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COMPOSITE MATERIAL CONTAINING EXPANDED CARBON FIBER, AND ITS MANUFACTURING METHOD

Patent code P110005835
Posted date Oct 17, 2011
Application number P2005-070399
Publication number P2006-249546A
Patent number P4719875
Date of filing Mar 14, 2005
Date of publication of application Sep 21, 2006
Date of registration Apr 15, 2011
Inventor
  • (In Japanese)豊田 昌宏
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人大分大学
Title COMPOSITE MATERIAL CONTAINING EXPANDED CARBON FIBER, AND ITS MANUFACTURING METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an expanded carbon fiber composite material which utilizes the properties of expanded carbon fiber having excellent basic characteristics, such as strength, particularly compressive strength and bending strength, and showing an excellent reinforcing effect.
SOLUTION: As to a manufacturing process of the expanded carbon fiber composite material, carbon fiber, such as pitch-based, PAN-based or vapor-grown carbon fiber, is subjected to chemical or electrochemical sizing treatment, and the resultant graphite intercalation compound of the carbon fiber or residual compound is thermally decomposed to form a nanometer-sized fibrilliform shape. Then a very small amount of the resultant fibrils is dispersedly incorporated into a matrix, followed by molding.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

炭素繊維複合材料は、炭素繊維が持つ高強度、高弾性等の優れた力学的特性を利用して種々の樹脂をマトリックスとして複合材料とし、産業分野から航空宇宙分野まで幅広く利用されている。炭素繊維を複合材料として使用した場合、その分散性が悪く、非常に大量に使用しなければならず、コストがかかることが指摘されてきた。そこで開繊をされた炭素繊維を用いて分散性を上げる等の工夫もなされてきた。

一方、カーボンナノチューブは、金属的な性質から半導体としての性質を含む多様で優れた電気特性を有し、また、大きな力学的特性、表面積から電気電子材料から高性能樹脂補強材に至るまで種々の分野において次世代材料として注目を集め実用化研究が、世界各地で進められている。しかしながら、カーボンナノチューブは、合成時に、例えば、アーク放電から合成された物はすすを多く含むなど純度が低く、精製の必要があるとされていながら、フラーレンのように精製が不可能で、純度100%の物を得ることは難しく、そのままマトリックス部材に添加を行った場合、不純物も添加することになり、複合部材とした後、その不純物の存在により、強度の著しい向上が望めない事も指摘されている。また、カーボンナノチューブのアスペクト比は小さく、カーボンナノチューブが必ずしも優れた複合部材得るために適した材料でないことも指摘されている。
この他に、カーボンナノチューブは、ポリマー(高分子)と親和性が悪く、これが新しい複合材料開発の障害になっている。そこで、カーボンナノチューブの表面を化学処理して、他の物質との親和性を改良する試みがなされているが、その処理によって、カーボンナノチューブの特性が低下する問題が生じている。
【特許文献1】
特開2001-207376号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、ナノテクノロジーおよび材料科学の技術分野に属し、特に膨張化炭素繊維をナノメーターサイズの微小繊維にして含有させた新規な膨張化炭素繊維含有複合材料及びその製造方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
ノボラック系フェノール樹脂をマトリックスとしこのマトリックス中に、5~10μmの膨張化炭素繊維をサイジング処理し摩砕した1μm以下のフィブリル繊維を2~6W%分散含有してなることを特徴とする膨張化炭素繊維複合材料。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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