JPH01500133A - Electrochemical surface treatment method for carbon - Google Patents

Electrochemical surface treatment method for carbon

Info

Publication number
JPH01500133A
JPH01500133A JP63500347A JP50034787A JPH01500133A JP H01500133 A JPH01500133 A JP H01500133A JP 63500347 A JP63500347 A JP 63500347A JP 50034787 A JP50034787 A JP 50034787A JP H01500133 A JPH01500133 A JP H01500133A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon
fibers
potential
fiber
treated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63500347A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0353245B2 (en
Inventor
サンシェ、マヌエル
ドサルモ、ジョルジュ
バルビィエ、ブランディン
Original Assignee
オフィス・ナショナル・デチュード・エ・ド・ルシェルシュ・アエロスパシアル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オフィス・ナショナル・デチュード・エ・ド・ルシェルシュ・アエロスパシアル filed Critical オフィス・ナショナル・デチュード・エ・ド・ルシェルシュ・アエロスパシアル
Publication of JPH01500133A publication Critical patent/JPH01500133A/en
Publication of JPH0353245B2 publication Critical patent/JPH0353245B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • D01F11/10Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon
    • D01F11/16Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon by physicochemical methods
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/22Nonparticulate element embedded or inlaid in substrate and visible
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2918Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of 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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 炭素の電気化学的表面処理方法、該方法により処理された炭素、特に炭素繊維、 及びそのような繊維を含む複合材料 本発明は、炭素材料の電気化学的な表面処理方法に関する0本発明は、合成樹脂 のマトリックスに埋め込まれた炭素繊維からなる複合材料における樹脂に対する 繊維の付着性を改良する目的で、特に炭素繊維の表面処理に適用される。[Detailed description of the invention] A method for electrochemical surface treatment of carbon, carbon treated by the method, especially carbon fibers, and composite materials containing such fibers The present invention relates to an electrochemical surface treatment method for carbon materials.The present invention relates to a method for electrochemical surface treatment of carbon materials. for resin in a composite material consisting of carbon fibers embedded in a matrix of It is particularly applied to the surface treatment of carbon fibers for the purpose of improving the adhesion of the fibers.

発明の背景 炭素−樹脂の複合材料の機械的特性は眉間の分Jlll(de−cohes 1 on)が生じるときの剪断応力の増加によって改善され、このことは炭素繊維と 樹脂の間の付着力が改善されたことを意味する。しかし、あまりに強い付着は材 料を脆くすることになる。即ち、靭性が低下する。Background of the invention The mechanical properties of carbon-resin composite materials are on), which is improved by increasing the shear stress when carbon fibers and This means that the adhesion between resins has been improved. However, excessively strong adhesion This will make the material more fragile. That is, the toughness decreases.

製造されたままの炭素繊維に、化学的、又は、その他の電気化学的手段によって 、表面処理を施すことにより樹脂に対する繊維の付着力を改善することが既に提 案されている。化学基が、樹脂に対する繊維の付着性改善のためにこのように繊 維の表面に生成され、この場合、付着性の改善はかなりの程度、繊維とマトリッ クスの間に化学的結合を造り出すことによって行われ、しかし、同時に、ある程 度は、繊維と樹脂の成分間のファン・デル・ワールス相互作用、すなわち、二極 性(bipolar)相互作用を増大することによって行われるのである。As-produced carbon fibers are treated by chemical or other electrochemical means. It has already been proposed that surface treatment can improve the adhesion of fibers to resin. It is being proposed. Chemical groups are added to the fibers in this way to improve the adhesion of the fibers to the resin. In this case, the improvement in adhesion is to a considerable extent due to the interaction between the fibers and the matrix. However, at the same time, to some extent The degree of van der Waals interaction between fiber and resin components, i.e. bipolar This is done by increasing bipolar interactions.

この形式の電気化学的な処理は、例えば、フランス特許出願2.477.593 号に説明されている。これは、本質的に、繊維を電解溶液に浸し、繊維に陰極に 対して陽の極性を与えることからなるものである。良好な付着力は、特に、残塩 電解質であるアンモニウムとナトリウムの硫酸塩と重硫酸塩の電解質を用いるこ とにより得られる。This type of electrochemical treatment is described, for example, in French patent application 2.477.593 It is explained in the issue. This essentially involves soaking the fibers in an electrolytic solution and attaching the fibers to the cathode. It consists of giving positive polarity to the opposite. Good adhesion, especially for residual salt Using ammonium and sodium sulfate and bisulfate electrolytes It is obtained by

これらの電解質は酸素性の陰イオンを含んでおり、酸素性の基を炭素繊維の上に グラフト軸raft)させる、これらの酸素性の基は、合成樹脂に対する繊維の 付着力を改良するが、この処理方法は炭素繊維の機械的特性を時々、劣化させる ことがある。These electrolytes contain oxygenated anions, which transfer oxygenic groups onto the carbon fibers. These oxygenic groups cause the fibers to react to synthetic resins (raft). Although improving adhesion, this treatment method sometimes degrades the mechanical properties of carbon fibers. Sometimes.

前述した先行出願は、電解質(硫酸、リン酸、水素化ナトリウム)として強塩基 と強酸とを用いることも述べている。それには、さらに、含浸された繊維が堅( なることが抑止されるか又は、処理された繊維が熱酸化抵抗が弱くなることが述 べられている。The earlier application mentioned above uses strong bases as electrolytes (sulfuric acid, phosphoric acid, sodium hydride). It also describes the use of a strong acid and a strong acid. In addition, the impregnated fibers are stiff ( It is said that the thermal oxidation resistance of the treated fibers is reduced. It's being ignored.

従来の電気化学的な処理の操作条件を調べると、一般に、それらは水性媒体中の 酸、塩基、あるいは塩溶液を使用し、炭素繊維で構成されている陽極と、陰極の 間に加えられる電位は、水を分解させて良(知られた電気化学的現象である気体 酸素を発生させるに十分な大きさであることを示している。When examining the operating conditions of conventional electrochemical processes, they generally An anode made of carbon fiber and a cathode are separated using an acid, base or salt solution. The electric potential applied between the This indicates that it is large enough to generate oxygen.

電解質は、その時、繊維−マトリックスの付着を促進する酸素性表面基を形成す るように繊維の炭素を攻撃する反応性のもの(specles)を含んでいる。The electrolyte then forms oxygenated surface groups that promote fiber-matrix adhesion. It contains reactive specles that attack the carbon of the fibers.

水が分解し酸素が発生するときの電位v0は飽和塩化第1水11(satu−r ated calomel)の基準電極に対し約+1.7ボルトであるが、それ は成る電解質ではより小さいこともある。何れにしても、V・を越えて行われる 陽極の処理は、使用される電解質に拘わらず、常に水の分解と酸素性基(C−0 、COH,C0OH,・・・タイプ)の形成と、仮に作動(working)電 位Vtが■。よりはるかに大きいと繊維の表面の劣化とを起こす、酸素性基の割 合と表面濃度のみが方法ごとに異なっている。そして酸素性基によって提供され る繊維−マトリックスのインターフェースは、本質的に処理方法に拘わらず同じ 性質であるから、得られる複合材料の靭性の改善は殆ど期待できない。When water decomposes and oxygen is generated, the potential v0 is saturated monochlorinated water 11 (satu-r It is approximately +1.7 volts with respect to the reference electrode of may be smaller for electrolytes that contain In any case, it will be done beyond V. Regardless of the electrolyte used, anode treatment always involves the splitting of water and oxygenated groups (C-0 , COH, C0OH, ... type) and the working voltage. The position Vt is ■. If the proportion of oxygen groups is much larger than that, it will cause deterioration of the fiber surface. Only the concentration and surface concentration differed between the methods. and provided by oxygenic groups The fiber-matrix interface is essentially the same regardless of processing method. Because of the nature of this, we can hardly expect any improvement in the toughness of the resulting composite material.

本出願人の公開されたフランス特許出願筒2.564.489号には、窒素性の 基を炭素繊維にグラフトリraft)する目的で炭素繊維を表面処理する方法が 述べられている。In the applicant's published French patent application no. 2.564.489, nitrogenous There is a method of surface-treating carbon fibers for the purpose of grafting carbon fibers onto carbon fibers. It has been stated.

この方法において、繊維は、■。が下がりすぎるのを避けるために、水を殆ど解 離させないアミン化合物の水溶液に浸される。In this method, the fibers are ■. To avoid dropping too much water, remove most of the water. Immersed in an aqueous solution of an amine compound that does not let go.

本発明の目的は、水溶液の利用に関する制限、特に電気化学的反応の速度に関す る制限を避ける一方で、炭素繊維の表面上に窒素性の基をグラフトさせる、電気 化学的な方法を提供することである。The purpose of the present invention is to overcome the limitations associated with the use of aqueous solutions, in particular with respect to the rate of electrochemical reactions. Electrical techniques that graft nitrogenous groups onto the surface of carbon fibers The purpose is to provide a chemical method.

本発明の他の目的は、炭素繊維以外の形態、特に、例えば触媒として使用される ための、分割された形態の炭素に窒素性の基をグラフトすることである。Another object of the invention is that carbon fibers in other forms than carbon fibers, in particular used as catalysts, e.g. The purpose of this is to graft a nitrogenous group onto a split form of carbon.

発明の要約 本発明は、炭素を二極性溶媒におけるアミン化合物の溶液に接触させ陰極に対す る陽の極性を与える、炭素の電気化学的表面処理方法であって、前記溶媒が高い 陽極酸化電位(anode oxidation potential)を有す る有機溶媒であることと、前記溶液が実質的に水分を含まないことを特徴とする 。Summary of the invention The present invention involves contacting carbon with a solution of an amine compound in a dipolar solvent to form a cathode. 1. A method for electrochemical surface treatment of carbon, wherein said solvent is highly Has an anode oxidation potential and the solution is substantially free of water. .

前記溶媒は非プロトン性(aprotic)二極性溶媒であると良い。The solvent is preferably an aprotic dipolar solvent.

電気化学的手段により炭素表面に窒素性物質がグラフトされるためには、3つの 条件が充たされなければならない。In order for a nitrogenous substance to be grafted onto the carbon surface by electrochemical means, three conditions must be met. conditions must be met.

第1の条件は、炭素の表面反応性が充分高くなければならないことであり、この ことは微孔性(microporous)炭素、低温で黒鉛化可能な炭素及び、 表面が活性化された炭素について当てはまる。The first condition is that the surface reactivity of carbon must be sufficiently high; This means microporous carbon, carbon that can be graphitized at low temperatures, and This applies to surface activated carbon.

炭素は、黒鉛化可能炭素と非黒鉛化可能炭素とに大別される。Carbon is broadly classified into graphitizable carbon and non-graphitizable carbon.

微孔性炭素はターボストラテ4yり(Lurbo−stratic)構造を有す る黒鉛化可能炭素であって、X線回折での低いLa5LCと、高い分析精度の電 子顕微鏡を用いて観察したときの微小組織の微孔機構と、光学顕微鏡を用いて観 察したときの等方向組織とによって特徴づけられる。Microporous carbon has a turbo-stratic structure. It is a graphitizable carbon with low La5LC in X-ray diffraction and high analytical accuracy. The micropore structure of microstructures observed using a submicroscope and the micropore structure observed using an optical microscope. It is characterized by an isodirectional structure when observed.

LaとLcは基本組織ユニットの、芳香属層に各々平行と垂直な寸法を示す。La and Lc indicate the dimensions of the basic tissue unit parallel and perpendicular to the aromatic layer, respectively.

微小孔の単位はナノメーター(nanometer)の数10倍程度で、Laは 、層の捻りは減らせないので熱処理温度に拘わらず小さいままである。The unit of micropore is about several ten times nanometer, and La is , the twist of the layer cannot be reduced and therefore remains small regardless of the heat treatment temperature.

いわゆる[高強度(high strength) J及び「中間強度(int ermediate strength) 」の炭素繊維、カーボンブラック、 及び成るパイロカーボン(pyrocarbon)は、微孔性炭素の範噴に属し ている。The so-called [high strength J and "intermediate strength" carbon fiber, carbon black, Pyrocarbon, which consists of ing.

「高強度」炭素繊維は、2つ又は3つの小さな寸法(約lOオングストローム) の芳香属層のターポスドラティックな積み重ねにより形成される基本組織ユニッ ト(UTB)の集まりによって構成されている微小組織を有している。UTBは 非方向性の曲げと捻りによって接続体(joint)を形成しているsp″型の 化学結合によって互いに結合されている。「高強度」繊維は、平均の方向が繊維 の軸方向であるUTBの集合で成り立っている。このような繊維の表面は電気化 学的手段で攻撃されるのに適当な高密度のs p 3型詰合を有している。"High strength" carbon fibers have two or three small dimensions (approximately lO angstroms) A basic organizational unit formed by the terposdratic stacking of aromatic layers. It has a microstructure composed of a collection of UTBs. UTB is sp″ type that forms a joint by non-directional bending and twisting. connected to each other by chemical bonds. “High-strength” fibers mean that the average direction of the fibers is It consists of a set of UTBs in the axial direction. The surface of such fibers is electrified It has a dense sp3 type packing suitable for being attacked by chemical means.

「中間繊維」は、r高強度」繊維の寸法より僅かに大きい寸法であるUTBを有 し、s p 2型結合の表面濃度はそれほど高くないが、成る程度は高く残って いる。"Intermediate fibers" have a UTB that is slightly larger than the dimensions of the "high strength" fibers. However, although the surface concentration of sp type 2 bonds is not very high, the degree of formation remains high. There is.

「ハイモジュラス(high modulus) J繊維の炭素は、高Laの非 黒鉛化可能パイロカーボンに類似しているが、それは微小孔状態を維持している 。この型の炭素は、前もって活性化されていないと、本発明による処理には適切 ではない。“High modulus J fiber carbon is a high La non-carbon material. Similar to graphitizable pyrocarbon, but it maintains a microporous state . This type of carbon is not suitable for treatment according to the invention unless it has been previously activated. isn't it.

「ハイモジュラス」繊維は、2000℃と3000°Cの間で「黒鉛化」処理さ れるので、非常に異なった寸法のUTBを有している。UTBは1000オング ストロームに達するか、それを越える芳香属層のいく10のターポスドラティッ クな積み重ねである。この結果、UTB接続体間の密度は「高強度」繊維よりは るかに低く、それによって、芳香属サイクルに属する炭素原子間の結合は大変安 定しているので、「ハイモジュラス」繊維に非常に小さい表面反応性を与える。``High modulus'' fibers are treated with ``graphitization'' between 2000°C and 3000°C. Because they are different in size, they have UTBs of very different dimensions. UTB is 1000 oz. 10 tarposdratic layers of aromatic layers that reach or exceed Strom. It's a great accumulation. As a result, the density between UTB connections is lower than that of "high strength" fibers. The bonds between carbon atoms belonging to the aromatic cycle are therefore very stable. properties, giving "high modulus" fibers very low surface reactivity.

このような繊維の表面上の窒素プラズマの作用は、表面の芳香属層から炭素原子 を追い出すことによってその反応性を増大し、その結果として本発明による処理 を可能にする。The action of nitrogen plasma on the surface of such fibers removes carbon atoms from the aromatic layer on the surface. , thereby increasing its reactivity by expelling the enable.

黒鉛化可能炭素は、約1500°C以下でLaより大きいLcによって特徴づけ られるが、そのLaは1500℃を越えると増加し、特に、約2000℃を越え ると(高分析能の電子顕微鏡格子フリンジを用いて観察されるように)3次元の 周期的な構造になる(黒鉛化)。Graphitizable carbon is characterized by Lc being greater than La below about 1500°C. However, its La increases when the temperature exceeds 1500℃, especially when the temperature exceeds about 2000℃. (as observed using high-resolution electron microscopy grating fringes) It becomes a periodic structure (graphitization).

処理温度が600℃と1000℃の間の場合、LaとLcは同等である(−2, 5nm) 、その後、Lcは約1500°Cまでは上昇する。この温度以上では 、Laは増加しLcより大きくなる。When the processing temperature is between 600°C and 1000°C, La and Lc are equivalent (-2, 5 nm), and then Lc increases up to about 1500°C. Above this temperature , La increases and becomes larger than Lc.

低温(051500℃)において黒鉛化可能な炭素は、電気化学的な処理反応に 敏感な(sensitive)微小組織を有している。高温において黒鉛化可能 な炭素は、表面が前もって活性化させられたときのみ敏感になる。Carbon, which can be graphitized at low temperatures (0.51500°C), is susceptible to electrochemical processing reactions. It has a sensitive microstructure. Can be graphitized at high temperatures Carbon becomes sensitive only if the surface is previously activated.

グラフティングが起こるのを可能にする第2の条件は、作動電位Vtが溶媒ある いは一対の溶媒+補助電解質の分解電位VSOL未満でなければならないことで ある。The second condition that allows grafting to occur is that the operating potential Vt is such that the solvent Or, the decomposition potential of the pair of solvent + auxiliary electrolyte must be less than VSOL. be.

処理に使用する有機溶媒は、特に、アセトニトリル、ジメチルフォルムアミドあ るいはジメチルスルフオキシドである。溶媒に補助(supporting)電 解質を加えると好適であり、その補助電解質は高い陽極酸化電位VtSを持つも のであるべきであり、有機溶媒の性質に依存している。適当な補助電解質には、 過塩素酸リチウム(lithiumperchlorate)、過塩素酸4エチ ルアンモニウム(tetraethylammonium perchlora te)或いは、例えば4ふつ化はう酸塩(tetrafluoroborate ) 、アルカリ性或いは、第4級アンモニウム4ふっ化燐酸塩(quatern ary aa++5onius+tetrafluorophosphate) が含まれる。The organic solvents used for the treatment include acetonitrile, dimethylformamide, etc. or dimethyl sulfoxide. A supporting electric current is added to the solvent. It is preferable to add an electrolyte, the auxiliary electrolyte having a high anodic oxidation potential VtS. It should depend on the nature of the organic solvent. Suitable auxiliary electrolytes include: Lithium perchlorate, 4-ethyl perchlorate Tetraethylammonium perchlora te) or, for example, tetrafluoroborate ), alkaline or quaternary ammonium tetrafluorophosphate (quatern ary aa++5onius+tetrafluorophosphate) is included.

一般に、作動電位VLは補助電解質の酸化電位によって制御され、使用する溶媒 で変化し、それによって与えられた対の電位■3゜Lが定められる。以下に掲げ る表は様々な溶媒と補助電解質のvsoLの変化を観察したものである。Generally, the working potential VL is controlled by the oxidation potential of the auxiliary electrolyte and the solvent used. , and thereby the potential of the given pair 3°L is determined. Listed below The table below observes the vsoL changes for various solvents and auxiliary electrolytes.

溶 媒 補助電解質 飽和カロメル 0.OIMに対する■3゜L !極に対す る ■、。L アセトニトリルClO4−+ 2.6V + 2.3VBF4−、PF6− + 3.5V + 3.2V酢酸 CH*COO−+ 2 V + 1.7Vジク0 0メタ7 Cl0n + 1.9V + 1.6V最後に、第3の条件は作動電 位Vtがアミン化合物の酸化−還元電位Vtより太き(なければならないことで あり、仮にアミン化合物がいくつかのアミン機能を存していると、Vtは最小の 酸化−還元電位より大きくなければならないことである。電気化学反応が迅速に 起こるためには、Vt−V、の差が大き(、そしてVt<Vs。。Solvent: Auxiliary electrolyte: Saturated calomel 0. ■3゜L for OIM! against the pole Ru ■,. L Acetonitrile ClO4-+ 2.6V + 2.3VBF4-, PF6- + 3.5V + 3.2V acetic acid CH*COO-+ 2V + 1.7V 0 0 Meta 7 Cl0n + 1.9V + 1.6V Finally, the third condition is the operating voltage The oxidation-reduction potential Vt of the amine compound must be greater than the oxidation-reduction potential Vt of the amine compound. Yes, and if the amine compound contains some amine functions, the Vt will be the minimum It must be greater than the oxidation-reduction potential. Electrochemical reaction is rapid For this to occur, the difference between Vt-V is large (and Vt<Vs).

でなければならない、さらに、Vtをv3゜、にあまり近付けないのが好ましい 、その理由は、そうすると、電極上に薄膜を形成するアミンの酸化生成物が蓄積 して表面に残り、陽極のパシヴエーシッン(passivaLion)のような 干渉的電気化学現象の起こることがありうるからであ非水性(nonaqueo us)電解質溶液の使用は、最後の2つの条件を緩和させるのが容易になり、結 果として、水溶液を使用して行うよりもより迅速に処理することを可能にする。Furthermore, it is preferable not to bring Vt too close to v3°. , the reason is that then the oxidation products of the amine accumulate, forming a thin film on the electrode. and remains on the surface, like the passive lion of the anode. This is because interference electrochemical phenomena may occur. us) The use of electrolyte solutions makes it easier to relax the last two conditions and reduces the As a result, it allows for faster processing than would be possible using an aqueous solution.

処理に使われるアミン化合物は、好適には、エチレンジアミンであり、そのガラ ス状炭素における酸化−還元電位V!は、アセトニトリルと0.1M過過塩素酸 テトラ型電極対してはV、=+0.9ボルト)である。The amine compound used in the treatment is preferably ethylenediamine, Oxidation-reduction potential V in sliver carbon! is acetonitrile and 0.1M perperchloric acid For a tetra-type electrode, V, = +0.9 volts).

その他の適当な化合物には、アミン6メチル2ピリジい酸化−還元電位を少なく とも有する他の化合物がある。Other suitable compounds include amines with low oxidation-reduction potentials such as 6-methyl-2-pyridine. There are other compounds that also have

処理は、溶媒と補助電解質が分解するには小さすぎる電位において行われる。良 好な結果は、0.0IM Ag/Ag’″の基準電極に対し約1.3vの作動電 位Vtを繊維に与えるように極性化することによって得られ、この値は、アセト ニトリルと過塩素酸リチウムの対の■、。、よりかなり低く、前記値はこの電極 では約+2.3vである。The treatment is carried out at a potential too low for the solvent and auxiliary electrolyte to decompose. good Good results were obtained with an actuation voltage of approximately 1.3v relative to a reference electrode of 0.0IM Ag/Ag'''. This value is obtained by polarizing the fiber to give a value Vt of ■ Pair of nitrile and lithium perchlorate. , the value is much lower than this electrode It is approximately +2.3v.

V t −1,3Vは極性(polarization)曲線の抵抗性の範囲の 始めの部分に位置している。Vt -1.3V is the resistance range of the polarization curve. It is located at the beginning.

本発明は、特に繊維形態で、複合材料とともに前述した方法によって処理される 炭素を提供する0本発明に従って処理された炭素は、分割されるか、あるいは粉 状にされ、供給炭素もまた微孔性炭素の範躊に属し、低温で黒鉛化炭素であるか 、活性表面を有する炭素である。The present invention, in particular in fiber form, is processed by the method described above with composite materials. The carbon treated in accordance with the present invention may be split or powdered to provide carbon. The supplied carbon also belongs to the category of microporous carbon and is graphitized carbon at low temperature. , carbon with an active surface.

図面の簡単な説明 本発明の実施例は、添付の図を参照して例によって説明されており、 第1図は本発明の方法を実施するための実験装置の概略図、 第2図は繊維に加えた電位の関数としての電流の変化を示す特性曲線、 第3図は炭素繊維を用いた方法を実施するための工業的な装置の図、 第4図は分割された炭素を用いた方法を実施するための工業的な装置の図、 第5図は窒素プラズマによって炭素繊維を処理するための実験装置の図、 第6図は、当初処理されていないがその後水性媒体(aqueous medi um)おけるヘキサメチレン・テトラミンによる処理が行われたC0URTAU LDSi!Graf il ITについて、光電子分光技術(すなわちESCA Jlectron Spectroscopyfor Che+m1cal A nalysis)及び2次イオン質量分析技術(すなわち、SIMS=Seco ndary Ion Mass Spectrometry)を用いて得られる スペクトルのセットであり、第7図はへキサメチレンテトラアミン処理をした繊 維について得られた電子写真のピークの詳細を示したもの、第8図は水性媒体中 でアミン6メチル2ピリジンによる処理が行われた後のC0URTAULDSの Grafil HT織繊維ついて得られたESCAとS 1MSスペクトルのセ ットを示したもの、 第9図は水性媒体中で尿素による処理が行われた後のC0URTAULDS(7 )Grafil HT繊維ニラいて得られたESCAとS 1MSスペクトルの セット、 第10図は過塩素酸リチウムが加えられたアセトニトリル中でエチレンジアミン による処理が行われた後のC0URTAULDSのGrafil HT織繊維つ いて得られたESCAと31MSスペクトルのセット、 第11図は補助電解質なしでアミノ6メチル2ピリジンによる処理が行われた後 の同じ繊維について得られたESCA、!!:S IMSのセット、第12図は 過塩素酸リチウムが加えられたジメチルフォルムアミド中でエチレンジアミンに よる処理が行われた後のC0URTAULDS Grafil HT織繊維つい て得られたESCAとS IMSのセット、 第13図は前述の水性媒体中での3つのタイプの場合の繊維−マトリックスの分 離応力τ4の変化を持続時間の関数として示すもので、使用した樹脂はAral dite LY556で、硬化剤はHT972であり、両方ともCIBAGEI GY製である。Brief description of the drawing Embodiments of the invention are described by way of example with reference to the accompanying figures, in which: FIG. 1 is a schematic diagram of an experimental apparatus for carrying out the method of the present invention; Figure 2 shows a characteristic curve showing the change in current as a function of the potential applied to the fiber; Figure 3 is a diagram of industrial equipment for carrying out the method using carbon fibers; FIG. 4 is a diagram of an industrial apparatus for carrying out the method using split carbon; Figure 5 is a diagram of an experimental setup for treating carbon fibers with nitrogen plasma; FIG. 6 shows an aqueous medium that was initially untreated but was subsequently treated with an aqueous medium. C0URTAU treated with hexamethylene tetramine in LDSi! Regarding Grafil IT, photoelectron spectroscopy technology (i.e. ESCA Jelectron Spectroscopy for Che+m1cal A analysis) and secondary ion mass spectrometry techniques (i.e. SIMS = Seco Obtained using ndary Ion Mass Spectrometry) Figure 7 is a set of spectra for fibers treated with hexamethylenetetraamine. Figure 8 shows the details of the electrophotographic peaks obtained for fibers in an aqueous medium. of C0URTAULDS after treatment with amine 6 methyl 2 pyridine in Separation of ESCA and S1MS spectra obtained for Grafil HT woven fibers showing the cut; Figure 9 shows C0URTAULDS (7) after treatment with urea in aqueous medium. ) ESCA and S1MS spectra obtained from Grafil HT fiber set, Figure 10 shows ethylenediamine in acetonitrile with lithium perchlorate added. C0URTAULDS Grafil HT woven fibers after treatment with A set of ESCA and 31MS spectra obtained by Figure 11 after treatment with amino 6 methyl 2 pyridine without auxiliary electrolyte. ESCA obtained for the same fiber of,! ! :S IMS set, Figure 12 is Ethylenediamine in dimethylformamide with the addition of lithium perchlorate. C0URTAULDS Grafil HT woven fibers after A set of ESCA and SIMS obtained by Figure 13 shows the distribution of fiber-matrix in the three types of aqueous media mentioned above. This shows the change in release stress τ4 as a function of duration, and the resin used was Aral. The curing agent is HT972, and both are CIBAGEI. Made by GY.

第14図は過塩素酸リチウムを加えたアセトニトリルにエチレンジアミンを使用 した処理の繊維とマトリックスの分離応力τ4の変化を示しく使用樹脂はCIB A GEIGYのAraldite L Y 556とNARMCO520B  )、第15図はエピクロルヒドリンがヘキサメチレンテトラアミンで処理された 繊維には固着するがそのように処理されていない繊維には固着しないことを示す ためのESCAスペクトルのセットである。Figure 14 shows the use of ethylenediamine in acetonitrile with lithium perchlorate added. The resin used is CIB. A GEIGY Araldite LY 556 and NARMCO520B ), Figure 15 shows epichlorohydrin treated with hexamethylenetetraamine. Indicates that it will stick to fibers but not to fibers that have not been treated as such. This is a set of ESCA spectra for

より詳細な説明 第1図に概略的に示した実験装置において、タンク1内には、陽極を形成し絶縁 サポート4で取り巻かれた束状のカーボン繊維のモノフィラメント3が沈められ ている電解溶液2が入っている。前記陽極は、白金陰極5、基準電極6とともに 前記溶液2に浸されて前記陽極と基準電極との間を設定電圧に電位を保持してお くためにポテンシオスタット7に接続されている。前記設定電圧は、水性媒体中 に電気分解によって酸素が放出されるのを避けたり、非水性媒体(nonaqu eous a+edium)中の補助電解質(Li C104)と溶媒からなる 混合物の分解を避けるように選ばれている。基準電極6は、水性媒体中での処理 のための飽和カロメル電極か、非水性媒体中での処理のためのアセトニトリル中 の0.OIM Ag/Ag”システムである。more detailed explanation In the experimental apparatus schematically shown in Figure 1, an anode is formed in the tank 1 and an insulated A bundle of carbon fiber monofilament 3 surrounded by supports 4 is submerged. Contains electrolyte solution 2. The anode includes a platinum cathode 5 and a reference electrode 6. The potential is maintained at a set voltage between the anode and the reference electrode by being immersed in the solution 2. It is connected to a potentiostat 7 to The set voltage is Avoid the release of oxygen by electrolysis or use a non-aqueous medium (nonaqueous medium). Consists of auxiliary electrolyte (Li C104) in eous a + edium) and solvent chosen to avoid decomposition of the mixture. The reference electrode 6 is treated in an aqueous medium. saturated calomel electrode for or in acetonitrile for processing in non-aqueous media 0. OIM Ag/Ag” system.

アルゴンが、繊維3の下で開口しているチューブ8を経て浴に吹き込まれる。こ れは酸素が浴に溶は込むのを防ぐ。Argon is blown into the bath via a tube 8 that opens below the fibers 3. child This prevents oxygen from entering the bath.

電解浴2はアミン化合物の水溶液か、二極性溶媒におけるアミン化合物と補助電 解質の溶液のどちらかである。Electrolytic bath 2 is either an aqueous solution of an amine compound or an amine compound and an auxiliary voltage in a dipolar solvent. It is either a solution of solutes.

電気化学的な反応は、溶液と繊維のインターフェースで起こり、窒素が窒素性の 基又はアミン化合物の分子を繊維の表面にグラフトさせる効果を有する。An electrochemical reaction occurs at the solution-fiber interface, where nitrogen is It has the effect of grafting groups or molecules of amine compounds onto the surface of the fibers.

第2図の曲線は陽極を通る電流Iの、基準電極に対する電位■の関数としての変 化を示している。電位が充分小さいとき、殆んど電位と無関係の値I0の電流が 得られる。高電圧では、電流は急に増加し、曲線部分を経て抵抗のある状態の特 性を示している直線部分につながる。The curve in Figure 2 shows the variation of the current I through the anode as a function of the potential ■ with respect to the reference electrode. It shows that When the potential is sufficiently small, a current of value I0, which is almost unrelated to the potential, can get. At high voltages, the current increases rapidly and passes through a curved section, characteristic of a resistive state. It connects to the straight line part that shows the gender.

作動電位Vtは、可能なかぎり高く、しかし水性媒体(実施例1.2と3)に酸 素が発生を始める値■。以下か、非水性媒体(実施例4)の抵抗領域以下が選ば れる。実施例1から3において、■。は化合物が水中で余り解離しないように、 −Cに、約1.7ボルト(飽和カロメル電極に対し)であり、作動電位は1.5 ボルト近(に選ぶことができる0作動電位Vtは、非水性媒体(実施例4)中で 約+1.3ポル) (Ag/Ag”基準電極に対し)であり、前記値は抵抗領域 の始めの部分に近い、電気化学的プロセスの速度を遅くするから、Vtに小さな 値を選ぶことには利点がない。The operating potential Vt is as high as possible, but the acid in the aqueous medium (Examples 1.2 and 3) ■ The value at which the element begins to occur. or below the resistance range of the non-aqueous medium (Example 4). It will be done. In Examples 1 to 3, ■. so that the compound does not dissociate too much in water, -C, about 1.7 volts (for a saturated calomel electrode), and the working potential is 1.5 The zero operating potential Vt (which can be chosen close to volts) in a non-aqueous medium (Example 4) (approx. Close to the beginning of Vt, it slows down the electrochemical process. There is no advantage to choosing a value.

有機溶媒(例えばアセトニトリル)は水分を含んではならない、もし少しでも含 んでいれば、始めに脱水されなければならない、他の特徴は、それが問題の電気 化学プロセスに関与していない限り、即ち、その分解電位が作動電位Vtより充 分高い限り、その性質が重要でない補助電解質を溶かすためには二極性でなけれ ばならないことである。付言すると、もし溶媒が非プロトン性なら、それは陽イ オン基から陽子を奪うことに役立つ、二極性溶媒の選択は、分解電位がVtより 十分大きいことのみを考慮してなされる。The organic solvent (e.g. acetonitrile) must not contain any water, if any If it is, it must first be dehydrated; the other characteristic is that it is the electrical Unless it is involved in a chemical process, i.e. its decomposition potential is higher than the operating potential Vt. It must be bipolar to dissolve auxiliary electrolytes, the nature of which is unimportant, as long as the It is a must. Additionally, if the solvent is aprotic, it is The choice of dipolar solvents, which aid in stripping protons from on-groups, is such that the decomposition potential is lower than Vt. This is done considering only that it is large enough.

第2図の曲線は、一般に、アミン化合物の酸化−還元ピークは示しておらず、そ の理由は、電界線(electricfield 1ines)の配置はマルチ フィラメント電極付近では複雑であるからである。電位Vtは、この説明文の時 点では、アミン化合物のほんの僅かについてしか決定されなかったが、それでも 溶媒と補助電解質に依存している。The curves in Figure 2 generally do not show the oxidation-reduction peaks of amine compounds; The reason is that the arrangement of electric field lines is This is because the area near the filament electrode is complicated. The potential Vt is at the time of this explanatory text. points were determined for only a few of the amine compounds, but still Depends on solvent and auxiliary electrolytes.

電位vtは、アセトニトリル十過塩素酸テトラエチルアンモニウム+Ag/ A g’電極におけるエチレンジアミンに対しては+0.9ボルトであることが確認 され、これは実施例4(Vt−1,3ボルト)の作動電位より小さい、かくして 、Vz <V t <Vs。、の条件が完全に充たされる。The potential VT is acetonitrile ten perchlorate tetraethylammonium +Ag/A Confirmed that +0.9 volts for ethylenediamine at the g’ electrode , which is smaller than the operating potential of Example 4 (Vt-1.3 volts), thus , Vz<Vt<Vs. , the conditions are completely satisfied.

連続的に繊維を処理するための装置が第3図に示しである。複数の炭素繊維から 構成される芯すなわち糸10がリール(図示省略)から出てタンク13に設けた 電解浴12の上に設置されたロール11の上に進行し、さらに連続して浴12の 中に浸された2つのローラ14上に進み、最終的に巻き取りリール(図示省略) 上に巻き取られる以前に槽上に設置されたロール15に到達する。An apparatus for continuously processing fibers is shown in FIG. From multiple carbon fibers The core or thread 10 to be constructed comes out of a reel (not shown) and is placed in a tank 13. It advances onto the roll 11 installed on top of the electrolytic bath 12, and then continues on top of the bath 12. It advances onto two rollers 14 immersed in it, and finally a take-up reel (not shown). Before being wound up, it reaches a roll 15 placed on the tank.

ロール15(と任意の他のロール)は糸10を連続的に進めるために図示しない 手段によって回転させられる。Roll 15 (and any other rolls) are not shown to continuously advance yarn 10. rotated by means.

ローラ11と15はポテンシオスタット16の陽極例出”力端子に接続され、糸 10に陰極に対する陽の極性を与えるように溶液12に浸されたステンレススチ ール陰極17にポテンシオスタット16の陰極側端子が接続されている。カロメ ル基準電極18は、ポテンシオスタット16の制御端子19に接続され、それに よって陽極の電位が基準電極に対し所望の値に設定されることを可能にしている 。この装置は、第1図に示した機構と同じ形式の処理を行なえるが、但し、この 場合は連続的に行われる。Rollers 11 and 15 are connected to the anode output terminal of potentiostat 16 and Stainless steel immersed in solution 12 to give 10 a positive polarity with respect to the cathode. The cathode side terminal of the potentiostat 16 is connected to the coil cathode 17. Calome The reference electrode 18 is connected to the control terminal 19 of the potentiostat 16 and This allows the potential of the anode to be set to the desired value relative to the reference electrode. . This device can perform the same type of processing as the mechanism shown in Figure 1, except that The cases are carried out consecutively.

分割された炭素の処理装置が第4図に概略的に示しである0分割された炭素20 のヘッドが、陽極の働きをしている細かいプラチナ網21によって保持され、ガ ラス製の垂直の円筒23を閉じる多孔性の円盤22に載っている。炭素20のヘ ッドの上の方に配置されている第2のフラチナ1424が陰極を構成する。基準 電極25は炭素ヘッド20に差し込まれている。囲い23は電解液26で満たさ れ、電解液はポンプ27によって陽極から陰極の方向に流れ込まされている(化 学的に不活性な電解液と接触するポンプ構成要素を持つ)、陽極21、陰極24 と基準電極25は、ポテンシオスタット装置28に接続されている。この装置は 、第1図の機構と同じ形式の処理を行うが、但し、分割された炭素について行わ れる。樹脂に対する炭素繊維の付着の程度を判定する方法を次に説明する。The apparatus for treating split carbon is schematically shown in FIG. The head is held by a fine platinum mesh 21 which acts as an anode, and the gas It rests on a porous disk 22 that closes a vertical cylinder 23 made of lath. Carbon 20 A second flatina 1424 located above the pad constitutes the cathode. standard Electrode 25 is inserted into carbon head 20. Enclosure 23 is filled with electrolyte 26 The electrolyte is caused to flow from the anode to the cathode by the pump 27. (with pump components in contact with a chemically inert electrolyte), an anode 21, a cathode 24 and reference electrode 25 are connected to potentiostat device 28 . This device is , performs the same type of processing as the mechanism in Figure 1, except that it is performed on the split carbon. It will be done. Next, a method for determining the degree of adhesion of carbon fibers to resin will be described.

繊維の分離破片の一端が引張り機の動く゛あご部”に差し込まれてハンダによっ てそこに接合され、一方、他端は、樹脂から繊維を引き抜くに要する力が繊維の 破壊強度より小さいことを確実にするような短い距離だけ樹脂の中に埋め込まれ る。One end of the separated fiber fragments is inserted into the moving ``jaw'' of the tensioner and soldered. while the other end is connected to the fiber by the force required to pull it out of the resin. Embedded in the resin by a short distance to ensure that the breaking strength is less than Ru.

抽出力F4は引張機によって測定される。樹脂内に埋め込まれるフィラメント断 面の周囲の長さ上と長さLが走査電子顕微鏡によって測定される。Greszo zukは、抽出テストの理論を確立した。彼は、繊維とマトリックスの間の剪断 応力τは、フィラメントがマトリックスに入る点において最大であり、前記点か ら離れるにしたかって減少することを示した0分離(decohesion)の 瞬間において、τは繊維−マトリックスの分離応力であるτ4に達する。τ4は 次の式によって与えられる。The extraction force F4 is measured by a tensile machine. Filament breakage embedded in resin The circumference of the surface and the length L are measured by scanning electron microscopy. Greszo ZUK established the theory of extraction tests. he shear between fiber and matrix The stress τ is maximum at the point where the filament enters the matrix; The decohesion of 0 decreases with increasing distance from the At the moment τ reaches the fiber-matrix separation stress τ4. τ4 is It is given by the following formula.

Fα τa −−c o t h αはマトリックス内に受け入れられているフィラメントの形状と、繊維のヤング 係数と、樹脂の剪断係数を考慮に入れた係数である。実験は次の式で与えられる 平均的分離応力τにアクセスを与える。Fα τa --c o t h α is the shape of the filament accepted in the matrix and the young This is a coefficient that takes into account the shear modulus of the resin. The experiment is given by Give access to the average separation stress τ.

y=Fa/pf 従って y= (t4tanh cxl)/an修正が必要である。フィラメントごとに この長さを変化させることによって、最小自乗法によって上式に当てはめられる 曲線y=f (1)が得られる。τ4、即ち、インターフェースでの分離応力が かくして得られ、それにより、樹脂に対する繊維の付着性と剪断力に耐えるため の繊維−樹脂インターフェースの特性が知られる。第13.14図でプロットさ れた各点は、τ−f (jりの一連の測定から得られたもので、そこからτ4は 68%の信頼区間(confidence 1nterval)でのτ6の推定 誤差とともに演鐸される。y=Fa/pf Therefore y=(t4tanhcxl)/an correction is required. per filament By changing this length, it can be applied to the above equation using the least squares method. A curve y=f (1) is obtained. τ4, i.e., the separation stress at the interface is Thus obtained, due to the adhesion of the fibers to the resin and resistance to shear forces The properties of the fiber-resin interface are known. Plotted in Figure 13.14 Each point is obtained from a series of measurements of τ−f (j), from which τ4 is Estimation of τ6 with 68% confidence interval (confidence 1nterval) Entaku is played with some errors.

以下の実施例1から3は、前述したフランス特許2,564.489号から取ら れたものであるが、τ4の値は前述したような樹脂内に受け入れられている繊維 の長さの影響を考慮して修正されている。しかし、上記特許に示された結果は、 この修正を考慮にいれていない、この修正の効果は、実際のものに近づけるべく 僅かにτ1の値が増加することであり、それによって実施例4に与えられている 本発明によって得られた結果と、対応する結果とのより正確な比較が得られる。Examples 1 to 3 below are taken from the aforementioned French patent no. 2,564.489. However, the value of τ4 is based on the fibers accepted in the resin as described above. has been modified to account for the effect of length. However, the results shown in the above patent are The effect of this modification, which does not take this modification into account, is Slightly increases the value of τ1, which is given in Example 4. A more accurate comparison of the results obtained according to the invention with the corresponding results is obtained.

以下に与えられるτ4の値は、総て修正されたものであり、τ4の誤差は68% の信頼区間で推定される。The values of τ4 given below have all been corrected, and the error of τ4 is 68%. estimated with a confidence interval of

実 施 例 1 第1図に示される装置を使用してC0URTAtlLDS LIMITEDによ り製造された未処理のHTタイプの炭素繊維が、当該繊維に飽和カロメル基準電 極に対して+1.45ボルトの電位を有させて1tl当り50r9のへキサメチ レントラミンの水性溶液からなる電解浴中でpH8,62で処理された。処理は 20°Cで行われた。Implementation example 1 By C0URTAtLDS LIMITED using the equipment shown in Figure 1. The untreated HT type carbon fiber manufactured by 50r9 hexamethylene per tl with a potential of +1.45 volts to the poles It was treated in an electrolytic bath consisting of an aqueous solution of lentoramine at pH 8.62. The processing is It was carried out at 20°C.

インターフェース分離応力τ4を測定するための試験片は、140°Cで2時間 の後、60°Cで16時間以上硬化させられたCIBA GEIGY製のアラル ダイトLY556樹脂(ビスフェニルAジグリシジルエーテル(diglyci dylether)をHT972硬化剤(4−4’ジアミノジフエニルメタン) とともに使用して準備された。The specimens for measuring the interface separation stress τ4 were heated at 140 °C for 2 hours. After that, CIBA GEIGY Aral was cured at 60°C for more than 16 hours. Daito LY556 resin (bisphenyl A diglycidyl ether) HT972 curing agent (4-4'diaminodiphenylmethane) Prepared for use with.

第13a図は、表Iに対応するものであり、処理時間の関数としてτ4の変化を 示している。処理はτ4をかなり増加させており、τ4はt−10分以後は殆ど 安定していることが観察されよう。Figure 13a corresponds to Table I and shows the variation of τ4 as a function of processing time. It shows. The processing significantly increases τ4, and τ4 almost decreases after t-10 minutes. It will be observed that it is stable.

表■ 処理時間 分離応力 (分) τa (MPa 未処理繊維 28.1±2.5 3 44.3±3.3 10 65.5±4.7 60 68.3±2.9 第6図は、それぞれ処理されていないものCabbyC)、10分間処理された もの(d、e、f)、60分間処理すしたも(D (g、h、i ) (7)C OURTAULDS(7)HT織繊維ら得られたESCAとSIMSのスペクト ルを示している。C1sおよびN 1 s (ESCA)のピークは、第7図に 詳しく示されている。Table■ Processing time Separation stress (minutes) τa (MPa Untreated fiber 28.1±2.5 3 44.3±3.3 10 65.5±4.7 60 68.3±2.9 Figure 6 shows untreated cabby C) and treated for 10 minutes, respectively. (d, e, f), 60 minute processed sushita potatoes (D (g, h, i) (7) C OURTAULDS (7) ESCA and SIMS spectra obtained from HT woven fibers It shows the The peaks of C1s and N1s (ESCA) are shown in Figure 7. Shown in detail.

ESCA分析(第6a、6d、6g図)は、まず第1に、繊維の外層すなわち5 Hm(50オングストローム)の厚みの層に存在する元素の物性を決定すること 、第2に、これら元素の化学結合状態の情報を得ることに有用である。The ESCA analysis (Figures 6a, 6d, 6g) first of all examines the outer layer of the fiber, i.e. To determine the physical properties of the elements present in a layer of thickness Hm (50 angstroms) Second, it is useful for obtaining information on the chemical bonding states of these elements.

31MSスペクトルは、−次のアルゴンイオンビームち約0.5Hm(5オング ストローム)の厚みの下における繊維表面に存在する元素の組成に対応するピー クを示す、陰SIMS(第6b、e、 h図)では、質量24でのピーク(CC −第2次イオン)が炭素下層(substrate)の特徴であり、基準として 用いられる。質量25と36のピークは、はとんど窒素を含まない未処理繊維の ccH−1CCH,−イオンに対応している。処理された繊維では、質量26で のピークは窒素性表面基に由来するCCH,−イオン及びCN−イオンを含む、 繊維表面が窒素に冨む度合を知る便利な方法は、次式で定義される比率R(N) を用いることである。The 31MS spectrum is based on the -order argon ion beam, approximately 0.5 Hm (5 Å The peak corresponding to the elemental composition present on the fiber surface under the thickness of The peak at mass 24 (CC - secondary ions) are characteristic of the carbon substratum, and as a reference used. The peaks at masses 25 and 36 are mostly due to untreated fibers containing no nitrogen. It corresponds to ccH-1CCH,- ion. For treated fibers, with a mass of 26 The peak contains CCH,- ions and CN- ions derived from nitrogenous surface groups, A convenient way to determine the degree to which the fiber surface is enriched with nitrogen is to calculate the ratio R(N) defined by the following formula: is to use.

質量26におけるピークの高さ R(N) =□ 質量24におけるピークの高さ 酸素の場合の比率R(0)は、質量16と17(0−と0H−)のピークを用い て同様に定義される。Peak height at mass 26 R(N) = □ Peak height at mass 24 The ratio R(0) in the case of oxygen is calculated using the peaks of masses 16 and 17 (0- and 0H-). is defined similarly.

表■は、分析結果を示す。Table ■ shows the analysis results.

表■ 処理時間 表面層の平均組成(5Hm) SIMS(分) χCXN 2OR( N) R(0)未処理繊維 96 0.5 3.2 < 0.25 0.440  81 9 9 5.9 0.25 処理により少なくとも窒素と同量の酸素が加えられたにもかかわらず、これらの 試験結果は、窒素が繊維表面上に実際位置し、一方、酸素は繊維表面下に分配さ れていることを示している。Table■ Processing time Average composition of surface layer (5Hm) SIMS (min) χCXN 2OR ( N) R(0) Untreated fiber 96 0.5 3.2 < 0.25 0.440 81 9 9 5.9 0.25 These despite the fact that the treatment added at least as much oxygen as nitrogen. The test results show that nitrogen is actually located on the fiber surface, while oxygen is distributed below the fiber surface. This indicates that the

第5c、6f、6H図は、陽S IMSイオンスペク°トル、すなわち陽2次イ オンスペクトルを示している。第6f図(t−10分)は、質量15単位ごとに あるピークのレンジを示している。これらレンジは、未処理繊維のスペクトル及 び60分間処理された繊維のスペクトル(第6c、6H図)にはない、これらレ ンジは、−次ビームによって砕かれたcHzsを含む表面分子の特徴である。こ のことは、操作10分間後においては、ヘキサメチレンテトラミン分子の大部分 が表面上に存在しているが、操作60分後においては、−NH,及び−NH基が 繊維の表面上に残存していることを意味する。ヘキサメチレンテトラミン分子は 、電気化学反応によってτ1の減少を伴うことなく徐々に減成(degrade )されているということである、−NH,及び−NH基はへキサメチレンテトラ ミン分子より小さいので、R(0)がt−10分のときよりt−60分のときの 方が大きいのはノーマルである。Figures 5c, 6f and 6H show positive S IMS ion spectra, i.e. positive secondary On spectrum is shown. Figure 6f (t-10 minutes) shows that every 15 units of mass It shows the range of a certain peak. These ranges cover the spectrum of untreated fibers. These levels are absent from the spectra of fibers treated for 60 minutes and 60 minutes (Figures 6c and 6H). The waves are features of surface molecules containing cHzs that are shattered by the -order beam. child This means that after 10 minutes of operation, most of the hexamethylenetetramine molecules are exists on the surface, but after 60 minutes of operation, -NH and -NH groups are It means that it remains on the surface of the fiber. Hexamethylenetetramine molecule is , the electrochemical reaction gradually degrades without a decrease in τ1. ), -NH, and -NH group are hexamethylenetetra Since it is smaller than the min molecule, R(0) is smaller at t-60 minutes than at t-10 minutes. The larger one is normal.

第7図は、対応するC1s及びN’sの光電子ピークを示している。t=10分 及びt−60分(第70,7c図)において、C1sピークは、未処理繊維(第 7a図)のC1sピークと比較すると肩部を有しており、炭素はそれ自身より電 気陰性度の高い元素、特に窒素と一部結合していることを示している。Nlsビ ーク(第7b図:未処理、7d図;lO分後、?f図;60分後)は非対称であ る。これらの形状と結合エネルギー準位は、−NH,及び−NH基が存在し、炭 素下層に共有結合していることを示している。FIG. 7 shows the corresponding C1s and N's photoelectron peaks. t=10 minutes and t-60 minutes (Figure 70,7c), the C1s peak is Compared to the C1s peak in Figure 7a), it has a shoulder, and carbon has a higher charge than itself. This indicates that it is partially combined with highly aeronegative elements, especially nitrogen. Nlsbi The curves (Fig. 7b: untreated, Fig. 7d: after lO min, Fig. ?f: after 60 min) are asymmetric. Ru. These shapes and bond energy levels are similar to those in the presence of -NH and -NH groups, This indicates that it is covalently bonded to the underlying layer.

実 施 例 2 処理は、電解質としてアミノ6メチル2ピリジン(第1アミン)を用いて行われ た。浴は、pH10,06,25g/lのアミン6メチル2ピリジンの水溶液で あり、C0URTAULDSのHT織繊維飽和カロメル基準電極に対し+1.5 ボルトの電位であった。処理は20℃で行われた。Implementation example 2 The treatment was carried out using amino 6 methyl 2 pyridine (primary amine) as the electrolyte. Ta. The bath was an aqueous solution of amine 6 methyl 2 pyridine with a pH of 10.06, 25 g/l. Yes, +1.5 vs. C0URTAULDS HT woven fiber saturated calomel reference electrode The potential was in volts. The treatment was carried out at 20°C.

τ、は実施例1で使用した手順で測定された。τ was measured by the procedure used in Example 1.

第13b図は表■に対応し、τ4の変化を処理時間の関数として示している。こ の曲線は、操作10分後あたりで最高値を有し、このときに得られたτ4値は実 施例1において同じ処理時間経過後に得られた値に極めて近似している。FIG. 13b corresponds to Table 2 and shows the variation of τ4 as a function of processing time. child The curve has the highest value around 10 minutes after operation, and the τ4 value obtained at this time is the actual value. This is very close to the value obtained in Example 1 after the same processing time.

表■ 処理時間 分離応力 (分) τa (MPa ) 未処理繊維 28.1±2.5 2.5 44.3±3.3 5 46.7±7.5 10 70.3±3.4 60 59.6±3.3 第8図は、処理1時間後のESCA及びS 1MSスペクトルのセットを示して いる。ESCA分析(第8a図)は、次の値を示した。Table■ Processing time Separation stress (minutes) τa (MPa) Untreated fiber 28.1±2.5 2.5 44.3±3.3 5 46.7±7.5 10 70.3±3.4 60 59.6±3.3 Figure 8 shows a set of ESCA and S1MS spectra after 1 hour of treatment. There is. ESCA analysis (Figure 8a) showed the following values:

−C:12% −N:16.7%(5nmの厚みにおける分析値)−0:10.5% SIMS分析を用い、表面が窒素、酸素に冨む比率は、−R(N) −4(陰S IMSを示す第8b図参照)−R(0)−0,13 であった。-C: 12% -N: 16.7% (analysis value at 5 nm thickness) -0: 10.5% Using SIMS analysis, the ratio of nitrogen and oxygen on the surface is -R(N)-4 (negative S (See Figure 8b showing IMS) -R(0)-0,13 Met.

C1s及びNlsピーク(第8b、Be図)は、第1実施例と同様に、窒素が炭 素と共有結合していることをは繊維の表面に位置していることがわかる。ヘキサ メチレンテトラミン(t−60分後)として操作したHlで示されるピーク(第 8e図)と比べて、より低い結合エネルギーの方にNlsのピークが移動してい ることは、ESCA分析がアミノ6メチル2ピリジン分子のピリジン環に結合し ている窒素を検出したという事実に起因する0表面において窒素が存在している ことは、陽SIMS測定(第8c図)において質量14単位ごとにピークのレン ジが検出されたことで証明される。操作60分後においてもアミノ6メチル2ピ リジンの全分子がまだグラフトされている。このグラフティングは、アミン作用 (amine function)における窒素によって生じる。同じ操作がメ チル2ピリジンで行われた。アミノ6メチル2ピリジンのNH,基を含んでいな いこの分子は、分析結果によると、窒素がわずか1.6%結合しているだけで( ESCA) 、R(0)は1.4と小さく、アミノ6メチル2ピリジンにおいて 観察されたピークのレンジは極めて減衰している(第8f図)、ピリジン環の窒 素は、電気化学反応には殆ど関与しない。The C1s and Nls peaks (Fig. 8b, Be) indicate that nitrogen is carbon, similar to the first example. It can be seen that the covalent bond with the element is located on the surface of the fiber. Hexa The peak designated as Hl (after t-60 min) was Compared to Figure 8e), the peak of Nls has shifted to lower binding energy. This means that the ESCA analysis shows that the pyridine ring of the amino 6-methyl 2-pyridine molecule is bound to the Nitrogen is present at the surface due to the fact that we detected nitrogen This means that in the explicit SIMS measurement (Figure 8c), the peak range changes every 14 mass units. This is proven by the detection of Even after 60 minutes of operation, amino 6 methyl 2 All molecules of lysine are still grafted. This grafting is characterized by amine action. (amine function) caused by nitrogen. The same operation This was done with chill 2 pyridine. It does not contain the NH, group of amino 6 methyl 2 pyridine. According to the analysis results, this molecule has only 1.6% nitrogen bonded ( ESCA), R(0) is as small as 1.4, and in amino 6 methyl 2 pyridine The range of the observed peaks is extremely attenuated (Figure 8f), due to the nitrogen in the pyridine ring. Elements hardly participate in electrochemical reactions.

τa −f (t)曲線の最大値(第13b図)は、それによってアミノ6メチ ル2ピリジン分子が炭素にグラフトされる、窒素の部分的な陽子剥奪(depr o ton iz iB)に関係している可能性がある0分子のうち僅かのもの は、繊維−樹脂の付着力に関して恐らく活性を失っている。The maximum value of the τa-f(t) curve (Fig. 13b) is thereby Partial proton deprivation (depr Few of the 0 molecules that may be related to o ton iz iB) has probably lost its activity with respect to fiber-resin adhesion.

実 施 例 3 処理は電解質として尿素を用い行われた。この物質は、2つのアミノ基を持つア ミノアミドである。 C0URTAULDSのHT炭素繊維が、第1図の装置を 用い、pH7,42、尿素50 g/Itの水溶液の電解質浴、飽和カロメル基 準電極に対し+1.5ボルトの電位を繊維に与えて処理された。処理温度は20 ℃であった。τ4が、第′!実施例の手順を用いて測定された。Implementation example 3 The treatment was carried out using urea as electrolyte. This substance has two amino groups. It is a minoamide. C0URTAULDS HT carbon fiber can be used with the equipment shown in Figure 1. pH 7.42, urea 50 g/It aqueous electrolyte bath, saturated calomel group The fibers were treated with a potential of +1.5 volts relative to the quasi-electrode. The processing temperature is 20 It was ℃. τ4 is the ′th! Measured using the procedure of the example.

第13c図は表■に対応し、τ、の変化を持続時間の関数として示している。FIG. 13c corresponds to Table 1 and shows the variation of τ as a function of duration.

表■ 処理時間 分離応力 (分) τa (MPa) 未処理繊維 28.1±2.5 10 61.2±5.3 60 69.3±3.3 τ4の極めて高い増加が、この実施例でも得られた。Table■ Processing time Separation stress (minutes) τa (MPa) Untreated fiber 28.1±2.5 10 61.2±5.3 60 69.3±3.3 A very high increase in τ4 was also obtained in this example.

1時間の操作後(第9a図参照)、ESCAは次の結果を示した。After 1 hour of operation (see Figure 9a), the ESCA showed the following results.

Cニア6.3% N: 5.9% 0:17.8% 陰SIMS(第9b図参照)は次の結果を示した。C near 6.3% N: 5.9% 0:17.8% Shadow SIMS (see Figure 9b) showed the following results.

R(N) −4,3 R(0) −1,8 酸素の濃度は窒素に比べ相当高いが、それでも表面が窒素に冨む度合はかなり大 きな値を示している。C1sのピーク(第9d図)は、第1及び第2実施例に示 されたピークと同様の肩部を有している。Nlsのピーク(第9e図)は、ヘキ サメチレンテトラミン(第1実施例)のNlsのピークと比べ低い結合エネルギ ーの方に偏っている。陰SIMS(第9d図参照)では、CN0−イオンに対応 する質量42のところでピークが見られる。R(N) -4,3 R(0) -1,8 Although the concentration of oxygen is considerably higher than that of nitrogen, the surface is still quite rich in nitrogen. It shows a large value. The C1s peak (Figure 9d) is shown in the first and second examples. It has a shoulder similar to the peak. The Nls peak (Figure 9e) is Lower binding energy compared to the Nls peak of sameethylenetetramine (1st example) - biased toward In negative SIMS (see Figure 9d), it corresponds to CN0- ion. A peak can be seen at mass 42.

陽SIMS(第9c図)では、CON!”及びC0Nff1H′″イオンに対応 しうる質量56と57のところでピークが見られる。従って、尿素分子がグラフ トされている可能性がかなり高い。In positive SIMS (Figure 9c), CON! Compatible with "and C0Nff1H'" ions Peaks are seen at possible masses 56 and 57. Therefore, the urea molecule is There is a very high possibility that it has been copied.

以下の実施例4,5.6は、非水性媒体で行われた。Examples 4, 5.6 below were carried out in non-aqueous media.

実 施 例 4 電解質は、無水アセトニトリル12に12g溶解されたエチレンジアミン(2つ のアミノ基を含む第1アミン)であった、12当り21gの過塩素酸リチウムが 補助電解質として加えられた。 C0UI?TAULDSのHT織繊維電位は、 アセトニトリルを含む0.OIM Ag/Ag’″基準電極に対し+1.3ボル トであった。温度は20°Cであり、実験装置は第1図に示されるものであった 。τ4が、第1実施例で用いた手順により測定された。Implementation example 4 The electrolyte was 12 g of ethylene diamine (2 21g of lithium perchlorate per 12 Added as an auxiliary electrolyte. C0UI? The HT woven fiber potential of TAULDS is 0.0 containing acetonitrile. OIM Ag/Ag’″ +1.3 volts with respect to the reference electrode It was. The temperature was 20°C, and the experimental setup was as shown in Figure 1. . τ4 was measured by the procedure used in the first example.

第14a図は、アラルダイトLY556+HT972の樹脂でコーティングされ た繊維において、τ4を処理時間の関数として示している。Figure 14a shows the resin coated with Araldite LY556+HT972. τ4 is shown as a function of processing time for the fibers prepared.

第14b図は、NARMCO会社から入手でき、硬化剤として作用する主として テトラグリシジルメチレンジアニリン及びジアミノジフェニルスルフォンからな るNARMCO5208樹脂を用いて得られた結果である。Figure 14b is available from the NARMCO Company and primarily acts as a curing agent. From tetraglycidyl methylene dianiline and diaminodiphenylsulfone These are the results obtained using NARMCO 5208 resin.

結果は、表Vに示されている。The results are shown in Table V.

表V 処理時間 分離応力 τ4(MPa )(分) LY556樹脂 NARMCO 5208樹脂未処理繊維 28.1±2.5 60.9±5.11.5 48. 8±3.3 97.7±5.35 73.4±3 105.5±6.55分間に わたる処理の表面分析から次の結果を得た。Table V Processing time Separation stress τ4 (MPa) (minutes) LY556 resin NARMCO 5208 resin untreated fiber 28.1±2.5 60.9±5.11.5 48. 8±3.3 97.7±5.35 73.4±3 105.5±6.55 minutes The following results were obtained from surface analysis after multiple treatments.

ESCAによると、 −C:66% −N:22%(第10a図参照) −0:11% S IMSによると、 −R(N) −22(第゛10b図参照)−R(0) =2.7 C1sピーク(第10d図)は、R(N)及び窒素濃度が非常に高いから、表面 炭素の大きい部分が炭素より電気陰性度の高い原子、特に窒素と共有結合してい ることを示す非常に大きい肩部を示している。ここでも、R(N))R(0)で あり、窒素が表面に集中してい゛る。According to ESCA, -C: 66% -N: 22% (see Figure 10a) -0:11% According to S IMS, −R(N) −22 (see Figure 10b) −R(0) = 2.7 The C1s peak (Figure 10d) is due to the very high R(N) and nitrogen concentration. A large portion of carbon is covalently bonded to atoms that are more electronegative than carbon, especially nitrogen. It shows very large shoulders indicating that Again, with R(N))R(0) Yes, nitrogen is concentrated on the surface.

溶液中の痕跡程度の水に起因する酸素は、表面の下に位置している。Nlsビー クの非対称(第10e図)は、−NH,及び=NH基が表面に存在することを示 している。Na″″のピークのサイズにも拘わらず、陽S IMS(第10c図 参照)は、質量28と42においてピークの2つの小さなレンジの存在を示して いる。エチレンジアミン分子がグラフトされている可能性が高い。Oxygen due to traces of water in solution is located below the surface. Nlsbee The asymmetry of the square (Figure 10e) indicates the presence of -NH and =NH groups on the surface. are doing. Despite the size of the Na″″ peak, positive S IMS (Fig. 10c ) shows the existence of two small ranges of peaks at masses 28 and 42. There is. It is likely that ethylenediamine molecules are grafted onto it.

これらの結果から次の考察が得られる。The following considerations can be obtained from these results.

この操作は、第1.2.3実施例に示された水性媒体における操作に比べ、より 速くかつより高密度に窒素基をグラフトさせるのに最も好適である。This operation is more effective than the operation in an aqueous medium shown in Example 1.2.3. It is most suitable for grafting nitrogen groups quickly and with higher density.

しかし、分離応力τ4は、CIBA GEIGYのLY556樹脂を用いた水性 媒体において得られたものに比べ実質的にそれ程大きくはない。However, the separation stress τ4 is a water-based resin using CIBA GEIGY's LY556 resin. Substantially no larger than that obtained in the medium.

したがって、この樹脂からなるインターフェースは約70MPaより大きい剪断 応力に耐えることができないと考えられる。これとは対比的に、NARMCO5 20B樹脂を使用すれば、約2.5分後に最高値に達する処理により(第14b 図参照)、剪断応力は105.5MPa (表V参照)にまで達する。Therefore, the interface made of this resin has a shear strength of greater than about 70 MPa. It is considered that it cannot withstand stress. In contrast, NARMCO5 If 20B resin is used, the process reaches its highest value after about 2.5 minutes (14th b. ), and the shear stress reaches up to 105.5 MPa (see Table V).

NARMCO5208樹脂のτ、は、CIBA GHIGYのLY556樹脂に おける28.1MPaに比べ未処理繊維で60.9MPaであることに注目すべ きである。これは、NARMCO5208樹脂が、未処理繊維の裸の表面ではC IBA GEIGYのLY556に比べてより高い反応性があり、表面基なしに 直接繊維マトリックス結合を生成すると考えることによって説明かつ(、同様に 、NARMC0520B樹脂は、最高付着力を2.5分の操作で得ることができ るため、グラフトされた表面基とより容易に反応する。The τ of NARMCO5208 resin is the same as that of CIBA GHIGY's LY556 resin. It should be noted that the untreated fiber has a pressure of 60.9 MPa compared to 28.1 MPa for the untreated fiber. It is possible. This indicates that NARMCO 5208 resin has a C It has higher reactivity than IBA GEIGY's LY556 and has no surface groups. Explained by considering directly producing fiber-matrix bonds and (similarly, , NARMC0520B resin can achieve maximum adhesion in 2.5 minutes of operation. It reacts more easily with the grafted surface groups.

τ0RAYT300 90Aの商品名で市場で入手できる“高強度”繊維を用い て行われたτ4の測定は、CIBA GEIGYのLY556樹脂ではra−6 1±4MPaの値を示し、この値は水性媒体(第1.2.3実施例)及び非水性 媒体(第4実施例)を用いて得られた値より小さい、これによって、アミンを含 む電解質を用いた処理の有用性が実証された。Using "high strength" fiber available on the market under the trade name τ0RAYT300 90A The τ4 measurement conducted was ra-6 for CIBA GEIGY's LY556 resin. It shows a value of 1 ± 4 MPa, and this value is different from aqueous medium (Example 1.2.3) and non-aqueous medium. lower than the value obtained using the medium (fourth example), thereby containing amines. The usefulness of treatment using electrolytes was demonstrated.

非水性媒体における作用電圧の効果は、次の結果から説明される* A g /  A g ”基準電極に対しVt−+1ボルト、t−5分以外は同条件で次の結 果が得られた。The effect of working voltage in non-aqueous media is explained by the following result * A g / A g With respect to the reference electrode, perform the following results under the same conditions except for Vt-+1 volt and t-5 minutes. The fruit was obtained.

τ−−67,3±2.9M P a Cニア0.7% N:17.6% 0: 9.4% R(N)−15,2 R(0)−1,7 分離応力はVtの減少によって殆ど影響がないことがわかった。対比的に、表面 窒素の量は約4分の1減少している。τ--67,3±2.9M P a C near 0.7% N: 17.6% 0: 9.4% R(N)-15,2 R(0)-1,7 It was found that the separation stress was hardly affected by the decrease in Vt. In contrast, the surface The amount of nitrogen is reduced by about a quarter.

実 施 例 5 電解質は、補助電解質を含まず、無水アセトニトリル1j!に45gのアミノ6 メチル2ピリジンを溶解させたものであった。 C0URTAULDSのHT織 繊維電位は、アセトニトリル中で、0.01M Ag/Ag″基準電極に対し+ 1ボルトであった。温度は20℃で、処理装置は第1図に示されたものであった 。処理時間は3分間であった。Implementation example 5 The electrolyte does not contain auxiliary electrolytes and is anhydrous acetonitrile 1J! 45g of amino 6 in It was a solution of methyl 2-pyridine. C0URTAULDS HT weave The fiber potential is + in acetonitrile relative to a 0.01M Ag/Ag'' reference electrode. It was 1 volt. The temperature was 20°C and the processing equipment was as shown in Figure 1. . The treatment time was 3 minutes.

第11a図はこの方法で処理された繊維のC1sピークを示し、第11b図はN lsピークを示し、第11c図は陰SIMSスペクトルを示し、第1id図は陽 C1sスペクトルを示している。Figure 11a shows the C1s peak of fibers treated in this way and Figure 11b shows the N ls peak, Figure 11c shows the negative SIMS spectrum, and Figure 1id shows the positive A C1s spectrum is shown.

これらから次のことがわかる。From these we can see the following.

R(N) −3,8 R(0)−1 C−82,2% N−5,1% 0−8.2%C1sビークの肩部は、炭素が炭 素より電気陰性度の高い元素に結合していることを示している。エネルギー準位 とNlsピークの形状は、窒素が−NH8或いは−NH基の形で存在しているこ とを示し、このことは陽SIMSにおいてピー゛クーのレンジがないことから実 証され電位Vtが低く、かつ補助電解質が使用されていないにも拘わらず、繊維 の表面に充分に偏った無視できない程の窒素のグラフティングが認められた(R (N) −3,8) 。R(N) -3,8 R(0)-1 C-82.2% N-5.1% 0-8.2% The shoulder of the C1s beak shows that the carbon This shows that it is bonded to an element that is more electronegative than the element. energy level The shape of the and Nls peaks indicates that nitrogen exists in the form of -NH8 or -NH group. This is true because there is no peak range in positive SIMS. Despite the low potential Vt and no auxiliary electrolyte used, fiber A sufficiently biased and non-negligible amount of nitrogen grafting was observed on the surface of (R (N) -3,8).

実 施 例 6 電解質は、無水ジメチルホルムアミド1j!中に12g溶解するエチレンジアミ ンであった。溶液11に対し21gの過塩素酸リチウムが補助電解質として加え られた。Implementation example 6 The electrolyte is anhydrous dimethylformamide 1j! 12g of ethylenediamine dissolved in It was. 21 g of lithium perchlorate was added to solution 11 as an auxiliary electrolyte. It was done.

COυ訂^ULDSのHT織繊維、飽和カロメル基準電極に対し+1.45ボル ト(ESC,アセトニトリル中の0.OIMAg/Ag”の標準基準電極に対し +1.15ボルトに等しい、)、或いは飽和カロメル電極に対し+1.6ボル)  (A g /A g ”の基準電極に対し+1.3ボルトに等しい、)であっ た、処理温度は20℃であり、処理時間は5分であった。実験装置は第1図に示 されるものを使用した。COυEdited^ULDS HT woven fiber, +1.45 volts vs. saturated calomel reference electrode (ESC, relative to a standard reference electrode of 0.0IMAg/Ag in acetonitrile) equal to +1.15 volts), or +1.6 volts for a saturated calomel electrode) (equal to +1.3 volts with respect to the reference electrode of A g / A g ”). In addition, the treatment temperature was 20° C. and the treatment time was 5 minutes. The experimental equipment is shown in Figure 1. I used what was available.

対応する表面の分光分析(表■)は、第1乃至第5実施例、及び第7.8実施例 で使用したものと異なる装置を使用して行われた。この第2の装置は、本実施例 で得られた結果が他の実施例で得られた結果と比較できるように、較正されてい る。この場合、光電子(ESCA)のエネルギーの目盛りが区切られている。こ の場合、光電子のエネルギースケール(ESCA)がMg Kα輻射に相対的に 取られており、その運動エネルギーを表示している。他の実施例では、X軸は原 子から放射される光電子の結合エネルギーE、 Bを表示している。The spectroscopic analysis of the corresponding surfaces (Table ■) is shown in Examples 1 to 5 and Example 7.8. This was done using equipment different from that used in This second device is has been calibrated so that the results obtained can be compared with those obtained in other examples. Ru. In this case, a scale of energy of photoelectrons (ESCA) is divided. child In the case of , the photoelectron energy scale (ESCA) is relative to Mg Kα radiation. is taken and its kinetic energy is displayed. In other embodiments, the X-axis is The binding energies E and B of photoelectrons emitted from the electrons are displayed.

表■ ・ V t−+1.45ボアL/ト/EC5Vt−+1.6ボ)L’ ) /ECS 時間−5(分) 時間−5(分) ESCA C: 75.5χ Cニア6χN:13χ N:11χ 0 : 11.5χ 0:13χ SIMS ” R(N)・6.OR(N)・2.9R(0)・1.6 R(0) ・0.21511’Is−塩素及びリチウム存在 第4実施例(溶媒−ア七ト二トリル)で記録された処理よりその効果は低いが、 ジメチルフォルムアミドを用い、特にVt−1,45ボルト/E S Cで行わ れた処理では、繊維の表面に偏ったかなりの量の窒素が与えられる。Table■・ Vt-+1.45 bore L/T/EC5Vt-+1.6 bore) L')/ECS Time-5 (minutes) Time-5 (minutes) ESCA C: 75.5χ C near 6χ N: 13χ N: 11χ 0: 11.5χ 0:13χ SIMS “R(N)・6.OR(N)・2.9R(0)・1.6R(0) ・0.21511'Is - Chlorine and lithium present Although the effect is lower than the treatment recorded in the fourth example (solvent - acetonitrile), carried out using dimethylformamide, especially at Vt-1,45 volts/E SC In this process, a significant amount of nitrogen is distributed to the surface of the fiber.

Vt−+1.45ボルト/ESCにおける結果は、グラフティングの観点から見 れば、第1実施例(t−10分後及びt−60分)で記録されたものに匹敵する が、処理時間ははるかに短い(5分)。The results at Vt-+1.45 volts/ESC are from a grafting perspective. is comparable to that recorded in the first example (after t-10 minutes and after t-60 minutes) However, the processing time is much shorter (5 minutes).

第12a図は、Vt=1.45ボルト/ESCで処理後のC1sピークを示して いる。低い運動エネルギー(原子の高い結合エネルギー)に偏っている大きな肩 部は、炭素が炭素より電気陰性度の高い原子と化学的に結合していることを示し ている。Nlsビーク(第12b図)は、E、B=339eV (運動エネルギ ーでは854e■)に中心があり、アセトニトリル(第4実施例、第10e図参 照)で操作した5分間のNlsピークに見られるものとその値が正確に一致して いる。従って、窒素が炭素と共有結合している。第12c図、第12d図は陰及 び陽SIMSスペクトルを示している。Figure 12a shows the C1s peak after treatment at Vt = 1.45 volts/ESC. There is. Large shoulders biased toward low kinetic energy (high binding energy of atoms) indicates that carbon is chemically bonded to an atom that is more electronegative than carbon. ing. The Nls peak (Figure 12b) is E, B = 339 eV (kinetic energy - is centered at 854e■), and acetonitrile (see Example 4, Figure 10e) The value is exactly the same as that seen in the 5-minute Nls peak operated with There is. Therefore, nitrogen is covalently bonded to carbon. Figures 12c and 12d are shaded. and a positive SIMS spectrum.

第12e図は、■も=+1.6ボルト/ESCにおける処理のC1sピークを示 している。半分の高さの幅は■t=1.45ポルト/ESC(7)ものより広い 、第12f図は、E、B=399.8eVに中心がある対応するN1gのピーク を示し、Vt=+1.45ボルトに対して0.7eV移動している。酸素ではE 、B=534.leVで、対比するとVt=+1.45ボルトではE、B=53 2eVである。これは、窒素、酸素及び炭素がジメチルフォルムアミド中のこれ ら2つの処理において同様の結合状態ではないことを示している。第12g図、 第12h図は、陰及び陽S 1MSスペクトルを示している。Figure 12e shows the C1s peak of the treatment at ■also=+1.6 volts/ESC. are doing. The width at half height is wider than that of t = 1.45 Porto/ESC (7) , Figure 12f shows the corresponding N1g peak centered at E, B = 399.8 eV. , which is shifted by 0.7 eV with respect to Vt=+1.45 volts. E in oxygen , B=534. In leV, in contrast, at Vt = +1.45 volts, E, B = 53 It is 2eV. This is because nitrogen, oxygen and carbon are present in dimethylformamide. This shows that the two processes are not in the same bonding state. Figure 12g, Figure 12h shows the negative and positive S1MS spectra.

陰S 1MSスペクトル(第12c図、第12g図)では塩素(質量35.37 )の存在が認められ、陽SIMSスペクトル(第12d図、第12h図)でリチ ウム(質量6.7)による非常に大きなピークが認められた。In the negative S 1MS spectrum (Figures 12c and 12g), chlorine (mass 35.37 ) was observed, and the richness was observed in the positive SIMS spectrum (Fig. 12d, Fig. A very large peak due to U (mass 6.7) was observed.

したがって、過塩素酸リチウムが電気化学反応に関与しており、■、。L (す なわちジメチルフォルムアミド+Lic104の場合+2ボルト)に近づきすぎ ることは利点がない。これは、窒素のグラフティングは、Vt=+1.6ボルト /ESCではより少ないからである(R(N)は2.9であり、Vt−+1.4 5ボルト/ESCではR(N)=6、窒素の固着はそれぞれ11%、13%)、 シかしながら、−NH,及び=NH基の形で窒素は表面に偏在し、グラフトティ ングは有効である。 R(0)は引続きわずかであるため、酸素は表面下に存在 し続ける。実施例1の装置とNARMCO520B樹脂を用いて測定された分離 応力は: Vt=+1.6ボルト/ESCにおいてτa=1034±3MPa であった。Therefore, lithium perchlorate is involved in the electrochemical reaction, and ■. L (i.e. dimethylformamide + 2 volts for Lic104) too close to There is no advantage to doing so. This means that nitrogen grafting is Vt = +1.6 volts. /ESC has less (R(N) is 2.9 and Vt-+1.4 At 5 volts/ESC, R(N) = 6, nitrogen fixation is 11% and 13%, respectively), However, nitrogen is unevenly distributed on the surface in the form of -NH and =NH groups, and is effective. Since R(0) is still small, oxygen exists below the surface. Continue to do so. Separation measured using the apparatus of Example 1 and NARMCO 520B resin The stress is: τa=1034±3MPa at Vt=+1.6 volts/ESC Met.

R(0)はわずか0.21であるから、酸素は、付着力にほとんど関与すること ができない。Since R(0) is only 0.21, oxygen hardly contributes to the adhesion force. I can't.

実 施 例 7 実施例1の条件が、当初未処理であるが、ヘキサメチレンテトラミンで1時間処 理を受けた“高モジュール”COすRTAIILDSのHMU繊維に適用された 。当初、τ4−15.2+ 1.7M P a (CIBA GEIGYのLY 556樹脂を使用)のものが、1時間処理後にr、=15.2±4.9MPaに なった。これは、これらの繊維の表面が実施例1で行われた電気化学反応に対し て不活性であることを意味する。Implementation example 7 The conditions of Example 1 were initially untreated but treated with hexamethylenetetramine for 1 hour. Applied to HMU fiber of “high module” COS RTAIILDS which underwent . Initially, τ4-15.2 + 1.7M P a (CIBA GEIGY's LY 556 resin), after 1 hour of treatment, r = 15.2 ± 4.9 MPa. became. This indicates that the surface of these fibers is sensitive to the electrochemical reaction carried out in Example 1. meaning that it is inert.

これらC0URTALILDSのHMU繊維が、周波数12.57MHzの電磁 波によって発生する窒素プラズマの作用にさらされた。実験室内での実験装置は 第5図に示されている。These C0URTALILDS HMU fibers generate electromagnetic waves with a frequency of 12.57MHz. exposed to the action of nitrogen plasma generated by waves. Experimental equipment in the laboratory It is shown in FIG.

長さ5cmのセグメント31が流水により冷却された円筒流路33の内側に配置 された黒鉛支持台32上に置かれた。2つの外部の環状電極34が高周波発生装 置35に接続された。ポンプ36がコントロールされた窒素マイクロリーク37 によって容器内は約15Paに窒素の圧力に維持された。窒素プラズマに費やさ れた動力は、約100ワツトであった。A segment 31 with a length of 5 cm is placed inside a cylindrical channel 33 cooled by running water. It was placed on a graphite support stand 32. Two external annular electrodes 34 serve as high frequency generators. It was connected to station 35. Nitrogen micro leak 37 with pump 36 controlled The inside of the container was maintained at a nitrogen pressure of about 15 Pa. spent on nitrogen plasma The power generated was approximately 100 watts.

プラズマ処理が適切な装置(図示せず)によって炭素繊維上で連続的に行われた 。Plasma treatment was carried out continuously on the carbon fibers by suitable equipment (not shown) .

実施例1の状態において、τ4を15.21±1.7M Pから64.7±7. 4M P aに増加させるには、C0URTAULDSのHMUの繊維を30秒 間プラズマの作用にさらすだけで充分である。イオン衝撃は、繊維表面に存在す る大きな分子量の芳香族物質から炭素原子を放出させる。このようにして化学的 に活性な場所が造り出される。ESCA及びS IMSでは、窒素が認められず 、観察されたわずかの酸素の付加がτ6の増加を説明するにはまず不充分である という理由から、これらがC0URTAULDSのHMU繊維の表面活性力を増 加させるということになる。このように、これら繊維の表面は、介在する表面基 なしにCIBA GEIGYのHMU樹脂が直接付着できるように充分活性化さ れる。これらのプラズマ処理された繊維は、多数の欠陥を含む表面構造を有する 。不存在炭素原子の回りの電子雲の再構成は、飽和していない化学結合の使用を 可能にし続ける。直接の架橋が、繊維と樹脂の間で可能になる。一層有力に、繊 維の表面は、前述したような電気化学的処理の反応に敏感に反応するくらいに充 分に活性化される。In the state of Example 1, τ4 was changed from 15.21±1.7M P to 64.7±7M. To increase to 4MPa, the fibers of HMU of C0URTAULDS are heated for 30 seconds. Exposure to the action of plasma is sufficient. Ion bombardment exists on the fiber surface. release carbon atoms from large molecular weight aromatic substances. In this way chemical An active place will be created. No nitrogen was detected in ESCA and SIMS. , the observed small addition of oxygen is unlikely to be sufficient to explain the increase in τ6. For this reason, these increase the surface active power of C0URTAULDS HMU fibers. This means that it will be added. Thus, the surface of these fibers is CIBA GEIGY's HMU resin is fully activated so that it can be directly attached to it. It will be done. These plasma-treated fibers have a surface structure containing numerous defects . Reorganization of the electron cloud around an absent carbon atom allows the use of unsaturated chemical bonds. Continue to make it possible. Direct crosslinking is possible between fiber and resin. Even more powerfully, The surface of the fiber is sufficiently saturated to react sensitively to the electrochemical treatment reactions described above. activated in minutes.

実 施 例 8 当初の未処理のC0URTAULDSのHT織繊維び実施例1の条件で1時間処 理されたC0URTAULDSのHT織繊維密閉容器中のエピクロルヒドリンの 存在下に置かれた。浸透は120°Cで22時間行われた。エピクロルヒドリン は工ポキシ基を有している。繊維はその表面からエピクロルヒドリンを除くため にアセトンで3回洗浄された。Implementation example 8 The original untreated C0URTAULDS HT woven fibers were treated for 1 hour under the conditions of Example 1. of epichlorohydrin in a HT woven fiber sealed container of C0URTAULDS placed in existence. Infiltration was carried out at 120°C for 22 hours. epichlorohydrin has an engineered poxy group. Because the fiber removes epichlorohydrin from its surface was washed three times with acetone.

第15a図は、未処理のC0URTAULDSのHT織繊維CISピーク(ES CA)を示している。第15b図は1時間水性媒体中においてへキサメチレンテ トラミンで処理後のC1sピークを示している。第15c図は、エピクロルヒド リンの作用にさらされた後の未処理繊維のCISビークを示している。最後に、 第15d図はへキサメチレンテトラミン表面処理とエピクロルヒドリンの作用に さらされた繊維のC1sピークを示している。Figure 15a shows the HT woven fiber CIS peak (ES CA) is shown. Figure 15b shows hexamethylene in an aqueous medium for 1 hour. The C1s peak after treatment with Tolamin is shown. Figure 15c shows epichlorhydride Figure 3 shows the CIS peaks of untreated fibers after exposure to the action of phosphorus. lastly, Figure 15d shows the effect of hexamethylenetetramine surface treatment and epichlorohydrin. The C1s peak of exposed fibers is shown.

第15a図、第15c図は、未処理繊維が処理された繊維(第15b図、第15 d図)と異なり、エピクロルヒドリンを固着させないことを示している。1時間 処理後(第1実施例参照)、表面はグラフトされた=NH及び−NH,基のみか らなっているので、第15d図のCIsピークの非常に大きな肩部は、エピクロ ルヒドリンがヘキサメチレンテトラミンで処理された繊維の表面にある窒素と共 有結合していることを示している0表面基は、炭素−窒素−樹脂の共有結合を介 してインターフェースでの凝集力を与える。Figures 15a and 15c show untreated fibers and treated fibers (Figures 15b and 15c). Unlike Figure d), this shows that epichlorohydrin is not fixed. 1 hour After treatment (see first example), the surface has only the grafted =NH and -NH groups. Therefore, the very large shoulder of the CIs peak in Figure 15d is due to the epicronic Ruhydrin combines with nitrogen on the surface of fibers treated with hexamethylenetetramine. 0 surface groups shown to be bonded via carbon-nitrogen-resin covalent bonds. to give cohesiveness to the interface.

以上に説明した結果は、窒素基或いは分子のグラフティングに関して観察された 効果は一般的なメカニズムから生じていることを確信させるものである。The results described above are similar to those observed with respect to the grafting of nitrogen groups or molecules. This gives us confidence that the effects arise from a common mechanism.

白金陽極について電気化学的に調べられたアミン(第1、第2、第3アミンのい ずれでもよい)の陽極酸化は、一般的に後に陽イオンが従う陽イオンラジカルの 形成を介する0例えば、Rが実験条件で酸化還元に鈍い基である第1アミンの場 合は、 RCHzNHt −e−: RC)ItNHl −u’= RCHNHt −e −: RCHgNHl”陽イオンラジカル 陽イオン 陽イオン基(ラジカル)の存在は、陽極として炭素繊維を用いたテトラメチルベ ンジジン及び過塩素酸リチウムを含むアセトニトリルの溶液中ではRAMAM赤 外線分光器により認められた。陽イオン基は、アミンの第1酸化還元電位を越え たときに現れ、シカチオン(dication)は第2の電位を越えた時に現れ る。Amines (primary, secondary, and tertiary amines) investigated electrochemically on platinum anodes. Anodization (which may be offset) is generally done by forming a cation radical that is followed by a cation. For example, in the case of a primary amine where R is a group that is resistant to redox under the experimental conditions, If so, RCHzNHt -e-: RC)ItNHl -u'=RCHNHt -e -: RCHgNHl” cation radical cation The presence of cationic groups (radicals) is due to the presence of tetramethyl base using carbon fiber as the anode. RAMAM red in a solution of acetonitrile containing didine and lithium perchlorate. Confirmed by external beam spectrometer. The cationic group exceeds the first redox potential of the amine. cation appears when the second potential is exceeded. Ru.

陽イオンは水中には存在できないから、陽イオンラジカルが第1及び第2アミン に適用される次のメカニズムによって生成されるやいなや、炭素は水性媒体中で 攻撃される。Since cations cannot exist in water, cation radicals are primary and secondary amines. Carbon is produced in an aqueous medium as soon as it is produced by the following mechanism applied to be attacked.

ラジカル陽イオン これらの反応中の炭素原子は繊維の表面原子である。radical cation The carbon atoms in these reactions are surface atoms of the fiber.

ラジカルC・ は陽イオンラジカルと結合することかできる0反応は電解質溶液 中に存在する、OH−イオンのような親核(neucleophilic)反応 族と可能である。Radical C. can combine with cation radicals. 0 reaction is electrolyte solution. neucleophilic reactions such as OH- ions present in It is possible with family.

Co−e−一→ C4 C”+0H−−→ C−0H C−OH−H” −e−−−C=0 後2者の反応は、繊維(水性媒体における)の実際の表面上に少量残る酸素を含 む基の存在を理由づける。Co-e-1 → C4 C"+0H--→C-0H C-OH-H”-e---C=0 The latter two reactions involve a small amount of oxygen remaining on the actual surface of the fiber (in an aqueous medium). Give a reason for the existence of groups.

第3アミンでは: 陽子剥奪ステップ(deprotonizing 5tep)は3つの基R′、 R’、R’の1つを除(ことで置き換えられている。For tertiary amines: The proton deprivation step (deprotonizing 5 steps) consists of three groups R′, One of R', R' is removed (replaced by).

水性媒体に適用されるこれらのメカニズムは、非水性媒体にもまた適用できる。These mechanisms that apply to aqueous media can also be applied to non-aqueous media.

陽イオンは有機溶媒においてはある程度安定しており、繊維の炭素と反応できる 。この反応は、溶媒が適切に無水化されるかぎりにおいて、Co ラジカルと酸 素が極く少量であり続けることを示唆している。Cations are stable to some extent in organic solvents and can react with carbon in fibers. . This reaction combines Co radicals and acids as long as the solvent is properly anhydrified. This suggests that the element remains in extremely small amounts.

これらの反応は、作動電位Vtがアミノ化合物の酸化還元電位■、より大きく、 作動電位Vtが水の分解電位v0或いは補助電解質のある非水性溶媒の電位■、 。、より小さいときに生じる。In these reactions, the operating potential Vt is larger than the redox potential of the amino compound, The operating potential Vt is the decomposition potential of water v0 or the potential of a non-aqueous solvent with an auxiliary electrolyte ■, . , occurs when it is smaller.

非水性媒体で操作する場合: 分解電位は、使用される任意の補助電解質が選択された溶媒中で高い電気化学的 酸化電位を有する限りにおいて、より高い電位になり; ■3゜、は水の場合のように低いPKbを有する化合物によっては減少せず、 N Hを及び=NHのような窒素基又は電解質として作用するアミンの全分子が 共有結合によって大部分グラフトされるものであり、 グラフトされる窒素表面基の量は水性媒体中での処理と比べ増加し、これは特に アセトニトリルを使用したときにはより短時間で生じ; 得られた付着力は非常に高く; 上述の電位条件を達成することにより、適切な種類の炭素の表面上、又は、例え ば、プラズマの使用のような適当な方法によって処理された炭素の活性化した表 面上に、広範囲のアミン分子をグラフトさせることが可能になる。When operating in non-aqueous media: The decomposition potential is determined by the fact that any auxiliary electrolyte used has a high electrochemical Insofar as it has an oxidation potential, it will be at a higher potential; ■3° is not reduced by compounds with low PKb as in the case of water; Nitrogen groups such as NH and =NH or all molecules of the amine acting as an electrolyte are is mostly grafted by covalent bonds, The amount of nitrogen surface groups grafted increases compared to treatment in aqueous media, and this is particularly Occurs more quickly when acetonitrile is used; The adhesion obtained is very high; By achieving the above-mentioned potential conditions, on the surface of a suitable type of carbon or e.g. For example, an activated surface of carbon treated by a suitable method such as the use of plasma. It becomes possible to graft a wide range of amine molecules onto the surface.

水性媒体 非水性媒体 特表昭64−500133 (16) 78iBr164−500133 C17)Td MPa ab Cd 国際調査報告Aqueous medium Non-aqueous medium Special edition Showa 64-500133 (16) 78iBr164-500133 C17) Td MPa ab Cd international search report

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.炭素を二極住溶媒におけるアミン化合物の溶液に接触させ陰極に対する陽の 極性を与える、炭素の電気化学的表面処理方法であって、前記溶媒は高い陽極酸 化電位を有する有機溶媒であって、前記溶液は実質的に水分を含まない、方法。1. Carbon is brought into contact with a solution of an amine compound in a dipolar solvent to create a positive polarity for the cathode. A method for electrochemical surface treatment of carbon to impart polarity, wherein the solvent is a highly anodic acid an organic solvent having a chemical potential, wherein the solution is substantially free of water. 2.前記アミン化合物がエチレンジアミン、アミノ6メチル2ピリジン及びテト ラメチルベンジジンから選ばれる、請求の範囲第1項の方法。2. The amine compound is ethylene diamine, amino 6 methyl 2 pyridine and tetamine. The method of claim 1, wherein the method is selected from lamethylbenzidine. 3.前記溶媒が非プロトン性である、請求の範囲第1項の方法。3. 2. The method of claim 1, wherein said solvent is aprotic. 4.前記有機溶媒がアセトニトリル、ジメチルフォルムアミド及びジメチルスル フォキシドから選ばれる、請求の範囲第3項の方法。4. The organic solvent is acetonitrile, dimethylformamide and dimethylsulfate. 4. The method of claim 3, wherein the method is selected from phoxide. 5.同様に高い陽極酸化電位を有する補助電解質が前記溶液に加えられる、請求 の範囲第1項の方法。5. Claim: An auxiliary electrolyte having a similarly high anodizing potential is added to said solution. The method according to the first term of the scope. 6.前記補助電解質が過塩素酸リチウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、 4ふつ化ほう酸塩及びアルカリ性又は第4級アンモニウム4ふつ化燐酸塩から選 ばれる、請求の範囲第5項の方法。6. The auxiliary electrolyte is lithium perchlorate, tetraethylammonium perchlorate, Selected from tetrafluoroborates and alkaline or quaternary ammonium tetrafluorophosphates. The method of claim 5, wherein the method is disclosed. 7.炭素の極性付与が二極性溶媒、及び存在する場合には補助電解質の陽極酸化 を避けるように充分低く、且つアミン化合物が陽極酸化にさらされるように充分 高く選択される、第1項の方法。7. Polarization of carbon by anodization of dipolar solvents and auxiliary electrolytes if present low enough to avoid anodic oxidation, and low enough to expose the amine compound to anodization. The first method is highly selected. 8.前記溶液がエチレンジアミン、アセトニトリル及び過塩素酸リチウムから構 成され、0.01M Ag/Ag+電極に対する炭素の電位が約1.3ボルトで ある、請求の範囲第7項の方法。8. The solution is composed of ethylenediamine, acetonitrile and lithium perchlorate. The potential of carbon with respect to the 0.01M Ag/Ag+ electrode is approximately 1.3 volts. The method of claim 7. 9.前記溶液がエチレンジアミン、ジメチルフォルムアミド及び過塩素酸リチウ ムから構成され、飽和カロメル電極に対する炭素の電位が約+1.45ボルトで ある、請求の範囲第7項の方法。9. The solution contains ethylenediamine, dimethylformamide and lithium perchlorate. The potential of the carbon relative to the saturated calomel electrode is approximately +1.45 volts. The method of claim 7. 10.請求の範囲第1項の方法で処理された炭素。10. Carbon treated by the method of claim 1. 11.表面に炭素−窒素の結合を含む、請求の範囲第10項による処理炭素。11. Treated carbon according to claim 10, comprising carbon-nitrogen bonds on the surface. 12.表面が−NH2及び=NH基又はアミン化合物の全部又は一部の分子を含 む、請求の範囲第11項による処理炭素。12. The surface contains all or some molecules of -NH2 and =NH groups or amine compounds. A treated carbon according to claim 11. 13.炭素が微孔性炭素、低温で黒鉛化可能な炭素、及び表面が活性化された炭 素から選ばれた炭素を処理して得られた、請求の範囲第10項による処理炭素。13. Carbon is microporous carbon, carbon that can be graphitized at low temperatures, and surface activated carbon. 11. The treated carbon according to claim 10, which is obtained by treating carbon selected from the raw materials. 14.その表面が窒素プラズマの作用によって活性化された、請求の範囲第13 項による処理炭素。14. Claim 13, the surface of which is activated by the action of nitrogen plasma. Processed carbon by term. 15.炭素が炭素繊維の形態である、請求の範囲第10項による処理炭素。15. Treated carbon according to claim 10, wherein the carbon is in the form of carbon fibers. 16.請求の範囲第15項による炭素繊維により強化されたマトリックスを有す る複合材料。16. having a matrix reinforced with carbon fibers according to claim 15. composite material. 17.前記マトリックスがアミン硬化剤により架橋された有機樹脂である、請求 の範囲第16項による複合材料。17. Claim wherein the matrix is an organic resin crosslinked with an amine curing agent. Composite materials according to scope item 16.
JP63500347A 1986-12-02 1987-12-01 Electrochemical surface treatment method for carbon Granted JPH01500133A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8616841A FR2607528B1 (en) 1986-12-02 1986-12-02 ELECTROCHEMICAL PROCESS FOR CARBON SURFACE TREATMENT; CARBON, ESPECIALLY CARBON FIBERS, TREATED BY THIS PROCESS AND COMPOSITE MATERIAL COMPRISING SUCH FIBERS
FR8616841 1986-12-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01500133A true JPH01500133A (en) 1989-01-19
JPH0353245B2 JPH0353245B2 (en) 1991-08-14

Family

ID=9341474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63500347A Granted JPH01500133A (en) 1986-12-02 1987-12-01 Electrochemical surface treatment method for carbon

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4844781A (en)
EP (1) EP0273806B1 (en)
JP (1) JPH01500133A (en)
CA (1) CA1324978C (en)
DE (1) DE3767992D1 (en)
FR (1) FR2607528B1 (en)
WO (1) WO1988004336A2 (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5124010A (en) * 1988-12-12 1992-06-23 Mitsubishi Rayon Company, Limited Carbon fibers having modified surfaces and process for producing the same
DE4134463C2 (en) * 1990-12-22 1995-06-14 Bosch Gmbh Robert Application of a process for the electro-chemical treatment of surfaces
US5203973A (en) * 1990-12-22 1993-04-20 Robert Bosch Gmbh Method of roughening surfaces
USH1456H (en) * 1993-07-06 1995-07-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Flat end diamond loading probe for fiber push-out apparatus
US5476826A (en) * 1993-08-02 1995-12-19 Gas Research Institute Process for producing carbon black having affixed nitrogen
US5462799A (en) * 1993-08-25 1995-10-31 Toray Industries, Inc. Carbon fibers and process for preparing same
US5554739A (en) 1994-12-15 1996-09-10 Cabot Corporation Process for preparing carbon materials with diazonium salts and resultant carbon products
IL154538A (en) 1994-12-15 2009-12-24 Cabot Corp Reaction of carbon black with diazonium salts, resultant carbon black products and their uses
IL116379A (en) 1994-12-15 2003-12-10 Cabot Corp Aqueous inks and coatings containing modified carbon products
US5571311A (en) 1994-12-15 1996-11-05 Cabot Corporation Ink jet ink formulations containing carbon black products
US5575845A (en) 1994-12-15 1996-11-19 Cabot Corporation Carbon black products for coloring mineral binders
US5559169A (en) 1994-12-15 1996-09-24 Cabot Corporation EPDM, HNBR and Butyl rubber compositions containing carbon black products
IL116376A (en) 1994-12-15 2001-03-19 Cabot Corp Aqueous ink jet ink compositions containing modified carbon products
IL116378A (en) 1994-12-15 2003-05-29 Cabot Corp Non-aqueous coating or ink composition with improved optical properties containing modified carbon product and method of preparation of the composition
US6028137A (en) 1995-05-22 2000-02-22 Cabot Corporation Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks
US6323273B1 (en) 1995-05-22 2001-11-27 Cabot Corporation Elastomeric compounds incorporating silicon-treated carbon blacks
US5622557A (en) 1995-05-22 1997-04-22 Cabot Corporation Mineral binders colored with silicon-containing carbon black
CN1190980A (en) 1995-05-22 1998-08-19 卡伯特公司 Elastomeric compounds incorporating partially coated carbon blacks
US5958999A (en) 1996-04-05 1999-09-28 Cabot Corporation Ink compositions and method for generating images produced therefrom
US5698016A (en) 1996-06-14 1997-12-16 Cabot Corporation Compositions of modified carbon products and amphiphilic ions and methods of using the same
US5707432A (en) 1996-06-14 1998-01-13 Cabot Corporation Modified carbon products and inks and coatings containing modified carbon products
US5747562A (en) 1996-06-14 1998-05-05 Cabot Corporation Ink and coating compositions containing silicon-treated carbon black
US5919855A (en) 1997-02-11 1999-07-06 Cabot Corporation Use of modified carbon black in gas-phase polymerizations
FR2760470B1 (en) 1997-03-07 1999-04-16 Centre Nat Rech Scient PROCESS FOR THE ELECTROCHEMICAL REALIZATION OF A CARBON MATERIAL WHOSE SURFACE IS MODIFIED BY FUNCTIONALIZED GROUPS, NEW CARBON MATERIAL MODIFIED ON THE SURFACE AND APPLICATION OF THIS MATERIAL
JP5889393B2 (en) 2011-03-28 2016-03-22 ヒタチ ケミカル リサーチ センター インコーポレイテッド Thin film, composite and method for producing thin film
US20180023244A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Hexcel Corporation Composite carbon fibers
US11225754B2 (en) 2017-05-26 2022-01-18 Dow Global Technologies Llc Electrochemical grafting of carbon fibers with aliphatic amines for improved composite strength
US10894868B2 (en) 2017-12-21 2021-01-19 Hexcel Corporation Composite carbon fibers
CN111600087B (en) * 2020-05-29 2022-10-04 重庆长安新能源汽车科技有限公司 Reference electrode and three-electrode system for lithium ion battery detection and preparation method thereof
CN113322678B (en) * 2021-05-10 2022-06-28 北京化工大学 Surface modified carbon fiber and modification method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE792946A (en) * 1971-12-18 1973-04-16 Maschf Augsburg Nuernberg Ag METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE MATERIAL REINFORCED WITH FIBERS
GB1433712A (en) * 1974-06-06 1976-04-28 Hercules Inc Electrolytic treatment of graphite fibres
FR2564489B1 (en) * 1984-05-18 1986-10-10 Onera (Off Nat Aerospatiale) ELECTROCHEMICAL PROCESS FOR THE SURFACE TREATMENT OF CARBON FIBERS, FIBER TREATED BY THIS PROCESS AND COMPOSITE MATERIAL COMPRISING SUCH FIBERS
JPH0621420B2 (en) * 1985-08-20 1994-03-23 東燃株式会社 Carbon fiber surface treatment method

Also Published As

Publication number Publication date
WO1988004336A3 (en) 1988-07-14
CA1324978C (en) 1993-12-07
EP0273806B1 (en) 1991-02-06
WO1988004336A2 (en) 1988-06-16
JPH0353245B2 (en) 1991-08-14
DE3767992D1 (en) 1991-03-14
FR2607528B1 (en) 1989-03-17
US4844781A (en) 1989-07-04
EP0273806A1 (en) 1988-07-06
FR2607528A1 (en) 1988-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01500133A (en) Electrochemical surface treatment method for carbon
Fu et al. Enhancing the interfacial properties of high-modulus carbon fiber reinforced polymer matrix composites via electrochemical surface oxidation and grafting
JPS60252770A (en) Carbon fiber, its treatment and composite material using treated carbon fiber
Sariciftci et al. Structural and electronic transitions in polyaniline: a Fourier transform infrared spectroscopic study
JPS6262185B2 (en)
Jones Effects of electrochemical and plasma treatments on carbon fibre surfaces
Alexander et al. Effect of electrolytic oxidation upon the surface chemistry of type A carbon fibres: III. Chemical state, source and location of surface nitrogen
KR930011306B1 (en) Surface-improved carbon fiber and production thererof
JPH04361619A (en) Carbon fiber and its production
Lowde et al. Characterization of electro-oxidation catalysts prepared by ion-exchange of platinum salts with surface oxide groups on carbon
Fu et al. Study on multistage anodization for high‐modulus carbon fiber
Ceregatti et al. N2–H2 plasma functionalization of carbon fiber fabric for polyaniline grafting
Mosnáčková et al. Polyamide grafted with polypyrrole: formation, properties, and stability
US3832297A (en) Process for electrolytic treatment of graphite fibers
JPS6385167A (en) Surface modified carbon fiber and its production
Grigoryan et al. Electrochemical modification of the carbon fiber surface
PT963462E (en) ELECTROCHEMICAL METHOD OF CARBON MATERIAL WHOSE SURFACE IS MODIFIED BY FUNCTIONAL GROUPS NEW MODIFIED SURFACE CARBON MATERIAL AND APPLICATION OF THIS MATERIAL
Alexander et al. The chemical environment of nitrogen in the surface of carbon fibres
JP2770038B2 (en) Surface-modified high-elasticity carbon fiber and its manufacturing method
King et al. Anodic oxidation of pitch-precursor carbon fibers in ammonium sulfate solutions: Batch screening treatment results
JP2002105850A (en) Method for surface treatment of carbonaceous material
Soulis et al. Electrochemical grafting of 4‐phenoxybenzoic acid units onto oxidized carbon fibers as a first step for high temperature composites
Okotrub et al. Composites based on polyaniline and aligned carbon nanotubes
He Continuous fiber composites with elastomeric interphases covalently bonded to both fiber surfaces and epoxy matrices
Li et al. Electrochemical Polymerization of Methoxy Polyethylene Glycol Acrylate on Carbon Fiber for Improved Interfacial Properties