JP7033766B2 - 炭素繊維、および炭素繊維の製造方法 - Google Patents
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Description
マイクロバブル発生装置:Foamest.GE-A7(株式会社ナック製)を用いて、図1に示すような装置により炭素繊維の表面を処理した。このバブル発生装置は数10nm~数100nmの微細な孔が存在するフィルムを用いた細孔法を用いている。バブルに内包されるガスはオゾン、酸素、窒素、アルゴン、水素、空気の6種を使用した。なお、オゾンを使用する際にはその発生装置は、無声放電法を用い、原料には純粋な酸素ガスを用いた。
実施例1と同様の装置構成を使用して、炭素繊維の代替として表面が未処理の状態のグラファイトシート(Panasonic株式会社製)を用いて、オゾンマイクロバブル処理と合わせて電圧を10V、20V、30Vで印加した後の、XPS測定結果をそれぞれ図4に示す。同図の縦軸にO/Cを示し、左端は比較例としてオゾンマイクロバブル(OMB)処理のみの結果を示している。
実施例2と同様にグラファイトシートを用いて、オゾンまたは窒素のバブル処理と合わせて電圧30Vで印加した後の、XPS測定結果をそれぞれ図5に示す。同図の縦軸にO/Cを示し、左端は比較例として表面処理を行う前、次にマイクロバブル処理を行わずに電圧を印加したのみの結果を示している。
実施例1で処理、製造された炭素繊維のうち、(a)バブル処理なし(電圧30V印加のみ)、(b)オゾンマイクロバブル処理(電圧30V)、(c)窒素マイクロバブル処理(電圧30V)した各材料を用いて、以下の方法によりポリプロピレンとの複合材料を成形した。
本発明で表面処理して製造された炭素繊維について、マイクロドロップレット法により炭素繊維-マトリクス樹脂間の界面せん断強度を評価した。マイクロドロップレット法による測定は、図9に示すように炭素繊維(3KT300B3000-50B(東レ株式会社製))を溶融ポリプロピレン樹脂(アイソタクチックポリプロピレンペレット(分子量250000以下;アルドリッチ社製))に埋め込み、引張力により樹脂から繊維を引き抜く際に得られた荷重(F)から、次式により界面せん断強度(τ)を算出する。埋め込み長さ(ドロップレット長さ)(L)は平均して115μmであった。
τ:界面せん断強度(MPa)
F:引抜荷重(mN)
d:炭素繊維径(μm)
L:ドロップレット長さ(μm)
2 バブル発生器
3 正極
4 炭素繊維
5 電源
Claims (1)
- 水中で炭素繊維を正極側として使用すると共に、マイクロバブルを炭素繊維の表面に作用させつつ電圧を印加することにより、表面がマトリクス樹脂との接着性に優れた炭素繊維の製造方法であって、
前記水の電気伝導率が0.1mS/m(25℃)以下であり、電圧が、10~40Vの範囲で印加することを特徴とする前記炭素繊維の製造方法。
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