本公开涉及纺锤形的含碳纤维集合体及其制造方法(“发明1”)。本公开特别是涉及由再生碳纤维(再循环碳纤维)制造的进料性优异的纺锤形碳纤维集合体及其制造方法(“发明1a”)。另外，本公开涉及热塑性树脂纤维和碳纤维的纺锤形集合体、以及其制造方法(“发明1b”)。另外，本公开还涉及碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其含有使用碳纤维强化树脂成型物的废料等制造的再生碳纤维(“发明2”)。
背景技术：
1、(关于发明1、发明1a和发明1b)
2、碳纤维因比强度/比弹性模量优异且轻量，而用作热固化性树脂和热塑性树脂(特别是热塑性树脂)的强化纤维等。碳纤维强化树脂复合材料(或碳纤维强化塑料、cfrp)不仅用于运动/一般产业用途，还用于航空/航天用途、汽车用途等广泛的用途。
3、关于作为碳纤维强化树脂复合材料等含碳纤维产品的原料的碳纤维，探讨了由碳纤维和集束剂等制造颗粒状的碳纤维集合体的方法。与直接使用碳纤维的情况相比，这种碳纤维集合体在通过挤出成型等制造含碳纤维产品时可显示较好的供给性(进料性)。
4、专利文献1记载了：使通过集束剂集束的碳纤维的聚集体与倾斜的旋转表面接触来制造碳纤维颗粒的方法。
5、近年来，对由使用过的含碳纤维产品等回收的再生碳纤维(再循环碳纤维)的需求增加。对于这样的再生碳纤维，也探讨了对碳纤维集合体进行制粒的方法。
6、专利文献2记载了：使用具有倾斜的旋转容器的混合器，由再循环碳纤维制造碳纤维颗粒的方法。
7、专利文献3和4记载了：通过湿式挤出制粒法，由再循环碳纤维制造圆柱形碳纤维集合体的方法。
8、(关于发明2)
9、作为碳纤维强化树脂复合材料的一个方式，有碳纤维强化热塑性树脂颗粒。碳纤维强化热塑性树脂颗粒有以下两种：长纤维强化颗粒，其是用热塑性树脂对连续碳纤维进行包覆处理，再对得到的树脂股线进行切割而制造的；以及短纤维强化颗粒，其是将不连续碳纤维在热塑性树脂中混炼分散，再对得到的树脂股线进行切割而制造的。虽然相对于长纤维强化热塑性树脂颗粒而言，短纤维强化热塑性树脂颗粒的机械物性差，但作为可廉价地进行制造的方法被广泛采用。
10、专利文献5和专利文献6记载了：由碳纤维通过熔融混炼制造含有再循环碳纤维的复合体的方法。在该方法中使用的碳纤维上附着有残留碳，该残留碳是利用热分解法从碳纤维强化树脂复合材料的废料中回收的、基质成分碳化而成的。
11、专利文献7对碳纤维集合体进行了记载，该碳纤维集合体是在由碳纤维强化复合材料回收的再循环碳纤维中添加纤维处理剂，使用挤出制粒机制成圆柱状，从而进料性提高。
12、现有技术文献
13、专利文献
14、专利文献1：日本专利第3452363号公报；
15、专利文献2：欧州专利申请公报第2902433号说明书；
16、专利文献3：日本特开2020-180421号公报；
17、专利文献4：日本特开2020-196882号公报；
18、专利文献5：日本特开2020-49820号公报；
19、专利文献6：日本特开2019-155634号公报；
20、专利文献7：日本特开2021-55198号公报。
技术实现思路
1、发明所要解决的课题(关于发明1)
2、现有的碳纤维集合体，其进料性有时不充分。
3、本公开所涉及的发明1的目的在于：提供显示改善的进料性的碳纤维集合体。
4、(关于发明1a)
5、使用再生碳纤维制造的现有的碳纤维集合体，其进料性有时不充分。
6、本公开所涉及的发明1a的目的在于：提供含有再生碳纤维、且显示改善的进料性的碳纤维集合体。
7、(关于发明1b)
8、通常，在使用如上所述的碳纤维集合体制造含碳纤维成型品时，除了碳纤维集合体(1次中间材料)以外，还将热塑性树脂供给至混炼机等进行混炼，制造含有碳纤维和热塑性树脂的颗粒(2次中间材料)。然后，将该颗粒供给至注塑成型机等，制造含碳纤维成型品。
9、然而，在制造2次中间材料时，碳纤维有时会断裂。另外，如果可事先向碳纤维集合体中加入热塑性树脂，则可省略用于制造2次中间材料的混炼工序，可使用碳纤维和热塑性树脂的集合体直接进行成型品的制造，但在保持集合体的操作性的同时使碳纤维集合体含有热塑性树脂并不容易。
10、本公开所涉及的发明1b的目的在于：提供操作性优异、且可直接用于制造含碳纤维成型品的碳纤维和热塑性树脂的集合体、以及其制造方法。
11、(关于发明2)
12、分解使用过的碳纤维强化树脂复合材料、并得到再生碳纤维的方法有：对树脂成分进行热处理而使其分解的方法(热分解法)、利用溶剂进行溶解去除的方法、进行电分解的方法等，作为以往广泛普及的方法，可列举：进行热处理而分解的方法。
13、在使用进行热处理而分解的方法中得到的现有的再生碳纤维制造短纤维强化热塑性树脂颗粒的情况下，难以发挥充分的增强性能。
14、本公开所涉及的发明2的目的在于：以进行热处理而分解的方法中得到的再生碳纤维为原料，提供可用于制造具有优异的机械强度的成型品的再生碳纤维强化热塑性树脂颗粒。
15、用于解决课题的手段(关于发明1)
16、根据本公开的发明1所涉及的下述方案，可解决发明1所涉及的上述课题：
17、<方案1>
18、纺锤形集合体的制造方法，该制造方法包括：
19、提供至少由碳纤维和含粘合剂液体构成的混合物；
20、通过使上述混合物在容器中转动，制造纺锤形前体；以及
21、将上述前体干燥。
22、<方案2>
23、纺锤形集合体，其包含碳纤维和粘合剂。
24、(关于发明1a)
25、根据本公开的发明1a所涉及的下述方案a1～a13，可解决发明1a所涉及的上述课题：
26、<方案a1>
27、纺锤形碳纤维集合体的制造方法，其特征在于，包括：
28、提供至少由再生碳纤维和含粘合剂液体构成的混合物；
29、通过使上述混合物在容器中、在上述容器的内壁与上述容器内的旋转体之间的间隙内转动，制造纺锤形前体；以及
30、将上述前体干燥，
31、其中，上述再生碳纤维包含残留碳成分，相对于上述再生碳纤维，上述残留碳成分的含量超过0重量％且为5.0重量％以下；以及
32、上述再生碳纤维的平均长度为1mm以上且小于30mm。
33、<方案a2>
34、方案a1所述的方法，其中，上述碳纤维集合体的平均长度为1.5mm～60mm。
35、<方案a3>
36、方案a1或a2所述的方法，其中，相对于上述混合物，上述混合物中的上述含粘合剂液体的量为20重量％～60重量％。
37、<方案a4>
38、方案a1～a3中任一项所述的方法，其中，相对于上述再生碳纤维，上述含粘合剂液体中所含的粘合剂的量为0.1重量～10重量％。
39、<方案a5>
40、方案a1～a4中任一项所述的方法，其包括：通过半导体热活化法分解含碳纤维的塑料产品中所含的塑料成分，制造上述再生碳纤维。
41、<方案a6>
42、方案a1～a5中任一项所述的方法，其中，上述碳纤维集合体的平均长度为上述碳纤维集合体中所含的再生碳纤维的平均长度的1.2倍～4.0倍。
43、<方案a7>
44、方案a1～a6中任一项所述的方法，其中，上述旋转体为搅拌叶片。
45、<方案a8>
46、方案a1～a7中任一项所述的方法，其中，在不倾斜的容器内进行上述前体的制造。
47、<方案a9>
48、纺锤形碳纤维集合体，其特征在于：其是至少由再生碳纤维和粘合剂构成的碳纤维集合体，
49、其中，上述再生碳纤维的平均长度为1mm以上且小于30mm；以及
50、上述碳纤维集合体的平均长度为1.5mm～60mm。
51、<方案a10>
52、方案a9所述的碳纤维集合体，其中，上述纺锤形的碳纤维集合体的长轴方向的平均长度为上述纺锤形碳纤维集合体中所含的再生碳纤维的平均长度的1.2倍～4.0倍。
53、<方案a11>
54、方案a9或a10所述的碳纤维集合体，其中，上述纺锤形碳纤维集合体中所含的再生碳纤维沿上述纺锤形碳纤维集合体的长轴方向取向。
55、<方案a12>
56、方案a9～a11中任一项所述的碳纤维集合体，其中，相对于上述纺锤形碳纤维集合体，上述粘合剂的含量为0.1重量～10重量％。
57、<方案a13>
58、方案a9～a12中任一项所述的碳纤维集合体，其中，上述再生碳纤维包含残留碳成分，
59、相对于上述再生碳纤维，上述残留碳成分的含量超过0重量％且为5.0重量％以下。
60、(关于发明1b)
61、根据本公开的发明1b所涉及的下述方案b1～b14，可解决发明1b所涉及的上述课题：
62、<方案b1>
63、集合体，其是热塑性树脂纤维和碳纤维的纺锤形集合体，包含碳纤维、热塑性树脂纤维和粘合剂，
64、上述集合体中所含的上述碳纤维和上述热塑性树脂纤维沿上述集合体的长轴方向取向。
65、<方案b2>
66、方案b1所述的集合体，其中，上述集合体的平均长度为1.5mm～60mm。
67、<方案b3>
68、方案b1或b2所述的集合体，其中，上述碳纤维和上述热塑性树脂纤维的平均长度分别为1mm以上且小于30mm。
69、<方案b4>
70、方案b1～b3中任一项所述的集合体，其中，上述集合体的平均长度为上述集合体中所含的上述碳纤维的平均长度和上述热塑性树脂纤维的平均长度的1.2倍～5.0倍。
71、<方案b5>
72、方案b1～b4中任一项所述的集合体，其中，相对于上述集合体，上述粘合剂的含量为0.1重量％～10重量％。
73、<方案b6>
74、方案b1～b5中任一项所述的集合体，其中，上述热塑性树脂纤维选自聚烯烃树脂纤维、聚酯树脂纤维、聚酰胺树脂纤维、聚醚酮树脂纤维、聚碳酸酯树脂纤维、苯氧树脂纤维和聚苯硫醚树脂纤维、以及它们的混合物。
75、<方案b7>
76、方案b1～b6中任一项所述的集合体，其中，上述碳纤维包含再生碳纤维。
77、<方案b8>
78、方案b1～b7中任一项所述的集合体，其中，上述碳纤维为再生碳纤维。
79、<方案b9>
80、方案b7或b8所述的集合体，其中，上述再生碳纤维包含残留碳成分，相对于上述再生碳纤维，上述残留碳成分超过0重量％且为5.0重量％以下。
81、<方案b10>
82、方案b1～b9中任一项所述的集合体的制造方法，其包括：
83、提供至少由碳纤维、热塑性树脂纤维和含粘合剂液体构成的混合物；
84、通过使上述混合物在容器中转动，制造纺锤形前体；以及
85、将上述前体干燥。
86、<方案b11>
87、方案b10所述的方法，其中，通过使上述混合物在容器中、在上述容器的内壁与上述容器内的旋转体之间的间隙内转动，制造纺锤形前体。
88、<方案b12>
89、方案b10或b11所述的方法，其中，上述碳纤维包含再生碳纤维。
90、<方案b13>
91、方案b12所述的方法，其中，上述碳纤维为再生碳纤维。
92、<方案b14>
93、方案b12或b13所述的方法，其包括：通过半导体热活化法分解含碳纤维的塑料产品中所含的塑料成分，制造上述再生碳纤维。
94、(关于发明2)
95、根据本公开的发明2所涉及的下述方案c1～c7，可解决发明2所涉及的上述课题：
96、<方案c1>
97、碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其特征在于：其是包含再生碳纤维和热塑性树脂的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，
98、其中，上述再生碳纤维具有3.0gpa以上的单纤维拉伸强度和6.0以上的韦布尔形状系数；以及
99、上述再生碳纤维包含残留碳成分，相对于上述再生碳纤维，上述残留碳成分的含量超过0重量％且为5.0重量％以下。
100、<方案c2>
101、方案c1所述的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其中，相对于上述碳纤维强化热塑性树脂颗粒，上述再生碳纤维的含量为5重量％以上且30重量％以下。
102、<方案c3>
103、方案c1或c2所述的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其中，上述热塑性树脂选自聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚醚酮树脂、聚碳酸酯树脂、苯氧树脂和聚苯硫醚树脂、以及它们的混合物。
104、<方案c4>
105、方案c1～c3中任一项所述的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其长边方向的长度为3mm以上且10mm以下。
106、<方案c5>
107、方案c1～c4中任一项所述的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其特征在于：上述碳纤维强化热塑性树脂颗粒中所含的上述再生碳纤维的残留平均纤维长度为300μm以上。
108、<方案c6>
109、方案c1～c5中任一项所述的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其特征在于：用于制造拉伸强度为90mpa以上、弯曲强度为140mpa以上、弯曲弹性模量为7100mpa以上的成型品。
110、<方案c7>
111、方案c1～c6中任一项所述的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，其特征在于：关于上述碳纤维强化热塑性树脂颗粒中的上述再生碳纤维，300μm以下的单纤维的出现频率为40％以下。
112、发明效果(关于发明1)
113、根据本公开所涉及的发明1，可提供显示改善的进料性的碳纤维集合体。
114、(关于发明1a)
115、根据本公开所涉及的发明1a，可提供含有再生碳纤维、且显示改善的进料性的碳纤维集合体。
116、(关于发明1b)
117、根据本公开所涉及的发明1b，可提供操作性优异、且可直接用于制造含碳纤维的成型品的碳纤维和热塑性树脂的集合体、以及其制造方法。
118、(关于发明2)
119、根据本公开所涉及的发明2，可以以进行热处理而分解的方法中得到的再生碳纤维为原料，提供可用于制造具有优异的机械特性的成型品的再生碳纤维强化热塑性树脂颗粒。
120、特别是，根据本公开所涉及的发明2的碳纤维强化热塑性树脂颗粒，可制造具有与由以原生碳纤维(virgin carbon fiber)(非再生碳纤维的普通碳纤维)为原料制造的碳纤维强化热塑性树脂颗粒制造的成型品同等的机械强度的成型品。