JPH04136266A - 炭素繊維の表面処理法及び装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は炭素縁維の新規な表面雪化処理法及び装置に関
する本のである。

〔従来技術〕

炭素＊ａはマトリックス樹脂との接着性やぬル性を改善
するため、大素着維表面の資化処理が施さ几るのが一般
的であり、薬剤醸化処理、気相資化処理、電解酸化処理
ｉど多くの表面処理方法が提案さ几ている。薬剤實化処
理？′ｉ処理時間が長くかかり工業的には不向きである
。電解酸化処理は連続的：Ｃ処理しｂすいが、処理した
太素ｌｌｔ雅に付着する置解買の除去のための洗浄が不
可欠であり、Ｉ解液の発液処理など多くの問題がある。

その、咀気相酸化処理は、洗浄が不要でありしかも装置
が事羞であるなど多くの利点を有しているが、賃化反応
の’＠Ｉ　ｆｉが維しく、処理斑を生じやすいといった
問題点がある。

気相酸化処理の１問題点を解決する九めオゾンを含む′
Ｊ！ｆ定の温度雰囲気で処理する方法（特開昭６１−１
１９７６９号）が提案されているがオゾンが高温では非
常に分解しやすぐ、又外部加熱器で気体を加熱する方法
（＝４Ｍ昭６１−１１５；３７１３号）ではオゾンが供
給口から被処理系である炭素ｇ＆礁近労に到達するまで
に分解さ几効率が県ぐをる。そこで炭素＃ｉ碓が導電性
であることを利用して、炭素献遣を通を加熱することで
より炭素曖准近傍のみを加熱することにより気相酸化処
理全効率よく行う方法（特開昭６１−１１９７７０号）
が提案さｎている。炭素蝋礁を通電加熱処理する方法は
オゾン酸化処理をもつとも効率よ〈実施する方法である
が、人体′／ｃｇ電する恐ｎがあるので安全性７ｃ間組
があった。

〔発明が解決しようとする課題し 本発明ζ、万シン全できるだけ分解させることなく効率
：〈灸素繊錐の酸化文もを行わせ、短時間で均一に酸化
処理せしめると同時に作業性の点から安全に行う方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨は、炭素Ｊｌ！着を通電用ｗ、ｑｊ１闇で
加熱処理しなから該電極間の間でオゾンを含む空気中を
通過走行せしめる＃素１１！惟り表面処理法に於て電極
を５個以上設置し、その両端の電極を接地することを特
徴とする炭素曽堆の表面処理法）び装置である。

通！装置の両端を接地することにより、該電電以外での
感電を防ぐことができる。片方の端のみ投置していると
、もう片方の端以′４Ｄ炭素Ｊｉｌ碓に人体が接触する
と、人体に電流が流れる可能性があるので非常にａ険で
ある。本発明ｌこよｆ′Ｌ′ｆ：、本通１を袋、蓋のみ
感ｉ坊止対責全行えば、作業上の安全性を保つことかで
さる。天素ｑ＆碓の＃造工樫’ＩＣ＞　Ｚで＋ｄ、毛羽
の発生、々どてより笑素鐵錐て直接触ｎる壕会が多く、
通電処理する上に２いては安全・生全直めることが非常
に１要である。

さらに第１図に示すようＫ、オゾンを吹き込むチャンバ
ーを２個以上設けることによって、安全性の向上とと本
に、処理の効Ｉ化を計ることができる。

ま±１糖状態にある炭素豐碓にオゾンを含む学究を接触
させると、オゾンＤ資化５叉応性が１いため１．炭素砿
碓トウの外部のみ豪化され、内部が酸化されないと（ハ
うことが起こる。こ几；ｄ温度が７ｔＥ１ハとオゾンが
トウ内部に拡散する速度よりも、炭素暑雉とオゾンとの
反応速度が諾いために生じるものと思ゎ、する。そこで
トウの外部と内部の層化処理レベルを均−二でするため
、炭素磯碓が低温の状ルでオゾンを５つの内部まで拡散
させる必要がある。そこでチャンバー内でのオゾンを含
む空気の流Ｃがｖ４の走行方向と同じ方向となる；う；
／ｌ：、チマー・バーのは碓入り口寸近より全オゾン全
音むガスをチャンバー内、Ｃ送９込み、ム姫り出０汀乙
ａ徘ズすることに：り、トウ内、’Ｃ，，ｒシンと均−
Ｉζぶ教させることができ、斑無く薫化処理することが
できる。

オゾン濃度にば＠て制限は鳳込が、α５容積鴫以上好ま
しくは１．０容積４以上の濃度で処理する方が効率よく
酸化される。

′を礪ロールは両端を設置するため少なくとも３＠以上
は必要であるが、チャンバーの数には制限がなく、１個
のチャンバーの中に！版ロールを３個設けても良く、第
１図のようと２個以上のチャンバーを使用しても良い。

しかし、設備費及び作業性の点から２個のチャンバーを
使用するのがもつとも効率が良い。

通電用電源も基に制限はなく交流、直流どちらでも良く
、また電源の数は各チャンバーて１個づつ設けても良く
、第１図のように１個の電源で各通！用ｔＷクールに電
流が流九るようにしても良−０ 〔実施例〕 以下実施例によ、！７本本発明真木的に説明する。

（−ｆｉＪ定方法） 「寅累ｊｊ１１錐の表’ｉｓ性１ｐａＢは、耳開昭６０
−２４６８６４号、６０−２５２７１８号各公報に示さ
几ているＣｙｃｌｉｃＶＯ１ｔａｍｍｅｔｒ７　法疋よ
って測定した。本発明でいうＣｙｃｌｉｃ　Ｖｏｌｔａ
ｚｍｅｔｒｙ法とは、ポテンシオスタットとファンクシ
ョンゼネレーターとからなる分析装置尤よって炭素繊維
を一方の電極に用いて測定する方法をいう。

本発明では、５４りん酸水溶液を甲いてｐＨＩＩだ設定
し、窒素をバブリングさせ溶存實素を除去する。参照電
極としてＡｇ／ＡｇＣ１電極を用い、対極には十分な表
面積を有する白金を板を用い、炭素繊維を作動極として
測定する。電位操作範囲ば、−ｃＬ２〜αｓｖ’３とし
、ｉ住換作速度は、２ｍｖ／ｓｅａとする３　ＸＹＬ／
：！−ダーにより、電位−電流曲線を描き、５回以上掃
引させ、曲線が安定した段階で、Ａｇ／ＡｇＣ１を層に
対して、＋ｌ１４ｖでの電位全基＄にとってＩ流ｆｆ１
１を読み取り、次式に従ってＬｐａ’ｒ算出した。

目付、密度は、Ｊ工５−Ｒ７６０１に記社さ几ている方
法によって求めた。

「コンポジット性能」け三菱レイヨン％Ｗ◆５４０エボ
ギシンジンを用いてＡ３７Ｍ　　Ｄ７９０に準じて、増
惟方向と直角方向の曲げ強度（テＳ±）を測定した。

実施例１ 弾性率２４　ｔ／ｍ”の＃毫９，４１２にトウ５０本を
１２０　ｓ／ｈｒの速度で、１個のチャン／＜−の長さ
が５０国である炉を２炉走行ぜしｂ１各チャンバー間の
間で通！処理するのに際して、第１図のように１面端を
投首して各チャン／く−に２７Ａの電流を流した。オゾ
ンがｔ４容墳鴫濃度の空気を、ＣＦ走走行万石１同じ７
向に流れるように１Ｎ堝’　／　ｈ　ｒ　流した。

その結果、処理前の炭素Ｗｌ碓の１つａは１１（ｔＩＡ
／ｃＮ２）であったが、本処理に：すＬｐｈ　ｄ（１２
３＋’　ｐＡ／／ｃｎ？）まで上昇した。

処理、″＠Ｄコンポジット／４：能″ＰＳ二江ｓ＜ｑ／
舅２であつ之が、Ｉ処理／こ；ｇｌｏ：＜・Ｊ／箇２ま
で同上した。

また本装置処理前、処理後の炭素繊維に人体が接触して
本安全であることを確かめた。

実施例２ 炭素繊維の処理速度、処理電流を変えて、実施例１と同
様な処理を行い得ら几た寅饗朦碓の表面特性（ｉｐａ）
及びコンポジット性３（Ｆｓ±）を測定したところ第１
表に示すよりなｉｓ梁が得らｎた。

第１表 ４、固有の、１ｍな説問 第１図と本発明を実施子るので好適な装置の略解図を示
す。

１・・・・・炭素繊維 ２・・・・・通電、■熱用の１．極ロール５・・・・・
オゾンチャンバ ４・−・・・オゾンを含むガスＤ吹込入口５・・・・・
排気口 ６・・・・・１竃用ｔｆｉ ７・・・・・接地用端子 精秤出願人 三菱レイヨン株式会ケ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭素繊維を通電用電極間で加熱処理しながら該電極
   間の間でオゾンを含む空気中を通過走行せしめる炭素繊
   維の表面処理法に於て、電極を３個以上設置し、その両
   端の電極を接地することを特徴とする炭素繊維の表面処
   理法。 ２、オゾンを吹き込むチャンバーを２個以上設けること
   を特徴とする請求項１記載の処理法。 ３、チャンバー内でのオゾンを含む空気の流れが繊維の
   走行方向と同じ方向となるように、チャンバーの繊維入
   り口付近よりオゾンを含む空気をチャンバー内に送り込
   み、繊維の出口付近より排気することを特徴とする請求
   項１記載の処理法。 ４、オゾン濃度が１．０容積％以上である空気を使用す
   ることを特徴とする請求項１記載の処理法。 ５、請求項１記載の処理法を実施するための装置。