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WO2017029934A1 - 薄肉成形体 - Google Patents

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WO2017029934A1
WO2017029934A1 PCT/JP2016/071376 JP2016071376W WO2017029934A1 WO 2017029934 A1 WO2017029934 A1 WO 2017029934A1 JP 2016071376 W JP2016071376 W JP 2016071376W WO 2017029934 A1 WO2017029934 A1 WO 2017029934A1
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WO
WIPO (PCT)
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thin molded
polyamide resin
molded article
thin
polyamide
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2016/071376
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English (en)
French (fr)
Inventor
横山盛之
朝見芳弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Polymer Ltd
Original Assignee
Daicel Polymer Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daicel Polymer Ltd filed Critical Daicel Polymer Ltd
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Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J1/00—Saddles or other seats for cycles; Arrangement thereof; Component parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/004—Additives being defined by their length

Definitions

  • the present invention relates to a thin molded article suitable for a bicycle part, particularly a bicycle saddle part.
  • Resin molded products containing fibrous fillers are used in various fields because of their high mechanical strength.
  • Japanese Patent No. 5735343 describes an invention of a thin molded article having a thickness of 0.8 to 2.0 mm obtained from a resin composition containing an aliphatic polyamide-impregnated glass fiber bundle, and the thin molded article is an electron. It is described that it is used for a housing of an apparatus.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-162450 describes an invention of a bicycle frame made of a molded body obtained by molding a resin composition containing a synthetic resin and a reinforcing fiber. Summary of the Invention
  • the parts used in the bicycle are lightweight and high-strength, starting with the frame.
  • resin parts supported by metal rails attached to a frame can be used, but it is appropriate to have strength and moderate elasticity because it is a person riding on it. It is also preferable that the appearance is good.
  • An object of the present invention is to provide a thin molded body that is lightweight and has high mechanical strength. Another object of the present invention is to provide a thin-walled molded article having good impact resistance, bending strength, and bending elastic modulus and excellent in appearance.
  • the present invention relates to a polyamide resin in which a melted polyamide resin is attached to a bundle of carbon fibers that are bundled in the lengthwise direction, and is cut to a length of 5 to 20 mm.
  • a thin molded article that satisfies the following requirements (a) to (d) is provided.
  • the carbon fiber content in the thin molded article is 5 to 40% by mass.
  • the weight average fiber length of the carbon fibers in the thin molded article is 0.5 to 3.0 mm.
  • C) The thickness of the thin molded body is 1.0 to 4.0 mm.
  • D) The specific gravity of the thin molded article is 1.3 or less.
  • the thin molded article of the present invention is lightweight and has high mechanical strength.
  • This thin molded body is excellent in impact resistance, bending strength and bending elastic modulus, and has a good appearance.
  • the polyamide resin-attached fiber bundle included in the polyamide resin composition used in the present invention is bundled in a state where the carbon fibers are aligned in the length direction, and the polyamide resin is attached to the bundle of carbon fibers in a molten state and integrated. Later, it was cut to a length of 5 to 20 mm.
  • the resin-attached fiber bundle included in the composition of the present invention is obtained by attaching a polyamide resin to a carbon fiber bundle.
  • the resin is infiltrated (impregnated) up to the center of the reinforcing long fiber bundle, and the resin enters between the fibers in the center of the fiber bundle (hereinafter referred to as “polyamide resin impregnated fiber bundle”), A state in which only the surface of the reinforcing long fiber bundle is covered with resin (hereinafter referred to as “polyamide resin surface-coated fiber bundle”), An intermediate state between the polyamide resin-impregnated fiber bundle and the polyamide resin surface-coated fiber bundle (the surface of the fiber bundle is covered with resin, the resin is impregnated only in the vicinity of the surface, and the resin does not enter the center) ( Hereinafter referred to as a “polyamide resin partially impregnated fiber bundle”).
  • a polyamide resin-impregnated fiber bundle and a polyamide resin surface-coated fiber bundle are preferable, and a polyamide resin-impregnated fiber bundle is more preferable from the viewpoint of dispersibility and fluidity.
  • Such resin-attached fibers (however, no polyamide resin is used) are described in JP2013-109779A.
  • the polyamide resin is selected from polyamide 11 (PA11), polyamide 12 (PA12), polyamide 610 (PA610) and polyamide 612 (PA612), and polyamide 12 and polyamide 612 are preferred.
  • Carbon fibers are carbon fibers contained in the sizing agent-coated carbon fibers of Examples 1 to 4 of JP 2014-181418 A and tow prepreg epoxy resin compositions described in JP 2012-56980 A.
  • Fiber product name “Treca T700SC-12000 (T700SC-12K)” manufactured by Toray Industries, Inc., and product name “Torayca T700GC-12000 (T700GC-12K)” manufactured by Toray Industries, Inc. can be used.
  • the total fineness of the carbon fiber is preferably 400 to 3000 tex, and the number of filaments of the carbon fiber is preferably 1000 to 100,000, more preferably 3000 to 50,000.
  • the single fiber diameter of the carbon fiber is preferably about 4.5 to 7.5 ⁇ m.
  • the polyamide resin-impregnated fiber bundle can be manufactured by a known manufacturing method using a die, for example, paragraph number 7 of JP-A-6-31350, paragraph number 23 of JP-A-2007-176227, etc.
  • Japanese Patent Publication No. 6-2344 (manufacturing method and molding method of resin-coated long fiber bundle), Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-114832 (fiber reinforced thermoplastic resin structure and manufacturing method thereof), Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-293023. (Manufacturing method of long fiber reinforced thermoplastic resin composition), Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-205317 (Method of taking out fiber bundle and manufacturing method of long fiber reinforced resin structure), Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • JP-A-7-251437 manufactured by JP-A-8-1184 0 No.
  • JP-A-8-1184 0 No. can be applied a method of manufacturing according to such (manufacturing method of the cross-head die and the long-fiber-reinforced resin structures).
  • the length of the polyamide resin-attached fiber bundle is 5 to 20 mm, and preferably 5 to 15 mm.
  • the length of the carbon fiber contained in the polyamide resin-attached fiber bundle is the same as the length of the polyamide resin-impregnated fiber bundle.
  • the diameter is 0.9 to 9.0 mm, preferably 1.5 to 5.1 mm.
  • the polyamide resin composition may be a mixture of the above-mentioned polyamide resin-attached fiber bundle and one or more kinds of other polyamide resins not containing carbon fibers. At this time, the polyamide resin mixed separately from the polyamide resin contained in the polyamide resin-attached fiber bundle may be the same or different. In the polyamide resin composition, the above-mentioned polyamide resin-attached fiber bundle can be used alone without mixing the above-mentioned other polyamide resins.
  • the content ratio of the carbon fiber in the polyamide resin composition is 5 to 40% by mass, preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 25% by mass, and the remaining ratio is the content ratio of the polyamide resin. is there.
  • the content ratio of the carbon fiber in the polyamide resin composition is the same as the content ratio of the carbon fiber in the thin molded article.
  • the carbon fiber in the polyamide resin-attached fiber bundle has the above-described content ratio.
  • the polyamide resin composition is within the range in which the problems of the present invention can be solved, and other known components such as fibrous fillers (excluding carbon fibers), flame retardants, flame retardant aids, and heat stabilizers. , A lubricant, a light stabilizer, an antioxidant, a colorant, a release agent, and an antistatic agent.
  • fibrous fillers excluding carbon fibers
  • flame retardants flame retardant aids
  • heat stabilizers e.g., a lubricant, a light stabilizer, an antioxidant, a colorant, a release agent, and an antistatic agent.
  • the carbon fiber content is set to 95% by mass or more in the total amount of the fibrous filler.
  • the thin molded article of the present invention satisfies the following requirements (a) to (d), and more preferably satisfies the requirement (e).
  • the carbon fiber content in the thin molded article is 5 to 40% by mass.
  • the carbon fiber content is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 5 to 25% by mass.
  • the carbon fiber content is preferably 10-35% by mass, more preferably 15-30% by mass.
  • the weight average fiber length of the carbon fibers in the thin molded body is 0.5 to 3.0 mm.
  • the weight average fiber length is preferably 0.5 to 1.5 mm, more preferably 0.7 to 1.2 mm.
  • the thickness of the thin molded body is 1.0 to 4.0 mm.
  • the thickness of the thin molded body is preferably 1.5 to 3.5 mm, more preferably 2.0 to 3.0 mm.
  • the specific gravity of the thin molded article is 1.3 or less.
  • the specific gravity of the thin molded body is preferably 1.05 to 1.3.
  • the gloss value (60 °) of at least one surface of the thin molded article is 10 to 90.
  • the gloss value of the thin molded article is preferably 40 to 85.
  • the thin molded article of the present invention can be manufactured by applying an injection molding method in the same manner as the manufacturing method described in Japanese Patent No. 5735343.
  • the thin molded article of the present invention can be applied to the same applications as those described in Japanese Patent No. 5735343 or JP-A-2014-162450, but the thin molded article of the present invention is particularly suitable as a saddle part for bicycles.
  • Bicycle saddles are used to attach to a bicycle body that is fixed to a pad (the part that a person ’s buttocks touch when riding), a base under the pad (also called “shell”), and a part of the base. It has parts including metal rails.
  • the pad has a curved surface
  • the base has a curved surface corresponding to the shape of the pad.
  • the thin-walled molded product of the present invention is particularly suitable as the base of the saddle described above.
  • the ratio of the length (L) of the base to the thickness (T) of the base is preferably in the range of 60 to 150.
  • the T is the minimum thickness.
  • one side of the base cannot be seen because it is in contact with the pad, but the side on which the rail that is not in contact with the pad is fixed is an exposed surface and can be seen.
  • the state of the exposed surface of the base is also important in order to improve the product value and stimulate the consumer's desire to purchase.
  • the thin molded article of the present invention has requirements (a), (b), and (c) when manufactured by applying an injection molding method, so that the carbon fibers are easily arranged in one direction. Since the flow pattern due to the fibers in the direction appears, the appearance of the exposed surface of the base can be enhanced. Moreover, by making the thin molded article of the present invention satisfy the requirement (e), it is possible to further enhance the aesthetic appearance of the exposed surface of the base and increase the commercial value. In order for the thin molded article of the present invention to satisfy the requirement (e), it is possible to apply a method of injection molding using a mold in which at least one surface is mirror finished.
  • a carbon fiber bundle that is bundled in the lengthwise direction and is fused and integrated with a molten polyamide resin is cut to a length of 5 to 20 mm, preferably 5 to 15 mm.
  • a molded body obtained from a polyamide resin composition containing a bundle of polyamide resin-attached fibers, The polyamide in the polyamide resin-attached fiber bundle is selected from PA11, PA12, PA610, PA612,
  • the carbon fiber content in the thin molded article is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 35% by mass, and more preferably 15 to 30% by mass.
  • the weight average fiber length of the carbon fibers in the thin molded article is 0.5 to 3.0 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm, more preferably 0.7 to 1.2 mm.
  • the thickness of the thin molded body is 1.0 to 4.0 mm, preferably 1.5 to 3.5 mm, more preferably 2.0 to 3.0 mm.
  • the specific gravity of the thin molded article is 1.3 or less, preferably 1.05 to 1.3.
  • the thin molded article according to ⁇ 1> further satisfying the following requirement (e).
  • the gloss value (60 °) of at least one surface of the thin molded article is 10 to 70, preferably 40 to 85.
  • ⁇ 5> The thin molded article according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the thin molded article is a saddle part of a bicycle.
  • a method for producing a thin molded article that satisfies the following requirements (a) to (d):
  • the carbon fiber content in the thin molded article is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 35% by mass, and more preferably 15 to 30% by mass.
  • the weight average fiber length of the carbon fibers in the thin molded article is 0.5 to 3.0 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm, more preferably 0.7 to 1.2 mm.
  • the thickness of the thin molded body is 1.0 to 4.0 mm, preferably 1.5 to 3.5 mm, more preferably 2.0 to 3.0 mm.
  • the specific gravity of the thin molded article is 1.3 or less, preferably 1.05 to 1.3.
  • the polyamide resin selected from PA11, PA12, PA610, and PA612 is adhered to the carbon fiber bundle in a molten state and integrated.
  • a polyamide resin-attached fiber bundle is manufactured by cutting to a length of 5 to 20 mm, preferably 5 to 15 mm, A production method comprising injection-molding a polyamide resin composition obtained by mixing the polyamide resin-attached fiber bundle alone or with another polyamide resin.
  • ⁇ 7> The manufacturing method according to ⁇ 6>, wherein the thin molded article further satisfies the following requirement (e).
  • the gloss value (60 °) of at least one surface of the thin molded article is 10 to 70, preferably 40 to 85.
  • polyamide resin composition further contains at least one polyamide resin in addition to the polyamide resin-attached fiber bundle.
  • ⁇ 10> The manufacturing method according to any one of ⁇ 6> to ⁇ 9>, wherein the thin molded article is a saddle part of a bicycle.
  • a thin molded article injection-molded from a polyamide resin composition containing a polyamide resin-attached carbon fiber bundle (A) The carbon fiber content is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 35% by mass, more preferably 15 to 30% by mass, (B) The weight average fiber length of the carbon fiber is 0.5 to 3.0 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm, more preferably 0.7 to 1.2 mm. (C) The thickness is 1.0 to 4.0 mm, preferably 1.5 to 3.5 mm, more preferably 2.0 to 3.0 mm, (D) A thin molded article having a specific gravity of 1.3 or less, preferably 1.05 to 1.3.
  • ⁇ 12> A thin molded article, wherein the polyamide resin is at least one selected from PA11, PA12, PA610, and PA612.
  • the gloss value (60 °) of at least one surface of the thin molded article is 10 to 70, preferably 40 to 85.
  • PA12-1 Daiamide L1600, manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd.
  • PA612 Daiamid BS1090, manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd.
  • PA12-2 Daiamide L1940, manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd.
  • PA-6 UBE NYLON 1010, Ube Industries Co., Ltd.
  • ⁇ carbon fiber> CF-1 carbon fiber roving ("Torayca T700SC-12000", manufactured by Toray Industries, Inc.)
  • CF-2 carbon fiber roving Torayca T700GC-12000, manufactured by Toray Industries, Inc.)
  • CF-3 6mm chopped carbon fiber (“HT C413", manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.)
  • the bending elastic modulus was measured with a test piece having a thickness of 2 mm to create a load deflection curve (horizontal axis: deflection mm, vertical axis: load MPa), and between two points of deflection 0.9 mm and 1.1 mm (deflection). 1 mm), and the flexural modulus between two points of deflection 1.9 mm and 2.1 mm (deflection 2 mm) was determined from the load deflection curve.
  • the resin-impregnated fiber bundle used in the examples was produced by the following method.
  • the carbon fiber bundle shown in Table 1 was passed through a crosshead die.
  • a melted polyamide resin shown in Table 1 is supplied from a twin-screw extruder (cylinder temperature 270 ° C.) to the crosshead die in the amount shown in Table 1, and the melted product is carbon fiber roving (CF-1 or CF-2) was impregnated.
  • Production Example 2 (Comparative CF-3 containing resin pellet) After mixing the polyamide resin shown in Table 2 and CF-3 with a tumbler blender, they were melt kneaded with an extruder (250 ° C.) to obtain CF-3 containing resin pellets.
  • the thin molded article of the present invention was excellent in impact resistance, bending strength and bending elastic modulus while being thin, and was suitable as a saddle part (saddle base) for a bicycle.
  • the thin molded articles of Examples 1 to 5 also had a surface gloss, and a beautiful flow pattern in the same direction due to the orientation of the carbon fibers was clearly recognized on their surfaces.
  • the thin molded article of the present invention can be used as a bicycle part, particularly as a saddle part of a bicycle.

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Abstract

軽量で、高い機械的強度を有する薄肉成形体の提供。 炭素繊維が長さ方向に揃えられた状態で束ねられたものに溶融状態のポリアミド樹脂が付着されて一体化されたものが、５～２０ｍｍの長さに切断されているポリアミド樹脂付着繊維束を含むポリアミド樹脂組成物から得られる成形体であり、前記ポリアミド樹脂付着繊維束中のポリアミドが、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２から選ばれるものであり、下記の要件（ａ）～（ｄ）を満たすものである、薄肉成形体。　（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５～４０質量％であること。　（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍであること。　（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０～４．０ｍｍであること。　（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下であること。

Description

薄肉成形体
　本発明は、自転車部品、特に自転車のサドルの部品用として適した薄肉成形体に関する。
背景技術
　繊維状充填材を含む樹脂成形品は機械的強度が高いことを利用して、各種分野で使用されている。
　特許第５７３５３４３号公報には、脂肪族ポリアミド含浸ガラス繊維束を含む樹脂組成物から得られる、厚み０．８～２．０ｍｍの薄肉成形体の発明が記載されており、前記薄肉成形体が電子機器のハウジングに使用されることが記載されている。
　特開２０１４－１６２４５０号公報には、合成樹脂と補強繊維を含む樹脂組成物を成型した成型体からなる自転車フレームの発明が記載されている。
発明の概要
　自転車に用いられる部品は、フレームを始めとして、軽量で高強度であることが望ましい。例えば自転車のサドルとしては、フレームに取り付けられる金属製のレールに支持された樹脂製の部品が用いられ得るが、人が乗るものであるから強度と適度な弾性とを有することが適切であり、また外観上も良好であることが好ましい。
　本発明は、軽量で高い機械的強度を有している薄肉成形体を提供することを課題とする。また耐衝撃性や曲げ強度、曲げ弾性率が良好で、外観にもすぐれた薄肉成形体を提供することを課題としている。
　本発明は、炭素繊維が長さ方向に揃えられた状態で束ねられたものに溶融状態のポリアミド樹脂が付着されて一体化されたものが、５～２０ｍｍの長さに切断されているポリアミド樹脂付着繊維束を含むポリアミド樹脂組成物から得られる成形体であり、
　前記ポリアミド樹脂付着繊維束中のポリアミドが、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２から選ばれるものであり、
　下記の要件（ａ）～（ｄ）を満たすものである、薄肉成形体を提供する。
　（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５～４０質量％であること。
　（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍであること。
　（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０～４．０ｍｍであること。
　（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下であること。
　本発明の薄肉成形体は、軽量で高い機械的強度を有している。この薄肉成形体は耐衝撃性や曲げ強度、曲げ弾性率にすぐれ、外観も良好である。
発明を実施するための形態
　＜ポリアミド樹脂組成物＞
　本発明で用いるポリアミド樹脂組成物に含まれるポリアミド樹脂付着繊維束は、炭素繊維を長さ方向に揃えた状態で束ね、前記炭素繊維の束にポリアミド樹脂を溶融させた状態で付着させ一体化した後に、５～２０ｍｍの長さに切断したものである。本発明の組成物に含まれる樹脂付着繊維束は、炭素繊維束にポリアミド樹脂が付着されたものであり、付着状態によって、
　強化用長繊維束の中心部まで樹脂が浸透され（含浸され）、繊維束を構成する中心部の繊維間にまで樹脂が入り込んだ状態のもの（以下「ポリアミド樹脂含浸繊維束」という）、
　強化用長繊維束の表面のみが樹脂で覆われた状態のもの（以下「ポリアミド樹脂表面被覆繊維束」という）、
　ポリアミド樹脂含浸繊維束とポリアミド樹脂表面被覆繊維束の中間の状態のもの（繊維束の表面が樹脂で覆われ、表面近傍のみに樹脂が含浸され、中心部にまで樹脂が入り込んでいないもの）（以下「ポリアミド樹脂一部含浸繊維束」という）を含むものである。
　本発明では、ポリアミド樹脂含浸繊維束とポリアミド樹脂表面被覆繊維束が好ましく、分散性及び流動性の観点からポリアミド樹脂含浸繊維束がより好ましい。こうした樹脂付着繊維（但し、ポリアミド樹脂は使用していない）は、特開２０１３－１０７９７９号公報に記載されている。
　ポリアミド樹脂は、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）およびポリアミド６１２（ＰＡ６１２）から選ばれるものであり、ポリアミド１２、ポリアミド６１２が好ましい。
　炭素繊維（束）は、特開２０１４－１８１４１８号公報の実施例１～４のサイジング剤塗布炭素繊維、特開２０１２－５６９８０号公報に記載されたトウプリプレグ用エポキシ樹脂組成物に含有される炭素繊維、東レ（株）製の製品名「トレカＴ７００ＳＣ－１２０００（Ｔ７００ＳＣ－１２Ｋ）」、東レ（株）製の製品名「トレカＴ７００ＧＣ－１２０００（Ｔ７００ＧＣ－１２Ｋ）」などを使用することができる。炭素繊維の総繊度は、４００～３０００テックスであることが好ましく、また、炭素繊維のフィラメント数は好ましくは１０００～１０００００本であり、より好ましくは３０００～５００００本である。炭素繊維の単繊維径は、４．５～７．５μｍ程度が好ましい。
　前記ポリアミド樹脂含浸繊維束は、ダイスを用いた周知の製造方法により製造することができ、例えば、特開平６－３１３０５０号公報の段落番号７、特開２００７－１７６２２７号公報の段落番号２３のほか、特公平６－２３４４号公報（樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法）、特開平６－１１４８３２号公報（繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法）、特開平６－２９３０２３号公報（長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法）、特開平７－２０５３１７号公報（繊維束の取り出し方法および長繊維強化樹脂構造物の製造方法）、特開平７－２１６１０４号公報（長繊維強化樹脂構造物の製造方法）、特開平７－２５１４３７号公報（長繊維強化熱可塑性複合材料の製造方法および製造装置）、特開平８－１１８４９０号公報（クロスヘッドダイおよび長繊維強化樹脂構造物の製造方法）などに記載の製造方法を適用することができる。
　ポリアミド樹脂付着繊維束の長さは５～２０ｍｍであり、５～１５ｍｍであることが好ましい。ポリアミド樹脂付着繊維束に含まれる炭素繊維の長さは、前記ポリアミド樹脂含浸繊維束の長さと同一である。ポリアミド樹脂含浸繊維束が円柱状である場合、その径は０．９～９．０ｍｍであり、１．５～５．１ｍｍが好ましい。
　ポリアミド樹脂組成物は、上記のポリアミド樹脂付着繊維束と、炭素繊維を含まない他のポリアミド樹脂を１種類または２種類以上混合したものを使用することができる。このとき、ポリアミド樹脂付着繊維束に含まれているポリアミド樹脂と別に混合するポリアミド樹脂は、同じものでもよいし、異なっているものでもよい。ポリアミド樹脂組成物は、前記した他のポリアミド樹脂を混合しないで、上記のポリアミド樹脂付着繊維束を単独使用することもできる。
　ポリアミド樹脂組成物中の炭素繊維の含有割合は５～４０質量％であり、好ましくは５～３０質量％であり、より好ましくは１０～２５質量％であり、残部割合がポリアミド樹脂の含有割合である。ポリアミド樹脂組成物中の炭素繊維の含有割合は、薄肉成形体中の炭素繊維の含有割合と同じである。ポリアミド樹脂付着繊維束を単独使用する場合は、ポリアミド樹脂付着繊維束中の炭素繊維が上記の含有割合を有することになる。
　ポリアミド樹脂組成物は、本発明の課題を解決できる範囲内にて、公知の他の成分、例えば、繊維状充填材（但し、炭素繊維を除く）、難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、滑剤、光安定剤、酸化防止剤、着色剤、離型剤、帯電防止剤を含有することができる。他の成分として、炭素繊維以外の繊維状充填材を使用するときは、繊維状充填材の合計量中、炭素繊維の含有割合が９５質量％以上になるようにする。
　＜薄肉成形体＞
　本発明の薄肉成形体は、下記要件（ａ）～要件（ｄ）を満たしており、さらに好ましくは要件（ｅ）も満たしているものである。
　要件（ａ）
　薄肉成形体中の炭素繊維含有量が５～４０質量％であること。前記炭素繊維含有割合は、好ましくは５～３０質量％であり、より好ましくは５～２５質量％である。１つの実施形態において、炭素繊維の含有割合は、好ましくは１０～３５質量％であり、より好ましくは１５～３０質量％である。
　要件（ｂ）
　薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍであること。前記重量平均繊維長は０．５～１．５ｍｍが好ましく、０．７～１．２ｍｍがより好ましい。
　要件（ｃ）
　薄肉成形体の厚みが１．０～４．０ｍｍであること。前記薄肉成形体の厚みは、１．５～３．５ｍｍが好ましく、２．０～３．０ｍｍがより好ましい。
　要件（ｄ）
　薄肉成形体の比重が１．３以下であること。前記薄肉成形体の比重は１．０５～１．３が好ましい。
　要件（ｅ）
　薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０～９０であること。前記薄肉成形体のグロス値は４０～８５が好ましい。
　本発明の薄肉成形体は、特許第５７３５３４３号公報に記載された製造方法と同様にして、射出成形法を適用して製造することができる。
　本発明の薄肉成形体は、特許第５７３５３４３号公報又は特開２０１４－１６２４５０号公報に記載されたものと同様の用途に適用できるが、本発明の薄肉成形体は、特に自転車のサドル部品として適している。自転車のサドルは、パッド（乗車時に人の臀部が触れる部分）、パッドの下にあるベース（または「シェル」とも称される）、ベースの一部にも固定された、自転車本体に取り付けるための金属製のレールを含む部品を有している。ここで、パッドは人が乗車し易くするため、曲面を有する形状になっており、ベースもパッドの形状に対応して曲面を有する形状になっている。
　本発明の薄肉成形体は、特に前記したサドルのベースとして好適である。本発明の薄肉成形体を前記ベースにするときは、前記ベースの長さ（Ｌ）が２４０～３００ｍｍであるとき、前記ベースの長さ（Ｌ）と前記ベースの厚み（Ｔ）の比（Ｌ／Ｔ）は６０～１５０の範囲が好ましい。なお、ベースの厚み（Ｔ）が均一でないときは、前記Ｔは最小厚みとする。
　自転車のサドルでは、ベースの一面側はパッドと接触しているために目視できないが、パッドと接触していないレールが固定された側の面は露出面となっており、目視することができる。このため、本発明の薄肉成形体をサドルのベースとして使用するとき、製品価値を向上させ、消費者の購買意欲を喚起させるためには、前記ベースの露出面の状態も重要になる。
　本発明の薄肉成形体は、射出成形法を適用して製造したときには、要件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を有しているため、炭素繊維が一方向に配列し易くなり、一方向への繊維による流れ模様が発現するので、前記ベースの露出面の美観を高めることができる。また、本発明の薄肉成形体が要件（ｅ）を満たすようにすることで、前記ベースの露出面の美観をさらに高めて商品価値を高めることができる。本発明の薄肉成形体が要件（ｅ）を満たすようにするためには、少なくとも一面が鏡面仕上げされた金型を使用して射出成形する方法を適用することができる。
　以下に本発明の実施態様を記載する。
＜１＞炭素繊維が長さ方向に揃えられた状態で束ねられたものに溶融状態のポリアミド樹脂が付着されて一体化されたものが、５～２０ｍｍ、好ましくは５～１５ｍｍの長さに切断されているポリアミド樹脂付着繊維束を含むポリアミド樹脂組成物から得られる成形体であり、
　前記ポリアミド樹脂付着繊維束中のポリアミドが、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２から選ばれるものであり、
　下記の要件（ａ）～（ｄ）を満たすものである、薄肉成形体。
　（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５～４０質量％、好ましくは１０～３５質量％、より好ましくは１５～３０質量％であること。
　（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍ、好ましくは０．５～１．５ｍｍ、より好ましくは０．７～１．２ｍｍであること。
　（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０～４．０ｍｍ、好ましくは１．５～３．５ｍｍ、より好ましくは２．０～３．０ｍｍであること。
　（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下、好ましくは１．０５～１．３であること。
＜２＞
　さらに下記要件（ｅ）を満たす、＜１＞記載の薄肉成形体。
　（ｅ）薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０～７０、好ましくは４０～８５であること。
＜３＞
　前記ポリアミド樹脂組成物が、前記ポリアミド樹脂付着繊維束に加えてさらに少なくとも１種のポリアミド樹脂を含むものである、＜１＞又は＜２＞記載の薄肉成形体。
＜４＞
　前記少なくとも１種のポリアミド樹脂が前記ポリアミド樹脂付着繊維束に含まれるポリアミド樹脂と同一の又は異なるものである、＜３＞記載の薄肉成形体。
＜５＞
　前記薄肉成形体が、自転車のサドル部品である、＜１＞～＜４＞のいずれか１記載の薄肉成形体。
＜６＞下記の要件（ａ）～（ｄ）を満たす薄肉成形体の製造方法であって、
　（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５～４０質量％、好ましくは１０～３５質量％、より好ましくは１５～３０質量％であること。
　（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍ、好ましくは０．５～１．５ｍｍ、より好ましくは０．７～１．２ｍｍであること。
　（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０～４．０ｍｍ、好ましくは１．５～３．５ｍｍ、より好ましくは２．０～３．０ｍｍであること。
　（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下、好ましくは１．０５～１．３であること。
　炭素繊維を長さ方向に揃えた状態で束ねて炭素繊維の束とし、前記炭素繊維の束にＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、及びＰＡ６１２から選ばれるポリアミド樹脂を溶融させた状態で付着させ一体化した後に、５～２０ｍｍ、好ましくは５～１５ｍｍの長さに切断してポリアミド樹脂付着繊維束を製造し、
　前記ポリアミド樹脂付着繊維束を単独で、又は他のポリアミド樹脂と混合して得られたポリアミド樹脂組成物を射出成形することを含む製造方法。
＜７＞
　前記薄肉成形体がさらに下記要件（ｅ）を満たす、＜６＞記載の製造方法。
　（ｅ）薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０～７０、好ましくは４０～８５であること。
＜８＞
　前記ポリアミド樹脂組成物が、前記ポリアミド樹脂付着繊維束に加えてさらに少なくとも１種のポリアミド樹脂を含むものである、＜６＞又は＜７＞記載の製造方法。
＜９＞
　前記少なくとも１種のポリアミド樹脂が前記ポリアミド樹脂付着繊維束に含まれるポリアミド樹脂と同一の又は異なるものである、＜８＞記載の製造方法。
＜１０＞
　前記薄肉成形体が、自転車のサドル部品である、＜６＞～＜９＞のいずれか１記載の製造方法。
＜１１＞
　ポリアミド樹脂付着炭素繊維束を含有するポリアミド樹脂組成物から射出成形された薄肉成形体であって、
　（ａ）炭素繊維含有割合が５～４０質量％、好ましくは１０～３５質量％、より好ましくは１５～３０質量％であり、
　（ｂ）炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍ、好ましくは０．５～１．５ｍｍ、より好ましくは０．７～１．２ｍｍであり、
　（ｃ）厚みが１．０～４．０ｍｍ、好ましくは１．５～３．５ｍｍ、より好ましくは２．０～３．０ｍｍであり、
　（ｄ）比重が１．３以下、好ましくは１．０５～１．３である、薄肉成形体。
＜１２＞
　ポリアミド樹脂がＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、及びＰＡ６１２から選ばれる少なくとも１種である、薄肉成形体。
＜１３＞
　さらに下記要件（ｅ）を満たす、＜１２＞記載の薄肉成形体。
　（ｅ）薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０～７０、好ましくは４０～８５である。
＜１４＞
　前記薄肉成形体が、自転車のサドル部品である、＜１１＞又は＜１２＞記載の薄肉成形体。
実施例
＜ポリアミド樹脂＞
　ＰＡ１２－１：ダイアミドＬ１６００、ダイセル・エボニック（株）製
　ＰＡ６１２：ダイアミドＢＳ１０９０、ダイセル・エボニック（株）製
　ＰＡ１２－２：ダイアミドＬ１９４０、ダイセル・エボニック（株）製
　ＰＡ－６：ＵＢＥ　ＮＹＬＯＮ　１０１０、宇部興産（株）製
＜炭素繊維＞
　ＣＦ－１　炭素繊維ロービング（「トレカＴ７００ＳＣ－１２０００」、東レ（株）製）
　ＣＦ－２　炭素繊維ロービング（「トレカＴ７００ＧＣ－１２０００」、東レ（株）製）
　ＣＦ－３　６ｍｍチョップド炭素繊維（「ＨＴ　Ｃ４１３」、東邦テナックス（株）製）
　＜試験片作製方法＞
　実施例および比較例の組成物を使用して、下記条件にてISO多目的試験片A型形状品（厚み２ｍｍおよび厚み４ｍｍ）を作製した。また外観観察のために平板（１００×１００ｍｍ、厚み２ｍｍ、サイドゲート幅１０ｍｍ）も同条件で作製した。金型は平板の一面に対応する面が鏡面仕上げされたものであった。
　装置：（株）日本製鋼所製、Ｊ－１５０ＥＩＩ
　シリンダー温度２８０℃
　金型温度：１００℃
　スクリュー：長繊維専用スクリュー
　スクリュー径：５１ｍｍ
　ゲート形状２０ｍｍ幅サイドゲート
　＜繊維長（重量平均繊維長）＞
　上記試験片から約３ｇの試料を切出し、硫酸により樹脂を溶解除去して炭素繊維を取り出した。取り出した繊維の一部（５００本）から重量平均繊維長を求めた。計算式は、特開２００６－２７４０６１号公報の〔００４４〕、〔００４５〕を使用した。
　＜曲げ強度（ＭＰａ）＞
　ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。
　＜曲げ弾性率（ＭＰａ）＞
　ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。また、厚み２ｍｍの試験片で曲げ弾性率を測定して荷重たわみ曲線（横軸：たわみｍｍ，縦軸：荷重MPa）を作成して、たわみ０．９ｍｍと１．１ｍｍの２点間（たわみ１ｍｍ）の曲げ弾性率を求め、荷重たわみ曲線からたわみ１．９ｍｍと２．１ｍｍの２点間（たわみ２ｍｍ）の曲げ弾性率を求めた。
　＜シャルピー衝撃強さ（ｋＪ／ｍ2）＞
　ＩＳＯ１７９／１ｅＡに準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
　＜薄肉成形体表面の表面光沢＞
　ＭＵＬＴＩ－ＡＮＧＬＥ　ＧＬＯＳＳ　ＭＥＴＥＲＥ（ＭＯＤＥＬ　ＴＣ－１０８ＤＰ／Ａ、（有）東京電色）を使用して、グロス値（６０°）を測定した。
　＜外観＞
　外観観察用の試験平板を目視で観察し、下記の基準で評価した。
　◎：樹脂の流動方向に沿った炭素繊維に由来する明瞭な模様が確認できる。
　○：樹脂の流動方向に沿った炭素繊維に由来する模様が観察できる（明瞭さが◎よりも劣っている）。
　×：樹脂の流動方向に沿った模様は確認できない。
　製造例１（樹脂含浸繊維束１～３の製造）
　実施例で使用した樹脂含浸繊維束は、次の方法で製造した。
　表１に示す炭素繊維束をクロスヘッドダイに通した。そのとき、クロスヘッドダイには、２軸押出機（シリンダー温度２７０℃）から溶融状態の表１に示すポリアミド樹脂を表１に示す量供給し、その溶融物を炭素繊維ロービング（ＣＦ－１またはＣＦ－２）に含浸させた。その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより長さ９ｍｍに切断し、直径２．２ｍｍの円柱状のポリアミド樹脂含浸繊維束を得た。円柱状のポリアミド樹脂含浸繊維束をそれぞれ長さ方向に切断して確認したところ、炭素繊維が長さ方向にほぼ平行になっていた。表１にそれぞれのペレットについて測定した物性を併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　製造例２（比較用ＣＦ－３含有樹脂ペレット）
　表２に示すポリアミド樹脂とＣＦ－３をタンブラーブレンダーにて混合後、押出機（２５０℃）で溶融混練してＣＦ－３含有樹脂ペレットを得た。
　実施例および比較例
　表２に示す成分をドライブレンド後、射出成形して試験片を作製して、上記各測定を実施した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の結果から、本発明の薄肉成形体は、薄肉でありながら耐衝撃性や曲げ強度、曲げ弾性率にすぐれており、自転車のサドル部品（サドルベース）として適していることが確認された。また、実施例１～５の薄肉成形体は表面光沢もあり、さらにそれらの表面には、炭素繊維が配向されたことによる同一方向への美しい流れ模様が明瞭に認められた。
　本発明の薄肉成形体は、自転車部品、特に自転車のサドル部品として使用することができる。

Claims (4)

  1. 　炭素繊維が長さ方向に揃えられた状態で束ねられたものに溶融状態のポリアミド樹脂が付着されて一体化されたものが、５～２０ｍｍの長さに切断されているポリアミド樹脂付着繊維束を含むポリアミド樹脂組成物から得られる成形体であり、
    　前記ポリアミド樹脂付着繊維束中のポリアミドが、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２から選ばれるものであり、
    　下記の要件（ａ）～（ｄ）を満たすものである、薄肉成形体。
    　（ａ）薄肉成形体中の炭素繊維含有割合が５～４０質量％であること。
    　（ｂ）薄肉成形体中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．５～３．０ｍｍであること。
    　（ｃ）薄肉成形体の厚みが１．０～４．０ｍｍであること。
    　（ｄ）薄肉成形体の比重が１．３以下であること。
  2. 　さらに下記要件（ｅ）を満たす、請求項１記載の薄肉成形体。
    　（ｅ）薄肉成形体の少なくとも一面のグロス値（６０°）が１０～７０であること。
  3. 　前記ポリアミド樹脂組成物が、前記ポリアミド樹脂付着繊維束に加えてさらにポリアミド樹脂を含むものである、請求項１または２記載の薄肉成形体。
  4. 　前記薄肉成形体が、自転車のサドル部品である、請求項１～３のいずれか１項記載の薄肉成形体。
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