞胺
環氧當量：216g/mol、環氧基數：1
醯亞胺基數：1
A-10：“ADEKA RESIN(註冊商標)”EPU-6((股)ADEKA製)
胺基甲酸酯變性環氧
環氧當量：250g/mol、環氧基數：1以上
胺基甲酸酯基：1以上。
‧(B1)成分：B-1~B-7
B-1：“DBU(註冊商標)”(San-Apro(股)製)、(屬式(III))
1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯、分子量：152
B-2：N,N-二甲基苯甲胺(東京化成工業(股)製)、分子量：135.21
B-3：1,8-雙(二甲基胺)萘(Aldrich公司製)
別名：質子海綿、分子量：214.31、(屬式(IV))
B-4：2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚(東京化成工業(股)製)
別名：DMP-30、分子量：265.39、(屬式(V))
B-5：DBN(San-Apro(股)製)、分子量：124、(屬式(III))
1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯
B-6：三異丙醇胺(東京化成工業(股)製)、分子量：191.27、(屬式(VI))
B-7：U-CAT SA506(San-Apro(股)製)(屬式(III))
DBU-對甲苯磺酸鹽、分子量：324.44。
‧(B2)成分：B-8~B-14
B-8：苯甲基三甲基銨溴化物(R1之碳數為7、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-9：四丁基銨溴化物(R1~R4之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-10：三甲基十八基銨溴化物(R1之碳數為18、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-11：(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為2、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-12：(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-13：(2-羥乙基)三甲基銨溴化物(R1之碳數為2、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-14：1-十六基吡啶陽離子氯化物(R5之碳數為16、R6與R7各為氫原子、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(II))。
‧(B3)成分：B-15~B-17
B-15：四丁基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)分子量：339(屬式(IX))
B-16：四苯基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為6、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)、分子量：419(屬式(IX))
B-17：三苯基膦(R34~R36之碳數各為6、東京化成工業(股)製)、分子量：262(屬式(X))。
‧(C)成分(其他成分)：C-1、C-2
C-1：“DENACOL(註冊商標)”EX-141(Nagase ChemteX(股)製)
苯基環氧丙基醚 環氧當量：151g/mol、環氧基數：1
C-2：己二胺(東京化成工業(股)製)、分子量：116。
‧熱塑性樹脂
聚硫化芳撐(PPS)樹脂團塊：“Torelina(註冊商標)”M2888(Toray(股)製)
聚醯胺66(PA66)樹脂團塊：“Amilan(註冊商標)”CM3001(Toray(股)製)
聚碳酸酯(PC)樹脂團塊：“Lexan(註冊商標)”141R(SABIC)
ABS樹脂團塊(苯乙烯系樹脂)：“Toyolac(註冊商標)”T-100A(Toray(股)製)
聚丙烯(PP)樹脂團塊(聚烯烴系樹脂)：未變性PP樹脂團塊與酸變性PP樹脂團塊的混合物、未變性PP樹脂團塊：“Prime Polypro(註冊商標)”J830HV(Prine Polymer(股)製)50質量份、酸變性PP樹脂團塊：“ADMER(註冊商標)”QE800(三井化學(股)製)50質量份。
(實施例1)
本實施例係包含以下第I~V步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
對包含99莫耳%丙烯腈與1莫耳%伊康酸的共聚物進行紡絲、燒成，得到總絲支數24,000根、總纖度1000德士(Tex)、比重1.8、絲條拉伸強度6.2GPa、絲條拉伸彈性係數300GPa的碳纖維。接著，對該碳纖維，以濃度0.1莫耳/1的碳酸氫銨水溶液為電解液，並以每1g碳纖維100庫侖的電量實施電解表面處理。其次對該實施有電解表面處理的碳纖維進行水洗，於溫度150℃的加熱空氣中乾燥，而得到作為原料的碳纖維。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維A。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-1)以質量比100：1混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：塗布有上漿劑之碳纖維的裁切步驟
將第II步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維，以匣式剪裁器(cartridge cutter)裁切成1/4吋。
‧第IV步驟：擠製步驟
茲使用日本製鋼所(股)TEX-30α型雙軸擠製機(螺桿直徑30mm、L/D=32)，由主進料斗供給PPS樹脂團塊，接著由其下游的側進料斗供給前步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維，並以料筒溫度320℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。供給係利用重量定量器，以相對於90質量份之PPS樹脂團塊，塗布有上漿劑之碳纖維成為10質量份的方式調整。將熔融樹脂由模具口(直徑5mm)排出，並將所得之絲條冷卻後，以裁剪器裁切即製成團塊狀之成形材料。
‧第V步驟：射出成形步驟：
將擠製步驟中所得之團塊狀之成形材料，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：330℃、模具溫度：80℃成形為特性評定用試片。所得之試片置 放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表1。其結果，抗彎強度為230MPa，可知力學特性極高。
(實施例2~5) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例1之第II步驟中(A-4)與(B-1)的質量比，如表1所示於100：3~100：20之範圍內變更以外，係以與實施例1同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表1。其結果，抗彎強度為231~234MPa，可知力學特性極高。
(比較例1~5) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例1之第II步驟中(A)成分、(B)成分、(C)成分(其他成分)的質量比如表1所示變更以外，係以與 實施例1同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表1。其結果，抗彎強度為215~218MPa，可知力學特性不充分。
(實施例6~15) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例1之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表1所示變更以外，係以與實施例1同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定 方法進行評定。結果係彙整於表2。其結果，抗彎強度為225~252MPa，可知力學特性極高。
(實施例16) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例1相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表2。其結果，抗彎強度為220MPa，可知力學特性極高。
(實施例17) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例16中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表2。其結果，抗彎強度為228MPa，可知力學特性極高。
(比較例6) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例16。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表2。其結果，抗彎強度為202MPa，可知力學特性不充分。
(比較例7) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例17。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表2。其結果，抗彎強度為208MPa，可知力學特性不充分。
(實施例18~24) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例1之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表3-1所示變更以外，係以與實施例1同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表3-1。其結果，抗彎強度為228~233MPa，可知力學特性極高。
(實施例25) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例1相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表3-1。其結果，抗彎強度為220MPa，可知力學特性極高。
(實施例26) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例25中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表3-1。其結果，抗彎強度為227MPa，可知力學特性極高。
(實施例27~35) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例1之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表3-2所示變更以外，係以與實施例1同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例1同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表3-2。其結果，抗彎強度為222~230MPa，可知力學特性極高。
(實施例36)
本實施例係包含以下第I~V步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：塗布有上漿劑之碳纖維的裁切步驟
將第II步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維，以匣式剪裁器裁切成1/4吋。
‧第IV步驟：擠製步驟
茲使用日本製鋼所(股)TEX-30α型雙軸擠製機(螺桿直徑30mm、L/D=32)，由主進料斗供給PA66樹脂團塊，接著由其下游的側進料斗供給前步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維，並以料筒溫度280℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。供給係利用重量定量器，以相對於70質量份之PA66樹脂團塊，塗布有上漿劑之碳纖維成為30質量份的方式調整。將熔融樹脂由模具口(直徑5mm)排出，並將所得之絲條冷卻後，以裁剪器裁切即製成團塊狀之成形材料。
‧第V步驟：射出成形步驟：
將擠製步驟中所得之團塊狀之成形材料，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：300℃、模具溫度：70℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表4。其結果，抗彎強度為342MPa，可知力學特性極高。
(實施例37~41) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例36之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表4所示變更以外，係以與實施例36同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例36同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表4。其結果，抗彎強度為329~340MPa，可知力學特性極高。
(比較例8) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例36同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表4。其結果，抗彎強度為320MPa，可知力學特性不充分。
(實施例42)
本實施例係包含以下第I~V步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-10)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：塗布有上漿劑之碳纖維的裁切步驟
將第II步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維，以匣式剪裁器裁切成1/4吋。
‧第IV步驟：擠製步驟
茲使用日本製鋼所(股)TEX-30α型雙軸擠製機(螺桿直徑30mm、L/D=32)，由主進料斗供給PC樹脂團塊，接著由其下游的側進料斗供給前步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維，並以料筒溫度300℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。供給係利用重量定量器，以相對於92質量份之PC樹脂團塊，塗布有上漿劑之碳纖維成為8質量份的方式調整。將熔融樹脂由模具口(直徑5mm)排出，並將所得之絲條冷卻後，以裁剪器裁切即製成團塊狀之成形材料。
‧第V步驟：射出成形步驟：
將擠製步驟中所得之團塊狀之成形材料，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：320℃、模具溫度：70℃成形為特性評定用試片。所得之試片置 放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表5。其結果，抗彎強度為162MPa，可知力學特性極高。
(實施例43~47) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例42之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表5所示變更以外，係以與實施例42同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例42同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表4。其結果，抗彎強度為153~160MPa，可知力學特性極高。
(比較例9) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-10)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度 210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例42同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表5。其結果，抗彎強度為145MPa，可知力學特性不充分。
(實施例48)
本實施例係包含以下第I~V步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180 秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：塗布有上漿劑之碳纖維的裁切步驟
將第II步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維，以匣式剪裁器裁切成1/4吋。
‧第IV步驟：擠製步驟
茲使用日本製鋼所(股)TEX-30α型雙軸擠製機(螺桿直徑30mm、L/D=32)，由主進料斗供給ABS樹脂團塊，接著由其下游的側進料斗供給前步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維，並以料筒溫度250℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。供給係利用重量定量器，以相對於92質量份之ABS樹脂團塊，塗布有上漿劑之碳纖維成為8質量份的方式調整。將熔融樹脂由模具口(直徑5mm)排出，並將所得之絲條冷卻後，以裁剪器裁切即製成團塊狀之成形材料。
‧第V步驟：射出成形步驟：
將擠製步驟中所得之團塊狀之成形材料，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：260℃、模具溫度：60℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表6。其結果，抗彎強度為115MPa，可知力學特性極高。
(實施例49~53) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例48之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表5所示變更以外，係以與實施例48同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例48同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表6。其結果，抗彎強度為109~117MPa，可知力學特性極高。
(比較例10) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例48同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表6。其結果，抗彎強度為101MPa，可知力學特性不充分。
(實施例54)
本實施例係包含以下第I~V步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：塗布有上漿劑之碳纖維的裁切步驟
將第II步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維，以匣式剪裁器裁切成1/4吋。
‧第IV步驟：擠製步驟
茲使用日本製鋼所(股)TEX-30α型雙軸擠製機(螺桿直徑30mm、L/D=32)，由主進料斗供給PP樹脂團塊，接著由其下游的側進料斗供給前步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維，並以料筒溫度230℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。供給係利用重量定量器，以相對於80質量份之PP樹脂團塊，塗布有上漿劑之碳纖維成為20質量份的方式調整。將熔融樹脂由模具口(直徑5mm)排出，並將所得之絲條冷卻後，以裁剪器裁切即製成團塊狀之成形材料。
‧第V步驟：射出成形步驟：
將擠製步驟中所得之團塊狀之成形材料，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：240℃、模具溫度：60℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表7。其結果，抗彎強度為115MPa，可知力學特性極高。
(實施例55~59) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例54之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表7所示變更以外，係以與實施例54同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例54同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表7。其結果，抗彎強度為102~112MPa，可知力學特性極高。
(比較例11) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例1。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~V步驟：
以與實施例54同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表7。其結果，抗彎強度為95MPa，可知力學特性不充分。
以下，對長纖維團塊(成形材料(P))相關之實施例、比較例進行說明。
<射出成形品的抗彎特性評定方法>
由所得之射出成形品切出長130±1mm、寬25±0.2mm的抗彎強度試片。依循ASTM D-790(2004)所規定的試驗方法，利用3點彎曲試驗治具(壓子10mm，支點10mm)並將支持跨距設定為100mm，以十字頭速度5.3mm/分鐘測定抗彎強度。此外，本實施例中係使用“Instron(註冊商標)”萬能試驗機4201型(Instron公司製)作為試驗機。測定常數係設n=5，並以平均值作為抗彎強度。
(參考例1) <聚苯硫預聚物的調製>
於附有攪拌機之1000升高壓釜中裝入118kg(1000莫耳)之47.5%硫氫化鈉、42.3kg(1014莫耳)之96%氫氧化鈉、163kg(1646莫耳)之N-甲基-2-吡咯啶酮(以下有簡稱為「NMP」)、24.6kg(300莫耳)之乙酸鈉及150kg離 子交換水，於常壓下一面通入氮氣一面花3小時加熱至240℃，再經由精餾塔餾出211kg水及4kg之NMP後，將反應容器冷卻至160℃。此外，於此除液操作期間裝入的硫成分每1莫耳中有0.02莫耳的硫化氫逸散至系統外。
其次，添加147kg(1004莫耳)之對二氯苯、129kg(1300莫耳)之NMP，並將反應容器密封於氮氣下。一面以240rpm攪拌一面以0.6℃/分鐘的速度升溫至270℃，於此溫度下保持140分鐘。一面花15分鐘壓入18kg(1000莫耳)水，一面以1.3℃/分鐘的速度冷卻至250℃。其後以0.4℃/分鐘的速度冷卻至220℃後，驟冷至室溫附近，得到漿料(E)。將該漿料(E)以376kg之NMP稀釋即得漿料(F)。
將14.3kg之加熱至80℃的漿料(F)以篩網(80mesh、孔徑0.175mm)篩濾，得到10kg之粗製PPS樹脂及漿料(G)。將漿料(G)裝入旋轉蒸發器並以氮氣取代後，於減壓下、100~160℃處理1.5小時之後，以真空乾燥機於160℃處理1小時。所得之固體中的NMP量為3質量%。
對該固體加入12kg離子交換水(漿料(G)的1.2倍量)後，於70℃攪拌30分鐘進行再漿料化。將該漿料以孔徑10~16μm的玻璃濾器吸引過濾。對所得之白色濾餅加入12kg離子交換水於70℃攪拌30分鐘進行再漿料化，同樣地進行吸引過濾後，於70℃真空乾燥5小時即得到100g之聚苯硫低聚物。重複上述操作直至聚苯硫預聚物達規定量。
分取4g所得到的聚苯硫低聚物，以120g氯仿進行索氏(soxhlet)提取3小時。自所得之提取液餾去氯仿，對所得之固體再次添加20g氯仿，於室溫予以溶解即得漿料狀之混合液。一面將其與250g甲醇攪拌一面緩緩滴下，並將沉澱物以孔徑10~16μm的玻璃濾器吸引過濾，將所得之白色濾餅於70℃真空乾燥3小時而得到白色粉末。
該白色粉末的質量平均分子量為900。由該白色粉末的紅外光譜分析中的吸收光譜可判斷白色粉末為聚苯硫(PAS)。又利用示差掃描型熱量計對該白色粉末的熱特性進行分析的結果(升溫速度40℃/分鐘)，可知在約200~260℃顯示寬的吸熱(峰)，峰值溫度為215℃。
再由高效液相層析、由成分分割之成分的質譜分析，甚而MALDI-TOF-MS的分子量資訊，可知該白色粉末為包含重複單元數4~11之環式聚苯硫及重複單元數2~11之直鏈狀聚苯硫的混合物，且環式聚苯硫與直鏈狀聚苯硫的質量比為9：1。
(參考例2) <丙烯系樹脂的混合物PP的調製>
茲混合91質量份之作為第1丙烯系樹脂(g)的丙烯‧丁烯‧乙烯共聚物(g-1)(衍生自丙烯的結構單元(以下記為「C3」)=66莫耳%、Mw=90,000)、9質量份之作為第2丙烯系樹脂(h)的原料的馬來酸酐變性丙烯‧乙烯共聚物(C3=98莫耳%、Mw=25,000、酸含量=0.81毫莫耳當量)、3質量份之作為界面活性劑的油酸鉀。由雙軸螺 桿擠製機(池貝鐵工股份有限公司製PCM-30，L/D=40)的料斗，以3000g/小時的速度供給該混合物，由設於該擠製機的孔口部的供給口，以90g/小時的比例連續供給20%之氫氧化鉀水溶液，並以加熱溫度210℃連續進行擠製。將擠製之樹脂混合物，以設置於該擠製機口的附有保溫套之靜態混合機冷卻至110℃，進而加入至80℃的溫水中而得到乳化液。所得之乳化液其固體成分濃度為45%。
此外，馬來酸酐變性丙烯‧乙烯共聚物(C3=98莫耳%、Mw=25,000、酸含量=0.81毫莫耳當量)係混合96質量份之丙烯‧乙烯共聚物、4質量份之馬來酸酐及0.4質量份之作為聚合起始劑的Perhexyne 25B(日本油脂(股)製)，以加熱溫度160℃、2小時進行變性所得到。
各實施例及各比較例中所使用的材料與成分如下：
‧(A1)成分：A-1~A-7
A-1：“jER(註冊商標)”152(三菱化學(股)製)
酚系酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：175g/mol、環氧基數：3
A-2：“EPICLON(註冊商標)”N660(DIC(股)製)
甲酚酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：206g/mol、環氧基數：3
A-3：“Araldite(註冊商標)”MY721(Huntsman Advanced Materials公司製)
N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺二苯基甲烷
環氧當量：113g/mol、環氧基數：4
A-4：“jER(註冊商標)”828(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：189g/mol、環氧基數：2
A-5：“jER(註冊商標)”1001(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：475g/mol、環氧基數：2
A-6：“DENACOL(註冊商標)”EX-810(Nagase ChemteX(股)製)
乙二醇之二環氧丙基醚
環氧當量：113g/mol、環氧基數：2
A-7：TETRAD-X(Mitsubishi Gas Chemical(股)製)
四環氧丙基間二甲苯二胺
環氧當量：100g/mol、環氧基數：4
‧屬於(A1)成分、(A2)成分兩者：A-8
A-8：“DENACOL(註冊商標)”EX-611(Nagase ChemteX(股)製)
山梨糖醇聚環氧丙基醚
環氧當量：167g/mol、環氧基數：4
羥基數：2。
‧(A2)成分：A-9、A-10
A-9：“DENACOL(註冊商標)”EX-731(Nagase ChemteX(股)製)
N-環氧丙基鄰苯二甲醯亞胺
環氧當量：216g/mol、環氧基數：1
醯亞胺基數：1
A-10：“ADEKA RESIN(註冊商標)”EPU-6((股)ADEKA製)
胺基甲酸酯變性環氧
環氧當量：250g/mol、環氧基數：1以上
胺基甲酸酯基：1以上。
‧(B1)成分：B-1~B-7
B-1：“DBU(註冊商標)”(San-Apro(股)製)、
1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯、分子量：152(屬式(III))
B-2：N,N-二甲基苯甲胺(東京化成工業(股)製)、分子量：135.21
B-3：1,8-雙(二甲基胺)萘(Aldrich公司製)
別名：質子海綿、分子量：214.31、(屬式(IV))
B-4：2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚(東京化成工業(股)製)
別名：DMP-30、分子量：265.39、(屬式(V))
B-5：DBN(San-Apro(股)製)、分子量：124、(屬式(III))
1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯
B-6：三異丙醇胺(東京化成工業(股)製)、分子量：191.27、(屬式(VI))
B-7：U-CAT SA506(San-Apro(股)製)(屬式(III))
DBU-對甲苯磺酸鹽、分子量：324.44。
‧(B2)成分：B-8~B-14
B-8：苯甲基三甲基銨溴化物(R1之碳數為7、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-9：四丁基銨溴化物(R1~R4之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-10：三甲基十八基銨溴化物(R1之碳數為18、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-11：(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為2、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-12：(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-13：(2-羥乙基)三甲基銨溴化物(R1之碳數為2、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-14：1-十六基吡啶陽離子氯化物(R5之碳數為16、R6與R7各為氫原子、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(II))。
‧(B3)成分：B-15~B-17
B-15：四丁基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)分子量：339(屬式(IX))
B-16：四苯基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為6、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)、分子量：419(屬式(IX))
B-17：三苯基膦(R34~R36之碳數各為6、東京化成工業(股)製)、分子量：262(屬式(X))。
‧(C)成分(其他成分)：C-1、C-2
C-1：“DENACOL(註冊商標)”EX-141(Nagase ChemteX(股)製)
苯基環氧丙基醚 環氧當量：151g/mol、環氧基數：1
C-2：己二胺(東京化成工業(股)製)、分子量：116。
‧(D)成分：D-1~D-4
D-1：參考例1中所調製的聚苯硫預聚物
D-2：萜烯酚聚合物(單環單萜烯酚與苯酚之加成物、Yasuhara Chemical(股)製YP902)
D-3：萜烯樹脂(包含使用α-一烯蒎、β-一烯蒎作為主成分進行聚合而成之聚合物的樹脂、Yasuhara Chemical(股)製YS Resin PX 1250樹脂)
D-4：參考例4中所調製的丙烯系樹脂的混合物
‧熱塑性樹脂
聚硫化芳撐(PPS)樹脂團塊：“Torelina(註冊商標)”A900(Toray(股)製)
聚醯胺6(PA6)樹脂團塊：“Amilan(註冊商標)”CM1001(Toray(股)製)
聚丙烯(PP)樹脂團塊(聚烯烴系樹脂)：未變性PP樹脂團塊與酸變性PP樹脂團塊的混合物、未變性PP樹脂團塊：“Prime Polypro(註冊商標)”J830HV(Prine Polymer(股)製)50質量份、酸變性PP樹脂團塊：“ADMER(註冊商標)”QE800(三井化學(股)製)50質量份。
聚碳酸酯(PC)樹脂團塊：“Lexan(註冊商標)”141R(SABIC)
ABS樹脂團塊(苯乙烯系樹脂)：“Toyolac(註冊商標)”T-100A(Toray(股)製)
(實施例60)
本實施例係包含以下第I~V步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
對包含99莫耳%丙烯腈與1莫耳%伊康酸的共聚物進行紡絲、燒成，得到總絲支數24,000根、總纖度1000德士、比重1.8、絲條拉伸強度6.2GPa、絲條拉伸彈性係數300GPa的碳纖維。接著，對該碳纖維，以濃度0.1莫耳/l的碳酸氫銨水溶液為電解液，並以每1g碳纖維100庫侖的電量實施電解表面處理。其次對該實施有電解表面處理的碳纖維進行水洗，於溫度150℃的加熱空氣中乾燥，而得到作為原料的碳纖維。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維A。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-1)以質量比100：1混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將PPS樹脂團塊自擠製機以熔融狀態供給至十字頭模使PPS樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的長纖維團塊(形態A)。此外，擠製機係以料筒溫度320℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。PPS樹脂團塊的供給係以相對於20質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PPS樹脂團塊成為80質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：330℃、模具溫度：100℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表8。其結果，抗彎強度為280MPa，可知力學特性極高。
(實施例61~64) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例60之第II步驟中(A-4)與(B-1)的質量比，如表8所示於100：3~100：20之範圍內變更以外，係以與實施例60同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表8。其結果，抗彎強度為279~285MPa，可知力學特性極高。
(比較例12~16) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例60之第II步驟中(A)成分、(B)成分、(C)成分(其他成分)的質量比如表8所示變更以外，係以與實施例1同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表8。其結果，抗彎強度為250~268MPa，可知力學特性不充分。
(實施例65~74) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例60之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表9所示變更以外，係以與實施例60同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表9。其結果，抗彎強度為272~303MPa，可知力學特性極高。
(實施例75) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外， 係與實施例60相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表9。其結果，抗彎強度為271MPa，可知力學特性極高。
(實施例76) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例75中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180 秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表9。其結果，抗彎強度為279MPa，可知力學特性極高。
(比較例17) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例16。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表9。其結果，抗彎強度為251MPa，可知力學特性不充分。
(比較例18) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例76。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表9。其結果，抗彎強度為255MPa，可知力學特性不充分。
(實施例77~83) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例60之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表10-1所示變更以外，係以與實施例60同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表10-1。其結果，抗彎強度為286~300MPa，可知力學特性極高。
(實施例84) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例1相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係 以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表10-1。其結果，抗彎強度為285MPa，可知力學特性極高。
(實施例85) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例84中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表10-1。其結果，抗彎強度為292MPa，可知力學特性極高。
(實施例86~94) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例60之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表10-2所示變更以外，係以與實施例60同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表10-2。其結果，抗彎強度為280~296MPa，可知力學特性極高。
(比較例19) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例60同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表10-2。其結果，抗彎強度為270MPa，可知力學特性不充分。
(實施例95)
本實施例係包含以下第I~IV步驟：
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-3)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
使參考例1中所調製的(D-1)於240℃之熔融浴中熔融，以齒輪泵供給至滾塗機(kiss coater)。於加熱至230℃的輥上由滾塗機塗布(D-1)，而形成被膜。
於此輥上使塗布有上漿劑之碳纖維接觸同時使其通過，塗布有上漿劑之碳纖維的每單位長度上便附著有一定量的(D-1)。
將附著有(D-1)的塗布有上漿劑之碳纖維對加熱至350℃的爐內供給，使其通過以軸承自由旋轉、於一直線上上下交互配置的10根輥(φ50mm)間，並使其通過以曲折狀設置於爐內的10根輥條(φ200mm)，一面使(D-1)充分含浸於塗布有上漿劑之碳纖維，一面使PAS轉化成高聚合度聚合物。次之，對自爐內曳出的碳纖維絲條吹拂空氣予以冷卻後，以圓筒絡紗機捲繞之。
此外，由捲繞之碳纖維絲條裁切10根10mm長之絲條，為分離碳纖維與聚硫化芳撐，係利用索氏提取器，並使用1-氯萘於210℃進行回流6小時，將所提取之聚硫化芳撐供予分子量測定。所得之PPS的質量平均分子量(Mw)為26,800、數量平均分子量(Mn)14,100、分散度(Mw/Mn)為1.90。接著測定所提取之聚硫化芳撐的質量減少率△Wr，結果為0.09%。且相對於100質量份之碳纖維，(D-1)的附著量為20質量份。
其次，於360℃以單軸擠製機使PPS樹脂熔融，予以擠壓至安裝於擠製機的前端的十字頭模中，同時亦將含浸有(D-1)的塗布有上漿劑之碳纖維連續供給至上述 十字頭模中(速度：30m/分鐘)，藉以將熔融的PPS樹脂被覆於含浸有(D-1)的塗布有上漿劑之碳纖維。接著，冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的芯鞘結構長纖維團塊(形態B)。PPS樹脂團塊的供給係以相對於整體，塗布有上漿劑之碳纖維成為20質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：330℃、模具溫度：100℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表11。其結果，抗彎強度為285MPa，可知力學特性極高。
(實施例96~101) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例95之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表11所示變更以外，係以與實施例95同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例95同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表11。其結果，抗彎強度為284~290MPa，可知力學特性極高。
(比較例20) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例95同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表11。其結果，抗彎強度為266MPa，可知力學特性不充分。
(實施例102) 本實施例係包含以下第I~IV步驟： ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
使(D-2)於190℃之熔融浴中熔融，以齒輪泵供給至滾塗機。於加熱至180℃的輥上由滾塗機塗布(C-2)，而形成被膜。
於此輥上使塗布有上漿劑之碳纖維接觸同時使其通過，塗布有上漿劑之碳纖維的每單位長度上便附著有一定量的(D-2)。
將附著有(D-2)的塗布有上漿劑之碳纖維對加熱至180℃的爐內供給，使其通過以軸承自由旋轉、於一直線上上下交互配置的10根輥(φ50mm)間，並使其通過以曲折狀設置於爐內的10根輥條(φ200mm)，以使(D-2)充分含浸於塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之碳纖維，(D-2)的附著量為20質量份。
其次，於300℃以單軸擠製機使PA6樹脂熔融，予以擠壓至安裝於擠製機的前端的十字頭模中，同時亦將含浸有(D-2)的塗布有上漿劑之碳纖維連續供給至上述十字頭模中(速度：30m/分鐘)，藉以將熔融的PA6樹脂被覆於含浸有(D-2)的塗布有上漿劑之碳纖維。接著，冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的芯鞘結構長纖維團塊(形態B)。PA6樹脂團塊的供給係以相對於整體，塗布有上漿劑之碳纖維成為30質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：300℃、模具溫度：70℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表12。其結果，抗彎強度為381MPa，可知力學特性極高。
(實施例103~107) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例102之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表12所示變更以外，係以與實施例102同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例102同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表12。其結果，抗彎強度為372~379MPa，可知力學特性極高。
(比較例21) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例102同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表12。其結果，抗彎強度為362MPa，可知力學特性不充分。
(實施例108)
本實施例係包含以下第I~IV步驟：
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
使(D-3)於190℃之熔融浴中熔融，以齒輪泵供給至滾塗機。於加熱至180℃的輥上由滾塗機塗布(D-3)，而形成被膜。
於此輥上使塗布有上漿劑之碳纖維接觸同時使其通過，塗布有上漿劑之碳纖維的每單位長度上便附著有一定量的(D-3)。
將附著有(D-3)的塗布有上漿劑之碳纖維對加熱至180℃的爐內供給，使其通過以軸承自由旋轉、於一直線上上下交互配置的10根輥(φ50mm)間，並使其通過以曲折狀設置於爐內的10根輥條(φ200mm)，以使(D-3)充分含浸於塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之碳纖維，(D-3)的附著量為20質量份。
其次，於240℃以單軸擠製機使PP樹脂熔融，予以擠壓至安裝於擠製機的前端的十字頭模中，同時亦將含浸有(D-3)的塗布有上漿劑之碳纖維連續供給至上述十字頭模中(速度：30m/分鐘)，藉以將熔融的PP樹脂被覆於含浸有(D-3)的塗布有上漿劑之碳纖維。接著，冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的芯鞘結構長纖維團塊(形態B)。PP樹脂團塊的供給係以相對於整體，塗布有上漿劑之碳纖維成為20質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：240℃、模具溫度：60℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表13-1。其結果，抗彎強度為155MPa，可知力學特性極高。
(實施例109~113) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例108之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表13-1所示變更以外，係以與實施例108同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例108同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表13-1。其結果，抗彎強度為145~159MPa，可知力學特性極高。
(比較例22) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例108同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表13-1。其結果，抗彎強度為135MPa，可知力學特性不充分。
(實施例114)
本實施例係包含以下第I~IV步驟：
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
將(D-4)的乳化液調整為固體成分濃度27質量%以輥含浸法使其附著後，於210℃乾燥2分鐘去除水分而得到塗布有上漿劑之碳纖維與第1及第2丙烯系樹脂的複合體。相對於100質量份之碳纖維，(D-4)的附著量為20質量份。
其次，於300℃以單軸擠製機使PP樹脂熔融，予以擠壓至安裝於擠製機的前端的十字頭模中，同時亦將附著有(D-4)的塗布有上漿劑之碳纖維連續供給至上述十字頭模中(速度：30m/分鐘)，藉以將熔融的PP樹脂被覆於附著有(D-4)的塗布有上漿劑之碳纖維。接著，冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的芯鞘結構長纖維團塊(形態B)。PP樹脂團塊的供給係以相對於整體，塗布有上漿劑之碳纖維成為20質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：240℃、模具溫度：60℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表13-2。其結果，抗彎強度為158MPa，可知力學特性極高。
(實施例115~119) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例114之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表13-2所示變更以外，係以與實施例114同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例114同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表13-2。其結果，抗彎強度為145~162MPa，可知力學特性極高。
(比較例23) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例114同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表13-2。其結果，抗彎強度為135MPa，可知力學特性不充分。
(實施例120)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-10)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係 以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將PC樹脂團塊自擠製機以熔融狀態供給至十字頭模使PC樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的長纖維團塊(形態A)。此外，擠製機係以料筒溫度300℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。PC樹脂團塊的供給係以相對於20質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PC樹脂團塊成為80質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：320℃、模具溫度：70℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表14。其結果，抗彎強度為210MPa，可知力學特性極高。
(實施例121~125) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例120之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表14所示變更以外，係以與實施例120同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例120同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表14。其結果，抗彎強度為200~209MPa，可知力學特性極高。
(比較例24) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-10)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例120同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表14。其結果，抗彎強度為190MPa，可知力學特性不充分。
(實施例126)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係 以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造長纖維團塊的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將ABS樹脂團塊自擠製機以熔融狀態供給至十字頭模使ABS樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後，與拉擠方向呈直角地切成7mm，即製得碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形材料的長度實質上相同的長纖維團塊(形態A)。此外，擠製機係以料筒溫度250℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。ABS樹脂團塊的供給係以相對於20質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，ABS樹脂團塊成為80質量份的方式調整。
‧第IV步驟：射出成形步驟：
將前步驟中所得之長纖維團塊，利用日本製鋼所(股)製J350EIII型射出成形機，以筒溫度：260℃、模具溫度：60℃成形為特性評定用試片。所得之試片置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表15。其結果，抗彎強度為180MPa，可知力學特性極高。
(實施例127~131) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例126之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表15所示變更以外，係以與實施例126同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例126同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表15。其結果，抗彎強度為165~180MPa，可知力學特性極高。
(比較例25) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例60。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例126同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表15。其結果，抗彎強度為155MPa，可知力學特性不充分。
以下，對碳單纖維的二維配向材(成形材料(Q))相關之實施例、比較例進行說明。
<射出成形品的抗彎特性評定方法>
由所得之射出成形品切出長130±1mm、寬25±0.2mm的抗彎強度試片。依循ASTM D-790(2004)所規定的試驗方法，利用3點彎曲試驗治具(壓子10mm，支點10mm)並將支持跨距設定為100mm，以十字頭速度5.3mm/分鐘測定抗彎強度。此外，本實施例中係使用“Instron(註冊商標)”萬能試驗機4201型(Instron公司製)作為試驗機。測定常數係設n=5，並以平均值作為抗彎強度。
各實施例及各比較例中所使用的材料與成分如下：
‧(A1)成分：A-1~A-7
A-1：“jER(註冊商標)”152(三菱化學(股)製)
酚系酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：175g/mol、環氧基數：3
A-2：“EPICLON(註冊商標)”N660(DIC(股)製)
甲酚酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：206g/mol、環氧基數：3
A-3：“Araldite(註冊商標)”MY721(Huntsman Advanced Materials公司製)
N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺二苯基甲烷
環氧當量：113g/mol、環氧基數：4
A-4：“jER(註冊商標)”828(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：189g/mol、環氧基數：2
A-5：“jER(註冊商標)”1001(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：475g/mol、環氧基數：2
A-6：“DENACOL(註冊商標)”EX-810(Nagase ChemteX(股)製)
乙二醇之二環氧丙基醚
環氧當量：113g/mol、環氧基數：2
A-7：TETRAD-X(Mitsubishi Gas Chemical(股)製)
四環氧丙基間二甲苯二胺
環氧當量：100g/mol、環氧基數：4。
‧屬於(A1)成分、(A2)成分兩者：A-8
A-8：“DENACOL(註冊商標)”EX-611(Nagase ChemteX(股)製)
山梨糖醇聚環氧丙基醚
環氧當量：167g/mol、環氧基數：4
羥基數：2。
‧(A2)成分：A-9、A-10
A-9：“DENACOL(註冊商標)”EX-731(Nagase ChemteX(股)製)
N-環氧丙基鄰苯二甲醯亞胺
環氧當量：216g/mol、環氧基數：1
醯亞胺基數：1
A-10：“ADEKA RESIN(註冊商標)”EPU-6((股)ADEKA製)
胺基甲酸酯變性環氧
環氧當量：250g/mol、環氧基數：1以上
胺基甲酸酯基：1以上。
‧(B1)成分：B-1~B-7
B-1：“DBU(註冊商標)”(San-Apro(股)製)、(屬式(III))
1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯、分子量：152
B-2：N,N-二甲基苯甲胺(東京化成工業(股)製)、分子量：135.21
B-3：1,8-雙(二甲基胺)萘(Aldrich公司製)
別名：質子海綿、分子量：214.31、(屬式(IV))
B-4：2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚(東京化成工業(股)製)
別名：DMP-30、分子量：265.39、(屬式(V))
B-5：DBN(San-Apro(股)製)、分子量：124、(屬式(III))
1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯
B-6：三異丙醇胺(東京化成工業(股)製)、分子量：191.27、(屬式(VI))
B-7：U-CAT SA506(San-Apro(股)製)(屬式(III))
DBU-對甲苯磺酸鹽、分子量：324.44。
‧(B2)成分：B-8~B-14
B-8：苯甲基三甲基銨溴化物(R1之碳數為7、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-9：四丁基銨溴化物(R1~R4之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-10：三甲基十八基銨溴化物(R1之碳數為18、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-11：(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為2、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-12：(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-13：(2-羥乙基)三甲基銨溴化物(R1之碳數為2、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-14：1-十六基吡啶陽離子氯化物(R5之碳數為16、R6與R7各為氫原子、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(II))。
‧(B3)成分：B-15~B-17
B-15：四丁基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製、屬式(IX))分子量：339
B-16：四苯基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為6、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)、(屬式(IX))分子量：419
B-17：三苯基膦(R34~R36之碳數各為6、東京化成工業(股)製)、(屬式(X))分子量：262。
‧(C)成分(其他成分)：C-1、C-2
C-1：“DENACOL(註冊商標)”EX-141(Nagase ChemteX(股)製)
苯基環氧丙基醚 環氧當量：151g/mol、環氧基數：1
C-2：己二胺(東京化成工業(股)製)、分子量：116。
‧熱塑性樹脂
聚硫化芳撐(PPS)樹脂薄膜：將“Torelina(註冊商標)”M2888(Toray(股)製)加工成薄膜狀(單位面積重量100g/m2)
聚醯胺6(PA6)樹脂薄膜：將“Amilan(註冊商標)”CM1001(Toray(股)製)加工成薄膜狀(單位面積重量100g/m2)
聚碳酸酯(PC)樹脂薄膜：將“Lexan(註冊商標)”141R(SABIC)加工成薄膜狀(單位面積重量100g/m2)
ABS樹脂薄膜(苯乙烯系樹脂)：將“Toyolac(註冊商標)”T-100A(Toray(股)製)加工成薄膜狀(單位面積重量100g/m2)
聚丙烯(PP)樹脂薄膜(聚烯烴系樹脂)：將未變性PP樹脂團塊與酸變性PP樹脂團塊混合加工成薄膜狀(單位面積重量100g/m2)、未變性PP樹脂團塊：“Prime Polypro(註冊商標)”J830HV(Prine Polymer(股)製)50質量份、酸變性PP樹脂團塊：“ADMER(註冊商標)”QE800(三井化學(股)製)50質量份。
(實施例132)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
對包含99莫耳%丙烯腈與1莫耳%伊康酸的共聚物進行紡絲、燒成，得到總絲支數24,000根、總纖度1000德士、比重1.8、絲條拉伸強度6.2GPa、絲條拉伸彈性係數300GPa的碳纖維。接著，對該碳纖維，以濃度0.1莫耳/l的碳酸氫銨水溶液為電解液，並以每1g碳纖維100庫侖的電量實施電解表面處理。其次對該實施有電解表面處理的碳纖維進行水洗，於溫度150℃的加熱空氣中乾燥，而得到作為原料的碳纖維。其後，將所得之碳 纖維以匣式剪裁器切成6mm。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維A。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
於直徑500mm之圓筒形容器中加入包含水與界面活性劑(Nacalai Tesque(股)製、聚氧乙烯月桂基醚(商品名))之濃度0.1質量%的分散液，於其中投入前步驟中經裁切的碳纖維，以使纖維的質量含有率成為0.02%。攪拌5分鐘後，進行脫水處理而製得抄紙網。此時的單位面積重量為67g/m2。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-4)與(B-1)以質量比100：1混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
自上下方向以PPS樹脂薄膜(樹脂單位面積重量100g/m2)夾住前步驟中所得之抄紙網，並利用熱壓裝置，以330℃、3.5MPa進行加熱加壓後，以60℃、3.5MPa進行冷卻加壓，得到抄紙網與PPS樹脂經複合化的成形材料。進而進行積層、加熱加壓、冷卻加壓，以使成形品的厚度成為3mm。所得之成形品的碳纖維含有率為25質量%。成形品置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得 之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表16。其結果，抗彎強度為441MPa，可知力學特性極高。
(實施例133~136) ‧第I~II步驟：
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例132之第III步驟中(A-4)與(B-1)的質量比，如表16所示於100：3~100：20之範圍內變更以外，係以與實施例132同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表16。其結果，抗彎強度為441~445MPa，可知力學特性極高。
(比較例26~30) ‧第I~II步驟：
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例1之第III步驟中(A)成分、(B)成分、(C)成分(其他成分)的質量比如表16所示變更以外，係以與實施例1同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表16。其結果，抗彎強度為419~425MPa，可知力學特性不充分。
(實施例137~146) ‧第I~II步驟：
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例132之第III步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表17所示變更以外，係以與實施例132同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表17。其結果，抗彎強度為433~451MPa，可知力學特性極高。
(實施例147) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例132相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A~4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表17。其結果，抗彎強度為434MPa，可知力學特性極高。
(實施例148) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例147中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表17。其結果，抗彎強度為440MPa，可知力學特性極高。
(比較例31) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例147。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表17。其結果，抗彎強度為415MPa，可知力學特性不充分。
(比較例32) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例148。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表17。其結果，抗彎強度為418MPa，可知力學特性不充分。
(實施例149~155) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例132之第III步驟中(A)成分與(B)成分如表17所示變更以外，係以與實施例132同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表18-1。其結果，抗彎強度為444~452MPa，可知力學特性極高。
(實施例156) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例132相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-1)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表18-1。其結果，抗彎強度為435MPa，可知力學特性極高。
(實施例157) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例156中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-1)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表18-1。其結果，抗彎強度為442MPa，可知力學特性極高。
(實施例158~166) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例132。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例132之第III步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表18-1所示變更以外，係以與實施例132同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表18-2。其結果，抗彎強度為433~448MPa，可知力學特性極高。
(比較例33) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：使黏著劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該黏著劑的丙酮溶液，利用浸漬法將黏著劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有黏著劑之碳纖維。黏著劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~IV步驟：
以與實施例132同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表18-2。其結果，抗彎強度為425MPa，可知力學特性不充分。
(實施例167)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
於直徑500mm之圓筒形容器中加入包含水與界面活性劑(Nacalai Tesque(股)製、聚氧乙烯月桂基醚(商品名))之濃度0.1質量%的分散液，於其中投入前步驟中經裁切的碳纖維，以使纖維的質量含有率成為0.02%。攪拌5分鐘後，進行脫水處理而製得抄紙網。此時的單位面積重量為82g/m2。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-8)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
自上下方向以PA6樹脂薄膜(樹脂單位面積重量100g/m2)夾住前步驟中所得之抄紙網，並利用熱壓裝置，以300℃、3.5MPa進行加熱加壓後，以60℃、3.5MPa進行冷卻加壓，得到抄紙網與PA6樹脂經複合化的成形材料。進而進行積層、加熱加壓、冷卻加壓，以使成形品的厚度成為3mm。所得之成形品的碳纖維含有率為29質量%。成形品置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表19。其結果，抗彎強度為465MPa，可知力學特性極高。
(實施例168~172) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例167。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例167之第III步驟中(A)成分與(B)成分如表19所示變更以外，係以與實施例167同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
以與實施例167同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表19。其結果，抗彎強度為450~461MPa，可知力學特性極高。
(比較例34) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例167。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例167同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表19。其結果，抗彎強度為440MPa，可知力學特性不充分。
(實施例173)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
於直徑500mm之圓筒形容器中加入包含水與界面活性劑(Nacalai Tesque(股)製、聚氧乙烯月桂基醚(商品名))之濃度0.1質量%的分散液，於其中投入前步驟中經裁切的碳纖維，以使纖維的質量含有率成為0.02%。攪拌5分鐘後，進行脫水處理而製得抄紙網。此時的單位面積重量為78g/m2。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-10)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
自上下方向以PC樹脂薄膜(樹脂單位面積重量100g/m2)夾住前步驟中所得之抄紙網，並利用熱壓裝置，以320℃、3.5MPa進行加熱加壓後，以60℃、3.5MPa進行冷卻加壓，得到抄紙網與PC樹脂經複合化的成形材料。進而進行積層、加熱加壓、冷卻加壓，以使成形品的厚度成為3mm。所得之成形品的碳纖維含有率為28質量%。成形品置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表20。其結果，抗彎強度為417MPa，可知力學特性極高。
(實施例174~178) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例173。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例173之第III步驟中(A)成分與(B)成分如表20所示變更以外，係以與實施例173同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例173同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表20。其結果，抗彎強度為400~414MPa，可知力學特性極高。
(比較例35) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例173。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
僅將(A-10)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例173同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表20。其結果，抗彎強度為390MPa，可知力學特性不充分。
(實施例179)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
於直徑500mm之圓筒形容器中加入包含水與界面活性劑(Nacalai Tesque(股)製、聚氧乙烯月桂基醚(商品名))之濃度0.1質量%的分散液，於其中投入前步驟中經裁切的碳纖維，以使纖維的質量含有率成為0.02%。攪拌5分鐘後，進行脫水處理而製得抄紙網。此時的單位面積重量為86g/m2。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-1)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱 處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
自上下方向以ABS樹脂薄膜(樹脂單位面積重量100g/m2)夾住前步驟中所得之抄紙網，並利用熱壓裝置，以260℃、3.5MPa進行加熱加壓後，以60℃、3.5MPa進行冷卻加壓，得到抄紙網與ABS樹脂經複合化的成形材料。進而進行積層、加熱加壓、冷卻加壓，以使成形品的厚度成為3mm。所得之成形品的碳纖維含有率為30質量%。成形品置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表21。其結果，抗彎強度為352MPa，可知力學特性極高。
(實施例180~184) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例179。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例179之第III步驟中(A)成分與(B)成分如表21所示變更以外，係以與實施例179同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例179同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表21。其結果，抗彎強度為338~351MPa，可知力學特性極高。
(比較例36) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例179。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例179同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表21。其結果，抗彎強度為320MPa，可知力學特性不充分。
(實施例185)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
於直徑500mm之圓筒形容器中加入包含水與界面活性劑(Nacalai Tesque(股)製、聚氧乙烯月桂基醚(商品名))之濃度0.1質量%的分散液，於其中投入前步驟中經裁切的碳纖維，以使纖維的質量含有率成為0.02%。攪拌5分鐘後，進行脫水處理而製得抄紙網。此時的單位面積重量為103g/m2。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
將(A-8)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：抄紙網與熱塑性樹脂的複合化步驟
自上下方向以PP樹脂薄膜(樹脂單位面積重量100g/m2)夾住前步驟中所得之抄紙網，並利用熱壓裝置，以240℃、3.5MPa進行加熱加壓後，以60℃、3.5MPa進行冷卻加壓，得到抄紙網與PP樹脂經複合化的成形材料。進而進行積層、加熱加壓、冷卻加壓，以使成形品的厚度成為3mm。所得之成形品的碳纖維含有率為34質量%。成形品置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表22。其結果，抗彎強度為320MPa，可知力學特性極高。
(實施例186~190) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例185。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
除將實施例185之第III步驟中(A)成分與(B)成分如表22所示變更以外，係以與實施例185同樣的方法得到賦予黏著劑之抄紙網。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，黏著劑的附著量均為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例185同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評 定方法進行評定。結果係彙整於表22。其結果，抗彎強度為309~315MPa，可知力學特性極高。
(比較例37) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例132。
‧第II步驟：製造抄紙網的步驟
同實施例185。
‧第III步驟：對抄紙網賦予黏著劑的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到黏著劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。接著，自前步驟中所得之抄紙網的上方配布丙酮溶液。其後，吸取剩餘量的丙酮溶液後，以210℃×180秒進行熱處理。相對於100質量份之碳纖維，黏著劑的附著量為0.5質量份。
‧第IV步驟：
以與實施例185同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表22。其結果，抗彎強度為295MPa，可知力學特性不充分。
以下，對束狀碳纖維的二維配向材(成形材料(R))相關之實施例、比較例進行說明。
<成形品的抗彎特性評定方法>
由所得之成形品切出長130±1mm、寬25±0.2mm的抗彎強度試片。依循ASTM D-790(2004)所規定的試驗方法，利用3點彎曲試驗治具(壓子10mm，支點10mm)並將支持跨距設定為100mm，以十字頭速度5.3mm/分鐘測定抗彎強度。此外，本實施例中係使用“Instron(註冊商標)”萬能試驗機4201型(Instron公司製)作為試驗機。測定常數係設n=5，並以平均值作為抗彎強度。
各實施例及各比較例中所使用的材料與成分如下：
‧(A1)成分：A-1~A-7
A-1：“jER(註冊商標)”152(三菱化學(股)製)
酚系酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：175g/mol、環氧基數：3
A-2：“EPICLON(註冊商標)”N660(DIC(股)製)
甲酚酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：206g/mol、環氧基數：3
A-3：“Araldite(註冊商標)”MY721(Huntsman Advanced Materials公司製)
N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺二苯基甲烷
環氧當量：113g/mol、環氧基數：4
A-4：“jER(註冊商標)”828(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：189g/mol、環氧基數：2
A-5：“jER(註冊商標)”1001(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：475g/mol、環氧基數：2
A-6：“DENACOL(註冊商標)”EX-810(Nagase ChemteX(股)製)
乙二醇之二環氧丙基醚
環氧當量：113g/mol、環氧基數：2
A-7：TETRAD-X(Mitsubishi Gas Chemical(股)製)
四環氧丙基間二甲苯二胺
環氧當量：100g/mol、環氧基數：4。
‧屬於(A1)成分、(A2)成分兩者：A-8
A-8：“DENACOL(註冊商標)”EX-611(Nagase ChemteX(股)製)
山梨糖醇聚環氧丙基醚
環氧當量：167g/mol、環氧基數：4
羥基數：2。
‧(A2)成分：A-9、A-10
A-9：“DENACOL(註冊商標)”EX-731(Nagase ChemteX(股)製)
N-環氧丙基鄰苯二甲醯亞胺
環氧當量：216g/mol、環氧基數：1
醯亞胺基數：1
A-10：“ADEKA RESIN(註冊商標)”EPU-6((股)ADEKA製)
胺基甲酸酯變性環氧
環氧當量：250g/mol、環氧基數：1以上
胺基甲酸酯基：1以上。
‧(B1)成分：B-1~B-7
B-1：“DBU(註冊商標)”(San-Apro(股)製)、(屬式(III))
1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯、分子量：152
B-2：N,N-二甲基苯甲胺(東京化成工業(股)製)、分子量：135.21
B-3：1,8-雙(二甲基胺)萘(Aldrich公司製)
別名：質子海綿、分子量：214.31、(屬式(IV))
B-4：2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚(東京化成工業(股)製)
別名：DMP-30、分子量：265.39、(屬式(V))
B-5：DBN(San-Apro(股)製)、分子量：124、(屬式(III))
1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯
B-6：三異丙醇胺(東京化成工業(股)製)、分子量：191.27、(屬式(VI))
B-7：U-CAT SA506(San-Apro(股)製)(屬式(III))
DBU-對甲苯磺酸鹽、分子量：324.44。
‧(B2)成分：B-8~B-14
B-8：苯甲基三甲基銨溴化物(R1之碳數為7、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-9：四丁基銨溴化物(R1~R4之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-10：三甲基十八基銨溴化物(R1之碳數為18、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-11：(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為2、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-12：(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-13：(2-羥乙基)三甲基銨溴化物(R1之碳數為2、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-14：1-十六基吡啶陽離子氯化物(R5之碳數為16、R6與R7各為氫原子、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(II))。
‧(B3)成分：B-15~B-17
B-15：四丁基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製、屬式(IX))分子量：339
B-16：四苯基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為6、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)、(屬式(IX))分子量：419
B-17：三苯基膦(R34~R36之碳數各為6、東京化成工業(股)製)、(屬式(X))分子量：262
‧(C)成分(其他成分)：C-1、C-2
C-1：“DENACOL(註冊商標)”EX-141(Nagase ChemteX(股)製)
苯基環氧丙基醚 環氧當量：151g/mol、環氧基數：1
C-2：己二胺(東京化成工業(股)製)、分子量：116。
‧熱塑性樹脂
聚硫化芳撐(PPS)樹脂薄膜：將“Torelina(註冊商標)”M2888(Toray(股)製)加工成薄膜狀(單位面積重量100g/m2)
(實施例191)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
對包含99莫耳%丙烯腈與1莫耳%伊康酸的共聚物進行紡絲、燒成，得到總絲支數24,000根、總纖度1000德士、比重1.8、絲條拉伸強度6.2GPa、絲條拉伸彈性 係數300GPa的碳纖維。接著，對該碳纖維，以濃度0.1莫耳/l的碳酸氫銨水溶液為電解液，並以每1g碳纖維100庫侖的電量實施電解表面處理。其次對該實施有電解表面處理的碳纖維進行水洗，於溫度150℃的加熱空氣中乾燥，而得到作為原料的碳纖維。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維A。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：塗布有上漿劑之碳纖維的裁切步驟
將第II步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維，以匣式剪裁器裁切成6mm。
‧第IV步驟：與熱塑性樹脂的複合化步驟
於PPS樹脂薄膜上隨機載置前步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維(單位面積重量86g/m2)，自其上夾入另一片的PPS樹脂薄膜，並利用熱壓裝置，以330℃、5.0MPa進行加熱加壓後，以60℃、5.0MPa進行冷卻加壓，得到裁切之塗布有上漿劑之碳纖維與PPS樹脂經複合化的成形材料。進而進行積層、加熱加壓、冷卻加壓，以使成形品的厚度成為3mm。所得之成形品的碳纖維含 有率為30質量%。成形品置放於經調整為溫度23℃、50%RH的恆溫恆濕室中24小時後供予特性評定試驗。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表23。其結果，抗彎強度為285MPa，可知力學特性極高。
(實施例192~196) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例191。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例191之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表23所示變更以外，係以與實施例191同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~IV步驟：
以與實施例191同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表23。其結果，抗彎強度為265~280MPa，可知力學特性極高。
(比較例38) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例191。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度 210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III~IV步驟：
以與實施例191同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表23。其結果，抗彎強度為251MPa，可知力學特性不充分。
以下，對半固化片相關之實施例、比較例進行說明。
<一方向成形品的90°抗彎特性評定方法>
將所得之一方向成形品沿與碳纖維方向垂直的方向切出長130±1mm、寬25±0.2mm的抗彎強度試片。依循ASTM D-790(2004)所規定的試驗方法，利用3點彎曲試驗治具(壓子10mm，支點10mm)並將支持跨距設定為100mm，以十字頭速度5.3mm/分鐘測定抗彎強度。此外，本實施例中係使用“Instron(註冊商標)”萬能試驗機4201型(Instron公司製)作為試驗機。測定常數係設n=5，並以平均值作為抗彎強度。
各實施例及各比較例中所使用的材料與成分如下：
‧(A1)成分：A-1~A-7
A-1：“jER(註冊商標)”152(三菱化學(股)製)
酚系酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：175g/mol、環氧基數：3
A-2：“EPICLON(註冊商標)”N660(DIC(股)製)
甲酚酚醛之環氧丙基醚
環氧當量：206g/mol、環氧基數：3
A-3：“Araldite(註冊商標)”MY721(Huntsman Advanced Materials公司製)
N,N,N’,N’-四環氧丙基-4,4’-二胺二苯基甲烷
環氧當量：113g/mol、環氧基數：4
A-4：“jER(註冊商標)”828(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：189g/mol、環氧基數：2
A-5：“jER(註冊商標)”1001(三菱化學(股)製)
雙酚A之二環氧丙基醚
環氧當量：475g/mol、環氧基數：2
A-6：“DENACOL(註冊商標)”EX-810(Nagase ChemteX(股)製)
乙二醇之二環氧丙基醚
環氧當量：113g/mol、環氧基數：2
A-7：TETRAD-X(Mitsubishi Gas Chemical(股)製)
四環氧丙基間二甲苯二胺
環氧當量：100g/mol、環氧基數：4。
‧屬於(A1)成分、(A2)成分兩者：A-8
A-8：“DENACOL(註冊商標)”EX-611(Nagase ChemteX(股)製)
山梨糖醇聚環氧丙基醚
環氧當量：167g/mol、環氧基數：4
羥基數：2。
‧(A2)成分：A-9、A-10
A-9：“DENACOL(註冊商標)”EX-731(Nagase ChemteX(股)製)
N-環氧丙基鄰苯二甲醯亞胺
環氧當量：216g/mol、環氧基數：1
醯亞胺基數：1
A-10：“ADEKA RESIN(註冊商標)”EPU-6((股)ADEKA製)
胺基甲酸酯變性環氧
環氧當量：250g/mol、環氧基數：1以上
胺基甲酸酯基：1以上。
‧(B1)成分：B-1~B-7
B-1：“DBU(註冊商標)”(San-Apro(股)製)、(屬式(III))
1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯、分子量：152
B-2：N,N-二甲基苯甲胺(東京化成工業(股)製)、分子量：135.21
B-3：1,8-雙(二甲基胺)萘(Aldrich公司製)
別名：質子海綿、分子量：214.31、(屬式(IV))
B-4：2,4,6-三(二甲基胺甲基)酚(東京化成工業(股)製)
別名：DMP-30、分子量：265.39、(屬式(V))
B-5：DBN(San-Apro(股)製)、分子量：124、(屬式(III))
1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯
B-6：三異丙醇胺(東京化成工業(股)製)、分子量：191.27、(屬式(VI))
B-7：U-CAT SA506(San-Apro(股)製)(屬式(III))
DBU-對甲苯磺酸鹽、分子量：324.44。
‧(B2)成分：B-8~B-14
B-8：苯甲基三甲基銨溴化物(R1之碳數為7、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-9：四丁基銨溴化物(R1~R4之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-10：三甲基十八基銨溴化物(R1之碳數為18、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-11：(2-甲氧乙氧甲基)三乙基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為2、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-12：(2-乙醯氧乙基)三甲基銨氯化物(R1之碳數為4、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-13：(2-羥乙基)三甲基銨溴化物(R1之碳數為2、R2~R4之碳數各為1、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(I))
B-14：1-十六基吡啶陽離子氯化物(R5之碳數為16、R6與R7各為氫原子、陰離子部位為氯化物陰離子、東京化成工業(股)製)(屬式(II))。
‧(B3)成分：B-15~B-17
B-15：四丁基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為4、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)分子量：339(屬式(IX))
B-16：四苯基鏻溴化物(R30~R33之碳數各為6、陰離子部位為溴化物陰離子、東京化成工業(股)製)、分子量：419(屬式(IX))
B-17：三苯基膦(R34~R36之碳數各為6、東京化成工業(股)製)、分子量：262(屬式(X))。
‧(C)成分(其他成分)：C-1、C-2
C-1：“DENACOL(註冊商標)”EX-141(Nagase ChemteX(股)製)
苯基環氧丙基醚環氧當量：151g/mol、環氧基數：1
C-2：己二胺(東京化成工業(股)製)、分子量：116。
‧熱塑性樹脂
聚硫化芳撐(PPS)樹脂團塊：“Torelina(註冊商標)”A900(Toray(股)製)
聚醯胺6(PA6)樹脂團塊：“Amilan(註冊商標)”CM1001(Toray(股)製)
聚丙烯(PP)樹脂團塊(聚烯烴系樹脂)：未變性PP樹脂團塊與酸變性PP樹脂團塊的混合物
未變性PP樹脂團塊：“Prime Polypro(註冊商標)”J830HV(Prine Polymer(股)製)
酸變性PP樹脂團塊：“ADMER(註冊商標)”QE800(三井化學(股)製)
聚碳酸酯(PC)樹脂團塊：“Lexan(註冊商標)”141R(SABIC)
ABS樹脂團塊(苯乙烯系樹脂)：“Toyolac(註冊商標)”T-100A(Toray(股)製)
(實施例197)
本實施例係包含以下第I~IV步驟：
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
對包含99莫耳%丙烯腈與1莫耳%伊康酸的共聚物進行紡絲、燒成，得到總絲支數24,000根、總纖度1000德士、比重1.8、絲條拉伸強度6.2GPa、絲條拉伸彈性係數300GPa的碳纖維。接著，對該碳纖維，以濃度0.1莫耳/l的碳酸氫銨水溶液為電解液，並以每1g碳纖維100庫侖的電量實施電解表面處理。其次對該實施有電解表面處理的碳纖維進行水洗，於溫度150℃的加熱空氣中乾燥，而得到作為原料的碳纖維。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維A。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-1)以質量比100：1混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造帶狀半固化片的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將PPS樹脂團塊自擠製機以熔融狀態供給至十字頭模使PPS樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後予以捲繞，即作成帶狀半固化片。此外，擠製機係以料筒溫度320℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。PPS樹脂團塊的供給係以相對於66質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PPS樹脂團塊成為34質量份的方式調整。
‧第IV步驟：積層半固化片並進行壓製成形的步驟
使前步驟中所得之帶狀半固化片，於30cm×30cm之模具中沿一方向對齊，並利用加熱型壓製成型機，以330℃×10分鐘的條件進行壓製成型，而得到30cm×30cm×3mm的平板狀成形品。次之，對所得之特性 評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表24。其結果，抗彎強度為73MPa，可知力學特性極高。
(實施例198~201) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例197之第II步驟中(A-4)與(B-1)的質量比如表24所示變更以外，係以與實施例197同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表24。其結果，抗彎強度為70~77MPa，可知力學特性極高。
(比較例39~43) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例197之第II步驟中(A)成分、(B)成分、(C)成分(其他成分)的質量比如表24所示變更以外，係以與實施例197同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III~V步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表24。其結果，抗彎強度為55~60MPa，可知力學特性不充分。
(實施例202~211) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例197之第II步驟中(A-4)與(B-1)的質量比如表25所示變更以外，係以與實施例197同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表25。其結果，抗彎強度為70~85MPa，可知力學特性極高。
(實施例212) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例197相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表25。其結果，抗彎強度為70MPa，可知力學特性極高。
(實施例213) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例212中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-4)與(B-7)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表25。其結果，抗彎強度為77MPa，可知力學特性極高。
(比較例44) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例212。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表25。其結果，抗彎強度為50MPa，可知力學特性不充分。
(比較例45) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例213。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-4)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表25。其結果，抗彎強度為53MPa，可知力學特性不充分。
(實施例214~220) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例197之第II步驟中(A)成分與(B)成分的質量比如表26-1所示變更以外，係以與實施例197同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表26-1。其結果，抗彎強度為80~86MPa，可知力學特性極高。
(實施例221) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
除使用濃度0.05莫耳/l的硫酸水溶液為電解液，並以每1g碳纖維20庫侖的電量實施電解表面處理以外，係與實施例197相同。此時的表面氧濃度O/C為0.20。將其作為碳纖維B。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表26-1。其結果，抗彎強度為72MPa，可知力學特性極高。
(實施例222) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
將實施例221中所得之碳纖維B浸漬於四乙基銨氫氧化物水溶液(pH=14)中，一面用超音波震盪一面予以提起。此時的表面氧濃度O/C為0.17。將其作為碳纖維C。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-8)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表26-1。其結果，抗彎強度為77MPa，可知力學特性極高。
(實施例223~231) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例197之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表26-2所示變更以外，係以與實施例197同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表26-2。其結果，抗彎強度為73~82MPa，可知力學特性極高。
(比較例46) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例197同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表26-2。其結果，抗彎強度為62MPa，可知力學特性不充分。
(實施例232)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造帶狀半固化片的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將PA6樹脂團塊自擠製機以熔融狀態供給至十字頭模使PA6樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後予以捲繞，即作成帶狀半固化片。此外，擠製機係以料筒溫度300℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。PA6樹脂團塊的供給係以相對於70質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PA6樹脂團塊成為30質量份的方式調整。
‧第IV步驟：積層半固化片並進行壓製成形的步驟
使前步驟中所得之帶狀半固化片，於30cm×30cm之模具中沿一方向對齊，並利用加熱型壓製成型機，以300℃×10分鐘的條件進行壓製成型，而得到30cm×30cm×3mm的平板狀成形品。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表27。其結果，抗彎強度為65MPa，可知力學特性極高。
(實施例233~237) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例232之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表27所示變更以外，係以與實施例232同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例232同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表27。其結果，抗彎強度為55~63MPa，可知力學特性極高。
(比較例47) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例232同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表27。其結果，抗彎強度為49MPa，可知力學特性不充分。
(實施例238)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-8)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造帶狀半固化片的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將PP樹脂團塊自擠製機以熔 融狀態供給至十字頭模使PP樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後予以捲繞，即作成帶狀半固化片。此外，擠製機係以料筒溫度240℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。PP樹脂團塊的供給係以相對於75質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PP樹脂團塊成為25質量份的方式調整。
‧第IV步驟：積層半固化片並進行壓製成形的步驟
使前步驟中所得之帶狀半固化片，於30cm×30cm之模具中沿一方向對齊，並利用加熱型壓製成型機，以240℃×10分鐘的條件進行壓製成型，而得到30cm×30cm×3mm的平板狀成形品。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表28。其結果，抗彎強度為35MPa，可知力學特性極高。
(實施例239~243) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例238之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表28所示變更以外，係以與實施例238同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例238同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表28。其結果，抗彎強度為30~33MPa，可知力學特性極高。
(比較例48) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-8)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例238同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表28。其結果，抗彎強度為20MPa，可知力學特性不充分。
(實施例244)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-10)與(B-6)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造帶狀半固化片的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將PC樹脂團塊自擠製機以熔 融狀態供給至十字頭模使PC樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後予以捲繞，即作成帶狀半固化片。此外，擠製機係以料筒溫度300℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。PC樹脂團塊的供給係以相對於69質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PC樹脂團塊成為31質量份的方式調整。
‧第IV步驟：積層半固化片並進行壓製成形的步驟
使前步驟中所得之帶狀半固化片，於30cm×30cm之模具中沿一方向對齊，並利用加熱型壓製成型機，以320℃×10分鐘的條件進行壓製成型，而得到30cm×30cm×3mm的平板狀成形品。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表29。其結果，抗彎強度為58MPa，可知力學特性極高。
(實施例245~249) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例244之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表29所示變更以外，係以與實施例244同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例244同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表29。其結果，抗彎強度為50~59MPa，可知力學特性極高。
(比較例49) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-10)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例244同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表29。其結果，抗彎強度為42MPa，可知力學特性不充分。
(實施例250)
本實施例係包含以下第I~IV步驟。
‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
將(A-1)與(B-1)以質量比100：3混合，進而混合丙酮，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III步驟：製造帶狀半固化片的步驟
於單軸擠製機的前端部分安裝可使連續的塗布有上漿劑之碳纖維通過的加工成波狀的十字頭模。接著，一面使連續的塗布有上漿劑之碳纖維以5m/分鐘的速度通過十字頭模予以拉引，一面將ABS樹脂團塊自擠製機以 熔融狀態供給至十字頭模使ABS樹脂含浸於連續的塗布有上漿劑之碳纖維，再將熔融含浸物加熱、冷卻後予以捲繞，即作成帶狀半固化片。此外，擠製機係以料筒溫度250℃、旋轉數150rpm充分混練，進一步由下游的真空排氣孔進行除氣。ABS樹脂團塊的供給係以相對於72質量份之塗布有上漿劑之碳纖維，PC樹脂團塊成為28質量份的方式調整。
‧第IV步驟：積層半固化片並進行壓製成形的步驟
使前步驟中所得之帶狀半固化片，於30cm×30cm之模具中沿一方向對齊，並利用加熱型壓製成型機，以260℃×10分鐘的條件進行壓製成型，而得到30cm×30cm×3mm的平板狀成形品。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表30。其結果，抗彎強度為48MPa，可知力學特性極高。
(實施例251~255) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
除將實施例250之第II步驟中(A)成分與(B)成分如表30所示變更以外，係以與實施例250同樣的方法得到塗布有上漿劑之碳纖維。相對於100質量份之經表面處理的碳纖維，上漿劑的附著量均為0.5質量份。
‧第III、IV步驟：
以與實施例250同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表30。其結果，抗彎強度為42~49MPa，可知力學特性極高。
(比較例50) ‧第I步驟：製造作為原料之碳纖維的步驟
同實施例197。
‧第II步驟：使上漿劑附著於碳纖維的步驟
僅將(A-1)與丙酮混合，得到上漿劑均勻溶解之約1質量%的丙酮溶液。使用該上漿劑的丙酮溶液，利用浸漬法將上漿劑塗布於經表面處理的碳纖維後，於溫度210℃下進行熱處理180秒，而得到塗布有上漿劑之碳纖維。上漿劑的附著量係以相對於100質量份之經表面處理的碳纖維成為0.5質量份的方式調整。
‧第III、IV步驟：
以與實施例250同樣的方法成形特性評定用試片。次之，對所得之特性評定用試片依照上述射出成形品評定方法進行評定。結果係彙整於表30。其結果，抗彎強度為30MPa，可知力學特性不充分。
1‧‧‧成形材料
1A‧‧‧成形材料
2‧‧‧碳纖維
3‧‧‧熱塑性樹脂
4‧‧‧含浸助劑
L‧‧‧成形材料的長度
第1圖係表示本發明之實施形態之成形材料(P)的一例的立體圖。
第2圖係表示本發明之實施形態之成形材料(P)的另一例的立體圖。

Claims (33)

  1. 一種碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，係含有以下(A)、(B)成分、碳纖維、及結晶性樹脂或非晶性樹脂之熱塑性樹脂而成：(A)成分：2官能以上之環氧化合物(A1)及/或具有1官能以上之環氧基，且具備選自羥基、醯胺基、醯亞胺基、胺基甲酸酯基、脲基、磺醯基、及磺酸基之至少一個以上的官能基的環氧化合物(A2)；(B)成分：相對於100質量份之(A)成分，0.1~25質量份之選自包含下述[a]、[b]及[c]之群組的至少1種反應促進劑：[a]分子量為100g/mol以上的三級胺化合物及/或三級胺鹽(B1)；[b]以下通式(I)或(II)之任一者所示之具有陽離子部位的四級銨鹽(B2) (上式中，R1~R5分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一 者，R6與R7則分別表示氫、碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基、或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者)；[c]四級鏻鹽及/或膦化合物(B3)。
  2. 如申請專利範圍第1項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中相對於100質量份之碳纖維，係含有0.001~0.3質量份之(B)成分。
  3. 如申請專利範圍第1項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中前述[a]之(B1)分子量為100g/mol以上之三級胺化合物及/或三級胺鹽為以下通式(III) (式中，R8表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；式中，R9為碳數3~22之伸烷基，可包含不飽和基；R10表示氫或碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；或者R8與R10鍵結而形成碳數2~11之伸烷基)、以下通式(IV) (式中，R11~R14分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者)、以下通式(V) (式中，R15~R20分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；R21表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)，或為以下通式(VI)所示之化合物具有至少1個以上之分支結構且含有至少1個以上之羥基； (式中，R22~R24表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者，R22~R24的任一者中包含通式(VII)或(VIII)所示之分支結構)， (式中，R25、R26表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)， (式中，R27~R29表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基、羥基的任一者)。
  4. 如申請專利範圍第3項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中通式(III)所示之化合物係1,5-二氮雜雙環[4,3,0]-5-壬烯或其鹽、或1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一烯或其鹽。
  5. 如申請專利範圍第3項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中通式(VI)所示之化合物係具有至少2個以上之分支結構。
  6. 如申請專利範圍第5項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中通式(VI)所示之化合物係三異丙醇胺或其鹽。
  7. 如申請專利範圍第1項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中前述[b]之通式(I)之R1與R2係表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；R3與R4表示碳數2~22之烴基、包含碳數2~22之烴與醚結構之基、包含碳數2~22之烴與酯結構之基或包含碳數2~22之烴與羥基之基的任一者；通式(II)之R5表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；R6與R7則分別表示氫、碳數1~8之烴基、包含碳數1~8之烴與醚結構之基或包含碳數1~8之烴與酯結構之基的任一者。
  8. 如申請專利範圍第7項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中前述[b]之(B2)具有陽離子部位的四級銨鹽的陰離子部位係鹵素離子。
  9. 如申請專利範圍第1項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中前述[c]之(B3)四級鏻鹽及/或膦化合物係以下通式(IX)、(X)所示之任一種四級鏻鹽或膦化合物： (上述化學式中，R30~R36分別表示碳數1~22之烴基、包含碳數1~22之烴與醚結構之基、包含碳數1~22之烴與酯結構之基、或包含碳數1~22之烴與羥基之基的任一者；且上述化學式中，陰離子部位X-表示氟化物陰離子、氯化物陰離子、溴化物陰離子及碘化物陰離子之鹵素離子、氫氧化物陰離子、乙酸陰離子、草酸陰離子、硫酸陰離子、苯磺酸陰離子、四苯硼酸離子、四氟硼酸離子、六氟磷酸離子、雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺離子及甲苯磺酸陰離子的任一者)。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中(A)成分係滿足以下(α)~(γ)的至少1項：(α)環氧當量小於360g/mol；(β)3官能以上之環氧化合物；(γ)分子內含有芳香環。
  11. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中(A1)成分係酚系酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、或四環氧丙基二胺二苯基甲烷的任一者。
  12. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中熱塑性樹脂係選自包含聚硫化芳撐樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚苯醚樹脂、聚甲醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯系樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯系樹脂及聚烯烴系樹脂之群組的至少1種熱塑性樹脂。
  13. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中碳纖維之利用X射線光電子能譜法所測定的表面氧濃度O/C為0.05~0.5。
  14. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中相對於100質量份之碳纖維，係包含1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維、及20~99質量%之熱塑性樹脂，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
  15. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其係相對於100質量份之碳纖維，將1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑得到的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之熱塑性樹脂熔融混練而得到，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
  16. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中碳纖維係於鹼性電解液中經液 相電解氧化後、或於酸性電解液中經液相電解氧化後，接著以鹼性水溶液清洗。
  17. 如申請專利範圍第10項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中相對於100質量份之碳纖維，係包含1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維、及20~99質量%之熱塑性樹脂，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
  18. 如申請專利範圍第11項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中相對於100質量份之碳纖維，係包含1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維、及20~99質量%之熱塑性樹脂，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
  19. 如申請專利範圍第12項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物，其中相對於100質量份之碳纖維，係包含1~80質量%之附著0.1~10質量份之上漿劑而成的塗布有上漿劑之碳纖維、及20~99質量%之熱塑性樹脂，其中該上漿劑係含有(A)成分及(B)成分而成。
  20. 一種碳纖維強化熱塑性樹脂成形品，係將如申請專利範圍第1至19項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物成形而成。
  21. 一種成形材料，係如申請專利範圍第1至19項中任一項之由至少(A)、(B)成分、碳纖維及熱塑性樹脂構成之下述成形材料(P)、(Q)及(R)的任一者：成形材料(P)：一種呈柱狀之成形材料，即碳纖維沿軸心方向大致平行地排列，且碳纖維的長度與成形 材料的長度實質上相同的成形材料(P)；成形材料(Q)：碳纖維呈單纖維狀且實質上以二維配向的成形材料(Q)；成形材料(R)：碳纖維呈束狀且實質上以二維配向的成形材料(R)。
  22. 如申請專利範圍第21項之成形材料，其中成形材料(P)之形態係滿足以下(δ)~(ζ)的至少1項：(δ)具有以碳纖維為主成分的結構B為芯結構、以熱塑性樹脂為主成分的結構A為鞘結構，即結構A被覆結構B的周圍的芯鞘結構；(ε)呈柱狀之成形材料的長度為1~50mm；(ζ)屬長纖維團塊。
  23. 如申請專利範圍第21或22項之成形材料，其中成形材料(P)之進一步含於熱塑性樹脂及前述成形材料(P)的(D)成分係滿足以下(η)~(κ)的任一項：(η)熱塑性樹脂為聚硫化芳撐樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，含有0.1~100質量份之[d]質量平均分子量為10,000以上且以質量平均分子量/數量平均分子量表示的分散度為2.5以下的聚硫化芳撐作為(D)成分；(θ)熱塑性樹脂為聚醯胺樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，含有0.1~100質量份之[e]酚系聚合物作為(D)成分；(ι)熱塑性樹脂為聚烯烴系樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，含有0.1~100質量份之[f]萜烯系樹脂 作為(D)成分；(κ)熱塑性樹脂為聚烯烴系樹脂，且相對於100質量份之碳纖維，含有0.1~100質量份之[g]第1丙烯系樹脂及[h]側鏈上具有醯基之第2丙烯系樹脂的混合物作為(D)成分。
  24. 如申請專利範圍第23項之成形材料，其中成形材料(P)之(D)成分的一部分或全部係含浸於碳纖維而成。
  25. 如申請專利範圍第21項之成形材料，其中成形材料(Q)之熱塑性樹脂的形狀係選自包含粒狀、纖維狀及薄膜狀之群組的任一種。
  26. 如申請專利範圍第21或25項之成形材料，其中成形材料(Q)的形狀係選自包含網狀、不織布狀及毛氈狀之群組的任一種。
  27. 一種如申請專利範圍第21項之成形材料之製造方法，係成形材料(Q)之製造方法，其至少包括下述第1步驟、第2步驟及第3步驟：第1步驟：將碳纖維加工成選自包含網狀、不織布狀、毛氈、墊塊之群組的任一種片狀之材質的步驟；第2步驟：相對於100質量份之第1步驟中得到的材質，賦予0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的黏著劑的步驟；第3步驟：附加1~80質量%之第2步驟中賦予黏著劑的材質、與20~99質量%之熱塑性樹脂，進一步加熱熔融而複合化的步驟。
  28. 如申請專利範圍第21項之成形材料，其中成形材料 (R)的形狀為片狀。
  29. 一種如申請專利範圍第21項之成形材料之製造方法，係成形材料(R)之製造方法，其至少包括下述第1步驟、第2步驟及第3步驟：第1步驟：相對於100質量份之碳纖維，附著0.1~10質量份之含有(A)成分及(B)成分而成的上漿劑而得到塗布有上漿劑之碳纖維的步驟；第2步驟：將第1步驟中得到的塗布有上漿劑之碳纖維切成1~50mm的步驟；第3步驟：混合1~80質量%之第2步驟中經裁切的塗布有上漿劑之碳纖維、與20~99質量%之基質樹脂而複合化的步驟。
  30. 一種碳纖維強化複合材料，係將如申請專利範圍第21至26項、或第28項中任一項之成形材料成形而成。
  31. 一種半固化片，係包括塗布含有如申請專利範圍第1至19項中任一項之碳纖維強化熱塑性樹脂組成物所含有之至少(A)、(B)成分的上漿劑而成之塗布有上漿劑的碳纖維與熱塑性樹脂。
  32. 如申請專利範圍第31項之半固化片，其中半固化片的寬度為1~50mm。
  33. 一種碳纖維強化複合材料，係將如申請專利範圍第31或32項之半固化片成形而成。
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