JPH01282385A - カーボン繊維の表面処理方法 - Google Patents
カーボン繊維の表面処理方法Info
- Publication number
- JPH01282385A JPH01282385A JP10911688A JP10911688A JPH01282385A JP H01282385 A JPH01282385 A JP H01282385A JP 10911688 A JP10911688 A JP 10911688A JP 10911688 A JP10911688 A JP 10911688A JP H01282385 A JPH01282385 A JP H01282385A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- carbon fibers
- organic compounds
- carbon
- electric current
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4584—Coating or impregnating of particulate or fibrous ceramic material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はカーボン繊維の表面改質法に係り、従来の酸化
法、表面塗布法と異なる高強度のカーボン繊維の製法に
関する。
法、表面塗布法と異なる高強度のカーボン繊維の製法に
関する。
カーボン繊維の実用強度を高めるための表面改質法とし
ては、表面酸化法、表面塗布法が知られている。
ては、表面酸化法、表面塗布法が知られている。
表面酸化法は酸素または酸素プラズマ等を利用してカー
ボン繊維の表面に酸化処理を施し表面を活性化する方法
であるが、酸化反応が制御困難で表面の微細構造により
ばらつくという短所を有している。
ボン繊維の表面に酸化処理を施し表面を活性化する方法
であるが、酸化反応が制御困難で表面の微細構造により
ばらつくという短所を有している。
一方、表面塗布法は種々の有機または無機化合物を表面
に塗布して表面を活性化する方法であるが、カーボン繊
維表面と塗布物の接触面の結合が侶り、厚さにむらを生
じて剥がれ易いという欠点を有している。
に塗布して表面を活性化する方法であるが、カーボン繊
維表面と塗布物の接触面の結合が侶り、厚さにむらを生
じて剥がれ易いという欠点を有している。
カーボン繊維表面を酸素を酸化剤として改質する表面酸
化法は、酸素雰囲気中で加熱するという簡単な方法であ
るが、酸化反応の制御が極めて困難であり、被酸化体の
表面状態にむらを生じ、厳密な意味での均質化が困難で
あるからカーボン繊維の強度を向上させるための改質に
は適さず、高強度カーボン繊維等の製法には不向きであ
る。
化法は、酸素雰囲気中で加熱するという簡単な方法であ
るが、酸化反応の制御が極めて困難であり、被酸化体の
表面状態にむらを生じ、厳密な意味での均質化が困難で
あるからカーボン繊維の強度を向上させるための改質に
は適さず、高強度カーボン繊維等の製法には不向きであ
る。
また酸素プラズマを用いる表面酸化法は、酸化反応の制
御が比較的容易で高強度カーボン繊維の表面処理に用い
られているが、酸化処理による炭素減量が数％とやや大
きく、また酸化が一方向より起こるため、高価なプラズ
マ発生装置を用いるコスト高のネックの解消のためにも
新しい炭素繊維材料の強化法が必要である。
御が比較的容易で高強度カーボン繊維の表面処理に用い
られているが、酸化処理による炭素減量が数％とやや大
きく、また酸化が一方向より起こるため、高価なプラズ
マ発生装置を用いるコスト高のネックの解消のためにも
新しい炭素繊維材料の強化法が必要である。
本発明は、フルフリルアルコール等のアルコール類、ベ
ンゼン、°トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、フ
ェノール誘導体、ピレン等の多環芳香族炭化水素、グリ
コール類、糖類、五員環炭化水素、およびコールタール
、コールタールピッチ等からなる有機化合物類よりの一
つ、または複数の混合物を含む導電性の電解溶液に、電
極としてカーボン繊維を支持するとともに、電流を通じ
カーボン繊維の表面を陽極酸化しながら当該カーボン繊
維の表面に前記有機化合物を重合付着させて被覆層を形
成した後、当該カーボン繊維を電解液中より取り出して
加熱処理を行うことにより、カーボン繊維と極めて密着
性の良い炭化カーボン被膜を形成することができる。
ンゼン、°トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、フ
ェノール誘導体、ピレン等の多環芳香族炭化水素、グリ
コール類、糖類、五員環炭化水素、およびコールタール
、コールタールピッチ等からなる有機化合物類よりの一
つ、または複数の混合物を含む導電性の電解溶液に、電
極としてカーボン繊維を支持するとともに、電流を通じ
カーボン繊維の表面を陽極酸化しながら当該カーボン繊
維の表面に前記有機化合物を重合付着させて被覆層を形
成した後、当該カーボン繊維を電解液中より取り出して
加熱処理を行うことにより、カーボン繊維と極めて密着
性の良い炭化カーボン被膜を形成することができる。
微細部分にまで入って形成された質の良い炭化カーボン
被膜は、機械的特性、特に引張強度、破壊靭性に優れた
強化カーボン繊維を得ることができる。
被膜は、機械的特性、特に引張強度、破壊靭性に優れた
強化カーボン繊維を得ることができる。
第１図に示す如く、電極としてカーボン繊維（１）を用
い、９５％の水溶媒電解液（２）にフルフリルアルコー
ル５％とＫＣＩ、１％を熔解し、電極に密度１０Ａ／ｄ
ｉの電流を通し、常温で電解重合を行い、カーボン繊維
表面でフルフリルアルコールを重合させる。
い、９５％の水溶媒電解液（２）にフルフリルアルコー
ル５％とＫＣＩ、１％を熔解し、電極に密度１０Ａ／ｄ
ｉの電流を通し、常温で電解重合を行い、カーボン繊維
表面でフルフリルアルコールを重合させる。
重合物は、電極として用いたカーボン繊維（１）の微細
表面に堆積し、結合の良い良好な被膜を構成する。
表面に堆積し、結合の良い良好な被膜を構成する。
当該被処理カーボン繊維（１）を電解液（２）より取り
出しフィラメントワインディング等の方法により成型を
した後に、温度ｉｏｏ’ｃ以上で加熱し、脱水を行うと
ともに重合を完遂させる。
出しフィラメントワインディング等の方法により成型を
した後に、温度ｉｏｏ’ｃ以上で加熱し、脱水を行うと
ともに重合を完遂させる。
更に、温度１０００″Ｃ以上で焼成を行うとともにカー
ボン繊維表面に堆積した重合物を黒鉛化する。
ボン繊維表面に堆積した重合物を黒鉛化する。
ここで使用したフルフリルアルコールの粘性は低く、９
５％程度の水溶媒を混合することで電気導通性も良くな
り、容易に陽極酸化効果が得られる。
５％程度の水溶媒を混合することで電気導通性も良くな
り、容易に陽極酸化効果が得られる。
またこの電解重合は粘度調整用に他の有機化合物を組み
合わせ易い。
合わせ易い。
ＰＡＮ系、ピッチ系等のカーボン繊維の材質を用いて、
有機化合物を選択すると、得られるカーボン繊維強化炭
素複合材料の機械的特性が向上する。
有機化合物を選択すると、得られるカーボン繊維強化炭
素複合材料の機械的特性が向上する。
また、複合材料のニーズに合わせて繊維と、単独または
複数混合存機化合物を組み合わせることも可能である。
複数混合存機化合物を組み合わせることも可能である。
また電解重合工程において電解液中に有機化合物を共存
させることで最終炭化収率をより高くすることも可能で
ある。
させることで最終炭化収率をより高くすることも可能で
ある。
繊維状に限らず線状等カーボン材料に応用して同等の改
質が達成される。
質が達成される。
更に第２図に示す如く、電解装置に複数のローラー（３
）を設けてカーボン繊維（１）を電解槽（４）中を移動
させ、連続的に電解重合を行うことにより、より生産効
率を高めることが可能である。
）を設けてカーボン繊維（１）を電解槽（４）中を移動
させ、連続的に電解重合を行うことにより、より生産効
率を高めることが可能である。
本発明のカーボン繊維の表面処理方法は、カーボン繊維
に安定且つ均質な表面被膜を形成し、当該カーボン繊維
を用いて製造した複合材料や等方性人造黒鉛は、その機
械的性質、特に引張強度、破壊靭性が大幅に向上し高品
位の製品となる。
に安定且つ均質な表面被膜を形成し、当該カーボン繊維
を用いて製造した複合材料や等方性人造黒鉛は、その機
械的性質、特に引張強度、破壊靭性が大幅に向上し高品
位の製品となる。
また、本発明方法により製造された製品は不純物が表面
に滲出しないとともに、他物質と接触させても境界面に
強固な被膜層が介在するために交互作用が封じられ、特
に半扉体用治具材料に応用した場合には、石英ガラスと
の化学的反応性が大幅に減少し、好ましい結果を与える
。
に滲出しないとともに、他物質と接触させても境界面に
強固な被膜層が介在するために交互作用が封じられ、特
に半扉体用治具材料に応用した場合には、石英ガラスと
の化学的反応性が大幅に減少し、好ましい結果を与える
。
第１図は本発明のカーボン繊維の表面処理方法に於いて
有機化合物を重合させる際に使用される電解装置の一実
施例を示す。 第２図は本発明のカーボン繊維の表面処理方法を連続的
に行う場合の一実施例を示す。 （１）カーボン繊維 （２）電解液 （３）ローラー （４）電解槽 出願人 東芝セラミックス株式会社
有機化合物を重合させる際に使用される電解装置の一実
施例を示す。 第２図は本発明のカーボン繊維の表面処理方法を連続的
に行う場合の一実施例を示す。 （１）カーボン繊維 （２）電解液 （３）ローラー （４）電解槽 出願人 東芝セラミックス株式会社
Claims (1)
- フルフリルアルコール等のアルコール類、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、フェノール誘導
体、ピレン等の多環芳香族炭化水素、グリコール類、糖
類、五員環炭化水素、およびコールタール、コールター
ルピッチ等からなる有機化合物類よりの一つ、または複
数の混合物を含む導電性の電解溶液に、電極としてカー
ボン繊維を支持するとともに電流を通じ、当該カーボン
繊維の表面に当該有機化合物を重合付着させて被覆層を
形成した後、当該カーボン繊維を電解液中より取り出し
て加熱処理を行いカーボン繊維の表面に密着性に優れた
炭化カーボン層を形成することを特徴とするカーボン繊
維の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10911688A JPH01282385A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | カーボン繊維の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10911688A JPH01282385A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | カーボン繊維の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282385A true JPH01282385A (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14501960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10911688A Pending JPH01282385A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | カーボン繊維の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01282385A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112176499A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-05 | 北京航空航天大学 | 一种三维织物增强体及其制备方法和聚合物基复合材料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59187622A (ja) * | 1983-04-05 | 1984-10-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 高導電性グラフアイト長繊維及びその製造方法 |
| JPS6157434A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | マルチ画面表示装置 |
| JPS6215380A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-23 | 住友電気工業株式会社 | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造方法 |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP10911688A patent/JPH01282385A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59187622A (ja) * | 1983-04-05 | 1984-10-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 高導電性グラフアイト長繊維及びその製造方法 |
| JPS6157434A (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-24 | Mitsubishi Electric Corp | マルチ画面表示装置 |
| JPS6215380A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-23 | 住友電気工業株式会社 | 炭素繊維強化炭素複合材料の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112176499A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-05 | 北京航空航天大学 | 一种三维织物增强体及其制备方法和聚合物基复合材料 |
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