碳纤维及其制造方法技术

依次执行使富勒烯C

Carbon fiber and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维及其制造方法
本专利技术涉及碳纤维及其制造方法。
技术介绍
非专利文献1中公开了一种通过将碳纤维浸渍至富勒烯(Fullerene)C60的甲苯溶液(Toluenesolution)后，再进行干燥，由此在表面附着有富勒烯C60的碳纤维。专利文献1中公开了一种通过将其中分散有富勒烯类的异丙醇(Isopropylalcohol)分散液藉由毛刷或喷雾器涂敷至碳膜后，再进行干燥，由此对碳膜表面进行富勒烯处理的方法。[现有技术文献][专利文献][专利文献1](日本)特开2010－137155号公报[非专利文献][非专利文献1]JournalofMaterialsScienceandEngineeringA，2013，3(11)，725－731.‘CarbonFiberModifiedwithCarbonNanotubesandFullerenesforFibrousCompositeApplication
技术实现思路
[专利技术要解决的课题]然而，非专利文献1的方法中，溶剂从碳纤维蒸发时，藉由凝聚而析出的富勒烯仅是不均匀地附着在碳纤维表面上，碳纤维上附着的富勒烯的量等于溶解在附着于碳纤维的溶剂中的富勒烯的量。此外，所析出的富勒烯和碳纤维之间的相互作用也较小，故将该碳纤维作为强化(增强)剂添加至树脂时，存在难以充分发挥提高碳纤维和树脂之间的界面剪切强度的效果的问题。另外，专利文献1的方法中，富勒烯不溶解于溶剂，并进行了凝聚，故富勒烯也仅是不均匀地附着在碳纤维表面上而已，碳纤维和树脂之间的界面剪切强度的提高效果不够好。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种富勒烯吸附在了表面上的碳纤维及其制造方法。[用于解决课题的手段]本专利技术的专利技术人发现了，在特定的条件下，富勒烯C70会吸附至碳纤维。此外还发现了，与仅使富勒烯附着于表面的碳纤维相比，这样的碳纤维和树脂之间的界面剪切强度较高。即，为了解决上述问题，本专利技术提供如下技术方案。[1]一种吸附有富勒烯C70的碳纤维。[2]前项[1]所述的碳纤维中，每1000质量份的所述碳纤维上吸附有0.001～1质量份的所述富勒烯C70。[3]一种吸附有富勒烯C70的碳纤维的制造方法，依次执行：使富勒烯C70溶解于有机溶剂以制备富勒烯溶液的步骤(I)；将原料碳纤维浸渍在所述富勒烯溶液中的步骤(II)；及从所述富勒烯溶液中取出所述碳纤维并对其进行干燥的步骤(III)。[4]前项[3]所述的碳纤维的制造方法中，所述溶液中的富勒烯C70的浓度为1～1000质量ppm。[5]前项[3]或[4]所述的碳纤维的制造方法中，所述有机溶剂为芳香烃(Aromatichydrocarbon)或卤代烷(Alkylhalide)。[6]前项[3]～[5]中的任一项所述的碳纤维的制造方法中，所述原料碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维(Polyacrylonitrile-basedcarbonfiber)。[7]前项[3]～[6]中的任一项所述的碳纤维的制造方法中，所述步骤(II)中原料碳纤维的浸渍时间为5秒～24小时。[8]前项[3]～[7]中的任一项所述的碳纤维的制造方法中，所述步骤(II)中浸渍时的所述溶液的温度为10℃～80℃。[专利技术效果]根据本专利技术，能够获得一种与树脂之间的界面剪切强度较高的碳纤维。具体实施方式下面通过列举实施方式来进行详细说明，但本专利技术并不限定于该实施方式，在不改变其主旨的范围内，还可对其进行适当的变更和变形等。＜碳纤维＞本实施方式的碳纤维是一种吸附有富勒烯C70的碳纤维，可通过依次执行如下步骤而获得，即：使富勒烯C70溶解于有机溶剂以制备富勒烯溶液的步骤(I)；将原料碳纤维(富勒烯C70没有进行吸附的碳纤维)浸渍在所述富勒烯溶液中的步骤(II)；及从所述富勒烯溶液中取出所述碳纤维，并对所取出的所述碳纤维进行干燥的步骤(III)。这里，执行所述步骤(II)时，与原料碳纤维浸渍前相比，浸渍后所述溶液中的富勒烯C70的浓度减少了。这也会导致溶液中的富勒烯C70吸附在碳纤维上，从而使碳纤维表面上的富勒烯C70的浓度上升。在仅发生了非专利文献1或专利文献1那样的附着的情况下，溶液中的富勒烯C70的浓度不会产生变化。因此，当溶液中的富勒烯C70的浓度减少时，可判断为富勒烯C70已经吸附至原料碳纤维，当没有观察到所述浓度的减少时，可判断为没有进行吸附。需要说明的是，就所述溶液中的富勒烯C70的浓度而言，可采用后述的实施例中所述的“吸附至碳纤维的富勒烯吸附量的测定方法”进行测定。这里，每1000质量份的碳纤维的富勒烯C70的吸附量(质量份)可由如下公式(1)计算。吸附量＝([吸附前的富勒烯溶液中的富勒烯C70的浓度(质量ppm)]－[吸附后的富勒烯溶液中的富勒烯C70的浓度(质量ppm)])×[富勒烯溶液的质量(g)]/[碳纤维的质量(mg)]···(1)就每1000质量份的所述碳纤维上的所述富勒烯C70的吸附量而言，优选为0.001～1质量份，较佳为0.001～0.1质量份，更佳为0.002～0.03质量份。如果吸附量位于该范围内，则容易获得可使与树脂之间的界面剪切强度充分提高的效果。接着，对吸附有富勒烯C70的碳纤维的制造方法进行说明。＜步骤(I)＞步骤(I)中，使富勒烯C70溶解于有机溶剂，由此制备了富勒烯溶液。步骤(I)的溶液中的所述富勒烯C70的浓度优选为1～1000质量ppm，较佳为10～500质量ppm。如果位于该范围的下限以上，则容易使富勒烯C70进行吸附。如果位于该范围的上限以下，则容易进行溶液的调制，并且也较为经济。作为步骤(I)的有机溶剂，其为富勒烯C70可进行溶解的溶剂，优选为芳香烃或卤代烷，较佳为从苯类(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(Xylene)、三甲苯(Trimethylbenzene)、二氯甲烷(Dichloromethane)、氯仿(Chloroform)、及四氯化碳(Carbontetrachloride)中选出的至少一种溶剂，更佳为甲苯或二氯甲烷。通过使用这样的溶剂，可容易使富勒烯C70进行吸附。＜步骤(II)＞步骤(II)中，将原料碳纤维浸渍在所述富勒烯溶液中。就步骤(II)中使用的原料碳纤维而言，可使用沥青基碳纤维(Pitch-basedcarbonfiber)和聚丙烯腈基碳纤维中的任一种，但聚丙烯腈基碳纤维为优选。这样的原料碳纤维一般用于碳纤维强化塑料的强化剂等，与树脂之间的界面剪切强度较高。步骤(II)中碳纤维的浸渍时间优选为5秒～24小时，较佳为5分钟～12小时，更佳为30分钟～2小时。如果位于该范围的下限以上，则容易使富勒烯C70进行吸附。尽管也可以进行更长时间的浸渍，但吸附量难以再继续增加，故如果位于该范围的上限以下，则处理时间较短，并且也较为经济。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附有富勒烯C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171027 JP 2017-2080321.一种吸附有富勒烯C70的碳纤维。


2.如权利要求1所述的碳纤维，其中，
每1000质量份的所述碳纤维上吸附有0.001～1质量份的所述富勒烯C70。


3.一种吸附有富勒烯C70的碳纤维的制造方法，依次执行：
使富勒烯C70溶解于有机溶剂以制备富勒烯溶液的步骤(I)；
将原料碳纤维浸渍在所述富勒烯溶液中的步骤(II)；及
从所述富勒烯溶液中取出所述碳纤维，并对所取出的所述碳纤维进行干躁的步骤(III)。


4.如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：五十岚威史，武居共之，高宇，栗谷真澄，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP