JPH0242940B2 - - Google Patents
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- JPH0242940B2 JPH0242940B2 JP57190353A JP19035382A JPH0242940B2 JP H0242940 B2 JPH0242940 B2 JP H0242940B2 JP 57190353 A JP57190353 A JP 57190353A JP 19035382 A JP19035382 A JP 19035382A JP H0242940 B2 JPH0242940 B2 JP H0242940B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fibers
- fibers
- amines
- present
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、黒鉛繊維を含む炭素繊維の表面処理
法に関するものである。 複合体材料の強度特性および耐久性は特に悪条
件の環境において、試材料の二面間の結合強度、
即ち炭素繊維と複合樹脂マトリツクスとの間の結
合強度に非常に左右される。 そこで炭素繊維を樹脂等に、充填する際に両者
の接着性を良好ならしめるため表面処理を施すこ
とが必要である。 かかる処理方法として、種々の手法、装置等が
提案されているが、従来の方法のほとんどが炭素
繊維の表面に、酸化物を形成せしめる方法であ
る。すなわち、炭素繊維もしくは黒鉛繊維に液相
ないし気相による酸化処理を施すことによつて繊
維の表面に−COOH、−OH、−Ｃ＝Ｏ基を形成、
又は繊維の表面積を増大せしめることにより、樹
脂マトリツクスとの親和性、接着性を改善する方
法である。 しかしながら、繊維を酸化する方法は、樹脂と
の充分に強い接着力が得られないこと、酸化処理
条件を強めると繊維の強度を劣化させる等の欠点
を有している。 そこで、本発明者らは、かかるる現状に鑑み、
鋭意検討した結果、本発明に致達したものであ
る。すなわち本発明は、炭素繊維表面に、−NH
基等の官能基を形成せしめる、又は−NH基等の
官能基を持つた化合物を吸着せしめることによつ
て、樹脂との親和性、接着性を改善させることを
目的として、塩基性有機アミン存在下で水溶液中
で通電処理する方法である。 本発明に用いられる塩基性有機アミンとは、脂
肪族アミンの第１級アミンとして、メチルアミ
ン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピ
ルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、
sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペン
チルアミン、イソペンチルアミン、tert−ペンチ
ルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オ
クチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ノニ
ルアミン、デシルアミン、ビニルアミン、アリル
アミン等、脂肪族の第２級アミンとして、ジメチ
ルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、
ジイソプロピルアミン、Ｎ−メチルエチルアミ
ン、Ｎ−エチルイソブチルアミン等、第３級アミ
ンとして、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン、Ｎ−エチ
ル−Ｎ−メチルブチルアミン、第４級アンモニウ
ム化合物としてテトラメチルアンモニウムの塩化
物もしくは臭化物、テトラエチルアンモニウムの
塩化物もしくは臭化物、ノイリン、ジアミン及び
ポリアミン類としてエチレンジアミン、プロピレ
ンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）ア
ミン、３，６，９−トリアザ−１，11−ウンデカ
ンジアミン、その他の脂肪族アミンとしてジシア
ンジアミド及びアミノアルコール類、芳香族アミ
ンのモノアミンとしてアニリン、トルイジン、エ
チルアニリン、ｐ−イソプロピルアニリン、ｐ−
tert−ブチルアニリン、ｐ−tert−ペンチルアニ
リン、キシリジン、２−イソプロピル−５−メチ
ルアニリン、２，４，５−トリメチルアニリン、
２，４，６−トリメチルアニリン、ペンタメチル
アニリン、ビニルアニリン、Ｎ−メチルアニリ
ン、Ｎ−エチルアニリン、Ｎ−メチルトルイジ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチ
ルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン、ジフ
エニルアミン、ジ−ｐ−トリルアミン、Ｎ−メチ
ルジフエニルアミン、Ｎ−エチルジフエニルアミ
ン、トリフエニルアミン、Ｎ−ベンジル−Ｎ−メ
チルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルアニリン、芳
香族のジアミン及びポリアミンとして、フエニレ
ンジアミン、トルエンジアミン、Ｎ−メチルフエ
ニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルフエニレンジ
アミン、Ｎ，N′−ジメチルフエニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルフエニレンジア
ミン、アミノジフエニルアミン、ジアミノジフエ
ニルアミン、４，4′−ビス（ジメチルアミノ）ジ
フエニルアミン、ベンゼントリアミン、Ｎ，
N′−ジフエニルエチレンジアミン、Ｎ，N′−ジ
フエニルプロピレンジアミン、スチルベンジアミ
ン、アンモニウム塩としてトリメチルフエニルア
ンモニウム−ヨージド、ベンジルジメチルフエニ
ルアンモニウムクロリド、その他芳香族アミンと
して、ハロゲンのアニリン類、ニトロソ及びニト
ロアニリン類、アルコキシアニリン類、アラルキ
ルアミン、ピリジン類等のことを総称する。 本発明において、水溶液中で通電処理するに当
り、支持電解質として、過酸素酸塩たとえば
LiClO4、NH4ClO4、Et4ClO4等を用いてもよい。 本発明の方法で、溶媒に水を使用すると、繊維
と樹脂との密着性が良くなる。溶媒に水を使用す
ることの利点は、取り扱い性、安全性を高めるの
で工業的には有利な方法である。炭素繊維もしく
は、黒鉛繊維とアミンが如何なる反応を起してい
るかは明確でないが、ESCAによつて、炭素繊維
もしくは黒鉛繊維中の窒素量の増加が認められ、
化学反応によつてアミンが付着していることは明
らかであり、吸着によるアミンの付着や陰極還元
による表面の改質等も考えられる。 本発明の水溶液中で炭素繊維もしくは黒鉛繊維
を陽極又は陰極として通電処理を行うに当り、ア
ミン濃度、電圧、電流密度、通電時の温度、時間
等はそれぞれの系で適宜選択されるが、特に電流
密度をあげ効果を向上させるには、通常１〜10ボ
ルト、電流密度は0.01〜１アンペア／ｄm2、好ま
しくは２〜５ボルト、電流密度は0.05〜0.2アン
ペア／ｄm2を適用する。温度は室温〜60℃までが
反応を行うに当り便利である。又支持電解質の濃
度も特に制限を受けない。 以上によつて得られた炭素繊維を複合材料とし
て使用するに当り、相手のマトリツクスについて
も特に制限がないが、通常エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリア
ミド樹脂等が用いられる。 以下実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ 炭素繊維を陰極として、種々のアミン５％の水
溶液中で電流密度0.1アンペア／ｄm2になるよう
に通電処理して得られた、炭素繊維のESCAによ
る表面分析結果とマトリツクス樹脂として油化シ
エル製DX#210 100部、BF3・MEA3部を使用し
たコンポジツトのILSSを表１に示す。 【表】
法に関するものである。 複合体材料の強度特性および耐久性は特に悪条
件の環境において、試材料の二面間の結合強度、
即ち炭素繊維と複合樹脂マトリツクスとの間の結
合強度に非常に左右される。 そこで炭素繊維を樹脂等に、充填する際に両者
の接着性を良好ならしめるため表面処理を施すこ
とが必要である。 かかる処理方法として、種々の手法、装置等が
提案されているが、従来の方法のほとんどが炭素
繊維の表面に、酸化物を形成せしめる方法であ
る。すなわち、炭素繊維もしくは黒鉛繊維に液相
ないし気相による酸化処理を施すことによつて繊
維の表面に−COOH、−OH、−Ｃ＝Ｏ基を形成、
又は繊維の表面積を増大せしめることにより、樹
脂マトリツクスとの親和性、接着性を改善する方
法である。 しかしながら、繊維を酸化する方法は、樹脂と
の充分に強い接着力が得られないこと、酸化処理
条件を強めると繊維の強度を劣化させる等の欠点
を有している。 そこで、本発明者らは、かかるる現状に鑑み、
鋭意検討した結果、本発明に致達したものであ
る。すなわち本発明は、炭素繊維表面に、−NH
基等の官能基を形成せしめる、又は−NH基等の
官能基を持つた化合物を吸着せしめることによつ
て、樹脂との親和性、接着性を改善させることを
目的として、塩基性有機アミン存在下で水溶液中
で通電処理する方法である。 本発明に用いられる塩基性有機アミンとは、脂
肪族アミンの第１級アミンとして、メチルアミ
ン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピ
ルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、
sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペン
チルアミン、イソペンチルアミン、tert−ペンチ
ルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オ
クチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ノニ
ルアミン、デシルアミン、ビニルアミン、アリル
アミン等、脂肪族の第２級アミンとして、ジメチ
ルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、
ジイソプロピルアミン、Ｎ−メチルエチルアミ
ン、Ｎ−エチルイソブチルアミン等、第３級アミ
ンとして、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミン、Ｎ−エチ
ル−Ｎ−メチルブチルアミン、第４級アンモニウ
ム化合物としてテトラメチルアンモニウムの塩化
物もしくは臭化物、テトラエチルアンモニウムの
塩化物もしくは臭化物、ノイリン、ジアミン及び
ポリアミン類としてエチレンジアミン、プロピレ
ンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミン、ビス（２−アミノエチル）ア
ミン、３，６，９−トリアザ−１，11−ウンデカ
ンジアミン、その他の脂肪族アミンとしてジシア
ンジアミド及びアミノアルコール類、芳香族アミ
ンのモノアミンとしてアニリン、トルイジン、エ
チルアニリン、ｐ−イソプロピルアニリン、ｐ−
tert−ブチルアニリン、ｐ−tert−ペンチルアニ
リン、キシリジン、２−イソプロピル−５−メチ
ルアニリン、２，４，５−トリメチルアニリン、
２，４，６−トリメチルアニリン、ペンタメチル
アニリン、ビニルアニリン、Ｎ−メチルアニリ
ン、Ｎ−エチルアニリン、Ｎ−メチルトルイジ
ン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチ
ルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルトルイジン、ジフ
エニルアミン、ジ−ｐ−トリルアミン、Ｎ−メチ
ルジフエニルアミン、Ｎ−エチルジフエニルアミ
ン、トリフエニルアミン、Ｎ−ベンジル−Ｎ−メ
チルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジベンジルアニリン、芳
香族のジアミン及びポリアミンとして、フエニレ
ンジアミン、トルエンジアミン、Ｎ−メチルフエ
ニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルフエニレンジ
アミン、Ｎ，N′−ジメチルフエニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルフエニレンジア
ミン、アミノジフエニルアミン、ジアミノジフエ
ニルアミン、４，4′−ビス（ジメチルアミノ）ジ
フエニルアミン、ベンゼントリアミン、Ｎ，
N′−ジフエニルエチレンジアミン、Ｎ，N′−ジ
フエニルプロピレンジアミン、スチルベンジアミ
ン、アンモニウム塩としてトリメチルフエニルア
ンモニウム−ヨージド、ベンジルジメチルフエニ
ルアンモニウムクロリド、その他芳香族アミンと
して、ハロゲンのアニリン類、ニトロソ及びニト
ロアニリン類、アルコキシアニリン類、アラルキ
ルアミン、ピリジン類等のことを総称する。 本発明において、水溶液中で通電処理するに当
り、支持電解質として、過酸素酸塩たとえば
LiClO4、NH4ClO4、Et4ClO4等を用いてもよい。 本発明の方法で、溶媒に水を使用すると、繊維
と樹脂との密着性が良くなる。溶媒に水を使用す
ることの利点は、取り扱い性、安全性を高めるの
で工業的には有利な方法である。炭素繊維もしく
は、黒鉛繊維とアミンが如何なる反応を起してい
るかは明確でないが、ESCAによつて、炭素繊維
もしくは黒鉛繊維中の窒素量の増加が認められ、
化学反応によつてアミンが付着していることは明
らかであり、吸着によるアミンの付着や陰極還元
による表面の改質等も考えられる。 本発明の水溶液中で炭素繊維もしくは黒鉛繊維
を陽極又は陰極として通電処理を行うに当り、ア
ミン濃度、電圧、電流密度、通電時の温度、時間
等はそれぞれの系で適宜選択されるが、特に電流
密度をあげ効果を向上させるには、通常１〜10ボ
ルト、電流密度は0.01〜１アンペア／ｄm2、好ま
しくは２〜５ボルト、電流密度は0.05〜0.2アン
ペア／ｄm2を適用する。温度は室温〜60℃までが
反応を行うに当り便利である。又支持電解質の濃
度も特に制限を受けない。 以上によつて得られた炭素繊維を複合材料とし
て使用するに当り、相手のマトリツクスについて
も特に制限がないが、通常エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリア
ミド樹脂等が用いられる。 以下実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ 炭素繊維を陰極として、種々のアミン５％の水
溶液中で電流密度0.1アンペア／ｄm2になるよう
に通電処理して得られた、炭素繊維のESCAによ
る表面分析結果とマトリツクス樹脂として油化シ
エル製DX#210 100部、BF3・MEA3部を使用し
たコンポジツトのILSSを表１に示す。 【表】
Claims (1)
- １ 炭素繊維を水溶液中で塩基性有機アミン類化
合物の存在下で通電処理することを特徴とする炭
素繊維もしくは黒鉛繊維の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19035382A JPS5982467A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 炭素繊維の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19035382A JPS5982467A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 炭素繊維の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5982467A JPS5982467A (ja) | 1984-05-12 |
| JPH0242940B2 true JPH0242940B2 (ja) | 1990-09-26 |
Family
ID=16256775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19035382A Granted JPS5982467A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 炭素繊維の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5982467A (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2564489B1 (fr) * | 1984-05-18 | 1986-10-10 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede electrochimique de traitement de surface de fibres de carbone, fibre traitee par ce procede et materiau composite comportant de telles fibres |
| FR2672307B1 (fr) * | 1991-02-01 | 1993-06-04 | Centre Nat Rech Scient | Procede de modification de la surface de materiaux carbones par reduction electrochimique de sels de diazonium, notamment de fibres de carbone pour materiaux composites, materiaux carbones ainsi modifies. |
| US5869550A (en) * | 1995-05-22 | 1999-02-09 | Cabot Corporation | Method to improve traction using silicon-treated carbon blacks |
| US6069190A (en) * | 1996-06-14 | 2000-05-30 | Cabot Corporation | Ink compositions having improved latency |
| US5707432A (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-13 | Cabot Corporation | Modified carbon products and inks and coatings containing modified carbon products |
| DE69706298T2 (de) * | 1996-06-14 | 2002-06-13 | Cabot Corp., Boston | Modifizierte farbpigmente und diese enthaltende tintenstrahltinte |
| US6110994A (en) * | 1996-06-14 | 2000-08-29 | Cabot Corporation | Polymeric products containing modified carbon products and methods of making and using the same |
| WO1998013418A1 (en) * | 1996-09-25 | 1998-04-02 | Cabot Corporation | Pre-coupled silicon-treated carbon blacks |
| US6017980A (en) * | 1997-03-27 | 2000-01-25 | Cabot Corporation | Elastomeric compounds incorporating metal-treated carbon blacks |
| US5904762A (en) * | 1997-04-18 | 1999-05-18 | Cabot Corporation | Method of making a multi-phase aggregate using a multi-stage process |
| US5895522A (en) * | 1997-08-12 | 1999-04-20 | Cabot Corporation | Modified carbon products with leaving groups and inks and coatings containing modified carbon products |
| US6068688A (en) * | 1997-11-12 | 2000-05-30 | Cabot Corporation | Particle having an attached stable free radical and methods of making the same |
| US6368239B1 (en) | 1998-06-03 | 2002-04-09 | Cabot Corporation | Methods of making a particle having an attached stable free radical |
| EP1178085A3 (en) | 1997-10-31 | 2004-05-12 | Cabot Corporation | Particles having an attached stable free radical, polymerized modified particles, and methods of making the same |
| US6387500B1 (en) | 1997-11-06 | 2002-05-14 | Cabot Corporation | Multi-layered coatings and coated paper and paperboards |
| US6472471B2 (en) | 1997-12-16 | 2002-10-29 | Cabot Corporation | Polymeric products containing modified carbon products and methods of making and using the same |
| US6103380A (en) * | 1998-06-03 | 2000-08-15 | Cabot Corporation | Particle having an attached halide group and methods of making the same |
| JP6224021B2 (ja) * | 2015-03-24 | 2017-11-01 | 三菱重工業株式会社 | 炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4832993A (ja) * | 1971-08-26 | 1973-05-04 | ||
| JPS5040891A (ja) * | 1973-08-14 | 1975-04-14 | ||
| JPS53122894A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-26 | Japan Exlan Co Ltd | Treating of carbon fiber |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19035382A patent/JPS5982467A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5982467A (ja) | 1984-05-12 |
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