JP7019534B2 - 炭素繊維不織布複合体 - Google Patents
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Description
変動率(%)=通気度の標準偏差(P2)/通気度の平均値(P1)×100 (1)
炭素繊維強化樹脂複合体(PAN系炭素繊維、エポキシ系樹脂使用)を熱分解法により再生し、繊維長10mmに分級処理した平均繊維径7μmの再生炭素繊維を炭素繊維A1とした。
炭素繊維強化樹脂複合体(PAN系炭素繊維、エポキシ系樹脂使用)を過熱水蒸気法により再生し、繊維長10mmに分級処理した平均繊維径6μmの再生炭素繊維を炭素繊維A2とした。
平均繊維径10μm、繊維長5mmのポリプロピレン/ポリエチレン芯鞘型複合繊維を熱可塑性樹脂繊維B1とした。
平均繊維径7μm、繊維長3mmのポリビニルアルコール(ビニロン)繊維(水中溶解温度80℃)を熱可塑性樹脂繊維B2とした。
コットンリンターパルプをパルパーで5分間分散した後、増幸産業社製マスコロイダー(登録商標、装置名:MKZA12)を用いて、磨砕処理を行い、セルロース繊維を解繊し、変法濾水度270mlのフィブリル化セルロース繊維C1を作製した。
(炭素繊維の分散処理)
表1記載の装置、処理条件で炭素繊維の分散処理を行い、炭素繊維の水分散スラリーを得た。
表2記載の繊維配合で抄造用スラリーを調製し、湿式抄造を実施した。
厚さ100μmの熱可塑性樹脂(ポリプロピレン)シート16枚と下記で製造した炭素繊維不織布15枚を交互に積層し、15cm角の平板を形成できる金型を使用し、熱プレス機で、温度220℃、10MPa、5分間加熱加圧加工した後、室温に冷却して炭素繊維不織布複合体を製造した。なお、平板を形成できる金型は、複合体と接触する表面の粗さ曲線の算術平均高さ(Ra)が0.1μm、輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が20μmであるものを使用した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維を混合し、分散濃度0.2質量%とし、アジテーターで十分撹拌して抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを90メッシュの金属ワイヤーを有した円網抄紙機で湿紙を形成し、プレスロールで加圧脱水した後、湿紙をタッチロールで加圧して150℃のヤンキードライヤーに密着させて乾燥し、坪量50.4g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、この炭素繊維不織布15枚と熱可塑性樹脂シートとを交互に積層し、実施例1の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.3g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例2の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.5g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例3の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.2g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例4の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.3g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例5の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.1g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例6の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.5g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例7の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.6g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例8の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.2g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例9の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.4g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例10の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.2g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例11の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.0g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、実施例12の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.3g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、比較例1の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.4g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、比較例2の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.2g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、比較例3の炭素繊維不織布複合体を製造した。
表1記載の装置、処理条件で分散処理を行い、得られた炭素繊維スラリーを使用し、表2記載の配合で炭素繊維、熱可塑性樹脂繊維、及びフィブリル化セルロース繊維を混合した以外は、実施例1と同様にして、坪量50.3g/m2の炭素繊維不織布を得た。
次いで、実施例1と同様にこの炭素繊維不織布と熱可塑性樹脂シートと交互に積層し、比較例4の炭素繊維不織布複合体を製造した。
実施例及び比較例で得られた炭素繊維不織布から縦横500mm角のシートを切り取り、ここから50mm角の通気度測定用試料100枚を作製し、JIS L1096に規定される通気性A法(フラジール形法)に準じて、通気性試験機(装置名:KES-F8-AP1、カトーテック(株)製)で通気度を測定し、試料100枚の通気度の平均値(P1)と標準偏差(P2)を算出し、次の式(1)から変動率を求めた。結果を表3に示す。
変動率(%)=通気度の標準偏差(P2)/通気度の平均値(P1)×100 (1)
複合体の表面性の評価として、複合体の塗料を塗布される面の塗料を塗布される前の面において、(株)東京精密製の表面粗さ測定機サーフコム1400D-13を使用し、カットオフ値0.8mm、送り速さ0.3mm/s、評価長さ25mmの条件で、粗さ曲線の算術平均高さ(Ra)及び輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)を測定し、1つの複合体あたり、最表層に使用した炭素繊維不織布の繊維の配向方向に5箇所、また繊維の配向方向と直交する方向に5箇所測定し、合計10箇所の測定を行い、その平均値を求めた。結果を表3に示す。
複合体の表面にアクリル樹脂系塗料を乾燥膜厚が15μmになるようにスプレー塗布したのち、80℃で20分間乾燥、23℃、50%の環境中で12時間静置して試験片を作成した。この試験片の表面に、JIS K5600-5-6に準拠し、複合体まで達する6本の格子状の切り込みを入れた試験片を作成し、ニチバン製セロテープ(登録商標)を試験片に貼り付けた後、これを約0.8秒で引き剥がして、塗膜が剥離した格子の個数を数えた。この試験を各試験片で2回実施し、その平均値を求めた。結果を表3に示す。
Claims (3)
- 炭素繊維と熱可塑性樹脂繊維を含有し、湿式抄紙法により形成されてなる炭素繊維不織布と、熱可塑性樹脂シートとを積層した積層体の少なくとも最上部と最下部に熱可塑性樹脂シートを使用した複合体であり、複合体表面の粗さ曲線から求められる算術平均高さ(Ra)が1.0μm以下であり、かつ輪郭曲線要素の平均長さ(RSm)が200μm以下であり、複合体表面に塗膜を有することを特徴とする炭素繊維不織布複合体。
- 炭素繊維不織布のフラジール通気度の変動率が8%以下である請求項1記載の炭素繊維不織布複合体。
- 炭素繊維不織布がフィブリル化セルロース繊維を含有する請求項1又は2記載の炭素繊維不織布複合体。
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