JPH0445157A - 樹脂複合材 - Google Patents
樹脂複合材Info
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- JPH0445157A JPH0445157A JP15268290A JP15268290A JPH0445157A JP H0445157 A JPH0445157 A JP H0445157A JP 15268290 A JP15268290 A JP 15268290A JP 15268290 A JP15268290 A JP 15268290A JP H0445157 A JPH0445157 A JP H0445157A
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、樹脂複合材に関する。更に詳しくは、強度、
弾性率、電気伝導性、熱伝導性、摺動性、表面平滑性に
優れ、なかんづく、曲げ強度の等方性と低反り性に優れ
た樹脂複合材に関する。
弾性率、電気伝導性、熱伝導性、摺動性、表面平滑性に
優れ、なかんづく、曲げ強度の等方性と低反り性に優れ
た樹脂複合材に関する。
〔従来の技術］
従来、炭素繊維（以下ｃｐという）で強化した射出成形
樹脂複合材のフィラーとしては、ＰＡＮ系又はピッチ系
ＣＦを数鵬にカットしたもの、又は１−以下に粉砕した
ファイバーが用いられてきた。
樹脂複合材のフィラーとしては、ＰＡＮ系又はピッチ系
ＣＦを数鵬にカットしたもの、又は１−以下に粉砕した
ファイバーが用いられてきた。
しかし、上記ＰＡＮ系、ピッチ系ＣＦを用いた樹脂複合
材では、それらのフィラーが射出成形時に流動方向に配
向しやすく、そのために射出方向とそれに直角な方向と
で物性の差が生じやすいという問題がある。更に、その
フィラーの異方性のために、成形後の樹脂複合材に反り
が発生したり、十分な寸法精度が出なかったりという問
題もある。
材では、それらのフィラーが射出成形時に流動方向に配
向しやすく、そのために射出方向とそれに直角な方向と
で物性の差が生じやすいという問題がある。更に、その
フィラーの異方性のために、成形後の樹脂複合材に反り
が発生したり、十分な寸法精度が出なかったりという問
題もある。
特に、板材、シート材、精密成形品のようなウェルドラ
インでのフィラーの配向が問題となるような複合材では
、このような問題が致命的になりかねない。
インでのフィラーの配向が問題となるような複合材では
、このような問題が致命的になりかねない。
これらの問題を解決するために、チタン酸カリウムのよ
うなセラミックスのウィスカーをフィラーとして用いる
手段がある。
うなセラミックスのウィスカーをフィラーとして用いる
手段がある。
しかし、このようなウィスカーでは導電性が当然期待で
きないばかりでなく、得られる複合材の物性、特に強度
が不十分であり、また物性の等方性も、ＰＡＮ系ＣＦ等
よりは改善されるが、決して十分なものではない。
きないばかりでなく、得られる複合材の物性、特に強度
が不十分であり、また物性の等方性も、ＰＡＮ系ＣＦ等
よりは改善されるが、決して十分なものではない。
導電性カーボンブラックをフィラーとして用いれば、導
電性と曲げ強度の等方性は十分な複合材が得られるが、
補強性能の面で全く不満足な複合材しか得られない。
電性と曲げ強度の等方性は十分な複合材が得られるが、
補強性能の面で全く不満足な複合材しか得られない。
本発明の目的は、補強性能、曲げ強度の等方性に優れ、
低反り性、寸法精度に優れかっ、電気伝導性、熱伝導性
、摺動性、表面平滑性に優れた樹脂複合材を提供するこ
とにある。
低反り性、寸法精度に優れかっ、電気伝導性、熱伝導性
、摺動性、表面平滑性に優れた樹脂複合材を提供するこ
とにある。
前記諜鹿を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果
、特定の気相法ＣＰを特定の割合で樹脂に添加して射出
成形することにより、曲げ強度の異方性が極めて小さい
複合材が得られ、他の各種フィラーでは解決され得なか
った前記の問題点が大幅に改善されることを見出し、本
発明に到達した。
、特定の気相法ＣＰを特定の割合で樹脂に添加して射出
成形することにより、曲げ強度の異方性が極めて小さい
複合材が得られ、他の各種フィラーでは解決され得なか
った前記の問題点が大幅に改善されることを見出し、本
発明に到達した。
即ち、本発明は、繊維の直径が０．０１〜４μｍ、繊維
の長さ／直径が５〜１０００の気相法ＣＦをフィラーと
し、樹脂をマトリックスとする複合材において、フィラ
ーの量が５〜４０重量％、複合材の曲げ強度異方比が１
．２以下であることを特徴とする樹脂複合材、である。
の長さ／直径が５〜１０００の気相法ＣＦをフィラーと
し、樹脂をマトリックスとする複合材において、フィラ
ーの量が５〜４０重量％、複合材の曲げ強度異方比が１
．２以下であることを特徴とする樹脂複合材、である。
本発明に用いる気相法ＣＦの直径は０．０１〜４μ−で
あり、好ましくは０．０５〜１μｍである。また、ＣＦ
の長さ／直径、即ちアスペクト比は５〜１０００であり
、好ましくは１０〜２００である。アスペクト比が５よ
り小さくなると樹脂の補強効果が小さくなり、１０００
を越えると曲げ強度の異方比が大きくなってしまう。本
発明に用いる気相法ＣＦは表面処理されたもの、黒鉛化
されたものも含む。
あり、好ましくは０．０５〜１μｍである。また、ＣＦ
の長さ／直径、即ちアスペクト比は５〜１０００であり
、好ましくは１０〜２００である。アスペクト比が５よ
り小さくなると樹脂の補強効果が小さくなり、１０００
を越えると曲げ強度の異方比が大きくなってしまう。本
発明に用いる気相法ＣＦは表面処理されたもの、黒鉛化
されたものも含む。
本発明に用いる気相法ＣＦの複合材中における量は５〜
４０重量％である。５重量％未満であると補強効果が小
さくなり、４０重量％を越えると溶融粘度の増加等成形
加工性が悪くなる。
４０重量％である。５重量％未満であると補強効果が小
さくなり、４０重量％を越えると溶融粘度の増加等成形
加工性が悪くなる。
本発明の樹脂複合材の曲げ強度異方比は１．２以下であ
る。１．２を越えると、反り及び寸法精度の問題が生じ
る。本発明における曲げ強度異方比とは、板材における
射出方向とそれに直角な方向との曲げ強度の比で定義さ
れるものである。
る。１．２を越えると、反り及び寸法精度の問題が生じ
る。本発明における曲げ強度異方比とは、板材における
射出方向とそれに直角な方向との曲げ強度の比で定義さ
れるものである。
本発明に用いる気相法ＣＦは、例えば特開昭６０２３１
８２１号公報、特開昭６１−２２５３２２号公報、特開
昭６１．２８２４２７号公報等に開示されているように
、加熱帯域の空間で炭化水素類を熱分解触媒反応させる
ことにより製造される。
８２１号公報、特開昭６１−２２５３２２号公報、特開
昭６１．２８２４２７号公報等に開示されているように
、加熱帯域の空間で炭化水素類を熱分解触媒反応させる
ことにより製造される。
本発明に用いる気相法ＣＦは、予め３本ロール、バンバ
リーミキサ−１押出機等により、樹脂と混練してペレッ
ト状にしておいてから成形するのが好ましく、その際に
は、顆粒状形態に加工された気相法ＣＦを用いるのが、
取扱い性、均一分散性の点から好ましい。射出成形する
ときは、このようにして得られた、気相法ＣＦを含む樹
脂複合ペレット状物を通常の射出成形機に供給すること
により所定の複合材成形体を得ることができる。
リーミキサ−１押出機等により、樹脂と混練してペレッ
ト状にしておいてから成形するのが好ましく、その際に
は、顆粒状形態に加工された気相法ＣＦを用いるのが、
取扱い性、均一分散性の点から好ましい。射出成形する
ときは、このようにして得られた、気相法ＣＦを含む樹
脂複合ペレット状物を通常の射出成形機に供給すること
により所定の複合材成形体を得ることができる。
本発明の樹脂複合材は必ずしも射出成形のみによって得
られるものに限定されず、成形の際に樹脂の速い流れが
生ずる成形法であれば何れでもよ（、トランスファー成
形押出し成形のようなものも勿論含まれる。
られるものに限定されず、成形の際に樹脂の速い流れが
生ずる成形法であれば何れでもよ（、トランスファー成
形押出し成形のようなものも勿論含まれる。
本発明の樹脂複合材を構成するマトリックスとしての樹
脂は、その種類は全く問わず、熱可塑性樹脂は勿論、熱
硬化性樹脂であってもよい。
脂は、その種類は全く問わず、熱可塑性樹脂は勿論、熱
硬化性樹脂であってもよい。
本発明において曲げ強度異方比が１．２以下の樹脂複合
材を得る方法については特別な限定はない。
材を得る方法については特別な限定はない。
例えば曲げ強度異方比１．２以下の樹脂複合材は用いる
樹脂の溶融粘度、成形温度、射出圧押出し圧等の成形圧
力、気相法ＣＦの添加量、アスペクト比、得ようとする
複合材の形状等を総合的に勘案し、更に金型のゲート巾
の設計等を加味し任意の条件を設定して達成することが
できる。ただし、その場合も用いる気相法ＣＦの寸法、
添加量は前記の範囲に入っていることが必須である。
樹脂の溶融粘度、成形温度、射出圧押出し圧等の成形圧
力、気相法ＣＦの添加量、アスペクト比、得ようとする
複合材の形状等を総合的に勘案し、更に金型のゲート巾
の設計等を加味し任意の条件を設定して達成することが
できる。ただし、その場合も用いる気相法ＣＦの寸法、
添加量は前記の範囲に入っていることが必須である。
本発明において、気相法ＣＦを用いることにより曲げ強
度異方比の小さな樹脂複合材が得られる理由としては、
つぎのように考えられる。気相法ＣＦはＰＡＮ系、ピン
チ系ＣＦに較べて、直径、長さともに桁違いに微細な形
態の故に、成形時に樹脂の流動に沿って一方向に配列す
ることがなく、かなりランダムに配列し、成形後の複合
材中においても気相法ＣＦが３次元的に配向した成形体
が得られる。
度異方比の小さな樹脂複合材が得られる理由としては、
つぎのように考えられる。気相法ＣＦはＰＡＮ系、ピン
チ系ＣＦに較べて、直径、長さともに桁違いに微細な形
態の故に、成形時に樹脂の流動に沿って一方向に配列す
ることがなく、かなりランダムに配列し、成形後の複合
材中においても気相法ＣＦが３次元的に配向した成形体
が得られる。
その結果曲げ強度の異方比も小さな樹脂複合材が得られ
るものと思われる。また樹脂のウェルドラインにおいて
も、その場所で気相法ＣＦが配向しにくいために複合材
全体に曲げ強度の異方比が小さく均一な曲げ強度が得ら
れ、また偏った成形後の収縮も起こらないために反りが
小さく、所定の寸法精度をもった成形体が容易に得られ
るという利点がある。
るものと思われる。また樹脂のウェルドラインにおいて
も、その場所で気相法ＣＦが配向しにくいために複合材
全体に曲げ強度の異方比が小さく均一な曲げ強度が得ら
れ、また偏った成形後の収縮も起こらないために反りが
小さく、所定の寸法精度をもった成形体が容易に得られ
るという利点がある。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。
発明はこれらに限定されるものではない。
なお、物性測定はつぎのごとく行った。曲げ強度はＪＩ
Ｓ Ｋ７２０３に準じ、線膨張係数はＪＩＳ Ｋ６
９１１１に準じて行った。
Ｓ Ｋ７２０３に準じ、線膨張係数はＪＩＳ Ｋ６
９１１１に準じて行った。
実施例１ 比較例１〜２
フィラーは、気相法ＣＦとして直径０．０５〜０．３μ
園、アスペクト比５０〜１５０（実施例１）、またその
他のフィラーとして、６ＩＩＩＩ１１カツトの新旭化成
カーボンファイバー■製ＰＡＮ系ＣＦ （タイプＡ−６
０００） （比較例１）と、大塊化学■製チタン酸カ
リウムウィスカー（商品名ティスモＤ）（比較例２）と
を用いた。マトリックス樹脂は旭化成工業■製のポリプ
ロピレン（タイプＰ−１７００）を用いた。フィラーの
量は全て２０重量％とじ、２軸押出機により混練した。
園、アスペクト比５０〜１５０（実施例１）、またその
他のフィラーとして、６ＩＩＩＩ１１カツトの新旭化成
カーボンファイバー■製ＰＡＮ系ＣＦ （タイプＡ−６
０００） （比較例１）と、大塊化学■製チタン酸カ
リウムウィスカー（商品名ティスモＤ）（比較例２）と
を用いた。マトリックス樹脂は旭化成工業■製のポリプ
ロピレン（タイプＰ−１７００）を用いた。フィラーの
量は全て２０重量％とじ、２軸押出機により混練した。
ついで、巾８Ｃ１のゲートをもつ金型により射出成形し
た。得られた成形体は厚さ３■で第１図に示すごとく、
縦横ともに１３１の板材である。この板材から第１図に
示すように射出方向（以下Ａという）とそれに直角な方
向（以下Ｂという）とに幅１ｃＩＩの短冊を切出し、そ
の長さ方向の曲げ強度を測定した。その結果を第１表に
示す。
た。得られた成形体は厚さ３■で第１図に示すごとく、
縦横ともに１３１の板材である。この板材から第１図に
示すように射出方向（以下Ａという）とそれに直角な方
向（以下Ｂという）とに幅１ｃＩＩの短冊を切出し、そ
の長さ方向の曲げ強度を測定した。その結果を第１表に
示す。
第 １ 表
このように、実施例１は比較例１〜２に較べて曲げ強度
の異方比が小さく、補強効果も十分なものである。
の異方比が小さく、補強効果も十分なものである。
実施例２、比較例３
実施例１、比較例１で成形した板材の第１図に示す（３
）の箇所を１ｃｍ角に切出し、Ａ方向とＢ方向の線膨張
係数を測定した。その結果を第２表に示す。
）の箇所を１ｃｍ角に切出し、Ａ方向とＢ方向の線膨張
係数を測定した。その結果を第２表に示す。
第 ２ 表
このように、気相法ＣＦを含む樹脂複合材は、気相法Ｃ
Ｆの配向の異方性が小さい結果、ＰＡＮ系ＣＦの樹脂複
合体に較べ、線膨張係数においても異方性が小さいこと
が分かる。また比較例３の板は大きく反ったのに対して
、実施例２の板はほとんど反りが目立たなかった。
Ｆの配向の異方性が小さい結果、ＰＡＮ系ＣＦの樹脂複
合体に較べ、線膨張係数においても異方性が小さいこと
が分かる。また比較例３の板は大きく反ったのに対して
、実施例２の板はほとんど反りが目立たなかった。
実施例３
気相法ＣＦの量を１０重量％とした以外は全〈実施例１
と同様にして第１図に示すような板材を得た。
と同様にして第１図に示すような板材を得た。
この板材のＡ方向、Ｂ方向の曲げ強度は各々、７９０と
７４０ ｋｇ／Ｃ１１ｌであり、その異方比は、１．０
７であった。
７４０ ｋｇ／Ｃ１１ｌであり、その異方比は、１．０
７であった。
実施例４ 比較例４
フィラーとしては気相法ＣＦとＰＡＮ系ＣＦとを用い、
それらの量は３０重量％とじ、樹脂として旭化成工業■
製のポリアセタール樹脂（商品名テナックＣ７５１０）
を用いたほかは、実施例１と全く同様にして第１図に示
すような板材を得た。Ａ方向とＢ方向の曲げ強度を測定
した結果を第３表に示す。
それらの量は３０重量％とじ、樹脂として旭化成工業■
製のポリアセタール樹脂（商品名テナックＣ７５１０）
を用いたほかは、実施例１と全く同様にして第１図に示
すような板材を得た。Ａ方向とＢ方向の曲げ強度を測定
した結果を第３表に示す。
第 ３ 表
〔発明の効果〕
本発明の樹脂複合材は、
従来のものに比べ、
力
学的性質の等方性に基づく、低反り性、高い寸法精度、
寸法安定性を有し、かつ、電気伝導性、熱伝導性、摺動
性、平面平滑性を有するものであり、板材、シート材、
複雑な成形部品等広い用途に用いることができる。
寸法安定性を有し、かつ、電気伝導性、熱伝導性、摺動
性、平面平滑性を有するものであり、板材、シート材、
複雑な成形部品等広い用途に用いることができる。
第１図は、実施例、比較例に用いた厚さ３１１Ｉｌｌの
板材及び物性測定の寸法を示した平面図である。 １・・・射出方向に切り出した曲げ強度測定用の短冊サ
ンプルの位置、２・・・射出方向と直角な方向に切出し
た曲げ強度測定用の短冊サンプルの位置、３・・・線膨
張係数測定用に切出したサンプルの位置、４・・・金型
のゲートの位置。 特許出願人 旭化成工業株式会社
板材及び物性測定の寸法を示した平面図である。 １・・・射出方向に切り出した曲げ強度測定用の短冊サ
ンプルの位置、２・・・射出方向と直角な方向に切出し
た曲げ強度測定用の短冊サンプルの位置、３・・・線膨
張係数測定用に切出したサンプルの位置、４・・・金型
のゲートの位置。 特許出願人 旭化成工業株式会社
Claims (1)
- １、繊維の直径が０．０１〜４μｍ、繊維の長さ／直径
が５〜１０００の気相法炭素繊維をフィラーとし、樹脂
をマトリックスとする複合材において、フィラーの量が
５〜４０重量％、複合材の曲げ強度異方比が１．２以下
であることを特徴とする樹脂複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15268290A JPH0445157A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 樹脂複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15268290A JPH0445157A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 樹脂複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445157A true JPH0445157A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15545814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15268290A Pending JPH0445157A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 樹脂複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0445157A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926801A2 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Motor generator using permanent magnet |
| WO2005100465A1 (en) | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Showa Denko K. K. | Carbon-based electrically conducting filler, composition and use thereof |
| JP2005325345A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-11-24 | Showa Denko Kk | 複合材組成物およびその製造方法 |
| WO2007032081A1 (ja) | 2005-09-16 | 2007-03-22 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | マスターバッチおよびそれを配合した組成物 |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP15268290A patent/JPH0445157A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926801A2 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Motor generator using permanent magnet |
| EP0926801A3 (en) * | 1997-12-26 | 2000-07-26 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Motor generator using permanent magnet |
| WO2005100465A1 (en) | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Showa Denko K. K. | Carbon-based electrically conducting filler, composition and use thereof |
| JP2005325345A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-11-24 | Showa Denko Kk | 複合材組成物およびその製造方法 |
| WO2007032081A1 (ja) | 2005-09-16 | 2007-03-22 | Asahi Kasei Chemicals Corporation | マスターバッチおよびそれを配合した組成物 |
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