JP5179979B2 - カーボンナノファイバー及びその製造方法、カーボンナノファイバーを用いた炭素繊維複合材料の製造方法及び炭素繊維複合材料 - Google Patents
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- D01F11/12—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of carbon with inorganic substances ; Intercalation
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-
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-
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Description
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して得られた、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である。
本発明にかかるカーボンナノファイバーは、
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して得られた、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
平均直径が4nm〜230nmであることができる。
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量は、0.5atm%〜2.6atm%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である。
本発明にかかるカーボンナノファイバーの製造方法は、
カーボンナノファイバーの製造方法気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量は、0.5atm%〜2.6atm%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合は、20%〜120%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である。
本発明にかかるカーボンナノファイバーの製造方法は、
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合は、20%〜120%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
前記工程は、前記第1のカーボンナノファイバーを酸素を含有する雰囲気中で600℃〜800℃で熱処理することができる。
前記工程は、前記第1のカーボンナノファイバーの質量を2%〜20%減量して前記第2のカーボンナノファイバーを得ることができる。
前記工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であることができる。
前記工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、平均直径が4nm〜230nmであることができる。
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して表面が酸化された第2のカーボンナノファイバーを得る第1の工程と、
前記第2のカーボンナノファイバーを、エラストマーに混合し、剪断力で該エラストマー中に均一に分散して炭素繊維複合材料を得る第2の工程と、
を含み、
前記第1の工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である。
本発明にかかる炭素繊維複合材料の製造方法は、
気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して表面が酸化された第2のカーボンナノファイバーを得る第1の工程と、
前記第2のカーボンナノファイバーを、エラストマーに混合し、剪断力で該エラストマー中に均一に分散して炭素繊維複合材料を得る第2の工程と、
を含み、
前記第1の工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
前記第1の工程は、X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量が、0.5atm%〜2.6atm%になるように酸化処理することができる。
前記第1の工程は、X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合が、20%〜120%になるように酸化処理することができる。
前記第1の工程は、前記第1のカーボンナノファイバーを酸素を含有する雰囲気中で600℃〜800℃で熱処理することができる。
前記第1の工程は、前記第1のカーボンナノファイバーの質量を2%〜20%減量して前記第2のカーボンナノファイバーを得ることができる。
前記第1のカーボンナノファイバーは、平均直径が4nm〜250nmであることができる。
エラストマーに、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であるカーボンナノファイバーを含み、
前記カーボンナノファイバーは、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である。
本発明にかかる炭素繊維複合材料は、
エラストマーに、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であるカーボンナノファイバーを含み、
前記カーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
本発明の一実施形態にかかるカーボンナノファイバーは、気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して得られた、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
本発明の一実施形態にかかるカーボンナノファイバーの製造方法は、気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量は、0.5atm%〜2.6atm%であり、前記第2のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
本発明の一実施形態にかかるカーボンナノファイバーの製造方法は、気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合は、20%〜120%であり、前記第2のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである。
本発明の一実施形態にかかる炭素繊維複合材料の製造方法は、気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して表面が酸化された第2のカーボンナノファイバーを得る第1の工程と、前記第2のカーボンナノファイバーを、エラストマーに混合し、剪断力で該エラストマー中に均一に分散して炭素繊維複合材料を得る第2の工程と、を含み、前記第1の工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gであることを特徴とする。
本発明の一実施形態にかかる炭素繊維複合材料は、エラストマーに、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であるカーボンナノファイバーを含み、前記カーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gであることを特徴とする。
まず、炭素繊維複合材料の製造方法に用いられる第1のカーボンナノファイバーについて説明する。
炭素繊維複合材料の製造方法の第1の工程で得られた第2のカーボンナノファイバーについて説明する。
次に、炭素繊維複合材料の製造方法に用いられるエラストマーについて説明する。
エラストマーは、分子量が好ましくは5000〜500万、さらに好ましくは2万〜300万である。エラストマーの分子量がこの範囲であると、エラストマー分子が互いに絡み合い、相互につながっているので、エラストマーは、第2のカーボンナノファイバーを分散させるために良好な弾性を有している。エラストマーは、粘性を有しているので凝集した第2のカーボンナノファイバーの相互に侵入しやすく、さらに弾性を有することによって第2のカーボンナノファイバー同士を分離することができるため好ましい。
炭素繊維複合材料の製造方法は、第1の工程と、第2の工程と、を有する。
まず、炭素繊維複合材料の製造方法における第1の工程について説明する。第1の工程は、気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して表面が酸化された第2のカーボンナノファイバーを得る。第1の工程は、X線光電子分光法(XPS)で測定した、第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量が、0.5atm%〜2.6atm%になるように酸化処理を行うことができる。このような第1のカーボンナノファイバーの表面酸素濃度に対する第2のカーボンナノファイバーの表面酸素濃度の増加量は、0.9atm%〜1.9atm%であることがより好ましく、さらに1.0atm%〜1.6atm%であることが好ましい。また、第1の工程は、X線光電子分光法(XPS)で測定した、第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合が、20%〜120%になるように酸化処理を行うことができる。このような第1のカーボンナノファイバーの表面酸素濃度に対する第2のカーボンナノファイバーの表面酸素濃度の増加割合は、43%〜90%であることがより好ましく、さらに48%〜76%であることが好ましい。第1の工程で得られた第2のカーボンナノファイバーのX線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度は、2.6atm%〜4.6atm%であり、好ましくは3.0atm%〜4.0atm%であり、さらに好ましくは3.1atm%〜3.7atm%である。第2のカーボンナノファイバーは、その表面の酸素濃度が第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度より0.2atm%以上増加する程度に酸化することが望ましい。このように、第2のカーボンナノファイバーの表面が適度に酸化していることで、第2のカーボンナノファイバーとエラストマーとの表面反応性が向上し、エラストマー中におけるカーボンナノファイバーの分散不良を改善することができる。第1の工程は、第1のカーボンナノファイバーを酸素を含有する雰囲気中で600℃〜800℃で熱処理することができる。例えば、大気雰囲気の炉内に第1のカーボンナノファイバーを配置し、600℃〜800℃の温度範囲の所定温度に設定し、熱処理することによって、第2のカーボンナノファイバーの表面が所望の酸素濃度に酸化できる。この第1の工程で熱処理する時間は、所定温度の熱処理炉内で第1のカーボンナノファイバーを保持する時間であって、例えば10分〜180分であることができる。酸素を含有する雰囲気は、大気中でもよいし、酸素雰囲気でもよいし、適宜酸素濃度を設定した雰囲気をもちいてもよい。第2のカーボンナノファイバーの表面が第1の工程で所望の酸素濃度に酸化されるのに十分な酸素濃度が雰囲気中に存在すればよい。熱処理の温度は、600℃〜800℃の範囲で所望の酸化処理を得るために適宜設定することができる。通常、800℃付近で第1のカーボンナノファイバーは燃焼して繊維に大きなダメージを負うため、温度設定と熱処理の時間は実験を繰り返しながら慎重に設定することが望ましい。なお、熱処理の温度や熱処理の時間は、第1の工程に用いる炉内の酸素濃度や炉の内容積、処理する第1のカーボンナノファイバーの量などによって適宜調整することができる。このように第1の工程で酸化処理された第2のカーボンナノファイバーの質量は、第1のカーボンナノファイバーの質量より例えば2%〜20%減量することが好ましく、この減量の範囲であれば第2のカーボンナノファイバーが適度に酸化していると推測できる。第2のカーボンナノファイバーの質量が第1のカーボンナノファイバーの質量より2%未満しか減量していないと、第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度が低いため濡れ性の向上が得にくい傾向がある。また、第1のカーボンナノファイバーの質量より20%を超えて減量した第2のカーボンナノファイバーは、減量が20%以下の第2のカーボンナノファイバーに比べて濡れ性がほとんど変わらないにもかかわらず、酸化処理によるカーボンナノファイバーの減量による損失が大きく、しかも熱処理のエネルギー消費量に対して経済的にも不利になる傾向がある。第1のカーボンナノファイバーの表面が酸化することによって、第1のカーボンナノファイバーの表面の炭素の一部が炭酸ガスとして気化して減量することになるからである。第2のカーボンナノファイバーの質量が第1のカーボンナノファイバーの質量より20%を超えなければ繊維長がほとんど短くならないと推測できるため好ましい。なお、第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度は、XPS(X線光電子分光法)によって分析することができる。XPSによる酸素濃度の分析は、第2のカーボンナノファイバーの表面に付着した不純物を除去するために、測定前の第2のカーボンナノファイバーに対し例えば0.5分〜1.0分間のアルゴンガスエッチングを行い、第2のカーボンナノファイバーの清浄な表面を出してから分析を行うことが好ましい。このアルゴンガスエッチングのアルゴンガス濃度は5×10−2Pa〜20×10−2Paが好ましい。また、XPSによる酸素濃度の分析は、XPS装置の金属台の上に導電性接着剤である例えばカーボンテープを貼り、そのカーボンテープ上に第2のカーボンナノファイバーをふりかけてカーボンテープに付着させ、カーボンテープに付着しなかった余分な第2のカーボンナノファイバーを振り落として取り除いた状態で行うことが好ましい。このように、XPSによる酸素濃度の分析においては、第2のカーボンナノファイバーをカーボンテープ上に押しつけてブロック状に固めることなく、なるべく粉体に近い状態で分析することが好ましい。
第2の工程は、第1の工程で得られた第2のカーボンナノファイバーを、エラストマーに混合し、剪断力で該エラストマー中に均一に分散して炭素繊維複合材料を得る。第2の工程について図1を用いて詳細に説明する。
に、第1のロール10に巻き付けられたエラストマー30の素練りを行ない、エラストマー分子鎖を適度に切断してフリーラジカルを生成する。第2のカーボンナノファイバーは、酸化処理によって適度に表面が活性化されているので、ラジカルや官能基を生成しやすくなり、素練りによって生成されたエラストマーのフリーラジカルが第2のカーボンナノファイバーと結びつきやすい状態となる。
次に、炭素繊維複合材料について説明する。
炭素繊維複合材料は、エラストマーに、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であるカーボンナノファイバーを含む。第2のカーボンナノファイバーはエラストマー中に均一に分散している。第2のカーボンナノファイバーは、酸化処理されているため、エラストマーとの濡れ性が改善され、炭素繊維複合材料の剛性や柔軟性が改善される。特に、炭素繊維複合材料は、高温における剛性が改善される。
(1−1)縦型加熱炉(内径17.0cm、長さ150cm)の頂部に、スプレーノズルを取り付ける。加熱炉の炉内壁温度(反応温度)を1000℃に昇温・維持し、スプレーノズルから4重量%のフェロセンを含有するベンゼンの液体原料20g/分を100L/分の水素ガスの流量で炉壁に直接噴霧(スプレー)散布するように供給する。この時のスプレーの形状は円錐側面状(ラッパ状ないし傘状)であり、ノズルの頂角が60°である。このような条件の下で、フェロセンは熱分解して鉄微粒子を作り、これがシード(種)となってベンゼンの熱分解による炭素から、カーボンナノファイバーを生成成長させた。本方法で成長したカーボンナノファイバーを5分間隔で掻き落としながら1時間にわたって連続的に製造した。
実施例1〜12及び比較例1〜11サンプルとして、オープンロール(ロール設定温度20℃)に、表1に示す所定量のエチレン−プロピレンゴムを投入し、カーボンナノファイバーをエチレンプロピレンゴムに投入し素練りの後、第1の混練工程を行いロールから取り出した。さらに、その混合物をロール温度100℃に設定されたオープンロールに再度投入し、第2の混練工程を行って取り出した。
また、薄通しして得られた無架橋の炭素繊維複合材料にパーオキサイド2質量部(phr)を混合し、ロール間隙を1.1mmにセットしたオープンロールに投入し、分出しした。分出しして金型サイズに切り取ったパーオキサイドを含む炭素繊維複合材料を金型にセットし、175℃、100kgf/cm2、20分間圧縮成形して厚さ1mmの実施例1〜12及び比較例1〜11の架橋体の炭素繊維複合材料サンプルを得た。
実施例13〜14及び比較例11〜14サンプルとして、オープンロール(ロール設定温度20℃)に、表4に示す所定量の含フッ素エラストマーを投入し、カーボンナノファイバーを含フッ素エラストマーに投入し素練りの後、混合物をロールから取り出した。
次に、この混合物をオープンロール(ロール温度10〜20℃、ロール間隔0.3mm)に巻きつけ、薄通しを繰り返し10回行なった。このとき、2本のロールの表面速度比を1.1とした。さらに、ロール間隙を1.1mmにセットして、薄通しして得られた炭素繊維複合材料を投入し、分出しした。
また、薄通しして得られた無架橋の炭素繊維複合材料をロールで圧延後、170℃、10分間プレス成形(キュア)した後、さらに200℃、24時間ポストキュアして、実施例13,14及び比較例11〜14の架橋体の炭素繊維複合材料(厚さ1mmのシート形状)を得た。
実施例1〜14及び比較例1〜14の各無架橋体の炭素繊維複合材料サンプルについて、パルス法NMRを用いてハーンエコー法による測定を行った。この測定は、日本電子(株)製「JMN−MU25」を用いて行った。測定は、観測核が1H、共鳴周波数が25MHz、90゜パルス幅が2μsecの条件で行い、ハーンエコー法のパルスシーケンス(90゜x−Pi−180゜x)にて、Piをいろいろ変えて減衰曲線を測定した。また、サンプルは、磁場の適正範囲までサンプル管に挿入して測定した。測定温度は、150℃であった。この測定によって、各サンプルについて第1のスピン−スピン緩和時間(T2n/150℃)と第2のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率(fnn)とを求めた。測定結果を表2〜4に示した。なお、同様に測定した原料ゴムの第1のスピンースピン緩和時間(T2n/30℃)は、「EPDM」が520μsec、「2元系FKM」が55μsecであった。また、パルス法NMRを用いてソリッドエコー法による測定を行った。この測定は、日本電子(株)製「JMN−MU25」を用いて行った。測定は、観測核が1H、共鳴周波数が25MHz、90゜パルス幅が2μsecの条件で行い、ソリッドエコー法のパルスシーケンス(90゜x−Pi−90゜y)にて、減衰曲線を測定し、無架橋体の炭素繊維複合材料サンプルの150℃におけるスピン−スピン緩和時間(T2s)を検出した。
実施例1〜14及び比較例1〜14の架橋体の炭素繊維複合材料サンプルのゴム硬度(JIS−A)をJIS K 6253に基づいて測定した。測定結果を表2〜4に示す。
実施例1〜14及び比較例1〜14の架橋体の炭素繊維複合材料サンプル(幅5mm×長さ50mm×厚さ1mm)を10mm/minで伸長し、100%変形時の応力(M100:100%モジュラス(MPa))を求めた。測定結果を表2〜4に示す。実施例1〜12及び比較例1、10の測定結果を図7にフィラーの配合量(phr)に対して100%モジュラス(MPa)の変化をグラフで示した。図7における符号は、それぞれAは「CNT−A(比較例10)」、Bは「CNT−B」,Cは「CNT−C」,Dは「CNT−D」,Hは「HAF」,Nは「CNT−N」、EPDMは「EPDM単体(比較例1)」である。また、この測定結果に基づいて、エラストマー100重量部に配合されたカーボンナノファイバー1重量部当たりにおける、エラストマー単体の100%モジュラスに対する炭素繊維複合材料の100%モジュラスの上昇率(M100上昇率)を計算した。100%モジュラスの上昇率(M100上昇率)は、例えば、実施例1であれば、実施例1と比較例1のM100の差(4.9−1.4=3.5)を比較例1のM100の値(1.4)で割り、さらに実施例1のCNT−Aの配合量(20)で割った百分率(12.5%)である。
各架橋体の炭素繊維複合材料サンプルを1A形のダンベル形状に切り出した試験片について、東洋精機社製の引張試験機を用いて、23±2℃、引張速度500mm/minでJIS K6251に基づいて引張試験を行い引張強さ(MPa)及び破断伸び(%)を測定した。これらの結果を表2〜4に示す。実施例1〜12及び比較例1〜9の測定結果を図8にM100(MPa)に対して破断伸び(%)の変化をグラフで示した。図8における符号は、それぞれAは「CNT−A(比較例10)」、Bは「CNT−B」,Cは「CNT−C」,Dは「CNT−D」,Hは「HAF」,Nは「CNT−N」,EPDMは「EPDM単体(比較例1)」である。
実施例1〜14及び比較例1〜14の架橋体の炭素繊維複合材料サンプルを短冊形(40×1×5(巾)mm)に切り出した試験片について、SII社製の動的粘弾性試験機DMS6100を用いて、チャック間距離20mm、測定温度−100〜300℃、動的ひずみ±0.05%、周波数10HzでJIS K6394に基づいて動的粘弾性試験を行い動的弾性率(E’、単位はMPa)を測定した。測定温度が25℃と200℃における動的弾性率(E’)の測定結果を表2〜4に示す。また、この測定結果に基づいて、測定温度200℃、エラストマー100重量部に配合されたカーボンナノファイバー1重量部当たりにおける、エラストマー単体の動的弾性率に対する炭素繊維複合材料の動的弾性率の上昇率(E’上昇率)を計算した。動的弾性率の上昇率(E’上昇率)は、例えば、実施例1であれば、実施例1と比較例1のE’上昇率の差(18−4.7=13.3)を比較例1の動的弾性率の値(4.7)で割り、さらに実施例1のCNT−Aの配合量(20)で割った百分率(14.1%)である。
実施例1〜14及び比較例1〜14の架橋体の炭素繊維複合材料サンプルについて、120℃で250KPaの負荷をかけ、耐熱クリープ試験を行ない、200分〜900分の間における定常クリープ期の1時間当たりのクリープ変形速度(ppm/時間)を測定した。クリープ変形速度は、クリープ瞬間ひずみの後かつ加速クリープ期の前の定常クリープ期における1時間当たりのひずみ変化量(1ppm=0.0001%)であり、表2〜4では「クリープ速度」と示す。これらの結果を表2〜4に示す。
実施例1〜14及び比較例1〜14の架橋体の炭素繊維複合材料サンプルについて、測定温度範囲における平均線膨張係数を測定した。これらの結果を表2〜4に示す。測定装置はSII社製TMASS、測定試料形状は1.5mm×1.0mm×10mm、側長荷重は25KPa、測定温度は室温〜150℃、昇温速度は2℃/分であった。
20 第2のロール
30 エラストマー
36 混合物
40 第2のカーボンナノファイバー
50 炭素繊維複合材料
d ロール間隔
V1 第1のロールの表面速度
V2 第2のロールの表面速度
Claims (21)
- 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して得られた、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である、カーボンナノファイバー。
- 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して得られた、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、窒素吸着比表面積が34m2/g〜58m2/gである、カーボンナノファイバー。
- 請求項1または2において、
平均直径が4nm〜230nmである、カーボンナノファイバー。 - 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量は、0.5atm%〜2.6atm%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量は、0.5atm%〜2.6atm%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合は、20%〜120%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して第2のカーボンナノファイバーを得る工程を有し、
X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合は、20%〜120%であり、
前記第2のカーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 請求項4〜7のいずれか1項において、
前記工程は、前記第1のカーボンナノファイバーを酸素を含有する雰囲気中で600℃〜800℃で熱処理する、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 請求項4〜8のいずれか1項において、
前記工程は、前記第1のカーボンナノファイバーの質量を2%〜20%減量して前記第2のカーボンナノファイバーを得る、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 請求項4〜9のいずれか1項において、
前記工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%である、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 請求項4〜10のいずれか1項において、
前記工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、平均直径が4nm〜230nmである、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して表面が酸化された第2のカーボンナノファイバーを得る第1の工程と、
前記第2のカーボンナノファイバーを、エラストマーに混合し、剪断力で該エラストマー中に均一に分散して炭素繊維複合材料を得る第2の工程と、
を含み、
前記第1の工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である、炭素繊維複合材料の製造方法。 - 気相成長法によって製造された第1のカーボンナノファイバーを酸化処理して表面が酸化された第2のカーボンナノファイバーを得る第1の工程と、
前記第2のカーボンナノファイバーを、エラストマーに混合し、剪断力で該エラストマー中に均一に分散して炭素繊維複合材料を得る第2の工程と、
を含み、
前記第1の工程で得られた前記第2のカーボンナノファイバーは、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であり、かつ、窒素吸着比表面積が34m 2 /g〜58m 2 /gである、炭素繊維複合材料の製造方法。 - 請求項12または13において、
前記第1の工程は、X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加量が、0.5atm%〜2.6atm%になるように酸化処理する、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 請求項12または13において、
前記第1の工程は、X線光電子分光法(XPS)で測定した、前記第1のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度に対する前記第2のカーボンナノファイバーの表面の酸素濃度の増加割合が、20%〜120%になるように酸化処理する、カーボンナノファイバーの製造方法。 - 請求項12〜15のいずれか1項において、
前記第1の工程は、前記第1のカーボンナノファイバーを酸素を含有する雰囲気中で600℃〜800℃で熱処理する、炭素繊維複合材料の製造方法。 - 請求項12〜16のいずれか1項において、
前記第1の工程は、前記第1のカーボンナノファイバーの質量を2%〜20%減量して前記第2のカーボンナノファイバーを得る、炭素繊維複合材料の製造方法。 - 請求項12〜17のいずれか1項において、
前記第1のカーボンナノファイバーは、平均直径が4nm〜250nmである、炭素繊維複合材料の製造方法。 - 請求項12〜18のいずれか1項の製造方法で製造された炭素繊維複合材料。
- エラストマーに、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であるカーボンナノファイバーを含み、
前記カーボンナノファイバーは、ラマン散乱分光法によって測定される1600cm −1 付近のピーク強度Gに対する1300cm −1 付近のピーク強度Dの比(D/G)が0.12〜0.22である、炭素繊維複合材料。 - エラストマーに、X線光電子分光法(XPS)で測定した表面の酸素濃度が2.6atm%〜4.6atm%であるカーボンナノファイバーを含み、
前記カーボンナノファイバーは、窒素吸着比表面積が34m2/g〜58m2/gである、炭素繊維複合材料。
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