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公開番号2025147879
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048367
出願日2024-03-25
発明の名称強化炭素繊維、炭素繊維シート及び炭素繊維強化剤
出願人兵庫県,学校法人立命館
代理人個人,個人
主分類D06M 15/227 20060101AFI20250930BHJP(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】環境負荷が低く簡便な作業により炭素繊維を強化することができる、炭素繊維強化剤、及びその炭素繊維強化剤を用いた強化炭素繊維、及び薄くドレープ性にも優れた炭素繊維シートを提供すること。
【解決手段】炭素繊維と、該炭素繊維に含ませた炭素繊維強化剤とを含む、強化炭素繊維であって、該炭素繊維強化剤は不飽和脂肪酸又はその誘導体の重合物で成る固体樹脂を含み、該強化炭素繊維は5%以下の空隙率を有する、強化炭素繊維。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
炭素繊維と、該炭素繊維に含ませた炭素繊維強化剤とを含む、強化炭素繊維であって、
該炭素繊維強化剤は不飽和脂肪酸又はその誘導体の重合物で成る固体樹脂を含み、
該強化炭素繊維は５％以下の空隙率を有する、強化炭素繊維。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記不飽和脂肪酸は、１６～２２個の炭素原子を有するものである、請求項１に記載の強化炭素繊維。
【請求項３】
前記不飽和脂肪酸誘導体は乾性油を含む、請求項１に記載の強化炭素繊維。
【請求項４】
前記不飽和脂肪酸はリノール酸又はリノレン酸を含み、前記不飽和脂肪酸誘導体はアマニ油を含む、請求項１に記載の強化炭素繊維。
【請求項５】
請求項１に記載の強化炭素繊維を含む強化炭素繊維シート。
【請求項６】
強化剤を除いた炭素繊維シートの目付量が１９０ｇ／ｍ
２
以下である請求項５に記載の強化炭素繊維シート。
【請求項７】
請求項５に記載の強化炭素繊維シートと、該強化炭素繊維シートの少なくとも一方の面上に形成されたマトリックス樹脂組成物の層とを含む、プリプレグ。
【請求項８】
マトリックス樹脂組成物が二液混合型硬化性樹脂を含み、
請求項５に記載の強化炭素繊維シートと、
該強化炭素繊維シートの一方の面上に形成されたマトリックス樹脂組成物のＡ剤の層と、
該強化炭素繊維シートの他方の面上に形成されたマトリックス樹脂組成物のＢ剤の層とを含む、請求項７に記載のプリプレグ。
【請求項９】
前記マトリックス樹脂組成物は二液混合型硬化性アクリル樹脂を含む請求項８に記載のプリプレグ。
【請求項１０】
請求項５に記載の強化炭素繊維シートとマトリックス樹脂とを含む炭素繊維強化複合材料成形物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維強化複合材料に関し、特に、炭素繊維強化複合材料に使用される炭素繊維に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料の一つに、炭素繊維からなる強化材とマトリックス樹脂とにより形成される炭素繊維強化複合材料（以下、「ＣＦＲＰ」ということがある。）がある。
【０００３】
ＣＦＲＰのマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などの種々の樹脂が使用され、中でもエポキシ樹脂が広く使われている。
【０００４】
一方、ＣＦＲＰの炭素繊維は、再生セルロース、ポリアクリロニトリル、ピッチ等を出発原料として得られ、その化学組成の約９０％以上が炭素からなる繊維が使用されている。このような炭素繊維は、例えば高強度炭素繊維や高弾性炭素繊維等に区分され、軽量で比強度および比弾性率において優れ、しかも耐熱性や耐薬品性にも優れていることから、広範囲にわたる用途のＣＦＲＰに使用されている。
【０００５】
炭素繊維は、伸度が小さくかつ脆い性質を有するために、機械的摩擦等によって毛羽が発生しやすい。そのため、このような毛羽の発生の抑制等を目的として、ＣＦＲＰの製造工程において炭素繊維にサイジング処理が施される。このサイジング処理によって、炭素繊維に集束性を付与することにより毛羽の発生を抑えることが可能となる。
【０００６】
上記のようなマトリックス樹脂と炭素繊維からなるＣＦＲＰは、半硬化なマトリックス樹脂を含んだ炭素繊維の織物や一方向材であるプリプレグを積層後に硬化させる手法や、あらかじめ積層した炭素繊維の織物や一方向材に、未硬化なマトリックス樹脂を通過・含侵させ、その後硬化させる手法等により得ることができる。
【０００７】
炭素繊維複合材料の高性能化の要望はますます高まってきており、マトリックス樹脂の高靭性化および高強度化とともに、ＣＦＲＰの層間靭性を高められるサイジング剤の開発が望まれている。そこで、毛羽の発生抑制などを目的に施されているサイジング処理に、炭素繊維とマトリックス樹脂との接着性を高める効果を付与する検討が行なわれている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１７－１５５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一方、ＣＦＲＰに使用される炭素繊維をマトリックス樹脂で強化する場合、未硬化なマトリックス樹脂は炭素繊維に対する濡れ性が十分では無く、炭素繊維内のボイドを除去するために減圧及び加熱といった手間、設備及びエネルギーを必要とする。また、濡れ性に劣るマトリックス樹脂は硬化後に樹脂層が嵩高くなり、ドレープ性に優れた薄い強化炭素繊維シートを調製することが困難である。
【００１０】
本発明は、環境負荷が低く簡便な作業により炭素繊維を強化することができる、炭素繊維強化剤、その炭素繊維強化剤を用いた強化炭素繊維、及び薄くドレープ性にも優れた炭素繊維シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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