JPS6366324A - 有節炭素繊維、その製造方法及び有節炭素繊維を補強材とする複合材 - Google Patents
有節炭素繊維、その製造方法及び有節炭素繊維を補強材とする複合材Info
- Publication number
- JPS6366324A JPS6366324A JP20721986A JP20721986A JPS6366324A JP S6366324 A JPS6366324 A JP S6366324A JP 20721986 A JP20721986 A JP 20721986A JP 20721986 A JP20721986 A JP 20721986A JP S6366324 A JPS6366324 A JP S6366324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- carbon fiber
- diameter
- fiber
- knotted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 47
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract description 63
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011302 mesophase pitch Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUYAAIUFZVWSSJ-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-1-phenylurea Chemical compound NC(=O)N(Cl)C1=CC=CC=C1 XUYAAIUFZVWSSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 5-(2,4-dioxooxolan-3-yl)-7-methyl-3a,4,5,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C(C(OC2=O)=O)C2C(C)=CC1C1C(=O)COC1=O FVCSARBUZVPSQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282373 Panthera pardus Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- JIYNFFGKZCOPKN-UHFFFAOYSA-N sbb061129 Chemical compound O=C1OC(=O)C2C1C1C=C(C)C2C1 JIYNFFGKZCOPKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Fibers (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
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】
り泉よ公旦里分■
本発明は、有節炭素繊維及びその製造方法並びに該有節
炭素繊維を補強材とする複合材料に関する。
炭素繊維を補強材とする複合材料に関する。
本発明において、“有節炭素繊維パとは、炭素繊維の少
なくとも１部に径拡大部（以下凸部ということもある）
を有するものを槓杵する。
なくとも１部に径拡大部（以下凸部ということもある）
を有するものを槓杵する。
また、炭素繊維とは、炭化工程により得られる炭化繊維
のみならず、これを更に黒鉛化処理して１ｑられる黒鉛
繊維をも含むものとする。従って、炭化工程とは、本来
の炭化工程に加えて黒鉛化工程をも含む場合がある。
のみならず、これを更に黒鉛化処理して１ｑられる黒鉛
繊維をも含むものとする。従って、炭化工程とは、本来
の炭化工程に加えて黒鉛化工程をも含む場合がある。
従来の技術とその問題点
樹脂などの有機材料、セメント、金属、カーボンなどの
無機材料をマトリックス材とし、炭素域維を補強材とす
る複合材は、新材料として多方面で使用されている。炭
素繊維によるマトリックス材の補強効果は、通常マトリ
ックス材と炭素繊維の夫々の強度、両者の混合比率など
によって決まる材料の複合則から推定される。この補強
効果は、マトリックス材と炭素繊維とのいわゆる“なじ
み″が良好であって、両材料間での力の伝達がスムーズ
に行なわれることにより、十分に発揮されるものと考え
られている。現在、マトリックス材と炭素繊維とのなじ
みを良くするためには、炭素繊維の表面に微細な凹凸を
形成したり、炭素繊維の表面に薄い金属膜を付着させる
などの方法が採用されている。しかしながら、これ等の
方法によって成る程度の補強効果は達成されてはいるも
のの、（１）表面酸化、金属膜付着などの付加的な処理
工程が必要となり、コスト高となる、（２）表面酸化、
金属付与などの処理を行ない得ない形状の繊維には効果
がないなどの問題点もめる。
無機材料をマトリックス材とし、炭素域維を補強材とす
る複合材は、新材料として多方面で使用されている。炭
素繊維によるマトリックス材の補強効果は、通常マトリ
ックス材と炭素繊維の夫々の強度、両者の混合比率など
によって決まる材料の複合則から推定される。この補強
効果は、マトリックス材と炭素繊維とのいわゆる“なじ
み″が良好であって、両材料間での力の伝達がスムーズ
に行なわれることにより、十分に発揮されるものと考え
られている。現在、マトリックス材と炭素繊維とのなじ
みを良くするためには、炭素繊維の表面に微細な凹凸を
形成したり、炭素繊維の表面に薄い金属膜を付着させる
などの方法が採用されている。しかしながら、これ等の
方法によって成る程度の補強効果は達成されてはいるも
のの、（１）表面酸化、金属膜付着などの付加的な処理
工程が必要となり、コスト高となる、（２）表面酸化、
金属付与などの処理を行ない得ない形状の繊維には効果
がないなどの問題点もめる。
問題点を解決するための手段
本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に濫みて種々
研究を重ねた結果、等方性ピッチをベースとして若干量
のメスフェースピッチを含有する原料ピッチを常法に従
って紡糸し、不融化し、炭素化する場合には、凸部を有
する炭素繊維が得られること、この特異な炭素繊維を各
種マトリックス材の補強材として使用する場合には、複
合材中でこの凸部がいわば閂としての働きにより複合材
の強度を飛躍的に向上させることを見出した。即ち、本
発明は、下記に示す有節炭素繊維、その製造方法及び該
有節炭素繊維を補強材とする複合材を提供するものであ
る。
研究を重ねた結果、等方性ピッチをベースとして若干量
のメスフェースピッチを含有する原料ピッチを常法に従
って紡糸し、不融化し、炭素化する場合には、凸部を有
する炭素繊維が得られること、この特異な炭素繊維を各
種マトリックス材の補強材として使用する場合には、複
合材中でこの凸部がいわば閂としての働きにより複合材
の強度を飛躍的に向上させることを見出した。即ち、本
発明は、下記に示す有節炭素繊維、その製造方法及び該
有節炭素繊維を補強材とする複合材を提供するものであ
る。
■ 径拡大部を有する有節炭素繊維で必って、通常部の
直径をｄｌとし、径拡大部の最大直径をｄ２とする場合
に、Ｑ−２０ｄ＋で定義される単位長さの繊維部に少な
くとも１個の径拡大部を有し、かつｄ２／ｄ１が１゜１
〜３．０の範囲内にあることを特徴とする有節繊維。
直径をｄｌとし、径拡大部の最大直径をｄ２とする場合
に、Ｑ−２０ｄ＋で定義される単位長さの繊維部に少な
くとも１個の径拡大部を有し、かつｄ２／ｄ１が１゜１
〜３．０の範囲内にあることを特徴とする有節繊維。
■ メソフェースピッチ１〜１５重量％及び残余が実質
的に等方性ピッチからなる原料ピッチを紡糸し、不融化
し、炭化することを特徴とする有節炭素繊維の製造方法
。
的に等方性ピッチからなる原料ピッチを紡糸し、不融化
し、炭化することを特徴とする有節炭素繊維の製造方法
。
■ 径拡大部を有する有節炭素繊維であって、通常部の
直径をｄｌとし、径拡大部の最大直径をｄ２とする場合
に、ｌ＝２０ｄ＋で定義される単位長さの繊維部に少な
くとも１個の径拡大部を有し、かつｄ２／ｄ１が１．１
〜３．０の範囲にある有節繊維を補強材とする複合材。
直径をｄｌとし、径拡大部の最大直径をｄ２とする場合
に、ｌ＝２０ｄ＋で定義される単位長さの繊維部に少な
くとも１個の径拡大部を有し、かつｄ２／ｄ１が１．１
〜３．０の範囲にある有節繊維を補強材とする複合材。
ピッチ系炭素繊維の工業的生産に際しては、曳糸性が良
好であることが重要であり、曳糸性を高めるには、溶融
紡糸時にでざるだ【プ均質である様なピッチ、例えば過
度に軽質な低分子量成分や逆に高分子量成分を含有しな
いピッチを使用するのが当業者の常識となっている。そ
して、この様な紡糸用ピッチの製造方法としては、ピッ
チの相が全て同一となる様に、例えば等方性成分が１０
０％又はメソフェース成分が１００％となる様に、ピッ
チの前処理及び／又は熱処理を行なうことが知られてい
る。特に、等方性ピッチの場合には、メスフェースピッ
チを含有すると紡糸性が低下するので、これを含有さぜ
ることは、全く行なわれていなかった。従って、本発明
で、メスフェース含有等方性ピッチを原料として得られ
る有節炭素繊維がマトリックス材の補強材として好適で
あることなどは全く予想外のことである。
好であることが重要であり、曳糸性を高めるには、溶融
紡糸時にでざるだ【プ均質である様なピッチ、例えば過
度に軽質な低分子量成分や逆に高分子量成分を含有しな
いピッチを使用するのが当業者の常識となっている。そ
して、この様な紡糸用ピッチの製造方法としては、ピッ
チの相が全て同一となる様に、例えば等方性成分が１０
０％又はメソフェース成分が１００％となる様に、ピッ
チの前処理及び／又は熱処理を行なうことが知られてい
る。特に、等方性ピッチの場合には、メスフェースピッ
チを含有すると紡糸性が低下するので、これを含有さぜ
ることは、全く行なわれていなかった。従って、本発明
で、メスフェース含有等方性ピッチを原料として得られ
る有節炭素繊維がマトリックス材の補強材として好適で
あることなどは全く予想外のことである。
本発明においては、メソフェースピッチ１〜１５重量％
及び残余が実質的に等方性ピッチからなるピッチを紡糸
原料とする。この様なピッチを加熱溶融し、紡糸を行な
う場合には、粘弾性の異なる２成分からなるピッチは、
完全に均質な流体と゛なることはなく、紡糸機内特に紡
糸ノズル内で両成分が異なる粘弾性を示すこと、また紡
糸ノズルを出てから巻き取られるまでの剪断力に対する
挙勅が異なるなどの理由により、スムーズな均一径のピ
ッチ繊維が得られず、節が形成されるものと推考される
。紡糸原料ピッチ中のメスフェースピッチ量が１重量％
未渦の場合には、節が形成され難く、一方１５重量％を
上回る場合には、連続した紡糸が困難となる。紡糸原料
ピッチ中のメソフェースピッチ量は、２〜８重量％とす
ることが好ましい。
及び残余が実質的に等方性ピッチからなるピッチを紡糸
原料とする。この様なピッチを加熱溶融し、紡糸を行な
う場合には、粘弾性の異なる２成分からなるピッチは、
完全に均質な流体と゛なることはなく、紡糸機内特に紡
糸ノズル内で両成分が異なる粘弾性を示すこと、また紡
糸ノズルを出てから巻き取られるまでの剪断力に対する
挙勅が異なるなどの理由により、スムーズな均一径のピ
ッチ繊維が得られず、節が形成されるものと推考される
。紡糸原料ピッチ中のメスフェースピッチ量が１重量％
未渦の場合には、節が形成され難く、一方１５重量％を
上回る場合には、連続した紡糸が困難となる。紡糸原料
ピッチ中のメソフェースピッチ量は、２〜８重量％とす
ることが好ましい。
実質的に等方性ピッチとメソフェースピッチとからなる
原料ピッチの調製方法としては、特に限定されないが、
例えば、等方性ピッチを熱処理して等方性ピッチ中に所
定量のメソフェースピッチ小球体を生成させる方法が挙
げられる。この場合、径数μｍ程度のメソフェースピッ
チ小球体が等方性ピッチ中に均一に分散していることが
望ましい。
原料ピッチの調製方法としては、特に限定されないが、
例えば、等方性ピッチを熱処理して等方性ピッチ中に所
定量のメソフェースピッチ小球体を生成させる方法が挙
げられる。この場合、径数μｍ程度のメソフェースピッ
チ小球体が等方性ピッチ中に均一に分散していることが
望ましい。
或いは、あらかじめ別途に調製した等方性ピッチとメソ
フェースピッチとを混合することも可能である。この場
合、等方性ピッチ中にメソフェースピッチを均一に分散
させることが重要でおり、両ピッチを細かく粉砕した後
混合する方法、エクストルーダー等により両ピッチを十
分混合する方法などが具体的に例示される。
フェースピッチとを混合することも可能である。この場
合、等方性ピッチ中にメソフェースピッチを均一に分散
させることが重要でおり、両ピッチを細かく粉砕した後
混合する方法、エクストルーダー等により両ピッチを十
分混合する方法などが具体的に例示される。
一般に、ピッチ繊維の製造方法は、
（１）ピッチ溶融物を多数の孔を備えた紡糸ノズルに供
給して押出し、これをワインダーに巻きつけてドラフト
をかけ、細い繊維とする。この方法は、長いフイラメン
１へを装造するのに適しており、連続紡糸法と呼ばれて
いる； （２）ピッチ溶融物をノズル孔を有する高速回転体中に
導き、回転体の遠心力により細い繊維とする遠心法；及
び （３）ピッチ溶融物をノズル孔から放出すると同時に周
辺から渦流気体を吹付【ブて随伴させて繊維とする渦流
法 に大別される。本発明方法により有節炭素繊維を製造す
る場合には、上記（１）〜（３）のいずれの方法により
ピッチ繊維を製造しても良いいが、特に（２）及び（３
）の方法が好適である。
給して押出し、これをワインダーに巻きつけてドラフト
をかけ、細い繊維とする。この方法は、長いフイラメン
１へを装造するのに適しており、連続紡糸法と呼ばれて
いる； （２）ピッチ溶融物をノズル孔を有する高速回転体中に
導き、回転体の遠心力により細い繊維とする遠心法；及
び （３）ピッチ溶融物をノズル孔から放出すると同時に周
辺から渦流気体を吹付【ブて随伴させて繊維とする渦流
法 に大別される。本発明方法により有節炭素繊維を製造す
る場合には、上記（１）〜（３）のいずれの方法により
ピッチ繊維を製造しても良いいが、特に（２）及び（３
）の方法が好適である。
上記の如くして得られた有節ピッチ繊維は、常法に従っ
て、例えば空気中２８０〜３４０℃程度で不融化され、
不活性ガス雰囲気中８００〜２０００℃程度で加熱され
て有節炭素繊維とされる。
て、例えば空気中２８０〜３４０℃程度で不融化され、
不活性ガス雰囲気中８００〜２０００℃程度で加熱され
て有節炭素繊維とされる。
マｌへワックス材の補強材料として有用な本発明有節炭
素繊維は、第１図に示す如く、通常部の直径をｄｌとし
、径拡大部（凸部）の最大直径をｄ２とする場合に、Ｑ
＝２０ｄ＋で定義される単位長さの繊維に少なくとも１
個の径拡大部を有しており、かつｄ ２ ／ ｄ ＋が
１．１〜３．０の範囲内にある。ｄ２／ｄ１の比が１．
１未満の場合には、マトリックス材に対する補強効果が
十分に発現されず、一方３．０を上回る場合には、ピッ
チ繊維の不融化及び炭化時の均質性が失われるため、炭
素繊維の製造が困難となる。ｄ２／ｄ＋の比は、１．２
〜２．０の範囲内にあることがより好ましい。
素繊維は、第１図に示す如く、通常部の直径をｄｌとし
、径拡大部（凸部）の最大直径をｄ２とする場合に、Ｑ
＝２０ｄ＋で定義される単位長さの繊維に少なくとも１
個の径拡大部を有しており、かつｄ ２ ／ ｄ ＋が
１．１〜３．０の範囲内にある。ｄ２／ｄ１の比が１．
１未満の場合には、マトリックス材に対する補強効果が
十分に発現されず、一方３．０を上回る場合には、ピッ
チ繊維の不融化及び炭化時の均質性が失われるため、炭
素繊維の製造が困難となる。ｄ２／ｄ＋の比は、１．２
〜２．０の範囲内にあることがより好ましい。
本発明有節炭素繊維を補強材として使用し得るマトリッ
クス材としては、各種樹脂類、セメント、金属、カーボ
ンなどが挙げられる。補強材としては、マット状、ヂョ
ツプ状、ミルド状、１〜つ状、ペーパー状などの形態で
使用され、公知の円形断面の炭素繊維補強材と同様の手
法により、７１〜リツクス材に混合され、硬化されて、
補強材を形成する。
クス材としては、各種樹脂類、セメント、金属、カーボ
ンなどが挙げられる。補強材としては、マット状、ヂョ
ツプ状、ミルド状、１〜つ状、ペーパー状などの形態で
使用され、公知の円形断面の炭素繊維補強材と同様の手
法により、７１〜リツクス材に混合され、硬化されて、
補強材を形成する。
発明の効果
本発明有節炭素繊維を各種マトリックス材の補強材とす
る場合には、得られる複合材の物性、特に機械的強度が
大巾に改善される。
る場合には、得られる複合材の物性、特に機械的強度が
大巾に改善される。
実施例
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
ころをより一層明らかにする。
参考例１
軟化点６０’Ｃのコールタールピッチをろ紙を使用して
２００℃でン濾過し、固形不純物を除去した。
２００℃でン濾過し、固形不純物を除去した。
得られた精製ピッチ５Ｋｙを１０Ｑのオートクレーブに
仕込み、３６０℃に予熱された空気４０Ｑ／分を吹込み
つつ、３６０℃で９０分間熱処理した。
仕込み、３６０℃に予熱された空気４０Ｑ／分を吹込み
つつ、３６０℃で９０分間熱処理した。
かくして得られた処理ピッチ（以下ピンチＡとする）の
物性は、下記第１表に示す通りでおった。
物性は、下記第１表に示す通りでおった。
第１表
軟化点くスイス メトラー社製
軟化点測定装置により測定） ２７５℃ＢＩ
７４．３重量％ＱＩ
２７．６重足％メソフェース量
０％（等方性）参考例２ 参考例１と同様にして得た精製ピッチ５豹を１０９のオ
ートクレーブに仕込み、４００’Ｃに予熱された窒素ガ
ス４０Ｑ／分を吹込みつつ、４３０°Ｃで３５分間熱５
！！Ｘ理した。
７４．３重量％ＱＩ
２７．６重足％メソフェース量
０％（等方性）参考例２ 参考例１と同様にして得た精製ピッチ５豹を１０９のオ
ートクレーブに仕込み、４００’Ｃに予熱された窒素ガ
ス４０Ｑ／分を吹込みつつ、４３０°Ｃで３５分間熱５
！！Ｘ理した。
かくして得られた処理ピッチ（以下ピッチＢとする）の
物性は、下記第２表に示Ｖ通りでめった。
物性は、下記第２表に示Ｖ通りでめった。
第２表
軟化点（スイス メトラー社製
軟化点測定装置により測定） ３２０℃Ｂ１
９４．３重量％Ｑｌ
３４．５重量％メソフェース摂
７０重足％実施例１ 参考例１で得たピッチ８５重量部と参考例２で得たピッ
チ８５重量部とをそれぞれ微粉砕した後、混合して紡糸
用原料ピッチを得た。該原料ピッチを３５０’Ｃで溶融
し、渦流法により凸部を有するピッチ繊維化し、ベルト
コンベアー上に堆積して空気中で連続的に不融化（２０
０°Ｃから２℃／分の割合で３５０℃まで昇温し、３５
０’Ｃで１０分間保持）した後、窒素ガス雰囲気中１０
００℃で２分間炭化処理して、マット状物を得た。
９４．３重量％Ｑｌ
３４．５重量％メソフェース摂
７０重足％実施例１ 参考例１で得たピッチ８５重量部と参考例２で得たピッ
チ８５重量部とをそれぞれ微粉砕した後、混合して紡糸
用原料ピッチを得た。該原料ピッチを３５０’Ｃで溶融
し、渦流法により凸部を有するピッチ繊維化し、ベルト
コンベアー上に堆積して空気中で連続的に不融化（２０
０°Ｃから２℃／分の割合で３５０℃まで昇温し、３５
０’Ｃで１０分間保持）した後、窒素ガス雰囲気中１０
００℃で２分間炭化処理して、マット状物を得た。
かくして得られた炭素繊維（モノフィラメント）の径は
１３〜１４μｍ、引張強度は７ＯＮｇ／ｍ２、引張弾性
率は４ 、２ ｊｏｎ／ｍ２で必った。また、有節状態
は、第１図において、ｄ＋＝１４μ肌、ｄ２＝１７μｍ
、ｄ２／ｄ１＝１．２１であり、Ｑ＝２０ｄ１の範囲内
に平均２個の凸部を有していた。
１３〜１４μｍ、引張強度は７ＯＮｇ／ｍ２、引張弾性
率は４ 、２ ｊｏｎ／ｍ２で必った。また、有節状態
は、第１図において、ｄ＋＝１４μ肌、ｄ２＝１７μｍ
、ｄ２／ｄ１＝１．２１であり、Ｑ＝２０ｄ１の範囲内
に平均２個の凸部を有していた。
上記で得たマット状物を３００＃Ｘ ３００ｍＸ４２Ｍ
の大きさで高密度０．０２ＳＪ／Ｃｍ３に加工し、下記
第３表に示す樹脂溶液に含浸した後、過剰の樹脂溶液を
絞って、樹脂含有量の異なる２種の樹脂含浸体（イ）及
び（ロ）を得た。
の大きさで高密度０．０２ＳＪ／Ｃｍ３に加工し、下記
第３表に示す樹脂溶液に含浸した後、過剰の樹脂溶液を
絞って、樹脂含有量の異なる２種の樹脂含浸体（イ）及
び（ロ）を得た。
第３表
エポキシ樹脂（商標“エピクロン
８５０”、大日本イ
ンキ化学工業■製） １００重量部
メチルナジック酸無水物 ９０重間部クロル
フェニル尿素 ４重量部アセトン
１４０重■部上記樹脂含浸体を１
日風乾した後、１１０’Ｃで８分間乾燥してペーパー状
のシートを得た。次いで該シートを圧力１５Ｋｊ／ｃｒ
Ａ、 温度１５０’Ｃで３０分間加圧熱成形して厚さ約
３ｍの炭素繊維含有量の異なる２種の複合材（イ）及び
（ロ）を１θた。
フェニル尿素 ４重量部アセトン
１４０重■部上記樹脂含浸体を１
日風乾した後、１１０’Ｃで８分間乾燥してペーパー状
のシートを得た。次いで該シートを圧力１５Ｋｊ／ｃｒ
Ａ、 温度１５０’Ｃで３０分間加圧熱成形して厚さ約
３ｍの炭素繊維含有量の異なる２種の複合材（イ）及び
（ロ）を１θた。
下記第４表に複合材の物性を示す。
比較例１
参考例１で１ｑたピッチＡを使用して実施例１と同様に
して、マット状炭素繊維を１ｑだ。
して、マット状炭素繊維を１ｑだ。
該炭素繊維は、凸部を有しておらず、モノフィラメント
径は１３〜１４μｍ、引張強度はＢＯＫ３／ｍ２、引張
弾性率は４ 、１ ｔｏｎ／ｍ２で・あった。
径は１３〜１４μｍ、引張強度はＢＯＫ３／ｍ２、引張
弾性率は４ 、１ ｔｏｎ／ｍ２で・あった。
上記で得たマツ１〜状炭素繊維を使用して実施例１と同
様にして、炭素繊維含有量の異なる２種の一複合材（ハ
）及び（ニ）を冑た。第４表に両複合材の物性を示す。
様にして、炭素繊維含有量の異なる２種の一複合材（ハ
）及び（ニ）を冑た。第４表に両複合材の物性を示す。
第 ４ 表
実施例２
軟化点６０℃のコールタールピッチをろ紙を使用して２
００℃で濾過し、固形不純物を除去した。
００℃で濾過し、固形不純物を除去した。
得られた精製ピッチ５に３を１０９のオートクレーブに
仕込み、３６０℃に予熱された空気４０Ｑ／分を吹込み
つつ、３６０℃で６０分間熱処理した俊、直ちに吹込み
ガスを窒素ガスに切り替え、更に同温度で３０分間熱処
理した。
仕込み、３６０℃に予熱された空気４０Ｑ／分を吹込み
つつ、３６０℃で６０分間熱処理した俊、直ちに吹込み
ガスを窒素ガスに切り替え、更に同温度で３０分間熱処
理した。
得られた処理ピッチ（以下ピッチＣとする）の物性は、
下記第５表に示す通りでおった。
下記第５表に示す通りでおった。
第５表
軟化点 ２８１．５℃８１
７８．５単量％Ｑｌ
３０．７重量％上記で１ｑられたピ
ッチを樹脂に埋め込み、研磨後、偏光顕微鏡により観察
したところ、メソフェース母（面積比）は、２％である
ことが判明した。
７８．５単量％Ｑｌ
３０．７重量％上記で１ｑられたピ
ッチを樹脂に埋め込み、研磨後、偏光顕微鏡により観察
したところ、メソフェース母（面積比）は、２％である
ことが判明した。
また、上記で得られたピッチＣを使用して、実施例１と
同様にして有節炭素繊維を得た。
同様にして有節炭素繊維を得た。
実施例３
実施例１及び比較例１と同様にして（？られた炭素繊維
を平均繊維長６履に切断し、夫々を下記第６表に示すセ
メント配合物Ｎα１〜４の補強材として使用した。使用
量は、全て千但部で示す。
を平均繊維長６履に切断し、夫々を下記第６表に示すセ
メント配合物Ｎα１〜４の補強材として使用した。使用
量は、全て千但部で示す。
第 ６ 表
Ｎｏ、１ Ｎｏ２ Ｎｏ３ ＮＱ４
セメント １００ １００ １００ １
００砂 ７０ ７０
７０ ７０水 ３０
３０ ３０ ３０メチルセロソルブ
０．３ ０．３ ０．３ ０．３炭素繊維
６ ８ ６ ８（実施例１）（実
施例１）（比較例１）（比較例１）上記の各配合物をミ
キサーにて混合し、流し込み成形し、２０℃の水中で７
日間初期養生して、１５０ｍＸ ４０ｍＸ １０ｍｍの
試験片を得た。
００砂 ７０ ７０
７０ ７０水 ３０
３０ ３０ ３０メチルセロソルブ
０．３ ０．３ ０．３ ０．３炭素繊維
６ ８ ６ ８（実施例１）（実
施例１）（比較例１）（比較例１）上記の各配合物をミ
キサーにて混合し、流し込み成形し、２０℃の水中で７
日間初期養生して、１５０ｍＸ ４０ｍＸ １０ｍｍの
試験片を得た。
得られた試験片を長辺の両端から２５ｍのところで支持
し、中央部に荷重をかけて曲げ比例限界強度（ＬＯＰ）
及び曲げ破断強度（ＭＯＲ）を測定した。結果を第７表
に示す。
し、中央部に荷重をかけて曲げ比例限界強度（ＬＯＰ）
及び曲げ破断強度（ＭＯＲ）を測定した。結果を第７表
に示す。
第 ７ 表
第１図は、本発明有節炭素繊維の概要を示す図面である
。 （以 上）
。 （以 上）
Claims (3)
- （１）径拡大部を有する有節炭素繊維であつて、通常部
の直径をｄ＿１とし、径拡大部の最大直径をｄ＿２とす
る場合に、ｌ＝２０ｄ＿１で定義される単位長さの繊維
部に少なくとも１個の径拡大部を有し、かつｄ＿２／ｄ
＿１が１．１〜３．０の範囲内にあることを特徴とする
有節繊維。 - （２）メソフェースピッチ１〜１５重量％及び残余が実
質的に等方性ピッチからなる原料ピッチを紡糸し、不融
化し、炭化することを特徴とする有節炭素繊維の製造方
法。 - （３）径拡大部を有する有節炭素繊維であつて、通常部
の直径をｄ＿１とし、径拡大部の最大直径をｄ＿２とす
る場合に、ｌ＝２０ｄ＿１で定義される単位長さの繊維
部に少なくとも１個の径拡大部を有し、かつｄ＿２／ｄ
＿１が１．１〜３．０の範囲にある有節繊維を補強材と
する複合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20721986A JPS6366324A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 有節炭素繊維、その製造方法及び有節炭素繊維を補強材とする複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20721986A JPS6366324A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 有節炭素繊維、その製造方法及び有節炭素繊維を補強材とする複合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366324A true JPS6366324A (ja) | 1988-03-25 |
Family
ID=16536216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20721986A Pending JPS6366324A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 有節炭素繊維、その製造方法及び有節炭素繊維を補強材とする複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6366324A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013095848A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 樹脂成形体及びこれを用いた樹脂製歯車 |
| JP2014213560A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 新神戸電機株式会社 | 樹脂成形体の製造法及び製造された樹脂成形体を用いる樹脂製歯車の製造法 |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP20721986A patent/JPS6366324A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013095848A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 樹脂成形体及びこれを用いた樹脂製歯車 |
| JP2014213560A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 新神戸電機株式会社 | 樹脂成形体の製造法及び製造された樹脂成形体を用いる樹脂製歯車の製造法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fitzer et al. | Carbon reinforcements and carbon/carbon composites | |
| JPS62295926A (ja) | 炭素繊維チヨツプドストランドの製造方法 | |
| KR102157184B1 (ko) | 아크릴로니트릴계 섬유의 제조방법 | |
| JPS6366324A (ja) | 有節炭素繊維、その製造方法及び有節炭素繊維を補強材とする複合材 | |
| US5348719A (en) | Process for producing carbon fibers having high strand strength | |
| JP2595674B2 (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| JP3303424B2 (ja) | アクリル系炭素繊維の製造方法 | |
| JP3321913B2 (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JP3531194B2 (ja) | 炭素繊維集合体 | |
| JP2849156B2 (ja) | 中空炭素繊維の製造方法 | |
| JP3024319B2 (ja) | 高ストランド強度炭素繊維の製造方法 | |
| JP3024320B2 (ja) | 高ストランド強度炭素繊維の製造方法 | |
| JP3291847B2 (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH01145375A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材の製造方法 | |
| Fitzer et al. | Carbon fibers | |
| JPH03260109A (ja) | 気相成長炭素繊維混入有機繊維 | |
| JPH1036450A (ja) | 炭素材料製造用のポリアクリロニトリル−ピッチ系素原料 | |
| JPH01145373A (ja) | 炭素繊維強化炭素材料の製造方法 | |
| JP3698156B2 (ja) | 炭素繊維 | |
| JPH04153326A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製法 | |
| JPH01145374A (ja) | 炭素繊維強化炭素材料の製造方法 | |
| JPH02264075A (ja) | 摩擦材用補強材 | |
| JP2000080524A (ja) | 高ストランド強度炭素繊維の製造方法 | |
| JP2000080525A (ja) | 高ストランド強度炭素繊維の製造方法 | |
| JP3055295B2 (ja) | ピッチ系炭素繊維とその製造方法 |