碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體及其制造方法
【專利摘要】一種碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其是長度方向的長度與寬度方向的長度之比超過1的板狀的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，且在碳質(zhì)基質(zhì)內(nèi)層疊有碳纖維在上述長度方向取向的第1碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層及碳纖維的配置與第1碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層不同的第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的至少兩層，第1碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層形成至少一個板面的最表層，其厚度為碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的厚度的70%以上，長度方向的彎曲彈性模量為150GPa以上。僅在一個板面或兩個板面的最表層設(shè)置將碳纖維在長度方向?qū)R的第1碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層，其它部位設(shè)為碳纖維的配置與該第1碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層不同的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層，由此，長度方向的彎曲彈性模量大幅提高，并且也抑制使用時的翹曲或剝落、斷裂、因制造時產(chǎn)生氣體所引起的層間剝離。
【專利說明】碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體及其制造方法，詳細(xì)而言涉及一種作為長條狀的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體、其長度方向的彎曲彈性模量大、且適于作為液晶基板、印刷基板或玻璃基板等薄板狀工件的輸送用部件的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體及制造該碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的方法。
[0002]另外，本發(fā)明還涉及一種包含該碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的輸送用部件。
【背景技術(shù)】
[0003]作為液晶基板、印刷基板或玻璃基板等薄板狀工件的輸送用部件，先前使用由金屬(主要為Al或不銹鋼)、陶瓷、碳纖維強(qiáng)化樹脂復(fù)合材料(CFRP)構(gòu)成的輸送用部件(專利文獻(xiàn)I~3)，但在金屬或陶瓷制的輸送用部件中，存在部件重量重而處理性、操作性差的缺點(diǎn)，而且陶瓷制輸送用部件較脆且耐沖擊性差的方面也成為問題。
[0004]針對于此，若為CFRP制的輸送用部件，則輕量且具有高的彎曲剛性，并 具有優(yōu)異的振動衰減特性，但由于為樹脂材料，因而在耐熱性上存在極限，無法在如300°C以上的高溫的使用環(huán)境中應(yīng)用。
[0005]另一方面，由碳纖維與碳質(zhì)基質(zhì)構(gòu)成的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合材料(C/C復(fù)合材)由于耐熱性高、輕量且耐磨損性等也優(yōu)異，因而自先前以來主要被用作火箭噴嘴或飛機(jī)的制動材料等宇宙、飛機(jī)用材料等(專利文獻(xiàn)4、5、6)。
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-62786號公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-127340號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-160685號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)4:日本特開昭60-191057號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)5:日本特開平3-205359號公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)6:日本特開2011-46543號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]C/C復(fù)合材由于輕量且高耐熱性、耐磨損性等機(jī)械特性也優(yōu)異，因而有望作為在高溫環(huán)境下使用的輸送用部件的構(gòu)成材料，但C/C復(fù)合材在制成如輸送用部件這樣的長條部件的情形時，其長度方向 的彎曲彈性模量不充分，從而無法以與CFRP制輸送用部件同等的彎曲剛性發(fā)揮良好的振動衰減特性。
[0014]在C/C復(fù)合材制長條部件中，在欲增大長度方向的彎曲彈性模量的情形時，可考慮使碳纖維在其長度方向?qū)R取向，但對于如此僅將碳纖維在長度方向?qū)R而制造的C/C復(fù)合材制長條部件，存在翹曲或剝落(斷裂)的問題而經(jīng)不起實(shí)用。
[0015]另外，在專利文獻(xiàn)3中，為了改善CFRP制輸送用部件的強(qiáng)度，設(shè)為在層間設(shè)置有碳纖維織布(交叉)層的層疊構(gòu)成，但在將此種層疊構(gòu)成應(yīng)用于C/C復(fù)合材的情形時，存在因煅燒、碳化工序中產(chǎn)生的氣體的排氣性差而發(fā)生斷裂、層間剝離的問題。
[0016]另外，若欲通過使用其本身為高彈性的碳纖維作為用于C/C復(fù)合材的碳纖維，并使其在長度方向?qū)R取向而制造長度方向的彎曲彈性模量大的長條部件，則由于碳纖維為高彈性而導(dǎo)致處理性較差，特別是預(yù)浸體化、裁斷、層疊等各工序中的作業(yè)困難，而不適于工業(yè)級別的生產(chǎn)。
[0017]本發(fā)明的課題在于解決上述先前的問題點(diǎn)，提供一種長度方向的彎曲彈性模量顯著高，制造、加工容易，也沒有翹曲、剝落、斷裂的問題的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體。
[0018]本發(fā)明人等人為解決上述課題而反復(fù)進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，并非僅在長度方向?qū)R碳纖維的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，而是通過在一個板面或兩個板面的最表層設(shè)置將碳纖維在長度方向?qū)R的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層(第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層)，其它部位設(shè)為碳纖維的配置與該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層不同的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層，而使長度方向的彎曲彈性模量大幅提高，也沒有使用時的翹曲、剝落、斷裂的問題，另外，還抑制因制造時產(chǎn)生氣體而引起的層間剝離。
[0019]本發(fā)明是基于上述知識見解而完成的，并以如下作為要旨。
[0020]第I方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的特征在于:其是由碳纖維與碳質(zhì)基質(zhì)構(gòu)成且長度方向的長度與寬度方向的長度之比超過I的板狀者，且在碳質(zhì)基質(zhì)內(nèi)層疊有碳纖維在上述長度方向取向的第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層及碳纖維的配置與該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層不同的第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的至少兩層碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層，該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層形成該碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的至少一個板面的最表層，上述第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的厚度為該碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的厚度的70%以上，該長度方向的彎曲彈性模量為150GPa以上。
[0021]第2方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第I方式中，上述第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層內(nèi)的碳纖維在與上述長度方向交叉的方向取向。
[0022]第3方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第I或第2方式中，上述第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的FAW為1，000~20，000g/m2,上述第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的FAW為200~5，OOOg/m2，碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的FAW為1，200~25，000g/m2。
[0023]第4方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第I至第3中的任一方式中，碳纖維為浙青(pitch)系碳纖維。
[0024]第5方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第I至第4中的任一方式中，碳纖維的體積含有率為40~70%。
[0025]第6方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第I至第5中的任一方式中，體積密度為1.65g/cm3 以上。
[0026]第7方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第I至第6中的任一方式中，將多片使碳纖維在纖維軸向?qū)R的單方向預(yù)浸體以該碳纖維的對齊方向交叉的方式層疊，將所獲得的層疊體加熱加壓成型，將所獲得的碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體煅燒、碳化而成的。
[0027]第8方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第7方式中，上述預(yù)浸體的熱固性樹脂含有
率為15~45重量％。
[0028]第9方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是在第7或第8方式中，是通過對將上述碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體煅燒、碳化而獲得的預(yù)成型體進(jìn)行至少I次致密化處理而獲得的，所述致密化處理包括以下(I)及(2)的工序:
[0029](I)含浸工序，使選自煤焦油浙青、石油焦油浙青及樹脂中的至少一種含浸材料含浸在預(yù)成型體中；
[0030](2)碳化工序，在含浸工序之后，進(jìn)行煅燒，使上述含浸材料碳化。
[0031]第10方式的輸送用部件的特征在于，具備第I至第9中任一方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體。
[0032]第11方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的制造方法的特征在于:其是制造第I至第9中任一方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的方法，將多片使碳纖維在纖維軸向?qū)R的單方向預(yù)浸體以該碳纖維的對齊方向交叉的方式層疊，將所獲得的層疊體加熱加壓，獲得碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體，將該碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體煅燒而使之碳化，然后，使選自煤焦油浙青、石油焦油浙青及樹脂中的至少一種含浸材料含浸，再次煅燒而使該含浸材料碳化。
[0033]第12方式的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的制造方法是在第11方式中，反復(fù)進(jìn)行多次上述含浸與其后的煅燒碳化。
[0034]就本發(fā)明的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體而言，長度方向的彎曲彈性模量顯著高，制造、加工容易，也沒有翹曲、剝落、斷裂的問題。
[0035]即，本發(fā)明的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體具有層疊有被設(shè)置在碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的一個板面或兩個板面的最表層且碳纖維在碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的長度方向取向的第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層及碳纖維的配置與該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層不同的第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的至少兩層碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的結(jié)構(gòu)，通過最表層的第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層而可充分確保長度方向的彎曲彈性模量。另外，通過在該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層上層疊第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層，可抑制僅為第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的情形時成為問題的翹曲或剝離(斷裂)的問題。另外，通過使至少一個板面的最表層的第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層為碳纖維的對齊層，可介由該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層來順利地排出煅燒、碳化工序中產(chǎn)生的氣體，從而可防止因產(chǎn)生氣體的排氣不良而引起的層間剝離等缺陷的產(chǎn)生。
[0036]另外，如此，由于通過碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的碳纖維的對齊方向乃至配置而提高彎曲彈性模量，因而無需使用彈性過高的碳纖維作為碳纖維。因此，可使用裁斷、加工及其它處理性優(yōu)異的碳纖維在良好的作業(yè)性的基礎(chǔ)上制造碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是表示本發(fā)明的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的層疊構(gòu)成的實(shí)施方式的示意性分解立體圖。
[0038]圖2是表示使用有本發(fā)明的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的本發(fā)明的輸送用部件的實(shí)施方式的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0040][碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體]
[0041]本發(fā)明的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體(以下有時稱為“C/C復(fù)合體”)的特征在于:其是由碳纖維與碳質(zhì)基質(zhì)構(gòu)成且長度方向的長度與寬度方向的長度之比超過I的板狀的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，且在碳質(zhì)基質(zhì)內(nèi)層疊有碳纖維在上述長度方向取向的第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層(以下有時將“碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層”稱為“C/C復(fù)合層”，將碳纖維在長度方向取向的層稱為“長度方向C/C復(fù)合層”)及碳纖維的配置與該第一 C/C復(fù)合層不同的第二 C/C復(fù)合層的至少兩層C/C復(fù)合層，第一 C/C復(fù)合層形成C/C復(fù)合體的至少一個板面的最表層，即，在C/C復(fù)合體的一個板面或兩個板面的最表層設(shè)置有第一 C/C復(fù)合層，第一 C/C復(fù)合層的厚度為c/C復(fù)合體的厚度的70%以上，長度方向的彎曲彈性模量為150GPa以上。
[0042]在本發(fā)明中，所謂碳纖維在C/C復(fù)合體的長度方向取向，是指碳纖維相對于C/C復(fù)合體的長度方向以±10°以內(nèi)的角度取向(即，以碳纖維的軸向相對于C/C復(fù)合體的長度方向成為±10°以內(nèi)的角度的方式存在)。
[0043]另外，關(guān)于下述的碳纖維在C/C復(fù)合體的短邊方向取向，也同樣地是指碳纖維相對于與C/C復(fù)合體的長度方向正交的短邊方向以±10°以內(nèi)的角度取向。
[0044]對上述第二 C/C復(fù)合層的碳纖維的配置并無特別限制，作為第二 C/C復(fù)合層，可列舉如下層等:
[0045]( I)碳纖維在與上述長度方向交叉的方向、優(yōu)選為正交的短邊方向取向的層(以下有時稱為“短邊方向C/C復(fù)合層”)；
[0046](2)碳纖維被設(shè)為二維織物(織布)的層(以下有時稱為“交叉C/C復(fù)合層”)；
[0047](3)碳纖維被設(shè)為無規(guī)取向(無紡布)的層(以下有時稱為“無規(guī)C/C復(fù)合層”)；
[0048]但就生產(chǎn)效率、加強(qiáng)效果及防止翹曲、剝離效果、以及即便在大尺寸制品中也發(fā)揮優(yōu)異效果等方面而言，優(yōu)選為短邊方向C/C復(fù)合層。
[0049]因此，例如，本發(fā)明的C/C復(fù)合體可列舉:如圖1 (a)所示，在長度方向C/C復(fù)合層
1、I間具有短邊方向C/C復(fù)合層2的`C/C復(fù)合體IOA ;如圖1 (b)所示，在長度方向C/C復(fù)合層1、I間具有交叉C/C復(fù)合層3的C/C復(fù)合體IOB ;如圖1 (C)所不,在長度方向C/C復(fù)合層1、I間具有無規(guī)C/C復(fù)合層4的C/C復(fù)合體IOC等。
[0050]然而，本發(fā)明的C/C復(fù)合體只要在C/C復(fù)合體的板面的至少一最表層存在作為第一 C/C復(fù)合層的長度方向C/C復(fù)合層，且在其以外的部位層疊有與長度方向C/C復(fù)合層不同的C/C復(fù)合層即可，可為長度方向C/C復(fù)合層與短邊方向C/C復(fù)合層的層疊體、長度方向C/C復(fù)合層與交叉C/C復(fù)合層的層疊體、長度方向C/C復(fù)合層與無規(guī)C/C復(fù)合層的層疊體等兩層層疊體，進(jìn)一步也可為4層以上的層疊體。
[0051]在具有4層以上的C/C復(fù)合層的情形時，在最表層以外也可存在長度方向C/C復(fù)
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[0052]應(yīng)予說明，在本發(fā)明中，所謂“最表層”是由碳纖維與碳質(zhì)基質(zhì)構(gòu)成的C/C復(fù)合體的表面?zhèn)鹊膶樱⒎鞘侵冈谄渖闲纬捎绣兏?、蒸鍍、涂裝等表面層的情形時的表面層。即，如下所述，在本發(fā)明的C/C復(fù)合體中，可在作為最表層的長度方向C/C復(fù)合層上進(jìn)一步進(jìn)行鍍覆等表面處理，但這種表面處理層并不屬當(dāng)于本發(fā)明的最表層。
[0053]在本發(fā)明的C/C復(fù)合體中，構(gòu)成最表層的第一 C/C復(fù)合層即長度方向C/C復(fù)合層的厚度在充分提高C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性模量的方面而言較為重要，若該長度方向c/C復(fù)合層的厚度過薄，則無法達(dá)成充分的彎曲彈性模量。最表層的長度方向C/C復(fù)合層的厚度(在C/C復(fù)合體中長度方向C/C復(fù)合層有兩層以上的情形時為其合計(jì)的厚度)，因該長度方向C/C復(fù)合層的構(gòu)成(碳纖維含有比例或體積密度等)、用作第二 C/C復(fù)合層的C/C復(fù)合層的種類或C/C復(fù)合體的總厚度不同而異，但為C/C復(fù)合體的整體的厚度的70%以上。但是，若該長度方向C/C復(fù)合層的厚度比例過大，則無法充分獲得通過設(shè)置第二C/C復(fù)合層而帶來的本發(fā)明的效果，因而長度方向C/C復(fù)合層的厚度(在C/C復(fù)合體中有兩層以上的長度方向C/C復(fù)合層的情形時為其合計(jì)的厚度)優(yōu)選為C/C復(fù)合體的總厚度的70~90%，特別優(yōu)選為75~85%。 [0054]另外，若本發(fā)明的C/C復(fù)合體的第一 C/C復(fù)合層即長度方向C/C復(fù)合層的FAW(每單位面積的碳纖維重量)過低，則無法充分增大長度方向的彎曲彈性模量。但是，若該FAW過大，則碳質(zhì)基質(zhì)少而纖維露出，成為外觀不良、出現(xiàn)灰塵的原因，且存在產(chǎn)生層間剝離的情形，從而不利。因此，第一 C/C復(fù)合層的長度方向C/C復(fù)合層的FAW (在C/C復(fù)合體中有兩層以上的長度方向C/C復(fù)合層的情形時為其合計(jì)的FAW)優(yōu)選為1，000~20，000g/m2，特別優(yōu)選為5，000~15，000g/m2。另外，關(guān)于第二 C/C復(fù)合層，若FAW過小，則也無法充分獲得通過設(shè)置第二 C/C復(fù)合層而帶來的防翹曲或防剝離的效果。但是，若該FAW過大，則也存在碳質(zhì)基質(zhì)少而層間粘接力降低、或者長度方向的彎曲彈性模量降低的情形，從而不利。因此，第二 C/C復(fù)合層的FAW優(yōu)選為200~5，000g/m2,特別優(yōu)選為400~4，000g/m2。
[0055]另外，本發(fā)明的C/C復(fù)合體本身的FAW為了滿足上述第一 C/C復(fù)合層及第二 C/C復(fù)合層的FAW而優(yōu)選為1，200~25，000g/m2，特別優(yōu)選為5，400~19，000g/m2。
[0056]作為本發(fā)明的C/C復(fù)合體的碳纖維，從高彈性模量且碳含有率較高、保持復(fù)合材料的化學(xué)穩(wěn)定性方面出發(fā)，優(yōu)選使用煤焦油浙青、石油焦油浙青等浙青系碳纖維，但也可為具有與這些浙青系碳纖維相同程度的彈性模量的PAN (polyacrylonitrile,聚丙烯腈)系碳纖維。碳纖維的拉伸彈性模量優(yōu)選為500GPa以上，其中更優(yōu)選為600GPa以上。應(yīng)予說明，關(guān)于用以形成第二 C/C復(fù)合層的下述的交叉C/C復(fù)合層用預(yù)浸體的碳纖維織布的碳纖維，也優(yōu)選為浙青系碳纖維，但也存在優(yōu)選PAN系碳纖維的情形。
[0057][C/C復(fù)合體的制造方法]
[0058]作為制造本發(fā)明的C/C復(fù)合體的方法，并無特別限制，可列舉如下方法:準(zhǔn)備用以形成第一 C/C復(fù)合層的碳纖維強(qiáng)化樹脂復(fù)合片材(以下有時稱為“第I預(yù)浸體”)及用以形成第二 C/C復(fù)合層的碳纖維強(qiáng)化樹脂復(fù)合片材(以下有時稱為“第2預(yù)浸體”)，層疊各預(yù)浸體的所需片數(shù)，對所獲得的預(yù)浸體層疊體加熱加壓成型而制成碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體(以下有時稱為“C/P成型體”)，并通過煅燒而使該C/P成型體碳化，進(jìn)一步進(jìn)行致密化處理。
[0059]{預(yù)浸體的制造}
[0060]在第I預(yù)浸體、第2預(yù)浸體的任一者中樹脂含有率均優(yōu)選為15~45重量％，特別優(yōu)選為25~35重量％。
[0061]若預(yù)浸體的樹脂含有率過多，則碳纖維的含有比例相對變少，由此，無法充分獲得利用碳纖維的加強(qiáng)效果，若預(yù)浸體的樹脂含有率過少，則所獲得的C/C復(fù)合體的碳質(zhì)基質(zhì)變少，由此，存在所獲得的C/C復(fù)合體變脆的情形。
[0062]作為含浸在碳纖維中的樹脂，可使用酚醛樹脂、呋喃樹脂等熱固性樹脂中的一種或兩種以上。
[0063]這些樹脂是以使之溶解乃至分散在乙醇、丙酮、蒽油等溶劑中而制備成適度粘度的含浸液的形式使用的。
[0064]應(yīng)予說明，也可使用石油系、煤系等的浙青來代替熱固性樹脂。[0065]另外，在第I預(yù)浸體、第2預(yù)浸體的任一者中，如上所述，均優(yōu)選使用煤焦油浙青、石油焦油浙青等浙青系碳纖維作為碳纖維，但如上所述，作為碳纖維織布的碳纖維，也存在優(yōu)選PAN系碳纖維的情形。
[0066]各預(yù)浸體的FAW在能獲得上述第一 C/C復(fù)合層及第二 C/C復(fù)合層的優(yōu)選的FAW，并且能獲得下述本發(fā)明的C/C復(fù)合體的優(yōu)選的碳纖維體積含有率的范圍內(nèi)是任意的，但關(guān)于第I預(yù)浸體，F(xiàn)AW優(yōu)選為200~500g/m2，特別優(yōu)選為250~450g/m2，關(guān)于第2預(yù)浸體，F(xiàn)Aff優(yōu)選為100~500g/m2，特別優(yōu)選為150~450g/m2。
[0067]若第I預(yù)浸體的FAW過少，則無法充分增大本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性模量，若過多，則難以維持C/C復(fù)合體表面的平滑性。
[0068]關(guān)于第2預(yù)浸體，與其說可用以提高本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性模量，不如說可用以防止翹曲或剝離，若FAW過高，則本發(fā)明的C/C復(fù)合體具有的長度方向的高彎曲彈性模量性能的表現(xiàn)不充分，因而優(yōu)選為稍低于第I預(yù)浸體的FAW。但是，關(guān)于該第2預(yù)浸體，若FAW過少，則也無法充分獲得通過設(shè)置第2預(yù)浸體而帶來的上述效果。
[0069]<第I預(yù)浸體>
[0070]第一 C/C復(fù)合層是碳纖維的軸向在C/C復(fù)合體的長度方向取向的長度方向C/C復(fù)合層，因此，第I預(yù)浸體是使多根碳纖維長絲在單方向?qū)R并使熱固性樹脂含浸于該對齊的碳纖維中而成的UD預(yù)浸體(單方向預(yù)浸體)。
[0071]關(guān)于該單方向預(yù)浸體中使用的碳纖維的纖維直徑、長絲數(shù)，只要可滿足上述第I預(yù)浸體的FAW及第一 C/C復(fù)合層的FAW即可，并無特別限制，但纖維直徑優(yōu)選為5~15 y m，長絲數(shù)優(yōu)選為6，000~15，000根。
[0072]應(yīng)予說明，關(guān)于該第一 C/C復(fù)合層中使用的UD預(yù)浸體的碳纖維，為了使所獲得的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性`模量充分高，優(yōu)選為碳纖維本身也為彈性模量大的碳纖維，依據(jù)JIS R7606并以萬能試驗(yàn)機(jī)測定的拉伸彈性模量為400GPa以上，特別優(yōu)選為600GPa以上。若該碳纖維的拉伸彈性模量過大，則處理性、加工性變差，因而優(yōu)選為800GPa以下。
[0073]〈第2預(yù)浸體>
[0074](短邊方向C/C復(fù)合層用預(yù)浸體)
[0075]作為第二 C/C復(fù)合層的短邊方向C/C復(fù)合層是碳纖維在與第一 C/C復(fù)合層的長度方向C/C復(fù)合層的碳纖維的取向方向正交的方向取向的C/C復(fù)合層。因此，作為該短邊方向C/C復(fù)合層用預(yù)浸體，使用與上述第I預(yù)浸體同樣制造的預(yù)浸體，當(dāng)將預(yù)浸體層疊來制造預(yù)浸體層疊體時，只要以碳纖維的取向方向與第I預(yù)浸體的碳纖維的取向方向正交的方式使用即可。
[0076]因此，在設(shè)置短邊方向C/C復(fù)合層作為第二 C/C復(fù)合層的情形時，不另行制造該短邊方向C/C復(fù)合層用預(yù)浸體而對長度方向C/C復(fù)合層用預(yù)浸體改變層疊時的碳纖維的朝向并加以使用即可，這樣在可節(jié)省制造第二 C/C復(fù)合層用預(yù)浸體的工時方面而言優(yōu)選。
[0077](交叉C/C復(fù)合層用預(yù)浸體)
[0078]用以形成作為第二 C/C復(fù)合層的交叉C/C復(fù)合層的交叉C/C復(fù)合層用預(yù)浸體是可通過使熱固性樹脂含浸在碳纖維的織布中而制造的。
[0079]作為該碳纖維的織布，只要為可滿足上述第2預(yù)浸體的FAW及第二 C/C復(fù)合層的FAff的織布即可，關(guān)于其織法或碳纖維直徑，并無特別限制。優(yōu)選為例如，作為碳纖維，優(yōu)選使用上述第I預(yù)浸體中使用的纖維直徑為5~15pm的碳纖維。作為碳纖維的織布，例如可使用平紋組織、緞紋組織等的織布。
[0080](無規(guī)C/C復(fù)合層用預(yù)浸體)
[0081]作為第二 C/C復(fù)合層的無規(guī)C/C復(fù)合層例如可通過如下方法制造:將纖維直徑為5~15 ii m左右的碳纖維束切割成10~50mm左右后,進(jìn)行開纖,制成可滿足上述第2預(yù)浸體的FAW及第二 C/C復(fù)合層的FAW的二維無規(guī)片材(無紡布)，并使熱固性樹脂含浸在其中。
[0082]{預(yù)浸體的層疊}
[0083]使用第I預(yù)浸體與第2預(yù)浸體，層疊各自所需片數(shù)，獲得預(yù)浸體層疊體。
[0084]各預(yù)浸體的層疊片數(shù)是以可滿足所制造的C/C復(fù)合體的各層的厚度與FAW的方式適當(dāng)調(diào)整的。
[0085]{預(yù)浸體層疊體的成型}
[0086]繼而，將預(yù)浸體層疊體通過加熱加壓而成型，制成C/P成型體。該加熱加壓條件是因使用的熱固性樹脂不同而異的，但在通常的情況下，溫度為100~500°C、優(yōu)選為100~200°C，壓力為I~20kg/cm2、優(yōu)選為5~lOkg/cm2左右。另外，該加熱加壓的保持時間為60~180分鐘左右。
[0087]{C/P成型體的煅燒、碳化}
[0088]C/P成型體是通過在氮?dú)獾榷栊詺怏w環(huán)境中以700~2，500°C、優(yōu)選為700~1，600°C左右的溫度進(jìn)行煅燒，而使樹脂碳化(在本發(fā)明中，將通過該煅燒、碳化而獲得的成型體稱為“預(yù)成型體”)。
[0089]{預(yù)成型體的致密化}
[0090]在本發(fā)明中，為了提高所獲得的C/C復(fù)合體的體積密度，使長度方向的彎曲彈性模量、其它機(jī)械特性充分高，優(yōu)選使通過煅燒、碳化而獲得的預(yù)成型體致密化。
[0091]作為致密化的方法，可列舉如下方法:進(jìn)行至少一次在使酚醛樹脂等熱固性樹脂和/或焦油、浙青等熱塑性物質(zhì)等含浸材料含浸在預(yù)成型體中之后進(jìn)行煅燒而使含浸材料碳化的含浸?碳化工藝；或者將甲烷、丙烷等烴氣體熱解而獲得碳的CVD法等。特別是從可獲得高熱容量且高導(dǎo)熱性的C/C復(fù)合材方面出發(fā)，優(yōu)選如下方法:至少進(jìn)行一次使作為含浸材料的浙青含浸并碳化的含浸?碳化工藝。
[0092]碳化工藝中的煅燒溫度為700~2，500°C，特別優(yōu)選為700~1，600°C左右。碳化
工藝中的氣氛優(yōu)選氮?dú)獾榷栊詺怏w氣氛。
[0093]在本發(fā)明中，通過調(diào)整該含浸?碳化工藝的次數(shù)，可獲得具有適于下述本發(fā)明的優(yōu)選的體積密度及氣孔率的C/C復(fù)合體。具體而言，存在含浸?碳化工藝的次數(shù)越多，則體積密度越高、氣孔率越小的傾向。
[0094]在以上述方式進(jìn)行致密化處理后，進(jìn)一步視需要進(jìn)行石墨化處理，由此可獲得本發(fā)明的C/C復(fù)合體。該C/C復(fù)合體含有源自熱固性樹脂、浙青等的碳作為碳質(zhì)基質(zhì)。
[0095]石墨化處理例如是可通過將致密化處理后的C/C復(fù)合體在惰性氣體環(huán)境中以1，600~2，800°C進(jìn)行煅燒而進(jìn)行的。
[0096][C/C復(fù)合體的大小、形狀]
[0097]本發(fā)明的C/C復(fù)合體是長度方向的長度與寬度方向(短邊方向)的長度之比(長度方向/寬度方向)超過I的C/C復(fù)合體，優(yōu)選為該比為5以上、更優(yōu)選為20以上的長條狀的板狀部件。長度方向/寬度方向的長度比越大，則越可顯著地獲得增大長度方向的彎曲彈性模量的本發(fā)明的效果，但就工業(yè)生產(chǎn)率或C/C復(fù)合體的用途而言，通常該比為100以下，優(yōu)選為90以下，更優(yōu)選為80以下。
[0098]關(guān)于本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向及寬度方向(短邊方向)的長度及厚度并無特別限制，視用途與生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)模而適當(dāng)決定。
[0099]—般而言，本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的長度通常為200~5，000mm、優(yōu)選為500~2，000mm、更優(yōu)選為800~1，800mm、特別優(yōu)選為1，000~1，500mm,寬度方向(短邊方向)的長度通常為10~100mm、優(yōu)選為20~80mm、更優(yōu)選為25~70mm、特別優(yōu)選為30~60mm,厚度通常為I~40mm、優(yōu)選為I~30mm、其中優(yōu)選為I~25mm、更優(yōu)選為5~25mm、特別優(yōu)選為8~20mm。若C/C復(fù)合體的厚度過薄，則剛性不足，若過厚，則重量變得過大，用途受到限制。 [0100]應(yīng)予說明，所謂本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向是其長度最長的部分，是上述第一 C/C復(fù)合層內(nèi)的碳纖維的軸向取向的方向，所謂厚度方向是上述第一 C/C復(fù)合層與第二C/C復(fù)合層的層疊方向,所謂寬度方向(短邊方向)是與該長度方向及厚度方向正交的方向。
[0101][C/C復(fù)合體的物性]
[0102]〈彎曲彈性模量〉
[0103]本發(fā)明的C/C復(fù)合體的特征在于:長度方向的彎曲彈性模量為150GPa以上。若長度方向的彎曲彈性模量不足150Gpa，則彎曲剛性、振動衰減特性不足，例如，在作為輸送用部件的用途中裝載輸送物時的荷重?fù)锨蛘駝幼兇?，難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的使用。
[0104]本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性模量越高，則在使用時的穩(wěn)定性等方面越佳，但若過高，則產(chǎn)生切削加工等加工困難等的不良狀況，因而通常為350GPa以下。本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性模量優(yōu)選為160~300GPa，更優(yōu)選為180~280GPa，特別優(yōu)選為180~250GPa。
[0105]應(yīng)予說明，C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲彈性模量是以下述實(shí)施例的項(xiàng)所記載的方法測定的。
[0106]〈彎曲強(qiáng)度〉
[0107]與上述彎曲彈性模量相同，本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲強(qiáng)度高的情況在耐沖擊性的方面優(yōu)選。但是，若長度方向的彎曲強(qiáng)度過高，則存在剛性降低的情形，因而不利。
[0108]本發(fā)明的C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲強(qiáng)度優(yōu)選為100~700MPa，更優(yōu)選為200~600MPa，特別優(yōu)選為300~500MPa。
[0109]應(yīng)予說明，C/C復(fù)合體的長度方向的彎曲強(qiáng)度是以下述實(shí)施例的項(xiàng)所記載的方法測定的。
[0110]〈體積密度〉
[0111]本發(fā)明的C/C復(fù)合體的體積密度優(yōu)選為1.65x/cm3以上。若C/C復(fù)合體的體積密度不足上述下限，則無法獲得長度方向的彎曲彈性模量或其它機(jī)械強(qiáng)度充分高的C/C復(fù)合體。C/C復(fù)合體的體積密度越高，則在機(jī)械強(qiáng)度提高的方面越佳，但為了如此制造體積密度高的C/C復(fù)合體，必須進(jìn)行多次上述煅燒、碳化及致密化的工序，從而導(dǎo)致制造成本增高。作為不過度提高制造成本而可獲得充分的機(jī)械強(qiáng)度的體積密度，優(yōu)選為1.65~1.80g/cm3,更優(yōu)選為1.68~1.75g/cm3。
[0112]應(yīng)予說明，C/C復(fù)合體的體積密度是以下述實(shí)施例的項(xiàng)所記載的方法算出的。
[0113]〈氣孔率〉
[0114]從與上述體積密度同樣的原因出發(fā)，本發(fā)明的C/C復(fù)合體的氣孔率(氣孔的體積比例)也存在優(yōu)選范圍，若C/C復(fù)合體的氣孔率過高，則無法獲得長度方向的彎曲彈性模量或其它機(jī)械強(qiáng)度充分高的C/C復(fù)合體。C/C復(fù)合體的氣孔率越低，則在機(jī)械強(qiáng)度提高的方面越佳，但為了如此制造氣孔率低的C/C復(fù)合體，必須進(jìn)行多次上述致密化處理，從而導(dǎo)致制造成本增高。作為不過度提高制造成本而可獲得充分的機(jī)械強(qiáng)度的氣孔率，通常為10~25%，優(yōu)選為15~20%。
[0115]應(yīng)予說明，C/C復(fù)合體的氣孔率是以下述實(shí)施例的項(xiàng)所記載的方法測定的。
[0116]<碳纖維的體積含有率>
[0117]本發(fā)明的C/C復(fù)合體中的碳纖維的體積含有率(碳纖維的體積占C/C復(fù)合體的體積的比例)越高，則越可增高彎曲彈性模量，因而越佳，但若過高，則因碳質(zhì)基質(zhì)量相對性地減少而導(dǎo)致有可能產(chǎn)生層間剝離等，從而不利。因此，本發(fā)明的C/C復(fù)合體的碳纖維的體積含有率優(yōu)選為40%以上且不足70%，特別優(yōu)選為45~65%，特別優(yōu)選為48~60%。
[0118]應(yīng)予說明，C/C復(fù)合體的碳纖維的體積含有率是以下述實(shí)施例的項(xiàng)所記載的方法算出的。
[0119][輸送用部件]`[0120]本發(fā)明的輸送用部件具備如上所述的本發(fā)明的C/C復(fù)合體。
[0121]雖因用途不同而異，但本發(fā)明的輸送用部件的長度方向的長度通常為300~5，000mm、優(yōu)選為500~4，500mm、更優(yōu)選為1，000~4，000mm、特別優(yōu)選為1，500~3，700mm,寬度方向(短邊方向)的長度通常為10~100mm、優(yōu)選為20~80mm、更優(yōu)選為25~70mm、特別優(yōu)選為30~60mm,厚度通常為5~100mm、優(yōu)選為10~80mm、更優(yōu)選為15~60mm、特別優(yōu)選為20~50mm。
[0122]因此，可僅使用一條如上所述的尺寸的本發(fā)明的C/C復(fù)合體制成本發(fā)明的輸送用部件，為了調(diào)整尺寸，也可以將多條本發(fā)明的C/C復(fù)合體以適當(dāng)?shù)呐渲猛ㄟ^粘接劑等接合、連接而使用。在此種情形時，可使用多條相同尺寸且相同的層構(gòu)成的C/C復(fù)合體，也可組合尺寸或?qū)訕?gòu)成相異的C/C復(fù)合體來使用。
[0123]圖2表示使用了本發(fā)明的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的本發(fā)明的輸送用部件的實(shí)施方式，圖2 (a)表示由I條本發(fā)明的C/C復(fù)合體10構(gòu)成的輸送用部件，該輸送用部件11的尺寸例如為長度=1，500mm、寬度=50mm、厚度d=15mm。
[0124]圖2 (b)表示使用6條本發(fā)明的C/C復(fù)合體10并以粘接劑接合板面而成的輸送用部件，該輸送用部件12的尺寸例如為長度=4，000mm、寬度=30mm、厚度d=50mm。
[0125]圖2 (C)表示使用4條本發(fā)明的C/C復(fù)合體10并以粘接劑接合板面而成的輸送用部件，該輸送用部件13的尺寸例如為長度=2，500mm、寬度=45mm、厚度d=20mm。
[0126]對于上述本發(fā)明的輸送用部件，視需要可實(shí)施電鍍、無電鍍覆等鍍覆處理、其它表面處理，在實(shí)施鍍覆處理的情形時，鍍覆層的厚度通常為I~10011111，優(yōu)選為3~5011111，更優(yōu)選為5~20 ii m，特別優(yōu)選為5~10 ii m。[0127][用途][0128]本發(fā)明的C/C復(fù)合體可特別適合用作液晶基板、印刷基板、玻璃基板等薄板狀工件的輸送用部件，但絕不限于輸送用部件，可適合被用于要求長度方向/寬度方向的長度比大且機(jī)械強(qiáng)度、特別是長度方向的彎曲彈性模量大并進(jìn)而要求輕型且耐熱性、耐腐蝕性優(yōu)異的各種部件。
[0129][實(shí)施例]
[0130]以下列舉實(shí)施例及比較例來進(jìn)一步具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明只要不超出其要旨，便絕不限于以下實(shí)施例。
[0131][預(yù)浸體的制造]
[0132]實(shí)施例及比較例中的C/C復(fù)合體的制造中使用的預(yù)浸體是以如下方式制造的。
[0133]〈UD預(yù)浸體的制造〉
[0134]將長絲數(shù)為12，000根的浙青系碳纖維(三菱樹脂株式會社制造的“Dialead”，纖維直徑:10 y m，拉伸彈性模量:640GPa)在單方向上排列，使以甲醇稀釋的酚醛樹脂含浸之后，進(jìn)行干燥而獲得FAW為400g/m2、酹醒樹脂含有率為30重量％、厚度為0.2mm的UD預(yù)浸體。
[0135]〈交叉預(yù)浸體的制造〉
[0136]使以甲醇稀釋的酚醛樹脂含浸在PAN系碳纖維織布(纖維直徑:7 y m，拉伸彈性模量:230Gpa，制品名Mitsubishi Rayon株式會社制造的“Pyrof il織物(交叉)TR3110M，平紋組織，F(xiàn)AW為200g/m2”中后，進(jìn)行干燥而獲得FAW為200g/m2、酚醛樹脂含有率為30重量％、厚度為0.1mm的交叉預(yù)浸體。
[0137]〈無規(guī)預(yù)浸體的制造〉
[0138]將長絲數(shù)12，000根的浙青系碳纖維(纖維直徑:10 ii m，拉伸彈性模量:196GPa)切割成30mm的長度后，用無規(guī)成網(wǎng)機(jī)(weber)開纖，獲得浙青系碳短纖維呈二維無規(guī)地取向的片材。在使以乙醇稀釋的酚醛樹脂含浸在該片材中之后，進(jìn)行干燥而制造FAW為200g/m2、酹醒樹脂含有率為30重量％、厚度為0.1mm的無規(guī)預(yù)浸體。
[0139][碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的評價(jià)]
[0140]實(shí)施例及比較例中制造的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的評價(jià)是以如下方法進(jìn)行的。另外，各評價(jià)中使用的試驗(yàn)片是從在以下實(shí)施例、比較例中制造的C/C復(fù)合體(原板)的長度方向上的中央部，用濕式精密切割機(jī)(丸東精機(jī)株式會社制造的水切割機(jī)，型號AC500CFS)切削而獲得的試驗(yàn)片，其長度方向及短邊方向的尺寸分別如表1所示。關(guān)于試驗(yàn)片的厚度，與表1所不的c/C復(fù)合體(原板)的厚度相同。
[0141]另外，該試驗(yàn)片尺寸是將試驗(yàn)片長度方向的長度(L)與厚度(D)之比(L/D)設(shè)為恒定。具體而言，L/D~30。使用各種長度(L)的試驗(yàn)片進(jìn)行測定，確認(rèn)本發(fā)明的效果。應(yīng)予說明，以下的評價(jià)全部是切削3條上述各試驗(yàn)片而求得各試驗(yàn)片中的測定結(jié)果的平均值。
[0142]〈體積密度〉
[0143]通過游標(biāo)卡尺測定彎曲試驗(yàn)片尺寸(長度、寬度、厚度)，將這些相乘而算出體積。另外，通過天平測定重量。通過將重量的測定值用體積的計(jì)算值去除而算出體積密度。
[0144]〈彎曲彈性模量〉
[0145]除將試驗(yàn)片尺寸設(shè)為如上所述以外，依據(jù)JIS K7074進(jìn)行測定。[0146]〈彎曲強(qiáng)度〉
[0147]除將試驗(yàn)片尺寸設(shè)為如上所述以外，依據(jù)JIS K7074進(jìn)行測定。
[0148]<碳纖維體積含有率(Vf) >
[0149]將從煅燒碳化前重量減去因?qū)/P成型體煅燒碳化而產(chǎn)生的重量減少部分而求出的碳纖維重量用整體體積、碳纖維之比重的數(shù)值去除，求出其百分率，由此算出。
[0150]〈氣孔率〉
[0151]利用水銀孔率測定計(jì)進(jìn)行測定。
[0152]〈層厚度〉
[0153]對于隨機(jī)選擇的3點(diǎn)，以顯微鏡觀察實(shí)際測定厚度，求出其平均值。
[0154][C/C復(fù)合體的制造及評價(jià)]
[0155]〈實(shí)施例1>
[0156]準(zhǔn)備兩片以碳纖維的對齊方向成為長度方向的方式層疊有兩片UD預(yù)浸體的層疊預(yù)浸體，通過在這些層疊預(yù)浸體之間，以碳纖維的對齊方向成為與長度方向正交的方向(大致90° )的方式隔著I片UD預(yù)浸體層疊而制成預(yù)浸體層疊體。將該預(yù)浸體層疊體在高壓釜裝置中以177°C的溫度并施加6kg/cm2的壓力，保持120分鐘，使酚醛樹脂硬化，獲得表1所示的Vf的C/P成型體。
[0157]在氮?dú)猸h(huán)境中以750°C煅燒5小時而使該C/P成型體碳化后，使浙青含浸并再次以相同的條件進(jìn)行煅燒。進(jìn)行多次該`浙青含浸、煅燒的工序，獲得表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAff的C/C復(fù)合體。
[0158]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表1。
[0159]〈實(shí)施例2>
[0160]準(zhǔn)備兩片以碳纖維的對齊方向成為長度方向的方式層疊有兩片UD預(yù)浸體的層疊預(yù)浸體，通過在這些層疊預(yù)浸體之間隔著I片交叉預(yù)浸體層疊而制成預(yù)浸體層疊體。
[0161]將該預(yù)浸體層疊體在壓制裝置中以200°C的溫度并施加15kg/cm2的壓力，保持30分鐘，使酚醛樹脂硬化，獲得表1所示的Vf的C/P成型體。
[0162]使用該C/P成型體，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行煅燒、浙青含浸、煅燒，獲得表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。
[0163]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0164]〈實(shí)施例3、4>
[0165]改變UD預(yù)浸體的層疊片數(shù)，除此以外與實(shí)施例1同樣地獲得表1所示的Vf的C/P成型體、表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。
[0166]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0167]〈實(shí)施例5>
[0168]以碳纖維的對齊方向成為長度方向的方式使用I片UD預(yù)浸體，層疊該UD預(yù)浸體與I片無規(guī)預(yù)浸體而制成預(yù)浸體層疊體，除此以外，與實(shí)施例2同樣地進(jìn)行酚醛樹脂的硬化、成型、煅燒、浙青含浸、煅燒，獲得表1所示的Vf的C/P成型體、表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。
[0169]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0170]〈實(shí)施例6>[0171]準(zhǔn)備兩片以碳纖維的對齊方向成為長度方向的方式層疊有兩片UD預(yù)浸體的層疊預(yù)浸體，使用在這些層疊預(yù)浸體之間隔著I片無規(guī)預(yù)浸體層疊的預(yù)浸體層疊體，與實(shí)施例2同樣地進(jìn)行酚醛樹脂的硬化、成型、煅燒、浙青含浸、煅燒，獲得表1所示的Vf的C/P成型體、表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。
[0172]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0173]〈實(shí)施例7>
[0174]改變UD預(yù)浸體的層疊片數(shù)，除此以外與實(shí)施例2同樣地獲得表1所示的Vf的C/P成型體，同樣地進(jìn)行煅燒、浙青含浸、煅燒而獲得表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。應(yīng)予說明，在該C/C復(fù)合體內(nèi)部可看到極少的裂紋。 [0175]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0176]〈比較例1、2>
[0177]在實(shí)施例6中改變UD預(yù)浸體與無規(guī)預(yù)浸體的層疊片數(shù)，除此以外同樣地獲得表1所示的Vf的C/P成型體、表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。
[0178]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0179]<比較例3>
[0180]使用在兩片無規(guī)預(yù)浸體之間隔著以碳纖維的對齊方向成為長度方向的方式層疊有兩片UD預(yù)浸體的層疊預(yù)浸體而層疊的預(yù)浸體層疊體，與實(shí)施例2同樣地進(jìn)行酚醛樹脂的硬化、成型、煅燒、浙青含浸、煅燒，獲得表1所示的Vf的C/P成型體、表1所示的層構(gòu)成、尺寸及FAW的C/C復(fù)合體。
[0181]將所獲得的C/C復(fù)合體的評價(jià)結(jié)果示于表2。
[0182]應(yīng)予說明，表1中，將使用UD預(yù)浸體形成且碳纖維在長度方向取向的C/C復(fù)合層記載為“m)(長度)”，將碳纖維在與長度方向正交的短邊方向取向的c/c復(fù)合層記載為“ud(短邊)”，將使用交叉預(yù)浸體形成的c/c復(fù)合層記載為”交叉”，將使用無規(guī)預(yù)浸體形成的c/C復(fù)合層記載為“無規(guī)”。
[0183]表1
[0184]
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，是由碳纖維與碳質(zhì)基質(zhì)構(gòu)成且長度方向的長度與寬度方向的長度之比超過I的板狀的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體， 在碳質(zhì)基質(zhì)內(nèi)層疊有碳纖維在所述長度方向取向的第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層及碳纖維的配置與該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層不同的第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的至少兩層碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層， 該第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層形成該碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的至少一個板面的最表層， 所述第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的厚度為該碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的厚度的70%以上， 該長度方向的彎曲彈性模量為150GPa以上。
2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，所述第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層內(nèi)的碳纖維在與所述長度方向交叉的方向取向。
3.如權(quán)利要求1或2所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，所述第I碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的FAW為1，000~20，000g/m2，所述第2碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合層的FAW為200~5, 000g/m2,碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的FAW為1，200~25，000g/m2。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，碳纖維為浙青系碳纖維。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，碳纖維的體積含有率為40~70%。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，體積密度為1.65g/cm3 以上。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，所述碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體是將多片使碳纖維在纖維軸向?qū)R的單方向預(yù)浸體以該碳纖維的對齊方向交叉的方式層疊，將所獲得的層疊體加熱加壓成型，并將所獲得的碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體煅燒、碳化而成的。
8.如權(quán)利要求7所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，所述預(yù)浸體的熱固性樹脂含有率為15~45重量％。
9.如權(quán)利要求7或8所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體，其特征在于，是通過對將所述碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體煅燒、碳化而獲得的預(yù)成型體進(jìn)行至少I次致密化處理而獲得的，所述致密化處理包括以下(I)及(2)的工序: (I)含浸工序，使選自煤焦油浙青、石油焦油浙青及樹脂中的至少一種含浸材料含浸在預(yù)成型體中； (2 )碳化工序，在含浸工序之后，進(jìn)行煅燒，使所述含浸材料碳化。
10.一種輸送用部件，其特征在于，具備如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的制造方法，其特征在于，將多片使碳纖維在纖維軸向?qū)R的單方向預(yù)浸體以該碳纖維的對齊方向交叉的方式層疊，將所獲得的層疊體加熱加壓而獲得碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體，將該碳纖維強(qiáng)化樹脂成型體煅燒而使之碳化，然后，使選自煤焦油浙青、石油焦油浙青及樹脂中的至少一種含浸材料含浸，再次煅燒，使該含浸材料碳化。
12.如權(quán)利要求11所述的碳纖維強(qiáng)化碳復(fù)合體的制造方法，其特征在于，反復(fù)進(jìn)行多次所述含浸與其 后的煅燒碳化。
【文檔編號】C01B31/02GK103649015SQ201280035157
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月28日
【發(fā)明者】堀井敏行, 關(guān)均, 久保伸也 申請人:三菱樹脂株式會社