JP3272852B2 - Sheet made of carbon fiber carbon composite material - Google Patents

Sheet made of carbon fiber carbon composite material

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JP3272852B2
JP3272852B2 JP03222694A JP3222694A JP3272852B2 JP 3272852 B2 JP3272852 B2 JP 3272852B2 JP 03222694 A JP03222694 A JP 03222694A JP 3222694 A JP3222694 A JP 3222694A JP 3272852 B2 JP3272852 B2 JP 3272852B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業状の利用分野】本発明は、優れた可撓性を有する
炭素繊維炭素複合材料(以下、C/Cコンポジットシー
トと称する)製シートに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet made of carbon fiber-carbon composite material (hereinafter referred to as C / C composite sheet) having excellent flexibility.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シートとしては、例えば、合板、
プラスチック、FRPで製造されたものがある。しか
し、これらのシートは耐熱性に乏しく、高温の使用環境
下において使用が不可能または長期的な使用が不可能で
ある。また、金属製シートには、ステンレス鋼、低合金
鋼、鉄などが主に使用されるが、耐熱合金と称されるも
のであっても400℃を超える温度では強度低下及び変
形が著しく、このような環境下で使用できないという問
題があった。また、インコネル、ハステロイなどの超耐
熱性合金でも700℃を超える温度では、強度低下及び
変形が著しく使用できないという問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a sheet, for example, plywood,
Some are made of plastic or FRP. However, these sheets have poor heat resistance and cannot be used in a high-temperature use environment or cannot be used for a long time. In addition, stainless steel, low alloy steel, iron, and the like are mainly used for the metal sheet, but even if it is called a heat-resistant alloy, the strength is significantly reduced and deformed at a temperature exceeding 400 ° C. There is a problem that it cannot be used in such an environment. In addition, even at a temperature exceeding 700 ° C., there is a problem that strength reduction and deformation cannot be used remarkably even in super heat resistant alloys such as Inconel and Hastelloy.

【0003】一方、C/Cコンポジットは、軽量で、強
度、弾性率が大きく、熱衝撃に強いということが知られ
ている。かかるC/Cコンポジットにおける炭素繊維の
方向性には一方向材、二方向材及び等方材の3通りがあ
る。一方向材は、C/Cコンポジット中に置ける炭素繊
維がすべて同じ方向に配置されているものであり、二方
向材は、C/Cコンポジット中における炭素繊維が2つ
の異なる方向に配置されており、その方向は通常、相互
に垂直である。更に、この二方向材には次の2種類が含
まれる。一つには、一方向シートの交互積層体であり、
これは互いに垂直な層を交互に配置したもので、各層に
おける炭素繊維の方向は同一である。二つ目は、平織等
のクロスシートの積層体であり、これは各層において炭
素繊維が2つの方向(通常は、互いに垂直な方向)に配
置されており、この層を積層したものである。また、等
方材は、C/Cコンポジット中における炭素繊維がラン
ダムに配置されており、二次元的にランダムな場合と、
三次元的にランダムな場合とがある。
On the other hand, it is known that C / C composites are lightweight, have high strength and elastic modulus, and are resistant to thermal shock. There are three types of directionality of carbon fibers in such C / C composites: unidirectional, bidirectional and isotropic. The unidirectional material is one in which carbon fibers placed in the C / C composite are all arranged in the same direction, and the bidirectional material is one in which carbon fibers in the C / C composite are arranged in two different directions. , The directions are usually mutually perpendicular. Further, the two-way material includes the following two types. One is an alternating stack of unidirectional sheets,
In this, layers perpendicular to each other are alternately arranged, and the direction of carbon fibers in each layer is the same. The second is a laminate of a cloth sheet such as a plain weave, in which carbon fibers are arranged in two directions (normally perpendicular to each other) in each layer, and this layer is laminated. Further, in the isotropic material, carbon fibers in the C / C composite are randomly arranged, and two-dimensionally random,
There are cases where they are three-dimensionally random.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のC/Cコンポジットでシートを製造すると以下の様な
問題が生じる。すなわち、一方向材C/Cコンポジット
シートは、繊維方向においては強度及び弾性率が高いの
で、その方向に曲りにくく、可撓性に劣り、繊維と垂直
方向においては強度が極めて低いので、この方向に曲げ
ようとすると小さい力で破壊してしまう。
However, when a sheet is manufactured from these C / C composites, the following problems occur. That is, since the unidirectional C / C composite sheet has high strength and elastic modulus in the fiber direction, it is difficult to bend in that direction, has poor flexibility, and has extremely low strength in the direction perpendicular to the fiber. If you try to bend it, it will break with a small force.

【0005】また、一方向シートの交互積層体及び平織
等のクロスシートの積層体の二方向材C/Cコンポジッ
トシートは、二つの方向においては、通常は炭素繊維の
比率が同じであるので、二つの方向の強度及び弾性率は
同じになり、それ自体の持つ強度、弾性率のため、いず
れの方向に曲げようとしても曲りにくく、可撓性に劣
る。
[0005] Further, the bidirectional C / C composite sheet of the alternating laminate of unidirectional sheets and the laminate of cross sheets such as plain weaves usually has the same ratio of carbon fibers in the two directions. The strength and elastic modulus in the two directions are the same, and because of its own strength and elastic modulus, bending in either direction is difficult to bend and poor in flexibility.

【0006】更に、等方材C/Cコンポジットシート
は、いずれの方向においても強度及び弾性率が同じであ
るため、それ自体の持つ強度、弾性率のため、いずれの
方向に曲げようとしてもまがりにくく、無理に曲げよう
とすると破壊するという問題点がある。
[0006] Further, since the isotropic material C / C composite sheet has the same strength and elastic modulus in any direction, it may be bent in any direction due to its own strength and elastic modulus. It is difficult to bend, and there is a problem that it is destroyed when it is forcibly bent.

【0007】本発明の課題は、高強度、高弾性率、軽量
であり、耐熱衝撃性に優れ、更に、寸法安定性にも優れ
て十分な可撓性を有するC/Cコンポジットシートを提
供することである。
An object of the present invention is to provide a C / C composite sheet having high strength, high elastic modulus, light weight, excellent thermal shock resistance, excellent dimensional stability, and sufficient flexibility. That is.

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願第1発明にかかるC/Cコンポジットシート
は、厚みが0.1〜2mmであるC/Cコンポジットシー
トであって、当該シートは、互いに交差するプリフォー
ムドヤーン及び熱可塑性樹脂糸から構成されてなるプリ
フォームドシートの複合体で構成されており、これらの
複数のプリフォームドシートのうち少なくとも1枚のプ
リフォームドシートを他のプリフォームドシートに対し
て、プリフォームドシート中のプリフォームドヤーンに
含有される炭素繊維の配向方向が異なるように積層し、
当該他のプリフォームドシートの枚数が、炭素繊維の配
向方向が異なるように積層した前記プリフォームドシー
トの枚数よりも多く、かつ炭素繊維の配向方向が異なる
ように積層した前記プリフォームドシートは前記他のプ
リフォームドシートの間に配設されていることを特徴と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, a C / C composite sheet according to the first invention of the present application is a C / C composite sheet having a thickness of 0.1 to 2 mm. Is composed of a composite of a preformed sheet composed of a preformed yarn and a thermoplastic resin yarn that intersect each other, and at least one preformed sheet of the plurality of preformed sheets is replaced with another. Laminated such that the orientation direction of the carbon fibers contained in the preformed yarn in the preformed sheet is different from the preformed sheet,
The number of the other preformed sheets is larger than the number of the preformed sheets stacked so that the orientation directions of the carbon fibers are different, and the preformed sheets stacked so that the orientation directions of the carbon fibers are different from each other. Are disposed between the preformed seats.

【0008】本願発明のC/Cコンポジットシートに
は、含浸法、CVD法等の従来の方法により製造したC
/Cコンポジットの他、好ましくはプリフォームドヤー
ン法によるC/Cコンポジットを使用することができ
る。
The C / C composite sheet of the present invention has a C / C composite sheet manufactured by a conventional method such as an impregnation method or a CVD method.
In addition to the / C composite, a C / C composite preferably obtained by a preformed yarn method can be used.

【0009】CVD法により得られるC/Cコンポジッ
トは、炭素繊維を予め簡単に成形し、高温下で加熱し、
次いで炭化水素系ガスにより分解炭化させ、炭素を表面
に沈着固化させるものである。
The C / C composite obtained by the CVD method is obtained by simply forming a carbon fiber in advance and heating it at a high temperature.
Next, the carbon is decomposed and carbonized by a hydrocarbon-based gas to deposit and solidify carbon on the surface.

【0010】C/Cコンポジットを得る方法としては、
炭素繊維の束、織布、不織布などを、フェノール樹脂や
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂により所望の形状に成形
した後、不活性ガス雰囲気化で熱処理を行って樹脂を炭
化させる方法もある。
As a method for obtaining a C / C composite,
There is also a method in which a bundle of carbon fibers, a woven fabric, a nonwoven fabric, or the like is formed into a desired shape with a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin, and then heat-treated in an inert gas atmosphere to carbonize the resin.

【0011】また炭素繊維で強化した樹脂成形体を焼成
炭化し、さらに樹脂が炭化する際に分解物が抜けてでき
た気孔に樹脂を含浸させて炭化する操作を繰り返すこと
により、本発明に用いるC/Cコンポジットを得る方法
もある。
[0011] Further, the resin molded body reinforced with carbon fiber is calcined and carbonized, and further, when the resin is carbonized, the decomposition product is released, and pores formed by impregnating the resin with the resin are carbonized. There is also a method of obtaining a C / C composite.

【0012】本発明に使用するC/Cコンポジットに用
いる炭素繊維としては、石油ピッチ若しくはコールター
ルピッチを原料とし、紡糸用ピッチの調整、溶融紡糸、
不融化及び炭素化して得られるピッチ系炭素繊維ならび
にアクリロニトリル(共)重合体繊維を耐炎化及び炭素
化して得られるPAN系炭素繊維の何れのものでもよ
い。
As the carbon fiber used in the C / C composite used in the present invention, a petroleum pitch or a coal tar pitch is used as a raw material to adjust a spinning pitch, melt spinning,
Any of pitch-based carbon fibers obtained by infusibilizing and carbonizing and PAN-based carbon fibers obtained by oxidizing acrylonitrile (co) polymer fibers to flame and carbonizing may be used.

【0013】プリフォームドヤーン法により得られるC
/Cコンポジットが特に好ましく、当該プリフォームド
ヤーンは本件出願人による特願昭61−182483号に記載さ
れた方法により製造するものである。
C obtained by the preformed yarn method
/ C composite is particularly preferred, and the preformed yarn is manufactured by the method described in Japanese Patent Application No. 61-182483 filed by the present applicant.

【0014】プリフォームドヤーンにおいては、炭素繊
維束の周囲に熱可塑性樹脂からなる柔軟な被覆(即ちス
リーブ)が設けられている。
In the preformed yarn, a flexible coating (that is, a sleeve) made of a thermoplastic resin is provided around the carbon fiber bundle.

【0015】プリフォームドヤーンで用いる炭素繊維束
は、フィラメントのデニール数が約0.05〜約600 の範囲
内で、フィラメント数が約50〜300000のもの、
特にフィラメントのデニール数が約0.25〜約16
で、フィラメント数が約100〜約48000のものが
好ましく、該スリーブの肉厚は一般的には、均一なスリ
ーブ形成及びプリフォームドヤーンの柔軟性のため約5
〜約1000μmとするのが良く、特に約10〜約30
0μmとするのが好ましい。
The carbon fiber bundle used in the preformed yarn has a filament denier in the range of about 0.05 to about 600 and a filament number of about 50 to 300,000.
In particular, the filament has a denier of about 0.25 to about 16
Preferably, the number of filaments is from about 100 to about 48,000, and the thickness of the sleeve is generally about 5 to provide uniform sleeve formation and flexibility of the preformed yarn.
To about 1000 μm, especially about 10 to about 30
It is preferably 0 μm.

【0016】従って、プリフォームドヤーンとしては、
炭素繊維束に含有される最終的にマトリックスとなる粉
末状のピッチ、コークス類の粉末類も含めて、直径約
0.1〜約10mmの範囲のものが適切であり、約13
〜約5mmのものが好ましい。前記繊維束の周囲に上記
スリーブを設けることによって、プリフォームドヤーン
の補強用繊維含有量は、補強効果及び高品質で均一な成
形品を得るため約5〜約70容量%の範囲で任意に選択
される。
Therefore, as a preformed yarn,
A powder having a diameter in the range of about 0.1 to about 10 mm, including powdery pitches and coke powders, which eventually become a matrix contained in the carbon fiber bundle, is suitable.
Those having a thickness of about 5 mm are preferred. By providing the above-mentioned sleeve around the fiber bundle, the reinforcing fiber content of the preformed yarn can be arbitrarily set in a range of about 5 to about 70% by volume to obtain a reinforcing effect and a high quality and uniform molded product. Selected.

【0017】プリフォームドヤーンにおいて、柔軟なス
リーブ形成材として用いる熱可塑性樹脂は、後加工にお
ける成形温度で完全に溶解する樹脂であり、例えばポリ
アミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド
イミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテ
ルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニ
レンサルファイド等のポリマーが挙げられる。更に具体
的にはポリアミドとしては、ナイロン66、ナイロン1
2、ナイロン6/66/12ターポリマーのようなホモ
又はコポリマーが用いられる。またポリエステルとして
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリ
オキシエトキシベンゾエート、全芳香族ポリエステル等
のホモポリマー又はこれらコポリマーが用いられる。
In the preformed yarn, the thermoplastic resin used as a flexible sleeve-forming material is a resin that completely dissolves at a molding temperature in post-processing, such as polyamide, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinylidene fluoride, and the like. Examples include polymers such as polyamide imide, polyimide, polyether imide, polyether sulfone, polyether ether ketone, and polyphenylene sulfide. More specifically, as the polyamide, nylon 66, nylon 1
2. Homo or copolymers such as nylon 6/66/12 terpolymer are used. As the polyester, a homopolymer such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polyoxyethoxybenzoate, and wholly aromatic polyester, or a copolymer thereof is used.

【0018】次いで得られた炭素繊維束を熱可塑性樹脂
で被覆してなる比較的太い柔軟性プリフォームドヤーン
と、比較的細い熱可塑性樹脂繊維糸又は比較的細い炭素
繊維束を、その何れか一方を経糸とし、他方を緯糸とし
て製織して一方向プリフォームドシートを製造する。
Next, a relatively thick flexible preformed yarn obtained by coating the obtained carbon fiber bundle with a thermoplastic resin, and a relatively thin thermoplastic resin fiber yarn or a relatively thin carbon fiber bundle are used. One-way preformed sheet is manufactured by weaving one as a warp and the other as a weft.

【0019】当該プリフォームドシートは、本件出願人
による特願昭63−231791号公報に開示されている。当該
プリフォームドシートの経糸若しくは緯糸として用いら
れる熱可塑性樹脂繊維糸は、後加工における成形温度で
完全に溶融する樹脂繊維糸であり、例えばポリアミド、
ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミドイミド、ポ
リイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサル
ファイド等のポリマーの繊維が挙げられる。更に具体的
には、ポリアミド繊維としては、ナイロン66、ナイロ
ン6、ナイロン12、ナイロン6/66/12ターポリ
マーのようなホモ又はコポリマーから得られる繊維が用
いられ、またポリエステル繊維としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエ
チレン−2,6−ナフタレート、ポリオキシエトキシベ
ンゾエート、全芳香族ポリエステル等のホモポリマー又
はこれらのコポリマーから得られる繊維が用いられ、こ
の熱可塑性樹脂繊維糸としてはできるだけ細い糸を使用
するのが良く、前記プリフォームドヤーンに対して、直
径が1/5以下のものを使用するのが、プリフォームド
ヤーンの直線性を保持して通常織物にしたことによる後
加工時の強度低下を殆どなくすため好ましい。
The preformed sheet is disclosed in Japanese Patent Application No. 63-231791 filed by the present applicant. The thermoplastic resin fiber yarn used as the warp or the weft of the preformed sheet is a resin fiber yarn that is completely melted at a molding temperature in post-processing, for example, polyamide,
Fibers of a polymer such as polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinylidene fluoride, polyamide imide, polyimide, polyether imide, polyether sulfone, polyether ether ketone, and polyphenylene sulfide are exemplified. More specifically, as the polyamide fiber, a fiber obtained from a homo or copolymer such as nylon 66, nylon 6, nylon 12, or nylon 6/66/12 terpolymer is used. As the polyester fiber, polyethylene terephthalate is used. A fiber obtained from a homopolymer such as polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polyoxyethoxybenzoate, or a wholly aromatic polyester, or a copolymer thereof is used. As the thermoplastic resin fiber yarn, a yarn as thin as possible is used. It is preferable to use the preformed yarn having a diameter of 1/5 or less with respect to the preformed yarn. It is preferable because the strength is hardly reduced.

【0020】更に、プリフォームドヤーンと熱可塑性樹
脂繊維との交織割合は、プリフォームドヤーン中の補強
用繊維と熱可塑性樹脂との割合によって変わり、また成
形後の複合材料の用途によっても変わるが、通常プリフ
ォームドシート全体での補強用繊維の割合が約3〜約7
0容量%程度になるようにするのが好ましい。
Further, the interwoven ratio between the preformed yarn and the thermoplastic resin fiber varies depending on the ratio between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin in the preformed yarn, and also varies depending on the use of the composite material after molding. However, usually, the ratio of the reinforcing fibers in the entire preformed sheet is about 3 to about 7
It is preferable that the amount is about 0% by volume.

【0021】プリフォームドヤーンは、高強度、及び高
弾性率であるため、プリフォームドヤーンが配列されて
いる方向には非常に曲がりにくい。しかし、C/Cコン
ポジット中ではプリフォームドヤーン相互の間には炭素
マトリックスが存在するので、弾性率が低いマトリック
スを曲げるのは容易である。つまり、プリフォームドシ
ートは、プリフォームドヤーンが配列している方向と垂
直な方向には曲がりやすいが、強度が弱い。従って、本
願のC/Cコンポジットシートは、厚みが0.1〜2mm
であるC/Cコンポジットシートであって、 当該シー
トは、互いに交差するプリフォームドヤーン及び熱可塑
性樹脂糸から構成されてなるプリフォームドシートの複
合体で構成されており、これらの複数のプリフォームド
シートのうち少なくとも1枚のプリフォームドシートを
他のプリフォームドシートに対して、プリフォームドシ
ート中のプリフォームドヤーンに含有される炭素繊維の
配向方向が異なるように積層し、当該他のプリフォーム
ドシートの枚数が、炭素繊維の配向方向が異なるように
積層した前記プリフォームドシートの枚数よりも多く、
かつ炭素繊維の配向方向が異なるように積層した前記プ
リフォームドシートは前記他のプリフォームドシートの
間に配設されていることにより、炭素繊維の配向方向が
異なるように積層した前記プリフォームドシートの積層
方向において可撓性の高いシートを得ることができる。
Since the preformed yarn has a high strength and a high elastic modulus, it is very difficult to bend in the direction in which the preformed yarn is arranged. However, in a C / C composite, a matrix having a low modulus of elasticity is easy to bend because there is a carbon matrix between the preformed yarns. That is, the preformed sheet is easy to bend in a direction perpendicular to the direction in which the preformed yarns are arranged, but has low strength. Therefore, the C / C composite sheet of the present application has a thickness of 0.1 to 2 mm.
A C / C composite sheet comprising: a composite of a preformed sheet composed of a preformed yarn and a thermoplastic resin yarn intersecting each other; At least one preformed sheet among the preformed sheets is laminated with respect to the other preformed sheets so that the orientation direction of the carbon fibers contained in the preformed yarn in the preformed sheet is different, and the other preform is used. The number of the preformed sheets is larger than the number of the preformed sheets laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are different,
And the preformed sheet laminated so that the orientation direction of the carbon fiber is different is arranged between the other preformed sheets, so that the preformed sheet laminated so that the orientation direction of the carbon fiber is different. A sheet having high flexibility in the stacking direction can be obtained.

【0022】また、本願第1の発明の好適な実施例は、
前記他のプリフォームドシートと炭素繊維の配向方向が
異なるように積層した前記プリフォームドシートとは、
互いのシート中に含まれる炭素繊維の配向方向が直交す
るように積層されることを特徴とするものである。
A preferred embodiment of the first invention of the present application is:
The preformed sheet laminated so that the orientation direction of the other preformed sheet and carbon fiber is different,
The carbon fibers included in each sheet are laminated so that their orientation directions are orthogonal to each other.

【0023】更に、本願第1の発明の他の好適な実施例
は、前記他のプリフォームドシートと炭素繊維の配向方
向が異なるように積層した前記プリフォームドシートと
は、互いのシート中に含まれる炭素繊維の配向方向が少
なくとも30度となるように積層されることを特徴とする
ものである。
Furthermore, in another preferred embodiment of the first invention of the present application, the other preformed sheet and the preformed sheet laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are different from each other are included in each other's sheets. The carbon fibers are laminated such that the orientation direction of the carbon fibers is at least 30 degrees.

【0024】このように、前記他のプリフォームドシー
トと炭素繊維の配向方向が異なるように積層した前記プ
リフォームドシートとの互いのシート中に含まれる炭素
繊維の配向方向を0度より大きく90度以下とすること
が可能であるが、特に好適な範囲は、30〜90度であ
る。角度が30度以下だと、曲げ方向に対する機械的強度
が小さくなり、破壊しやすくなる。
As described above, the orientation direction of the carbon fibers contained in each of the preformed sheets laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are different from that of the other preformed sheet is greater than 0 ° and 90 °. The following can be set, but a particularly preferable range is 30 to 90 degrees. If the angle is 30 degrees or less, the mechanical strength in the bending direction becomes small, and the material is easily broken.

【0025】更に、本願第1発明の他の好適な実施例
は、前記他のプリフォームドシートが、炭素繊維のフェ
ルトで構成されていることを特徴とするものである。こ
のように、前記他のプリフォームドシートは、必ずしも
プリフォームドヤーンが方向性をもつ必要はなく、等方
性のものでも、C/Cコンポジットシートに可撓性を与
えることができる。
Further, another preferred embodiment of the first invention of the present application is characterized in that the another preformed sheet is made of carbon fiber felt. Thus, the other preformed sheet does not necessarily have to have a preformed yarn having directionality, and can impart flexibility to the C / C composite sheet even if it is isotropic.

【0026】本願第1発明は、C/Cコンポジットシー
トの厚さが、0.1〜2mmである。C/Cコンポジッ
トシートの厚さが0.1mm未満になると、製品として
の取扱いが困難になり、また2mm以上となると十分な
可撓性を得ることができないからである。
In the first invention of the present application, the thickness of the C / C composite sheet is 0.1 to 2 mm. If the thickness of the C / C composite sheet is less than 0.1 mm, it becomes difficult to handle as a product, and if it is 2 mm or more, sufficient flexibility cannot be obtained.

【0027】さらに、本願第2発明にかかるC/Cコン
ポジットシートは、厚みが0.1〜2mmである炭素繊維
炭素複合材料製シートであって、少なくとも1枚のプリ
フォームドを具え、当該プリフォームドシートは互いに
交差するプリフォームドヤーンの経糸と緯糸から構成さ
れており、これらの経糸と緯糸との体積比が1:1.5
〜5であることを特徴とするものである。
Further, the C / C composite sheet according to the second invention of the present application is a carbon fiber-carbon composite material sheet having a thickness of 0.1 to 2 mm, comprising at least one preformed sheet. The reformed sheet is composed of a warp and a weft of a preformed yarn that intersect each other, and the volume ratio of the warp to the weft is 1: 1.5.
-5.

【0028】このように、本願第2発明にかかるC/C
コンポジットシートは、このシートを構成するプリフォ
ームドシートが互いに交差する経糸と緯糸とから構成さ
れており、その体積比は1:1より大きく1:5以下で
あれば可撓性が得られるが、好ましくは1:1.5〜5
であることがより優れた可撓性を得るために好ましい。
経糸と緯糸の交差方法には平織交差、朱子織交差等があ
り、経糸の体積が緯糸の体積より小さいので経糸の延在
方向に可撓性を有することになる。体積の比が1:1.
5より小さいと経糸と緯糸の量の差が小さくて、シート
が曲がりにくいため、1:1.5以上が好ましい。1:
5以上になると曲げ方向の機械的強度が小さくなりすぎ
る。
As described above, the C / C according to the second invention of the present application is described.
The composite sheet is composed of a warp and a weft in which the preformed sheets constituting the sheet intersect with each other. If the volume ratio is more than 1: 1 and not more than 1: 5, flexibility is obtained. Preferably 1: 1.5-5
Is preferable in order to obtain more excellent flexibility.
The warp and weft crossing methods include plain weave crossing and satin weaving crossing. Since the warp has a smaller volume than the weft, the warp has flexibility in the extending direction of the warp. The volume ratio is 1: 1.
If it is smaller than 5, the difference between the amounts of the warp and the weft is small and the sheet is hard to bend. 1:
If it exceeds 5, the mechanical strength in the bending direction becomes too small.

【0029】更に、本願第2発明の他の好適な実施例で
は、前記プリフォームドシートの前記経糸が延在する方
向における曲げ弾性率と前記緯糸が延在する方向におけ
る曲げ弾性率の比が1:1より小さく、好ましくは、曲
げやすさの点から1:0.5〜0.01であることを特
徴とするものである。
Further, in another preferred embodiment of the second invention of the present application, the ratio of the bending elastic modulus of the preformed sheet in the direction in which the warp extends to the bending elastic modulus in the direction in which the weft extends is one. : 1 and preferably 1: 0.5 to 0.01 from the viewpoint of flexibility.

【0030】更に、本願第2発明の他の好適な実施例で
は、前記プリフォームドシートの前記経糸が延在する方
向における曲げ弾性率と前記緯糸が延在する方向におけ
る曲げ弾性率との比が1:1より小さく、好ましくは、
曲げやすさの点から1:0.5〜0.01であり、か
つ、前記緯糸方向において曲率半径30mm以上に湾曲
することを特徴とするものである。
Further, in another preferred embodiment of the second invention of the present application, the ratio of the bending elastic modulus in the direction in which the warp extends of the preformed sheet to the bending elastic modulus in the direction in which the weft extends is provided. Less than 1: 1, preferably
It is characterized by being 1: 0.5 to 0.01 from the viewpoint of bendability, and being curved to a radius of curvature of 30 mm or more in the weft direction.

【0031】曲げ弾性率の比が1:1より小さければ可
撓性が得られるが、1:0.5以下が曲げやすさの点か
ら好ましい。また1:0.01以下だと低すぎて、当該
方向にこわれやすく好ましくない。曲率半径が30mm
より小さくするのは弾性率との関係から難しい。一方、
曲率半径を大きくするのは問題がない。また、本願第2
発明の好適な実施例では、C/Cコンポジットシートが
複数のプリフォームドシートの複合体で構成されてお
り、これらのプリフォームドシート中の炭素繊維の配向
方向が同一となるように当該プリフォームドシートが積
層されることを特徴とするものである。
If the ratio of the flexural modulus is less than 1: 1, flexibility can be obtained, but 1: 0.5 or less is preferable from the viewpoint of easiness of bending. If the ratio is 1: 0.01 or less, the ratio is too low, which is not preferable because the direction is easily broken. 30mm radius of curvature
It is difficult to make it smaller because of the relationship with the elastic modulus. on the other hand,
Enlarging the radius of curvature is not a problem. In addition, the second
In a preferred embodiment of the present invention, the C / C composite sheet is composed of a composite of a plurality of preformed sheets, and the preformed sheets are arranged such that the orientation directions of carbon fibers in these preformed sheets are the same. Are laminated.

【0032】本願第2発明は、C/Cコンポジットシー
トの厚さが、0.1〜2mmである。C/Cコンポジッ
トシートの厚さが0.1mm未満になると、製品として
の取扱いが困難になり、また2mm以上となると十分な
可撓性を得ることができないからである。C/Cコンポ
ジットシートの厚さがこの範囲にある限り、C/Cコン
ポジットシートが複数のプリフォームドシートの複合体
で構成され、プリフォームドシート中の炭素繊維の配向
方向が同一となるように当該プリフォームドシートが積
層されれば、C/Cコンポジットシートが複数のプリフ
ォームドシートの複合体で構成されていてもよい。
In the second invention of the present application, the thickness of the C / C composite sheet is 0.1 to 2 mm. If the thickness of the C / C composite sheet is less than 0.1 mm, it becomes difficult to handle as a product, and if it is 2 mm or more, sufficient flexibility cannot be obtained. As long as the thickness of the C / C composite sheet is in this range, the C / C composite sheet is composed of a composite of a plurality of preformed sheets, and the carbon fiber in the preformed sheet is oriented in the same direction. If the preformed sheets are laminated, the C / C composite sheet may be composed of a composite of a plurality of preformed sheets.

【0033】更に、本願第2発明の他の好適な実施例で
は、C/Cコンポジットシートの少なくとも一方の面に
炭素繊維のフェルトを設けたことを特徴とするC/Cコ
ンポジットシート。このように、プリフォームドシート
の少なくとも一方の面に等方性のシートを配設した場合
でも、C/Cコンポジットシートに可撓性を与えること
ができる。
Further, in another preferred embodiment of the second invention of the present application, a C / C composite sheet characterized in that a carbon fiber felt is provided on at least one surface of the C / C composite sheet. As described above, even when the isotropic sheet is provided on at least one surface of the preformed sheet, the C / C composite sheet can be given flexibility.

【0034】このようにして得られたシートを最終製品
であるC/Cコンポジットシートに必要な枚数だけ重
ね、これをホットプレスで約300〜約900℃の温
度、常圧〜300kg/cm2 の圧力を加えて成型す
る。温度が300 ℃以下だとマトリックスの炭化が十分に
行なわず、また成形品が十分に作製されないため好まし
くない。300kg/cm2 以上の圧力だと成型品の形
がくずれることもあり、装置的にも大規模なものが必要
となり好ましいない。
The sheets obtained in this manner are stacked on a C / C composite sheet as a final product by a required number of sheets, and the sheets are hot-pressed at a temperature of about 300 to about 900 ° C. and a normal pressure of about 300 kg / cm 2 . Mold under pressure. If the temperature is lower than 300 ° C., carbonization of the matrix is not sufficiently performed, and a molded article is not sufficiently produced. If the pressure is 300 kg / cm 2 or more, the shape of the molded product may be lost, and a large-scale apparatus is required, which is not preferable.

【0035】特に、300℃以上、好ましくは500℃
以上でホットプレス処理をおこなった際には成形体中に
揮発分が殆ど残存せず、従って、次いで、黒鉛化処理し
てもガスの発生がないため、気孔が殆どなく、再含浸処
理、炭化処理、黒鉛化処理を繰り返すことなしに、充分
な機械的強度を有する複合材料を得ることができる。
In particular, 300 ° C. or higher, preferably 500 ° C.
As described above, when the hot press treatment is performed, almost no volatile components remain in the molded body, and therefore, there is almost no gas generation even after the graphitization treatment. A composite material having sufficient mechanical strength can be obtained without repeating the treatment and the graphitization treatment.

【0036】次いで、ホットプレス法により得られた成
型品を約700〜約1200℃の温度で炭化、次いで約
1500℃〜約3000℃の温度で黒鉛化してC/Cコ
ンポジットを得る。更に、C/Cコンポジットの他に、
酸化防止、浸炭防止、表面の平滑化等のため、C/Cコ
ンポジット基材の表面に各種のコーティングを施したも
のも使用することができる。
Next, the molded product obtained by the hot pressing method is carbonized at a temperature of about 700 to about 1200 ° C., and then graphitized at a temperature of about 1500 to about 3000 ° C. to obtain a C / C composite. Furthermore, besides C / C composite,
For the purpose of preventing oxidation, preventing carburization, smoothing the surface, etc., a C / C composite substrate having a surface coated with various coatings can also be used.

【0037】該コーティングには、SiC, TiC,Z
rC, WC, TiN, ZrN, AlN, BN, Si3
4 , Al2 3 , TiO2 , Cr2 3 , SiO2 等の
セラミックス類、Cr,Zr,Ti,Si,B等の金属
類、ガラス類、グラッシーカーボン等を用いることがで
きる。
The coating includes SiC, TiC, Z
rC, WC, TiN, ZrN, AlN, BN, Si 3 N
4, Al 2 O 3, TiO 2, Cr 2 O 3, SiO 2 or the like ceramics such, Cr, Zr, Ti, Si, metals such as B, glasses, can be used glassy carbon.

【0038】またコーティングする方法としてはCVD
法、PVD法、イオンプレーティング、スパッタリン
グ、溶射、水性ガラスコーティング、レーザー蒸着法、
プラズマ溶射、メッキライニング、塗装等の従来の方法
を用いることができ、コーティングは、最終製品である
シートにする前にC/Cコンポジット基材(プリフォー
ムドシート)に施しても、又、C/Cコンポジットシー
トを得た後に施してもよい。
As a coating method, CVD is used.
Method, PVD method, ion plating, sputtering, thermal spraying, aqueous glass coating, laser evaporation method,
Conventional methods such as plasma spraying, plating lining, and painting can be used, and the coating can be applied to a C / C composite substrate (preformed sheet) before forming a final product sheet, It may be applied after obtaining the C composite sheet.

【0039】以下に、図面に基づいて本願発明の実施例
を詳細に説明する。ただし、「直交」、「30°」、
「45°」、「60°」とは、プリフォームドシート中
のプリフォームドヤーンに含まれる炭素繊維の配向方向
同士の角度をいうものとする。実施例1 プリフォームドヤーン法によりプリフォームドヤーンを
製造し、これを用いてプリフォームドシート(特願昭6
0-276640号)を製造した。そのプリフォームド
シートを相互に直交になるように三層積層したものを2
000℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得た。
その分解構成図を図1に示す。得られたC/Cコンポジ
ットシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm 厚さ 1.2mm 曲げ強度 33kgf/mm 曲げ弾性率 8000kgf/mm 最大曲げ量(限界の径) 直径 300mm
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Will be described in detail. However, "orthogonal", "30 degrees",
“45 °” and “60 °” in the preformed sheet
Orientation of carbon fiber contained in preformed yarn
It means the angle between them.Example 1  Preformed yarn by preformed yarn method
Manufacture and use this to form a preformed sheet (Japanese Patent Application
No. 0-276640). Its preformed
Two sheets are stacked so that they are orthogonal to each other.
Calcination was performed at 000 ° C. to obtain a C / C composite sheet.
FIG. 1 shows an exploded configuration diagram thereof. The resulting C / C composite
The characteristics of the cut sheet are as follows. Density 1.6g / cm3  Thickness 1.2mm Flexural strength 33kgf / mm2  Flexural modulus 8000kgf / mm2  Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 300mm

【0040】実施例2 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。そ
のプリフォームドシートを相互に直交となるように五層
積層したものを2000℃で焼成してC/Cコンポジッ
トシートを得た。その分解構成図を図2に示す。得られ
たC/Cコンポジットシートの特性は、以下の通りであ
る。 密度 1.6g/cm3 厚さ 2.0mm 曲げ強度 30kgf/mm2 曲げ弾性率 7200kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 500mm
Example 2 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. Five layers of the preformed sheets were laminated so as to be orthogonal to each other, and fired at 2000 ° C. to obtain a C / C composite sheet. FIG. 2 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 2.0 mm Flexural strength 30 kgf / mm 2 Flexural modulus 7200 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 500 mm

【0041】実施例3 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。か
かるプリフォームドシートを二層づつが直交になり、も
う一層がさらに直交になるように五層積層したものを2
000℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得た。
その分解構成図を図3に示す。得られたC/Cコンポジ
ットシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 2.0mm 曲げ強度 30kgf/mm2 曲げ弾性率 7200kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 500mm
Example 3 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. Two layers of such preformed sheets are laminated so that two layers are perpendicular to each other and the other layer is further perpendicular to two layers.
Calcination was performed at 000 ° C. to obtain a C / C composite sheet.
FIG. 3 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 2.0 mm Flexural strength 30 kgf / mm 2 Flexural modulus 7200 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 500 mm

【0042】実施例4 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。か
かるプリフォームドシートを平行な二層づつの層が中央
の層に互いに直交になるように五層積層したものを20
00℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得た。そ
の分解構成図を図4に示す。得られたC/Cコンポジッ
トシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 2.0mm 曲げ強度 40kgf/mm2 曲げ弾性率 9600kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 500mm
Example 4 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. Five such preformed sheets were laminated in a manner that five parallel layers were stacked on the central layer so that they were orthogonal to each other.
It was fired at 00 ° C. to obtain a C / C composite sheet. FIG. 4 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 2.0 mm Flexural strength 40 kgf / mm 2 Flexural modulus 9600 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 500 mm

【0043】実施例5 実施例1と同様の方法で厚み(目付け量)の異なるプリ
フォームドシート2種類を製造した。厚い方のプリフォ
ームドシート(目付け量は800g/m2 )を中央に置
き、薄い方のプリフォームドシート(目付け量は600
g/m2 )を表層シートとして、互いが直交となるよう
に3層積層したものを2000℃で焼成してC/Cコン
ポジットシートを得た。その分解構成図を図5に示す。
得られたC/Cコンポジットシートの特性は、以下の通
りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.1mm 曲げ強度 30kgf/mm2 曲げ弾性率 7000kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 280mm
Example 5 In the same manner as in Example 1, two types of preformed sheets having different thicknesses (basis weights) were produced. The thicker preformed sheet (basis weight is 800 g / m 2 ) is placed in the center, and the thinner preformed sheet (basis weight is 600 g / m 2 ).
g / m 2 ) as a surface layer sheet was fired at 2000 ° C. by laminating three layers so that they were orthogonal to each other to obtain a C / C composite sheet. FIG. 5 shows an exploded configuration diagram thereof.
The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.1 mm Flexural strength 30 kgf / mm 2 Flexural modulus 7000 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 280 mm

【0044】実施例6 実施例1と同様の方法で厚み(目付け量)の異なるプリ
フォームドシート2種類を製造した。薄い方のプリフォ
ームドシート(目付け量は700g/m2 )を中央に置
き、厚い方のフォームドシート(目付け量は850g/
2 )を表層シートとして、互いが直交となるように3
層積層したものを2000℃で焼成してC/Cコンポジ
ットシートを得た。その分解構成図を図6に示す。得ら
れたC/Cコンポジットシートの特性は、以下の通りで
ある。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.3mm 曲げ強度 35kgf/mm2 曲げ弾性率 8500kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 320mm
Example 6 Two types of preformed sheets having different thicknesses (basis weights) were produced in the same manner as in Example 1. The thinner preformed sheet (basis weight is 700 g / m 2 ) is placed in the center, and the thicker formed sheet (basis weight is 850 g / m 2 ).
m 2 ) as the surface layer sheet, 3
The laminate was fired at 2000 ° C. to obtain a C / C composite sheet. FIG. 6 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.3 mm Flexural strength 35 kgf / mm 2 Flexural modulus 8500 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 320 mm

【0045】実施例7 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。か
かるプリフォームドシートを互いに30°の角度をなす
ように三層積層したものを2000℃で焼成してC/C
コンポジットシートを得た。その分解構成図を図7に示
す。得られたC/Cコンポジットシートの特性は、以下
の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.2mm 曲げ強度 48kgf/mm2 曲げ弾性率 11500kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 300mm
Example 7 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. Such preformed sheets are laminated in three layers at an angle of 30 ° to each other and fired at 2000 ° C. to obtain a C / C
A composite sheet was obtained. FIG. 7 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.2 mm Bending strength 48 kgf / mm 2 Flexural modulus 11500 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 300 mm

【0046】実施例8 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。か
かるプリフォームドシートを互いに45°の角度をなす
ように三層積層したものを2000℃で焼成してC/C
コンポジットシートを得た。その分解構成図を図8に示
す。得られたC/Cコンポジットシートの特性は、以下
の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.2mm 曲げ強度 45kgf/mm2 曲げ弾性率 10800kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 300mm
Example 8 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. The preformed sheet is laminated at a 45 ° angle in three layers and fired at 2000 ° C.
A composite sheet was obtained. FIG. 8 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.2 mm Flexural strength 45 kgf / mm 2 Flexural modulus 10 800 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 300 mm

【0047】実施例9 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。か
かるプリフォームドシートを互いに60°の角度をなす
ように三層積層したものを2000℃で焼成してC/C
コンポジットシートを得た。その分解構成図を図9に示
す。得られたC/Cコンポジットシートの特性は、以下
の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.2mm 曲げ強度 42kgf/mm2 曲げ弾性率 10000kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 300mm
Example 9 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. The pre-formed sheets are laminated at three angles so as to form an angle of 60 ° with each other, and are fired at 2000 ° C. to obtain a C / C.
A composite sheet was obtained. FIG. 9 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.2 mm Flexural strength 42 kgf / mm 2 Flexural modulus 10,000 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 300 mm

【0048】実施例10 実施例1と同様にプリフォームドヤーンを製造した。か
かるプリフォームドヤーンを用いて経糸と緯糸の割合が
3:2となるように平織プリフォームドシートを製造し
た。このプリフォームドシートを1枚積層したものを2
000℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得た。
その分解構成図を図10に示す。得られたC/Cコンポ
ジットシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 0.4mm 曲げ強度 30kgf/mm2 曲げ弾性率 7200kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 150mm
Example 10 A preformed yarn was produced in the same manner as in Example 1. A plain woven preformed sheet was manufactured using such a preformed yarn such that the ratio of warp to weft was 3: 2. A laminate of one of these preformed sheets is 2
Calcination was performed at 000 ° C. to obtain a C / C composite sheet.
FIG. 10 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 0.4 mm Flexural strength 30 kgf / mm 2 Flexural modulus 7200 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 150 mm

【0049】実施例11 実施例1と同様にプリフォームドヤーンを製造した。か
かるプリフォームドヤーンを用いて経糸と緯糸の割合が
2:1となるように平織プリフォームドシートを製造し
た。このプリフォームドシートを2枚積層したものを2
000℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得た。
その分解構成図を図11に示す。得られたC/Cコンポ
ジットシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 0.8mm 曲げ強度 33kgf/mm2 曲げ弾性率 8000kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 200mm
Example 11 A preformed yarn was produced in the same manner as in Example 1. A plain woven preformed sheet was manufactured using such a preformed yarn such that the ratio of warp to weft was 2: 1. A laminate of two of these preformed sheets is
Calcination was performed at 000 ° C. to obtain a C / C composite sheet.
FIG. 11 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 0.8 mm Bending strength 33 kgf / mm 2 Flexural modulus 8000 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 200 mm

【0050】実施例12 実施例1と同様にプリフォームドヤーンを製造した。か
かるプリフォームドヤーンを用いて経糸と緯糸の割合が
3:1となるように平織プリフォームドシートを製造し
た。このプリフォームドシートを3枚積層したものを2
000℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得た。
その分解構成図を図12に示す。得られたC/Cコンポ
ジットシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.2mm 曲げ強度 38kgf/mm2 曲げ弾性率 9000kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 300mm
Example 12 A preformed yarn was produced in the same manner as in Example 1. A plain woven preformed sheet was manufactured using such a preformed yarn such that the ratio of warp to weft was 3: 1. A laminate of three preformed sheets is 2
Calcination was performed at 000 ° C. to obtain a C / C composite sheet.
FIG. 12 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.2 mm Flexural strength 38 kgf / mm 2 Flexural modulus 9000 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 300 mm

【0051】実施例13 実施例1と同様にプリフォームドヤーンを製造した。か
かるプリフォームドヤーンを用いて経糸と緯糸の割合が
2:1となるように繻子織プリフォームドシートを製造
した。このプリフォームドシートを3枚積層したものを
2000℃で焼成してC/Cコンポジットシートを得
た。その分解構成図を図13に示す。得られたC/Cコ
ンポジットシートの特性は、以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.2mm 曲げ強度 33kgf/mm2 曲げ弾性率 8000kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 300mm
Example 13 A preformed yarn was produced in the same manner as in Example 1. A satin-woven preformed sheet was produced using such a preformed yarn such that the ratio of warp to weft was 2: 1. A laminate of three of the preformed sheets was fired at 2000 ° C. to obtain a C / C composite sheet. FIG. 13 shows an exploded configuration diagram thereof. The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.2 mm Flexural strength 33 kgf / mm 2 Flexural modulus 8000 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 300 mm

【0052】実施例14 実施例1と同様にプリフォームドシートを製造した。か
かるプリフォームドシートを中央に、その上下炭素繊維
のフェルトを配置したものを2000℃で焼成してC/
Cコンポジットシートを得た。その分解構成図を図14
に示す。得られたC/Cコンポジットシートの特性は、
以下の通りである。 密度 1.6g/cm3 厚さ 1.4mm 曲げ強度 17kgf/mm2 曲げ弾性率 4000kgf/mm2 最大曲げ量(限界の径) 直径 350mm ただし、上記実施例中のC/Cコンポジットシートの曲
げ強度及び弾性率の測定はJIS K7014に準じて
行った。
Example 14 A preformed sheet was produced in the same manner as in Example 1. The preformed sheet having the felts of the upper and lower carbon fibers in the center is fired at 2000 ° C.
A C composite sheet was obtained. FIG.
Shown in The properties of the obtained C / C composite sheet are as follows:
It is as follows. Density 1.6 g / cm 3 Thickness 1.4 mm Flexural strength 17 kgf / mm 2 Flexural modulus 4000 kgf / mm 2 Maximum bending amount (limit diameter) Diameter 350 mm However, the bending strength of the C / C composite sheet in the above examples The measurement of the elastic modulus was performed according to JIS K7014.

【0053】[0053]

【発明の効果】上述したとおり、本発明に係るC/Cコ
ンポジットシートは高強度、高弾性率、軽量であり、対
熱衝撃性に優れ、更に、寸法安定性にも優れ、充分な可
撓性を有しているため、あらゆる形状の断熱材や耐熱構
造材等の内側および/または外側に当該シートを張り、
断熱材の劣化を防ぎ、強度を強化したり、耐熱構造材の
劣化を防いだり、熱衝撃性による断熱材の飛散を防ぐこ
とができる。
As described above, the C / C composite sheet according to the present invention has high strength, high elastic modulus, light weight, excellent thermal shock resistance, excellent dimensional stability, and sufficient flexibility. Because it has the property, the sheet is stretched inside and / or outside of heat insulating materials and heat-resistant structural materials of all shapes,
The heat insulating material can be prevented from deteriorating, strengthening the strength, preventing the heat resistant structural material from deteriorating, and preventing the heat insulating material from scattering due to thermal shock.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本願発明の第1実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 1 is an exploded view showing a configuration of a C / C composite sheet according to a first embodiment of the present invention,

【図2】図2は、本願発明の第2実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 2 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a second embodiment of the present invention, showing its configuration;

【図3】図3は、本願発明の第3実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 3 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a third embodiment of the present invention, showing its configuration;

【図4】図4は、本願発明の第4実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 4 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a fourth embodiment of the present invention, showing its structure;

【図5】図5は、本願発明の第5実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 5 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a fifth embodiment of the present invention, showing its configuration;

【図6】図6は、本願発明の第6実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 6 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a sixth embodiment of the present invention, showing its configuration;

【図7】図7は、本願発明の第7実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 7 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a seventh embodiment of the present invention, showing the configuration thereof;

【図8】図8は、本願発明の第8実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 8 is an exploded view of the configuration of a C / C composite sheet according to an eighth embodiment of the present invention,

【図9】図9は、本願発明の第9実施例のC/Cコンポ
ジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 9 is an exploded view of a C / C composite sheet according to a ninth embodiment of the present invention, showing the configuration thereof;

【図10】図10は、本願発明の第10実施例のC/C
コンポジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 10 is a C / C diagram of a tenth embodiment of the present invention.
A diagram showing the structure of the composite sheet disassembled,

【図11】図11は、本願発明の第11実施例のC/C
コンポジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 11 is a C / C diagram of an eleventh embodiment of the present invention.
A diagram showing the structure of the composite sheet disassembled,

【図12】図12は、本願発明の第12実施例のC/C
コンポジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 12 is a C / C diagram of a twelfth embodiment of the present invention.
A diagram showing the structure of the composite sheet disassembled,

【図13】図13は、本願発明の第13実施例のC/C
コンポジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 13 is a C / C diagram of a thirteenth embodiment of the present invention.
A diagram showing the structure of the composite sheet disassembled,

【図14】図14は、本願発明の第14実施例のC/C
コンポジットシートを分解してその構成を示した図、
FIG. 14 is a C / C diagram of a fourteenth embodiment of the present invention.
A diagram showing the structure of the composite sheet disassembled,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−14969(JP,A) 特開 平6−263537(JP,A) 特開 平6−116031(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C04B 35/00 - 35/71 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-51-14969 (JP, A) JP-A-6-263537 (JP, A) JP-A-6-116031 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 C04B 35/00-35/71

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 厚みが0.1〜2mmである炭素繊維炭素
複合材料製シートであって、 当該シートは、互いに交差するプリフォームドヤーン及
び熱可塑性樹脂糸から構成されてなるプリフォームドシ
ートの複合体で構成されており、これらの複数のプリフ
ォームドシートのうち少なくとも1枚のプリフォームド
シートを他のプリフォームドシートに対して、プリフォ
ームドシート中のプリフォームドヤーンに含有される炭
素繊維の配向方向が異なるように積層し、当該他のプリ
フォームドシートの枚数が、炭素繊維の配向方向が異な
るように積層した前記プリフォームドシートの枚数より
も多く、かつ炭素繊維の配向方向が異なるように積層し
た前記プリフォームドシートは前記他のプリフォームド
シートの間に配設されていることを特徴とする炭素繊維
炭素複合材料製シート。
1. A sheet made of a carbon fiber carbon composite material having a thickness of 0.1 to 2 mm, wherein the sheet is formed of a preformed yarn and a thermoplastic resin yarn that intersect each other. It is composed of a composite, and at least one of the plurality of preformed sheets is a carbon fiber contained in the preformed yarn in the preformed sheet with respect to another preformed sheet. Laminated so that the orientation directions are different, the number of the other preformed sheets is greater than the number of the preformed sheets laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are different, and the orientation directions of the carbon fibers are different. The laminated preformed sheet is disposed between the other preformed sheets. Carbon fiber carbon composite material made of a sheet.
【請求項2】 請求項1に記載の炭素繊維炭素複合材料
製シートにおいて、前記他のプリフォームドシートと炭
素繊維の配向方向が異なるように積層した前記プリフォ
ームドシートとは、互いのシート中に含まれる炭素繊維
の配向方向が直交するように積層されることを特徴とす
る炭素繊維炭素複合材料製シート。
2. The carbon fiber-carbon composite material sheet according to claim 1, wherein the other preformed sheet and the preformed sheet laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are different from each other are included in each other's sheets. A carbon fiber / carbon composite material sheet, wherein the carbon fibers are laminated such that the orientation directions of the carbon fibers are orthogonal to each other.
【請求項3】 請求項1に記載の炭素繊維炭素複合材料
製シートにおいて、前記他のプリフォームドシートと炭
素繊維の配向方向が異なるように積層した前記プリフォ
ームドシートとは、互いのシート中に含まれる炭素繊維
の配向方向が少なくとも30度となるように積層されるこ
とを特徴とする炭素繊維炭素複合材料製シート。
3. The carbon fiber carbon composite material sheet according to claim 1, wherein the other preformed sheet and the preformed sheet laminated so that the orientation directions of the carbon fibers are different from each other are included in each other's sheets. A carbon fiber-carbon composite material sheet, wherein the carbon fibers are laminated so that the orientation direction of the carbon fibers is at least 30 degrees.
【請求項4】 請求項1に記載の炭素繊維炭素複合材料
製シートにおいて、 前記他のプリフォームドシートは、炭素繊維のフェルト
で構成されていることを特徴とする炭素繊維炭素複合材
料製シート。
4. The carbon fiber carbon composite material sheet according to claim 1, wherein the other preformed sheet is made of carbon fiber felt.
【請求項5】厚みが0.1〜2mmである炭素繊維炭素複
合材料製シートであって、 少なくとも1枚のプリフォームドを具え、当該プリフォ
ームドシートは互いに交差するプリフォームドヤーンの
経糸と緯糸から構成されており、これらの経糸と緯糸と
の体積比が1:1.5〜5であることを特徴とする炭素
繊維炭素複合材料製シート。
5. A sheet made of carbon fiber and carbon composite material having a thickness of 0.1 to 2 mm, comprising at least one preformed sheet, wherein said preformed sheet is provided with a warp of a preformed yarn crossing each other. A carbon fiber-carbon composite material sheet comprising a weft yarn, wherein a volume ratio of the warp to the weft is 1: 1.5 to 5.
【請求項6】 請求項5に記載の炭素繊維炭素複合材料
製シートにおいて、前記プリフォームドシートは、前記
経糸が延在する方向における曲げ弾性率と前記緯糸が延
在する方向における曲げ弾性率との比が1:0.5〜
0.01であることを特徴とする炭素繊維炭素複合材料
製シート。
6. The carbon fiber-carbon composite material sheet according to claim 5, wherein the preformed sheet has a flexural modulus in a direction in which the warp extends and a flexural modulus in a direction in which the weft extends. Is 1: 0.5-
A sheet made of a carbon fiber carbon composite material, which is 0.01.
【請求項7】 請求項6に記載の炭素繊維炭素複合材料
製シートにおいて、前記緯糸方向において曲率半径30
mm以上に湾曲することができることを特徴とする炭素
繊維炭素複合材料製シート。
7. The sheet according to claim 6, wherein a radius of curvature is 30 in the weft direction.
A sheet made of carbon fiber carbon composite material, characterized in that the sheet can be curved to at least mm.
【請求項8】 請求項5〜7いずれかの項記載の炭素繊
維炭素複合材料製シートにおいて、当該炭素繊維炭素複
合材料製シートが複数のプリフォームドシートの複合体
で構成されており、これらのプリフォームドシート中の
炭素繊維の配向方向が同一となるように当該プリフォー
ムドシートが積層されることを特徴とする炭素繊維炭素
複合材料製シート。
8. The carbon fiber-carbon composite material sheet according to claim 5, wherein the carbon fiber-carbon composite material sheet is formed of a composite of a plurality of preformed sheets. A sheet made of a carbon fiber carbon composite material, wherein the preformed sheets are laminated so that the orientation directions of the carbon fibers in the preformed sheet are the same.
【請求項9】 請求項5〜8いずれかの項に記載の炭素
繊維炭素複合材料製シートにおいて、当該炭素繊維炭素
複合材料製シートの少なくとも一方の面に炭素繊維のフ
ェルトを設けたことを特徴とする炭素繊維炭素複合材料
製シート。
9. The carbon fiber-carbon composite material sheet according to claim 5, wherein a carbon fiber felt is provided on at least one surface of the carbon fiber-carbon composite material sheet. Sheet made of carbon fiber carbon composite material.
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