JPS59182212A - 結合炭素繊維材料 - Google Patents
結合炭素繊維材料Info
- Publication number
- JPS59182212A JPS59182212A JP58050443A JP5044383A JPS59182212A JP S59182212 A JPS59182212 A JP S59182212A JP 58050443 A JP58050443 A JP 58050443A JP 5044383 A JP5044383 A JP 5044383A JP S59182212 A JPS59182212 A JP S59182212A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- fibers
- carbon fibers
- carbon fiber
- benzene
- Prior art date
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- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
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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】
本発明は熱分解炭素で結合した特殊な炭素繊維材料に関
するものである。
するものである。
炭素繊維複合材料には、マトリックスを樹脂、金属、セ
ラミックス（炭素を含む）としたものがあり、それぞれ
特長のある物性を持ち、それに応じた用途が実用化され
ているが、本発明は炭素をマ） ＩＪラックス料とする
炭素繊維複合材料である。
ラミックス（炭素を含む）としたものがあり、それぞれ
特長のある物性を持ち、それに応じた用途が実用化され
ているが、本発明は炭素をマ） ＩＪラックス料とする
炭素繊維複合材料である。
炭素マトリックス炭素繊維複合材（いわゆるＣ−Ｃコン
ポジット）の製造法は種々知られているが、例えば炭素
繊維のマットにピッチ類を含浸後、加熱炭化させ、更に
この多孔質部分を熱分解炭素で充填し、高強度、軽量且
つ耐熱、耐食性に優れた複合材料を得るというプロセス
は著名である。
ポジット）の製造法は種々知られているが、例えば炭素
繊維のマットにピッチ類を含浸後、加熱炭化させ、更に
この多孔質部分を熱分解炭素で充填し、高強度、軽量且
つ耐熱、耐食性に優れた複合材料を得るというプロセス
は著名である。
この種のＣ−Ｃコンポジットでは炭素繊維とマトリック
スとは結晶構造を異にするので、境界面で連続した結合
相ができず、マ） ＩＪラックス炭素繊維との接合力が
十分でない。
スとは結晶構造を異にするので、境界面で連続した結合
相ができず、マ） ＩＪラックス炭素繊維との接合力が
十分でない。
本発明は炭素繊維として気相熱分解によるものを用い、
この繊維同志間を同様の熱分解炭素で充填し、これらを
一体に結合した炭素繊維材料である。炭素繊維も結合部
も共に熱分解によって析出したものであるから、境界面
も結晶構造が連続したものとなり、結合力が強い。また
繊維の生成と熱分解炭素の生成とは同一装置で連続して
行なうこともできるので、製法的にも好都合である。
この繊維同志間を同様の熱分解炭素で充填し、これらを
一体に結合した炭素繊維材料である。炭素繊維も結合部
も共に熱分解によって析出したものであるから、境界面
も結晶構造が連続したものとなり、結合力が強い。また
繊維の生成と熱分解炭素の生成とは同一装置で連続して
行なうこともできるので、製法的にも好都合である。
本発明において炭素繊維は一方向に配列したもの、ある
いは縦横等特定の方向に配列したもの、さらには、不織
布のように乱雑なものでもよい。
いは縦横等特定の方向に配列したもの、さらには、不織
布のように乱雑なものでもよい。
結合炭素繊維材料中の繊維の量は用途等により変るが、
一般的には、１０〜５０重量係の範囲が適当である。
一般的には、１０〜５０重量係の範囲が適当である。
本発明の結合炭素繊維材料はそれ自体可撓性はないので
、最終的な仕上げは機械加工等によるとしても、ある程
度最終製品の形状に合せて、炭素繊組を配列し、これに
熱分解炭素を析出させるようにすることが好ましい。
、最終的な仕上げは機械加工等によるとしても、ある程
度最終製品の形状に合せて、炭素繊組を配列し、これに
熱分解炭素を析出させるようにすることが好ましい。
この材料は弾性率が高いのでスピーカーコーンや弾性率
及び強度が要求される材料、その他航空機のブレーキ材
料、特殊な電極、生体用材料等に適する。
及び強度が要求される材料、その他航空機のブレーキ材
料、特殊な電極、生体用材料等に適する。
次に製法について説明する。
熱分解による炭素繊維は公知の方法、例えば特開昭５２
−１０３５２８の方法に従って、ベンゼン等をＦｅ 等
の超微粒子の存在下で約１０００〜１３００℃の温度で
熱分解して得られる。
−１０３５２８の方法に従って、ベンゼン等をＦｅ 等
の超微粒子の存在下で約１０００〜１３００℃の温度で
熱分解して得られる。
この炭素繊維を熱分解炭素で一体化させるには二通りの
方法がある。一つは炭素繊維を析出させたそのままの繊
維に熱分解の条件を変え、炭素析出速度を高めて炭化水
素の熱分解を行なう方法であり、他は析出した炭素繊維
を基板より一旦剥離させ、所望の構造、形状に配列し、
これを熱分解炉内に装入し、熱分解炭素を析出させる方
法である。前者は予じめ一定の形体に炭素繊維を析出さ
せることはむずかしいので、比較的単純な形状の製品を
目的とする場合に適する。
方法がある。一つは炭素繊維を析出させたそのままの繊
維に熱分解の条件を変え、炭素析出速度を高めて炭化水
素の熱分解を行なう方法であり、他は析出した炭素繊維
を基板より一旦剥離させ、所望の構造、形状に配列し、
これを熱分解炉内に装入し、熱分解炭素を析出させる方
法である。前者は予じめ一定の形体に炭素繊維を析出さ
せることはむずかしいので、比較的単純な形状の製品を
目的とする場合に適する。
炭素繊維の生成はＦｅ 微粉等を存在させて行なうが、
その生成密度（単位面積当りの繊維の本数）を」二げる
には微粉の量〔基板単位面積当りの微粉の数〕を増せば
よい。 生成した炭素繊維に直接熱分解炭素を析出させ
、結合するには炭素繊維が出来るだけ高密度に生成して
いることが好ましく、そうでないと結合炭素繊維材料中
の繊維の含有量が前記したような好ましい範囲にならな
い。従って、超微粉を十分高密度に散布し、具体的′Ｖ
Ｃは生成炭素の生成密度を１０４〜１０５本／胴２程度
まで高めることが好ましい。
その生成密度（単位面積当りの繊維の本数）を」二げる
には微粉の量〔基板単位面積当りの微粉の数〕を増せば
よい。 生成した炭素繊維に直接熱分解炭素を析出させ
、結合するには炭素繊維が出来るだけ高密度に生成して
いることが好ましく、そうでないと結合炭素繊維材料中
の繊維の含有量が前記したような好ましい範囲にならな
い。従って、超微粉を十分高密度に散布し、具体的′Ｖ
Ｃは生成炭素の生成密度を１０４〜１０５本／胴２程度
まで高めることが好ましい。
熱分解炭素を析出させる条件は、炭素繊維を生成させる
場合より、炭化水素の濃度が高くなる。
場合より、炭化水素の濃度が高くなる。
炭素繊維の場合は、Ｈ２ガスで希釈されているベンゼン
等の炭化水素の濃度は１〜６０容量係が好ましいが、熱
分解炭素の析出では２０〜１００容量係が好ましい。ま
た熱分解温度も繊維生成より幾分高目で１２００〜１３
００℃の範囲が好適である。希釈ガスはＨ２の外、Ａｒ
、’Ｎ２ガス等を用いることができる。その他熱分解炭
素の生成にはＦｅ等の微粉は不要であることは云うまで
もない。
等の炭化水素の濃度は１〜６０容量係が好ましいが、熱
分解炭素の析出では２０〜１００容量係が好ましい。ま
た熱分解温度も繊維生成より幾分高目で１２００〜１３
００℃の範囲が好適である。希釈ガスはＨ２の外、Ａｒ
、’Ｎ２ガス等を用いることができる。その他熱分解炭
素の生成にはＦｅ等の微粉は不要であることは云うまで
もない。
実施例
黒鉛基板上にＦｅの超微粉（５００Ａ以下〕を少量散布
し、ベンゼンとＨ２の混合ガス（ベンゼン約１５容量％
）を用い、アルミナ管中で約１１００℃で熱分解し、炭
素繊維を生成させた。圧力は常圧である。約３時間炭素
繊維を生成させた後、前記混合ガス中のベンゼン濃度を
約３０容ｉ％に」二げ、かつ温度を約１２５０℃に上げ
て、繊維間に熱分解炭素を析出させた。この条件で２時
間維持した後放冷し、生成物を取り出した。繊維間は殆
んど熱分解炭素で充填されていた。推定で繊維の含有量
は約３０重量％と思われる。この材料は繊維が一定方向
に配列しているので、その方向の時性を測定した結果引
張強度は８０Ｋｇ−／ ２、弾渭ｍ 性率は１ｓ、ｏｏｏＫｇ／關２であった。
し、ベンゼンとＨ２の混合ガス（ベンゼン約１５容量％
）を用い、アルミナ管中で約１１００℃で熱分解し、炭
素繊維を生成させた。圧力は常圧である。約３時間炭素
繊維を生成させた後、前記混合ガス中のベンゼン濃度を
約３０容ｉ％に」二げ、かつ温度を約１２５０℃に上げ
て、繊維間に熱分解炭素を析出させた。この条件で２時
間維持した後放冷し、生成物を取り出した。繊維間は殆
んど熱分解炭素で充填されていた。推定で繊維の含有量
は約３０重量％と思われる。この材料は繊維が一定方向
に配列しているので、その方向の時性を測定した結果引
張強度は８０Ｋｇ−／ ２、弾渭ｍ 性率は１ｓ、ｏｏｏＫｇ／關２であった。
特許出願人 昭和電工株式会社
遠藤守信
小山恒夫
Claims (2)
- （１）熱分解炭素のマトリックス中に気相法による炭素
繊維が分散し、一体に結合してなる結合炭素繊維材料。 - （２）炭素繊維の量が５〜５０重量％である特許請求の
範囲第１項記載の結合炭素繊維材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58050443A JPS59182212A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 結合炭素繊維材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58050443A JPS59182212A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 結合炭素繊維材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59182212A true JPS59182212A (ja) | 1984-10-17 |
Family
ID=12859000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58050443A Pending JPS59182212A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 結合炭素繊維材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59182212A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH039770A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-17 | Toyo Tanso Kk | ゴルフクラブ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4841038A (ja) * | 1971-09-27 | 1973-06-16 | ||
| JPS49108173A (ja) * | 1973-03-28 | 1974-10-15 | ||
| JPS5137005U (ja) * | 1974-09-09 | 1976-03-19 | ||
| JPS52103528A (en) * | 1976-02-25 | 1977-08-30 | Showa Denko Kk | Manufacture of carbon fibers by gas phase reaction |
-
1983
- 1983-03-28 JP JP58050443A patent/JPS59182212A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4841038A (ja) * | 1971-09-27 | 1973-06-16 | ||
| JPS49108173A (ja) * | 1973-03-28 | 1974-10-15 | ||
| JPS5137005U (ja) * | 1974-09-09 | 1976-03-19 | ||
| JPS52103528A (en) * | 1976-02-25 | 1977-08-30 | Showa Denko Kk | Manufacture of carbon fibers by gas phase reaction |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH039770A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-17 | Toyo Tanso Kk | ゴルフクラブ |
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