JPH045791B2 - - Google Patents
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- JPH045791B2 JPH045791B2 JP410483A JP410483A JPH045791B2 JP H045791 B2 JPH045791 B2 JP H045791B2 JP 410483 A JP410483 A JP 410483A JP 410483 A JP410483 A JP 410483A JP H045791 B2 JPH045791 B2 JP H045791B2
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
本発明は、炭素繊維用表面処理剤に関するもの
である。 従来より、炭素繊維と各種熱可塑性・熱硬化性
樹脂などのマトリツクス樹脂との複合材料は、そ
の卓越した比強度・比弾性率などの性質を利用し
て多くの用途に利用されている。ところで各種マ
トリツクス樹脂を用いた複合材料の性能・機械的
諸特性を決定する最も重要な要因の１つは、補強
材とマトリツクス樹脂との親和性・接着性にあ
る。 炭素繊維の場合エポキシ、不飽和ポリエステ
ル、フエノール、ポリアミド、ポリカーボネート
又はポリオレフインなどをマトリツクス樹脂とし
て複合材料が製造されているが、一般にそれらの
マトリツクス樹脂と炭素繊維の親和性は良好でな
く、また、マトリツクス樹脂の硬化時に歪を生じ
接着性も充分とは云えない。 また、炭素繊維複合材料の製造においては通常
数千本の炭素繊維のフイラメント単繊維をトウ状
に引き揃えシート状又は織物状にした後、マトリ
ツクス樹脂と複合化するが、この際シート状又は
織物状物は毛羽立ち易く操作が困難となるため、
炭素繊維は予め各種表面処理剤によつて処理する
のが常である。しかし、それでも炭素繊維複合材
料として満足すべき性能を発揮し得ていない欠点
を有している。 本発明者らは、前述の如き状況に鑑み、炭素繊
維とマトリツクス樹脂との親和性、接着性を改良
し複合材料として満足すべき性能を発揮し得るよ
うな炭素繊維用表面処理剤について鋭意検討した
結果、本発明に到達した。即ち、本発明は、エポ
キシ100重量部に充填材を１〜50重量部含有せし
めた炭素繊維用表面処理剤を用いることを特徴と
する炭素繊維用表面処理剤にある。本発明の充填
材としては炭素材料粉末又は金属材料粉末が挙げ
られ、炭素材料粉末としては、黒鉛粉末、カーボ
ンブラツク粉末、炭素繊維をチヨツプ或いは粉砕
したもの、金属材料粉末としてはアルミニウム粉
末、亜鉛粉末等がある。場合によりシリカ粉末等
の無機物粉末を用いることもできる。 本発明に用いるエポキシ樹脂とは、通常のエポ
キシ樹脂でよく、例えばビスフエノールタイプジ
グリシジルエーテル、ノボラツクタイプエポキシ
樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂を溶解
する溶媒は溶解性が良好であればどのようなもの
でもよく、例えばアセトン、メチルエチルケトン
等が用いられる。 本発明に用いる充填材の添加量はあまり少量で
は集束性が劣り、多量では逆に接着力を低下させ
る。エポキシ樹脂100重量部に対し１〜50重量部
が良く、好ましくは10〜30重量部が良い。充填材
粉末粒子の大きさは重要ではないが、炭素繊維直
径より小さいものの方が均一に分散するので良
く、0.1〜10μ、好ましくは0.1〜5μ程度が良い。 エポキシ樹脂に充填材を分散せしめるには、エ
ポキシ樹脂に充填材が不溶なため、その均一分散
が難しく、例えば予めエポキシ樹脂を溶媒に溶解
した後、充填材を投入し、撹拌することにより、
その均一分散をはかることができる。かくして得
られた表面処理剤は通常の方法によつて炭素繊維
に対して表面処理することができる。 かくして得られた表面処理剤含浸炭素繊維は、
そのままマトリツクス樹脂と複合化してもよく、
また１度約70〜150℃で表面処理剤をある程度硬
化させてから複合化してもよい。 本発明の処理剤で処理した炭素繊維は集束性に
優れ、またマトリツクス樹脂に対し接着性が良好
であり、コンポジツト特性の極めて良い複合材料
を得ることができる。 以下、本発明を実施例により更に詳しく説明す
るが、これらは本発明を限定するものではない。 ５重量部のエポキシ樹脂（シエル化学(株)、商品
名「エピコート828」）をメチルエチルケトン100
重量部で溶解し、プラスチツク容器中で表に示す
各種充填材を混合し撹拌しながら、炭素繊維6000
フイラメントを浸漬した後表面処理剤を含浸した
炭素繊維をダイスに通し、その後、約110℃熱風
を吹き付け乾燥した表面処理剤の付着量は炭素繊
維１ｇ当り約１ｇの割合であつた。 このようにして得られた炭素繊維について、目
視によつてその集束性を評価した。 次に、これらの炭素繊維にエポキシ樹脂（シエ
ル化学(株)、商品名「エピコート828」）を100重量
部、無水メチル・ナジツク酸を90重量部及びベン
ジル・ジメチルアミンを２重量部からなる樹脂組
成物をドラム・ワインダー型含浸装置を用いて均
一に含浸し、一方向に揃えてプリプレグを作成し
た。得られたプリプレグを長さ250mm、幅250mmに
裁断し、積層して５Kg／cm2加圧下に90℃で２時
間、更に150℃で４時間硬化成型し、厚み２mmの
複合材料を得た。得られた複合材料のILSS（層間
剪断強度）をASTM Ｄ−2344に準じて測定し
た。測定は室温で行なつた。 充填材の種類及び評価結果を表に示す。表に示
すように、本発明のものが集束性及びその複合材
料の特性であるILSSが極めて大きく向上したこ
とがわかる。
である。 従来より、炭素繊維と各種熱可塑性・熱硬化性
樹脂などのマトリツクス樹脂との複合材料は、そ
の卓越した比強度・比弾性率などの性質を利用し
て多くの用途に利用されている。ところで各種マ
トリツクス樹脂を用いた複合材料の性能・機械的
諸特性を決定する最も重要な要因の１つは、補強
材とマトリツクス樹脂との親和性・接着性にあ
る。 炭素繊維の場合エポキシ、不飽和ポリエステ
ル、フエノール、ポリアミド、ポリカーボネート
又はポリオレフインなどをマトリツクス樹脂とし
て複合材料が製造されているが、一般にそれらの
マトリツクス樹脂と炭素繊維の親和性は良好でな
く、また、マトリツクス樹脂の硬化時に歪を生じ
接着性も充分とは云えない。 また、炭素繊維複合材料の製造においては通常
数千本の炭素繊維のフイラメント単繊維をトウ状
に引き揃えシート状又は織物状にした後、マトリ
ツクス樹脂と複合化するが、この際シート状又は
織物状物は毛羽立ち易く操作が困難となるため、
炭素繊維は予め各種表面処理剤によつて処理する
のが常である。しかし、それでも炭素繊維複合材
料として満足すべき性能を発揮し得ていない欠点
を有している。 本発明者らは、前述の如き状況に鑑み、炭素繊
維とマトリツクス樹脂との親和性、接着性を改良
し複合材料として満足すべき性能を発揮し得るよ
うな炭素繊維用表面処理剤について鋭意検討した
結果、本発明に到達した。即ち、本発明は、エポ
キシ100重量部に充填材を１〜50重量部含有せし
めた炭素繊維用表面処理剤を用いることを特徴と
する炭素繊維用表面処理剤にある。本発明の充填
材としては炭素材料粉末又は金属材料粉末が挙げ
られ、炭素材料粉末としては、黒鉛粉末、カーボ
ンブラツク粉末、炭素繊維をチヨツプ或いは粉砕
したもの、金属材料粉末としてはアルミニウム粉
末、亜鉛粉末等がある。場合によりシリカ粉末等
の無機物粉末を用いることもできる。 本発明に用いるエポキシ樹脂とは、通常のエポ
キシ樹脂でよく、例えばビスフエノールタイプジ
グリシジルエーテル、ノボラツクタイプエポキシ
樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂を溶解
する溶媒は溶解性が良好であればどのようなもの
でもよく、例えばアセトン、メチルエチルケトン
等が用いられる。 本発明に用いる充填材の添加量はあまり少量で
は集束性が劣り、多量では逆に接着力を低下させ
る。エポキシ樹脂100重量部に対し１〜50重量部
が良く、好ましくは10〜30重量部が良い。充填材
粉末粒子の大きさは重要ではないが、炭素繊維直
径より小さいものの方が均一に分散するので良
く、0.1〜10μ、好ましくは0.1〜5μ程度が良い。 エポキシ樹脂に充填材を分散せしめるには、エ
ポキシ樹脂に充填材が不溶なため、その均一分散
が難しく、例えば予めエポキシ樹脂を溶媒に溶解
した後、充填材を投入し、撹拌することにより、
その均一分散をはかることができる。かくして得
られた表面処理剤は通常の方法によつて炭素繊維
に対して表面処理することができる。 かくして得られた表面処理剤含浸炭素繊維は、
そのままマトリツクス樹脂と複合化してもよく、
また１度約70〜150℃で表面処理剤をある程度硬
化させてから複合化してもよい。 本発明の処理剤で処理した炭素繊維は集束性に
優れ、またマトリツクス樹脂に対し接着性が良好
であり、コンポジツト特性の極めて良い複合材料
を得ることができる。 以下、本発明を実施例により更に詳しく説明す
るが、これらは本発明を限定するものではない。 ５重量部のエポキシ樹脂（シエル化学(株)、商品
名「エピコート828」）をメチルエチルケトン100
重量部で溶解し、プラスチツク容器中で表に示す
各種充填材を混合し撹拌しながら、炭素繊維6000
フイラメントを浸漬した後表面処理剤を含浸した
炭素繊維をダイスに通し、その後、約110℃熱風
を吹き付け乾燥した表面処理剤の付着量は炭素繊
維１ｇ当り約１ｇの割合であつた。 このようにして得られた炭素繊維について、目
視によつてその集束性を評価した。 次に、これらの炭素繊維にエポキシ樹脂（シエ
ル化学(株)、商品名「エピコート828」）を100重量
部、無水メチル・ナジツク酸を90重量部及びベン
ジル・ジメチルアミンを２重量部からなる樹脂組
成物をドラム・ワインダー型含浸装置を用いて均
一に含浸し、一方向に揃えてプリプレグを作成し
た。得られたプリプレグを長さ250mm、幅250mmに
裁断し、積層して５Kg／cm2加圧下に90℃で２時
間、更に150℃で４時間硬化成型し、厚み２mmの
複合材料を得た。得られた複合材料のILSS（層間
剪断強度）をASTM Ｄ−2344に準じて測定し
た。測定は室温で行なつた。 充填材の種類及び評価結果を表に示す。表に示
すように、本発明のものが集束性及びその複合材
料の特性であるILSSが極めて大きく向上したこ
とがわかる。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エポキシ樹脂100重量部に対し、充填材を１
〜50重量部含有せしめたことを特徴とする炭素繊
維用表面処理剤。 ２ 前記充填材として炭素材料粉末を用いた特許
請求の範囲第１項に記載した炭素繊維用表面処理
剤。 ３ 前記炭素材料粉末として黒鉛粉末を用いた特
許請求の範囲第２項に記載した充填材。 ４ 前記充填材として金属材料粉末を用いた特許
請求の範囲第１項に記載した炭素繊維用表面処理
剤。 ５ 前記金属材料粉末としてアルミニウム粉末を
用いた特許請求の範囲第４項に記載した充填材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP410483A JPS59137576A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 炭素繊維用表面処理剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP410483A JPS59137576A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 炭素繊維用表面処理剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137576A JPS59137576A (ja) | 1984-08-07 |
| JPH045791B2 true JPH045791B2 (ja) | 1992-02-03 |
Family
ID=11575478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP410483A Granted JPS59137576A (ja) | 1983-01-17 | 1983-01-17 | 炭素繊維用表面処理剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137576A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6359473A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-15 | 宇部興産株式会社 | 複合材料用無機繊維の製造法 |
| JP2551850B2 (ja) * | 1989-11-02 | 1996-11-06 | 宇部興産株式会社 | ハイブリッド繊維、その製造方法及びこの繊維で強化された金属の製造方法 |
| JP2587785B2 (ja) * | 1994-03-04 | 1997-03-05 | 芳邦 好満 | プリプレグの製造方法 |
| JP4107475B2 (ja) * | 2002-02-22 | 2008-06-25 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化複合材料用の補強繊維 |
| KR102445460B1 (ko) * | 2016-09-13 | 2022-09-22 | 주식회사 테크위드 | 메쉬스크린을 이용한 프리프레그 제조 장치 및 그 방법 |
| CN110004707A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-12 | 南昌航空大学 | 一种含碳纳米材料的上浆剂表面改性碳纤维的方法 |
-
1983
- 1983-01-17 JP JP410483A patent/JPS59137576A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59137576A (ja) | 1984-08-07 |
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