JPH02175972A - Heat-resistant resin composition and internal combustion engine parts using same - Google Patents

Heat-resistant resin composition and internal combustion engine parts using same

Info

Publication number
JPH02175972A
JPH02175972A JP63300797A JP30079788A JPH02175972A JP H02175972 A JPH02175972 A JP H02175972A JP 63300797 A JP63300797 A JP 63300797A JP 30079788 A JP30079788 A JP 30079788A JP H02175972 A JPH02175972 A JP H02175972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
heat
carbon fiber
weight
resin composition
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
JP63300797A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2603321B2 (en
Inventor
Yoshihisa Goto
善久 後藤
Toshihiko Tsutsumi
堤 敏彦
Toshiaki Takahashi
敏明 高橋
Takatoshi Sagawa
佐川 孝俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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 Nissan Motor Co Ltd, Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP63300797A priority Critical patent/JP2603321B2/en
Publication of JPH02175972A publication Critical patent/JPH02175972A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2603321B2 publication Critical patent/JP2603321B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16Fibres

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the title composition with high mechanical strength by incorporating a specific heat-resistant resin with carbon fiber coated, as assembling agent, with an aromatic sulfone resin and heat-treated. CONSTITUTION:Preferably, acrylic carbon fiber is dipped into a solution of an aromatic sulfone resin (e.g. linear polymer with arylene, ether and sulfone linkages as linkage units) to coat its surface with said resin followed by heat treatment at 300-400 deg.C, and the resultant carbon fiber thus coated is homogeneously blended with a heat resistant resin such as polyethersulfone, polyetherimide, polysulfone or polyamide-imide followed by injection molding, thus obtaining the objective heat-resistant resin composition with high mechanical strength. This composition is suitable for internal combustion engine parts such as impellers for integral centrifugal compressors.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は優れた機械強度を有する耐熱性樹脂組成物およ
びそれを用いた内燃機関用部品、例えば一体型遠心圧縮
機のインペラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a heat-resistant resin composition having excellent mechanical strength and parts for internal combustion engines using the same, such as impellers for integrated centrifugal compressors.

[従来の技術] ポリエーテルスルホン(以下PESと略記する)。[Conventional technology] Polyether sulfone (hereinafter abbreviated as PES).

ポリエーテルイミド(以下PEIと略記する)、ボッス
ルホン(以下PSFと略記する)、ポリアミドイミド(
以下FAIと略記する)、ポリイミド(以下PIと略記
する)、ポリフェニレンスルフィド(以下PPSと略記
する)、ポリエーテルエーテルケトン(以下PEEにと
略記する)、芳香族ポリエステル(以下PERと略記す
る)およびポリエーテルケトン(以下PEにと略記する
)等の耐熱性樹脂は耐熱性、機械強度の点で汎用エンジ
ニアリングプラスチックより大幅に優れていることより
、スーパーエンジニアリングプラスチックと称されてお
り、電気・電子機器、機械、自動車等の用途に種々使用
されている。
Polyetherimide (hereinafter abbreviated as PEI), bossulphone (hereinafter abbreviated as PSF), polyamideimide (hereinafter abbreviated as PSF)
(hereinafter abbreviated as FAI), polyimide (hereinafter abbreviated as PI), polyphenylene sulfide (hereinafter abbreviated as PPS), polyether ether ketone (hereinafter abbreviated as PEE), aromatic polyester (hereinafter abbreviated as PER), Heat-resistant resins such as polyetherketone (hereinafter abbreviated as PE) are called super engineering plastics because they are significantly superior to general-purpose engineering plastics in terms of heat resistance and mechanical strength, and are used in electrical and electronic equipment. It is used in various applications such as , machinery, and automobiles.

しかし最近の技術の進歩により、これら耐熱性樹脂が有
する特性、特に機械強度を一段と高めたものが要求され
るようになってきた。
However, with recent advances in technology, there has been a demand for further improved properties of these heat-resistant resins, particularly mechanical strength.

このためこれら耐熱性樹脂に繊維上補強材、特に炭素繊
維を配合することにより機械強度、耐熱性を改良する方
法が実施されている。
For this reason, methods have been implemented to improve mechanical strength and heat resistance by blending fibrous reinforcing materials, particularly carbon fibers, with these heat-resistant resins.

炭素繊維はエポキシ樹脂をマトリクスとする炭素繊維強
化プラスチックに多く使用されているため、炭素繊維の
収束剤としては、エポキシ樹脂が使われている。しかし
、エポキシ樹脂収束剤は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂がマトリクスである場合には有効であるが、前記耐熱
性樹脂に対しては接着性が悪く、機械強度の良好な樹脂
組成物が得られない。このために、特開昭53−106
752号公報に見られるごとく、熱可塑性樹脂に対して
、ポリアミド樹脂を炭素繊維の収束剤として用いること
が試みられている。また特開昭56−120730号公
報には、芳香族ポリスルフォン樹脂で収束した炭素繊維
の使用が開示されている。
Since carbon fiber is often used in carbon fiber reinforced plastics that have an epoxy resin matrix, epoxy resin is used as a binding agent for carbon fibers. However, although epoxy resin binding agents are effective when thermosetting resins such as epoxy resins are used as a matrix, they have poor adhesion to the heat-resistant resins, and resin compositions with good mechanical strength cannot be used. I can't get it. For this purpose, JP-A-53-106
As seen in Japanese Patent No. 752, attempts have been made to use polyamide resin as a binding agent for carbon fibers in place of thermoplastic resins. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 120730/1983 discloses the use of carbon fibers bound with aromatic polysulfone resin.

従来の内燃機関用部品、例えば繊維強化樹脂製インペラ
としては、例えば特公昭52−48684号公報および
特開昭57−119105号公報に記載されているもの
があり、これらのインペラを構成する樹脂材料は炭素繊
維を樹脂の補強材として用いることを特徴としている。
Conventional parts for internal combustion engines, such as impellers made of fiber-reinforced resin, include those described in Japanese Patent Publication No. 52-48684 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-119105, and the resin materials constituting these impellers are is characterized by using carbon fiber as a reinforcing material for the resin.

特に特開昭57−119105号公報には、耐熱性のあ
る熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂をマトリクス樹脂とし
て用いた炭素繊維強化樹脂がインペラに用いられること
が記載されている。
In particular, JP-A-57-119105 describes that a carbon fiber reinforced resin using a heat-resistant thermoplastic resin or thermosetting resin as a matrix resin is used for an impeller.

[発明が解決しようとする課題] 前記エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂で収束した炭素繊維
を前記の耐熱性樹脂に適用した場合、これ等の耐熱性樹
脂の成形温度は少くとも300℃の高温が必要であるた
め、成形中に収束剤が熱分解して、ボイドの生成、ウェ
ルド部強度の低下等の問題を生じている。
[Problems to be Solved by the Invention] When carbon fibers converged with the epoxy resin or polyamide resin are applied to the heat-resistant resin, the molding temperature of these heat-resistant resins must be at least 300°C. As a result, the binding agent thermally decomposes during molding, resulting in problems such as the formation of voids and a decrease in the strength of the weld portion.

このために、特開昭56−120730号公報に見られ
るごとく、芳香族ポリスルホン樹脂にて収束した炭素繊
維を使用し、ボイドの生成、ウェルド部強度の低下等の
問題を無くしているが、機械強度の向上が少なく、より
一層の機械強度向上が要求されている。
For this purpose, as seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-120730, carbon fibers converged with aromatic polysulfone resin are used to eliminate problems such as the generation of voids and a decrease in the strength of the weld part. There is little improvement in strength, and further improvement in mechanical strength is required.

現在の内燃機関用部品、例えば遠心圧縮機インペラの使
用条件は一50℃から200℃(通常使用時最高温度と
して150℃)、最大回転数が13X 10’rpmに
なり、しかも最大回転時に発生する最大応力は、現行品
(アルミニウム合金製、外径約60mm)で約20kg
/mm”、買付は根部で約10kg/mm”にもなる。
The operating conditions for current internal combustion engine parts, such as centrifugal compressor impellers, are -50°C to 200°C (150°C as the maximum temperature during normal use), the maximum rotation speed is 13 x 10' rpm, and the problem occurs at maximum rotation. The maximum stress is approximately 20 kg for the current product (made of aluminum alloy, outer diameter approximately 60 mm)
/mm", and the purchase amount is about 10kg/mm" at the root.

これを比重の小さい繊維強化樹脂を用いることにより、
回転時の最大応力を約坏程度に低下させることができる
のでその使用は好ましいがこのような現行の使用条件か
ら、耐熱性9強度1弾性率、耐久疲労性、引張クリープ
特性、圧縮クリープ特性等を加味して材料を選定すると
、特開昭57−119105号公報に開示されている熱
可塑性樹脂又は、熱硬化性樹脂がそのままインペラに使
用できるわけではない。
By using fiber-reinforced resin with low specific gravity,
It is preferable to use it because it can reduce the maximum stress during rotation to about 100 lbs., but from the current usage conditions, it is difficult to use heat resistance 9 strength 1 elastic modulus, durability fatigue resistance, tensile creep properties, compression creep properties, etc. If materials are selected with this in mind, the thermoplastic resin or thermosetting resin disclosed in JP-A-57-119105 cannot be used as is for the impeller.

これらの条件を満足する繊維強化樹脂組成物としては、
PES、 PEI、 PEEに、 PAI等の耐熱性樹
脂と炭素繊維、ガラス繊維、ウィスカ等との複合化が考
えられる。しかし、上述した樹脂は、ガラス転移温度あ
るいは溶融温度が高く、成形時の樹脂溶融温度を360
℃〜420℃とかなり高温にして成形する必要がある。
Fiber-reinforced resin compositions that satisfy these conditions include:
A composite of PES, PEI, PEE, heat-resistant resin such as PAI, carbon fiber, glass fiber, whiskers, etc. is considered. However, the above-mentioned resins have a high glass transition temperature or melting temperature, and the resin melting temperature during molding is 360%.
It is necessary to mold at a fairly high temperature of ℃ to 420℃.

特に炭素繊維については現在、市販されている樹脂強化
用炭素繊維は、その表面処理材(集束剤)として、熱可
塑性樹脂用としてのポリアミド系(分解温度280℃)
、熱硬化樹脂用としてのエポキシ系(分解温度300℃
)が主に用いられており、前述の成形時の樹脂溶融温度
(360℃〜420℃)では、分解しやすく、炭素繊維
とマトリクス樹脂との濡れ不足による界面強度の低下が
おこり、また、強度のバラツキも生じやすく、繊維強化
樹脂性遠心圧縮機のインペラ用材料として用いる場合に
は、炭素繊維での補強硬化が有効に生かされず強度が低
いという問題点があった。
In particular, regarding carbon fibers, currently commercially available carbon fibers for resin reinforcement use polyamide-based materials (decomposition temperature: 280°C) for thermoplastic resins as surface treatment materials (sizing agents).
, Epoxy system for thermosetting resin (decomposition temperature 300℃
) is mainly used, and at the resin melting temperature (360°C to 420°C) during molding mentioned above, it easily decomposes, and the interfacial strength decreases due to insufficient wetting between the carbon fiber and matrix resin, and the strength When used as an impeller material for a fiber-reinforced resin centrifugal compressor, there was a problem that the reinforcement hardening with carbon fibers was not effectively utilized and the strength was low.

本発明は上述の種々の問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的は、耐熱性樹脂に配合して充分な補強効果
を有し、組成物としたときは機械強度に優れ成形時にボ
イドの生成、ウェルド部強度の低下の少ない炭素繊維及
びそれを含有する耐熱性樹脂組成物を提供することにあ
る。
The present invention was made to solve the various problems mentioned above, and its purpose is to have a sufficient reinforcing effect when blended with a heat-resistant resin, and when made into a composition, it has excellent mechanical strength and eliminates voids during molding. An object of the present invention is to provide a carbon fiber that exhibits less deterioration in production and weld strength, and a heat-resistant resin composition containing the same.

第2の目的は、上記耐熱性樹脂組成物からなる内燃機関
用部品、例えば一体型遠心圧縮機のインペラを提供する
ことにある。
A second object is to provide internal combustion engine parts, such as an impeller for an integrated centrifugal compressor, made of the above-mentioned heat-resistant resin composition.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは種々検討した結果、収束剤として芳香族ポ
リスルホン樹脂で表面被覆した後、300〜400℃で
加熱された炭素m維を耐熱性樹脂と配合することにより
上記目的を達成することができることを見出し本発明を
完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] As a result of various studies, the inventors of the present invention found that after surface coating with an aromatic polysulfone resin as a sizing agent, carbon fibers heated at 300 to 400°C are blended with a heat-resistant resin. The present inventors have discovered that the above object can be achieved by doing so, and have completed the present invention.

即ち、本発明は収束剤として芳香族ポリスルホン樹脂で
表面被覆した後、300〜400℃で加熱された炭素繊
維、この炭素繊維を耐熱性樹脂と配合させてなる樹脂組
成物、およびこの樹脂組成物を用いてなる内燃機関用部
品である。
That is, the present invention provides a carbon fiber whose surface is coated with aromatic polysulfone resin as a sizing agent and then heated at 300 to 400°C, a resin composition obtained by blending this carbon fiber with a heat-resistant resin, and this resin composition. This is an internal combustion engine part made using.

本発明において用いられる耐熱性樹脂はPES。The heat-resistant resin used in the present invention is PES.

PE1. PSF、 PAI、 PI、 PPS、 P
EEに、 PERおよびPEK等のいわゆるスーパーエ
ンジニアリングプラスチックと称されるものである。
PE1. PSF, PAI, PI, PPS, P
EE, so-called super engineering plastics such as PER and PEK.

本発明において、収束剤として炭素繊維の表面を被覆す
るのに用いられる芳香族ポリスルホン樹脂は、アリーレ
ン結合、エーテル結合およびスルホン結合を結合単位と
する線状重合体であり、例えば、次式のような構造単位
からなるものが知られている。
In the present invention, the aromatic polysulfone resin used as a sizing agent to coat the surface of carbon fibers is a linear polymer having arylene bonds, ether bonds, and sulfone bonds as bonding units, for example, as shown in the following formula. It is known that the structure consists of several structural units.

(1)モ0舎so、(ト÷ モOべ)so・舎0(シ0(ト÷ モ0舎SO・+0+◇ト士 七〇 +SOamSO□−5−O−→ これらの芳香族ポリスルホン樹脂は、例えば特公昭40
−10067号公報、特公昭42−7799号公報、及
び特公昭47−617号公報等に記載された方法によっ
て製造することができ、これらの一種以上が用いられる
(1) MO0shaso, (TO÷MOObe)so・sha0(SI0(TO÷MO0shaSO・+0+◇TOshi70 +SOamSO□-5-O-→ These aromatic polysulfone resins For example,
It can be produced by the methods described in Japanese Patent Publication No. 10067, Japanese Patent Publication No. 42-7799, Japanese Patent Publication No. 47-617, etc., and one or more of these can be used.

例えば上記(1)のポリマーはジクロロジフェニルスル
ホン、硫化ナトリウム水溶液及びジメチルスルフォオキ
サイドなN2中にて、 150℃で5時間攪拌する。
For example, the polymer in (1) above is stirred at 150° C. for 5 hours in N2 containing dichlorodiphenyl sulfone, an aqueous sodium sulfide solution, and dimethyl sulfoxide.

次いでベンゼンを添加し、すべての水を共沸的に除去し
、さらにベンゼンを蒸留により除去した後、残った混合
物を攪拌しながら170℃で7時間加熱して重合体を得
る。
Benzene is then added, all the water is removed azeotropically, the benzene is further removed by distillation, and the remaining mixture is heated with stirring at 170° C. for 7 hours to obtain the polymer.

また上記(2)のポリマーはベンゼンと[1M5Oを溶
媒としてN2中でビスフェノールAをKO)Iで中和し
、生じた水はベンゼンとの共沸で除去し、まったく水を
含まないビスフェノールAのに塩のDMSO溶液をつく
り、これに4.4゛−ジクロルジフェニルスルホンを加
え、 135℃で4〜5時間重縮合させて合成される。
In addition, the polymer of (2) above is prepared by neutralizing bisphenol A with benzene and [KO)I in N2 using 1M5O as a solvent, and removing the generated water by azeotrope with benzene. A DMSO solution of the salt is prepared, 4.4'-dichlorodiphenyl sulfone is added thereto, and polycondensation is carried out at 135°C for 4 to 5 hours.

(1)の構造単位で示されるポリスルホン樹脂は例えば
英国IC1社より°’VICTREX■、ポリエーテル
スルフォン(PES)”の商標名で、住友化学mlより
”スミブロイS”の商標名で、また三井東圧化学■から
、“ポリエーテルスルフォン (PES)”として市販
されている。(2)構造単位で示される代表例として、
米国アモコ・ケミカル社の「ニーデル・ポリスルホン(
商標)」等がある。
Polysulfone resins represented by the structural unit (1) are, for example, manufactured by IC1 in the UK under the trade name 'VICTREX■, polyethersulfone (PES)', Sumitomo Chemical ML under the trade name 'Sumibroi S', and Mitsui East It is commercially available as "polyether sulfone (PES)" from Hydraulic Chemical. (2) Typical examples of structural units include:
Amoco Chemical Company's "Needel Polysulfone" (
Trademark)" etc.

本発明で使用される炭素繊維はアクリル系、レーヨン系
、リグニン系、ピッチ系等が挙げられ、いずれも使用さ
れる。本発明では繊維強度の最も高いアクリル系が最も
好ましく使用される。
The carbon fibers used in the present invention include acrylic, rayon, lignin, pitch, and the like, and any of them can be used. In the present invention, acrylic fibers having the highest fiber strength are most preferably used.

炭素繊維の形態は、チョップトストランド、ロービング
、織物等いずれでも良い。これらの炭素繊維は予めその
表面をオゾンまたは電解酸化等で酸化処理しておくと更
に好ましい。
The carbon fiber may be in any form such as chopped strand, roving, or woven fabric. It is more preferable that the surface of these carbon fibers is previously oxidized by ozone or electrolytic oxidation.

これら炭素4m維への芳香族ポリスルホン樹脂の被覆方
法としては、芳香族ポリスルホン樹脂をジクロルメタン
、クロロホルム、1.2ジクロルエタン、1,1,2.
2−テトラクロルエタン、ジメチルスルホオキシド、N
−メチル−ピロリドン、メチルニチルケトン、1,1.
2−トリクロルエタンなどの溶剤に溶解した溶液に、炭
素繊維を浸し、その後乾燥し溶剤を除去して、芳香族ポ
リスルホン樹脂を被覆した炭素繊維を得る。
As a method for coating these 4m carbon fibers with aromatic polysulfone resin, aromatic polysulfone resin is coated with dichloromethane, chloroform, 1.2 dichloroethane, 1,1,2.
2-tetrachloroethane, dimethyl sulfoxide, N
-Methyl-pyrrolidone, methylnitylketone, 1,1.
Carbon fibers are immersed in a solution dissolved in a solvent such as 2-trichloroethane, and then dried to remove the solvent to obtain carbon fibers coated with aromatic polysulfone resin.

炭素繊維に対する芳香族ポリスルホン樹脂の被覆型は炭
素繊維100重量部に対して0.1−10重量%が良く
、特に0.5〜9重量%さらに1〜8重量%が好適であ
る。0.1重量%未満では本発明の効果は得られず、ま
た10重量%超えて被覆させても機械強度のより以上の
向上は期待できず意味がない。
The coating type of aromatic polysulfone resin on carbon fibers is preferably 0.1 to 10% by weight, particularly preferably 0.5 to 9% by weight, and more preferably 1 to 8% by weight, based on 100 parts by weight of carbon fibers. If the amount is less than 0.1% by weight, the effect of the present invention cannot be obtained, and if the amount exceeds 10% by weight, no further improvement in mechanical strength can be expected and it is meaningless.

以上のようにして芳香族ポリスルホン樹脂を被覆した炭
素繊維の熱処理は、空気中300〜400℃、特に好ま
しくは340〜380℃の温度下に曝すことにより行わ
れる。加熱処理時間は3〜20時間、特に好ましくは5
〜15時間である。
The carbon fiber coated with the aromatic polysulfone resin as described above is heat-treated by exposing it in air to a temperature of 300 to 400°C, particularly preferably 340 to 380°C. The heat treatment time is 3 to 20 hours, particularly preferably 5 hours.
~15 hours.

このようにして得られる芳香族ポリスルホン樹脂を被覆
した炭素繊維と耐熱性樹脂との混合には種々の手法が採
用できる。例えば被覆、加熱処理した炭素繊維を3〜6
mm長さに切断し、これと耐熱性樹脂を個々別々に溶融
押出機に供給して混合することもできるし、あらかじめ
ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレン
ダーなどの混合機で予備ブレンドした後、溶融押出機に
供給することもできる。更に被覆、加熱処理した炭素繊
維ロービングを直接溶融押出機に供給し、耐熱性樹脂と
混合することができる。
Various methods can be adopted for mixing the carbon fiber coated with the aromatic polysulfone resin obtained in this manner and the heat-resistant resin. For example, 3 to 6 coated and heat-treated carbon fibers
It is also possible to cut the pieces into lengths of mm and feed the heat-resistant resin and the heat-resistant resin separately to a melt extruder and mix them together, or alternatively, after pre-blending them with a mixer such as a Henschel mixer, super mixer, or ribbon blender, melting It can also be fed to an extruder. Furthermore, the coated and heat-treated carbon fiber roving can be directly fed to a melt extruder and mixed with a heat-resistant resin.

本発明において芳香族ポリスルホン樹脂を被覆し加熱処
理した炭素繊維とマトリクス樹脂としての耐熱性樹脂と
の配合割合は、炭素繊維5〜50重量%、好ましくは1
0〜50重量%、耐熱性樹脂95〜50重量%である。
In the present invention, the blending ratio of carbon fiber coated with aromatic polysulfone resin and heat-treated and heat-resistant resin as matrix resin is 5 to 50% by weight of carbon fiber, preferably 1
0 to 50% by weight, and 95 to 50% by weight of the heat-resistant resin.

炭素繊維の配合量が5重量%未満の場合には、得られる
樹脂組成物の引張強度が低く好ましくない。また炭素繊
維を50重量%を超えて配合した場合には、得られた樹
脂組成物の均一な溶融混合が難しくなり、溶融流動性も
著しく低下して射出成形などの成形加工性を損なう結果
となる。
If the blending amount of carbon fiber is less than 5% by weight, the tensile strength of the resulting resin composition will be low, which is not preferable. Furthermore, if more than 50% by weight of carbon fiber is blended, it will be difficult to uniformly melt and mix the resulting resin composition, and the melt fluidity will be significantly reduced, resulting in impaired molding processability such as injection molding. Become.

本発明では上記耐熱性樹脂組成物に必要に応じ、タルク
、炭酸力ルシュウム、マイカ、ガラスピーズ等の充填剤
、ガラス繊維、チタン酸カリ繊維、アラミド繊維、セラ
ミック質繊維等の繊維状補強材、安定剤、着色剤を本発
明の樹脂組成物の品質、性能を損なわない範囲で混和し
てもよい。
In the present invention, fillers such as talc, lucium carbonate, mica, and glass peas, fibrous reinforcing materials such as glass fiber, potassium titanate fiber, aramid fiber, and ceramic fiber are added to the heat-resistant resin composition as necessary. Stabilizers and colorants may be mixed in as long as they do not impair the quality and performance of the resin composition of the present invention.

上記した本発明の改良された炭素繊維と耐熱性樹脂の樹
脂組成物は、射出成形法、押出成形法。
The resin composition of the improved carbon fiber and heat-resistant resin of the present invention described above can be produced by injection molding or extrusion molding.

トランスファー成形法、圧縮成形性等公知の成形法によ
り所定の成形品に成形することができる。
It can be molded into a predetermined molded article by a known molding method such as transfer molding or compression molding.

このようにして成形された本発明の樹脂組成物は、機械
強度、特に高温時の機械強度に優れているため、高温に
おいて高い機械強度を必要とされる機械部品、自動車部
品、例えば、歯車、カムブッシング、プーリー、スリー
ブ等に用いられ、また内燃機関用部品として、一体型遠
心圧縮機のインペラ、マニホールド等の消音器用排気系
部品、バルブガイド、バルブステム、ピストンスカート
、オイルパン、フロントカバー、ロッカーカバー類に使
用できる。
The resin composition of the present invention molded in this manner has excellent mechanical strength, particularly mechanical strength at high temperatures, and therefore can be used for mechanical parts, automobile parts, etc. that require high mechanical strength at high temperatures, such as gears. Used in cam bushings, pulleys, sleeves, etc., and as parts for internal combustion engines, such as impellers for integrated centrifugal compressors, exhaust system parts for mufflers such as manifolds, valve guides, valve stems, piston skirts, oil pans, front covers, Can be used for locker covers.

内燃機関用部品、例えば一体型遠心圧縮機のインペラの
製造には、本発明の耐熱性樹脂組成物であれば充分使用
可能である。マトリックス樹脂としてPES、 PEK
、 PEEKがより好ましく、PESではその分子末端
基が塩素基で中ないし高粘度(3600〜4800ボイ
ズ)のもの、特に4100ボイズ程度のものが好適であ
り、PEにとは一般式 で表わされるものであり、PEEKとは一般式で表わさ
れるものである。また、炭素繊維の表面処理に用いる芳
香族ポリスルホン樹脂としては、分子末端基に水酸基を
有する低分子量のものが好適であり、その被覆量として
は炭素繊維に対し0.1−10重量%が適当である。炭
素繊維に表面に被覆したのち350℃でlO時間程度加
熱処理したものが特に好ましい0表面処理した炭素繊維
の配合量としては、マトリックス樹脂により異なるが、
組成物中通常10〜50重量%が適当であり、マトリッ
クス樹脂がPESでは20〜45重量%、PEにでは2
0〜40重量%、PEEにでは20〜50重量%が好適
である。
The heat-resistant resin composition of the present invention can be sufficiently used for manufacturing parts for internal combustion engines, such as impellers for integrated centrifugal compressors. PES, PEK as matrix resin
, PEEK is more preferable, and PES has a chlorine group at the end of the molecule and has a medium to high viscosity (3600 to 4800 voids), particularly preferably about 4100 voids, and PE refers to those represented by the general formula , and PEEK is expressed by the general formula. Furthermore, as the aromatic polysulfone resin used for surface treatment of carbon fibers, a low molecular weight one having a hydroxyl group at the end of the molecule is suitable, and a suitable coating amount thereof is 0.1-10% by weight based on the carbon fiber. It is. Particularly preferred is carbon fiber that is coated on the surface and then heat-treated at 350°C for about 10 hours.The amount of surface-treated carbon fiber to be blended varies depending on the matrix resin, but
Usually 10 to 50% by weight of the matrix resin is appropriate in the composition, 20 to 45% by weight if the matrix resin is PES, and 20 to 45% by weight if the matrix resin is PE.
0 to 40% by weight, and 20 to 50% by weight for PEE is suitable.

本発明の内燃機関用部品の成形は、通常公知の方法が採
用でき、炭素繊維含有量やマトリックス樹脂により最適
条件が適宜決定される。
Generally known methods can be used to mold the internal combustion engine parts of the present invention, and optimal conditions are appropriately determined depending on the carbon fiber content and matrix resin.

なお、炭素繊維強化耐熱性樹脂組成物は、通常取扱いや
すいペレット状成形材料とし、射出成形にて製品が製造
される。この際にペレットとするには公知の一軸又は二
軸の押出機を用いて、耐熱性樹脂と炭素繊維ストランド
を配合し、シリンダー温度例えば、PESでは350〜
400℃好ましくは360〜380℃、PEKでは38
0〜430℃好ましは390〜410℃、PEEにでは
360〜420℃好ましくは370〜390℃で、押出
機のスクリューの圧縮比を2〜3にして混線押出し、切
断することによって達成される。
The carbon fiber-reinforced heat-resistant resin composition is usually made into a pellet-shaped molding material that is easy to handle, and the product is manufactured by injection molding. At this time, to make pellets, heat-resistant resin and carbon fiber strands are blended using a known single-screw or twin-screw extruder, and the cylinder temperature is, for example, 350 to 350 for PES.
400℃ preferably 360-380℃, 38℃ for PEK
This is achieved by cross-extrusion and cutting at a temperature of 0 to 430°C, preferably 390 to 410°C, and for PEE, 360 to 420°C, preferably 370 to 390°C, with the compression ratio of the extruder screw set to 2 to 3. .

得られたペレットの射出成形は通常の射出成形機を用い
、シリンダー温度を上記よりやや高くし、金型温度16
0〜210℃好ましくはiao〜200℃で行なうこと
ができ、複雑な形状の内燃機関用部品例えば一体型遠心
圧縮機用インベラも容易に得ることができる。
The obtained pellets were injection molded using a normal injection molding machine, with the cylinder temperature being slightly higher than the above, and the mold temperature being 16.
It can be carried out at a temperature of 0 to 210°C, preferably iao to 200°C, and it is possible to easily obtain parts for internal combustion engines having complicated shapes, such as inflators for integrated centrifugal compressors.

以下、この発明を図面に基づいて説明する。The present invention will be explained below based on the drawings.

第1図は、本発明の内燃機関用部品の一例のインペラ1
を示す図である。
FIG. 1 shows an impeller 1 as an example of an internal combustion engine component of the present invention.
FIG.

図示するように遠心圧縮機のインペラは複雑な形状をし
ており、しかも精密な寸法精度を必要とする。このイン
ペラ1は、第2図に示すように、スリーブ2とワッシャ
3とにより挟まれ、ナツト4で遠心圧縮機のシャフト部
5に固定されている。この発明のインペラは前記樹脂組
成物を用い、押出成形や射出成形等のよく知られている
方法で製造することができる。
As shown in the figure, the impeller of a centrifugal compressor has a complicated shape and requires precise dimensional accuracy. As shown in FIG. 2, this impeller 1 is sandwiched between a sleeve 2 and a washer 3, and is fixed to a shaft portion 5 of a centrifugal compressor with a nut 4. The impeller of the present invention can be manufactured using the resin composition by a well-known method such as extrusion molding or injection molding.

例えば第3図に示す金型な用いてインペラを成形するこ
とができる。すなわち、インペラ形状を彫り込んだ組立
て大金型6と組合せた下金型10にビン7を取りつけ、
しかる後、止金型8を密着固定し、へ方自からゲート9
を通して成形材料を射出あるいは押し出し、インペラ形
状部(キャビティ部)11に充填し成形する。
For example, the impeller can be molded using the mold shown in FIG. That is, the bottle 7 is attached to the lower mold 10 combined with the large assembly mold 6 in which the impeller shape is engraved,
After that, the stopper mold 8 is tightly fixed, and the gate 9 is closed from the side.
The molding material is injected or extruded through the impeller-shaped portion (cavity portion) 11 and molded.

〔実施例〕〔Example〕

次に、この発明を実施例および比較例により説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例1〜3 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ社の「ピク
トレックス ポリエーテルスルホンPE55003P 
(商標)」を20重量%、ジクロルメタン40重量%、
1.1.2 トリクロルエタン40重量%からなるポリ
エーテルスルホン溶液を調製した。このポリエーテルス
ルホン溶液に表面を酸化処理したアクリル系炭素繊維(
東邦レーヨン社製、商品名HTA、以下の実施例、比較
例において、炭素繊維は特記した以外はこの製品を使用
した)のロービングを60M/)IRの速度で連続的に
浸漬し、乾燥し脱溶剤を行った後3mm長さに切断し、
チョップトストランドとした。
Examples 1 to 3 Pictrex polyether sulfone PE55003P manufactured by Imperial Chemical Industries
(Trademark)” 20% by weight, dichloromethane 40% by weight,
1.1.2 A polyethersulfone solution consisting of 40% by weight trichloroethane was prepared. Acrylic carbon fiber whose surface has been oxidized in this polyether sulfone solution (
A roving (manufactured by Toho Rayon Co., Ltd., trade name: HTA, in the following Examples and Comparative Examples, this product was used as the carbon fiber except where specified) was continuously immersed at a speed of 60 M/) IR, dried, and desorbed. After applying solvent, cut into 3mm length,
It was made into chopped strands.

この時の炭素繊維に対する芳香族ポリエーテルスルホン
樹脂の付着量は5重量%であった。
At this time, the amount of aromatic polyether sulfone resin attached to the carbon fibers was 5% by weight.

この炭素繊維チョップトストランドをステンレス製のバ
ットに入れ、 350℃に昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で10時間加熱処理を行った。
The carbon fiber chopped strands were placed in a stainless steel vat, placed in an electric furnace heated to 350°C, and heat-treated in an air atmosphere for 10 hours.

このようにして得られた炭素繊維チョップトストランド
と耐熱性樹脂としてインペリアル・ケミカル・インダス
トリーズ社製PEEK 450Pとを表−1に示した割
合でトライブレンドした後40mm径押出機にて押出温
度380℃で溶融混練しながら押出す操作を行って均一
配合ペレットを得た。
The carbon fiber chopped strands thus obtained were triblended with PEEK 450P manufactured by Imperial Chemical Industries as a heat-resistant resin in the proportions shown in Table 1, and then extruded using a 40 mm diameter extruder at a temperature of 380°C. An extrusion operation was performed while melt-kneading to obtain uniformly blended pellets.

次に上記の均一配合ペレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度380℃及び金型温度180℃の温度
条件下でダンベル試験片を作成し、温度23℃、引張速
度5mm/分で引張強度を測定し、その結果を表−1に
示した。なお、以下の実施例および比較例における引張
強度の測定条件は特記した以外はこの実施例と同様であ
る。
Next, a dumbbell test piece was made from the uniformly mixed pellets using a normal injection molding machine under the temperature conditions of cylinder temperature 380°C and mold temperature 180°C, and the tensile strength was was measured and the results are shown in Table-1. Note that the conditions for measuring tensile strength in the following Examples and Comparative Examples are the same as in this Example except as specified.

比較例1〜3 実施例1〜3において芳香族ポリエーテルスルホン樹脂
を被覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランドにか
えて、エポキシ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維を
使用したほかは実施例1と同様の操作で炭素繊維配合P
EEK樹脂のダンベル試験片を作成し、引張強度を測定
してその結果を表−1に示した。
Comparative Examples 1 to 3 Same as Example 1 except that acrylic carbon fibers converged with epoxy resin were used instead of the carbon fiber chopped strands coated with aromatic polyether sulfone resin and heat treated in Examples 1 to 3. In the same operation, carbon fiber compound P
A dumbbell test piece of EEK resin was prepared and the tensile strength was measured, and the results are shown in Table 1.

比較例4〜6 実施例1〜3において芳香族ポリエーテルスルホン樹脂
を被覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランドにか
えて、芳香族ポリエーテルスルホン樹脂で収束されたア
クリル系炭素繊維を使用したほかは実施例1〜3と同様
の操作で炭素繊維配合PEEに樹脂のダンベル試験片を
作成し、引張強度を測定してその結果を表−1に示した
Comparative Examples 4 to 6 In Examples 1 to 3, acrylic carbon fibers converged with aromatic polyether sulfone resin were used instead of the chopped carbon fiber strands coated with aromatic polyether sulfone resin and heat treated. Resin dumbbell test pieces were prepared from carbon fiber-containing PEE in the same manner as in Examples 1 to 3, and the tensile strength was measured. The results are shown in Table 1.

実施例4 実施例1において得られた芳香族ポリエーテルスルホン
樹脂を被覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランド
30重量%と PESとしてインペリアル・ケミカル・
インダストリーズ社製PE54100P 70重量%と
をトライブレンドした後40mmmm用機にて押出温度
360℃で溶融混練しながら押出す操作を行って均一配
合ベレットを得た。次に上記の均一配合ベレットを通常
の射出成形機を用いてシリンダー温度380℃及び金型
温度170℃の温度条件下でダンベル試験片を作成し、
引張強度を測定してその結果を表−1に示した。
Example 4 30% by weight of the carbon fiber chopped strands coated with the aromatic polyether sulfone resin obtained in Example 1 and heat treated were combined with Imperial Chemical Co., Ltd. as PES.
After tri-blending with 70% by weight PE54100P manufactured by Industries, Inc., extrusion was performed using a 40 mm mm machine at an extrusion temperature of 360° C. while melt-kneading to obtain a uniformly blended pellet. Next, a dumbbell test piece was made from the above uniformly mixed pellet using a normal injection molding machine under temperature conditions of a cylinder temperature of 380°C and a mold temperature of 170°C.
The tensile strength was measured and the results are shown in Table-1.

比較例7 実施例4において加熱処理操作を除外したほかはすべて
同様にして調製した炭素繊維を使用し、実施例4と同様
の操作で炭素繊維配合PES樹脂のダンベル試験片を作
成し、引張強度を測定してその結果を表−2に示した。
Comparative Example 7 Using carbon fibers prepared in the same manner as in Example 4 except for the heat treatment operation, a dumbbell test piece of carbon fiber-containing PES resin was prepared in the same manner as in Example 4, and the tensile strength was measured. was measured and the results are shown in Table 2.

実施例5 実施例1において得られた芳香族ポリエーテルスルホン
樹脂を被覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランド
30重量%と PEIとしてGE社製ULTEM100
O(商品名)70重量%とをトライブレンドした後40
mm径押出機にて押出温度380℃で溶融混練しながら
押出す操作を行って均一配合ベレットを得た。次に上記
の均一配合ベレットを通常の射出成形機を用いてシリン
ダー温度380℃及び金型温度160℃の温度条件下で
ダンベル試験片を作成し、引張強度を測定しその結果を
表−2に示した。
Example 5 30% by weight of the carbon fiber chopped strands coated with the aromatic polyether sulfone resin obtained in Example 1 and heat treated, and ULTEM100 manufactured by GE as PEI.
After tri-blending with O (trade name) 70% by weight, 40%
An extrusion operation was performed using a mm diameter extruder at an extrusion temperature of 380° C. while melt-kneading, to obtain a uniformly blended pellet. Next, a dumbbell test piece was made from the above uniformly mixed pellet using a normal injection molding machine under the temperature conditions of a cylinder temperature of 380°C and a mold temperature of 160°C, and the tensile strength was measured. The results are shown in Table 2. Indicated.

比較例8 実施例5において加熱処理操作を除外したほかはすべて
同様にして調製した炭素繊維を使用し、実施例5と同様
の操作で炭素繊維配合PEI樹脂のダンベル試験片を作
成し、引張強度を測定してその結果を表−2に示した。
Comparative Example 8 Using carbon fibers prepared in the same manner as in Example 5 except for the heat treatment operation, a dumbbell test piece of carbon fiber-containing PEI resin was prepared in the same manner as in Example 5, and the tensile strength was measured and the results are shown in Table 2.

実施例6 実施例1において得られた芳香族ポリエーテルスルホン
樹脂を被覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランド
30重量%と PPSとしてフィリップス石油社製ライ
ドンP−4(商品名)70重量%とをトライブレンドし
た後40闘径押出機にて押出温度340℃で溶融混練し
ながら押出す操作を行って均一配合ベレットを得た。次
に上記の均一配合ベレットを通常の射出成形機を用いて
シリンダー温度360℃及び金型温度120℃の温度条
件下でダンベル試験片を作成し、引張強度を測定してそ
の結果を表−2に示した。
Example 6 Tried 30% by weight of the carbon fiber chopped strands coated with aromatic polyethersulfone resin obtained in Example 1 and heat treated, and 70% by weight of Rydon P-4 (trade name) manufactured by Phillips Oil Co. as PPS. After blending, the mixture was extruded using a 40-diameter extruder at an extrusion temperature of 340° C. while melt-kneading to obtain a uniformly blended pellet. Next, a dumbbell test piece was made from the above uniformly mixed pellet using a normal injection molding machine under the temperature conditions of a cylinder temperature of 360°C and a mold temperature of 120°C, and the tensile strength was measured. The results are shown in Table 2. It was shown to.

比較例9 実施例6において加熱処理操作を除外したほかはすべて
同様にして調製した炭素繊維を使用し、実施例6と同様
の操作で炭素繊維配合pps樹脂のダンベル試験片を作
成し、引張強度を測定してその結果を表−2に示した。
Comparative Example 9 Using carbon fibers prepared in the same manner as in Example 6 except for the heat treatment operation, a dumbbell test piece of carbon fiber-containing pps resin was prepared in the same manner as in Example 6, and the tensile strength was measured. was measured and the results are shown in Table 2.

比較例1O 実施例4において炭素繊維のチョップトストランドの熱
処理温度を250℃に変えた以外は、実施例4と同様に
してダンベル試験片を作成し、引張強度を測定したとこ
ろ1750kg/am”であった。
Comparative Example 1O A dumbbell test piece was prepared in the same manner as in Example 4, except that the heat treatment temperature of the chopped carbon fiber strand was changed to 250°C, and the tensile strength was measured. there were.

比較例11 芳香族ポリエーテルスルホン樹脂を被覆した炭素In 
lff1チヨツプトストランドを450℃に昇温した電
気炉に入れ、空気雰囲気下で10時間加熱処理な行った
以外は比較例10と同様にして得たダンベル試験片の引
張強度を測定したところ1840kg/cm2であった
Comparative Example 11 Carbon In coated with aromatic polyether sulfone resin
The tensile strength of a dumbbell test piece obtained in the same manner as Comparative Example 10 except that the lff1 chopped strand was placed in an electric furnace heated to 450°C and heat-treated in an air atmosphere for 10 hours was 1840 kg. /cm2.

実施例7 米国アモコ・ケミカル社の「ニーデル・ポリスルホンP
−1700(商標)」を20重量%、N−メチル−ピロ
リドン80重量%からなるポリスルホン溶液を調製した
。このポリスルホン溶液に表面を酸化処理したアクリル
系炭素繊維のロービングを60M/HRの速度で連続的
に浸漬し、乾燥し脱溶剤を行った後3mm長さに切断し
、チョップトストランドとした。
Example 7 “Needel Polysulfone P” manufactured by Amoco Chemical Company, USA
A polysulfone solution consisting of 20% by weight of "-1700 (trademark)" and 80% by weight of N-methyl-pyrrolidone was prepared. A roving of acrylic carbon fiber whose surface had been oxidized was continuously immersed in this polysulfone solution at a speed of 60 M/HR, dried and solvent removed, and then cut into 3 mm lengths to obtain chopped strands.

この時の炭素繊維に対する芳香族ポリエーテルスルホン
樹脂の付着量は5重量%であった。
At this time, the amount of aromatic polyether sulfone resin attached to the carbon fibers was 5% by weight.

実施例1〜3と同一条件で加熱処理して得られた炭素繊
維チョップトストランドを用い、実施例2と同様の操作
で炭素繊維配合PEEK樹脂のダンベル試験片を作成し
、引張強度を測定したところ2310kg/cm2であ
った。
Using carbon fiber chopped strands obtained by heat treatment under the same conditions as Examples 1 to 3, dumbbell test pieces of carbon fiber-containing PEEK resin were created in the same manner as in Example 2, and the tensile strength was measured. However, it was 2310 kg/cm2.

実施例8 電解酸化により表面処理を施したポリアクリロニトリル
系炭素繊維(東邦レーヨン側製LITAタイプ)を、末
端基に水酸基を有する低分子爪のポリエーテルスルフォ
ン樹脂(三井東圧化学■製5003P )をN〜メチル
−ピロリドンを溶剤として用い樹脂の含有率10〜30
重量%に調合しさらにキシレンを希釈剤として用いたポ
リエーテルスルフォン系収束剤で収束した後、6mm長
さに切断したチョブドファイバーを、空気雰囲気の熱処
理炉中で表3記載の各種条件で熱処理を行った。
Example 8 Polyacrylonitrile carbon fiber (LITA type manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) surface-treated by electrolytic oxidation was used with a low-molecular polyether sulfone resin (5003P manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) having a hydroxyl group at the terminal group. Resin content 10-30 using N~methyl-pyrrolidone as a solvent
The chopped fibers were blended to % by weight and converged with a polyether sulfone convergence agent using xylene as a diluent, and then cut into 6 mm lengths. The chopped fibers were then heat treated in a heat treatment furnace in an air atmosphere under various conditions listed in Table 3. I did it.

次に、マトリクス樹脂としてのポリエーテルスルフォン
樹脂(三井東圧化学■製4100G)と、上記で処理し
た炭素繊維とを、炭素!a維の含有率を30重量%にな
るように配合した。
Next, polyether sulfone resin (Mitsui Toatsu Chemical ■ 4100G) as a matrix resin and the carbon fiber treated above were combined with carbon! The content of a-fiber was 30% by weight.

このものを、L/D =23.圧縮比3の直径65mm
の一軸ベント式押出磯を用い、シリンダー温度370℃
、スクリュー回転数45rpmで押し出し、ストランド
を切断しペレット状の成形材料を得た。
This one is L/D=23. Compression ratio 3 diameter 65mm
Using a single-shaft vent type extrusion rock, the cylinder temperature is 370℃.
The molding material was extruded at a screw rotation speed of 45 rpm, and the strand was cut to obtain a pellet-shaped molding material.

このものを180℃で5時間熱風乾燥した後、日本製鋼
新製75TON(型締圧)の射出成形機を用いシリンダ
ー温度370℃、金型温度160℃で厚み3mmのAS
TM 1号ダンベル片を成形し、その後引張試験を実施
した。その結果を加熱処理を400℃で行ったものおよ
び加熱処理を行なわなかったもの(ブランク)の試験結
果と共に表3に示す、また実施例の試料の熱処理時間と
引張強度との関係を第4図に示す。
After drying this product with hot air at 180°C for 5 hours, we used an injection molding machine of 75 TON (clamping pressure) made by Nippon Steel to make an AS with a thickness of 3 mm at a cylinder temperature of 370°C and a mold temperature of 160°C.
TM No. 1 dumbbell pieces were molded and then subjected to a tensile test. The results are shown in Table 3 together with the test results for those heat-treated at 400°C and those that were not heat-treated (blank). Figure 4 shows the relationship between heat treatment time and tensile strength of the samples of the examples. Shown below.

加熱処理温度と時間をみると最適な領域は、370℃で
10時間が特に好ましい。さらに、この370℃で10
時間熱処理を施した炭素繊維を用いて成形したASTM
I号ダンベル片を用い、引張強度の温度依存性を調べた
。その結果をブランクの結果と一緒に第5図に示す。
Looking at the heat treatment temperature and time, the optimum range is particularly preferably 370° C. for 10 hours. Furthermore, at this 370℃, 10
ASTM molded using carbon fiber subjected to time heat treatment
The temperature dependence of tensile strength was investigated using a No. I dumbbell piece. The results are shown in FIG. 5 together with the blank results.

又、上述した370℃で10時間熱処理を施した炭素繊
維を用いた成形材料を用い、シリンダー温度380℃、
金型温度200℃、射出圧力1600kg/am”の成
形条件で第3図に示すような構造の金型に射出し、イン
ペラ形状物を得た。得られた形状物をパリ取り、バラン
スチエツクなどの機械加工を行い、第2図に示すような
構造でシャフトに固定し、空気加熱装置付き(温度範囲
0〜600℃)の高速回転強度試験機(回転数0〜25
X 10’rpm)に設置し、回転数が13X 10’
rpmの場合の各温度におけるバースト試験(13X 
10’rpmで60分間)を行った。また、13X 1
0’rpmで連続耐久200hrに耐えるか否かを判定
する簡便法によれば常温での瞬間バースト回転数が20
万rpm以上を満足する必要があるため、この実験(2
0X 10’rpmで5秒間回転)も合わせて行った。
In addition, using a molding material using carbon fiber that was heat-treated at 370°C for 10 hours as described above, the cylinder temperature was 380°C,
An impeller-shaped article was obtained by injecting into a mold having a structure as shown in Fig. 3 under molding conditions of a mold temperature of 200°C and an injection pressure of 1600 kg/am. was machined and fixed to the shaft with the structure shown in Figure 2, and was installed in a high-speed rotational strength testing machine (rotational speed 0-25°C) equipped with an air heating device (temperature range 0-600°C).
X 10'rpm) and the rotation speed is 13X 10'
Burst test (13X
for 60 minutes at 10'rpm). Also, 13X 1
According to a simple method to determine whether or not it can withstand continuous durability of 200 hours at 0'rpm, the instantaneous burst rotation speed at room temperature is 20
This experiment (2
Rotation for 5 seconds at 0×10'rpm) was also performed.

得られた結果を表4に示す。The results obtained are shown in Table 4.

比較例12 ポリエーテルスルフォン樹脂(三井東圧化学側製410
0G)を炭素繊維(東邦レーヨン側製■TA−C6E 
、エポキシ系収束剤)が30重量%になるように配合し
て、ベレット状の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成
物を用いシリンダー温度370℃、金型温度160℃で
厚み3mmのASTMI号ダンベル片を成形し、引張試
験を実施した。その結果を第4図に実施例8の結果と合
わせて示す。
Comparative Example 12 Polyether sulfone resin (410 manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.)
0G) carbon fiber (manufactured by Toho Rayon ■TA-C6E
, epoxy sizing agent) was blended in an amount of 30% by weight to prepare a pellet-shaped resin composition. Using this resin composition, an ASTMI dumbbell piece having a thickness of 3 mm was molded at a cylinder temperature of 370° C. and a mold temperature of 160° C., and a tensile test was conducted. The results are shown in FIG. 4 together with the results of Example 8.

さらにこの樹脂組成物を用い、シリンダー温度380℃
、金型温度200℃、射出圧力1600kg/cm”の
成形条件で第3図に示すような構造の金型に射出し、イ
ンペラ形状物を得た。この後、実施例8に記載の内容と
同様に機械加工後、試験を行った。
Furthermore, using this resin composition, the cylinder temperature was 380°C.
An impeller-shaped article was obtained by injecting into a mold having a structure as shown in FIG. Similarly, after machining, a test was conducted.

その結果を表4に合わせて示す。The results are also shown in Table 4.

比較例13 ポリアミド系収束剤で収束した短繊維炭素繊維(東邦レ
ーヨン■製HTA−C6N)と、ポリエーテルスルフォ
ン樹脂(三井東圧化学■製4100G)とを、炭素繊維
含有率が30重量%になるように配合して、ペレット状
の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用い、比較
例12に記載したと全く同様にして実験を行った。その
結果を第4図、ならびに表4に示す。
Comparative Example 13 Short fiber carbon fibers (HTA-C6N manufactured by Toho Rayon ■) converged with a polyamide-based convergence agent and polyether sulfone resin (4100G manufactured by Mitsui Toatsu Chemical ■) were combined to have a carbon fiber content of 30% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared by blending the resin compositions in the following manner. Using this resin composition, an experiment was conducted in exactly the same manner as described in Comparative Example 12. The results are shown in FIG. 4 and Table 4.

比較例14 エポキシ系収束剤で収束した長繊維の炭素繊維(東邦レ
ーヨン■製11TAタイプ)を−度焼成し、炭素繊維表
面上の収束剤を0.3重量%〜1.5重量%にまでおと
した。この長繊維炭素繊維の上にポリエーテルスルフォ
ン樹脂(三井東圧化学■製、  5003P)を収束剤
としてコーティングした炭素繊維を用い6mm長さに切
断した炭素繊維チョツプドファイバーを30重量%にな
るように、マトリクス樹脂としてのポリエーテルスルフ
ォン樹脂(三井東圧化学■製4100G)と配合してペ
レット状の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用
い比較例12に記載したと同様な実験を行った。その結
果を第4図、並びに表4に示す。
Comparative Example 14 Long-fiber carbon fibers (11TA type manufactured by Toho Rayon ■) converged with an epoxy-based convergence agent were fired once to a concentration of 0.3% to 1.5% by weight of the convergence agent on the surface of the carbon fibers. I went down. This long fiber carbon fiber was coated with polyether sulfone resin (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical ■, 5003P) as a binding agent, and the chopped carbon fiber was cut into 6 mm length to give a concentration of 30% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared by blending with polyether sulfone resin (4100G manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) as a matrix resin. An experiment similar to that described in Comparative Example 12 was conducted using this resin composition. The results are shown in FIG. 4 and Table 4.

比較例15 エポキシ系収束剤で収束した長繊維の炭素繊維(東邦レ
ーヨン■製HTAタイプ)を−度焼成し炭素繊維表面上
の収束剤を0.3重量%〜1.5重量%にまでおとした
。この長繊維炭素繊維の上にポリエーテルスルフォン樹
脂(三井東圧化学側製4100G)を収束剤としてコー
ティングした炭素繊維を用い6mm長さに切断した炭素
繊維チョツプドファイバーを30重量%になるようにマ
トリクス樹脂としてのポリエーテルスルフォン樹脂(三
井東圧化学■製4100G)と配合してペレット状の樹
脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用い、比較例1
2に記載したと同様な実験を行った。その結果を第4図
並びに表4に示す。
Comparative Example 15 Long-fiber carbon fibers (HTA type manufactured by Toho Rayon) converged with an epoxy-based convergence agent were fired to reduce the convergence agent on the surface of the carbon fibers to 0.3% to 1.5% by weight. And so. The carbon fibers were coated with polyether sulfone resin (4100G manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) as a binding agent on the long fiber carbon fibers, and the chopped carbon fibers were cut into 6 mm lengths so as to have a concentration of 30% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared by blending the resin with a polyether sulfone resin (4100G manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) as a matrix resin. Using this resin composition, Comparative Example 1
An experiment similar to that described in 2 was conducted. The results are shown in FIG. 4 and Table 4.

実施例9 末端基に水酸基を有する低分子量のポリエーテルスルフ
ォン樹脂(三井東圧化学■製、 5003P )をN−
メチル−ピロリドンを溶剤として用い樹脂含有率を10
〜30重量%に調合し、さらにキシレンで希釈したポリ
エーテルスルフォン系収束剤で、電解酸化により表面処
理を施したポリアクリロニトリル系炭素繊維(東邦レー
ヨン■製)ITAタイプ)を収束した。これを6mm長
さに切断したチョブドファイバーとし、空気雰囲気の熱
処理炉中370℃で10時間処理を行った。その後、マ
トリクス樹脂としてのポリエーテルスルフォン樹脂(三
井東圧化学■製4100G)と、上記処理を行った炭素
繊維とを、炭素繊維の含有率カ月0.20.30.40
.50重量%となるように配合して、ペレット状の樹脂
組成物を調製した。この樹脂組成物を用い、比較例12
に記載したと同様な実験を行った。その結果を第6図に
示す。さらに、この樹脂組成物の中から、炭素繊維含有
率が30重量%のもののみをシリンダー温度380℃、
金型200℃、射出圧力1600kg/cm”の成形条
件で第3図に示すような構造の金型に射出し、インペラ
形状物を得た。この後、実施例8に記載の内容と同様に
機械加工後、バースト試験を行った。その結果を表4に
示す。
Example 9 N-
The resin content was 10 using methyl-pyrrolidone as a solvent.
Polyacrylonitrile carbon fiber (manufactured by Toho Rayon ■, ITA type), which had been surface-treated by electrolytic oxidation, was converged using a polyethersulfone convergence agent prepared at ~30% by weight and further diluted with xylene. This was cut into chopped fibers having a length of 6 mm, and treated in a heat treatment furnace in an air atmosphere at 370° C. for 10 hours. Thereafter, polyether sulfone resin (4100G manufactured by Mitsui Toatsu Chemical ■) as a matrix resin and the carbon fibers subjected to the above treatment were mixed at a carbon fiber content of 0.20.30.40% per month.
.. A resin composition in the form of pellets was prepared by blending the resin compositions at a concentration of 50% by weight. Using this resin composition, Comparative Example 12
An experiment similar to that described was conducted. The results are shown in FIG. Furthermore, from among these resin compositions, only those with a carbon fiber content of 30% by weight were selected at a cylinder temperature of 380°C.
An impeller-shaped product was obtained by injecting into a mold having a structure as shown in FIG. 3 under molding conditions of 200° C. and an injection pressure of 1600 kg/cm. After machining, a burst test was conducted.The results are shown in Table 4.

比較例16 ポリエーテルスルフォン樹脂(三井東圧化学■製410
0G)と炭素繊維(東邦レーヨン■製1(TA−C6E
、エポキシ系収束剤)を、炭素繊維の含有率が10〜4
0重量%になるように配合してペレット状の樹脂組成物
を調製した。この樹脂組成物を用いシリンダー温度37
0℃、金型温度160℃で厚み3mmのASTMI号ダ
ンベル片を成形し、引張試験を実施した。その結果を第
6図に実施例9の結果と合わせて示す。
Comparative Example 16 Polyether sulfone resin (Mitsui Toatsu Chemical ■410
0G) and carbon fiber (Toho Rayon 1 (TA-C6E)
, epoxy sizing agent) with a carbon fiber content of 10 to 4.
A pellet-shaped resin composition was prepared by blending the resin compositions so that the amount was 0% by weight. Using this resin composition, the cylinder temperature was 37
An ASTMI dumbbell piece with a thickness of 3 mm was molded at 0° C. and a mold temperature of 160° C., and a tensile test was conducted. The results are shown in FIG. 6 together with the results of Example 9.

さらに、この樹脂組成物の中から炭素繊維含有率が30
重量%のもののみをシリンダー温度380℃、金型20
0℃、射出圧力1600kg/cm”の成形条件で第3
図に示すような構造の金型に射出しインペラ形状物を得
た。この後実施例8に記載の内容と同様に機械加工後、
バースト試験を行った。
Furthermore, the carbon fiber content of this resin composition is 30%.
Cylinder temperature: 380°C, mold: 20% by weight
The third molding condition was 0℃ and injection pressure 1600kg/cm''.
An impeller-shaped product was obtained by injection into a mold having the structure shown in the figure. After this, after machining in the same manner as described in Example 8,
A burst test was conducted.

その結果を表4に合わせて示す。The results are also shown in Table 4.

表4 (註)O;合格 ×:不合格 バーストなし バースト 実施例IO マトリクス樹脂としてのポリエーテルケトン樹脂(IC
I社製ピクトレックス(PEK))を使用した以外は実
施例8と同様にして炭素繊維の含有率30重量%を含む
樹脂組成物を配合した。このものをL/D=23、圧縮
比3の65φ−軸ベント式押出機を用いシリンダー温度
390℃、スクリュー回転数45rpmで押し出し、ス
トランドを切断し、ペレット状の成形材料を得た。この
ものを180℃で5時間熱風乾燥した後、日本製鋼新製
75TON(型締圧)の射出成形機を用い、シリンダー
温度420℃、金型温度180℃で、厚み3mmのJI
SI号ダンベル試験片を成形し、その後、引張試験を実
施した。
Table 4 (Note) O: Pass ×: Fail No burst Burst Example IO Polyetherketone resin (IC
A resin composition containing 30% by weight of carbon fiber was blended in the same manner as in Example 8, except that Pictrex (PEK) manufactured by Company I was used. This material was extruded using a 65φ shaft vented extruder with L/D=23 and a compression ratio of 3 at a cylinder temperature of 390° C. and a screw rotation speed of 45 rpm, and the strands were cut to obtain a pellet-shaped molding material. After drying this product with hot air at 180°C for 5 hours, using an injection molding machine manufactured by Nippon Steel New Co., Ltd. with a 75TON (mold clamping pressure), the cylinder temperature was 420°C and the mold temperature was 180°C, and a JI with a thickness of 3 mm was made.
A No. SI dumbbell test piece was molded, and then a tensile test was conducted.

その結果表5並びに第7図に示す。The results are shown in Table 5 and FIG.

表5 収束剤を施した炭素繊維の加熱処理温度と時間との相関
をみると、最適な領域は、370℃で10時間が特に好
ましい。さらに、この370℃で10時間加熱処理を施
した炭素繊維を用いた成形材料を用いて成形したJIS
I号ダンベル試験片を用い、引張強度の温度依存性を調
べた。その結果を第8図に示す。
Table 5 Looking at the correlation between heat treatment temperature and time for carbon fibers treated with a sizing agent, the optimum range is particularly preferred at 370° C. for 10 hours. Furthermore, JIS molded using the molding material using carbon fiber that was heat-treated at 370°C for 10 hours.
The temperature dependence of tensile strength was investigated using a No. I dumbbell test piece. The results are shown in FIG.

又、上述した370°Cで10時間熱処理を施した炭素
繊維を用いた成形材料を用い、シリンダー温度400℃
、金型温度180℃、射出圧力2000kg/cm2の
成形条件で、第3図に示すような構造の金型に射出し、
インペラ形状物を得た。得られた形状物を、パリ取り、
バランスチエツクなどの機械加工を行い、第2図に示す
ような構造でシャフトに固定し、実施例8と同様の条件
でバースト試験を行った。得られた結果を表6に示す。
In addition, using a molding material using carbon fiber that was heat-treated at 370°C for 10 hours as described above, the cylinder temperature was 400°C.
, injected into a mold having a structure as shown in Fig. 3 under the molding conditions of a mold temperature of 180°C and an injection pressure of 2000 kg/cm2,
An impeller-shaped object was obtained. The obtained shape is removed,
After performing mechanical processing such as a balance check, it was fixed to a shaft with the structure shown in FIG. 2, and a burst test was conducted under the same conditions as in Example 8. The results obtained are shown in Table 6.

比較例17 電解酸化により表面処理を施したポリアクリロニトリル
系炭素繊維(東邦レーヨン■製HTAタイプ)を、分子
の末端に水酸基を有する低分子量のポリエーテルスルフ
ォン樹脂(三井東圧化学■製5003P)をN−メチル
ピロリドンを溶剤とし、樹脂と溶剤の配合比率を10〜
30重量%に調合し、さらに、キシレンを希釈剤として
用いたポリエーテルスルフォン系収束剤で収束した後、
6mm長さに切断して短繊維炭素繊維とした。
Comparative Example 17 A polyacrylonitrile carbon fiber (HTA type manufactured by Toho Rayon ■) surface-treated by electrolytic oxidation was used with a low molecular weight polyether sulfone resin (5003P manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals ■) having a hydroxyl group at the end of the molecule. Using N-methylpyrrolidone as a solvent, the blending ratio of resin and solvent is 10~
After blending to 30% by weight and converging with a polyether sulfone convergent using xylene as a diluent,
It was cut into a length of 6 mm to obtain short carbon fibers.

この炭素#a維を用い、マトリクス樹脂としてのポリエ
ーテルケトン樹脂(IC1社製品 ピクトレックス(P
EK))と混合し、炭素繊維の含有率を30重量%にな
るように配合調製した。
Using this carbon #a fiber, polyetherketone resin (IC1 product Pictrex (P)) was used as a matrix resin.
EK)) and the carbon fiber content was adjusted to 30% by weight.

このものを、実施例1Oに記載したと同様の条件で、−
軸ベント式押出機を用い、ペレット状の成形材料を得た
。また、この成形材料を用い、実施例10に記載したと
同様の実験を行い、その結果を表6に合わせて示す。
This was prepared under conditions similar to those described in Example 1O, -
A pellet-shaped molding material was obtained using a vented shaft extruder. Further, using this molding material, an experiment similar to that described in Example 10 was conducted, and the results are also shown in Table 6.

比較例18 ポリアミド系収束剤で収束した短繊維炭素繊維(東邦レ
ーヨン■製HTA−C6N)とポリエーテルケトン樹脂
(IC1社製 ピクトレックス(PEK))とを、炭素
繊維含有率が30重量%になるように配合して、ペレッ
ト状の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用い、
比較例17に記載したと全く同様にして実験を行った。
Comparative Example 18 Short fiber carbon fibers (HTA-C6N manufactured by Toho Rayon ■) converged with a polyamide-based convergence agent and polyetherketone resin (Pictrex (PEK) manufactured by IC1) were combined to have a carbon fiber content of 30% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared by blending the resin compositions in the following manner. Using this resin composition,
The experiment was carried out in exactly the same manner as described in Comparative Example 17.

その結果を第7図並びに表6に示す。The results are shown in FIG. 7 and Table 6.

比較例19 エポキシ系収束剤で収束した短繊維炭素1i1&維(東
邦レーヨン■製)ITA−C6E)とポリエーテルケト
ン樹脂(IC1社製 ピクトレックス(PEK) )と
を、炭素繊維含有率が30重量%になるように配合して
ベレット状の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を
用い、比較例17に記載したと全く同様にして実験を行
った。その結果を第7図並びに表6に示す。
Comparative Example 19 Short fiber carbon 1i1 & fiber (manufactured by Toho Rayon ■ ITA-C6E) converged with an epoxy-based convergence agent and polyetherketone resin (Pictrex (PEK) manufactured by IC1) were combined with a carbon fiber content of 30% by weight. % to prepare a pellet-shaped resin composition. Using this resin composition, an experiment was conducted in exactly the same manner as described in Comparative Example 17. The results are shown in FIG. 7 and Table 6.

実施例11 末端基として水酸基を有する低分子量のポリエーテルス
ルフォン樹脂(三井東圧化学■製。
Example 11 Low molecular weight polyether sulfone resin having a hydroxyl group as a terminal group (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.).

5003P)をN−メチルピロリドンを溶剤として用い
、樹脂含有率を10〜30重量%に調合し、さらに、キ
シレンで希釈したポリエーテルスルフォン系収束剤とし
、この収束剤を用いて、電解酸化により表面処理を施し
たポリアクリロニトリル系炭素繊維(東邦レーヨン用架
HTAタイプ)を収束した。これを6mm長さに切断し
た短繊維炭素l、1維とし、空気雰囲気の熱処理炉中3
70℃、10時間処理を行った。その後、マトリクス樹
脂としてのポリエーテルケトン樹脂(IC1社製 ピク
トレックス(PER))と、上記処理を行った炭素繊維
とを炭素繊維の含有率カ月0.20.30.40.50
重量%となるように配合して、ベレット状の樹脂組成物
を調製した。この樹脂組成物を用い、比較例17に記載
したと同様な実験を行った。その結果を第9図に示す。
5003P) to a resin content of 10 to 30% by weight using N-methylpyrrolidone as a solvent, and a polyether sulfone sizing agent diluted with xylene. The treated polyacrylonitrile carbon fibers (cross-HTA type for Toho rayon) were collected. This was cut into short carbon fibers of 6 mm length and placed in a heat treatment furnace in an air atmosphere.
The treatment was carried out at 70°C for 10 hours. Thereafter, polyetherketone resin (Pictrex (PER) manufactured by IC1) as a matrix resin and the carbon fibers subjected to the above treatment were mixed at a carbon fiber content of 0.20.30.40.50 per month.
A resin composition in the form of a pellet was prepared by blending the resin compositions in such a manner that the following weight % was obtained. An experiment similar to that described in Comparative Example 17 was conducted using this resin composition. The results are shown in FIG.

さらに、この樹脂組成物の中から、炭素繊維含有率が4
0重量%のもののみをシリンダー温度410℃、金型2
00℃、射出圧力2100kg/am2の成形条件で第
3図に示すような構造の金型に射出し、インペラ形状物
を得た。この後、実施例8に記載の内容と同様に機械加
工した後、バースト試験を行った。その結果を表6に示
す。
Furthermore, from this resin composition, a carbon fiber content of 4
Only 0% by weight cylinder temperature 410℃, mold 2
The product was injected into a mold having a structure as shown in FIG. 3 under molding conditions of 00° C. and an injection pressure of 2100 kg/am 2 to obtain an impeller-shaped product. Thereafter, the material was machined in the same manner as described in Example 8, and then a burst test was conducted. The results are shown in Table 6.

比較例20 末端基として水酸基を有する低分子量のポリエーテルス
ルフォン樹脂(三井東圧化学■製。
Comparative Example 20 A low molecular weight polyether sulfone resin having a hydroxyl group as a terminal group (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.).

5003P)をN−メチルピロリドンを溶剤として用い
樹脂含有率を10〜30重量%に調合し、さらに、キシ
レンで希釈したポリエーテルスルフォン系収束剤とし、
この収束剤を用いて、電解酸化により表面処理を施した
ポリアクリロニトリル系炭素繊維(東邦レーヨン側製H
TAタイプ)を収束し、これを6mm長さに切断した短
繊維炭素繊維とした。この後、マトリクス樹脂としての
ポリエーテルケトン樹脂(IC1社製 ピクトレックス
(PEに))と、上記、炭素繊維とを、炭素繊維の含有
率が20.30゜40重量%となるように配合して、ペ
レット状の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用
い、比較例17に記載したと同様な実験を行った。その
結果を第9図に示す。
5003P) to a resin content of 10 to 30% by weight using N-methylpyrrolidone as a solvent, and further diluted with xylene as a polyethersulfone-based sizing agent,
Using this sizing agent, polyacrylonitrile carbon fiber (manufactured by Toho Rayon Co., Ltd. H
TA type) was converged and cut into 6 mm lengths to obtain short fiber carbon fibers. Thereafter, polyetherketone resin (Pictrex (PE) manufactured by IC1) as a matrix resin and the above carbon fiber were blended so that the carbon fiber content was 20.30° and 40% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared. An experiment similar to that described in Comparative Example 17 was conducted using this resin composition. The results are shown in FIG.

さらに、この樹脂組成物の中から炭素繊維含有率が30
重量%のもののみを、実施例11に記載したと同様な条
件で成形を行い、機械加工した後、バースト試験を行っ
た。その結果を表6に示す。
Furthermore, the carbon fiber content of this resin composition is 30%.
% by weight was molded under the same conditions as described in Example 11, machined, and then subjected to a burst test. The results are shown in Table 6.

表6 と肚四鵬 (註) バースト試験は、13XlO’rpmで20時
間の場合と、20X10’rpmで5秒間回転させた場
合の結果で比較を行った。
Table 6 and Chu Sipeng (Note) The burst test was compared between the results obtained when rotating at 13XlO'rpm for 20 hours and when rotating at 20X10'rpm for 5 seconds.

O:合 格  バーストなしく安定してバーストなし)
Δ:半合格  合格するものもある力坏安定×:不合格
  全く合格するもの無し 表4および6の結果より、実施例において成形したイン
ペラは、比較例のものに比べて、耐熱強度、並びに耐ク
リープ特性に僅れていることが分かる。また、比較例1
2および18(ポリアミド樹脂収束剤)と、比較例13
および19(エポキシ樹脂収束剤)に示した市販品の炭
素繊維では、テストピースでの初期物性の比較では、比
較的良い物性(引張強度)を示すが、インペラ形状の実
体でのバースト試験では、強度が低く出ている。これは
、インペラを成形する時の成形サイクルが、テストピー
スを成形する時の成形サイクルより長くなるため、エポ
キシ樹脂や、ポリアミド樹脂収束剤が、成形温度360
〜420℃(PES)、380〜430”C(PEに)
では、分解・ガス化がおこり、樹脂成形材料として滞留
劣化を生じ、成形品中に微小ボイドとして残存するため
と考えられる。
O: Pass Stable without bursts (no bursts)
Δ: Partially passed Some passed. Power stability ×: Fail None passed. From the results in Tables 4 and 6, the impellers molded in the Examples have higher heat resistance strength and durability than those of the Comparative Examples. It can be seen that the creep properties are low. Also, Comparative Example 1
2 and 18 (polyamide resin sizing agent) and Comparative Example 13
The commercially available carbon fibers shown in 1. and 19 (epoxy resin sizing agent) show relatively good physical properties (tensile strength) in a comparison of initial physical properties on test pieces, but in a burst test on an impeller-shaped object, The strength appears to be low. This is because the molding cycle when molding the impeller is longer than the molding cycle when molding the test piece.
~420℃ (PES), 380~430”C (PE)
This is thought to be because decomposition and gasification occur, causing retention and deterioration as a resin molding material, and remaining as minute voids in the molded product.

実施例12 分子の末端基に水酸基を有する低分子量のポリエーテル
スルフォン樹脂(三井東圧化学■製5003P)を、溶
剤としてN−メチルピロリドンを用い、樹脂との混合比
率を10〜30重量%に調合し、さらにキシレンを希釈
剤としてポリエーテルスルフォン系収束剤として。この
収束剤を用いて電解酸化により表面処理を施したポリア
クリロニトリル系炭素繊維(東邦レーヨン側胴、HTA
タイプ)を収束した後、6mm長さに切断してチョツプ
ド炭素繊維とし、空気雰囲気に熱処理炉中で表7記載の
各種条件で熱処理を行なった。
Example 12 A low molecular weight polyether sulfone resin (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical ■ 5003P) having a hydroxyl group at the end of the molecule was mixed with the resin at a mixing ratio of 10 to 30% by weight using N-methylpyrrolidone as a solvent. Mix it and use xylene as a diluent to use as a polyether sulfone convergence agent. Polyacrylonitrile carbon fiber (Toho Rayon side body, HTA
After converging, the carbon fibers were cut into 6 mm lengths to obtain chopped carbon fibers, which were then heat treated in a heat treatment furnace in an air atmosphere under various conditions listed in Table 7.

次に、マトリクス樹脂としてのポリエーテルエーテルケ
トン樹脂(三井東圧化学■製PEER)と、上記で処理
した炭素繊維とを炭素繊維の含有率を40重量%になる
ように配合した。このものをL/D・23、圧縮比3の
直径65mm−軸ベント式押出し機を用い、シリンダ温
度380℃、スクリュー回転数45rpmで押し出しス
トランドを切断しベレット状の成形材料を得た。このも
のを150℃で5時間熱風乾燥した後、日清樹脂工業側
製BOTON (型締圧)射出成形機を用い、シリンダ
温度380℃、金型温度180℃で厚み3mmのJIS
 1号ダンベル試験片を成形し、その後、引張試験を実
施した。その結果を表7並びに第10図に示す。
Next, polyether ether ketone resin (PEER manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) as a matrix resin and the carbon fibers treated above were blended so that the carbon fiber content was 40% by weight. This product was extruded using a 65 mm diameter-shaft vent type extruder with L/D of 23 and compression ratio of 3 at a cylinder temperature of 380° C. and a screw rotation speed of 45 rpm, and the strand was cut to obtain a pellet-shaped molding material. After drying this with hot air at 150°C for 5 hours, using a BOTON (mold clamping pressure) injection molding machine manufactured by Nisshin Jushi Kogyo, a JIS molding machine with a thickness of 3 mm was made at a cylinder temperature of 380°C and a mold temperature of 180°C.
A No. 1 dumbbell test piece was molded, and then a tensile test was conducted. The results are shown in Table 7 and FIG.

表7 収束剤を施した炭素繊維の加熱処理温度と時間との相関
をみると、最適な領域は370℃で10時間が特に好ま
しい。さらに、この370℃で10時間加熱処理を施し
た炭素繊維を用いた成形材料を用いて成形したJIS 
1号ダンベル試験片を用い、引張強度の温度依存性を調
べた。その結果を第11図に示す。
Table 7 Looking at the correlation between heat treatment temperature and time for carbon fibers treated with a sizing agent, the optimum range is particularly preferred at 370° C. for 10 hours. Furthermore, JIS molded using the molding material using carbon fiber that was heat-treated at 370°C for 10 hours.
The temperature dependence of tensile strength was investigated using a No. 1 dumbbell test piece. The results are shown in FIG.

又、上述した370℃で10時間熱処理を施した炭素繊
維を用いた成形材料を用い、シリンダ温度390℃、金
型温度180℃、射出圧力2X00に37cm”の成形
条件で第3図に示すような構造の金型に射出し、インペ
ラ形状物を得た。得られた形状物をパリ取り、バランス
チエツクなどの機械加工を行ない、第2図に示すような
構造でシャフトに固定し、空気加熱装置付き(温度範囲
○〜600℃)の高速回転強度試験機(回転数0〜25
X 10’rpm)にセットし、回転数が13X 10
’rpmの場合の各温度(室温、 100℃)における
バースト試験を行なうた。また、13X lO’rpm
で連続耐久200時間に耐えるか否かを判定する簡便法
によれば、常温での瞬間バースト回転数が20X lO
’rpm以上を満足する必要があるため、この実験も併
せて行なった。得られた結果を表8に示す。
In addition, using a molding material using carbon fiber heat-treated at 370°C for 10 hours as described above, the molding conditions were as shown in Figure 3, with a cylinder temperature of 390°C, a mold temperature of 180°C, an injection pressure of 2X00, and a diameter of 37 cm. An impeller-shaped object was obtained by injection into a mold with a similar structure.The obtained object was deburred, machined such as a balance check, and fixed to a shaft with the structure shown in Fig. 2, and heated with air. High-speed rotational strength tester with equipment (temperature range ○ to 600℃) (rotation speed 0 to 25
X 10'rpm), and the rotation speed is 13X 10
A burst test was conducted at various temperatures (room temperature, 100°C) at 100°C. Also, 13X lO'rpm
According to a simple method for determining whether or not the engine can withstand 200 hours of continuous durability, the instantaneous burst rotation speed at room temperature is 20X lO
This experiment was also conducted because it is necessary to satisfy the rpm or higher. The results obtained are shown in Table 8.

比較例21 分子の末端基に水酸基を有する低分子量のポリエーテル
スルフォン樹脂(三井東圧化学側製5003P)を、溶
剤としてN−メチルピロリドンを用い、樹脂と溶剤との
配合比率を10〜30重量%に調合し、さらにキシレン
を希釈剤としてポリエーテルスルフォン系収束剤とした
。この収束剤を用し)て電解酸化により表面処理を施し
たポリアクリロニトリル系炭素繊維(東邦レーヨン側波
、tITAタイプ)を収束した後、6mm長さに切断し
てチョツプド炭素繊維とした。この炭素繊維には熱処理
を加えずマトリクス樹脂としてのポリエーテルエーテル
ケトン樹脂(三井東圧化学■製PEEに)と混練し、炭
素繊維の含有率を40重量%になるように配合調整した
Comparative Example 21 A low molecular weight polyether sulfone resin (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd., 5003P) having a hydroxyl group at the end of the molecule, N-methylpyrrolidone was used as a solvent, and the blending ratio of resin and solvent was 10 to 30% by weight. %, and further xylene was used as a diluent to make a polyethersulfone type sizing agent. Polyacrylonitrile-based carbon fibers (Toho Rayon Side Wave, tITA type) surface-treated by electrolytic oxidation using this converging agent were converged and then cut into 6 mm lengths to obtain chopped carbon fibers. The carbon fibers were kneaded with polyether ether ketone resin (PEE manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) as a matrix resin without heat treatment, and the carbon fiber content was adjusted to 40% by weight.

このものを実施例12に記載したと同様の実験を行ない
、その結果を表8に併せて示す。
An experiment similar to that described in Example 12 was conducted using this product, and the results are also shown in Table 8.

比較例22 ポリアミド系収束剤で収束した短繊維炭素繊維(東邦レ
ーヨン側波HTA−C6N)と、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂(三井東圧化学■製PEEに)とを炭素繊維
含有率が40重量%になるように配合してベレット状の
樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用い、比較例
21に記載したと全く同様にして実験を行なった。その
結果を第10図並びに表8に示す。
Comparative Example 22 Short fiber carbon fibers (Toho Rayon Sidewave HTA-C6N) converged with a polyamide convergence agent and polyether ether ketone resin (PEE manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals) were combined to have a carbon fiber content of 40% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared. Using this resin composition, an experiment was conducted in exactly the same manner as described in Comparative Example 21. The results are shown in FIG. 10 and Table 8.

比較例23 エポキシ系収束剤で収束したチョツプド炭素繊維(東邦
レーヨン側製HTA−C6E)と、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂(三井東圧化学■製PEEK )とを炭素
繊維含有率が40重量%になるように配合して、ベレッ
ト状の樹脂組成物を調製した。この樹脂組成物を用い、
比較例12に記載したと全く同様にして実験を行なった
。その結果を第10図並びに表8に示す。
Comparative Example 23 Chopped carbon fibers (HTA-C6E manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.) converged with an epoxy-based convergence agent and polyether ether ketone resin (PEEK manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) were combined to have a carbon fiber content of 40% by weight. A pellet-shaped resin composition was prepared by blending as follows. Using this resin composition,
The experiment was conducted exactly as described in Comparative Example 12. The results are shown in FIG. 10 and Table 8.

実施例13 分子の末端基に水酸基を有する低分子量のポリエーテル
スルフォン樹脂(三井東圧化学■製5003P)を、N
−メチルピロリドンを溶剤として用い、樹脂含有率を1
0〜30重量%に調合し、更にキシレンで希釈して、ポ
リエーテルスルフォン系収束剤とした。この収束剤を用
いて電解酸化により表面処理を施したポリアクリロニト
リル系炭素繊維(東邦レーヨン側波、 HTAタイプ)
を収束した。これを6mm長さに切断してチョツプド炭
素繊維とし、空気雰囲気に熱処理炉中で370℃で10
時間処理を行なった。その後、マトリクス樹脂としての
ポリエーテルエーテルケトン樹脂(三井東圧化学側製P
EεK)と、上記処理を行なった炭素繊維とを炭素繊維
の含有率を20.30.40.50重量%になるように
配合してベレット状の樹脂組成物を調製した。この樹脂
組成物を用い比較例21に記載したと同様な実験を行な
った。その結果を第12図に示す、更に、この樹脂組成
物の中から炭素繊維含有率が30重量%のもののみをシ
リンダ温度390℃、金型温度200℃、射出圧力19
00Kg/cm”の成形条件で第3図に示すような構造
の金型に射出し、インペラ形状物を得た。
Example 13 A low molecular weight polyether sulfone resin (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical ■ 5003P) having a hydroxyl group at the end of the molecule was converted into N
- Using methylpyrrolidone as a solvent, the resin content is 1
It was blended to a concentration of 0 to 30% by weight and further diluted with xylene to obtain a polyethersulfone-based sizing agent. Polyacrylonitrile carbon fiber (Toho Rayon Side Wave, HTA type) surface-treated by electrolytic oxidation using this sizing agent.
Converged. This was cut into lengths of 6 mm to obtain chopped carbon fibers, and heat treated in an air atmosphere at 370°C for 10 minutes.
Time processing was performed. After that, polyether ether ketone resin (P manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) was used as a matrix resin.
A pellet-shaped resin composition was prepared by blending EεK) and the carbon fibers subjected to the above treatment so that the carbon fiber content was 20.30.40.50% by weight. An experiment similar to that described in Comparative Example 21 was conducted using this resin composition. The results are shown in Figure 12.Furthermore, from among these resin compositions, only those with a carbon fiber content of 30% by weight were prepared at a cylinder temperature of 390°C, a mold temperature of 200°C, and an injection pressure of 19%.
The product was injected into a mold having a structure as shown in FIG. 3 under molding conditions of 0.00 kg/cm" to obtain an impeller-shaped product.

この後、実施例12に記載の内容と同様に、機械加工を
行ないバースト試験を行なった。その結果を表8に示す
Thereafter, machining was performed and a burst test was performed in the same manner as described in Example 12. The results are shown in Table 8.

比較例24 末端基に水酸基を有する低分子量のポリエーテルスルフ
ォン樹脂(三井東圧化学■製5003P)を、溶剤とし
てN−メチルピロリドンを用い、樹脂と溶剤の配合比率
(樹脂配合比率)を10〜30重量%に調合し、さらに
キシレンで希釈してポリエーテルスルフォン系収束剤と
した。しかる後、この収束剤を用いて電解酸化により表
面処理を施しであるポリアクリロニトリル系炭素繊維(
東邦レーヨン側製HTAタイプ)を収束し、これを6m
m長さに切断してチョツプド炭素繊維とした。この炭素
繊維に熱処理を施さず、マトリックス樹脂(三井東圧化
学側製PEEに)と炭素繊維の含有率が20゜30、4
0重量%となるように配合してベレット状の樹脂組成物
を調製した。この樹脂組成物を用い、比較例21に記載
したと同様な実験を行なった。その結果を第12図に示
す。
Comparative Example 24 A low molecular weight polyether sulfone resin (manufactured by Mitsui Toatsu Chemical ■ 5003P) having a hydroxyl group at the end group was used, N-methylpyrrolidone was used as a solvent, and the blending ratio of resin and solvent (resin blending ratio) was 10 to 10. It was mixed to 30% by weight and further diluted with xylene to obtain a polyethersulfone sizing agent. After that, polyacrylonitrile-based carbon fibers (polyacrylonitrile carbon fibers) were surface-treated by electrolytic oxidation using this sizing agent.
(HTA type made by Toho Rayon), and this is 6m long.
It was cut into lengths of m to obtain chopped carbon fibers. This carbon fiber was not heat-treated, and the matrix resin (PEE manufactured by Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.) and carbon fiber content were 20°30, 4.
A pellet-shaped resin composition was prepared by blending the resin compositions so that the amount thereof was 0% by weight. Using this resin composition, an experiment similar to that described in Comparative Example 21 was conducted. The results are shown in FIG.

さらに、この樹脂組成物の中から炭素繊維含有率が30
重量%のもののみを、実施例13に記載したと同様な条
件で形成を行ない、機械加工を施しバースト試験を行な
った。その結果を表8に示す。
Furthermore, the carbon fiber content of this resin composition is 30%.
% by weight was formed under the same conditions as described in Example 13, machined and burst tested. The results are shown in Table 8.

表8 (註) バースト試験は、13XlO’rpmで20時
間耐久の場合と20X 10’rpmで5秒間回転させ
た場合の結果で比較を行った。
Table 8 (Note) In the burst test, the results were compared between the case of durability at 13XlO'rpm for 20 hours and the case of rotating at 20X10'rpm for 5 seconds.

02合 格  バースト無しく安定してバースト無し)
Δ:半合格  合格するものもある力坏安定×;不合格
  全く合格するもの無し 表8の結果により、実施例において成形したインペラは
比較例のものに比べて耐熱強度並びに耐熱クリープ特性
に優れていることがわかる。また、比較例22(ポリア
ミド系収束剤)と比較例23(エポキシ系収束剤)で示
した市販品の炭素繊維では、収束剤が形成温度360〜
420℃では分解ガス化が起こり、マトリクス樹n旨と
炭素繊維との界面に濡れ不良による隙間が生じる為、実
施例12(ポリエーテルスルフォン系収束剤で熱処理有
り)に比べると、強度低下が起こると考えられる。
02 Pass Stable without burst (No burst)
Δ: Partially passed Some passed. Stability ×; Fail None passed. According to the results in Table 8, the impellers molded in the examples were superior in heat-resistant strength and heat-resistant creep properties compared to those in the comparative examples. I know that there is. In addition, in the commercially available carbon fibers shown in Comparative Example 22 (polyamide-based sizing agent) and Comparative Example 23 (epoxy-based sizing agent), the sizing agent had a formation temperature of 360 to
At 420°C, decomposition and gasification occur, creating gaps due to poor wetting at the interface between the matrix tree and the carbon fibers, resulting in a decrease in strength compared to Example 12 (heat treated with a polyethersulfone sizing agent). it is conceivable that.

実施例14 実施例1において得られた芳香族ポリスルホン樹脂を被
覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランド30重量
%とポリエーテルイミド樹脂としてGE社製tlLTE
MI000  (商品名)を70重量%トライブレンド
した後40mm径押出機にて押出温度380°Cで溶融
混練しながら押出す操作を行なって均一配合ベレットを
得た。
Example 14 30% by weight of chopped carbon fiber strands coated with aromatic polysulfone resin obtained in Example 1 and heat treated, and tlLTE manufactured by GE as polyetherimide resin.
After tri-blending 70% by weight of MI000 (trade name), extrusion was performed using a 40 mm diameter extruder while melt-kneading at an extrusion temperature of 380°C to obtain a uniformly blended pellet.

次に上記の均一配合ベレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度380℃および金型温度160°Cの
温度条件でダンベル試験片を作成し、引張強度を測定し
たところ2360にg/cm2であった。
Next, a dumbbell test piece was made from the above uniformly mixed pellet using a normal injection molding machine at a cylinder temperature of 380°C and a mold temperature of 160°C, and the tensile strength was measured at 2360 g/cm2. there were.

比較例25 実施例14において芳香族ポリスルホン樹脂を被覆し熱
処理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポ
キシ樹脂で収束されたアクリル系炭素繊維を使用したほ
かは実施例14と同様に試験して炭素繊維配合ポリエー
テルイミド樹脂のダンベル試験片を作成した。引張強度
を測定したところ1820にg/cm”であった。
Comparative Example 25 A carbon fiber was tested in the same manner as in Example 14, except that acrylic carbon fibers converged with epoxy resin were used in place of the carbon fiber chopped strands coated with aromatic polysulfone resin and heat treated in Example 14. Dumbbell test pieces of fiber-blended polyetherimide resin were prepared. The tensile strength was measured and was 1820 g/cm''.

実施例15 実施例1において得られた芳香族ポリスルホン樹脂を被
覆し熱処理した炭素繊維チョップトストランド30重量
%とポリフェニレンサルファイド樹脂としてフィリップ
ス石油社製ライドンP−4(商品名)を70重量%トラ
イブレンドした後40mm径押出機にて押出温度340
℃で溶融混練しながら押出す操作を行なって均一配合ベ
レットを得た。
Example 15 Tri-blend of 30% by weight of the carbon fiber chopped strands coated with aromatic polysulfone resin obtained in Example 1 and heat treated, and 70% by weight of Rydon P-4 (trade name) manufactured by Phillips Oil Co. as polyphenylene sulfide resin. After that, the extrusion temperature was 340℃ using a 40mm diameter extruder.
An extrusion operation was performed while melt-kneading at °C to obtain a uniformly blended pellet.

次に上記の均一配合ベレットを通常の射出成形機を用い
てシリンダー温度360’Cおよび金型温度120℃の
温度条件でダンベル試験片を作成し、引張強度を測定し
たところ2230Kg/cm”であった。
Next, a dumbbell test piece was made from the above uniformly mixed pellet using a normal injection molding machine at a cylinder temperature of 360'C and a mold temperature of 120°C, and the tensile strength was measured and found to be 2230 Kg/cm''. Ta.

比較例26 実施例15において芳香族ポリスルホン樹脂を被覆し熱
処理した炭素繊維チョップトストランドにかえて、エポ
キシ樹脂で収束されたアクリル系゛炭素繊維を使用した
ほかは実施例15と同様に試験して炭素繊維充填ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂のダンベル試験片を作成した
。引張強度を測定したところ1179Kg/am2であ
った。
Comparative Example 26 A test was conducted in the same manner as in Example 15, except that acrylic carbon fibers converged with epoxy resin were used instead of the carbon fiber chopped strands coated with aromatic polysulfone resin and heat treated in Example 15. A dumbbell test piece of carbon fiber-filled polyphenylene sulfide resin was prepared. The tensile strength was measured and found to be 1179 Kg/am2.

実施例16 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ社の「ピク
トレックス ポリエーテルスルホンPE55003P 
 (商標)」を10重量%、ジクロルメタン45重量%
、1,1.2 )−リクロルエタン45重量%からなる
ポリエーテルスルホン溶液を調製した。このポリエーテ
ルスルホン溶液に表面を酸化処理したアクリル系炭素繊
維のロービングを80M/)IRの速度で速続的に浸漬
し、乾燥し脱溶剤を行った後3mm長さに切断し、チョ
ップトストランドとした。
Example 16 “Pictrex Polyether Sulfone PE55003P” manufactured by Imperial Chemical Industries
(Trademark)” 10% by weight, dichloromethane 45% by weight
, 1,1.2)-A polyethersulfone solution consisting of 45% by weight of dichloroethane was prepared. A roving of acrylic carbon fiber whose surface has been oxidized is continuously immersed in this polyether sulfone solution at a speed of 80 M/) IR, dried and solvent removed, cut into 3 mm lengths, and chopped strands. And so.

この時の炭素繊維に対する芳香族ポリスルホン樹脂の付
着量は1%であった。
At this time, the amount of aromatic polysulfone resin attached to the carbon fibers was 1%.

この炭素繊維チョップトストランドをステンレス製のバ
ットに入れ、 350℃に昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で10時間加熱処理を行った。
The carbon fiber chopped strands were placed in a stainless steel vat, placed in an electric furnace heated to 350°C, and heat-treated in an air atmosphere for 10 hours.

この熱処理した炭素繊維チョップトストランドを使用し
たほかは実施例1と同様の操作で炭素繊維配合PEEに
樹脂のダンベル試験片を作成し、引張強度を測定したと
ころ2250にg/cm”であった。
Except for using this heat-treated carbon fiber chopped strand, a resin dumbbell test piece was prepared from carbon fiber-containing PEE in the same manner as in Example 1, and the tensile strength was measured to be 2250 g/cm''. .

実施例17 実施例1において調整したポリエーテルスルホン溶液に
表面を酸化処理したアクリル系炭素繊維のロービングを
60M/HRの速度で連続的に浸漬し、乾燥し脱溶剤を
行った。さらにこのロービングを再度ポリエーテルスル
ホン溶液に60M/HHの速度で連続的に浸漬し、乾燥
し脱溶剤を行った。
Example 17 A roving of acrylic carbon fiber whose surface had been oxidized was continuously immersed in the polyether sulfone solution prepared in Example 1 at a rate of 60 M/HR, and then dried to remove the solvent. Furthermore, this roving was again continuously immersed in a polyether sulfone solution at a rate of 60 M/HH, dried, and the solvent was removed.

この時の炭素繊維に対する芳香族ポリスルホン樹脂の付
着量は9%であった。
At this time, the amount of aromatic polysulfone resin attached to the carbon fibers was 9%.

この炭素繊維チョップトストランドをステンレス製のバ
ットに入れ、 350℃に昇温した電気炉に入れ、空気
雰囲気下で10時間加熱処理を行った。
The carbon fiber chopped strands were placed in a stainless steel vat, placed in an electric furnace heated to 350°C, and heat-treated in an air atmosphere for 10 hours.

この熱処理した炭素繊維チョップトストランドを使用し
たほかは実施例1と同様の操作で炭素繊維配合PEEK
樹脂のダンベル試験片を作成し、引張強度を測定したと
ころ2380Kg/cm2であった。
Carbon fiber compounded PEEK was prepared in the same manner as in Example 1 except that this heat-treated carbon fiber chopped strand was used.
A dumbbell test piece of the resin was prepared and its tensile strength was measured and found to be 2380 kg/cm2.

[発明の効果] 本発明の芳香族ポリスルホン樹脂を被覆し熱処理した炭
素繊維を耐熱性樹脂に配合した耐熱性樹脂組成物は、優
れた機械強度を有している。
[Effects of the Invention] A heat-resistant resin composition in which a heat-resistant resin is blended with a heat-treated carbon fiber coated with an aromatic polysulfone resin of the present invention has excellent mechanical strength.

また、本発明の内燃機関用部品は炭素繊維と、マトリク
ス樹脂との間のぬれ性が改善され、界面強度の向上がい
ちじるしく、強度向上が達成されるという効果が得られ
る。
Furthermore, the internal combustion engine component of the present invention has the effect that the wettability between the carbon fiber and the matrix resin is improved, the interfacial strength is significantly improved, and the strength is improved.

また、例えばインペラの場合は、その軽量化により、エ
ンジン負荷変動に対する追従性が改善され、さらに、製
品表面の精度がアルミ合金製のものに比較して極めて向
上する為に、高速回転時の吸入空気の翼表面からの剥離
現象を低減することができ、吸入圧縮効率が上がるとい
う効果も得られる。
In addition, for example, in the case of an impeller, its lighter weight improves its ability to follow engine load fluctuations, and furthermore, the accuracy of the product surface is extremely improved compared to those made of aluminum alloy, so the suction during high-speed rotation is improved. The phenomenon of separation of air from the blade surface can be reduced, and the effect of increasing suction compression efficiency can also be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の1例で、インペラの斜視図、 第2図は、シャフト部に取付けた第1図に示すインペラ
の断面図、 第3図は、インペラ成形金型の断面図、第4図、第7図
および第1O図はこの発明のインペラを製作する為に用
いた炭素繊維の熱処理時間とそれぞれの時間の引張強度
を示す曲線図で、マトリクス樹脂は第4図においてはP
ES 、第7図においてはPEK 、第10図において
はPEEにであり、第5図、第8図および第11図は炭
素繊維の熱処理の有・無による引張強度の温度依存性を
示す曲線図で、マトリクス樹脂は第5図においてはPE
S 、第8図においてはPEに、第11図においてはP
EEKであり、 第6図、第9図および第12図は、熱処理無しの炭素繊
維とこの発明の炭素繊維(熱処理有り)とにおける強化
繊維含有率と引張強度との関係を示す曲線図で、マトリ
クス樹脂は第6図においてはPES 、第9図において
はPEK 、第12図においてはPEEにである。 1・・・インペラ     2・・・スリーブ3・・・
ワッシャ     4・・・ナツト5・・・シャフト 
    6・・・組立て代金型7・・・ビン     
  8・・・上金型9・・・ゲートlO・・・下金型 11・・・インペラ形状部(キャビティ)A・・・成形
材料入口 特許出願人  三井東圧化学株式会社 日産自動車株式会社
FIG. 1 is a perspective view of an impeller as an example of the present invention; FIG. 2 is a sectional view of the impeller shown in FIG. 1 attached to a shaft; FIG. 3 is a sectional view of an impeller mold; Figures 4, 7, and 10 are curve diagrams showing the heat treatment time and tensile strength of the carbon fiber used to manufacture the impeller of the present invention, and the matrix resin is P in Figure 4.
ES, PEK in FIG. 7, PEE in FIG. 10, and FIGS. 5, 8, and 11 are curve diagrams showing the temperature dependence of tensile strength with and without heat treatment of carbon fiber. In Figure 5, the matrix resin is PE.
S, PE in Figure 8, P in Figure 11
EEK, and FIGS. 6, 9, and 12 are curve diagrams showing the relationship between reinforcing fiber content and tensile strength in carbon fibers without heat treatment and carbon fibers of the present invention (with heat treatment). The matrix resin is PES in FIG. 6, PEK in FIG. 9, and PEE in FIG. 12. 1... Impeller 2... Sleeve 3...
Washer 4...Nut 5...Shaft
6... Assembly price type 7... Bin
8... Upper mold 9... Gate IO... Lower mold 11... Impeller shaped part (cavity) A... Molding material inlet Patent applicant Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. Nissan Motor Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、芳香族ポリスルホン樹脂で表面を被覆した後、30
0〜400℃で加熱された炭素繊維。 2、請求項1記載の炭素繊維5〜50重量%と、耐熱性
樹脂95〜50重量%からなる耐熱性樹脂組成物。 3、耐熱樹脂がポリエーテルスルホン、ポリエーテルイ
ミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリイミド、
ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケト
ン、芳香族ポリエステルまたはポリエーテルケトンであ
る請求項2記載の耐熱性樹脂組成物。 4、請求項2または3記載の耐熱性樹脂組成物を用いた
ことを特徴とする内燃機関用部品。 5、前記内燃機関用部品が一体型遠心圧縮機のインペラ
である請求項4記載の内燃機関用部品。
[Claims] 1. After coating the surface with aromatic polysulfone resin,
Carbon fiber heated at 0-400°C. 2. A heat-resistant resin composition comprising 5-50% by weight of the carbon fiber according to claim 1 and 95-50% by weight of a heat-resistant resin. 3. Heat-resistant resin is polyethersulfone, polyetherimide, polysulfone, polyamideimide, polyimide,
The heat-resistant resin composition according to claim 2, which is polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, aromatic polyester or polyetherketone. 4. A component for an internal combustion engine, characterized in that the heat-resistant resin composition according to claim 2 or 3 is used. 5. The internal combustion engine component according to claim 4, wherein the internal combustion engine component is an impeller of an integrated centrifugal compressor.
JP63300797A 1987-11-30 1988-11-30 Heat resistant resin composition and internal combustion engine parts using the same Expired - Lifetime JP2603321B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63300797A JP2603321B2 (en) 1987-11-30 1988-11-30 Heat resistant resin composition and internal combustion engine parts using the same

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62-300187 1987-11-30
JP30018787 1987-11-30
JP2125188 1988-02-02
JP63-21251 1988-02-02
JP2567988 1988-02-08
JP63-25679 1988-02-08
JP63-236598 1988-09-22
JP23659888 1988-09-22
JP63300797A JP2603321B2 (en) 1987-11-30 1988-11-30 Heat resistant resin composition and internal combustion engine parts using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02175972A true JPH02175972A (en) 1990-07-09
JP2603321B2 JP2603321B2 (en) 1997-04-23

Family

ID=27520308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63300797A Expired - Lifetime JP2603321B2 (en) 1987-11-30 1988-11-30 Heat resistant resin composition and internal combustion engine parts using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2603321B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH037763A (en) * 1989-02-21 1991-01-14 Mitsui Toatsu Chem Inc Carbon-fiber reinforced polyimide resin composition
JP2012501407A (en) * 2008-08-29 2012-01-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Composite parts for aircraft engines
JP2016510829A (en) * 2013-03-11 2016-04-11 エオニックス・アドバンスト・マテリアルズ・コーポレイションAonix Advanced Materials Corp. Compositions and methods for producing thermoplastic composites
JP2018518630A (en) * 2015-06-24 2018-07-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Compressor wheel and use of the compressor wheel
KR20190128081A (en) * 2017-04-05 2019-11-14 아르끄마 프랑스 Method of impregnating fibers with polyaryletherketone and semifinished product obtained therefrom

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56120730A (en) * 1980-02-28 1981-09-22 Toray Ind Inc Carbon fiber for reinforcing polyphenylene sulfide
JPS5933330A (en) * 1982-07-22 1984-02-23 フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− Reinforcing material for plastic
JPS62115033A (en) * 1985-11-14 1987-05-26 Sumitomo Chem Co Ltd Fiber-reinforced composite material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56120730A (en) * 1980-02-28 1981-09-22 Toray Ind Inc Carbon fiber for reinforcing polyphenylene sulfide
JPS5933330A (en) * 1982-07-22 1984-02-23 フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− Reinforcing material for plastic
JPS62115033A (en) * 1985-11-14 1987-05-26 Sumitomo Chem Co Ltd Fiber-reinforced composite material

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH037763A (en) * 1989-02-21 1991-01-14 Mitsui Toatsu Chem Inc Carbon-fiber reinforced polyimide resin composition
JP2012501407A (en) * 2008-08-29 2012-01-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Composite parts for aircraft engines
JP2016510829A (en) * 2013-03-11 2016-04-11 エオニックス・アドバンスト・マテリアルズ・コーポレイションAonix Advanced Materials Corp. Compositions and methods for producing thermoplastic composites
JP2018518630A (en) * 2015-06-24 2018-07-12 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Compressor wheel and use of the compressor wheel
KR20190128081A (en) * 2017-04-05 2019-11-14 아르끄마 프랑스 Method of impregnating fibers with polyaryletherketone and semifinished product obtained therefrom
JP2020513052A (en) * 2017-04-05 2020-04-30 アルケマ フランス Method for impregnating reinforcing fibers with polyaryl ether ketone and semi-finished products obtained therefrom
US11697718B2 (en) 2017-04-05 2023-07-11 Arkema France Method for impregnating reinforcing fibres with polyaryletherketones and semi-products obtained therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
JP2603321B2 (en) 1997-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0344327B1 (en) Resin-coated carbon fibers, heat-resistant resin composition using same, and parts for internal combustion engines
CN109651814A (en) A kind of high activeness and quietness type polyphenyl thioether composite material and preparation method thereof
JPH01144462A (en) Blend of polyhydric phenol polycyanate ester and thermoplastic polymer
JPH02175972A (en) Heat-resistant resin composition and internal combustion engine parts using same
EP3401355A1 (en) Polyamide material
EP3904074A1 (en) Metal-fiber reinforced plastic composite material
JP2009024057A (en) Composite fiber-reinforced thermoplastic resin pellet, and molded product
US5223556A (en) Aromatic polyetherketone resin compositions containing polyetherimide, polysulfone-coated carbon fibers and mechanical component formed therefrom
KR930010236B1 (en) Aromatic polyether keton resin composition
JP4518034B2 (en) Method for producing cross-linked resin and fiber-reinforced resin molded product
JPH0642302A (en) Fiber reinforced resin-made impeller
KR930005401B1 (en) Carbon fiber reinforced polyimide resin composition
JP2667544B2 (en) Internal combustion engine parts
JPS61126172A (en) Injection molding having excellent heat resistance and mechanical strength
JPS6079053A (en) Perfluoroalkoxy resin composition
JP2624554B2 (en) Internal combustion engine parts
KR930010237B1 (en) Aromatic polyether keton resin composition
JP2667247B2 (en) Internal combustion engine parts and accessory parts
JPH068317Y2 (en) Impeller
JP2007112915A (en) High strength polyamide resin composition and its production method
JPS63278825A (en) Resin composition for impeller
KR20190066877A (en) Polyamide resin composition and Idle Gear by using the same
JP3101683B2 (en) Polyarylene sulfide resin composition
JP2667246B2 (en) Aromatic polyetherketone resin composition
KR20230166290A (en) Fiber reinforced with mechanical strength reinforced by hybrid sizing treatment and manufacturing method thereof, and fiber-reinforced composite material using same

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term