[发明专利]碳纤维复合原材料及其制造方法、以及碳纤维复合原材料的制造装置、预浸料、碳纤维增强树脂复合材料

说明书

碳纤维增强树脂复合材料用的碳纤维复合原材料(10)具备由连续碳纤维(12)形成的碳纤维原材料(14)、和形成于连续碳纤维(12)的表面的碳纳米壁(16)。

技术领域

本公开涉及碳纤维复合原材料及其制造方法、以及碳纤维复合原材料的制造装置、预浸料、碳纤维增强树脂复合材料，尤其涉及碳纤维增强树脂复合材料用的碳纤维复合原材料及其制造方法、以及碳纤维复合原材料的制造装置、预浸料、碳纤维增强树脂复合材料。

背景技术

近年来，研究了在喷气式发动机的风扇动叶片、风扇外壳等构造材料中应用碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)。碳纤维增强树脂复合材料由作为增强材料的碳纤维以及基体树脂层构成，是轻量且高强度的复合材料。然而，碳纤维增强树脂复合材料容易在碳纤维与基体树脂层的界面发生剥离，有机械特性等降低的可能性。基于这样的理由，进行了在碳纤维的表面盘绕碳纳米管来提高碳纤维与基体树脂层的粘接强度(日本特开2013-76198号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-76198号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，碳纤维增强树脂复合材料通常使用在长条的连续碳纤维中含浸树脂并使其半固化而得的预浸料等来成型。在这样的连续碳纤维的表面盘绕碳纳米管的情况下，碳纳米管由于具有相互凝聚的性质，因此有可能无法充分获得对基体树脂层的锚定效应。由此，当制成碳纤维增强树脂复合材料时，存在连续碳纤维与基体树脂层的界面密合性降低的担忧。

于是，本公开的目的在于提供一种当制成碳纤维增强树脂复合材料时能够提高连续碳纤维与基体树脂层的密合性的碳纤维复合原材料及其制造方法、以及碳纤维复合原材料的制造装置、预浸料、碳纤维增强树脂复合材料。

用于解决课题的手段

本公开涉及的碳纤维复合原材料为碳纤维增强树脂复合材料用的碳纤维复合原材料，具备由连续碳纤维形成的碳纤维原材料、以及形成于前述连续碳纤维的表面的碳纳米壁。

本公开涉及的碳纤维复合原材料中，前述碳纤维原材料可以是由前述连续碳纤维编织成的碳纤维织物。

本公开涉及的碳纤维复合原材料中，前述碳纳米壁可以竖立设置在前述连续碳纤维的表面而形成。

本公开涉及的碳纤维复合原材料中，前述碳纳米壁可以朝着前述连续碳纤维的径向外侧延伸而形成。

本公开涉及的碳纤维复合原材料中，前述碳纳米壁可以相互分隔而形成。

本公开涉及的碳纤维复合原材料中，前述碳纳米壁的高度可以为100nm以下。

本公开涉及的碳纤维复合原材料中，前述连续碳纤维的长度可以为3m以上。

本公开涉及的碳纤维复合原材料的制造方法为碳纤维增强树脂复合材料用的碳纤维复合原材料的制造方法，具备：送出工序，从卷绕有由连续碳纤维形成的碳纤维原材料的送出线轴送出前述碳纤维原材料；碳纳米壁形成工序，将从前述送出线轴送出的碳纤维原材料加热至500℃以上，同时供给包含碳源气体的原料气体，使其在等离子体中反应，从而在前述碳纤维原材料的连续碳纤维的表面形成碳纳米壁；以及卷绕工序，将在前述连续碳纤维的表面形成了碳纳米壁的碳纤维原材料卷绕于卷绕线轴。

本公开涉及的碳纤维复合原材料的制造方法还可以具备表面活性化处理工序：在前述连续碳纤维的表面形成碳纳米壁之前，对于从前述送出线轴送出的碳纤维原材料，向前述连续碳纤维供给不含碳源气体而包含非活性气体的等离子体。

本公开涉及的碳纤维复合原材料的制造方法中，前述碳纳米壁形成工序中，可以在前述原料气体中包含氢气。