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公開番号2024118000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-30
出願番号2023024138
出願日2023-02-20
発明の名称炭素繊維の製造方法
出願人株式会社日本触媒
代理人
主分類D06M 13/352 20060101AFI20240823BHJP(繊維または類似のものの処理;洗濯;他に分類されない可とう性材料)
要約【課題】
炭素繊維強化プラスチックにおいて、樹脂との良好な相互作用を持つ炭素繊維の表面処理方法を提供することである。
【解決手段】
酸化グラフェンおよびオキサゾリン化合物で炭素繊維の表面処理をすることを特徴とする炭素繊維の製造方法である。該方法で得られた炭素繊維を用いることで、再生炭素繊維を用いた場合においても樹脂との密着性などの相互作用が良好となり、得られた炭素繊維強化プラスチックの高強度、高弾性を維持できる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化グラフェンおよびオキサゾリン化合物で表面処理することを特徴とする炭素繊維の製造方法。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
下記ａ，ｂ，ｃのいずれかの表面処理をすることを特徴とする請求項１に記載の炭素繊維の製造方法。
ａ）酸化グラフェン、オキサゾリン化合物の順に炭素繊維の表面を処理する。
ｂ）オキサゾリン化合物、酸化グラフェンの順に炭素繊維の表面を処理する。
ｃ）酸化グラフェンとオキサゾリン化合物をあらかじめ複合化した複合体を用いて炭素繊維の表面を処理する。
【請求項３】
該炭素繊維が酸化処理されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の炭素繊維の製造方法。
【請求項４】
該炭素繊維が使用済み炭素繊維強化プラスチックから回収された炭素繊維であることを特徴とする請求項１または２に記載の炭素繊維の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂との良好な相互作用を持つ炭素繊維の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は高強度と高弾性率を示す材料として構造材料として広く利用されている。ＣＦＲＰにはマトリックス樹脂として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂や、ビニルエステルなどの熱可塑性樹脂が利用されている（特に熱可塑性樹脂の場合はＣＦＲＴＰと呼ばれる）。しかしながら炭素繊維と樹脂の相互作用が低く、ＣＦＲＰとした時の強度に課題があった。これまでに炭素繊維の樹脂への相互作用向上のために、炭素繊維自体を酸化処理したり、サイジング処理と呼ばれる有機成分での表面処理が盛んに検討されている（特許文献１、２）。また、酸化グラフェンを表面処理に用いる報告もなされている（特許文献３）。しかしながらこれら表面処理では相互作用の向上が不十分であり、さらなる表面処理方法が求められている。さらに、近年では炭素繊維のリサイクルも盛んに検討されており、ＣＦＲＰから回収された炭素繊維の再利用のためにも新たな表面処理が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭５９－３０９１４号公報
特開２０２２－１１７５６２号公報
特開２０２０－１６９４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、樹脂との良好な相互作用を持つ炭素繊維の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記目的を達成する為に種々検討を行ない、本発明に想到した。
すなわち、本発明の炭素繊維の製造方法は、酸化グラフェンおよび、オキサゾリン化合物で表面処理することを特徴とする、炭素繊維の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の炭素繊維の製造方法によって得られる炭素繊維は、成形加工性に優れ、ＣＦＲＰとしたときの強度に優れる。本発明の実施形態によって、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など種々の樹脂に適応可能であり、また、無処理炭素繊維、酸化処理炭素繊維、リサイクル炭素繊維など、種々の炭素繊維に適用可能である。炭素繊維と樹脂間の相互作用を向上し、強度向上させたＣＦＲＰ，ＣＦＲＴＰを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
【０００８】
［炭素繊維の製造方法］
本発明の炭素繊維の製造方法は、酸化グラフェンおよびオキサゾリン化合物で表面処理することを特徴とする製造方法である。酸化グラフェンとオキサゾリン化合物を併用することにより、炭素繊維と樹脂間の相互作用が向上し、ＣＦＲＰ、ＣＦＲＴＰとしての機械強度を向上させることができる。酸化グラフェンおよびオキサゾリン化合物での表面処理は後述の方法で行うことができる。
【０００９】
［炭素繊維］
本発明で用いられる炭素繊維は、特に限定されず、ＰＡＮ系炭素繊維・ピッチ系炭素繊維をあげることができる。また、これら炭素繊維を酸化処理したもの、サイジング処理したものもあげることができる。さらにこれら炭素繊維を使用済みＣＦＲＰ，ＣＦＲＴＰから回収したリサイクル炭素繊維もあげることができる。
【００１０】
［酸化グラフェンおよび酸化グラフェン分散液］
本発明に用いられる酸化グラフェンは黒鉛を酸化し、剥離することで得られる。酸化グラフェンの製造方法は特には限定されないが、例えば黒鉛を硫酸中、酸化剤を用いることで酸化し、精製後に剥離した酸化グラフェンが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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