JP3516957B2 - ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物 - Google Patents

ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物

Info

Publication number
JP3516957B2
JP3516957B2 JP52463894A JP52463894A JP3516957B2 JP 3516957 B2 JP3516957 B2 JP 3516957B2 JP 52463894 A JP52463894 A JP 52463894A JP 52463894 A JP52463894 A JP 52463894A JP 3516957 B2 JP3516957 B2 JP 3516957B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fibrils
axis
aggregate
carbon
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP52463894A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08509788A (ja
Inventor
テネント，ハワード
ダブリュ． ハウスレイン，ロバート
レベンティス，ニコラス
モイ，デビッド
Original Assignee
ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド filed Critical ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド
Publication of JPH08509788A publication Critical patent/JPH08509788A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3516957B2 publication Critical patent/JP3516957B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C04B14/386—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
    • C04B30/02—Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/127—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by thermal decomposition of hydrocarbon gases or vapours or other carbon-containing compounds in the form of gas or vapour, e.g. carbon monoxide, alcohols
    • D01F9/1271—Alkanes or cycloalkanes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4242—Carbon fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4374—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece using different kinds of webs, e.g. by layering webs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D04H1/43838—Ultrafine fibres, e.g. microfibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H13/00—Pulp or paper, comprising synthetic cellulose or non-cellulose fibres or web-forming material
    • D21H13/36—Inorganic fibres or flakes
    • D21H13/46—Non-siliceous fibres, e.g. from metal oxides
    • D21H13/50—Carbon fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/46—Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48—Curtain coaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96—Carbon-based electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00853—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in electrochemical cells or batteries, e.g. fuel cells
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/80—Paper comprising more than one coating
    • D21H19/82—Paper comprising more than one coating superposed
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22—Addition to the formed paper
    • D21H23/30—Pretreatment of the paper
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2904—Staple length fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2927—Rod, strand, filament or fiber including structurally defined particulate matter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は一般にカーボンフィブリル（carbon fibri
l）の集合体（assemblage）に関する。より詳しくは、
本発明は0.001〜0.50g/ccの嵩密度を有する、ランダム
に配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合
体およびかかる集合体の製造方法に関する。更により詳
しくは、本発明は、触媒支持体、電極、クロマトグラフ
ィーの媒体、等々に使用するためのかかる集合体、およ
び、この集合体とその中に含有された第二の材料とを含
んでいる複合構造物に関する。
発明の背景 カーボンフィブリルは直径500nm未満の、虫食い状炭
素堆積物（vermicular carbon deposit）である。それ
は多様な形態で存在し、そして金属表面での様々な含炭
素気体の接触分解を介して製造されている。
テナント（Tennent）の米国特許第4,663,230号には、
連続したサーマルカーボンオーバーコート（continuous
thermal carbon overcoat）を含まず、フィブリル軸に
実質的に平行な多重のグラファイト外層を有する、カー
ボンフィブリルが記載されている。そのようなものとし
て、それは、グラファイトの湾曲層の接線に対して垂直
であるそのｃ軸がフィブリルの円筒軸に対して実質的に
垂直であるものとして特徴付けることができる。それは
一般に直径が0.1μ以下であり、そして長さ／直径比が
少なくとも５である。望ましいことに、それは連続した
サーマルカーボンオーバーコート、すなわち、製造に使
用した気体供給材料の熱分解から生じる熱分解堆積炭素
（pyrolytically deposited carbon）、を実質的に含ま
ない。
微細繊維（microfiber）の軸に実質的に平行であるグ
ラファイト層を有し、そして3.5〜75nmの直径を有する
管状（tubular）フィブリルは、1986年６月６日出願の
テナント他の米国特許出願第871,676号（「新規カーボ
ンフィブリル、その製造方法およびそれを含有する組成
物」）、1986年６月６日出願のテナント他の米国特許出
願第871,675号（「新規カーボンフィブリル、その製造
方法およびカプセル化した触媒」）、1988年１月28日出
願のスナイダー（Snyder）他の米国特許出願第149,573
号（「カーボンフィブリル」）、1988年12月16日出願の
マンダビル（Mandeville）他の米国特許出願第285,817
号（「フィブリル」）、および1989年５月15日出願のマ
ッカーシイ（McCarthy）他の米国特許出願第351,967号
（「カーボン微細繊維の表面処理」）に記載されてお
り、それら特許出願はいずれも本願と同じ譲受人に譲渡
され、それら出願の内容は本願明細書中に組み入れられ
る。
フィブリルは様々な用途に有効である。たとえば、そ
れらは繊維強化複合構造物またはハイブリッド複合構造
物（すなわち、フィブリルの他に連続繊維のような補強
材を含有している複合物）のための補強材として使用で
きる。複合物はさらに、カーボンブラックおよびシリカ
のようなフィラー（filler）を、単独でまたは互いに組
合せて、含有してもよい。強化可能な母材（matrix）の
材料の例は無機および有機のポリマー、セラミック（た
とえば、鉛または銅）を包含する。母材が有機ポリマー
である場合には、それは熱硬化樹脂、たとえば、エポキ
シ、ビスマレイミド、ポリアミドまたはポリエステル樹
脂；熱可塑性樹脂；または反応射出成形樹脂であっても
よい。
発明の目的 本発明の目的は、カーボンフィブリルからなる物の組
成物を提供すること、より詳しくは、ランダムに配向さ
れたカーボンフィブリルの集合体であって、低い嵩密度
を有し、かつ様々な工業的および科学的目的のための基
質または媒体として使用できる物を提供することであ
る。
本発明の別の目的は、新規な工業的性質を有する複合
物を形成するように活性触媒や電気活性種などの性質を
有する第二の機能性材料の一つまたはそれ以上を添加す
ることができる、低い嵩密度を有する、多数のランダム
に配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合
体からなる物の組成物を提供することである。
さらに本発明の別の目的は、かかる組成物が多種多様
な工業的目的のために信頼して且つ交換可能に使用でき
るように、等方性の物理的性質を有している、多数のラ
ンダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視
的集合体を提供することである。
さらに、本発明の別の目的は、低密度組成物の製造に
使用するのに有効かつ便利であるかかるカーボンフィブ
リル三次元巨視的集合体を製造する方法を提供すること
である。
さらに、本発明の別の目的は、カーボンフィブリル三
次元巨視的集合体を基材とした改良された触媒支持体、
濾過媒体、クロマトグラフィーの媒体、EMIシールド、
およびその他工業的価値を有する組成物を提供すること
である。
発明の概要 定義 用語「集合体」は、個々のフィブリルの集りのあらゆ
る形態を意味し、絡み合ったフィブリルの態様ばかりで
なく、ばらけたフィブリルの態様も包含する。
用語「巨視的」は、集合体が工業的または科学的目的
を達成するのに適するどのような大きさのものであって
もよいことを意味する。
用語「物理的性質」は、集合体の固有の測定可能な性
質、たとえば、抵抗率、を意味する。
用語「等方性」は、集合体の平面または体積の範囲内
で物理的性質の全測定が測定方向に依存することなく一
定の値を有することを意味する。かかる非中実組成物
（non−solid composition）の測定はボイド空間（void
space）の平均値を勘定に入れるように集合体の代表試
料に対してなされているはずであることが理解される。
用語「比較的」（relatively）は、それぞれの場合に
応じて集合体の軸に沿って又は平面または体積の範囲内
で測定されたときの物理的性質の値の95％が平均値の±
50％以内にあることを意味する。
用語「実質的に」は、それぞれの場合に応じて集合体
の軸に沿って又は平面または体積の範囲内で測定された
ときの物理的性質の値の95％が平均値の±10％以内にあ
ることを意味する。
用語「比較的等方性」および「実質的に等方性」は、
物理的性質の値の上記のばらつきの範囲を意味する。
本発明 本発明は一般的には、本質的に、多数のランダムに配
向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体か
らなる物の組成物にあり、前記フィブリルは実質的に一
定の直径を有する実質的に円筒状であり、その円筒軸に
対して実質的に垂直なｃ軸を有しており、実質的に熱分
解堆積炭素を含まず、かつ約3.5〜70nmの直径を有して
おり、前記集合体は0.001〜0.50g/ccの嵩密度を有して
いる。
上記集合体は、多くの工業的目的のための三次元マト
リックスとして非常に有利に使用できる。たとえば、こ
の集合体は濾過媒体として、触媒支持体として、電気活
性物質（たとえば、燃料電池やバッテリーの電極におい
て使用するための）として、およびクロマトグラフィー
の媒体として、使用できる。この集合体は、この集合体
と、粒状固体、電気活性物質、または触媒活性の金属ま
たは含金属化合物のいずれかとを一緒に含んでいる複合
物を形成するのに有用であること、ならびに、ポリマー
との複合物に有用であることがわかった。
三次元集合体の中の一次元、好ましくは二次元、そし
て最も望ましくは三次元の軸に沿って比較的均一な物理
的性質を有する、大いに有利な、ランダム配向カーボン
フィブリル三次元巨視的集合体を製造できることが判明
した。本発明の方法によって製造される好ましい組成物
は少なくとも一次元軸に沿って均一な物理的性質を有
し、そして集合体の少なくとも一平面において比較的等
方性の物理的性質を有し、そして非常に望ましくは三次
元構造全体にわたり等方性である。
これら有利な組成物はフィブリルを水性または有機固
体媒体の中に分散させ、それからフィブリルを濾過する
ことによって製造できる。低密度組成物は、流体たとえ
ばプロパンのような有機溶剤の中でカーボンフィブリル
のゲルまたはペーストを形成し、それからそのゲルまた
はペーストを媒体の臨界温度以上に加熱し、超臨界流体
（supercritical fluid）を除去し、そして最後に、こ
のプロセスを実施した容器から低密度多孔性マット（ma
t）またはプラグ（plug）を取り出すことによって、有
利に製造される。
発明の詳細 図面 図１は実施例Ｉの方法によって製造されたランダムに
配向されたカーボンフィブリルの三次元集合体の顕微鏡
写真である。
カーボンフィブリルの製造 反応器内で含炭素気体と金属触媒を、適切な圧力で、
かつ上記構造形態のフィブリルの生成に十分な温度で、
適切な時間、接触させることによってフィブリルが製造
される。反応温度は一般的に400〜850℃、より好ましく
は600〜750℃である。反応器を反応温度にもっていき、
金属触媒粒子を加え、それから触媒に含炭素気体を連続
的に接触させることによって、フィブリルが連続的に有
利に製造される。
適する供給気体、触媒および反応条件の例は、上記に
引用した数件の米国出願に、さらに1992年５月22日出願
のモイ（Moy）他の米国特許出願第887,307号および第88
7,314号（これらの内容は本願明細書中に組み入れられ
る）に、与えられている。
フィブリルは、フィブリルの少なくとも一部分が凝集
体（aggregate）の形態であるように製造されてもよ
い。ここに使用されるときの凝集体は二つまたはそれ以
上の絡み合ったフィブリルとして定義される。フィブリ
ル凝集体は走査電子顕微鏡検査法によって測定したとき
に代表的には巨視的形態を有しており、それらは互いに
ランダムに絡み合って鳥の巣（bird's net）（「BN」）
に似た、フィブリルの絡み合った球（ball）を形成して
いるか；または、実質的に同じ相対的配向を有し、そし
てコーマ糸（combed yarn）（「CY」）の外観を有す
る、僅かに曲がった又はねじれたカーボンフィブリルの
束（bundle）からなる凝集体として、たとえば、それぞ
れの曲がり又はねじれにもかかわらず各フィブリルの長
軸は束の中のそれを取り囲むフィブリルの長軸と同じ方
向に延びているか；または、「オープンネット（open n
et）（「ON」）構造を形成するように互いにゆるく絡み
合っている直線乃至僅かに曲がった又はねじれたフィブ
リルからなる凝集体としてある。オープンネット構造に
おいては、フィブリルの絡み合いの程度はコーマ糸タイ
プの凝集体（この場合には個々のフィブリルは実質的に
同じ相対的配向を有する）において観察されるものより
大きく、しかし鳥の巣タイプのものよりも小さい。
テナントの米国特許第4,663,230号に記載のフィブリ
ルの他に、J.W.ゲス（Gues）の公開欧州特許出願第198,
558号（公開日1986年10月22日）に記載の、いわゆるフ
ィッシュボーン（fishbone）（「FB」）形態のような異
なるマクロ形態を有するフィブリルも製造できる。いわ
ゆるフィシュボーン形態のフィブリルはそのｃ軸（上記
定義通り）がフィブリルの円筒軸に対して垂直より若干
小さい角度であるものとして特徴付けられる。本発明は
テナントの米国特許第4,663,230号に記載されているも
のばかりでなく、かかるフィッシュボーンのフィブリル
に関するものでもある。
カーボンフィブリル カーボンフィブリルは好ましくは、ばらばらのフィブ
リルとフィブリル凝集体との組合せからなる。しかしな
がら、フィブリルは全てが凝集体の形態であってもよ
い。凝集体は、存在する場合には、一般に、鳥の巣、コ
ーマ糸、またはオープンネットの形態を有する。凝集体
の「絡み合い」が大きいほど、適切な組成物を達成する
のに必要な処理が大きくなる。これはコーム糸またはオ
ープンネットのタイプの凝集体を選択することが大多数
の応用にとって非常に好ましいことを意味している。し
かしながら、鳥の巣タイプの凝集体も一般に十分であ
る。
集合体 一般には、本発明は、多数のランダムに配向されたカ
ーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体から実質的に
なる物の組成物にあり、前記フィブリルは実質的に一定
の直径を有する実質的に円筒状であり、その円筒軸に対
して実質的に垂直なｃ軸を有し、実質的に熱分解堆積炭
素を含まず、かつ約3.5〜70nmの直径を有しており、前
記集合体は0.001〜0.50g/ccの嵩密度を有する。好まし
くは、この集合体は少なくとも一次元軸に沿って比較的
または実質的に均一な物理的性質を有し、そして望まし
くは、集合体の一つまたはそれ以上の平面において比較
的または実質的に均一な物理的性質を有する、すなわ
ち、その平面において等方性の物理的性質を有する。別
の態様においては、集合体全体がその物理的性質の一つ
またはそれ以上に関して比較的または実質的に等方性で
ある。
容易に測定できる、そして均一性または等方性を決定
する物理的性質は、抵抗率および光学的濃度を包含す
る。
集合体を含有する組成物 一般に、このフィブリル集合体は、目的のためには多
孔性媒体が有用であることが知られているそれら目的の
全てに使用できる。これらは濾過、電極、触媒支持体、
クロマトグラフィーの媒体、等々を包含する。加えて、
この集合体はカーボンフィブリルの便利な嵩高の形態で
あるので、特に、EMIシールド、ポリマー複合物、活性
電極、等々を包含する全ての既知の応用に使用できる。
EMIシールド、濾過および集電装置のような或る種の
応用のためには、このフィブリル集合体を未改質のまま
使用できる。他の応用のためには、フィブリル集合体は
複合材料の中の一成分、すなわち、複合物の一部であ
る。かかる複合物の例はポリマー成形材料、クロマトグ
ラフィーの媒体、燃料電池およびバッテリーの電極、フ
ィブリルで支持された触媒、およびセラミック複合物で
あり、人工骨のような生体用セラミックも包含される。
成形材料および人工骨のような、これら複合物の幾つ
かにおいては、非フィブリル成分がフィブリル集合体の
多孔を充填している又は実質的に充填していることが望
ましい。電極、触媒、およびクロマトグラフィーの媒体
のような、別の場合には、その有用性はフィブリル集合
体の多孔性を少なくとも或る程度保持している複合物に
依存する。
フィブリル集合体の製造方法 本発明の方法を使用して本発明の集合体を製造するに
は、どの形態のフィブリルも使用できるが、CC、DDまた
はCYのような平行タイプの形態を有するフィブリルを使
用することが好ましい。これら形態を有するフィブリル
の製造方法は、1992年５月22日出願のモイ他の米国特許
出願第887,307号および887,314号に記載されている。
0.02〜0.50mmの厚さを有するマットは代表的には0.20
g/ccの密度を有し、それは0.90の気孔容積率に相当す
る。マット平面におけるその電気抵抗率は代表的には0.
02Ω/cmであり；マットに対して垂直方向の抵抗率は代
表的には1.0Ω/cmである。
マット形成に先立ってフィブリル分散物と固体成分を
混合することによって、フィブリルマットの中に固体成
分を組み入れることができる。乾燥マット中の別の固形
分はフィブリル１部当り固形分50部のように高くてもよ
い。
合成反応器からのフィブリルは高剪断ミキサーたとえ
ばウェアリングブレンダー（Waring Blender）で高剪断
力で分散される。この分散物は一般には、水、エタノー
ル、ミネラルスピリットなどの中に、0.01〜10％のフィ
ブリルを含有する。この手法はフィブリルの束すなわち
フィブリルの堅く巻かれた束を十分に開放し、そしてフ
ィブリルを分散させて、濾過・乾燥後自己支持性のマッ
トを生成する。高剪断混合の適用は数時間を要するであ
ろう。この方法によって製造されるマットは凝集体を含
まないものではない。
高剪断手法の後に超音波処理を行うと、分散は改良さ
れる。0.1％またはそれ以下に希釈することは超音波処
理を助ける。従って、200ccの0.1％フィブリルをブロン
ソン・ソニファイアー・プローブ（Bronson Sonifier P
robe）（供給出力450ワット）によって５分間またはそ
れ以上音波処理して分散をさらに改良してもよい。
最高度の分散、すなわち、フィブリル凝集体を含まな
い又は目視上含まない分散を達成するには、混和性液体
中での非常に低い濃度、たとえば、エタノール中の0.00
1％〜0.01％の濃度、またはもっと高い濃度、たとえ
ば、界面活性剤たとえばトリトン（Triton）Ｘ−100を
約0.5％の濃度で添加された水の中の0.1％の濃度、のど
ちらかで音波処理が行われなければならない。その後に
形成されたマットは水の順次添加と減圧濾過とによって
界面活性剤を含まない又は実質的に含まないように洗浄
されてもよい。
マット形成に先立ってフィブリル分散物に粒状固体た
とえばMn O2（バッテリー用に）やAl2O3（高温ガスケッ
ト用に）が、フィブリル１部当り50部以下で添加されて
もよい。
形成中のマットの上または中に、補強用ウエブおよび
スクリム（scrim）が組み入れられてもよい。例はポリ
プロピレンメッシュやエキスパンデッド（expanded）ニ
ッケルスクリーンである。
集合体の安定性を改良する方法 フィブリル集合体の安定性を増加させるために、集合
体の交点（intersection）にポリマーを付着させること
が可能である。これは、集合体にポリマーセメントの希
釈溶液を浸透させ、それから溶剤を蒸発させることであ
ってもよい。毛管力はフィブリルの交点におけるポリマ
ーを濃縮にする。集合体の剛さおよび一体性を実質的に
改良するには、フィブリルの交点の小区画だけが結合さ
れる必要があることが理解される。
実施例 本発明をさらに以下の実施例において説明する。
実施例Ｉ 多孔性フィブリルマットの製造 多孔性のマットまたはシートを製造するためにフィブ
リルの希釈分散を使用した。ウェアリングブレンダーを
使用して水中に0.5％のフィブリルを含有するフィブリ
ル懸濁物をつくった。次いで0.1％に希釈した後に、フ
ィブリルをさらにプローブ型ソニファイアーで分散させ
た。それから、この分散物を減圧濾過してマットにし、
それを炉で乾燥した。
マットは約0.20mmの厚さを有しており、かつ、0.90の
気孔容積率に相当する約0.20g/ccの密度を有していた。
マットの平面における電気抵抗率は約0.02Ω/cmであ
り、マットに対して垂直方向の抵抗率は約1.0Ω/cmであ
った。
実施例II 多孔性フィブリルマットの製造 ウェアリングブレンダーを使用してエタノール中に0.
5％のフィブリルを含有するフィブリル懸濁物をつくっ
た。次いで0.1％に希釈した後に、フィブリルをさらに
プローブ型ソニファイアーで分散させた。それから、エ
タノールを蒸発させてマットを形成した。マットは実施
例Ｉで製造されたマットと同じ物理的性質および特徴を
有していた。
実施例III 低密度多孔性フィブリルプラグの製造 低密度造形物を製造するために、十分に分散されたフ
ィブリルペーストからの臨界値より上の流体の除去を使
用した。ｎ−ペンタン中の0.5％分散物の50ccを、圧力
をゆっくり開放できるニードル（needli）弁を装備した
わずかに大きい容量の加圧容器に装填した。この容器を
ペンタンの臨界温度（Tc＝196.6℃）より上に加熱した
後に、ニードル弁を僅かに開いて臨界値より上のペンタ
ンを１時間にわたって流出させた。得られたフィブリル
固体プラグは容器の内部形状を有しており、0.005g/cc
の密度を有し、それは0.997％の気孔容積率を相当し
た。抵抗率は等方性であり、約20Ω/ccであった。
実施例IV EMIシールドの製造 実施例Ｉの手順に従ってフィブリル紙を製造した。下
記の表Ｉは数種類の紙厚で達成される減衰が示されてい
る。
実施例Ｖ 実施例Ｉの方法によって製造したフィブリルマット
を、PCT米国出願85/02153（WO 86/02734）号および米
国特許第5,147,806号、同第5,068,088号に記載のような
電気化学発光セル（electrochemiluminescence cell）
における電極として使用した。電圧をルテニウムトリス
ビピリジニルの存在下で脈動させたときに、電気化学発
光が観察された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハウスレイン，ロバート ダブリュ. アメリカ合衆国 02173 マサチューセ ッツ州レキシントン，スロカム ロード 20 (72)発明者 レベンティス，ニコラス アメリカ合衆国 02143 マサチューセ ッツ州ソマービル，スケハン ストリー ト 32 (72)発明者 モイ，デビッド アメリカ合衆国 01890 マサチューセ ッツ州ウィンチェスター，エドワード ドライブ 21 (56)参考文献 特開 昭57−117622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−180615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−197314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−94620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−207823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223299（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−104526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−34221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−70014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−218661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−239019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−57927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−85028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−65144（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131251（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−36315（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−55709（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−33249（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−300353（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−108150（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−500943（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−503555（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−503334（ＪＰ，Ａ) 特表 平４−504445（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−502481（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D21H 11/00 - 27/42 D04H 1/00 - 18/00 C01B 31/00 - 31/36 602

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多数のランダムに配向されたカーボンフィ
    ブリルの三次元の巨視的集合体であって、前記フィブリ
    ルが実質的に一定の直径を有する実質的に円筒状であ
    り、その円筒軸に対して実質的に垂直なｃ軸を有し、熱
    分解堆積炭素を実質的に含まず、かつ3.5〜70nmの直径
    を有しており、前記集合体がその少なくとも一次元軸に
    沿って比較的均一な物理的性質および0.001〜0.50g/cc
    の嵩密度を有している、前記集合体を製造する方法であ
    り、 （ａ）多数の前記フィブリルを媒体の中に分散させ；そ
    して （ｂ）前記媒体から前記集合体を分離する； 工程を含む、前記方法。
  2. 【請求項２】前記カーボンフィブリルの多孔性マットま
    たはシートであってその少なくとも一次元軸に沿って比
    較的均一な物理的性質および0.05〜0.50g/ccの嵩密度を
    有する前記マットまたはシートを形成するための請求項
    １の方法であり、 （ａ）多数の前記フィブリルを水または有機溶剤の中に
    激しく分散させ、それによって分散物を生成し、前記分
    散物が10.0重量％未満のフィブリルを含有しており；そ
    して （ｂ）分散物を濾過して前記多孔性マットまたはシート
    を形成する； 工程を含む、前記方法。
  3. 【請求項３】前記カーボンフィブリルの多孔性マットま
    たはシートであってその少なくとも一次元軸に沿って比
    較的均一な物理的性質および0.05〜0.50g/ccの嵩密度を
    有する前記マットまたはシートを形成するための請求項
    １の方法であり、 （ａ）多数の前記フィブリルを水または有機溶剤の中に
    激しく分散させ、それによって分散物を生成し、前記分
    散物が10.0重量％未満のフィブリルを含有しており；そ
    して （ｂ）前記分散物から水または有機溶剤を蒸発させ、そ
    れによって記多孔性マットまたはシートを残す； 工程を含む、前記方法。
  4. 【請求項４】前記カーボンフィブリルの低密度多孔性プ
    ラグであって、その少なくとも一次元軸に沿って比較的
    均一な物理的性質および0.001〜0.05g/ccの嵩密度を有
    する前記プラグを形成するための請求項１の方法であ
    り、 （ａ）流体中に多数のカーボンフィブリルを含んでいる
    ゲルまたはペーストを生成し、前記ゲルまたはペースト
    が10.0重量％未満のフィブリルを含有しており； （ｂ）前記ゲルまたはペーストを加圧容器内で前記流体
    の臨界温度より上の温度に加熱し； （ｃ）前記加圧容器から臨界値より上の流体を除去し；
    そして （ｄ）前記加圧容器から前記多孔性プラグを取り出す； 工程を含む、前記方法。
  5. 【請求項５】（ａ）多数のランダムに配向されたカーボ
    ンフィブリルの三次元の巨視的集合体であって、前記フ
    ィブリルが実質的に一定の直径を有する実質的に円筒状
    であり、その円筒軸に対して実質的に垂直なｃ軸を有
    し、熱分解堆積炭素を実質的に含まず、かつ3.5〜70nm
    の直径を有しており、前記集合体がその少なくとも一次
    元軸に沿って比較的均一な物理的性質および0.001〜0.5
    0g/ccの嵩密度を有している、前記集合体と、（ｂ）
    （ｉ）粒状固体、または（ii）電気活性物質、または
    （iii）触媒活性の金属または含金属化合物を含む第二
    材料との複合物を製造する方法であり、 （ａ）多数の前記フィブリルと第二材料を媒体中に分散
    させ；そして （ｂ）前記媒体から前記複合物を分離する； 工程を含む、前記方法。
  6. 【請求項６】請求項１の方法によって製造されたランダ
    ムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集
    合体。
  7. 【請求項７】請求項５の方法によって製造された複合
    物。
  8. 【請求項８】多数のランダムに配向されたカーボンフィ
    ブリルの三次元の巨視的集合体であって、前記フィブリ
    ルが実質的に一定の直径を有する実質的に円筒状であ
    り、その円筒軸に対して実質的に垂直未満のｃ軸を有
    し、熱分解堆積炭素を実質的に含まず、かつ3.5〜70nm
    の直径を有しており、前記集合体がその少なくとも一次
    元軸に沿って比較的均一な物理的性質および0.001〜0.5
    0g/ccの嵩密度を有している、前記集合体を製造する方
    法であり、 （ａ）多数の前記フィブリルを媒体の中に分散させ；そ
    して （ｂ）前記媒体から前記集合体を分離する； 工程を含む、前記方法。
JP52463894A 1993-05-05 1994-05-03 ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物 Expired - Fee Related JP3516957B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US5732893A 1993-05-05 1993-05-05
US057,328 1993-05-05
PCT/US1994/004879 WO1994025268A1 (en) 1993-05-05 1994-05-03 Three dimensional macroscopic assemblages of randomly oriented carbon fibrils and composites containing same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003375785A Division JP2004137663A (ja) 1993-05-05 2003-11-05 ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08509788A JPH08509788A (ja) 1996-10-15
JP3516957B2 true JP3516957B2 (ja) 2004-04-05

Family

ID=22009916

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52463894A Expired - Fee Related JP3516957B2 (ja) 1993-05-05 1994-05-03 ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物
JP2003375785A Pending JP2004137663A (ja) 1993-05-05 2003-11-05 ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003375785A Pending JP2004137663A (ja) 1993-05-05 2003-11-05 ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物

Country Status (14)

Country Link
US (2) US5691054A (ja)
EP (2) EP1416072B1 (ja)
JP (2) JP3516957B2 (ja)
KR (1) KR100326546B1 (ja)
AT (2) ATE259894T1 (ja)
AU (1) AU693792B2 (ja)
BR (1) BR9406393A (ja)
CA (1) CA2162054C (ja)
DE (2) DE69434928T2 (ja)
ES (2) ES2219648T3 (ja)
IL (1) IL109497A (ja)
RU (1) RU2135363C1 (ja)
WO (1) WO1994025268A1 (ja)
ZA (1) ZA943088B (ja)

Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6159892A (en) * 1992-05-22 2000-12-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Catalyst supports, supported catalysts and methods of making and using the same
JP3502490B2 (ja) * 1995-11-01 2004-03-02 昭和電工株式会社 炭素繊維材料及びその製造法
DE69739191D1 (de) * 1996-05-15 2009-02-12 Hyperion Catalysis Internat In Graphitnanofasern in elektrochemischen kondensatoren
WO1997043116A1 (en) * 1996-05-15 1997-11-20 Hyperion Catalysis International, Inc. Rigid porous carbon structures, methods of making, methods of using and products containing same
US5853877A (en) * 1996-05-31 1998-12-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for disentangling hollow carbon microfibers, electrically conductive transparent carbon microfibers aggregation film amd coating for forming such film
US5783325A (en) * 1996-08-27 1998-07-21 The Research Foundation Of State Of New York Gas diffusion electrodes based on poly(vinylidene fluoride) carbon blends
TW404079B (en) * 1996-08-27 2000-09-01 Univ New York State Res Found Gas diffusion electrodes based on polyethersulfone carbon blends
US6390304B1 (en) 1997-06-02 2002-05-21 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters comprising inorganic fibers having inorganic fiber whiskers grown thereon
AU739475B2 (en) 1997-06-02 2001-10-11 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters
JP4036970B2 (ja) * 1997-06-06 2008-01-23 株式会社クレハ カーボンファイバーボール及びその製造方法
US5968650A (en) * 1997-11-03 1999-10-19 Hyperion Catalysis International, Inc. Three dimensional interpenetrating networks of macroscopic assemblages of randomly oriented carbon fibrils and organic polymers
US6113819A (en) * 1997-11-03 2000-09-05 Hyperion Catalysis International, Inc. Three dimensional interpenetrating networks of macroscopic assemblages of oriented carbon fibrils and organic polymers
US6528211B1 (en) 1998-03-31 2003-03-04 Showa Denko K.K. Carbon fiber material and electrode materials for batteries
EP1920837A3 (en) 1999-01-12 2008-11-19 Hyperion Catalysis International, Inc. Carbide and oxycarbide based compositions and nanorods
US6155432A (en) 1999-02-05 2000-12-05 Hitco Carbon Composites, Inc. High performance filters based on inorganic fibers and inorganic fiber whiskers
AU6078700A (en) * 1999-07-21 2001-02-13 Hyperion Catalysis International, Inc. Methods of oxidizing multiwalled carbon nanotubes
US6583075B1 (en) * 1999-12-08 2003-06-24 Fiber Innovation Technology, Inc. Dissociable multicomponent fibers containing a polyacrylonitrile polymer component
CA2405318C (en) * 2000-04-17 2009-10-20 Johnson Matthey Public Limited Company Gas diffusion substrate
US20020009589A1 (en) * 2000-05-13 2002-01-24 Jung-Sik Bang Carbon fibrils and method for producing same
US6890986B2 (en) * 2000-08-29 2005-05-10 Hitco Carbon Composites, Inc. Substantially pure bulk pyrocarbon and methods of preparation
US7189472B2 (en) * 2001-03-28 2007-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell, electrode for fuel cell and a method of manufacturing the same
EP1451844A4 (en) * 2001-06-14 2008-03-12 Hyperion Catalysis Int FIELD EMISSION DEVICES USING MODIFIED CARBON NANOTUBES
AU2002344814A1 (en) * 2001-06-14 2003-01-02 Hyperion Catalysis International, Inc. Field emission devices using ion bombarded carbon nanotubes
US7341498B2 (en) * 2001-06-14 2008-03-11 Hyperion Catalysis International, Inc. Method of irradiating field emission cathode having nanotubes
US6783702B2 (en) * 2001-07-11 2004-08-31 Hyperion Catalysis International, Inc. Polyvinylidene fluoride composites and methods for preparing same
WO2003038837A1 (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Hyperion Catalysis International, Inc. Polymer containing functionalized carbon nanotubes
CN100375201C (zh) 2002-06-14 2008-03-12 海珀里昂催化国际有限公司 基于导电微细碳纤维的油墨和涂料
US20040159609A1 (en) * 2003-02-19 2004-08-19 Chase George G. Nanofibers in cake filtration
US7419601B2 (en) * 2003-03-07 2008-09-02 Seldon Technologies, Llc Nanomesh article and method of using the same for purifying fluids
US20100098877A1 (en) * 2003-03-07 2010-04-22 Cooper Christopher H Large scale manufacturing of nanostructured material
ATE474658T1 (de) 2003-03-07 2010-08-15 Seldon Technologies Llc Reinigung von flüssigkeiten mit nanomaterialien
WO2004101664A2 (en) 2003-05-13 2004-11-25 Showa Denko K.K. Porous body, production method thereof and composite material using the porous body
CN1845956B (zh) * 2003-07-29 2014-07-16 阿克伦大学 导电聚合物,制备导电聚合物的方法和控制聚合物电导率的方法
JP4945888B2 (ja) * 2003-10-09 2012-06-06 富士ゼロックス株式会社 複合体およびその製造方法
US7093351B2 (en) * 2003-12-30 2006-08-22 Lockheed Martin Corporation System, for matching harnesses of conductors with apertures in connectors
FR2867600B1 (fr) * 2004-03-09 2006-06-23 Arkema Procede de fabrication d'electrode, electrode ainsi obtenue et supercondensateur la comprenant
CN101010137B (zh) * 2004-05-13 2011-02-02 国立大学法人北海道大学 微细碳分散体
KR20070084288A (ko) * 2004-10-22 2007-08-24 하이페리온 커탤리시스 인터내셔널 인코포레이티드 탄소 나노튜브의 개선된 오존첨가분해 방법
US7732496B1 (en) 2004-11-03 2010-06-08 Ohio Aerospace Institute Highly porous and mechanically strong ceramic oxide aerogels
US7923403B2 (en) * 2004-11-16 2011-04-12 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for preparing catalysts supported on carbon nanotubes networks
DE602005026167D1 (de) 2004-11-16 2011-03-10 Hyperion Catalysis Internat Inc Verfahren zur herstellung von trägerkatalysatoren aus metallbeladenen kohlenstoffnanoröhrchen
JP2008520540A (ja) * 2004-11-17 2008-06-19 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド 単壁カーボンナノチューブからの触媒担体及び担持触媒の調製方法
US7252884B2 (en) * 2005-07-25 2007-08-07 United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Carbon nanotube reinforced porous carbon having three-dimensionally ordered porosity and method of fabricating same
JP2009508999A (ja) * 2005-09-16 2009-03-05 ハイピリオン カタリシス インターナショナル インコーポレイテッド 導電性シリコーンおよび同シリコーンの製造方法
WO2008051239A2 (en) * 2005-11-16 2008-05-02 Hyperion Catalysis International, Inc. Mixed structures of single walled and multi walled carbon nanotubes
JP4847106B2 (ja) * 2005-11-18 2011-12-28 保土谷化学工業株式会社 炭素繊維構造体
WO2007067689A2 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Waters Investments Limited Device and methods for preparation of peptides and proteins samples from solution
US20070237706A1 (en) 2006-04-10 2007-10-11 International Business Machines Corporation Embedded nanoparticle films and method for their formation in selective areas on a surface
US7935745B2 (en) * 2007-03-27 2011-05-03 Case Western Reserve University Self-assembled nanofiber templates; versatile approaches for polymer nanocomposites
CN101409338A (zh) * 2007-10-10 2009-04-15 清华大学 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池
US8258251B2 (en) * 2007-11-30 2012-09-04 The United States Of America, As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Highly porous ceramic oxide aerogels having improved flexibility
US8314201B2 (en) 2007-11-30 2012-11-20 The United States Of America As Represented By The Administration Of The National Aeronautics And Space Administration Highly porous ceramic oxide aerogels having improved flexibility
US8852547B2 (en) * 2008-01-25 2014-10-07 Hyperion Catalysis International, Inc. Processes for the recovery of catalytic metal and carbon nanotubes
JP5303235B2 (ja) * 2008-03-31 2013-10-02 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法
US8058191B2 (en) * 2008-09-04 2011-11-15 Siemens Energy, Inc. Multilayered ceramic matrix composite structure having increased structural strength
EP2329064A1 (en) * 2008-09-11 2011-06-08 The Ohio State University Research Foundation Electro-spun fibers and applications therefor
JP5304153B2 (ja) * 2008-09-30 2013-10-02 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法
WO2010101215A1 (ja) * 2009-03-05 2010-09-10 昭和電工株式会社 炭素繊維凝集体、及びその製造方法
BRPI1013704A2 (pt) * 2009-04-17 2016-04-05 Seerstone Llc método para produzir carbono sólido pela redução de óxidos de carbono
RU2012141952A (ru) 2010-03-02 2014-04-10 Кинг Абдулла Юнивесити Ов Сайенс Энд Текнолэджи Наночастицы волокон оксида кремния с развитой поверхностью
NO2749379T3 (ja) 2012-04-16 2018-07-28
EP2838837A4 (en) 2012-04-16 2015-12-23 Seerstone Llc METHODS AND STRUCTURES FOR REDUCING CARBON OXIDES WITH NON-FERROUS CATALYSTS
JP2015514669A (ja) 2012-04-16 2015-05-21 シーアストーン リミテッド ライアビリティ カンパニー 二酸化炭素を還元することによって固体炭素を生成するための方法
CN104302576B (zh) 2012-04-16 2017-03-08 赛尔斯通股份有限公司 用于捕捉和封存碳并且用于减少废气流中碳氧化物的质量的方法和系统
WO2013158158A1 (en) 2012-04-16 2013-10-24 Seerstone Llc Methods for treating an offgas containing carbon oxides
US9896341B2 (en) 2012-04-23 2018-02-20 Seerstone Llc Methods of forming carbon nanotubes having a bimodal size distribution
CN107651667A (zh) 2012-07-12 2018-02-02 赛尔斯通股份有限公司 包含碳纳米管的固体碳产物以及其形成方法
US10815124B2 (en) 2012-07-12 2020-10-27 Seerstone Llc Solid carbon products comprising carbon nanotubes and methods of forming same
US9598286B2 (en) 2012-07-13 2017-03-21 Seerstone Llc Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products
US9779845B2 (en) 2012-07-18 2017-10-03 Seerstone Llc Primary voltaic sources including nanofiber Schottky barrier arrays and methods of forming same
WO2014085378A1 (en) 2012-11-29 2014-06-05 Seerstone Llc Reactors and methods for producing solid carbon materials
EP3129321B1 (en) 2013-03-15 2021-09-29 Seerstone LLC Electrodes comprising nanostructured carbon
WO2014150944A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Methods of producing hydrogen and solid carbon
US9586823B2 (en) 2013-03-15 2017-03-07 Seerstone Llc Systems for producing solid carbon by reducing carbon oxides
EP3113880A4 (en) 2013-03-15 2018-05-16 Seerstone LLC Carbon oxide reduction with intermetallic and carbide catalysts
WO2014151138A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Seerstone Llc Reactors, systems, and methods for forming solid products
WO2017043992A1 (ru) * 2015-09-07 2017-03-16 Андрей Николаевич ЕЛШИН Свинцово-углеродный металлический композиционный материал для электродов свинцово-кислотных аккумуляторов и способ его синтеза
WO2018022999A1 (en) 2016-07-28 2018-02-01 Seerstone Llc. Solid carbon products comprising compressed carbon nanotubes in a container and methods of forming same
TW202103917A (zh) * 2019-05-31 2021-02-01 美商美國琳得科股份有限公司 奈米纖維薄膜及保護性奈米纖維離型襯裡

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE142313C (ja) *
US2484012A (en) * 1946-07-01 1949-10-11 American Viscose Corp Manufacture of fibers
DE3483616D1 (de) * 1983-04-19 1990-12-20 Yoshiaki Hattori Gipspulver zur herstellung von modellen und formen und verfahren zu deren herstellung.
US5165909A (en) * 1984-12-06 1992-11-24 Hyperion Catalysis Int'l., Inc. Carbon fibrils and method for producing same
US4663230A (en) * 1984-12-06 1987-05-05 Hyperion Catalysis International, Inc. Carbon fibrils, method for producing same and compositions containing same
JPS63309403A (ja) * 1987-06-12 1988-12-16 Nkk Corp 泥漿鋳込み成形用鋳型
US4818448A (en) * 1987-06-17 1989-04-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for fabricating light weight carbon-bonded carbon fiber composites
ATE254683T1 (de) * 1988-01-28 2003-12-15 Hyperion Catalysis Int Kohlenstofffibrillen
ZA899615B (en) * 1988-12-16 1990-09-26 Hyperion Catalysis Int Fibrils
JP3029115B2 (ja) * 1989-07-21 2000-04-04 ハイピリオン・カタリシス・インターナショナル・インコーポレイテッド 導電性シート
BR9007697A (pt) * 1989-09-28 1992-07-21 Hyperion Catalysis Int Bateria
FR2664889B1 (fr) * 1990-07-17 1992-09-25 Lorraine Carbone Support poreux de membrane filtrante en composite carbone-carbone a substrat en mat de fibres de carbone et son procede de fabrication.

Also Published As

Publication number Publication date
ES2282742T3 (es) 2007-10-16
US5846658A (en) 1998-12-08
ATE354690T1 (de) 2007-03-15
KR960702382A (ko) 1996-04-27
EP0703858A4 (en) 1998-04-29
IL109497A (en) 1998-02-22
DE69433561T2 (de) 2004-12-23
ES2219648T3 (es) 2004-12-01
JPH08509788A (ja) 1996-10-15
KR100326546B1 (ko) 2002-11-25
DE69434928D1 (de) 2007-04-05
AU6943594A (en) 1994-11-21
ATE259894T1 (de) 2004-03-15
EP1416072B1 (en) 2007-02-21
CA2162054A1 (en) 1994-11-10
EP1416072A3 (en) 2004-12-29
IL109497A0 (en) 1994-08-26
DE69433561D1 (de) 2004-03-25
RU2135363C1 (ru) 1999-08-27
ZA943088B (en) 1995-01-13
EP0703858A1 (en) 1996-04-03
WO1994025268A1 (en) 1994-11-10
EP0703858B1 (en) 2004-02-18
DE69434928T2 (de) 2007-11-15
US5691054A (en) 1997-11-25
EP1416072A2 (en) 2004-05-06
JP2004137663A (ja) 2004-05-13
AU693792B2 (en) 1998-07-09
BR9406393A (pt) 1996-01-16
CA2162054C (en) 2007-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3516957B2 (ja) ランダムに配向されたカーボンフィブリルの三次元の巨視的集合体およびそれを含有する複合物
JP4398516B2 (ja) 高められた流体流動特性を有するナノファイバー圧縮層
JP3962691B2 (ja) 過酸素化合物で酸化する事に依るカーボンナノチューブの改質
JP4465137B2 (ja) 多層カーボンナノチューブの酸化方法
JP3983292B2 (ja) 高表面積ナノファイバー
KR100600651B1 (ko) 랜덤 배향 카본 피브릴 및 유기 중합체로 이루어진 거시적조립체의 3차원성 상호침투 네트워크
WO2005045115A1 (ja) 炭素繊維不織布、その製造方法および用途
EP1817447A2 (en) Improved ozonolysis of carbon nanotubes
CA2629849A1 (en) Mixed structures of single walled and multi walled carbon nanotubes
WO2004078649A1 (en) Synthesis of carbon nanotubes and / or nanofibres on a porous fibrous matrix
KR20000011056A (ko) 견고한 다공질 탄소 구조물, 이의 제조방법, 이용방법 및 이를함유하는 산물
WO2004007363A1 (ja) 層間相互の結合力の弱い構造を持つ微細な炭素シート積層体及びその製造方法
MXPA98007160A (en) Bags packaged with nanofibers that have improved flu flow characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040122

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090130

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100130

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100130

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110130

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120130

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130130

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees