JPH0364522A - 炭素繊維 - Google Patents
炭素繊維Info
- Publication number
- JPH0364522A JPH0364522A JP1197966A JP19796689A JPH0364522A JP H0364522 A JPH0364522 A JP H0364522A JP 1197966 A JP1197966 A JP 1197966A JP 19796689 A JP19796689 A JP 19796689A JP H0364522 A JPH0364522 A JP H0364522A
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- JP
- Japan
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- resin
- heat
- carbon fiber
- coated
- carbon yarn
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- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inorganic Fibers (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］
本発明は熱可塑性樹脂補強に用いられる、改良された炭
素繊維に関する。
素繊維に関する。
［従来の技術］
炭素繊維はガラス繊維と比べて高弾性、耐摩耗性、軽量
性に優れており樹脂の補強材として使用されている。特
にポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリスルホン、
ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルケトンのよう
な高耐熱性エンジニアリングプラスチックに強化材とし
て使用した場合には、機械強度、限界ＰＶ値、耐摩耗性
を向上させ、自動車部品、機械部品の優れた素材となり
得る。
性に優れており樹脂の補強材として使用されている。特
にポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリスルホン、
ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルケトンのよう
な高耐熱性エンジニアリングプラスチックに強化材とし
て使用した場合には、機械強度、限界ＰＶ値、耐摩耗性
を向上させ、自動車部品、機械部品の優れた素材となり
得る。
従来、炭素繊維は、エポキシ樹脂を７トリツクスとする
炭素繊維強化プラスチックに多く使用されているため、
炭素繊維の収束剤としては、エポキシ樹脂が使われてい
る。このエポキシ樹脂収束剤を被覆した炭素繊維は、マ
トリックスがエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の場合には
有効であるが、高耐熱性エンジニアリング樹脂に対して
は、接着性が悪い、成形加工温度が高くエポキシ樹脂収
束剤が熱分解する等のため、機械強度の良好な樹脂組成
物が得られない。
炭素繊維強化プラスチックに多く使用されているため、
炭素繊維の収束剤としては、エポキシ樹脂が使われてい
る。このエポキシ樹脂収束剤を被覆した炭素繊維は、マ
トリックスがエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の場合には
有効であるが、高耐熱性エンジニアリング樹脂に対して
は、接着性が悪い、成形加工温度が高くエポキシ樹脂収
束剤が熱分解する等のため、機械強度の良好な樹脂組成
物が得られない。
このため、特開昭５３−１０６７５２号公報に見られる
ごとく、熱可塑性樹脂に対してはボリアミド樹脂を収束
剤として用いることが、試みられている。
ごとく、熱可塑性樹脂に対してはボリアミド樹脂を収束
剤として用いることが、試みられている。
しかし、これ等の耐熱性樹脂の成形温度は３５０°Ｃ以
上の高温が必要であるため、エポキシ樹脂、ボリアミド
樹脂にて収束した炭素繊維を使用した場合には、成形中
に収束剤が熱分解して、ホイドの生成、ウェルド部強度
の低下等の問題を生している。
上の高温が必要であるため、エポキシ樹脂、ボリアミド
樹脂にて収束した炭素繊維を使用した場合には、成形中
に収束剤が熱分解して、ホイドの生成、ウェルド部強度
の低下等の問題を生している。
本発明の目的は、高耐熱性エンジニアリング樹脂の補強
に用いられる、改良された炭素繊維に関する。
に用いられる、改良された炭素繊維に関する。
本発明者らは前記目的を達成するために種々検討した結
果、収束剤としてポリエーテルイミド樹脂で表面被覆し
た後、３００〜４００°Ｃで加熱処理した炭素繊維を使
用するのが有効であることを見出し本発明を完成するに
到った。
果、収束剤としてポリエーテルイミド樹脂で表面被覆し
た後、３００〜４００°Ｃで加熱処理した炭素繊維を使
用するのが有効であることを見出し本発明を完成するに
到った。
すなわち本発明は、ポリエーテルイミド樹脂で表面を被
覆した後、３００〜４００″Ｃで加熱処理した炭素繊維
である。
覆した後、３００〜４００″Ｃで加熱処理した炭素繊維
である。
本発明において、収束剤として炭素繊維の表面を被覆す
るのに用いられるポリエーテルイミド樹脂は、イミド結
合、エーテル結合単位とする線状重合体であり、例えば
、次式のような構造式からなるものが国内においては、
エンジニアリングプラスチックス株式会社より「ウルテ
ム」の商標で市販されている。
るのに用いられるポリエーテルイミド樹脂は、イミド結
合、エーテル結合単位とする線状重合体であり、例えば
、次式のような構造式からなるものが国内においては、
エンジニアリングプラスチックス株式会社より「ウルテ
ム」の商標で市販されている。
また本発明で使用される炭素繊維はアクリル系、レーヨ
ン系、リグニン系、ピッチ系等が挙げられ、いずれも使
用される。本発明では繊維強度の最も高いアクリル系が
最も好ましく使用される。炭素繊維の形態は、チョップ
トストランド、ロービング、織物等いずれでも良い。こ
れらの炭素繊維は予めその表面を酸化処理しておくと更
に好ましい。
ン系、リグニン系、ピッチ系等が挙げられ、いずれも使
用される。本発明では繊維強度の最も高いアクリル系が
最も好ましく使用される。炭素繊維の形態は、チョップ
トストランド、ロービング、織物等いずれでも良い。こ
れらの炭素繊維は予めその表面を酸化処理しておくと更
に好ましい。
これら炭素繊維へのポリエーテルイミドの被覆方法とし
ては、ポリエーテルイミド樹脂を塩化メチレン、Ｎ−メ
チルピロリドンなどの溶剤に熔解した溶液に、炭素繊維
を浸し、その後乾燥し溶剤ヲ除去して、ポリエーテルイ
ミド樹脂を被覆した炭素繊維を得る。
ては、ポリエーテルイミド樹脂を塩化メチレン、Ｎ−メ
チルピロリドンなどの溶剤に熔解した溶液に、炭素繊維
を浸し、その後乾燥し溶剤ヲ除去して、ポリエーテルイ
ミド樹脂を被覆した炭素繊維を得る。
通常、炭素繊維に対するポリエーテルイミド樹脂の被覆
量は炭素繊維１００重量部に対し０．１〜１０重量部が
良＜、０．１重量部以下では本発明の効果はえられず、
また１０重量部以上被覆させても機械強度の向上は期待
できず意味がない。以上のようにしてポリエーテルイミ
ド樹脂を被覆した炭素繊維の熱処理は、空気中３００〜
４００°Ｃ１特に好ましくは３４０〜３８０°Ｃの温度
下に曝すことにより行われる。加熱処理時間は３〜２０
時間、特に好ましくは５〜１５時間である。
量は炭素繊維１００重量部に対し０．１〜１０重量部が
良＜、０．１重量部以下では本発明の効果はえられず、
また１０重量部以上被覆させても機械強度の向上は期待
できず意味がない。以上のようにしてポリエーテルイミ
ド樹脂を被覆した炭素繊維の熱処理は、空気中３００〜
４００°Ｃ１特に好ましくは３４０〜３８０°Ｃの温度
下に曝すことにより行われる。加熱処理時間は３〜２０
時間、特に好ましくは５〜１５時間である。
このようにしてポリエーテルイごド樹脂を被覆した炭素
繊維と高耐熱性エンジニアリング樹脂との混合には種々
の法が採用できる。例えば被覆、加熱処理した炭素繊維
を３〜６ｆｆｌＩ１１長さに切断し、これと高耐熱性エ
ンジニアリング樹脂を個々別々に溶融押出機に供給して
混合することもできるし、あらかしめヘンシェルミキサ
ー、スーパー５キサ、リボンブレンダーなどの混合機で
予備ブレンドした後、熔融押出機に供給することもでき
る。
繊維と高耐熱性エンジニアリング樹脂との混合には種々
の法が採用できる。例えば被覆、加熱処理した炭素繊維
を３〜６ｆｆｌＩ１１長さに切断し、これと高耐熱性エ
ンジニアリング樹脂を個々別々に溶融押出機に供給して
混合することもできるし、あらかしめヘンシェルミキサ
ー、スーパー５キサ、リボンブレンダーなどの混合機で
予備ブレンドした後、熔融押出機に供給することもでき
る。
更に被覆、加熱処理した炭素繊維ロービングを４
直接溶融押出機に供給し、耐熱性樹脂と混合することも
できる。
できる。
上記した本発明の改良された炭素繊維と高耐熱性エンジ
ニアリング樹脂の樹脂１１Ｊｉ！物は、射出成形法、押
出成形法、トランスファー成形性、圧縮成形法等公知の
成形性により所定の成形品に成形することができる。
ニアリング樹脂の樹脂１１Ｊｉ！物は、射出成形法、押
出成形法、トランスファー成形性、圧縮成形法等公知の
成形性により所定の成形品に成形することができる。
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
ポリエーテルイミド樹脂としてエンジニアリングプラス
チックス株式会社製ウルテム１０００ （商標）をＮ−
メチルピロリドンに溶解して５重量％のポリニーテルト
ミド樹脂溶液を調整した。表面を酸処理したアクリル系
炭素繊維（東邦レーヨン社製、商品名ＨＴＡ）のロービ
ングをポリエーテルイミド樹脂溶液に連続的に浸漬し、
乾燥し脱溶剤を行った後３■長さに切断し、チョップト
ストランドとした。
チックス株式会社製ウルテム１０００ （商標）をＮ−
メチルピロリドンに溶解して５重量％のポリニーテルト
ミド樹脂溶液を調整した。表面を酸処理したアクリル系
炭素繊維（東邦レーヨン社製、商品名ＨＴＡ）のロービ
ングをポリエーテルイミド樹脂溶液に連続的に浸漬し、
乾燥し脱溶剤を行った後３■長さに切断し、チョップト
ストランドとした。
この時の炭素繊維に対するポリエーテルイミド樹脂の付
着量は５％であった。
着量は５％であった。
この炭素繊維チョップトストランドをステンレス製のハ
ツトに入れ、３５０°Ｃに昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。
ツトに入れ、３５０°Ｃに昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で１０時間加熱処理を行った。
このようにして得られた炭素繊維チョップトストランド
３０ｗ ｔ％と高耐熱性エンジニアリング樹脂としてＩ
ＣＩ社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂ＰＥＥＫ ３
８０Ｇ （商品名） ７０ｉｙｔ％をトライブレンドし
た後４０ｍｍ径押出機にて押出温度３８０°Ｃで溶融混
練しながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た
。
３０ｗ ｔ％と高耐熱性エンジニアリング樹脂としてＩ
ＣＩ社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂ＰＥＥＫ ３
８０Ｇ （商品名） ７０ｉｙｔ％をトライブレンドし
た後４０ｍｍ径押出機にて押出温度３８０°Ｃで溶融混
練しながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た
。
次に上記の均一配合ベレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度３８０°Ｃおよび金型温度１８０°Ｃ
の温度条件でダンヘル試験片を作成し、引張速度５ｍｍ
／ｍｉｎで引張強度を測定したところ２４６０ｋｇ ／
ｃ漬であった。
てシリンダー温度３８０°Ｃおよび金型温度１８０°Ｃ
の温度条件でダンヘル試験片を作成し、引張速度５ｍｍ
／ｍｉｎで引張強度を測定したところ２４６０ｋｇ ／
ｃ漬であった。
比較例２
実施例１においてポリエーテルイミド樹脂を被覆し熱処
理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポキ
シ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維（東邦レーヨン
社製、商品名ＨＴ Ａ ）を使用した他は実施例１と同
様に試験して炭素繊維充填ポリエーテルエーテルケトン
樹脂のダンヘル片を作成した。引張速度５ ｍｍ ／
ｃａｌで引張強度を測定したところ１９１０ｋｇ／ｃ［
であった。
理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポキ
シ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維（東邦レーヨン
社製、商品名ＨＴ Ａ ）を使用した他は実施例１と同
様に試験して炭素繊維充填ポリエーテルエーテルケトン
樹脂のダンヘル片を作成した。引張速度５ ｍｍ ／
ｃａｌで引張強度を測定したところ１９１０ｋｇ／ｃ［
であった。
比較例３
実施例１において得られたポリエーテルイミド樹脂を被
覆した炭素繊維チョップトストランドを２６０ ℃に昇
温した電気炉に入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理
した。
覆した炭素繊維チョップトストランドを２６０ ℃に昇
温した電気炉に入れ、空気雰囲気下で１０時間加熱処理
した。
このようにして得られた炭素繊維チョップトストランド
３０ｗｔ％と高耐熱性エンジニアリング権能としてＩＣ
Ｉ社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂ＰＥＥＫ ３８
０Ｇ （商品名） ７０ｗｔ％をトライブレンドした後
４０ｎｖｎ径押出機にて押出温度３８０°Ｃで溶融混練
しながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た。
３０ｗｔ％と高耐熱性エンジニアリング権能としてＩＣ
Ｉ社製ポリエーテルエーテルケトン樹脂ＰＥＥＫ ３８
０Ｇ （商品名） ７０ｗｔ％をトライブレンドした後
４０ｎｖｎ径押出機にて押出温度３８０°Ｃで溶融混練
しながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た。
次に上記の均一配合バレン１〜を通常の射出成形機を用
いてシリンダー温度３８０℃および金型温度１８０°Ｃ
の温度条件でダンヘル試験片を作成し、弓張速度５ｍｍ
／ｍｉｎで引張強度を測定したところ１９４０ｋｇ ／
ｃボであった。
いてシリンダー温度３８０℃および金型温度１８０°Ｃ
の温度条件でダンヘル試験片を作成し、弓張速度５ｍｍ
／ｍｉｎで引張強度を測定したところ１９４０ｋｇ ／
ｃボであった。
比較例４
ポリエーテルイミド樹脂を被覆した炭素繊維チョップト
ストランドを４６０°Ｃに昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で１０時間加熱処理を行った以外は比較例３と
同様にして得たダンベル片り引張強度を測定したところ
２１１０ｋｇ／ｃＪであった。
ストランドを４６０°Ｃに昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で１０時間加熱処理を行った以外は比較例３と
同様にして得たダンベル片り引張強度を測定したところ
２１１０ｋｇ／ｃＪであった。
実施例２
実施例１で得られたポリエーテルイくド樹脂を被覆し加
熱処理した炭素繊維チョップトストランド３０ｗｔ％と
高耐熱性エンジニアリング樹脂としてＩＣＩ社製ポリエ
ーテルケトン樹脂ＰＥＫ２２０Ｐ（商品名） ７０ｅｔ
％をトライブレンドした後４０恥径押出機にて、押出温
度３９０°Ｃ７−熔融混練しながら押出す操作を行って
均一ベレットを得た。
熱処理した炭素繊維チョップトストランド３０ｗｔ％と
高耐熱性エンジニアリング樹脂としてＩＣＩ社製ポリエ
ーテルケトン樹脂ＰＥＫ２２０Ｐ（商品名） ７０ｅｔ
％をトライブレンドした後４０恥径押出機にて、押出温
度３９０°Ｃ７−熔融混練しながら押出す操作を行って
均一ベレットを得た。
次に上記の均一混合ペレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度４２０℃および金型温度２００°Ｃの
温度条件でダンヘル試験片を作成し、弓張速度５ｍｍ／
ｍｉｎで引張強度を測定したところ２８８０ｋｇ ／
ｃボであった。
てシリンダー温度４２０℃および金型温度２００°Ｃの
温度条件でダンヘル試験片を作成し、弓張速度５ｍｍ／
ｍｉｎで引張強度を測定したところ２８８０ｋｇ ／
ｃボであった。
比較例５
実施例２においてポリエーテルイごド樹脂を被覆し熱処
理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポキ
シ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維（東邦レーヨン
社製、商品名ＨＴＡ）を使用した他は実施例２と同様に
試験して炭素繊維充填ポリエーテルケトン樹脂のダンヘ
ル片を作成した。引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで引張強度を
測定したところ２４３０ｋｇ／−であった。
理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポキ
シ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維（東邦レーヨン
社製、商品名ＨＴＡ）を使用した他は実施例２と同様に
試験して炭素繊維充填ポリエーテルケトン樹脂のダンヘ
ル片を作成した。引張速度５ｍｍ／ｍｉｎで引張強度を
測定したところ２４３０ｋｇ／−であった。
本発明による改良された炭素繊維は、高耐熱性エンジニ
アリング樹脂に充填することにより、機械強度を大幅に
向上させる事ができる。
アリング樹脂に充填することにより、機械強度を大幅に
向上させる事ができる。
Claims (1)
- ポリエーテルイミド樹脂で表面を被覆した後、３００
〜４００℃で加熱処理した炭素繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197966A JP2659435B2 (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 炭素繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197966A JP2659435B2 (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 炭素繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0364522A true JPH0364522A (ja) | 1991-03-19 |
| JP2659435B2 JP2659435B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16383287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197966A Expired - Lifetime JP2659435B2 (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 炭素繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659435B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6337720B1 (en) | 1991-07-12 | 2002-01-08 | Tecmo Kabushiki Kaisha | Built-in monitor apparatus |
| JP2015507650A (ja) * | 2011-12-06 | 2015-03-12 | トーレ カーボン ファイバーズ アメリカ インコーポレイテッド | 熱可塑性樹脂含浸テープ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261354A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Toray Ind Inc | 成形用樹脂組成物 |
| JPS62299580A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 | 東邦レーヨン株式会社 | サイズされた炭素繊維及びその製造法並びにサイズされた炭素繊維を含む組成物 |
-
1989
- 1989-08-01 JP JP1197966A patent/JP2659435B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261354A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Toray Ind Inc | 成形用樹脂組成物 |
| JPS62299580A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-26 | 東邦レーヨン株式会社 | サイズされた炭素繊維及びその製造法並びにサイズされた炭素繊維を含む組成物 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6337720B1 (en) | 1991-07-12 | 2002-01-08 | Tecmo Kabushiki Kaisha | Built-in monitor apparatus |
| JP2015507650A (ja) * | 2011-12-06 | 2015-03-12 | トーレ カーボン ファイバーズ アメリカ インコーポレイテッド | 熱可塑性樹脂含浸テープ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2659435B2 (ja) | 1997-09-30 |
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