JPS60104160A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂組成物

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JPS60104160A
JPS60104160A JP21104983A JP21104983A JPS60104160A JP S60104160 A JPS60104160 A JP S60104160A JP 21104983 A JP21104983 A JP 21104983A JP 21104983 A JP21104983 A JP 21104983A JP S60104160 A JPS60104160 A JP S60104160A
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JP
Japan
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resin
fiber
carbon
thermoplastic resin
resin composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP21104983A
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English (en)
Inventor
Yukinari Komatsu
小松 行成
Keisuke Uchiyama
圭介 内山
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.)
Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd, Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な炭素繊維を用いた熱可塑性樹脂組成物に
関するものである。さらに詳しくは、本発明は高結晶性
、高配向性の炭素繊維を補強利として用いる事によって
製造される電気的性質の改良された熱可塑性樹脂組成物
に関するものである。
従来、炭素繊維によって補強された熱可塑性樹脂におい
ては、用いられる炭素繊維の電気室導度が低い為に、所
望の強度、弾性率を持たせた樹脂組成物とした時に、樹
脂表面抵抗は大きなものであった。この事はコンピュー
タを含む電気部品に成型、使用した時にノイズを発生さ
せる等の悪影響を及ぼすものである。従って、成型後に
所望の強度1弾性率を有し、且つ表面抵抗が低い熱可塑
性樹脂組成物が要求されていた。
本発明者等は鋭意研究の結果、新規な炭素繊維と熱可塑
性樹脂を組合せる事によって、成型後に強度1弾性率が
高く、且つ表面抵抗の著しく低い熱可塑性樹脂組成物を
発明するに至った。
すなわち1本発明は炭素の層面が繊維軸に実質的に平行
に且つ年輪状に配列した組織を有する炭素繊維と熱可塑
性樹脂からなる熱可塑性・14脂組成物を提供するもの
である。
本発明において用いる炭素繊維は、複数の炭素の層が繊
維軸に実質的に平行に且つ断面において年輪状に重層配
列した組織構造を有するものである。このような構造の
炭素繊維は以下例示するような炭化水素を高温熱分解す
る気相成長法によって得ることができる。
第1図〜第2図を参照しながら説明する。炭化水素とし
ては、トルエン、ベンゼン、す7タレン、プロパン、メ
タン、エタン等が用いられ、好ましくハ、ベンゼン、ナ
フタレンが用いられる。例えば、ベンゼンを原料ガスと
して用いた場合の製造方法は以下の通ρである。オイル
バス(1)の温度を調節してベンゼン(2)を気化しキ
ャリヤガスH2と混合させ、電気炉へ入る前のベンゼン
の分圧を約1〜20 vol %の範囲に調節する。矢
印の方向より。
3方コツク(3)を通して先ずキャリヤガスH2のみを
電気炉(4)に導き、所定温度迄昇温する。次に3万コ
ツク(3)を用いてキャリヤガスH2をオイルバス中の
バブラー(5)に入れ、所定良度の混合ガス金炉内に導
入する。電気炉の温度は900〜1300℃程度に設定
される3、炉内には予じめ超微粒金属が分散。
散布された基板を直ぐ。基板の形状は平板状でも、円筒
状でも良く、その材質としてはセラミック、黒鉛などが
好壕しく用いられる。超微粒金屑としは、例えば、粒径
100〜300 AのFe、Ni又はFe−Ni合金が
好ましく用いられる。混合ガスな通気して10〜60分
後に、該超微粒金属を触媒として成長し所望の炭素、也
維(7)が基板上に密生する形で生成する。本発明にお
いては、上記の生成繊維に用いても良いが、さらK 2
000〜3500°Cの温度で黒鉛化処理をして黒鉛繊
維としたものを用いるとその効果は著しい。このように
して得られた炭素繊維はX線回折及び電子顕微鏡観察に
より構造を解析しうる。X線回折については「炭素材料
実験技術(科学技術社発行)44頁〜63頁に詳しく述
べられており、結晶子の大きさとその配列の規則性につ
いて明らかにしうる。又、電子顕微鏡観察については、
上記文#20頁〜45頁に詳しく述べられ、これに示さ
れる位相差コントラスト法により炭素の層面配列が直視
できる。生長したままの気相成長法による炭素繊維は中
心部に直径100〜300 A前後の中空のチューブを
有し、その周囲100人前後の厚さに檀維軸に実質的に
平行な炭素の層面が約3,5八おきに発達し、さらにそ
の周囲に同様の間隔でジグザグ状に20〜30度の角度
をもった微結晶子が繊維外層迄積重なっている。これら
の層面は、繊維軸に直角な断面においては、第2図に示
す如く繊維軸を中心とした年輪状に発達しているのが特
徴である。一方、この繊維をさらに2000度以上の温
度で処理すると、上記ジグザグ状の微結晶子は中心部の
繊維軸に平行な組織へと並び揃い、実質的に外周部迄繊
維軸に平行な層を作る。この熱処理によって、層の間隔
は小さくなり、約3.4A程度になる。これらの構造に
関しては、例えば、 Carbon 、 1976、 
vol、14. P133−135A、 0berli
n et、 al 、に示されている。
本発明において用いられる熱可塑性樹脂は、ポリアセク
ール樹J指、ポリオレフィン、耐11旨、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂等である。
上記の熱可塑性、1i(脂に混合される炭素繊維の量は
、熱可塑性44脂に対してMffk比にて20/so〜
70/30に設定される。20780以下では本発明の
効果を発現するには少なすぎ、所望の性能は得られない
。70730以上では成形時の流動性が悪く成形しにく
い。
本発明における炭素繊維と熱可塑性樹脂との混合方法は
、例えば熱可塑性樹脂のチップ状物と所定量の炭素繊維
とをトライブレンドした後に、押出機に投入、ローブ状
に押し出したものをさらに再びチップ状にカットする等
の方法が用いられる。
この時、押出機への炭素繊維の食い込みを良くするよう
に何らかの集束剤を付着させても良い。さらに所望の形
に成形する方法としては、例えば成形機にて溶融押出し
成形する方法、熱間プレスする方法等如何なる方法が用
いられても良い。又。
成形に際して、例えば金型からの離型性を良くする為の
添加剤、結晶核剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤等を混
合しても良い。
この様に1本発明の熱可塑性樹脂組成物においては、特
定の構造の炭素繊維を用いることによって、その電気伝
導性が著しく改善されることから、従来の欠点を改良し
成形体の強度、弾性率を所望の値に維持して、且つ電気
抵抗を飛躍的に下げる事ができる。これにより得られる
成型体は静電気などによるノイズ発生の無い、物性の優
れた有用な材料とな9うる。
以下実施例に従って詳細に説明する。
(実施例1) ベンゼンを1100℃で熱分解する事によって、気相成
長法による炭素繊維を得た。該炭素繊維はX線回折によ
シ炭素の層面間隔は3.5Aであシ、層面の厚さくLc
)は約25A1層面の広がり(La)は約1OAであっ
た。さらに電子顕微鏡観察によフ中心部に近い層は約8
OAの厚さの領域にわたシ繊維軸に実質的に平行に配列
していることが認められた。繊維の直径は6〜10μm
長さは約10cn1であった。この繊維を約5m長にカ
ットして、 40重量部をポリアセタール樹脂(脂化成
製テナツク■タイプ5010) 60重量部をブレンダ
ーにて混合し。
厚さ1同の型枠に入れて、温度180℃に設定した熱プ
レスによ〃プレスした後に冷却して、板状試験片を得た
引張り強度はオートグラフ試験機によって、ゲーヂ長5
0m、巾5協、クロスヘッド速度2 vm/mixの条
件にて測定した。一方、曲げ弾性率は上記試験片を用い
、テンシロン試験機にて支点間距離5〇−1巾5 va
n 、クロスヘッド速度2 tm/mUIの3点曲げ試
験にて測定した。樹脂成形物の表面抵抗は上記試験片に
ついて、テスターにて測定を行なった。
炭素繊維の引張シ強度は単糸の引張シ試験機によシ、ゲ
ーヂ長4+nm、引張速度1 tar/mmの条件で測
定した。さらに、炭素繊維の電気伝導度は単糸について
4端子法にて測定を行なった。
これらの測定値を第1表に示す。
(実施例2) 実施例1で製造し、構造を確認した繊維をさらに270
0℃にて10 mm熱処理を行なった。該d、戒維を実
施例1と同根に(汚造h’r’析した結果、層面間隔そ
して%繊維断面方向全体にわたって繊維軸に平行な炭素
層面を有する事が認められた。この繊維を5m長にカッ
トして、実施例1と同様な条件にて熱可塑性樹脂と成型
、加工して物性測定した結果を第1表に示す。
(比較例1) 〜焼成から得た炭素繊維(旭日本カーボン製)を炭素縁
K(Lとして用いた。該ファイバーは、層面同様な観察
によっても、炭素層面の年輪状配列は見られなかった。
この繊維を5w長にカットして。
実施例1と同条件で板状試験片を調製し物性制定に供し
た。
(比較例2) 比較例1にて用いた炭素繊維をさらに2700°C11
0罷 熱処理をした。、比較例1と同様な解析を行ナツ
タ所、層面間隔3,4 A、 Lc 40 A c@ 
ツたが、やはり比較例1と同較炭素帰面の年輪状配列は
見られなかつ7’Coこの繊維を5fi長にカットして
実施例1と同様の条件で板状試験片を製作し、物性測定
に供した。
以下余白 (実が1L例3〜5、比1し例3〜4)メタンを116
0℃にて熱分力了する事によって得た直径6μ〜10μ
で長さ100Hの気相成長法炭素繊維を2700℃、1
ojlll熱処理を行なった。該繊維を熱処理し/ζ所
、実施例2と同じ観察によって、炭素の層imが繊維軸
に平行に配列している事が認められ/こ。これらのj・
11面は191面において第2図の如き年輪状を呈して
いた。この繊維を5D長にカットし、正お、比率(樹脂
/炭素繊維)を9515゜80/20.50150.3
0/70 と袈えてポリアミド樹脂レオ源タイプ130
08 (旭化成工業株式会社製)とブレンダーにてそれ
ぞれ混合し、厚さ1Mの型枠に入れ、280℃の温度で
メ、1シブレスした後冷却して板状試験片を得た。そし
て、実施例と同じ条件にて物性を611j定し、第2 
d VCボした。
以下余白
【図面の簡単な説明】
ε+”> 112′、lは気相成長i、、l:lによる
炭素繊組の製法の概要を示ず。ε1’、 21NI i
d:気相成長法、による炭素g、、’、、i7維の断面
オイ17造の(LS式的に示す図である。 (1)・・・オイルバス、 (2)・・・ベンゼン、 
(3)・・・3方コツク、(4)・・・jj、47−炉
の炉償・、 (5)・・・バブラー、(6)・・・/′
I零・1反、 (7)・・・L:之し一;S4)ノ、糸
11、 ()()・・・シールレイ全111i++’l
 11−旨、1人 旭化成工業株式会社第1図 令 1[− 第2図 手続補正@(自発) 昭和59年12月1o日 特許庁長官 志 賀 学 殿 I、事件の表示 昭和58年特許願第211049号 2、発明の名称 熱+J @q性樹脂組成物 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 大阪Jノ″丁大阪市北区堂島浜1丁目2番6号(003
) 旭化成工業株式会社 代表取11゛6役社長 宮 崎 輝 4、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の(α15、補正の内容 別紙の通り 補正の内容 (11明細書第5頁第15行〜第17行「本発明・・・
である」を「本発明において用いられる熱可塑性樹脂口
、溶融成形できるものならば如何なるものでも良く、ポ
リアミ1、ポリアミ1−イミド、ボリアセタールボリカ
ーボネ−1・、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリ
ザルポンポリJニーチル・リルボン、ポリエーテルエー
テルケトン イミド、エコノール、ポリフェニレンザルファイド、A
BS,MUH及びMI33XAS.、AAS。 AESXACS,アイオノマー、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等の他、フッ素系ポリマー等があり、好ましく
は、炭素繊維とぬれ性のあるポリアミ1、ポリエステル
、ポリアセクール、ポリオレフィン樹脂である。」と訂
正する。 (2) 明細書第5頁第18行〜第20行[炭素繊維の
指は、・・・設定される」を1炭素繊維のmは、熱可塑
性樹脂に対して如何なる割合でも良い。好ましくは、熱
可塑性樹脂に対して重量比にて20/130〜70/3
0に設定される。」と訂正する。 イ3) 明細書第8頁第17行’ r1210人」をr
1000人」と訂正する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の炭素層面が繊維軸に実質的に平行に且つ断
    面において年輪状に重層配列した組織構造を有する炭素
    繊維と熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂組成物。
  2. (2)熱可塑性樹脂がポリアセタール樹脂、ポリオレフ
    ィン樹脂、ポリアミド樹脂又はポリエステ′ル樹脂であ
    る特許請求の範囲第1項記載の熱可塑性樹脂組成物
  3. (3) 前記炭素繊維と熱可塑性樹脂の重量比が20/
    80〜70/30である特許請求の範囲第1項記載の熱
    可塑性樹脂組成物
JP21104983A 1983-11-11 1983-11-11 熱可塑性樹脂組成物 Pending JPS60104160A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63109039A (ja) * 1986-10-27 1988-05-13 Agency Of Ind Science & Technol 複合材料の成形装置
JPH0277442A (ja) * 1988-09-14 1990-03-16 Showa Denko Kk 導電性熱可塑性樹脂組成物
JPH03235398A (ja) * 1990-02-13 1991-10-21 Kitagawa Kogyo Kk 移動体通信用筐体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63109039A (ja) * 1986-10-27 1988-05-13 Agency Of Ind Science & Technol 複合材料の成形装置
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