JPH061658A - 厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法 - Google Patents
厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法Info
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- JPH061658A JPH061658A JP4159610A JP15961092A JPH061658A JP H061658 A JPH061658 A JP H061658A JP 4159610 A JP4159610 A JP 4159610A JP 15961092 A JP15961092 A JP 15961092A JP H061658 A JPH061658 A JP H061658A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】層間剥離を生じることがなく、厚さ方向の強度
にも優れた厚肉の炭素繊維／炭素複合材料を容易に、し
かも低コストで製造することができる成形方法を提供す
る。 【構成】金型１内に収納して圧縮状態とした炭素繊維か
らなるチョップ繊維２に、鉤状もしくは二股状先端部を
有するニードルパンチ４を用いて厚さ方向の繊維配向を
施したのち、前記金型内にマトリックス炭素となる液状
のピッチもしくは樹脂を注入して複合化処理を行う。
にも優れた厚肉の炭素繊維／炭素複合材料を容易に、し
かも低コストで製造することができる成形方法を提供す
る。 【構成】金型１内に収納して圧縮状態とした炭素繊維か
らなるチョップ繊維２に、鉤状もしくは二股状先端部を
有するニードルパンチ４を用いて厚さ方向の繊維配向を
施したのち、前記金型内にマトリックス炭素となる液状
のピッチもしくは樹脂を注入して複合化処理を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、炭素繊維／炭素複合
材料の製造方法に係わり、特に、４０ｍｍ前後、あるい
はそれ以上の厚肉であって、しかも層間剥離などの内部
欠陥を生じず、厚さ方向の強度にも優れた炭素繊維／炭
素複合材料を得るのに利用される厚肉炭素繊維／炭素複
合材料の成形方法に関するものである。
材料の製造方法に係わり、特に、４０ｍｍ前後、あるい
はそれ以上の厚肉であって、しかも層間剥離などの内部
欠陥を生じず、厚さ方向の強度にも優れた炭素繊維／炭
素複合材料を得るのに利用される厚肉炭素繊維／炭素複
合材料の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、厚肉の炭素繊維／炭素複合材料を
成形するには、例えば、金型内に一枚ずつ積層したシー
ト状の炭素繊維クロスプリプレグやフェルトプリプレ
グ、あるいは同じく金型内にランダムに積層した炭素繊
維のクロスチョップ，フェルトチョップ，ＵＤ（一方
向）チョップなどの短寸プリプレグを加圧しながら加熱
することにより硬化させて炭素繊維強化プラスチックと
なし、その後炭化もしくは黒鉛化処理を施し、これを繰
り返すことによって密度を高めて厚肉の炭素繊維／炭素
複合材料としていた。
成形するには、例えば、金型内に一枚ずつ積層したシー
ト状の炭素繊維クロスプリプレグやフェルトプリプレ
グ、あるいは同じく金型内にランダムに積層した炭素繊
維のクロスチョップ，フェルトチョップ，ＵＤ（一方
向）チョップなどの短寸プリプレグを加圧しながら加熱
することにより硬化させて炭素繊維強化プラスチックと
なし、その後炭化もしくは黒鉛化処理を施し、これを繰
り返すことによって密度を高めて厚肉の炭素繊維／炭素
複合材料としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の炭素繊維／炭素複合材料の成形方法のうち、クロス
プリプレグやＵＤチョッププリプレグなどを金型内で硬
化させるだけの方法では、厚さ方向への繊維配向が考慮
されていないため、特に肉厚が３０ｍｍ程度を超える
と、プレス成形時やその後の複合化処理時に、繊維収縮
や残留応力によって、層間剥離を生じたり、剥離を生じ
ないまでも厚さ方向の強度が得られないという問題点が
ある。
来の炭素繊維／炭素複合材料の成形方法のうち、クロス
プリプレグやＵＤチョッププリプレグなどを金型内で硬
化させるだけの方法では、厚さ方向への繊維配向が考慮
されていないため、特に肉厚が３０ｍｍ程度を超える
と、プレス成形時やその後の複合化処理時に、繊維収縮
や残留応力によって、層間剥離を生じたり、剥離を生じ
ないまでも厚さ方向の強度が得られないという問題点が
ある。
【０００４】また、このような問題点の対策として、積
層後のプリプレグに、先端が鉤状あるいは二股状になっ
たニードルパンチを用いてパンチングを施し、繊維の一
部を厚さ方向に配向させることにより厚さ方向の強度を
高める方法があるが、厚肉になるほど繊維の抵抗が大き
くなって、前記ニードルパンチが肉厚分だけ貫通しなく
なるという問題点がある。
層後のプリプレグに、先端が鉤状あるいは二股状になっ
たニードルパンチを用いてパンチングを施し、繊維の一
部を厚さ方向に配向させることにより厚さ方向の強度を
高める方法があるが、厚肉になるほど繊維の抵抗が大き
くなって、前記ニードルパンチが肉厚分だけ貫通しなく
なるという問題点がある。
【０００５】さらに、クロスプリプレグやフェルトプリ
プレグなどシート状のプリプレグに対しては、ステッチ
ング、すなわち積層したプリプレグ同士を糸状の炭素繊
維を用いて縫い合わせることによって層間剥離を防止す
るとともに厚さ方向の強度を向上させることも考えられ
ているが、多大な工数がかかり、コストが大幅に増大す
るという問題点があって、これらの問題点を解決するこ
とが厚肉の炭素繊維／炭素複合材料を成形する上での課
題となっていた。
プレグなどシート状のプリプレグに対しては、ステッチ
ング、すなわち積層したプリプレグ同士を糸状の炭素繊
維を用いて縫い合わせることによって層間剥離を防止す
るとともに厚さ方向の強度を向上させることも考えられ
ているが、多大な工数がかかり、コストが大幅に増大す
るという問題点があって、これらの問題点を解決するこ
とが厚肉の炭素繊維／炭素複合材料を成形する上での課
題となっていた。
【０００６】
【発明の目的】この発明は、上記した従来の課題に着目
してなされたもので、層間剥離を生じることがなく、厚
さ方向の強度にも優れた厚肉の炭素繊維／炭素複合材料
を容易に、しかも低コストで製造することができる厚肉
炭素繊維／炭素複合材料の成形方法を提供することを目
的としている。
してなされたもので、層間剥離を生じることがなく、厚
さ方向の強度にも優れた厚肉の炭素繊維／炭素複合材料
を容易に、しかも低コストで製造することができる厚肉
炭素繊維／炭素複合材料の成形方法を提供することを目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる厚肉炭
素繊維／炭素複合材料の成形方法は、成形型内に収納し
て圧縮状態とした炭素繊維を主とするチョップ繊維に、
例えば鉤状もしくは二股状先端部を有するニードルパン
チなどを用いて厚さ方向の繊維配向を施したのち、前記
成形型内にマトリックス炭素となる液状のピッチもしく
は樹脂を注入し、複合化処理を行う構成としており、炭
素繊維／炭素複合材料の成形方法におけるこのような構
成を前述した従来の課題を解決するための手段としたこ
とを特徴としている。
素繊維／炭素複合材料の成形方法は、成形型内に収納し
て圧縮状態とした炭素繊維を主とするチョップ繊維に、
例えば鉤状もしくは二股状先端部を有するニードルパン
チなどを用いて厚さ方向の繊維配向を施したのち、前記
成形型内にマトリックス炭素となる液状のピッチもしく
は樹脂を注入し、複合化処理を行う構成としており、炭
素繊維／炭素複合材料の成形方法におけるこのような構
成を前述した従来の課題を解決するための手段としたこ
とを特徴としている。
【０００８】次に、この発明に係わる厚肉炭素繊維／炭
素複合材料の成形方法について順を追ってさらに詳しく
説明すると、まず最初に、図１（ａ）に示すような成形
型である金型１の中に炭素繊維からなるチョップ繊維２
を入れる。
素複合材料の成形方法について順を追ってさらに詳しく
説明すると、まず最初に、図１（ａ）に示すような成形
型である金型１の中に炭素繊維からなるチョップ繊維２
を入れる。
【０００９】使用するチョップ繊維２としては、繊維の
抵抗が少なく、後に説明するニードルパンチによるパン
チング作業のし易さからＵＤチョップ繊維を基本とする
が、成形しようとする炭素繊維／炭素複合材料の形状や
要求される強度によっては、クロスチョップ繊維やフェ
ルトチョップ繊維などを使用することや、これらチョッ
プ繊維を適宜混合して使用することも可能であり、チョ
ップ繊維のフィラメント数や繊維長さなどについても、
目的とする複合材料の形状や要求強度に応じて適宜選択
することができる。
抵抗が少なく、後に説明するニードルパンチによるパン
チング作業のし易さからＵＤチョップ繊維を基本とする
が、成形しようとする炭素繊維／炭素複合材料の形状や
要求される強度によっては、クロスチョップ繊維やフェ
ルトチョップ繊維などを使用することや、これらチョッ
プ繊維を適宜混合して使用することも可能であり、チョ
ップ繊維のフィラメント数や繊維長さなどについても、
目的とする複合材料の形状や要求強度に応じて適宜選択
することができる。
【００１０】このとき、チョップ繊維２は、図１（ａ）
に示すように、繊維間に多量の空気を含んで綿のように
膨らんだ状態となっているので、図１（ｂ）に示すよう
にチョップ繊維２を押え治具３によって押え付け、チョ
ップ繊維２を圧縮状態とすることによって繊維間の空気
を追い出し、繊維密度を高めたうえで、後述するニード
ルパンチ４を数回にわたって抜き差しする（パンチン
グ）ことによって前記チョップ繊維２のうちのいくつか
を厚さ方向に配向させるようにする。
に示すように、繊維間に多量の空気を含んで綿のように
膨らんだ状態となっているので、図１（ｂ）に示すよう
にチョップ繊維２を押え治具３によって押え付け、チョ
ップ繊維２を圧縮状態とすることによって繊維間の空気
を追い出し、繊維密度を高めたうえで、後述するニード
ルパンチ４を数回にわたって抜き差しする（パンチン
グ）ことによって前記チョップ繊維２のうちのいくつか
を厚さ方向に配向させるようにする。
【００１１】前記押え治具３は、図２に示すように枠３
ａの下面に網３ｂを貼り付けたものであって、この網３
ｂとして金網を使用した場合、該金網は後工程におい
て、前記チョップ繊維２やマトリックス炭素となるピッ
チや樹脂と共に金型１内でプレスキュアされ、複合材料
の表面に残存することになるので、当該複合材料の加工
時に切削除去される。 なお、この押え治具３は、チョ
ップ繊維２を圧縮した状態で、前記ニードルパンチ４に
よるパンチングを可能ならしめる機能があればよい。
したがって、前記金網に替えて、例えば炭素繊維のクロ
スを使用することもでき、この場合には、該炭素繊維ク
ロスが複合化処理によって炭素繊維／炭素複合材料の一
部となるので、成形後に切削除去する必要がなくなる。
ａの下面に網３ｂを貼り付けたものであって、この網３
ｂとして金網を使用した場合、該金網は後工程におい
て、前記チョップ繊維２やマトリックス炭素となるピッ
チや樹脂と共に金型１内でプレスキュアされ、複合材料
の表面に残存することになるので、当該複合材料の加工
時に切削除去される。 なお、この押え治具３は、チョ
ップ繊維２を圧縮した状態で、前記ニードルパンチ４に
よるパンチングを可能ならしめる機能があればよい。
したがって、前記金網に替えて、例えば炭素繊維のクロ
スを使用することもでき、この場合には、該炭素繊維ク
ロスが複合化処理によって炭素繊維／炭素複合材料の一
部となるので、成形後に切削除去する必要がなくなる。
【００１２】また、前記ニードルパンチ４は、図３
（ａ）あるいは図３（ｂ）に例示するような先端部が二
股状あるいは鉤状になったニードル４ｂあるいは４ｃを
基板４ａに多数植え込んだものであって、このような先
端形状のニードル４ｂ，４ｃがパンチングに際してチョ
ップ繊維２中を図中の上下方向、すなわち厚さ方向に何
度も往復することによって繊維の一部を引っ掛けて厚さ
方向に配向させるようになっている。
（ａ）あるいは図３（ｂ）に例示するような先端部が二
股状あるいは鉤状になったニードル４ｂあるいは４ｃを
基板４ａに多数植え込んだものであって、このような先
端形状のニードル４ｂ，４ｃがパンチングに際してチョ
ップ繊維２中を図中の上下方向、すなわち厚さ方向に何
度も往復することによって繊維の一部を引っ掛けて厚さ
方向に配向させるようになっている。
【００１３】つまり、図３（ａ）に示す二股状ニードル
４ｂの場合は、ニードルパンチ４を差し込む時に二股状
部４ｄで表面近くの繊維を底面方向に押し込むことによ
って、また、図３（ｂ）に示す鉤状ニードル４ｃの場合
には、ニードルパンチ４を引き抜く時に鉤状部４ｅで底
面近くの繊維を表面方向に引き上げることによって、ほ
ぼ長さ方向あるいは幅方向に並んでいたチョップ繊維２
の一部をそれぞれ厚さ方向に配向させることができる。
４ｂの場合は、ニードルパンチ４を差し込む時に二股状
部４ｄで表面近くの繊維を底面方向に押し込むことによ
って、また、図３（ｂ）に示す鉤状ニードル４ｃの場合
には、ニードルパンチ４を引き抜く時に鉤状部４ｅで底
面近くの繊維を表面方向に引き上げることによって、ほ
ぼ長さ方向あるいは幅方向に並んでいたチョップ繊維２
の一部をそれぞれ厚さ方向に配向させることができる。
【００１４】したがって、例えばチョップ繊維２の密度
が高く、ニードルパンチ４の抜き差しがチョップ繊維２
を圧縮した状態では困難な場合には、図３（ｂ）に示し
た鉤状ニードル４ｃを用い、ニードル４ｃを金網３ｂに
差し込んだままの押え治具３によって、図１（ａ）に示
した状態のチョップ繊維２をニードルパンチ４とともに
押圧して、ニードル４ｃを当該チョップ繊維２に差し込
みつつ図１（ｂ）に示す圧縮状態となし、前記押え治具
３を残してニードルパンチ４のみを引き上げるようにす
ることによって、繊維を厚さ方向に配向させることも可
能である。
が高く、ニードルパンチ４の抜き差しがチョップ繊維２
を圧縮した状態では困難な場合には、図３（ｂ）に示し
た鉤状ニードル４ｃを用い、ニードル４ｃを金網３ｂに
差し込んだままの押え治具３によって、図１（ａ）に示
した状態のチョップ繊維２をニードルパンチ４とともに
押圧して、ニードル４ｃを当該チョップ繊維２に差し込
みつつ図１（ｂ）に示す圧縮状態となし、前記押え治具
３を残してニードルパンチ４のみを引き上げるようにす
ることによって、繊維を厚さ方向に配向させることも可
能である。
【００１５】ニードルパンチ４によるパンチングを終え
たら、図１（ｃ）に示すように、前記押え治具３を移動
させることなく圧縮状態のままで、金型１に設けた注入
孔１ａからピッチ、あるいはフェノール樹脂などマトリ
ックス炭素前駆体となる液状材料を金型１内に注入し、
ポンピングを数回繰り返すことによってチョップ繊維２
の間に残存する気泡を除去する。
たら、図１（ｃ）に示すように、前記押え治具３を移動
させることなく圧縮状態のままで、金型１に設けた注入
孔１ａからピッチ、あるいはフェノール樹脂などマトリ
ックス炭素前駆体となる液状材料を金型１内に注入し、
ポンピングを数回繰り返すことによってチョップ繊維２
の間に残存する気泡を除去する。
【００１６】そして、上型５によって加圧しながら、１
００〜２５０℃の温度に加熱して硬化させたのち、該硬
化体を金型１から出し、例えば５００〜１０００℃での
炭化処理，２０００〜３０００℃での黒鉛化処理、およ
びピッチ含浸からなる複合化処理を目標の密度となるま
で繰り返し施すことにより、図１（ｄ）に示すような厚
肉の炭素繊維／炭素複合材料６が得られる。 なお、前
記複合化処理をＨＩＰ処理によって、例えば１０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 程度の高圧下で行うことによって高密度，高
強度の複合材料を得ることができる。
００〜２５０℃の温度に加熱して硬化させたのち、該硬
化体を金型１から出し、例えば５００〜１０００℃での
炭化処理，２０００〜３０００℃での黒鉛化処理、およ
びピッチ含浸からなる複合化処理を目標の密度となるま
で繰り返し施すことにより、図１（ｄ）に示すような厚
肉の炭素繊維／炭素複合材料６が得られる。 なお、前
記複合化処理をＨＩＰ処理によって、例えば１０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 程度の高圧下で行うことによって高密度，高
強度の複合材料を得ることができる。
【００１７】この様にして、成形した炭素繊維／炭素複
合材料は、炭素繊維が長さないし幅方向のみならず、厚
さ方向にも配向されているので層間剥離が極めて発生し
にくく、厚さ方向の強度にも優れたものとなってい
る。、
合材料は、炭素繊維が長さないし幅方向のみならず、厚
さ方向にも配向されているので層間剥離が極めて発生し
にくく、厚さ方向の強度にも優れたものとなってい
る。、
【００１８】
【発明の作用】この発明に係わる厚肉炭素繊維／炭素複
合材料の成形方法においては、マトリックス炭素前駆体
であるピッチやフェノール樹脂などの液状材料を含浸さ
せる前のドライな状態のチョップ繊維に、たとえばニー
ドルパンチなどによるパンチングを施すようにしている
ので、ニードルの抜き差しに対する繊維の抵抗が小さ
く、繊維の厚さが増してもパンチングの作業性が悪化す
るようなことがない。 また、チョップ繊維を圧縮した
状態でパンチングを施すようにしているので、ニードル
パンチのニードル長さが短くてすむとともに、パンチン
グによってせっかく厚さ方向に配向した繊維が、その後
の加圧によって曲がってしまうようなことがなくなり、
厚さ方向に配向された繊維が層間剥離の防止および厚さ
方向強度の向上に極めて有効に働くようになる。
合材料の成形方法においては、マトリックス炭素前駆体
であるピッチやフェノール樹脂などの液状材料を含浸さ
せる前のドライな状態のチョップ繊維に、たとえばニー
ドルパンチなどによるパンチングを施すようにしている
ので、ニードルの抜き差しに対する繊維の抵抗が小さ
く、繊維の厚さが増してもパンチングの作業性が悪化す
るようなことがない。 また、チョップ繊維を圧縮した
状態でパンチングを施すようにしているので、ニードル
パンチのニードル長さが短くてすむとともに、パンチン
グによってせっかく厚さ方向に配向した繊維が、その後
の加圧によって曲がってしまうようなことがなくなり、
厚さ方向に配向された繊維が層間剥離の防止および厚さ
方向強度の向上に極めて有効に働くようになる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【００２０】実施例１ 内径４００ｍｍの円筒形アルミニウム合金製金型内に、
フィラメント数１２０００本，チョップ長さ２０〜３０
ｍｍの炭素繊維からなるＵＤチョップ繊維を入れ、同じ
くアルミニウム合金製の円形枠（外径３９５ｍｍ）の下
面に目開き約８ｍｍの金網を貼った押え治具を前記金型
内に嵌合して押し下げ、前記チョップ繊維を当初の体積
の約３分の１程度に圧縮した。 次いで、圧縮状態の前
記チョップ繊維に、長さ約７５ｍｍの先端二股状ニード
ルを植えつけたニードルパンチを用いて、１０数回のパ
ンチングを施すことによって前記チョップ繊維の一部を
厚さ方向に配向させた。
フィラメント数１２０００本，チョップ長さ２０〜３０
ｍｍの炭素繊維からなるＵＤチョップ繊維を入れ、同じ
くアルミニウム合金製の円形枠（外径３９５ｍｍ）の下
面に目開き約８ｍｍの金網を貼った押え治具を前記金型
内に嵌合して押し下げ、前記チョップ繊維を当初の体積
の約３分の１程度に圧縮した。 次いで、圧縮状態の前
記チョップ繊維に、長さ約７５ｍｍの先端二股状ニード
ルを植えつけたニードルパンチを用いて、１０数回のパ
ンチングを施すことによって前記チョップ繊維の一部を
厚さ方向に配向させた。
【００２１】次に、前記金型の樹脂注入孔から当該金型
内に液状のフェノール樹脂を注入し、数回ポンピングを
行って金型内のチョップ繊維間に滞留する空気を追い出
した後、加圧しながら約１５０℃でホットプレスするこ
とによって、前記フェノール樹脂を硬化させたのち金型
から取り出して、約７００〜８００℃における炭化処理
および約２０００℃における黒鉛化処理を施した後、ピ
ッチの含浸と共に前記炭化および黒鉛化処理を 回繰り
返すことによって、密度１．７ｇ／ｃｍ3 の厚肉炭素繊
維／炭素複合材料を得た。
内に液状のフェノール樹脂を注入し、数回ポンピングを
行って金型内のチョップ繊維間に滞留する空気を追い出
した後、加圧しながら約１５０℃でホットプレスするこ
とによって、前記フェノール樹脂を硬化させたのち金型
から取り出して、約７００〜８００℃における炭化処理
および約２０００℃における黒鉛化処理を施した後、ピ
ッチの含浸と共に前記炭化および黒鉛化処理を 回繰り
返すことによって、密度１．７ｇ／ｃｍ3 の厚肉炭素繊
維／炭素複合材料を得た。
【００２２】最後に、この炭素繊維／炭素複合材料の表
面に残存する押え治具の金網と共にその外周部分を切削
除去することによって、直径３５０ｍｍ，板厚４０ｍｍ
のレーシングカー用のブレーキディスク材とした。
面に残存する押え治具の金網と共にその外周部分を切削
除去することによって、直径３５０ｍｍ，板厚４０ｍｍ
のレーシングカー用のブレーキディスク材とした。
【００２３】なお、前記ホットプレスや炭化および黒鉛
化処理に際して、層間剥離等の内部欠陥の発生は認めら
れず、当該ブレーキディスク材の層間剪断強度について
も、ニードルパンチのパンチングによる厚さ方向の繊維
配向を行わない従来の成形方法によるものが約１．２ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であるのに対し、２．０ｋｇｆ／ｍｍ2で
あることが確認され、大幅に向上していることが判明し
た。
化処理に際して、層間剥離等の内部欠陥の発生は認めら
れず、当該ブレーキディスク材の層間剪断強度について
も、ニードルパンチのパンチングによる厚さ方向の繊維
配向を行わない従来の成形方法によるものが約１．２ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であるのに対し、２．０ｋｇｆ／ｍｍ2で
あることが確認され、大幅に向上していることが判明し
た。
【００２４】実施例２ 内径４６０ｍｍの円筒形アルミニウム合金製金型内に、
フィラメント数１２０００本，チョップ長さ２０〜３０
ｍｍの炭素繊維からなるＵＤチョップ繊維を入れ、前記
実施例と同様に目開き８ｍｍの金網を貼った外径４５５
ｍｍのアルミニウム合金製の円形枠によって前記チョッ
プ繊維を圧縮し、前記同様のパンチングによって前記チ
ョップ繊維の一部を厚さ方向に配向させた。
フィラメント数１２０００本，チョップ長さ２０〜３０
ｍｍの炭素繊維からなるＵＤチョップ繊維を入れ、前記
実施例と同様に目開き８ｍｍの金網を貼った外径４５５
ｍｍのアルミニウム合金製の円形枠によって前記チョッ
プ繊維を圧縮し、前記同様のパンチングによって前記チ
ョップ繊維の一部を厚さ方向に配向させた。
【００２５】次いで、前記金型の樹脂注入孔から当該金
型内に約３００℃に加熱した液状ピッチを注入し、数回
ポンピングを行って金型内のチョップ繊維間に滞留する
空気を追い出したのち、加圧しながら硬化させて、約７
００℃における炭化処理および約２０００℃における黒
鉛化処理を施し、ピッチの含浸と共に前記炭化および黒
鉛化処理を 回繰り返すことによって、密度１．８ｇ／
ｃｍ3 の厚肉炭素繊維／炭素複合材料を得た。
型内に約３００℃に加熱した液状ピッチを注入し、数回
ポンピングを行って金型内のチョップ繊維間に滞留する
空気を追い出したのち、加圧しながら硬化させて、約７
００℃における炭化処理および約２０００℃における黒
鉛化処理を施し、ピッチの含浸と共に前記炭化および黒
鉛化処理を 回繰り返すことによって、密度１．８ｇ／
ｃｍ3 の厚肉炭素繊維／炭素複合材料を得た。
【００２６】次に、前記実施例と同様に、金網ととも
に、この炭素繊維／炭素複合材料の外周部分を切削除去
することによって、直径４１０ｍｍ，板厚２５ｍｍのリ
ニアモータカー用のブレーキディスク材とした。 この
ブレーキディスク材についても層間剥離などの欠陥の発
生はなく、２．２ｋｇｆ／ｍｍ2 の層間剪断強度を有し
ていることが確認された。
に、この炭素繊維／炭素複合材料の外周部分を切削除去
することによって、直径４１０ｍｍ，板厚２５ｍｍのリ
ニアモータカー用のブレーキディスク材とした。 この
ブレーキディスク材についても層間剥離などの欠陥の発
生はなく、２．２ｋｇｆ／ｍｍ2 の層間剪断強度を有し
ていることが確認された。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法は、成形型内に
収納して圧縮状態とした炭素繊維を主とするチョップ繊
維に、例えば鉤状もしくは二股状先端部を有するニード
ルパンチなどを用いて厚さ方向の繊維配向を施したの
ち、前記成形型内にマトリックス炭素となる液状のピッ
チもしくは樹脂を注入して複合化処理を行う構成とした
ものであるから、厚肉となってもニードルパンチによる
パンチングが容易であって、蛇行することなく厚さ方向
に配向された炭素繊維が成形時の層間剥離を防止すると
ともに厚さ方向の強度を向上させるという優れた効果を
もたらすものである。
厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法は、成形型内に
収納して圧縮状態とした炭素繊維を主とするチョップ繊
維に、例えば鉤状もしくは二股状先端部を有するニード
ルパンチなどを用いて厚さ方向の繊維配向を施したの
ち、前記成形型内にマトリックス炭素となる液状のピッ
チもしくは樹脂を注入して複合化処理を行う構成とした
ものであるから、厚肉となってもニードルパンチによる
パンチングが容易であって、蛇行することなく厚さ方向
に配向された炭素繊維が成形時の層間剥離を防止すると
ともに厚さ方向の強度を向上させるという優れた効果を
もたらすものである。
【図１】（ａ）ないし（ｄ）はこの発明に係わる厚肉炭
素繊維／炭素複合材料の成形方法の過程を順次説明する
それぞれ概略図である。
素繊維／炭素複合材料の成形方法の過程を順次説明する
それぞれ概略図である。
【図２】この発明に係わる厚肉炭素繊維／炭素複合材料
の成形方法に用いる押え治具の形状例を示す斜視図であ
る。
の成形方法に用いる押え治具の形状例を示す斜視図であ
る。
【図３】（ａ）（ｂ）ともにこの発明に係わる厚肉炭素
繊維／炭素複合材料の成形方法に用いるニードルパンチ
のニードル先端形状例を示す説明図である。
繊維／炭素複合材料の成形方法に用いるニードルパンチ
のニードル先端形状例を示す説明図である。
１ 金型（成形型） ２ チョップ繊維 ６ 炭素繊維／炭素複合材料
Claims (1)
- 【請求項１】 成形型内に収納して圧縮状態とした炭素
繊維を主とするチョップ繊維に厚さ方向の繊維配向を施
したのち、前記成形型内にマトリックス炭素となる液状
のピッチもしくは樹脂を注入して複合化処理を行うこと
を特徴とする厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159610A JPH061658A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4159610A JPH061658A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH061658A true JPH061658A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=15697478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4159610A Pending JPH061658A (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 厚肉炭素繊維／炭素複合材料の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061658A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935359A (en) * | 1996-04-26 | 1999-08-10 | Nippon Oil Company, Limited | Process for producing carbonaceous preform |
| US6398564B1 (en) | 1999-10-12 | 2002-06-04 | 3Com Corporation | Communication connector for compact computer devices |
| EP2546215A1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-16 | SGL Carbon SE | Composite refractory for an inner lining of a blast furnace |
-
1992
- 1992-06-18 JP JP4159610A patent/JPH061658A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5935359A (en) * | 1996-04-26 | 1999-08-10 | Nippon Oil Company, Limited | Process for producing carbonaceous preform |
| US6398564B1 (en) | 1999-10-12 | 2002-06-04 | 3Com Corporation | Communication connector for compact computer devices |
| EP2546215A1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-16 | SGL Carbon SE | Composite refractory for an inner lining of a blast furnace |
| WO2013007408A1 (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-17 | Sgl Carbon Se | Composite refractory for an inner lining of a blast furnace |
| CN103025680A (zh) * | 2011-07-11 | 2013-04-03 | 西格里碳素欧洲公司 | 用于高炉内衬的复合耐火材料 |
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