JP2002245845A - 高導電性炭素複合体及びその製造方法 - Google Patents
高導電性炭素複合体及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】炭素材料の特性を維持しつつ優れた電気伝導性
を有する炭素複合体を提供する。 【解決手段】黒鉛構造を有する炭素繊維にフッ素が含有
されていることを特徴とする高導電性炭素複合体及びそ
の製造方法に係る。
を有する炭素複合体を提供する。 【解決手段】黒鉛構造を有する炭素繊維にフッ素が含有
されていることを特徴とする高導電性炭素複合体及びそ
の製造方法に係る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高導電性炭素複合
体及びその製造方法に関する。
体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】電気を伝える材料としては、従来より金属
材料が汎用されている。これは、金属材料が高い電気伝
導度をもつことに加え、加工性にも優れているためであ
る。とりわけ、上記特性が他の金属材料に比べて優れて
いるおり、しかも比較的安価であり、材料資源が豊富で
あるという点でアルミニウム、銅等が頻繁に使用されて
いる。
材料が汎用されている。これは、金属材料が高い電気伝
導度をもつことに加え、加工性にも優れているためであ
る。とりわけ、上記特性が他の金属材料に比べて優れて
いるおり、しかも比較的安価であり、材料資源が豊富で
あるという点でアルミニウム、銅等が頻繁に使用されて
いる。
【０００３】しかしながら、これらの金属材料は、比重
が大きい、腐食しやすい、熱膨張係数が高い、引張強度
及び引張弾性率が低い等の欠点をもっている。
が大きい、腐食しやすい、熱膨張係数が高い、引張強度
及び引張弾性率が低い等の欠点をもっている。
【０００４】これらの欠点を解消できる材料として、導
電性高分子あるいは炭素材料が現在注目されている。こ
れらの材料は、比重が小さい、非磁性・耐食性に優れて
いる、熱膨張係数が低い、引張強度及び引張弾性率が高
い等の優れた特徴を有する。
電性高分子あるいは炭素材料が現在注目されている。こ
れらの材料は、比重が小さい、非磁性・耐食性に優れて
いる、熱膨張係数が低い、引張強度及び引張弾性率が高
い等の優れた特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
高分子では電気伝導度が半導体レベルであり、また炭素
材料も金属材料に比べて電気伝導度が非常に低い（約２
オーダー低い）。いずれの材料も、電気伝導度という点
において金属材料にはとうてい及ばす、さらなる改善が
必要とされる。
高分子では電気伝導度が半導体レベルであり、また炭素
材料も金属材料に比べて電気伝導度が非常に低い（約２
オーダー低い）。いずれの材料も、電気伝導度という点
において金属材料にはとうてい及ばす、さらなる改善が
必要とされる。
【０００６】従って、本発明の主な目的は、炭素材料の
特性を維持しつつ高い電気伝導性を有する炭素複合体を
提供することにある。
特性を維持しつつ高い電気伝導性を有する炭素複合体を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる従来
技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、
特定の炭素複合体が上記目的を達成できることを見出
し、ついに本発明を完成するに至った。
技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、
特定の炭素複合体が上記目的を達成できることを見出
し、ついに本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明は、下記の高導電性炭素
複合体及びその製造方法に係るものである。
複合体及びその製造方法に係るものである。
【０００９】１．黒鉛構造を有する炭素繊維にフッ素が
含有されていることを特徴とする高導電性炭素複合体。
含有されていることを特徴とする高導電性炭素複合体。
【００１０】２．黒鉛構造におけるａ軸及びｃ軸方向の
結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））及び（Ｌａ（１１
０））がともに１０００Å以上である上記項１記載の高
導電性炭素複合体。
結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））及び（Ｌａ（１１
０））がともに１０００Å以上である上記項１記載の高
導電性炭素複合体。
【００１１】３．炭素複合体中のフッ素含有量が３〜２
５重量％である上記項１又は２に記載の高導電性炭素複
合体。
５重量％である上記項１又は２に記載の高導電性炭素複
合体。
【００１２】４．炭素繊維を３０００℃以上で加熱して
黒鉛化した後、フッ素ガスと接触させることを特徴とす
る高導電性炭素複合体の製造方法。
黒鉛化した後、フッ素ガスと接触させることを特徴とす
る高導電性炭素複合体の製造方法。
【００１３】５．フッ素ガスとの接触をフッ化物の存在
下で行う上記項４記載の製造方法。
下で行う上記項４記載の製造方法。
【００１４】６．フッ化物が、アルカリ金属、アルカリ
土類金属、遷移金属及びホウ素族のフッ化物ならびにフ
ッ化水素の少なくとも１種である上記項５記載の製造方
法。
土類金属、遷移金属及びホウ素族のフッ化物ならびにフ
ッ化水素の少なくとも１種である上記項５記載の製造方
法。
【００１５】７．上記項４〜６のいずれかに記載の製造
方法により得られる高導電性炭素複合体。
方法により得られる高導電性炭素複合体。
【００１６】
【発明の実施の形態】１．高導電性炭素複合体の製造方
法 まず、本発明の製造方法について説明する。本発明の製
造方法は、炭素繊維を３０００℃以上で加熱して黒鉛化
した後、フッ素ガスと接触させることを特徴とする。
法 まず、本発明の製造方法について説明する。本発明の製
造方法は、炭素繊維を３０００℃以上で加熱して黒鉛化
した後、フッ素ガスと接触させることを特徴とする。
【００１７】黒鉛化される炭素繊維は、特にその種類の
制限はない。また、短繊維・長繊維のいずれであっても
良い。いずれの製造方法によって得られる炭素繊維も使
用することができる。例えば、ピッチ系炭素繊維、グラ
ファイトウィスカー等を使用できる。これらは、公知の
もの又は市販品を用いることができる。
制限はない。また、短繊維・長繊維のいずれであっても
良い。いずれの製造方法によって得られる炭素繊維も使
用することができる。例えば、ピッチ系炭素繊維、グラ
ファイトウィスカー等を使用できる。これらは、公知の
もの又は市販品を用いることができる。
【００１８】炭素繊維の黒鉛化に際し、炭素繊維を通常
３０００℃以上、好ましくは３１００℃以上で加熱す
る。加熱温度の上限は特に限定的ではないが、一般には
３２００℃程度とすれば良い。加熱雰囲気は、通常は非
酸化性雰囲気、好ましくは不活性ガス（ヘリウム、窒
素、アルゴン等）雰囲気とすれば良い。加熱時間は、用
いる炭素繊維の種類、加熱温度等に応じて適宜設定すれ
ば良いが、通常は２４〜４８時間程度とすれば良い。
３０００℃以上、好ましくは３１００℃以上で加熱す
る。加熱温度の上限は特に限定的ではないが、一般には
３２００℃程度とすれば良い。加熱雰囲気は、通常は非
酸化性雰囲気、好ましくは不活性ガス（ヘリウム、窒
素、アルゴン等）雰囲気とすれば良い。加熱時間は、用
いる炭素繊維の種類、加熱温度等に応じて適宜設定すれ
ば良いが、通常は２４〜４８時間程度とすれば良い。
【００１９】黒鉛化された炭素繊維は、その黒鉛構造の
面間隔（００２）（Ｘ線回折測定による）が通常３．４
Å以下、特に３．３６Å以下であることが好ましい。な
お、黒鉛単結晶の面間隔（００２）は、３．３５４Åで
ある。また、上記黒鉛構造において、Ｘ線回折測定によ
るａ軸及びｃ軸方向の結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））
及び（Ｌａ（１１０））がともに１０００Å以上である
ことが本発明の効果上好ましい。
面間隔（００２）（Ｘ線回折測定による）が通常３．４
Å以下、特に３．３６Å以下であることが好ましい。な
お、黒鉛単結晶の面間隔（００２）は、３．３５４Åで
ある。また、上記黒鉛構造において、Ｘ線回折測定によ
るａ軸及びｃ軸方向の結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））
及び（Ｌａ（１１０））がともに１０００Å以上である
ことが本発明の効果上好ましい。
【００２０】次いで、黒鉛化された炭素繊維をフッ素ガ
スと接触させる。このときの温度は限定的ではないが、
通常１５〜１５０℃程度、好ましくは２０〜１２０℃と
する。フッ素ガスのガス圧は、通常０．８〜１．２気圧
程度、好ましくは１気圧とすれば良い。接触させる時間
は、温度等に応じて適宜変更できるが、通常は２４〜４
８時間程度とすれば良い。
スと接触させる。このときの温度は限定的ではないが、
通常１５〜１５０℃程度、好ましくは２０〜１２０℃と
する。フッ素ガスのガス圧は、通常０．８〜１．２気圧
程度、好ましくは１気圧とすれば良い。接触させる時間
は、温度等に応じて適宜変更できるが、通常は２４〜４
８時間程度とすれば良い。
【００２１】本発明では、フッ素ガスとの接触をフッ化
物の存在下で行うことが望ましい。フッ化物を存在させ
ることにより、フッ素が黒鉛構造の層間に進入するため
の触媒的効果を得ることができる。
物の存在下で行うことが望ましい。フッ化物を存在させ
ることにより、フッ素が黒鉛構造の層間に進入するため
の触媒的効果を得ることができる。
【００２２】フッ化物としては、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属、遷移金属及びホウ素族のフッ化物ならびに
フッ化水素の少なくとも１種が好ましい。例えば、リチ
ウムのフッ化物、ナトリウムのフッ化物、マグネシウム
のフッ化物、アルミニウムのフッ化物等が挙げられる。
より具体的には、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、
フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化銀、フ
ッ化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でもフッ
化リチウム、フッ化銀等が特に好ましい。
リ土類金属、遷移金属及びホウ素族のフッ化物ならびに
フッ化水素の少なくとも１種が好ましい。例えば、リチ
ウムのフッ化物、ナトリウムのフッ化物、マグネシウム
のフッ化物、アルミニウムのフッ化物等が挙げられる。
より具体的には、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、
フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化銀、フ
ッ化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でもフッ
化リチウム、フッ化銀等が特に好ましい。
【００２３】フッ化物を存在させる量は、用いるフッ化
物の種類、処理すべき炭素繊維重量等に応じて適宜設定
できるが、通常は処理すべき炭素繊維重量の約１／５程
度とすれば良い。
物の種類、処理すべき炭素繊維重量等に応じて適宜設定
できるが、通常は処理すべき炭素繊維重量の約１／５程
度とすれば良い。
【００２４】フッ化物を存在させる場合の方法として
は、炭素繊維とフッ素ガスが接触し、炭素繊維にフッ素
が含有されるようにすれば特に限定されない。例えば、
処理すべき炭素繊維の近傍にフッ化物を設置すれば良
い。
は、炭素繊維とフッ素ガスが接触し、炭素繊維にフッ素
が含有されるようにすれば特に限定されない。例えば、
処理すべき炭素繊維の近傍にフッ化物を設置すれば良
い。
【００２５】フッ素ガスと接触させることによって、最
終的に本発明の炭素複合体を得ることができる。これに
より、フッ素は、主として黒鉛構造に進入して炭素との
複合体を形成する。すなわち、本発明の高導電性炭素複
合体を得ることができる。 ２．高導電性炭素複合体 本発明の高導電性炭素複合体は、黒鉛構造を有する炭素
繊維にフッ素が含有されていることを特徴とする。
終的に本発明の炭素複合体を得ることができる。これに
より、フッ素は、主として黒鉛構造に進入して炭素との
複合体を形成する。すなわち、本発明の高導電性炭素複
合体を得ることができる。 ２．高導電性炭素複合体 本発明の高導電性炭素複合体は、黒鉛構造を有する炭素
繊維にフッ素が含有されていることを特徴とする。
【００２６】本発明では、フッ素は、少なくとも炭素繊
維の黒鉛構造の層間に挿入されていることが望ましい。
この場合、層状の黒鉛構造の繰り返し単位の中にフッ素
が挿入されていない層が１又は２以上含まれていても良
い。
維の黒鉛構造の層間に挿入されていることが望ましい。
この場合、層状の黒鉛構造の繰り返し単位の中にフッ素
が挿入されていない層が１又は２以上含まれていても良
い。
【００２７】炭素複合体中のフッ素含有量は、所望の導
電性等に応じて適宜調整すれば良いが、通常は３〜２５
重量％程度、好ましくは５〜２２重量％とする。フッ素
含有量は、用いるフッ化物の種類、フッ素ガス量等によ
り制御することができる。この範囲内にフッ素を含有さ
せることにより、いっそう優れた電気伝導性を得ること
ができる。
電性等に応じて適宜調整すれば良いが、通常は３〜２５
重量％程度、好ましくは５〜２２重量％とする。フッ素
含有量は、用いるフッ化物の種類、フッ素ガス量等によ
り制御することができる。この範囲内にフッ素を含有さ
せることにより、いっそう優れた電気伝導性を得ること
ができる。
【００２８】上記黒鉛構造において、Ｘ線回折測定によ
るａ軸及びｃ軸方向の結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））
及び（Ｌａ（１１０））がともに１０００Å以上である
ことが好ましい。また、本発明炭素複合体の面間隔（０
０Ｌ）は、層状の黒鉛構造の繰り返し単位中にフッ素が
挿入された層の数等によって異なるが、通常は９Å以上
であることが好ましい。
るａ軸及びｃ軸方向の結晶子サイズ（Ｌｃ（００２））
及び（Ｌａ（１１０））がともに１０００Å以上である
ことが好ましい。また、本発明炭素複合体の面間隔（０
０Ｌ）は、層状の黒鉛構造の繰り返し単位中にフッ素が
挿入された層の数等によって異なるが、通常は９Å以上
であることが好ましい。
【００２９】本発明の炭素複合体の電気伝導度は、一般
的には５×１０4〜２×１０5（Ω・ｃｍ）-1程度であ
る。また、引張強度は、通常３７０〜３８０ｋｇｆ／ｍ
ｍ程度、好ましくは約３８０ｋｇｆ／ｍｍ程度である。
的には５×１０4〜２×１０5（Ω・ｃｍ）-1程度であ
る。また、引張強度は、通常３７０〜３８０ｋｇｆ／ｍ
ｍ程度、好ましくは約３８０ｋｇｆ／ｍｍ程度である。
【００３０】本発明炭素複合体は、それ自体が電気伝導
性に優れているため、導電材料として各分野で有効に利
用することができる。特に、送電線材料としての使用に
好適である。
性に優れているため、導電材料として各分野で有効に利
用することができる。特に、送電線材料としての使用に
好適である。
【００３１】
【発明の効果】本発明の炭素複合体によれば、炭素材料
のもつ優れた特徴を実質的に維持したままで高い電気伝
導性を発揮することができる。すなわち、金属材料に比
べて軽量で耐腐食性、耐熱性等に優れた導電材料を提供
することが可能となる。
のもつ優れた特徴を実質的に維持したままで高い電気伝
導性を発揮することができる。すなわち、金属材料に比
べて軽量で耐腐食性、耐熱性等に優れた導電材料を提供
することが可能となる。
【００３２】このような特長をもつ本発明炭素複合体
は、各種の導電材料として有効に利用でき、例えば送電
線材料等に好適に用いることができる。
は、各種の導電材料として有効に利用でき、例えば送電
線材料等に好適に用いることができる。
【００３３】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴を一層明確にする。但し、本発明の範囲は、実施例の
範囲に限定されるものではない。
徴を一層明確にする。但し、本発明の範囲は、実施例の
範囲に限定されるものではない。
【００３４】なお、本発明で示す各物性については次に
示す方法によってそれぞれ測定を行った。 （１）結晶構造（面間隔等） Ｘ線回折装置「ＸＤ−６１０」（島津製作所製）を用
い、学振法により評価した。 （２）電気伝導度 電気伝導度は４端子法により測定を行った。あらかじめ
一定距離に固定した白金線上（４本）に、試料として炭
素繊維１本を銀ペーストで固定し、外側の端子を安定化
電源に接続し、５μＡ程度の微小電流を流す。このと
き、内側中央の端子より電圧降下（ＩＲｄｒｏｐ）を測
定し、次の計算式によって電気伝導度を求めた。
示す方法によってそれぞれ測定を行った。 （１）結晶構造（面間隔等） Ｘ線回折装置「ＸＤ−６１０」（島津製作所製）を用
い、学振法により評価した。 （２）電気伝導度 電気伝導度は４端子法により測定を行った。あらかじめ
一定距離に固定した白金線上（４本）に、試料として炭
素繊維１本を銀ペーストで固定し、外側の端子を安定化
電源に接続し、５μＡ程度の微小電流を流す。このと
き、内側中央の端子より電圧降下（ＩＲｄｒｏｐ）を測
定し、次の計算式によって電気伝導度を求めた。
【００３５】電気伝導度＝（Ａ×４×Ｌ）／（Ｖ×π×
ｄ×ｄ）（但し、Ａは通電した電気量、Ｌは測定長さ、
Ｖは求める電圧降下分（ＩＲｄｒｏｐ）、ｄは試料（炭
素繊維）断面の直径をそれぞれ示す。） （３）引張強度及び引張弾性率 ＪＩＳ Ｒ７６０１−１９８０（１９８６年改訂）の炭
素繊維試験方法に従って単一繊維について測定した。 （４）炭素複合体中のフッ素含有量 元素分析法により求めた。すなわち、炭素複合体中の炭
素原子及び酸素原子を燃焼法によって求め、フッ素原子
は酸素フラスコ法によって試料を燃焼し、水により吸収
し、フッ素イオン選択性電極を用いて測定した。
ｄ×ｄ）（但し、Ａは通電した電気量、Ｌは測定長さ、
Ｖは求める電圧降下分（ＩＲｄｒｏｐ）、ｄは試料（炭
素繊維）断面の直径をそれぞれ示す。） （３）引張強度及び引張弾性率 ＪＩＳ Ｒ７６０１−１９８０（１９８６年改訂）の炭
素繊維試験方法に従って単一繊維について測定した。 （４）炭素複合体中のフッ素含有量 元素分析法により求めた。すなわち、炭素複合体中の炭
素原子及び酸素原子を燃焼法によって求め、フッ素原子
は酸素フラスコ法によって試料を燃焼し、水により吸収
し、フッ素イオン選択性電極を用いて測定した。
【００３６】実施例１ ピッチ系炭素繊維を窒素ガス雰囲気中３０５０℃（試料
１−１）及び３０００℃（試料２−１及び試料２−２）
で２４時間熱処理を行った。
１−１）及び３０００℃（試料２−１及び試料２−２）
で２４時間熱処理を行った。
【００３７】得られた炭素繊維をＸ線回折による分析を
行い、面間隔（００２）、Ｌａ（１１０）及びＬｃ（０
０２）を求めた。その結果を表１に示す。なお、表１に
は、熱処理温度が３０００℃に満たない試料（試料１及
び試料２）の結果も併せて示す。
行い、面間隔（００２）、Ｌａ（１１０）及びＬｃ（０
０２）を求めた。その結果を表１に示す。なお、表１に
は、熱処理温度が３０００℃に満たない試料（試料１及
び試料２）の結果も併せて示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】表１によれば、３０００℃以上の熱処理に
より、炭素（００２）面の面間隔が３．４１〜３．５５
Å程度から３．３５５〜３．３５８Åに変化しているこ
とが確認された。単結晶黒鉛の（００２）面間距離が
３．３５４Åであることから、上記熱処理によって得ら
れた炭素繊維の結晶構造は単結晶に近い構造を有してい
ると考えられる。また、Ｘ線回折分析の結果により、各
結晶子の積み重なりは、Ｌｃ（００２）及びＬａ（１１
０）がともに１０００Å以上であり、高い結晶性を有す
ることがわかる。
より、炭素（００２）面の面間隔が３．４１〜３．５５
Å程度から３．３５５〜３．３５８Åに変化しているこ
とが確認された。単結晶黒鉛の（００２）面間距離が
３．３５４Åであることから、上記熱処理によって得ら
れた炭素繊維の結晶構造は単結晶に近い構造を有してい
ると考えられる。また、Ｘ線回折分析の結果により、各
結晶子の積み重なりは、Ｌｃ（００２）及びＬａ（１１
０）がともに１０００Å以上であり、高い結晶性を有す
ることがわかる。
【００４０】次いで、熱処理後の炭素繊維の電気伝導度
を測定した。その結果を図１（凡例：縦軸の１．Ｅ＋０
４は１０4を示す。他も同様にして示す。）に示す。熱
処理前の炭素繊維の電気伝導度は２．２×１０3〜４．
１５×１０3（Ω・ｃｍ）-1程度であるのに対し、熱処
理後の炭素繊維のそれは１．９×１０4〜２．２３×１
０4（Ω・ｃｍ）-1と高い値を示した。
を測定した。その結果を図１（凡例：縦軸の１．Ｅ＋０
４は１０4を示す。他も同様にして示す。）に示す。熱
処理前の炭素繊維の電気伝導度は２．２×１０3〜４．
１５×１０3（Ω・ｃｍ）-1程度であるのに対し、熱処
理後の炭素繊維のそれは１．９×１０4〜２．２３×１
０4（Ω・ｃｍ）-1と高い値を示した。
【００４１】実施例２ 実施例１で得られた熱処理後の炭素繊維（試料２−１）
を用いてフッ素ガス（Ｆ2）で処理し、さまざまなフッ
素含有量をもつ炭素複合体を製造した。
を用いてフッ素ガス（Ｆ2）で処理し、さまざまなフッ
素含有量をもつ炭素複合体を製造した。
【００４２】反応条件は、フッ化リチウム、フッ化アル
ミニウム又はフッ化銀の存在下でフッ素ガス１気圧、反
応温度１２０℃、反応時間３６時間とした。上記フッ化
物の使用量は、炭素繊維の重量の約１／５とした。
ミニウム又はフッ化銀の存在下でフッ素ガス１気圧、反
応温度１２０℃、反応時間３６時間とした。上記フッ化
物の使用量は、炭素繊維の重量の約１／５とした。
【００４３】得られた炭素複合体の構造及び組成を調べ
た。炭素複合体の（００Ｌ）面の繰り返し距離（層間距
離）は、Ｘ線回折法により求めた。組成は、元素分析法
により求めた。その結果を表２に示す。Ｘ線回折法によ
り求めた炭素（００Ｌ）面の周期距離（層間距離）は、
層間にフッ素が進入することにより、フッ素のイオン半
径（２．７Å）程度広がる。フッ素が進入する前の層間
距離にフッ素が挿入されてと広がった分を加えると６．
０Å（３．３５４Å＋２．７Å）となる。表２の試料Ａ
及びＣの周期距離は約９．４Åであり、この周期距離か
ら６．０Åを引くと約３．４Åとなり、炭素一層分の距
離となる。すなわち、一つの周期距離は、フッ素が挿入
されていない層の距離（３．４Å）及びフッ素が挿入さ
れた層の距離（６．０Å）からなっていることから、炭
素複合体はこれらの２層の繰り返し構造を有することが
わかる。また、試料Ｂ及びＤについても同様に調べた結
果、フッ素が挿入された層が１つ、フッ素が挿入されな
い層が２つの３層からなる繰り返し構造を有することが
確認された。
た。炭素複合体の（００Ｌ）面の繰り返し距離（層間距
離）は、Ｘ線回折法により求めた。組成は、元素分析法
により求めた。その結果を表２に示す。Ｘ線回折法によ
り求めた炭素（００Ｌ）面の周期距離（層間距離）は、
層間にフッ素が進入することにより、フッ素のイオン半
径（２．７Å）程度広がる。フッ素が進入する前の層間
距離にフッ素が挿入されてと広がった分を加えると６．
０Å（３．３５４Å＋２．７Å）となる。表２の試料Ａ
及びＣの周期距離は約９．４Åであり、この周期距離か
ら６．０Åを引くと約３．４Åとなり、炭素一層分の距
離となる。すなわち、一つの周期距離は、フッ素が挿入
されていない層の距離（３．４Å）及びフッ素が挿入さ
れた層の距離（６．０Å）からなっていることから、炭
素複合体はこれらの２層の繰り返し構造を有することが
わかる。また、試料Ｂ及びＤについても同様に調べた結
果、フッ素が挿入された層が１つ、フッ素が挿入されな
い層が２つの３層からなる繰り返し構造を有することが
確認された。
【００４４】
【表２】
【００４５】上記と同様に、炭素繊維の黒鉛構造の層間
にフッ素が約５〜２２重量％挿入されたフッ素含有炭素
繊維複合体を製造した。この複合体の電気伝導度を測定
した結果を図２に示す。図２には、フッ素を含有しない
場合電気伝導度も併せて示す。図２より、フッ素含有複
合体の電気伝導度は２．２×１０4〜２．２１×１０
5（Ω・ｃｍ）-1の範囲であり、フッ素を含有させるこ
とにより電気伝導性を高められるることがわかる。
にフッ素が約５〜２２重量％挿入されたフッ素含有炭素
繊維複合体を製造した。この複合体の電気伝導度を測定
した結果を図２に示す。図２には、フッ素を含有しない
場合電気伝導度も併せて示す。図２より、フッ素含有複
合体の電気伝導度は２．２×１０4〜２．２１×１０
5（Ω・ｃｍ）-1の範囲であり、フッ素を含有させるこ
とにより電気伝導性を高められるることがわかる。
【００４６】また、上記複合体（単繊維）の引張強度を
測定した。その結果を図３に示す。図３には、フッ素を
含有しない場合の引張強度も併せて示す。いずれの複合
体の強度も約３７５ｋｇｆ・ｍｍ-1付近であることか
ら、フッ素を含有しない炭素繊維と同程度の強度が発揮
されていることがわかる。
測定した。その結果を図３に示す。図３には、フッ素を
含有しない場合の引張強度も併せて示す。いずれの複合
体の強度も約３７５ｋｇｆ・ｍｍ-1付近であることか
ら、フッ素を含有しない炭素繊維と同程度の強度が発揮
されていることがわかる。
【００４７】さらに、上記複合体（単繊維）の引張弾性
率を測定した。その結果を図４に示す。図４には、フッ
素を含有しない場合の引張弾性率も併せて示す。上記複
合体の引張弾性率はいずれも９．４５×１０4ｋｇｆ・
ｍｍ-1付近であり、フッ素を含有しない炭素繊維と同程
度の弾性を発揮できることがわかる。
率を測定した。その結果を図４に示す。図４には、フッ
素を含有しない場合の引張弾性率も併せて示す。上記複
合体の引張弾性率はいずれも９．４５×１０4ｋｇｆ・
ｍｍ-1付近であり、フッ素を含有しない炭素繊維と同程
度の弾性を発揮できることがわかる。
【図１】熱処理温度と電気伝導度との関係を示す図であ
る。
る。
【図２】フッ素含有量と電気伝導度との関係を示す図で
ある。
ある。
【図３】フッ素含有量と引張強度との関係を示す図であ
る。
る。
【図４】フッ素含有量と引張弾性率との関係を示す図で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０１Ｂ 31/04 １０１ Ｄ０６Ｍ 11/00 Ｂ Ｆターム(参考） 4G046 AA05 AA09 EA02 EB02 EB04 EC01 EC06 4L031 AA27 AB01 BA07 DA15 4L037 AT02 CS04 FA01 FA02 FA12 PG04 PP01 UA04 5G301 BA02 BA03 BE01 BE10
Claims (7)
- 【請求項１】黒鉛構造を有する炭素繊維にフッ素が含有
されていることを特徴とする高導電性炭素複合体。 - 【請求項２】黒鉛構造におけるａ軸及びｃ軸方向の結晶
子サイズ（Ｌｃ（００２））及び（Ｌａ（１１０））が
ともに１０００Å以上である請求項１記載の高導電性炭
素複合体。 - 【請求項３】炭素複合体中のフッ素含有量が３〜２５重
量％である請求項１又は２に記載の高導電性炭素複合
体。 - 【請求項４】炭素繊維を３０００℃以上で加熱して黒鉛
化した後、フッ素ガスと接触させることを特徴とする高
導電性炭素複合体の製造方法。 - 【請求項５】フッ素ガスとの接触をフッ化物の存在下で
行う請求項４記載の製造方法。 - 【請求項６】フッ化物が、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、遷移金属及びホウ素族のフッ化物ならびにフッ化
水素の少なくとも１種である請求項５記載の製造方法。 - 【請求項７】請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法
により得られる高導電性炭素複合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001039885A JP2002245845A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 高導電性炭素複合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001039885A JP2002245845A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 高導電性炭素複合体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002245845A true JP2002245845A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18902595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001039885A Pending JP2002245845A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 高導電性炭素複合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002245845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010000019A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Hidetsugu Morimoto | 施肥装置 |
| WO2019059036A1 (ja) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | セントラル硝子株式会社 | 繊維状炭素材料及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-02-16 JP JP2001039885A patent/JP2002245845A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010000019A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Hidetsugu Morimoto | 施肥装置 |
| WO2019059036A1 (ja) * | 2017-09-19 | 2019-03-28 | セントラル硝子株式会社 | 繊維状炭素材料及びその製造方法 |
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