JPH0648832A - 炭素−炭素コンポジット成形物 - Google Patents
炭素−炭素コンポジット成形物Info
- Publication number
- JPH0648832A JPH0648832A JP4204114A JP20411492A JPH0648832A JP H0648832 A JPH0648832 A JP H0648832A JP 4204114 A JP4204114 A JP 4204114A JP 20411492 A JP20411492 A JP 20411492A JP H0648832 A JPH0648832 A JP H0648832A
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- Japan
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- molded body
- fibers
- phenolic resin
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- Pending
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 フェノール、アルデヒドのモル比が １.５で
あり、数平均分子量が２００であるレゾール型フェノー
ル樹脂に、芳香族アルデヒド又は芳香族アルコールを１
０重量％使用してなる炭素−炭素コンポジット用レゾー
ル型フェノール樹脂組成物をカーボンファイバー又はカ
ーボンクロスに含浸して加熱成形後、非酸化性雰囲気下
で焼成してなる炭素−炭素コンポジット成形物。 【効果】 低粘度で残炭率の高い樹脂組成物を使用する
ことにより、工程を簡素化して一段の含浸で、高強度の
炭素−炭素コンポジット成形物を安価に製造することが
できる。
あり、数平均分子量が２００であるレゾール型フェノー
ル樹脂に、芳香族アルデヒド又は芳香族アルコールを１
０重量％使用してなる炭素−炭素コンポジット用レゾー
ル型フェノール樹脂組成物をカーボンファイバー又はカ
ーボンクロスに含浸して加熱成形後、非酸化性雰囲気下
で焼成してなる炭素−炭素コンポジット成形物。 【効果】 低粘度で残炭率の高い樹脂組成物を使用する
ことにより、工程を簡素化して一段の含浸で、高強度の
炭素−炭素コンポジット成形物を安価に製造することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低粘度で且つ残炭率が
高く、炭素−炭素コンポジット成形用に適したフェノー
ル樹脂組成物と本発明で得られたフェノール樹脂を使用
した炭素−炭素コンポジット成形物に関するものであ
る。本発明の樹脂を使用することで、従来、多段含浸工
程を必要としたものが１段含浸で同等のものが得られる
ようになり、大きな省力化をはかることができる。
高く、炭素−炭素コンポジット成形用に適したフェノー
ル樹脂組成物と本発明で得られたフェノール樹脂を使用
した炭素−炭素コンポジット成形物に関するものであ
る。本発明の樹脂を使用することで、従来、多段含浸工
程を必要としたものが１段含浸で同等のものが得られる
ようになり、大きな省力化をはかることができる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、フェノール樹脂は、炭素材の
原料として使用されており、炭素−炭素コンポジット製
造に用いられている。しかしながら、十分な強度を有す
る炭素−炭素コンポジットの製造には、含浸、乾燥、焼
成という工程を数回繰り返すという多段含浸が必要であ
り、非常に多くのコストと労力がかかるため、高価なも
のになっているのが現状である。
原料として使用されており、炭素−炭素コンポジット製
造に用いられている。しかしながら、十分な強度を有す
る炭素−炭素コンポジットの製造には、含浸、乾燥、焼
成という工程を数回繰り返すという多段含浸が必要であ
り、非常に多くのコストと労力がかかるため、高価なも
のになっているのが現状である。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、炭素−炭
素コンポジット製造に適する高い残炭率のフェノール樹
脂組成物とそれらを使用して得られる炭素−炭素コンポ
ジット成形物に関するものである。本発明は、今まで含
浸、乾燥、焼成という工程を数回必要としたため、非常
に高価であった炭素−炭素コンポジットの製造を簡素化
し、安価に成形物を製造できる高残炭率の樹脂を提供す
るにある。
素コンポジット製造に適する高い残炭率のフェノール樹
脂組成物とそれらを使用して得られる炭素−炭素コンポ
ジット成形物に関するものである。本発明は、今まで含
浸、乾燥、焼成という工程を数回必要としたため、非常
に高価であった炭素−炭素コンポジットの製造を簡素化
し、安価に成形物を製造できる高残炭率の樹脂を提供す
るにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素−炭素コ
ンポジット製造に適する高残炭率のフェノール樹脂組成
物とそれらを使用して得られる炭素−炭素コンポジット
成形物に関するものである。本発明に使用するフェノー
ル樹脂組成物は、フェノール類とアルデヒド類とを反応
して得られる特定のレゾール型フェノール樹脂に対し、
芳香族アルデヒド及び又は芳香族アルコールを含有して
なるものである。フェノール類としては、フェノール、
クレゾール、レゾルシノールやビスフェノールＡなどを
使用することができるが、フェノール樹脂を合成する場
合に一般的に使用されているフェノール化合物であれば
特に限定することなく使用でき、数種を混合して使用し
てもよい。
ンポジット製造に適する高残炭率のフェノール樹脂組成
物とそれらを使用して得られる炭素−炭素コンポジット
成形物に関するものである。本発明に使用するフェノー
ル樹脂組成物は、フェノール類とアルデヒド類とを反応
して得られる特定のレゾール型フェノール樹脂に対し、
芳香族アルデヒド及び又は芳香族アルコールを含有して
なるものである。フェノール類としては、フェノール、
クレゾール、レゾルシノールやビスフェノールＡなどを
使用することができるが、フェノール樹脂を合成する場
合に一般的に使用されているフェノール化合物であれば
特に限定することなく使用でき、数種を混合して使用し
てもよい。
【０００５】アルデヒド類は、ホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒドなどを使用できるが、特に限定されること
はなく、アルデヒド基を含有する化合物であれば使用す
ることができ、数種を混合して使用してもよい。アルデ
ヒド類のフェノール類に対する比率（モル比）は、１.
０−２.０が適当であるが、１.２−１.５程度が最も優
れている。反応時間は特に限定されず、使用用途及び要
求される樹脂の特性により適宜変更して行うことが可能
であるが、数平均分子量を１５０−３００程度になるよ
うにすることで、作業性及び含浸性が大きく向上する。
フェノール樹脂を合成する際に使用する触媒は特に限定
されないが、塩基類を使用することができ、要求される
樹脂の特性により適宜選択して反応することができる。
トアルデヒドなどを使用できるが、特に限定されること
はなく、アルデヒド基を含有する化合物であれば使用す
ることができ、数種を混合して使用してもよい。アルデ
ヒド類のフェノール類に対する比率（モル比）は、１.
０−２.０が適当であるが、１.２−１.５程度が最も優
れている。反応時間は特に限定されず、使用用途及び要
求される樹脂の特性により適宜変更して行うことが可能
であるが、数平均分子量を１５０−３００程度になるよ
うにすることで、作業性及び含浸性が大きく向上する。
フェノール樹脂を合成する際に使用する触媒は特に限定
されないが、塩基類を使用することができ、要求される
樹脂の特性により適宜選択して反応することができる。
【０００６】芳香族アルデヒド及び芳香族アルコール
は、レゾール型フェノール樹脂中３重量％以上含有する
ことが必要であり、単独でも混合して使用してもよい。
３重量％よりも少ない添加量の場合粘度を充分に下げる
ことができず、粘度低下のために不揮発分を下げる必要
を生じ、そのため残炭率が低下し、１段含浸では炭素−
炭素コンポジット内部に空洞部分が多くなり、強度低下
を引き起こすため多段含浸が必要となる。芳香族アルデ
ヒド類としては、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズ
アルデヒドなどを使用でき、特に限定されるものではな
い。また、芳香族アルコールとしては、ベンジルアルコ
ール、サリゲニン、フェネチルアルコールなどを使用で
きるが、特に限定されるものではなく、各々混合使用し
てもよい。本発明に用いるカーボンファイバーとしては
特に限定されないが、ＰＡＮ系、ピッチ系が代表的なも
のとしてあげられる。また、繊維の形態としては、糸
（ロービング又はヤーン）状、平織り、朱子織り等のカ
ーボンクロスを用いる。
は、レゾール型フェノール樹脂中３重量％以上含有する
ことが必要であり、単独でも混合して使用してもよい。
３重量％よりも少ない添加量の場合粘度を充分に下げる
ことができず、粘度低下のために不揮発分を下げる必要
を生じ、そのため残炭率が低下し、１段含浸では炭素−
炭素コンポジット内部に空洞部分が多くなり、強度低下
を引き起こすため多段含浸が必要となる。芳香族アルデ
ヒド類としては、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズ
アルデヒドなどを使用でき、特に限定されるものではな
い。また、芳香族アルコールとしては、ベンジルアルコ
ール、サリゲニン、フェネチルアルコールなどを使用で
きるが、特に限定されるものではなく、各々混合使用し
てもよい。本発明に用いるカーボンファイバーとしては
特に限定されないが、ＰＡＮ系、ピッチ系が代表的なも
のとしてあげられる。また、繊維の形態としては、糸
（ロービング又はヤーン）状、平織り、朱子織り等のカ
ーボンクロスを用いる。
【０００７】成形方法は特に限定されないが、引き抜き
成形法、フィラメントワインディング法、圧縮成形法、
オートクレーブ成形法などが代表的なものとしてあげら
れる。良好な成形を行うためにはガス抜きを実施するこ
とが望ましい。焼成方法は、非酸化性雰囲気下であれば
焼成時間及び温度は特に限定されないが、良好な炭素材
料を得ようとするには最終的に2000℃で５時間以上の焼
成を行うことが望ましい。以上説明したことより、高残
炭率で作業性のよい樹脂は、高不揮発分で低粘度（高含
浸性）である必要があり、溶媒であると同時に炭素源と
なる芳香族アルデヒド及び芳香族アルコールの配合が高
不揮発分・低粘度を達成するのに非常に有効であり、さ
らに、成形後非酸化性雰囲気下で焼成して、強度が向上
した炭素−炭素コンポジットが得られる。
成形法、フィラメントワインディング法、圧縮成形法、
オートクレーブ成形法などが代表的なものとしてあげら
れる。良好な成形を行うためにはガス抜きを実施するこ
とが望ましい。焼成方法は、非酸化性雰囲気下であれば
焼成時間及び温度は特に限定されないが、良好な炭素材
料を得ようとするには最終的に2000℃で５時間以上の焼
成を行うことが望ましい。以上説明したことより、高残
炭率で作業性のよい樹脂は、高不揮発分で低粘度（高含
浸性）である必要があり、溶媒であると同時に炭素源と
なる芳香族アルデヒド及び芳香族アルコールの配合が高
不揮発分・低粘度を達成するのに非常に有効であり、さ
らに、成形後非酸化性雰囲気下で焼成して、強度が向上
した炭素−炭素コンポジットが得られる。
【０００８】
【実施例】以下に、本発明を実施例により説明する。以
下における「部」及び「％」は、すべて「重量部」及び
「重量％」を示すものである。また、本発明は実施例に
限定されるものではない。 《製造例１》フェノール１０００ｇ、３７％ホルマリン
１０００ｇを撹拌装置付き反応フラスコにとり、１０％
水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水酸化カリウム
水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反応の後真空下
で脱水し、ベンズアルデヒド１００ｇを添加混合して目
的とするレゾール型フェノール樹脂溶液を得た。得られ
た樹脂の粘度は １.０Pa・sで、不揮発分は７５％であっ
た。樹脂の残炭率を表１に示した。
下における「部」及び「％」は、すべて「重量部」及び
「重量％」を示すものである。また、本発明は実施例に
限定されるものではない。 《製造例１》フェノール１０００ｇ、３７％ホルマリン
１０００ｇを撹拌装置付き反応フラスコにとり、１０％
水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水酸化カリウム
水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反応の後真空下
で脱水し、ベンズアルデヒド１００ｇを添加混合して目
的とするレゾール型フェノール樹脂溶液を得た。得られ
た樹脂の粘度は １.０Pa・sで、不揮発分は７５％であっ
た。樹脂の残炭率を表１に示した。
【０００９】《製造例２》フェノール１０００ｇ、３７
％ホルマリン１０００ｇを撹拌装置付き反応フラスコに
とり、１０％水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水
酸化カリウム水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反
応の後真空下で脱水し、ヒドロキシベンズアルデヒド１
００ｇを添加混合して目的とするレゾール型フェノール
樹脂溶液を得た。得られた樹脂の粘度は ２.０Pa・sで、
不揮発分は７６％であった。樹脂の残炭率を表１に示し
た。
％ホルマリン１０００ｇを撹拌装置付き反応フラスコに
とり、１０％水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水
酸化カリウム水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反
応の後真空下で脱水し、ヒドロキシベンズアルデヒド１
００ｇを添加混合して目的とするレゾール型フェノール
樹脂溶液を得た。得られた樹脂の粘度は ２.０Pa・sで、
不揮発分は７６％であった。樹脂の残炭率を表１に示し
た。
【００１０】《製造例３》フェノール１０００ｇ、３７
％ホルマリン１２００ｇを撹拌装置付き反応フラスコに
とり、１０％水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水
酸化カリウム水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反
応の後真空下で脱水し、ベンズアルデヒド２００ｇを添
加混合して目的とするレゾール型フェノール樹脂溶液を
得た。得られた樹脂の粘度は ２.１Pa・sで、不揮発分は
７５％であった。樹脂の残炭率を表１に示した。
％ホルマリン１２００ｇを撹拌装置付き反応フラスコに
とり、１０％水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水
酸化カリウム水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反
応の後真空下で脱水し、ベンズアルデヒド２００ｇを添
加混合して目的とするレゾール型フェノール樹脂溶液を
得た。得られた樹脂の粘度は ２.１Pa・sで、不揮発分は
７５％であった。樹脂の残炭率を表１に示した。
【００１１】《比較例１》フェノール１０００ｇ、３７
％ホルマリン１０００ｇを撹拌装置付き反応フラスコに
とり、１０％水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水
酸化カリウム水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反
応の後真空下で脱水し、エタノール１００ｇを添加混合
して目的とするレゾール型フェノール樹脂溶液を得た。
得られた樹脂の粘度は ０.５Pa・sで、不揮発分は７４％
であった。樹脂の残炭率を表１に示した。
％ホルマリン１０００ｇを撹拌装置付き反応フラスコに
とり、１０％水酸化ナトリウム水溶液３５ｇと１０％水
酸化カリウム水溶液３５ｇを添加し、８５℃で３時間反
応の後真空下で脱水し、エタノール１００ｇを添加混合
して目的とするレゾール型フェノール樹脂溶液を得た。
得られた樹脂の粘度は ０.５Pa・sで、不揮発分は７４％
であった。樹脂の残炭率を表１に示した。
【００１２】《実施例１》製造例１−３及び比較例１の
樹脂溶液を７０℃に加温して、カーボンクロスに含浸し
た。その後、１３０℃で３分間乾燥してＢステージ化
し、カーボンプリプレグを得た。得られたプリプレグを
８枚積層し、１３０℃、６０kg／cm２で１時間プレス成
形した。成形した積層板を非酸化性雰囲気下で徐々に昇
温し、2000℃で２０時間焼成して炭素−炭素コンポジッ
トを得た。焼成前後の重量変化を表２に示した。
樹脂溶液を７０℃に加温して、カーボンクロスに含浸し
た。その後、１３０℃で３分間乾燥してＢステージ化
し、カーボンプリプレグを得た。得られたプリプレグを
８枚積層し、１３０℃、６０kg／cm２で１時間プレス成
形した。成形した積層板を非酸化性雰囲気下で徐々に昇
温し、2000℃で２０時間焼成して炭素−炭素コンポジッ
トを得た。焼成前後の重量変化を表２に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【発明の効果】以上の表からもわかるように、芳香族ア
ルデヒドや芳香族アルコールを使用して、低粘度で且つ
残炭率の高い樹脂組成物を得ることができる。従来、含
浸、乾燥、焼成という工程を数回繰り返すという多段含
浸が必要であり、非常に多くのコストを必要とした炭素
−炭素コンポジットの製造を、本発明による残炭率の高
い樹脂組成物を使用することにより、これら工程を簡素
化して一段の含浸で行うことを可能にし、高強度の炭素
−炭素コンポジット成形物を安価に製造することができ
る。
ルデヒドや芳香族アルコールを使用して、低粘度で且つ
残炭率の高い樹脂組成物を得ることができる。従来、含
浸、乾燥、焼成という工程を数回繰り返すという多段含
浸が必要であり、非常に多くのコストを必要とした炭素
−炭素コンポジットの製造を、本発明による残炭率の高
い樹脂組成物を使用することにより、これら工程を簡素
化して一段の含浸で行うことを可能にし、高強度の炭素
−炭素コンポジット成形物を安価に製造することができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 フェノール類、アルデヒド類のモル比が
１.０−２.０であり、数平均分子量が１５０−３００で
あるレゾール型フェノール樹脂に、芳香族アルデヒド及
び又は芳香族アルコールを少なくとも３重量％以上使用
してなる炭素−炭素コンポジット用レゾール型フェノー
ル樹脂組成物をカーボンファイバー又はカーボンクロス
に含浸して加熱成形後、非酸化性雰囲気下で焼成してな
ることを特徴とする炭素−炭素コンポジット成形物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204114A JPH0648832A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 炭素−炭素コンポジット成形物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204114A JPH0648832A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 炭素−炭素コンポジット成形物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0648832A true JPH0648832A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16485047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4204114A Pending JPH0648832A (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 炭素−炭素コンポジット成形物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648832A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6868157B1 (en) | 1997-09-16 | 2005-03-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Echo canceling method, echo canceller and voice switch |
| CN108727053A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-02 | 中钢集团新型材料（浙江）有限公司 | 一种高性能碳碳复合碳材料的制备方法 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4204114A patent/JPH0648832A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6868157B1 (en) | 1997-09-16 | 2005-03-15 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Echo canceling method, echo canceller and voice switch |
| CN108727053A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-02 | 中钢集团新型材料（浙江）有限公司 | 一种高性能碳碳复合碳材料的制备方法 |
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