碳纤维增强成型体制造技术

提供在具有高强度的同时制振性优异的碳纤维增强成型体。是包含排列的复合材料和树脂固化物的碳纤维增强成型体，其特征在于，上述复合材料具有多个连续的碳纤维排列而成的碳纤维束和在上述碳纤维的各自的表面附着的碳纳米管，经由缓冲材料进行3点弯曲试验得到的弹性模量比无上述缓冲材料进行上述3点弯曲试验得到的弹性模量小。

Carbon fiber reinforced moulding

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维增强成型体
本专利技术涉及碳纤维增强成型体。
技术介绍
提出了具有用碳材料等形成的纤维和在上述纤维表面形成的结构体的复合材料(例如专利文献1)。在专利文献1中，上述结构体包含多个碳纳米管，上述多个碳纳米管形成相互直接连接的网状结构，同时在上述纤维表面直接附着。记载了包含这样的复合材料的成型体能够发挥纤维原本的功能，同时能够发挥来自CNT的导电性、传热性、机械强度等功能。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/175319号
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为复合材料，使用了碳纤维的成型体(以下将其称为碳纤维增强成型体)在飞机、汽车、一般工业、体育用品等各种领域中用途在扩大。关于这样的碳纤维增强成型体，对于其强度等特性的要求变得越来越严格。对于碳纤维增强成型体，除了强度以外，也要求振动更迅速地衰减从而能够吸收冲击，即所谓的制振性。尚未得到在具有高强度的同时制振性也优异的碳纤维增强成型体。因此，本专利技术的目的在于提供在具有高强度的同时制振性也优异的碳纤维增强成型体。用于解决课题的手段本专利技术涉及的碳纤维增强成型体是包含排列的复合材料和树脂固化物的碳纤维增强成型体，其特征在于，所述复合材料具有多个连续的碳纤维排列而成的碳纤维束和在所述碳纤维的各自的表面附着的碳纳米管，经由缓冲材料进行3点弯曲试验得到的弹性模量比无所述缓冲材料进行所述3点弯曲试验得到的弹性模量小。专利技术效果本专利技术的碳纤维增强成型体包含复合材料和树脂固化物，采用经由缓冲材料的3点弯曲试验得到的弹性模量比采用无缓冲材料的3点弯曲试验得到的弹性模量小，因此可以说制振性优异。并且，就本专利技术的碳纤维增强成型体中所含的复合材料而言，在碳纤维束中的碳纤维的各自的表面附着有CNT。由此，本专利技术的碳纤维增强成型体能够发挥更高的强度。附图说明图1为示出本实施方式涉及的碳纤维增强成型体的构成的截面图。图2为说明供于3点弯曲试验的试验片的立体图。图3为说明3点弯曲试验方法的概略图，图3A示出没有缓冲材料的3点弯曲试验的状态，图3B示出经由缓冲材料的3点弯曲试验的状态。图4为说明碳纤维增强成型体中所含的复合材料的构成的概略图。图5为说明碳纤维的相互缠结的评价方法的概略图。图6为说明CNT附着工序的概略图。图7为说明导辊的侧面图。图8为说明试验片在较窄的区域受到冲击的状态的概略图。图9为说明试验片在较宽的区域受到冲击的状态的概略图。图10为示出用于振动衰减特性的评价的试验片的立体图。图11为说明振动衰减特性的评价方法的概略图。图12为示出测定的位移量的时间变化的一例的坐标图。图13为示出实施例1的碳纤维增强成型体的弹性模量的坐标图。图14为示出比较例1(现有的CFRP)的弹性模量的坐标图。图15为对采用没有缓冲材料的3点弯曲试验得到的弹性模量进行比较并示出的坐标图。图16为对采用经由缓冲材料的3点弯曲试验得到的弹性模量进行比较并示出的坐标图。图17为示出用于Charpy冲击试验的试验片的立体图。图18为示出Charpy冲击试验的结果的坐标图，图18A为实施例2，图18B为比较例2。图19为示出落锤试验的结果的图。图20为图19中的框部分的放大图，图20A为实施例3，图20B为比较例3。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的实施方式详细地说明。1.整体构成如图1中所示那样，本实施方式的碳纤维增强成型体100具备复合材料10和树脂固化物50。复合材料10在与纸面正交的方向上延伸并多个排列。本实施方式的碳纤维增强成型体100作为规定的板状的试验片在规定的2个条件下进行3点弯曲试验时，所求出的2个弹性模量存在规定的关系。在3点弯曲试验中，能够使用图2中所示的宽度D、长度L、厚度t的板状的试验片100A。试验片100A的宽度D为15mm，长度L为100mm，厚度t为1.8mm。多个复合材料10以试验片100A的宽度D作为纵向进行排列。试验首先如图3A中所示那样，用在试验片100A的纵向上以规定的距离x配置的2个支点200支承试验片100A。支点200间的距离x为80mm。用负载传感器220测定载荷，同时以1m/s的负荷速度使压子210直接碰撞试验片100A。压子210为将试验片100A的宽度D方向作为纵向的厚度10mm左右的金属性的板。压子210用圆形状(曲率半径5mm)的顶端边与试验片100A相接，能够将试验片100A横切。使用试验片100A断裂时的载荷，求出无缓冲材料时的弹性模量EM0。接下来，如图3B中所示那样，除了在相同的构成的另外的试验片100A与压子210之间配置缓冲材料230以外，采用同样的条件进行3点弯曲试验。作为缓冲材料230，使用长度30mm、宽度20mm、厚度5mm的海绵橡胶。海绵橡胶可以是天然橡胶制。缓冲材料230优选AskerC硬度为20～80左右。与上述同样地，使用试验片100A断裂时的载荷，求出有缓冲材料时的弹性模量EM1。采用经由缓冲材料230的3点弯曲试验得到的弹性模量EM1比采用无缓冲材料230的3点弯曲试验得到的弹性模量EM0小。在本实施方式中，经由缓冲材料230时的弹性模量EM1为无缓冲材料230时的弹性模量EM0的0.615倍以下。无缓冲材料230时的弹性模量EM0优选为8～12GPa的范围内。碳纤维增强成型体100中的树脂固化物50为环氧树脂的固化物。树脂固化物50的体积含有率优选10～40％，更优选15～33％。树脂固化物50优选弹性模量为2～5GPa左右。对于碳纤维增强成型体100中所含的复合材料10，参照图4详细地说明。复合材料10具备多个连续的碳纤维12a在一个方向上排列而成的碳纤维束12。碳纤维12a的直径为约5～20μm，通过来自化石燃料的有机纤维、来自木材、植物纤维的有机纤维的烧成而得到。在附图中，为了说明，示出了仅10根碳纤维12a，本实施方式中的碳纤维束12能够包含1千～10万根的碳纤维12a。构成碳纤维束12的碳纤维12a基本上没有相互缠结而保持直线性。包含这样的碳纤维12a的本实施方式的复合材料10为在厚度方向上3～30根碳纤维12a并列的带状。在各碳纤维12a的表面附着有CNT14a。CNT14a在碳纤维12a的表面的大致整个表面上均等地分散并缠结，从而能够相互直接接触或者直接连接而形成网状结构。优选在CNT14a彼此之间不存在表面活性剂等分散剂、粘接剂等夹杂物。另外，CNT14a在碳纤维12a的表面直接附着。这里所说的连接包含物理连接(单纯的接触)。另外，这里所说的附着是指利用范德华力的结合。进而，所谓“直接接触或者直接连接”除了包含多个CNT单纯地接触的状态以外，包含多个CNT成为一体地连接的状态。CNT14a的长度优选为0.1～50μm。如果CNT14a的长度为0.1μm以上，则CNT14a之间缠结从而直接连接。另外，如果CNT14a的长度为50μm以下，则变得容易均等地分散。另一方面，如果CNT14a的长度不到0.1μm，则CNT14a之间变得难以缠结。另外，如果CNT14a的长度超过50μm，则变得容易凝聚。CNT14a优选平均直径为约30nm以下。如果CNT14a的直径为30nm以下，则富于柔软性，在各碳纤维12a的表面能够形成网状结构。另一方面，如果CNT14a的直径超过30nm，柔软本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳纤维增强成型体，是包含排列的复合材料和树脂固化物的碳纤维增强成型体，其特征在于，所述复合材料具有多个连续的碳纤维排列而成的碳纤维束和在所述碳纤维的各自的表面附着的碳纳米管，经由缓冲材料进行3点弯曲试验得到的弹性模量比无所述缓冲材料进行所述3点弯曲试验得到的弹性模量小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.14 JP 2017-024610;2017.07.03 JP 2017-130651.碳纤维增强成型体，是包含排列的复合材料和树脂固化物的碳纤维增强成型体，其特征在于，所述复合材料具有多个连续的碳纤维排列而成的碳纤维束和在所述碳纤维的各自的表面附着的碳纳米管，经由缓冲材料进行3点弯曲试验得到的弹性模量比无所述缓冲材料进行所述3点弯曲试验得到的弹性模量小。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强成型体，其特征在于，无所述缓冲材料进行所述3点弯曲试验得到的弹性模量比不含所述碳纳米管的情形大，经由所述缓冲材料进行所述3点弯曲试验得到的弹性模量比不含所述碳纳米管的情形小。3.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强成型体，其特征在于，所述3点弯曲试验是对于宽度15mm、厚度1.8mm的板状的、以所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鬼塚麻季，中井勉之，小向拓治，辉平广美，
申请(专利权)人：霓达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP