JP2002201532A - Method for producing coiled carbon fiber and device for producing the same - Google Patents

Method for producing coiled carbon fiber and device for producing the same

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JP2002201532A
JP2002201532A JP2000397309A JP2000397309A JP2002201532A JP 2002201532 A JP2002201532 A JP 2002201532A JP 2000397309 A JP2000397309 A JP 2000397309A JP 2000397309 A JP2000397309 A JP 2000397309A JP 2002201532 A JP2002201532 A JP 2002201532A
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Japan
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carbon fiber
coiled carbon
gas
producing
synthesis
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JP2000397309A
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Japanese (ja)
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Seiji Motojima
栖二 元島
Kenji Kawabe
憲次 河辺
Yukio Hishikawa
幸雄 菱川
Fujio Sakamoto
富士夫 坂本
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PLANET JAPAN KK
CMC Technology Development Co Ltd
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PLANET JAPAN KK
CMC Technology Development Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a coiled carbon fiber, by which the coiled carbon fiber capable of absorbing electromagnetic waves in a wide frequency band, can be obtained and to provide a device for producing the same. SOLUTION: This device for producing the coiled carbon fiber is provided with a synthetic resin 13 for thermally decomposing a raw material gas to synthesize the coiled carbon fiber and a plasma-treating region 18 for preliminarily treating a gas (including the raw material gas) introduced in the synthesis region 13 with plasma. At least a part of the gas introduced into the synthesis region 13 is introduced into the synthesis region 13 through the plasma-treating region 18. Therefore, the synthesis of the coiled carbon fibers in the synthesis region 13 is carried out in the presence of the gas in an excited state activated by the plasma treatment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波吸収材等に
使用されるコイル状炭素繊維の製造方法及び製造装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing coiled carbon fiber used as an electromagnetic wave absorbing material.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話などから発生する電磁波による
電気・電子機器の誤動作、健康障害が近年大きな社会問
題となっている。そうした中で種々の電磁波吸収材が提
案されており、その中の一つにコイル状炭素繊維があ
る。コイル状炭素繊維に対して外部から電磁波が照射さ
れると、ファラデーの法則に従ってコイル内に誘導起電
力による誘導電流が流れてジュール熱が発生する。すな
わち、コイル状炭素繊維は電磁波を熱エネルギーへと変
換する能力を有しており、この能力により電磁波の吸収
・減衰が可能となっている。コイル状炭素繊維の製造
は、ニッケルなどの金属触媒及び硫化水素等の不純物ガ
スの存在下でアセチレンを加熱分解する化学気相蒸着
(CVD)法により行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, malfunctions and health problems of electric and electronic devices due to electromagnetic waves generated from mobile phones and the like have become major social problems. Under such circumstances, various electromagnetic wave absorbing materials have been proposed, and one of them is a coiled carbon fiber. When an electromagnetic wave is applied to the coiled carbon fiber from the outside, an induced current due to an induced electromotive force flows in the coil according to Faraday's law to generate Joule heat. That is, the coiled carbon fiber has the ability to convert electromagnetic waves into thermal energy, and this ability enables absorption and attenuation of electromagnetic waves. The production of the coiled carbon fiber is performed by a chemical vapor deposition (CVD) method in which acetylene is thermally decomposed in the presence of a metal catalyst such as nickel and an impurity gas such as hydrogen sulfide.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の製造
方法で得られるコイル状炭素繊維の場合、10GHz付
近の電磁波は特異的に吸収するが、低周波から高周波に
わたる幅広い帯域の電磁波の吸収に適した電磁波吸収特
性は備えていなかった。
However, in the case of the coiled carbon fiber obtained by the conventional manufacturing method, the electromagnetic wave around 10 GHz is specifically absorbed, but is suitable for absorbing electromagnetic waves in a wide band from low frequency to high frequency. It did not have electromagnetic wave absorption characteristics.

【0004】本発明は、上記のような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、幅広い周波数帯域の電磁波の吸収が可能な
コイル状炭素繊維を得ることができるコイル状炭素繊維
の製造方法及び製造装置を提供することにある。
The present invention has been made by focusing on the problems existing in the prior art as described above. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a coiled carbon fiber capable of obtaining a coiled carbon fiber capable of absorbing electromagnetic waves in a wide frequency band.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、コイル状炭素繊維の原
料となるガスが含まれる混合ガスの少なくとも一部をプ
ラズマ処理により活性化して励起状態とし、その励起状
態とされたガスの存在下において前記コイル状炭素繊維
の原料となるガスを加熱分解してコイル状炭素繊維を合
成することを要旨とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least a part of a mixed gas containing a gas serving as a raw material of a coiled carbon fiber is activated by a plasma treatment. The gist of the present invention is to synthesize a coiled carbon fiber by thermally decomposing a gas serving as a raw material of the coiled carbon fiber in the presence of the gas in the excited state.

【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のコイル状炭素繊維の製造方法において、前記プラズマ
処理により励起状態とされるガスが窒素又はアルゴンで
あることを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method for producing a coiled carbon fiber according to the first aspect, the gas to be excited by the plasma treatment is nitrogen or argon.

【0007】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載のコイル状炭素繊維の製造方法において、
前記プラズマ処理がグロー放電プラズマで行われること
を要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a coiled carbon fiber according to the first or second aspect,
The gist is that the plasma processing is performed by glow discharge plasma.

【0008】請求項4に記載の発明は、コイル状炭素繊
維の原料となるガスが含まれる混合ガスの少なくとも一
部をプラズマ処理により活性化して励起状態とするプラ
ズマ処理領域と、前記プラズマ処理により励起状態とさ
れたガスの存在下において前記コイル状炭素繊維の原料
となるガスを加熱分解してコイル状炭素繊維を合成する
合成領域とを有することを要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a plasma processing region in which at least a part of a mixed gas containing a gas serving as a raw material of coiled carbon fibers is activated by a plasma process to be in an excited state, The present invention has a synthesizing region for synthesizing a coiled carbon fiber by thermally decomposing a gas serving as a raw material of the coiled carbon fiber in the presence of an excited gas.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について図面に基づき詳細に説明する。図1は、本
実施形態におけるコイル状炭素繊維の製造装置の概略を
模式的に示す図である。同図に示す製造装置には管状の
反応器12が備えられており、この反応器12の内部
が、コイル状炭素繊維の合成の場である合成領域13と
なっている。合成領域13には基材14が配置されてお
り、コイル状炭素繊維合成の際には、この基材14を足
場にしてコイル状炭素繊維が成長する。また、反応器1
2の周囲にはヒータ15が設けられており、このヒータ
15により合成領域13の温度は任意に設定されるよう
になっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an outline of an apparatus for producing coiled carbon fibers in the present embodiment. The manufacturing apparatus shown in the figure is provided with a tubular reactor 12, and the inside of the reactor 12 is a synthesis area 13 where a coiled carbon fiber is synthesized. A base material 14 is disposed in the synthesis region 13, and when the coiled carbon fiber is synthesized, the coiled carbon fiber grows using the base material 14 as a scaffold. Also, reactor 1
A heater 15 is provided around the area 2, and the temperature of the synthesis area 13 is arbitrarily set by the heater 15.

【0010】反応器12には、合成領域13にガスを導
入するためのガス導入部16、及び合成領域13内のガ
スを外部に導出するためのガス導出部17が接続されて
いる。ガス導入部16は、このガス導入部16を経て合
成領域13に導入されるガスに対して前もってプラズマ
処理を行うためのプラズマ処理領域18を有している。
ガス導入部16には第1のガス導入口16a及び第2の
ガス導入口16bが設けられており、第1のガス導入口
16aはプラズマ処理領域18の上流側に、第2のガス
導入口16bはプラズマ処理領域18の下流側に設けら
れている。このため、第1のガス導入口16aから導入
されるガスはプラズマ処理領域18を経て合成領域13
に導入されるのに対し、第2のガス導入口16bから導
入されるガスはプラズマ処理領域18を経ないで合成領
域13に導入されるようになっている。
The reactor 12 is connected to a gas inlet 16 for introducing gas into the synthesis area 13 and a gas outlet 17 for extracting gas in the synthesis area 13 to the outside. The gas introducing section 16 has a plasma processing area 18 for performing a plasma processing on a gas introduced into the synthesis area 13 via the gas introducing section 16 in advance.
The gas introduction unit 16 is provided with a first gas introduction port 16a and a second gas introduction port 16b. The first gas introduction port 16a is located upstream of the plasma processing region 18 at a second gas introduction port. 16 b is provided on the downstream side of the plasma processing region 18. For this reason, the gas introduced from the first gas introduction port 16a passes through the plasma processing area 18 and the synthesis area 13a.
In contrast, the gas introduced from the second gas introduction port 16b is introduced into the synthesis area 13 without passing through the plasma processing area 18.

【0011】プラズマ処理領域18には、内部電極19
と外部電極20が配設されている。内部電極19は電源
21に接続され、外部電極20はアースされている。電
源21を用いて両電極19,20間に電圧が印加される
とグロー放電が発生し、プラズマ処理領域18に導入さ
れたガスがプラズマ状態とされる。尚、内部電極19に
は、コイル状炭素繊維合成の触媒として機能する材料よ
りなるものが使用される。具体的には、ニッケル、コバ
ルトなどが好ましい。
An internal electrode 19 is provided in the plasma processing region 18.
And an external electrode 20 are provided. The internal electrode 19 is connected to a power supply 21 and the external electrode 20 is grounded. When a voltage is applied between the two electrodes 19 and 20 using the power supply 21, a glow discharge occurs, and the gas introduced into the plasma processing region 18 is turned into a plasma state. The internal electrode 19 is made of a material that functions as a catalyst for synthesizing the coiled carbon fiber. Specifically, nickel, cobalt and the like are preferable.

【0012】また、反応器12の両端部には、反応器1
2内にパージガス(窒素など)を導入するためのパージ
ガス導入口22が設けられている。さらに、反応器12
には、合成領域13の温度を測定するために熱電対23
が配設されている。
Further, the reactor 1 is provided at both ends of the reactor 12.
A purge gas introduction port 22 for introducing a purge gas (such as nitrogen) is provided in 2. Further, the reactor 12
In order to measure the temperature of the synthesis area 13, the thermocouple 23
Are arranged.

【0013】次に、コイル状炭素繊維の製造方法を説明
する。コイル状炭素繊維を製造する場合には、まず、反
応器12の内部を窒素で置換させた後、ヒータ15によ
り合成領域13を所定の温度まで昇温させ、さらにプラ
ズマ処理領域18において放電を開始する。そして、そ
の状態でコイル状炭素繊維の原料となるガス(以下、原
料ガスともいう。)が含まれる混合ガスをガス導入部1
6から合成領域13へと導入する。そうすると、混合ガ
ス中の原料ガスが熱分解されて基材14上にコイル状炭
素繊維が析出形成される。
Next, a method for producing the coiled carbon fiber will be described. When manufacturing the coiled carbon fiber, first, after replacing the inside of the reactor 12 with nitrogen, the temperature of the synthesis region 13 is raised to a predetermined temperature by the heater 15, and further, discharge is started in the plasma processing region 18. I do. Then, in that state, a mixed gas containing a gas (hereinafter, also referred to as a raw material gas) serving as a raw material of the coiled carbon fiber is supplied to the gas introduction unit 1.
6 to the synthesis area 13. Then, the raw material gas in the mixed gas is thermally decomposed, and the carbon fibers are deposited and formed on the base material 14.

【0014】ここで、合成領域13に導入される混合ガ
スのうちの少なくとも一部は、第1のガス導入口16a
からプラズマ処理領域18を経て合成領域13へ導入さ
れ、その残りは、第2のガス導入口16bからプラズマ
処理領域18を経ないで合成領域13へと導入される。
このため、合成領域13では、プラズマ処理によって活
性化されて励起状態とされたガス(以下、励起ガスとい
う)の存在下においてコイル状炭素繊維の合成が行われ
ることになる。尚、原料ガスを第1のガス導入口16a
から導入した場合は、原料ガス自身が励起ガスとなる。
Here, at least a part of the mixed gas introduced into the synthesis area 13 is supplied to the first gas introduction port 16a.
Is introduced into the synthesis region 13 through the plasma processing region 18, and the remainder is introduced into the synthesis region 13 from the second gas inlet 16 b without passing through the plasma processing region 18.
Therefore, in the synthesis region 13, the synthesis of the coiled carbon fibers is performed in the presence of the gas activated and excited by the plasma processing (hereinafter, referred to as an excitation gas). The source gas is supplied to the first gas inlet 16a.
When introduced from a source gas, the source gas itself becomes the excitation gas.

【0015】合成領域13に導入される原料ガスの具体
例としては、アセチレン、メタン、プロパン、エチレ
ン、一酸化炭素などが挙げられるが、その中でもアセチ
レンが好ましい。また、混合ガスには、原料ガスの他
に、硫黄、チオフェン、メチルメルカプタン、硫化水
素、リン、三塩化リンなどの不純物ガス、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム、水素などのシールガスが含まれる。
Specific examples of the raw material gas introduced into the synthesis zone 13 include acetylene, methane, propane, ethylene, carbon monoxide and the like, among which acetylene is preferable. The mixed gas includes impurity gases such as sulfur, thiophene, methyl mercaptan, hydrogen sulfide, phosphorus, and phosphorus trichloride, and seal gases such as nitrogen, argon, helium, and hydrogen, in addition to the source gas.

【0016】尚、コイル状炭素繊維合成時の合成領域1
3の温度は、好ましくは600〜950℃に設定され
る。この温度が600℃未満又は950℃を超えるとコ
イル状の炭素繊維を得ることが困難となるため好ましく
ない。
The synthetic region 1 during the synthesis of the coiled carbon fiber
The temperature of 3 is preferably set between 600 and 950 ° C. If this temperature is lower than 600 ° C. or higher than 950 ° C., it is not preferable because it becomes difficult to obtain coiled carbon fibers.

【0017】以上の方法で製造されるコイル状炭素繊維
は、例えば電磁波吸収材として使用される。その場合に
は、合成樹脂やゴム、エラストマーなどの各種マトリッ
クスに分散させて複合材料として用いられる。
The coiled carbon fiber produced by the above method is used, for example, as an electromagnetic wave absorbing material. In that case, it is used as a composite material by dispersing it in various matrices such as synthetic resin, rubber, and elastomer.

【0018】以上詳述した本実施形態によれば次のよう
な効果が発揮される。 ・ 従来のコイル状炭素繊維の製造方法で得られるコイ
ル状炭素繊維はほとんどが二重螺旋構造のものであった
が、本実施形態の場合は一重螺旋構造のコイル状炭素繊
維を得ることができる。本実施形態で得られる一重螺旋
構造のコイル状炭素繊維は、従来の製造方法で得られる
二重螺旋構造のものに比べて、幅広い周波数帯域の電磁
波を吸収できる、優れた電磁波吸収特性を有する。
According to the above-described embodiment, the following effects are exhibited. Most of the coiled carbon fibers obtained by the conventional method for manufacturing a coiled carbon fiber have a double spiral structure, but in the case of the present embodiment, a coiled carbon fiber having a single spiral structure can be obtained. . The coiled carbon fiber having a single helical structure obtained in the present embodiment has excellent electromagnetic wave absorption characteristics capable of absorbing electromagnetic waves in a wide frequency band, as compared with those having a double helical structure obtained by a conventional manufacturing method.

【0019】・ 従来のコイル状炭素繊維の製造方法で
得られるコイル状炭素繊維の電気抵抗はおよそ10〜1
00Ω/μmであったが、本実施形態の場合はおよそ1
00〜2000Ω/μmと電気抵抗の大きなコイル状炭
素繊維を得ることができる。このため、本実施形態のコ
イル状炭素繊維は、従来のコイル状炭素繊維に比べて、
電磁波を熱エネルギーに変換する効率に優れている。す
なわち、本実施形態のコイル状炭素繊維は、従来のコイ
ル状炭素繊維に比べて、電磁波吸収率の点で優れてい
る。
The electric resistance of the coiled carbon fiber obtained by the conventional method for producing the coiled carbon fiber is approximately 10 to 1
00 Ω / μm, but in the case of this embodiment, approximately 1
A coiled carbon fiber having a large electric resistance of 00 to 2000 Ω / μm can be obtained. For this reason, the coiled carbon fiber of the present embodiment is
It has excellent efficiency in converting electromagnetic waves into heat energy. That is, the coiled carbon fiber of the present embodiment is superior in the electromagnetic wave absorptivity to the conventional coiled carbon fiber.

【0020】・ 従来のコイル状炭素繊維の製造方法の
場合は、基材14上にニッケルなどの触媒を担持させな
いと炭素繊維がコイル状に成長しない。しかし、本実施
形態の場合は、コイル状炭素繊維合成の触媒として機能
する材料よりなる内部電極19をプラズマ処理領域18
において用いることにより、基材14上に触媒を担持さ
せなくても炭素繊維をコイル状に成長させることが可能
である。このため、前もって触媒を基材14に担持させ
る手間を省くことができる。これは、プラズマ処理領域
18で内部電極19がスパッタリングされて生じる微粒
子が合成領域13まで運ばれて、コイル状炭素繊維合成
の触媒として機能するためと考えられる。
In the conventional method for producing coiled carbon fibers, the carbon fibers do not grow in a coil shape unless a catalyst such as nickel is supported on the substrate 14. However, in the case of the present embodiment, the internal electrode 19 made of a material that functions as a catalyst for the synthesis of the coiled carbon fiber is connected to the plasma processing
, Carbon fibers can be grown in a coil shape without supporting the catalyst on the substrate 14. For this reason, it is possible to save the trouble of supporting the catalyst on the base material 14 in advance. It is considered that this is because fine particles generated by sputtering the internal electrode 19 in the plasma processing region 18 are carried to the synthesis region 13 and function as a catalyst for coiled carbon fiber synthesis.

【0021】・ シールガスである窒素又はアルゴンを
プラズマ処理により活性化して励起状態とすることで、
一重螺旋構造のコイル状炭素繊維を収率良く得ることが
できる。
Activating nitrogen or argon, which is a seal gas, by plasma treatment to bring it into an excited state,
Coiled carbon fibers having a single helical structure can be obtained with high yield.

【0022】・ プラズマ処理をグロー放電プラズマで
行うことにより、原料ガスが含まれる混合ガスを効果的
に活性化して励起状態とすることができる。また、大き
な電流量を必要としない(1〜10mA程度)ので、プ
ラズマ処理における消費エネルギーが比較的少なく済む
という利点もある。
By performing the plasma processing with glow discharge plasma, the mixed gas containing the source gas can be effectively activated to be in an excited state. In addition, since a large amount of current is not required (about 1 to 10 mA), there is an advantage that energy consumption in the plasma processing is relatively small.

【0023】・ 励起ガスの存在下においてコイル状炭
素繊維の合成を行うことにより、収率の向上を図ること
ができる。 ・ 製造装置の構成が簡単で小型であるため、コストを
安く抑えられるうえに設置スペースが嵩むおそれもな
い。
The yield can be improved by synthesizing the coiled carbon fiber in the presence of the excitation gas. -Since the configuration of the manufacturing apparatus is simple and small, the cost can be reduced and the installation space does not increase.

【0024】[0024]

【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形
態をさらに具体的に説明する。 (実施例1)図1に示す前記実施形態のコイル状炭素繊
維の製造装置を使用してコイル状炭素繊維の製造を行っ
た。製造条件は以下の通りである。合成領域13の温度
を770℃に設定し、第1のガス導入口16aからはシ
ールガスである窒素を100ml/分の流量で、また第
2のガス導入口16bからは、原料ガスであるアセチレ
ン、不純物ガスである硫化水素、シールガスである水素
をそれぞれ30ml/分、0.1ml/分、100ml
/分の流量で導入した。また、プラズマ処理領域18に
おける内部電極19にはニッケル電極を用い、グロー放
電プラズマ(10mA×10kV)でプラズマ処理を行
った。
Next, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. (Example 1) A coiled carbon fiber was manufactured using the coiled carbon fiber manufacturing apparatus of the embodiment shown in FIG. The manufacturing conditions are as follows. The temperature of the synthesis region 13 is set to 770 ° C., nitrogen as a seal gas is supplied at a flow rate of 100 ml / min from the first gas inlet 16a, and acetylene as a source gas is supplied from the second gas inlet 16b. , Hydrogen sulfide as an impurity gas, and hydrogen as a seal gas at 30 ml / min, 0.1 ml / min, and 100 ml, respectively.
/ Min flow rate. Further, a nickel electrode was used as the internal electrode 19 in the plasma processing region 18 and plasma processing was performed by glow discharge plasma (10 mA × 10 kV).

【0025】得られたコイル状炭素繊維は一重螺旋構造
を有し、その繊維直径は約1μm、コイルピッチは約2
0μm、コイル直径は約7μmであった。 (実施例2〜5)グロー放電によるプラズマ処理の際の
電流及び電圧を下記の表2に示すように変更し、それ以
外は実施例1と同様に操作した。この場合も、得られた
コイル状炭素繊維はいずれも一重螺旋構造を有してい
た。
The obtained coiled carbon fiber has a single helical structure, the fiber diameter is about 1 μm, and the coil pitch is about 2 μm.
0 μm and the coil diameter was about 7 μm. (Examples 2 to 5) The current and voltage during the plasma treatment by glow discharge were changed as shown in Table 2 below, and the other operations were the same as in Example 1. Also in this case, each of the obtained coiled carbon fibers had a single spiral structure.

【0026】(実施例6)窒素に代えてアルゴンを第1
のガス導入口16aから導入するように変更し、それ以
外は実施例1と同様に操作した。この場合も、一重螺旋
構造を有するコイル状炭素繊維を得ることができたが、
その量は実施例1の場合のおよそ1/3程度であった。
(Embodiment 6) Argon was replaced by nitrogen instead of nitrogen.
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the gas was introduced from the gas introduction port 16a. In this case also, a coiled carbon fiber having a single helical structure could be obtained,
The amount was about 1/3 of that in Example 1.

【0027】(比較例1)全てのガスを第2のガス導入
口16bから導入するように変更してプラズマ処理を省
略するとともに、基材14上にニッケルを触媒として担
持させた。それ以外は実施例1と同様に操作した。そう
したところ、二重螺旋構造のコイル状炭素繊維が得られ
た。
(Comparative Example 1) All the gas was changed to be introduced from the second gas introduction port 16b to omit the plasma treatment, and nickel was supported on the base material 14 as a catalyst. Otherwise, the procedure was the same as in Example 1. As a result, a coiled carbon fiber having a double helical structure was obtained.

【0028】下記の表1に、実施例1及び比較例1で得
られるコイル状炭素繊維の電磁波吸収特性(反射減衰特
性)を調べた結果を示す。また下記の表2に、実施例1
〜5におけるコイル状炭素繊維の収率を示す。
Table 1 below shows the results of examining the electromagnetic wave absorption characteristics (reflection attenuation characteristics) of the coiled carbon fibers obtained in Example 1 and Comparative Example 1. Table 2 below shows Example 1
5 shows yields of coiled carbon fibers in Nos. To 5.

【0029】[0029]

【表1】 表1に示すように、比較例1で得られるコイル状炭素繊
維(二重螺旋)は、低周波の電磁波(100kHz以
下)に対する反射減衰量がやや悪いのに対し、実施例1
で得られるコイル状炭素繊維(一重螺旋)は、低周波の
電磁波に対する反射減衰量が飛躍的に向上していた。ま
た、高周波の電磁波に対する反射減衰量に関しては、実
施例1で得られるコイル状炭素繊維と比較例1で得られ
るコイル状炭素繊維とでほぼ同程度であった。このこと
から、実施例1で得られるコイル状炭素繊維は、1kH
zから1000GHzというブロードバンドにおいて高
い電磁波吸収性を発揮できることが示された。
[Table 1] As shown in Table 1, the coiled carbon fiber (double helix) obtained in Comparative Example 1 has a slightly poor return loss with respect to a low-frequency electromagnetic wave (100 kHz or less), whereas Example 1 has a poor return loss.
In the coiled carbon fiber (single spiral) obtained in (1), the return loss with respect to low-frequency electromagnetic waves was dramatically improved. Further, the return loss with respect to the high-frequency electromagnetic wave was almost the same between the coiled carbon fiber obtained in Example 1 and the coiled carbon fiber obtained in Comparative Example 1. From this, the coiled carbon fiber obtained in Example 1 was 1 kHz.
It has been shown that high electromagnetic wave absorptivity can be exhibited in a broadband from z to 1000 GHz.

【0030】[0030]

【表2】 表2に示す結果より、プラズマ処理の際の電流及び電圧
の変化に伴って収率が変化することが示された。また、
収率が30%を超えることから、5mA×20kV〜8
mA×12.5kVの範囲が好ましいことが示された。
[Table 2] The results shown in Table 2 show that the yield changes with the change in current and voltage during plasma processing. Also,
Since the yield exceeds 30%, 5 mA × 20 kV to 8 mA
A range of mA × 12.5 kV was shown to be preferred.

【0031】なお、前記実施形態を次のように変更して
構成することもできる。 ・ 前記実施形態においては、コイル状炭素繊維合成の
触媒として機能する材料よりなる内部電極19を用いた
が、コイル状炭素繊維合成の触媒として機能しない材料
よりなる内部電極に変更してもよい。ただし、この場合
は、基材14上に予めニッケルなどを触媒として担持さ
せておくことが必要である。
The above embodiment can be modified as follows. In the above embodiment, the internal electrode 19 made of a material functioning as a catalyst for coiled carbon fiber synthesis is used, but may be changed to an internal electrode made of a material not functioning as a catalyst for coiled carbon fiber synthesis. However, in this case, it is necessary to previously support nickel or the like as a catalyst on the base material 14.

【0032】・ 本実施形態におけるコイル状炭素繊維
を各種マトリックスに分散させて電磁波吸収材として用
いる際に、従来の二重螺旋構造を有するコイル状炭素繊
維を併用してもよい。このように構成すれば、本実施形
態のコイル状炭素繊維(一重螺旋構造)が備えるブロー
ドバンドの電磁波吸収特性と、従来の二重螺旋構造を有
するコイル状炭素繊維が備える周波数特異的な電磁波吸
収特性とを兼ね備える電磁波吸収材が得られる。本実施
形態のコイル状炭素繊維と従来の二重螺旋構造を有する
コイル状炭素繊維の混合比は、必要に応じて任意に設定
すればよいが、例えば1:1に設定した場合には、それ
ぞれのコイル状炭素繊維を単独で用いたときの結果を足
し合わせたような結果が得られる。
When the coiled carbon fiber in the present embodiment is dispersed in various matrices and used as an electromagnetic wave absorbing material, a conventional coiled carbon fiber having a double helical structure may be used in combination. With this configuration, the broadband electromagnetic wave absorption characteristics of the coiled carbon fiber (single spiral structure) of the present embodiment and the frequency-specific electromagnetic wave absorption characteristics of the conventional coiled carbon fiber having the double spiral structure are provided. Thus, an electromagnetic wave absorbing material having both functions is obtained. The mixing ratio of the coiled carbon fiber of the present embodiment and the conventional coiled carbon fiber having a double helical structure may be set arbitrarily as needed. For example, when the mixing ratio is set to 1: 1, The result obtained by adding the results obtained when the coiled carbon fibers are used alone is obtained.

【0033】次に、前記実施形態から把握できる技術的
思想について以下に記載する。 ・ 前記プラズマ処理において用いられる電極が、コイ
ル状炭素繊維合成の触媒として機能する材料よりなるこ
とを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に
記載のコイル状炭素繊維の製造方法。このように構成に
すれば、コイル状炭素繊維の成長の際に足場となる基材
に、前もって触媒を担持させておく必要がないので、そ
の手間を省くことができる。
Next, the technical ideas that can be grasped from the above embodiment will be described below. The method for producing a coiled carbon fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrode used in the plasma treatment is made of a material that functions as a catalyst for the synthesis of the coiled carbon fiber. . With such a configuration, it is not necessary to previously carry the catalyst on the substrate serving as a scaffold during the growth of the coiled carbon fiber, so that the labor can be saved.

【0034】・ 前記混合ガスが、コイル状炭素繊維の
原料となるガス、不純物ガス及びシールガスからなる請
求項1から請求項3のいずれか一項に記載のコイル状炭
素繊維の製造方法。このように構成すれば、コイル状炭
素繊維を確実に得ることができる。
The method for producing a coiled carbon fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixed gas comprises a gas serving as a raw material for the coiled carbon fiber, an impurity gas, and a seal gas. According to this structure, the coiled carbon fibers can be reliably obtained.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項1及び請求項4
に記載の発明によれば、幅広い周波数帯域の電磁波の吸
収が可能なコイル状炭素繊維を得ることができる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. Claim 1 and Claim 4
According to the invention described in (1), coiled carbon fibers capable of absorbing electromagnetic waves in a wide frequency band can be obtained.

【0036】請求項2に記載の発明によれば、幅広い周
波数帯域の電磁波の吸収が可能なコイル状炭素繊維を収
率良く得ることができる。請求項3に記載の発明によれ
ば、コイル状炭素繊維の原料となるガスが含まれる混合
ガスをプラズマ処理により効果的に活性化して励起状態
とすることができる。
According to the second aspect of the present invention, coiled carbon fibers capable of absorbing electromagnetic waves in a wide frequency band can be obtained with high yield. According to the third aspect of the present invention, it is possible to effectively activate the mixed gas containing the gas serving as the raw material of the coiled carbon fiber by the plasma treatment to bring it into an excited state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 コイル状炭素繊維の製造装置の概略を模式的
に示す図。
FIG. 1 is a view schematically showing an outline of an apparatus for producing coiled carbon fibers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…合成領域、18…プラズマ処理領域。 13: synthesis area, 18: plasma processing area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元島 栖二 岐阜県岐阜市福光東1丁目23−23 (72)発明者 河辺 憲次 岐阜県各務原市須衛町四丁目179番地の1 テクノプラザ 内 シーエムシー技術開 発 株式会社内 (72)発明者 菱川 幸雄 岐阜県各務原市須衛町四丁目179番地の1 テクノプラザ 内 シーエムシー技術開 発 株式会社内 (72)発明者 坂本 富士夫 東京都八王子市下柚木2丁目10番地の1 株式会社ヒューズ・テクノネット内株式会 社プラネットジャパン内 Fターム(参考) 4L037 CS03 CT05 FA05 PA08 PA26 UA02 5E321 AA24 BB34 BB44 GG05 GG11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Suji Motojima 1-23-23, Fukumitsuhigashi, Gifu City, Gifu Prefecture (72) Inventor, Kenji Kawabe 4-179, Suecho, Kakamigahara City, Gifu Prefecture Techno Plaza Inn Sea MC Technology Development Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Hishikawa 4-179, Sue-cho, Kakamigahara-shi, Gifu Prefecture Techno Plaza CMC Technology Development Co., Ltd. (72) Inventor Fujio Sakamoto Shimoyuzuki, Hachioji-shi, Tokyo 2-10-10 1 Hughes Technonet Co., Ltd. Planet Japan Co., Ltd. F-term (reference) 4L037 CS03 CT05 FA05 PA08 PA26 UA02 5E321 AA24 BB34 BB44 GG05 GG11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コイル状炭素繊維の原料となるガスが含
まれる混合ガスの少なくとも一部をプラズマ処理により
活性化して励起状態とし、その励起状態とされたガスの
存在下において前記コイル状炭素繊維の原料となるガス
を加熱分解してコイル状炭素繊維を合成することを特徴
とするコイル状炭素繊維の製造方法。
At least a part of a mixed gas containing a gas serving as a raw material of a coiled carbon fiber is activated by a plasma treatment to be in an excited state, and the coiled carbon fiber is present in the presence of the excited gas. A method for producing coiled carbon fiber, comprising synthesizing a coiled carbon fiber by thermally decomposing a gas as a raw material for the carbon fiber.
【請求項2】 前記プラズマ処理により励起状態とされ
るガスが窒素又はアルゴンである請求項1に記載のコイ
ル状炭素繊維の製造方法。
2. The method for producing a coiled carbon fiber according to claim 1, wherein the gas to be excited by the plasma treatment is nitrogen or argon.
【請求項3】 前記プラズマ処理がグロー放電プラズマ
で行われることを特徴とする請求項1又は請求項2に記
載のコイル状炭素繊維の製造方法。
3. The method for producing coiled carbon fibers according to claim 1, wherein the plasma treatment is performed by glow discharge plasma.
【請求項4】 コイル状炭素繊維の原料となるガスが含
まれる混合ガスの少なくとも一部をプラズマ処理により
活性化して励起状態とするプラズマ処理領域と、前記プ
ラズマ処理により励起状態とされたガスの存在下におい
て前記コイル状炭素繊維の原料となるガスを加熱分解し
てコイル状炭素繊維を合成する合成領域とを有すること
を特徴とするコイル状炭素繊維の製造装置。
4. A plasma processing region in which at least a part of a mixed gas containing a gas serving as a raw material of the coiled carbon fiber is activated by plasma processing to be in an excited state, And a synthesis region for synthesizing the coiled carbon fiber by thermally decomposing a gas serving as a raw material of the coiled carbon fiber in the presence of the coiled carbon fiber.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007022898A (en) * 2005-07-20 2007-02-01 Viko System Co Ltd Active type gas supplying apparatus of carbon nanotube synthesis system
WO2012032943A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 株式会社Cmc総合研究所 Micro coil, and manufacturing method and manufacturing device therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007022898A (en) * 2005-07-20 2007-02-01 Viko System Co Ltd Active type gas supplying apparatus of carbon nanotube synthesis system
WO2012032943A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-15 株式会社Cmc総合研究所 Micro coil, and manufacturing method and manufacturing device therefor
JP2012056811A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Cmc Sogo Kenkyusho:Kk Method and apparatus for manufacturing micro coil
CN102400250A (en) * 2010-09-10 2012-04-04 株式会社Cmc总合研究所 Micro coil, manufacturing method and manufacturing device therefor
KR101378615B1 (en) * 2010-09-10 2014-03-26 가부시키가이샤 씨에무씨 소고 겐큐쇼 Micro Coil, Production Method and Production Apparatus therefor

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