JPH07166431A - Production of carbon fiber grown in gas phase - Google Patents

Production of carbon fiber grown in gas phase

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JPH07166431A
JPH07166431A JP22796294A JP22796294A JPH07166431A JP H07166431 A JPH07166431 A JP H07166431A JP 22796294 A JP22796294 A JP 22796294A JP 22796294 A JP22796294 A JP 22796294A JP H07166431 A JPH07166431 A JP H07166431A
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JP
Japan
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fiber
compound
vapor
producing
carbon fiber
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Application number
JP22796294A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Osaki
孝 大崎
Koji Murai
剛次 村井
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Nikkiso Co Ltd
Original Assignee
Nikkiso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a process for efficiently producing a high-quality carbon fiber grown in a gas phase on an industrial scale at a low cost, in a high yield and in a short time. CONSTITUTION:This process for producing a carbon fiber grown in a gas phase comprises the first process in which a carbon compound-containing feeding material for producing a raw fiber and a metal compound are heated and the second process in which the raw fiber and a feeding material for the growth of a raw fiber, containing at least one kind selected from a group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and their derivatives are subjected to a heating treatment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、気相成長炭素繊維の
製造方法に関し、更に詳しくは、高収率かつ短時間で効
率よく、高品質の気相成長炭素繊維を製造することがで
きる気相成長炭素繊維の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a vapor-grown carbon fiber, and more particularly to a vapor-grown carbon fiber capable of producing a high-quality, vapor-grown carbon fiber with high yield and in a short time. The present invention relates to a method for producing a phase-grown carbon fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】気相成長
炭素繊維は、縮合環状の炭素面が繊維軸に平行に、しか
も繊維軸を中心とする年輪状に発達した構造を有する特
殊な不連続繊維であり、高機械的強度、高弾性等の優れ
た特性を有する。そのため、これをプラスチック、セラ
ミックス、ゴム、金属等の各種のマトリックス材料と複
合することにより、宇宙航空機用素材、電子・電気材
料、スポーツ・レジャー関連素材等を初めとする広い分
野に好適な複合材料を得ることの研究・開発が近年盛ん
に行なわれている。
2. Description of the Related Art Vapor-grown carbon fibers are a special type of carbon fiber having a structure in which a condensed annular carbon surface is parallel to the fiber axis and has a ring-shaped structure centered on the fiber axis. It is a continuous fiber and has excellent properties such as high mechanical strength and high elasticity. Therefore, by compounding this with various matrix materials such as plastics, ceramics, rubber, and metals, composite materials suitable for a wide range of fields including materials for space aircraft, electronic / electrical materials, sports / leisure related materials, etc. In recent years, research and development for obtaining syrup have been actively conducted.

【0003】ところで、かかる気相成長炭素繊維を製造
する方法としては、例えば、触媒である金属化合物と炭
化水素とを高温で反応させることにより、効率よく大量
に気相成長炭素繊維を製造する方法が知られている。と
ころが、前記方法により得られる気相成長炭素繊維は微
細な素繊維であるので、充分な大きさを有する気相成長
炭素繊維を得るには、更にこの素繊維を成長させること
が必要となる。
As a method for producing such a vapor-grown carbon fiber, for example, a method for efficiently producing a large amount of vapor-grown carbon fiber by reacting a metal compound as a catalyst with a hydrocarbon at a high temperature. It has been known. However, since the vapor grown carbon fiber obtained by the above method is a fine elementary fiber, it is necessary to further grow the elementary fiber in order to obtain a vapor grown carbon fiber having a sufficient size.

【0004】実用上十分な大きさを有する気相成長炭素
繊維を製造する方法として、従来、例えば、第一工程に
おいて素繊維を生成させ、第二段工程において素繊維を
太さ成長させる、2段階方式による方法が提案されてい
る。
As a method for producing a vapor-grown carbon fiber having a practically sufficient size, conventionally, for example, a first fiber is produced in a first step, and a second fiber is grown in a thickness in a second step. A stepwise method has been proposed.

【0005】しかしながら、第二工程においては、太さ
成長速度を向上させるために、炭素源となる有機炭素濃
度や反応温度を高くする方法も考えられるが、この場
合、得られる気相成長炭素繊維にススが発生してしま
い、高品質の気相成長炭素繊維を製造することができな
いという問題がある。したがって、十分な大きさを有す
ると共に高品質の気相成長炭素繊維を効率よく製造する
方法は提供されていないのが現状である。
However, in the second step, in order to improve the thickness growth rate, a method of increasing the concentration of organic carbon serving as a carbon source and the reaction temperature can be considered. In this case, the vapor-grown carbon fiber obtained is obtained. There is a problem that soot is generated, and high-quality vapor-grown carbon fibers cannot be manufactured. Therefore, at present, a method for efficiently producing a vapor-grown carbon fiber having a sufficient size and high quality is not provided.

【0006】この発明は前記問題を解決すると共に、高
収率かつ短時間で効率よく、十分な大きさを有する高品
質の気相成長炭素繊維を製造することができる、工業上
有利な気相成長炭素繊維の製造方法を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and is capable of producing a high-quality vapor-grown carbon fiber having a high yield, a high efficiency, and a sufficient size in a short time, which is industrially advantageous. It is an object of the present invention to provide a method for producing grown carbon fiber.

【0007】[0007]

【前記課題を解決するための手段】この発明は、前記問
題を解決すべくこの発明者らが鋭意検討した結果、素繊
維を成長させる際に特定の原料を使用すると、太さ成長
速度だけでなく炭素収率をも向上させることができ、十
分な大きさを有する高品質の気相成長炭素繊維を短時間
で効率よく製造することができることを見出し、到達し
たものである。
As a result of intensive investigations by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, the present invention shows that, when a specific raw material is used for growing an elementary fiber, only a thickness growth rate is obtained. It has been found that the carbon yield can be improved without any problem, and high-quality vapor-grown carbon fibers having a sufficient size can be efficiently produced in a short time.

【0008】すなわち、この発明は、炭素化合物を含有
する素繊維生成用原料と金属化合物とを加熱して素繊維
を生成する第一工程と、この第一工程で生成した素繊維
と多環式芳香族炭化水素化合物およびその誘導体からな
る群より選択される少なくとも一種とを加熱して素繊維
を太さ方向に成長させる第二工程とを有することを特徴
とする気相成長炭素繊維の製造方法である。
That is, according to the present invention, a first step of heating a raw material for producing a fiber containing a carbon compound and a metal compound to produce a fiber, a fiber produced in the first step and a polycyclic system A second step of heating at least one selected from the group consisting of aromatic hydrocarbon compounds and derivatives thereof to grow elementary fibers in the thickness direction, a method for producing vapor-grown carbon fibers, Is.

【0009】この発明の更に具体的な態様を以下に列挙
する。
More specific embodiments of the present invention will be listed below.

【0010】この発明の第1の態様は、多環式芳香族炭
化水素化合物を除く炭素化合物を含有する素繊維生成用
原料と金属化合物とを加熱して素繊維を生成する第一工
程と、この第一工程で生成した素繊維と多環式芳香族炭
化水素化合物およびその誘導体からなる群より選択され
る少なくとも一種とを加熱して素繊維を太さ方向に成長
させる第二工程とを有することを特徴とする気相成長炭
素繊維の製造方法であり、この発明の第2の態様は、前
記請求項1または前記第1の態様において、第1工程で
使用される炭素化合物が飽和脂肪族炭化水素類、不飽和
脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類(ただし、多環式
芳香族炭化水素を除く。)、環式炭化水素類、一酸化炭
素および二酸化炭素よりなる群から選択される少なくと
も一種であることを特徴とする気相成長炭素繊維の製造
方法であり、この発明の第3の態様は、前記請求項1、
前記第1の態様および第2の態様のいずれかにおいて、
第一工程で使用される炭素化合物が芳香族炭化水素類
(ただし、多環式芳香族炭化水素を除く。)であること
を特徴とする気相成長炭素繊維の製造方法であり、この
発明の第4の態様は、前記請求項1および前記第1〜第
3の態様のいずれかにおいて、第一工程で使用される炭
素化合物がベンゼン、トルエンおよびキシレンよりなる
群から選択される少なくとも一種であることを特徴とす
る気相成長炭素繊維の製造方法であり、この発明の第5
の態様は、前記請求項1および前記第1〜第4の態様の
いずれかにおいて、第一工程で、前記炭素化合物がキャ
リヤーガスと共に反応に供されることを特徴とする気相
成長炭素繊維の製造方法であり、この発明の第6の態様
は、前記請求項1および前記第1〜第5の態様のいずれ
かにおいて、第一工程で使用される金属化合物がメタロ
センであることを特徴とする気相成長炭素繊維の製造方
法であり、この発明の第7の態様は、前記請求項1およ
び前記第1〜第6の態様のいずれかにおいて、第一工程
で使用される金属化合物が、有機金属化合物、金属イオ
ウ化合物および無機金属化合物よりなる群から選択され
る少なくとも一種であり、好ましくは有機金属化合物で
あり、更に好ましくはメタロセンであることを特徴とす
る気相成長炭素繊維の製造方法であり、この発明の第8
の態様は、前記請求項1および前記第1〜第7の態様の
いずれかにおいて、第一工程における金属化合物は、炭
素化合物に対するその金属化合物の濃度が0.1〜10
モル%、好ましくは0.5〜3モル%であることを特徴
とする気相成長炭素繊維の製造方法であり、この発明の
第9の態様は、前記請求項1および前記第1〜第8の態
様のいずれかにおいて、前記第一工程において前記炭素
化合物がキャリヤーガスと共に反応に供されるときに、
前記キャリヤガスに対する前記炭素化合物の濃度が、3
〜30モル%、好ましくは5〜10モル%であることを
特徴とする気相成長炭素繊維の製造方法であり、この発
明の第10の態様は、前記請求項1および前記第1〜第
9の態様のいずれかにおいて、第一工程における素繊維
生成用原料と金属化合物とを加熱する条件として、加熱
温度範囲が500〜1,300℃、好ましくは1,05
0〜1,200℃であり、加熱時間が0.1〜60分、
好ましくは1〜10分であることを特徴とする気相成長
炭素繊維の製造方法であり、この発明の第11の態様
は、前記請求項1および前記第1〜第10の態様のいず
れかにおいて、第二工程における多環式芳香族炭化水素
化合物およびその誘導体からなる群より選択される少な
くとも一種がキャリヤガスと共に供されることを特徴と
する気相成長炭素繊維の製造方法であり、この発明の第
12の態様は、前記請求項1および前記第1〜第11の
態様のいずれかにおいて、多環式芳香族炭化水素化合物
がナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレ
ン、ナフタセン、クリセン、ピセン、テトラリン、トリ
フェニレン、ペリレン、ベンゾピレン、コロネンおよび
オバレンよりなる群から選択される少なくとも一種であ
ることを特徴とする気相成長炭素繊維の製造方法であ
り、この発明の第13の態様は、前記請求項1および前
記第1〜第11の態様のいずれかにおいて、多環式芳香
族炭化水素化合物がナフタレン、フェナントレン、アン
トラセンおよびこれらの誘導体よりなる群から選択され
る少なくとも一種であることを特徴とする気相成長炭素
繊維の製造方法であり、この発明の第14の態様は、前
記請求項1および前記第1〜第13の態様のいずれかに
おいて、第二工程において、第一工程で得られた素繊維
と多環式芳香族炭化水素化合物およびその誘導体よりな
る群から選択される少なくとも一種である太さ成長用原
料を含有する有機溶媒溶液をガス化してなる原料ガスと
素繊維とを加熱することを特徴とする気相成長炭素繊維
の製造方法であり、この発明の第15の態様は、前記第
14の態様において、有機溶媒溶液中の多環式芳香族炭
化水素化合物およびその誘導体よりなる群から選択され
る少なくとも一種の濃度が1〜80モル%、好ましくは
10〜80モル%、更に好ましくは50〜80モル%で
あることを特徴とする気相成長炭素繊維の製造方法であ
り、この発明の第16の態様は、前記第14および第1
5のいずれかの態様において、前記原料ガスがキャリヤ
ガスと共に供されることを特徴とする気相成長炭素繊維
の製造方法であり、この発明の第17の態様は、前記第
16の態様において、キャリヤガスに対する多環式芳香
族炭化水素化合物およびその誘導体よりなる群から選択
される少なくとも一種の濃度が0.5〜30モル%、好
ましくは1〜10モル%、更に好ましくは1〜10モル
%、特に好ましくは3〜5モル%であることを特徴とす
る気相成長炭素繊維の製造方法であり、この発明の第1
8の態様は、前記請求項1および第1〜第17のいずれ
かの態様において、素繊維と多環式芳香族炭化水素化合
物およびその誘導体からなる群より選択される少なくと
も一種とを加熱する条件として、加熱温度が500〜
1,300℃、好ましくは1,050〜1,200℃で
あり、加熱時間が1分〜10時間、好ましくは10分〜
3時間であり、更に好ましくは1〜2時間であることを
特徴とする気相成長炭素繊維の製造方法である。
A first aspect of the present invention comprises a first step of producing a raw fiber by heating a raw material for producing a raw fiber containing a carbon compound excluding a polycyclic aromatic hydrocarbon compound and a metal compound, There is a second step of heating the elemental fibers produced in this first step and at least one selected from the group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and their derivatives to grow the elemental fibers in the thickness direction. A second aspect of the present invention is the method for producing a vapor-grown carbon fiber, wherein the carbon compound used in the first step is a saturated aliphatic compound in the claim 1 or the first aspect. Selected from the group consisting of hydrocarbons, unsaturated aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons (excluding polycyclic aromatic hydrocarbons), cyclic hydrocarbons, carbon monoxide and carbon dioxide. Be at least one A method for producing a vapor-grown carbon fibers, wherein, the third aspect of the invention, claim 1,
In any of the first and second aspects,
A carbon compound used in the first step is an aromatic hydrocarbon (however, excluding polycyclic aromatic hydrocarbons), which is a method for producing a vapor-grown carbon fiber. A fourth aspect is the carbon compound used in the first step according to any one of claims 1 and 1 to 3, wherein the carbon compound is at least one selected from the group consisting of benzene, toluene and xylene. It is a method for producing a vapor-grown carbon fiber, which is characterized by:
Of the vapor-grown carbon fiber according to any one of claims 1 and 1 to 4, wherein the carbon compound is subjected to a reaction with a carrier gas in the first step. A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first aspect and the first to fifth aspects, the metal compound used in the first step is a metallocene. A seventh aspect of the present invention is a method for producing a vapor-grown carbon fiber, wherein the metal compound used in the first step is an organic compound in any one of the first aspect and the first to sixth aspects. At least one selected from the group consisting of metal compounds, metal sulfur compounds and inorganic metal compounds, preferably organic metal compounds, and more preferably metallocene, vapor-grown carbon fibers. A method of manufacturing, the eighth of the present invention
The metal compound in the first step has a concentration of the metal compound relative to the carbon compound of 0.1 to 10 in the first step and the first to seventh modes.
A method for producing a vapor-grown carbon fiber, characterized in that the content is mol%, preferably 0.5 to 3 mol%, and a ninth aspect of the present invention is the method according to claim 1 and the first to eighth aspects. In any of the above aspects, when the carbon compound is subjected to the reaction with a carrier gas in the first step,
The concentration of the carbon compound with respect to the carrier gas is 3
It is a manufacturing method of the vapor growth carbon fiber characterized by being -30 mol%, preferably 5-10 mol%, and the 10th aspect of this invention is said claim 1 and said 1st-9th. In any one of the above modes, the heating temperature range is 500 to 1,300 ° C., preferably 1,05 as the condition for heating the raw material for forming the fiber and the metal compound in the first step.
0 to 1,200 ° C., heating time is 0.1 to 60 minutes,
The method for producing a vapor-grown carbon fiber is preferably 1 to 10 minutes, and an eleventh aspect of the present invention is the method according to any one of the first aspect and the first to tenth aspects. And a method for producing a vapor-grown carbon fiber, wherein at least one selected from the group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and derivatives thereof in the second step is provided together with a carrier gas. A twelfth aspect of the invention is, in any one of the above-described claim 1 and the first to eleventh aspects, the polycyclic aromatic hydrocarbon compound is naphthalene, phenanthrene, anthracene, pyrene, naphthacene, chrysene, picene, tetralin, A compound characterized by being at least one selected from the group consisting of triphenylene, perylene, benzopyrene, coronene and ovalen. A thirteenth aspect of the present invention is a method for producing a grown carbon fiber, wherein the polycyclic aromatic hydrocarbon compound is naphthalene, phenanthrene, or anthracene according to any one of the first to eleventh aspects. And at least one selected from the group consisting of these derivatives, which is a method for producing a vapor-grown carbon fiber, wherein a fourteenth aspect of the present invention is the method according to claim 1 and the first to the first. In any one of the thirteenth aspect, in the second step, the raw material for thickness growth, which is at least one selected from the group consisting of the elementary fiber obtained in the first step, a polycyclic aromatic hydrocarbon compound, and a derivative thereof. A method for producing a vapor-grown carbon fiber, which comprises heating a raw material gas obtained by gasifying an organic solvent solution containing carbon and a raw fiber, which is a fifteenth aspect of the present invention. In the fourteenth aspect, the concentration of at least one selected from the group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and derivatives thereof in the organic solvent solution is 1 to 80 mol%, preferably 10 to 80 mol%. And more preferably 50 to 80 mol%, a method for producing a vapor-grown carbon fiber, wherein the 16th aspect of the present invention relates to the 14th and 1st aspects.
5 is a method for producing a vapor-grown carbon fiber, characterized in that the source gas is supplied together with a carrier gas. The 17th aspect of the present invention is the method according to the 16th aspect, The concentration of at least one selected from the group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and their derivatives relative to the carrier gas is 0.5 to 30 mol%, preferably 1 to 10 mol%, more preferably 1 to 10 mol%. , Particularly preferably 3 to 5 mol%, a method for producing a vapor-grown carbon fiber, which is the first aspect of the present invention.
Aspect 8 is the condition for heating the elementary fibers and at least one selected from the group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and derivatives thereof in the aspect of any one of claims 1 and 1 to 17. As the heating temperature is 500 ~
1,300 ° C., preferably 1,050 to 1,200 ° C., heating time 1 minute to 10 hours, preferably 10 minutes to
The method for producing a vapor-grown carbon fiber is characterized in that it is 3 hours, more preferably 1 to 2 hours.

【0011】以下、この発明につき詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0012】(第一工程)この発明の方法では、第一工
程において、素繊維生成用原料である炭素化合物と金属
化合物とを加熱して素繊維を生成する。
(First Step) In the method of the present invention, in the first step, the carbon compound and the metal compound, which are the raw materials for producing the fiber, are heated to produce the fiber.

【0013】前記炭素化合物としては、例えば、特開昭
60−54998号、特開昭60−54999号、特開
昭60−181319号、特開昭60−185818
号、特開昭60−224815号、特開昭60−224
816号、特開昭61−34221号の各公報に記載の
炭素化合物を使用することができる。具体的には、メタ
ン、ペンタン等の飽和脂肪族炭化水素類、ペンテン、ヘ
キセン、オクテン、ブタジエン等の不飽和脂肪族炭化水
素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、ア
ントラセン等の芳香族炭化水素類、シクロペンタン、シ
クロヘキサン、ジシクロペンタジエン、ジシクロペンタ
ジエニル等の環式炭化水素類、ならびに一酸化炭素およ
び二酸化炭素等を好適例として挙げることができる。こ
れらは、一種単独で用いてもよいし、また二種以上を併
用してもよい。なお、これらの炭素化合物は、その分子
中にP、O、N、S、P、ハロゲン等の一種または二種
以上の原子を含有していてもよい。
Examples of the carbon compound include, for example, JP-A-60-54998, JP-A-60-54999, JP-A-60-181319, and JP-A-60-185818.
No. 60-224815 and 60-224.
The carbon compounds described in JP-A No. 816 and JP-A No. 61-34221 can be used. Specifically, saturated aliphatic hydrocarbons such as methane and pentane, unsaturated aliphatic hydrocarbons such as pentene, hexene, octene and butadiene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, naphthalene and anthracene. Preferred examples include cyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, dicyclopentadiene, and dicyclopentadienyl, and carbon monoxide and carbon dioxide. These may be used alone or in combination of two or more. Incidentally, these carbon compounds may contain one or more atoms such as P, O, N, S, P and halogen in the molecule.

【0014】前記炭素化合物の中でも好ましいのは芳香
族炭化水素類であり、更に好ましいのは多環式芳香族炭
化水素化合物を除く芳香族炭化水素類であり、特に好ま
しいのはベンゼン、トルエン、キシレンなどの置換基を
有していても良い単環式芳香族炭化水素化合物である。
金属化合物の存在する第一工程において多環式芳香族炭
化水素化合物を炭素化合物として使用すると、煤やアモ
ルファスカーボンなどの生成があり、このような副生物
が粗繊維物と共に第二工程に持ち込まれると、第二工程
において煤やアモルファスカーボンなどがそのまま成長
してしまうので、製品中の気相成長炭素繊維の生成割合
が低下すると言う好ましくない事態を生じることがあ
る。
Among the above carbon compounds, aromatic hydrocarbons are preferable, aromatic hydrocarbons other than polycyclic aromatic hydrocarbon compounds are more preferable, and benzene, toluene and xylene are particularly preferable. It is a monocyclic aromatic hydrocarbon compound which may have a substituent such as.
If a polycyclic aromatic hydrocarbon compound is used as a carbon compound in the first step in which a metal compound is present, soot and amorphous carbon are produced, and such by-products are brought into the second step together with the crude fiber material. As a result, soot, amorphous carbon and the like grow as they are in the second step, which may cause an unfavorable situation in which the production rate of vapor grown carbon fibers in the product decreases.

【0015】前記金属化合物としては、金属と炭素結合
を有する有機金属化合物、例えばメタロセン、メタルカ
ルボニル、アルキルメタル、アリル錯体、メタルアセチ
ル化合物、π−コンプレックス、キレート型化合物等、
金属と酸素結合を有する金属化合物、例えばβ−ジケト
ンメタル、β−ケトエステルメタル化合物、メタルアル
コキサイド、メタルカルボン酸化合物、メタルスルホン
酸塩化合物等、金属とイオウとの結合を有する金属イオ
ウ化合物、例えばチオアルコキサイドメタル化合物等、
および、金属と無機化合物とからなる無機金属化合物、
例えばFeCl3 、Fe(NO)4 、Co(NO)2
l等を挙げることができる。これらの金属化合物におけ
る金属としては、遷移金属が好ましく、特に、周期律表
第VIII族の鉄、ニッケル、コバルトが好ましい。
Examples of the metal compound include organometallic compounds having a carbon bond with a metal, such as metallocene, metal carbonyl, alkyl metal, allyl complex, metal acetyl compound, π-complex and chelate type compound.
A metal compound having an oxygen bond with a metal, for example, a β-diketone metal, a β-ketoester metal compound, a metal alkoxide, a metal carboxylic acid compound, a metal sulfonate compound, a metal sulfur compound having a bond between a metal and sulfur, For example, thioalkoxide metal compounds,
And an inorganic metal compound composed of a metal and an inorganic compound,
For example, FeCl 3 , Fe (NO) 4 , Co (NO) 2 C
1 and the like. The metal in these metal compounds is preferably a transition metal, and particularly preferably iron, nickel or cobalt of Group VIII of the periodic table.

【0016】前記炭素化合物は、通常、ガス状態でキャ
リアガスと共に使用される。もし、炭素化合物のいずれ
かが通常の条件下で固体であるときには、固体の炭素化
合物を適宜の溶媒に溶解して得られた溶媒溶液を噴霧状
態にしキャリヤーガスと共に、あるいはキャリヤーガス
とは独立に、あるいはキャリヤーガスを全く使用しない
で、噴霧状態の溶媒溶液を反応管に供給するようにして
もよい。
The carbon compound is usually used in a gas state together with a carrier gas. If any of the carbon compounds is a solid under normal conditions, the solid carbon compound is dissolved in a suitable solvent and the solvent solution obtained is atomized to form a spray state together with the carrier gas or independently of the carrier gas. Alternatively, a solvent solution in a spray state may be supplied to the reaction tube without using any carrier gas.

【0017】前記キャリアガスとしては、例えば、ヘリ
ウム、アルゴン、キセノン、水素、窒素、アンモニア、
硫化水素、二酸化窒素等を挙げることができる。これら
はその一種単独で用いても、あるいは二種以上を混合し
て用いてもよい。前記炭素化合物は、更にこの発明の目
的を阻害しない範囲で、適宜に他の化合物と混合して使
用されることができる。
Examples of the carrier gas include helium, argon, xenon, hydrogen, nitrogen, ammonia,
Examples thereof include hydrogen sulfide and nitrogen dioxide. These may be used alone or in combination of two or more. The carbon compound can be used by appropriately mixing it with other compounds as long as the object of the present invention is not impaired.

【0018】前記炭素化合物に対する前記金属化合物の
濃度としては、通常0.1〜10モル%であり、好まし
くは0.5〜3モル%である。前記濃度が0.1モル%
未満であると、素繊維が生成しないことがある。一方、
10モル%を越えても、素繊維が生成しないことがある
ことがある。なお、場合に応じて、0.1モル%、0.
5モル%および実施例に記載された濃度値のいずれかを
下限値とし、3モル%、10モル%および実施例に記載
された濃度値のいずれかを上限値とする濃度範囲を採用
することもできる。
The concentration of the metal compound with respect to the carbon compound is usually 0.1 to 10 mol%, preferably 0.5 to 3 mol%. The concentration is 0.1 mol%
If it is less than 100%, the fiber may not be produced. on the other hand,
Even if it exceeds 10 mol%, there is a case where the elementary fiber is not formed. In addition, depending on the case, 0.1 mol%, 0.
Adopt a concentration range in which 5 mol% and any of the concentration values described in the examples are lower limits, and 3 mol%, 10 mol% and any of the concentration values described in the examples are upper limits. You can also

【0019】前記第一工程でキャリヤーガスを使用する
場合、前記キャリアガスに対する前記炭素化合物の濃度
は、通常3〜30モル%であり、好ましくは5〜10モ
ル%である。前記濃度が、3モル%未満であると素繊維
が生成しないことがある。一方、30モル%を越える
と、ススが混入することがある。なお、場合に応じて、
3モル%、5モル%および実施例に記載された濃度値の
いずれかを下限値とし、10モル%、30モル%および
実施例に記載された濃度値のいずれかを上限値とする濃
度範囲を採用することもできる。
When a carrier gas is used in the first step, the concentration of the carbon compound with respect to the carrier gas is usually 3 to 30 mol%, preferably 5 to 10 mol%. If the concentration is less than 3 mol%, no fiber may be produced. On the other hand, if it exceeds 30 mol%, soot may be mixed in. In addition, depending on the case,
A concentration range in which 3 mol%, 5 mol% and any of the concentration values described in the examples are lower limit values, and 10 mol%, 30 mol% and any of the concentration values described in the example are upper limit values. Can also be adopted.

【0020】前記第一工程における反応時間としては、
通常0.1〜60分であり、好ましくは1〜10分であ
り、更に好ましくは2〜5分である。前記反応時間が、
0.1分未満であると、素繊維の生成が十分でないこと
がある。一方、60分を越えると、アモルファスカーボ
ンの付着が著しく高品質の素繊維を得ることができなく
なることがある。
The reaction time in the first step is
It is usually 0.1 to 60 minutes, preferably 1 to 10 minutes, more preferably 2 to 5 minutes. The reaction time is
If it is less than 0.1 minutes, the production of the elementary fibers may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 60 minutes, the adhesion of amorphous carbon may be remarkably high and it may not be possible to obtain high-quality elementary fibers.

【0021】前記第一工程における加熱温度としては、
通常500℃〜1,300℃、好ましくは1,050℃
〜1,200℃である。前記加熱温度が500℃未満で
あると、素繊維の生成が十分でないことがある。一方、
1,300℃を越えると、ススの発生量が増加するとい
う不都合を生じることがある。
The heating temperature in the first step is
Usually 500 ° C to 1,300 ° C, preferably 1,050 ° C
~ 1,200 ° C. If the heating temperature is lower than 500 ° C, the formation of the elementary fibers may not be sufficient. on the other hand,
If the temperature exceeds 1,300 ° C, the amount of soot generated may increase, which may be a disadvantage.

【0022】前記第一工程は、前記素繊維生成用原料で
ある炭素化合物と前記金属化合物とを反応させて素繊維
を成長させることができれば、それ自体公知の反応管、
反応器、反応装置等において行なうことができる。
In the first step, a reaction tube known per se if the carbon compound as the raw material for producing the elementary fiber and the metal compound can be reacted to grow the elementary fiber,
It can be carried out in a reactor, a reactor or the like.

【0023】以上の第一工程においては、金属化合物に
おける金属が触媒になり、しかもこの金属を核として素
繊維がその繊維方向に成長する。したがって、得られる
この素繊維は、通常、片末端あるいは両端に金属化合物
を取り込んでおり、その直径は、通常0.01〜0.5
μmであり、アスペクト比(L/D)は、通常2〜1
0,000である。
In the above first step, the metal in the metal compound serves as a catalyst, and the elementary fiber grows in the fiber direction with this metal as the nucleus. Therefore, the obtained elementary fiber usually incorporates a metal compound at one end or both ends, and the diameter thereof is usually 0.01 to 0.5.
μm, and the aspect ratio (L / D) is usually 2 to 1
It is 10,000.

【0024】また、別の観点よりすると、この第一工程
では、直径が0.01〜0.5μm、好ましくは0.0
5〜0.3μmであり、アスペクト比(L/D)が通常
2〜10,000、好ましくは10〜200である素繊
維を製造するのが好ましい。このように繊維方向に成長
してなる素繊維を次の第二工程において素繊維の太さ方
向における成長を遂げて所望の直径およびアスペクト比
を有する気相成長炭素繊維を得ることができる。
From another point of view, in this first step, the diameter is 0.01 to 0.5 μm, preferably 0.0.
It is preferable to produce a raw fiber having an aspect ratio (L / D) of 5 to 0.3 μm and usually 2 to 10,000, preferably 10 to 200. The elementary fibers thus grown in the fiber direction can be grown in the thickness direction of the elementary fibers in the next second step to obtain vapor-grown carbon fibers having a desired diameter and aspect ratio.

【0025】(第2工程)前記第一工程で得られた素繊
維は前述のような直径を有している。この直径範囲より
も更に大きな直径を有する気相成長炭素繊維を得るに
は、前記第一工程における加熱時間を更に長期化した
り、あるいは炭素化合物の反応量を多くするのがよいの
であるが、そうするとアモルファスカーボンなどの不純
物の生成が著しくて、高品質の気相成長炭素繊維を得る
ことができないことがある。そこで、この発明において
は、以下に説明する第2工程を設けて前記素繊維の径方
向(太さ方向)における成長を促す。
(Second Step) The raw fiber obtained in the first step has the diameter as described above. In order to obtain a vapor-grown carbon fiber having a diameter larger than this diameter range, it is better to further lengthen the heating time in the first step, or to increase the reaction amount of the carbon compound. In some cases, impurities such as amorphous carbon are remarkably produced, and high-quality vapor-grown carbon fibers cannot be obtained. Therefore, in the present invention, a second step described below is provided to promote the growth of the elemental fibers in the radial direction (thickness direction).

【0026】この発明の方法における第2工程では、多
環式芳香族炭化水素化合物およびその誘導体からなる群
より選択される少なくとも一種を含有する太さ成長用原
料と、前記第一工程で生成した素繊維とを加熱すること
により、前記素繊維を成長させる。なお、この発明にお
いては、第二工程に供給される素繊維は第1工程におい
て生成し、更に太さ方向に成長してなる素繊維であって
も良い。
In the second step of the method of the present invention, a raw material for thickness growth containing at least one selected from the group consisting of polycyclic aromatic hydrocarbon compounds and their derivatives, and the raw material for thickness growth produced in the first step. The elemental fibers are grown by heating the elemental fibers. In the present invention, the elemental fibers supplied to the second step may be elemental fibers produced in the first step and further grown in the thickness direction.

【0027】もっとも、第一工程で生成する素繊維を更
に第一工程で太さ方向に成長させてから第二工程でその
素繊維(この素繊維は太さ方向に若干成長している。)
を更に太さ方向に成長させる場合(前者)と、第一工程
で生成する素繊維を太さ方向に成長させずに第二工程に
供給し、第二工程でその素繊維を太さ方向に成長させる
場合(後者)とを比較すると、後者の方が優れている。
Of course, the elemental fibers produced in the first step are further grown in the thickness direction in the first step, and then the elemental fibers are grown in the second step (the element fibers are slightly grown in the thickness direction).
When growing in the thickness direction (former), the raw fibers produced in the first step are supplied to the second step without growing in the thickness direction, and the raw fibers are moved in the thickness direction in the second step. The latter is superior when compared to the case of growing (latter).

【0028】というのは、第一工程では金属化合物の熱
分解による触媒粒子の生成と触媒粒子を利用した素繊維
の生成といった複雑な反応が進行する。第一工程で生成
する素繊維その太さ方向に成長させると、触媒粒子の失
活が生じて同時にススやアモルファスカーボンなどの不
純物が生成する。一方第二工程は素繊維上への炭素のC
VD反応が生じて単純である。ところが、第一工程で生
成した不純物が第二工程に持ち込まれることにより第二
工程で得られる気相成長炭素繊維の品質の低下を生じる
ことがあるからである。また、前者よりも後者が優れて
いる理由としては次のようにも考えられる。すなわち、
第一工程で素繊維を生成する場合、素繊維の繊維方向の
成長と太さ方向の成長が見られる。したがって、第一工
程で繊維方向の成長と太さ方向の成長とが同時に進行す
ると、L/Dのバラついた素繊維が得られてしまい、L
/Dのバラついた素繊維を第二工程で太さ方向に成長さ
せるとますますL/Dがバラついて意図する気相成長炭
素繊維を得ることができなくなることがあるからであ
る。
In the first step, a complicated reaction such as generation of catalyst particles by thermal decomposition of a metal compound and formation of raw fibers using the catalyst particles proceeds. When the elemental fibers produced in the first step are grown in the thickness direction, deactivation of the catalyst particles occurs and at the same time impurities such as soot and amorphous carbon are produced. On the other hand, in the second step, carbon C on the fiber
The VD reaction takes place and is simple. However, the impurities produced in the first step may be brought into the second step, which may cause deterioration in the quality of the vapor-grown carbon fiber obtained in the second step. Further, the reason why the latter is superior to the former is considered as follows. That is,
When the raw fibers are produced in the first step, the growth of the raw fibers in the fiber direction and the thickness direction are observed. Therefore, in the first step, when the growth in the fiber direction and the growth in the thickness direction proceed at the same time, an elementary fiber having a variation in L / D is obtained, and L
This is because when L / D is increased in the thickness direction in the second step, the L / D is more and more varied, and the intended vapor-grown carbon fiber cannot be obtained.

【0029】前記太さ成長用原料に含まれる多環式芳香
族炭化水素化合物およびその誘導体としては、例えば、
ナフタレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン、
ナフタセン、クリセン、ピセン、テトラリン、トリフェ
ニレン、ペリレン、ベンゾピレン、コロネン、オバレン
等の多環式芳香族炭化水素化合物、およびこれら誘導体
を挙げることができる。この発明においては、前記太さ
成長用原料がこれらの群から選択される少なくとも一種
を含有することが必要である。なお、これらは一種単独
で用いてもよく、あるいは二種以上を組合せて用いても
よい。これらの中でも好ましいのは、ナフタレン、フェ
ナントレン、アントラセン、およびこれらの誘導体であ
る。
Examples of the polycyclic aromatic hydrocarbon compound and its derivative contained in the thickness-growing raw material include:
Naphthalene, phenanthrene, anthracene, pyrene,
Examples thereof include polycyclic aromatic hydrocarbon compounds such as naphthacene, chrysene, picene, tetralin, triphenylene, perylene, benzopyrene, coronene and ovalen, and derivatives thereof. In the present invention, it is necessary that the thickness-growing raw material contains at least one selected from these groups. In addition, these may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. Among these, naphthalene, phenanthrene, anthracene, and derivatives thereof are preferable.

【0030】前記多環式芳香族炭化水素化合物およびそ
の誘導体は、通常、室温で固体である場合が多いので、
かかる場合には、これらをそれ自体公知の有機溶媒に溶
解して使用することができる。なお、前記太さ成長用原
料には、更にこの発明の目的を阻害しない範囲で、適宜
に他の化合物を混合してもよい。
Since the polycyclic aromatic hydrocarbon compound and its derivative are usually solid at room temperature,
In such a case, these can be used by dissolving them in an organic solvent known per se. It should be noted that the above raw material for thickness growth may be appropriately mixed with other compounds within a range not impairing the object of the present invention.

【0031】前記有機溶媒としては、前記多環式芳香族
炭化水素化合物を溶解することのできるものであれば特
に制限がなく、好ましいのは例えば、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の単環式芳香族炭化水素を挙げることが
できる。
The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polycyclic aromatic hydrocarbon compound, and preferred examples thereof include monocyclic aromatic compounds such as benzene, toluene and xylene. Hydrocarbons may be mentioned.

【0032】前記有機溶媒に対する前記太さ成長用原料
の濃度としては、通常1〜80モル%であり、好ましく
は10〜80モル%、更に好ましくは50〜80モル%
である。前記濃度が1モル%未満であると、素繊維の太
さ成長速度を向上させることができないことがある。一
方、80モル%を越えると、炭化水素化合物が析出する
ことがある。
The concentration of the raw material for thickness growth with respect to the organic solvent is usually 1 to 80 mol%, preferably 10 to 80 mol%, and more preferably 50 to 80 mol%.
Is. If the concentration is less than 1 mol%, the thickness growth rate of the elementary fibers may not be improved. On the other hand, if it exceeds 80 mol%, a hydrocarbon compound may be precipitated.

【0033】もっとも、この第二工程では、有機溶媒等
を使用せずに多環式炭化水素化合物またはその誘導体よ
りなる群より選択される少なくとも一種のみと素繊維と
を加熱するのが好ましい。有機溶媒等が存在すると、加
熱によりスス等を発生する恐れがあるからである。
In the second step, however, it is preferable to heat at least one selected from the group consisting of polycyclic hydrocarbon compounds or their derivatives and the fiber without using an organic solvent or the like. This is because the presence of an organic solvent or the like may generate soot and the like due to heating.

【0034】なお、前記太さ成長用原料は、通常、気体
状の原料ガスとして、キャリアガスと共に使用される。
前記キャリアガスとしては、上述したものを使用するこ
とができる。また、この発明の目的を阻害しない範囲
で、適宜に他の化合物を更に混合して使用することがで
きる。
The thickness-growing raw material is usually used as a gaseous raw material gas together with a carrier gas.
The above-mentioned carrier gas can be used as the carrier gas. Further, other compounds can be appropriately mixed and used as long as the object of the present invention is not impaired.

【0035】前記第2工程における、キャリアガスに対
する太さ成長用原料の濃度としては、通常0.5〜30
モル%であり、好ましくは1〜10モル%であり、更に
好ましくは3〜5モル%である。前記濃度が0.5モル
%未満であると、太さ方向の成長が十分でないことがあ
る。一方、30モル%を越えると、ススが生じることが
ある。
In the second step, the concentration of the raw material for thickness growth with respect to the carrier gas is usually 0.5 to 30.
Mol%, preferably 1 to 10 mol%, more preferably 3 to 5 mol%. If the concentration is less than 0.5 mol%, the growth in the thickness direction may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 30 mol%, soot may occur.

【0036】前記第2工程における反応時間としては、
通常1分〜10時間であり、好ましくは10分〜5時間
であり、更に好ましくは30分〜3時間である。前記反
応時間が1分未満であると、素繊維の成長が十分でない
ことがある。一方、10時間を越えると、繊維同士の接
着が起こることがある。
The reaction time in the second step is
It is usually 1 minute to 10 hours, preferably 10 minutes to 5 hours, and more preferably 30 minutes to 3 hours. If the reaction time is less than 1 minute, the growth of the filament may be insufficient. On the other hand, if the time exceeds 10 hours, the fibers may adhere to each other.

【0037】前記第2工程における加熱温度としては、
通常500℃〜1,300℃、好ましくは800℃〜
1,200℃である。前記加熱温度が500℃未満であ
ると、素繊維の成長が十分でないことがある。一方、
1,300℃を越えると、ススの発生量が増加し気相成
長炭素繊維の品質を低下させるという不都合を生じるこ
とがある。また、水素ガスと窒素やアルゴンとでは条件
が異なり、水素ガスをキャリヤガスに用いるときには、
高めの温度が好ましく、窒素やアルゴンなどをキャリヤ
ガスに用いるときには、低めの温度が好ましい。
The heating temperature in the second step is
Usually 500 ° C to 1,300 ° C, preferably 800 ° C to
It is 1,200 ° C. When the heating temperature is lower than 500 ° C, the growth of the elementary fibers may not be sufficient. on the other hand,
If the temperature exceeds 1,300 ° C., the amount of soot generated may increase and the quality of the vapor-grown carbon fiber may be deteriorated. Also, the conditions differ between hydrogen gas and nitrogen or argon, and when using hydrogen gas as the carrier gas,
Higher temperatures are preferred, and lower temperatures are preferred when nitrogen or argon is used as the carrier gas.

【0038】前記第2工程は、前記太さ成長用原料と第
一工程において生成した素繊維とを反応させることがで
きれば、それ自体公知の反応管、反応器、反応装置等に
おいて行なうことができる。
The second step can be carried out in a reaction tube, reactor, reaction device or the like known per se so long as the raw material for thickness growth can be reacted with the raw fibers produced in the first step. .

【0039】以上の第2工程により、十分な大きさを有
する気相成長炭素繊維が生成する。この気相成長炭素繊
維の直径は、通常0.5〜8μmであり、アスペクト比
は、通常2〜500である。なお、第2工程における素
繊維の太さ成長速度は、通常1〜3μm/hである。
By the above second step, vapor grown carbon fiber having a sufficient size is produced. The diameter of the vapor grown carbon fiber is usually 0.5 to 8 μm, and the aspect ratio is usually 2 to 500. In addition, the thickness growth rate of the elementary fibers in the second step is usually 1 to 3 μm / h.

【0040】この発明においては、前記第一工程と前記
第2工程とを連続して行なっても、あるいはその間に休
止時間を設けてもよい。また、前記第一工程と前記第2
工程とを、同じ反応器等で行なっても、あるいは異なる
反応器等で行なってもよい。
In the present invention, the first step and the second step may be continuously performed, or a pause time may be provided between them. In addition, the first step and the second
The steps may be performed in the same reactor or the like, or may be performed in different reactors or the like.

【0041】次に、この発明の気相成長炭素繊維の製造
方法につき図面を参照しながら更に詳細に説明する。
Next, the method for producing the vapor grown carbon fiber of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0042】図1は、この発明の気相成長炭素繊維の製
造方法の一例を示している。キャリアガス供給ライン3
より供給されるキャリアガスは、素繊維生成用原料タン
ク6から素繊維生成用原料供給ポンプ4により送り出さ
れた素繊維生成用原料と共に、加熱炉2により500℃
〜1,300℃に加熱された反応管1に、上記の第一工
程の反応時間、連続的に供給され、反応管1内に素繊維
を生成する。反応管1を通ったガスは排気ライン8より
排気される。次いで、加熱炉2により反応管1の中の温
度を保ったまま、反応管1に素繊維成長用原料タンク7
から太さ成長用原料供給ポンプ5により送り出された太
さ成長用原料と供給ライン3より供給されるキャリアガ
スとを、上記の第2工程の反応時間、連続的に供給し、
反応管1内に存在する素繊維を成長させる。反応管1を
通ったガスは排気ライン8より排気される。
FIG. 1 shows an example of a method for producing a vapor grown carbon fiber of the present invention. Carrier gas supply line 3
The carrier gas supplied by the heating furnace 2 is 500 ° C. together with the raw material for raw fiber production sent from the raw material for raw fiber production tank 6 by the raw material feed pump 4 for raw fiber production.
The reaction tube 1 heated to ˜1,300 ° C. is continuously supplied for the reaction time of the above-mentioned first step, and the elementary fibers are generated in the reaction tube 1. The gas passing through the reaction tube 1 is exhausted from the exhaust line 8. Next, while maintaining the temperature in the reaction tube 1 by the heating furnace 2, the raw material tank 7 for growing the fiber is added to the reaction tube 1.
The raw material for thickness growth sent by the raw material supply pump for thickness growth 5 and the carrier gas supplied from the supply line 3 are continuously supplied for the reaction time of the second step.
The elementary fibers existing in the reaction tube 1 are grown. The gas passing through the reaction tube 1 is exhausted from the exhaust line 8.

【0043】以上の反応により、反応管2内に十分に太
さの成長した気相成長炭素繊維が生成する。
By the above reaction, vapor-grown carbon fibers having a sufficiently large thickness are produced in the reaction tube 2.

【0044】[0044]

【実施例】以下にこの発明の実施例を示すが、この発明
はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to these examples.

【0045】(実施例1)気相成長炭素繊維を以下に示
す条件で生成させたところ、第2工程での収率は40%
であり、太さ成長速度は2μm/hであった。また、生
成物をSEMにより観察したところ、炭素繊維の割合は
95%であった。得られた気相成長炭素繊維の直径は2
μmであり、アスペクト比は50であった。
(Example 1) When vapor-grown carbon fibers were produced under the following conditions, the yield in the second step was 40%.
And the thickness growth rate was 2 μm / h. When the product was observed by SEM, the ratio of carbon fibers was 95%. The diameter of the obtained vapor grown carbon fiber is 2
μm, and the aspect ratio was 50.

【0046】<製造条件> 《第一工程》 素繊維生成用原料の組成;ベンゼン100gに対してフ
ェロセン0.5g 素繊維生成用原料の供給量;2ml/分 キャリアガスの種類および供給量;水素、10リットル
/分 炉温;1050℃ 反応時間;1分 《第2工程》 素繊維成長用原料の組成;ベンゼン100gに対してナ
フタレン30g(ナフタレン/ベンゼン) 素繊維成長用原料の供給量;2ml/分 キャリアガスの種類および供給量;水素、10リットル
/分 炉温;1100℃ 反応時間;60分 (比較例1)第2工程における太さ成長用原料の組成を
ベンゼンのみに代えた外は実施例1と同様にして気相成
長炭素繊維を生成させたところ、生成物の収率は20%
であり、太さ成長速度は1.2μm/hであった。ま
た、生成物をSEMにより観察したところ、炭素繊維の
割合は90%であった。
<Production conditions><< First step >> Composition of raw material for producing fiber: 0.5 g of ferrocene per 100 g of benzene Supply amount of raw material for fiber production; 2 ml / min Type and supply amount of carrier gas; Hydrogen 10 liters / minute Furnace temperature; 1050 ° C Reaction time; 1 minute << Second step >> Composition of raw material for growing fiber; 30 g of naphthalene (naphthalene / benzene) for 100 g of benzene Supply amount of raw material for growing fiber; 2 ml / Min Type and supply amount of carrier gas; hydrogen, 10 liters / min Furnace temperature; 1100 ° C Reaction time; 60 minutes (Comparative Example 1) Except that the composition of the raw material for thickness growth in the second step is changed to benzene only When vapor grown carbon fiber was produced in the same manner as in Example 1, the yield of the product was 20%.
And the thickness growth rate was 1.2 μm / h. Moreover, when the product was observed by SEM, the ratio of carbon fibers was 90%.

【0047】なお、得られた気相成長炭素繊維の直径は
1.2μmであり、アスペクト比は90であった。
The vapor grown carbon fiber thus obtained had a diameter of 1.2 μm and an aspect ratio of 90.

【0048】(比較例2)第2工程における太さ成長用
原料の組成をベンゼンのみに代え、炉温を1150℃に
変えた外は実施例1と同様にして気相成長炭素繊維を生
成させたところ、生成物の収率は35%であり、太さ成
長速度は1.4μm/hであった。また、生成物をSE
Mにより観察したところ、炭素繊維の割合は60%であ
った。
(Comparative Example 2) Vapor grown carbon fibers were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thickness growing raw material in the second step was changed to benzene only and the furnace temperature was changed to 1150 ° C. As a result, the yield of the product was 35%, and the thickness growth rate was 1.4 μm / h. In addition, the product is SE
When observed by M, the proportion of carbon fibers was 60%.

【0049】なお、得られた気相成長炭素繊維の直径は
1.4μmであり、アスペクト比は80であった。
The vapor grown carbon fiber thus obtained had a diameter of 1.4 μm and an aspect ratio of 80.

【0050】(実施例2)前記実施例1における第二工
程において素繊維成長用原料として、ナフタレン/ベン
ゼンに代えてクレオソート油(ナフタレン、アントラセ
ンなど多環式芳香族炭化水素の混合物)を使用し、これ
を60℃に加熱溶融した後に、得られる溶融物をフィル
ターで濾過してからそのガス化物をキャリヤガスと共に
反応管内に供給した。素繊維成長用原料の供給量、キャ
リアガスの種類および供給量、炉温、反応時間等は前記
実施例と同様である。
Example 2 In the second step of Example 1, creosote oil (a mixture of polycyclic aromatic hydrocarbons such as naphthalene and anthracene) was used in place of naphthalene / benzene as a raw material for growing fiber. Then, this was melted by heating at 60 ° C., the resulting melt was filtered with a filter, and the gasified product was supplied together with a carrier gas into the reaction tube. The supply amount of the raw material for growing the fiber, the kind and supply amount of the carrier gas, the furnace temperature, the reaction time, etc. are the same as those in the above-mentioned embodiment.

【0051】得られた気相成長炭素繊維の収率は86%
であり、太さ成長速度は1.7μm/hであり、繊維割
合は92%であった。
The yield of the obtained vapor grown carbon fiber was 86%.
The thickness growth rate was 1.7 μm / h, and the fiber ratio was 92%.

【0052】(実施例3)(Example 3)

【0053】[0053]

【効果】この発明によると、高収率かつ短時間で効率よ
く、高品質の気相成長炭素繊維を製造することのでき
る、工業上有利な気相成長炭素繊維の製造方法を提供す
ることができる。
According to the present invention, it is possible to provide an industrially advantageous method for producing a vapor-grown carbon fiber, which can efficiently produce a high-quality vapor-grown carbon fiber in a high yield in a short time. it can.

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

【図1】図1は、この発明に係る気相成長炭素繊維の製
造方法の一例を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a method for producing a vapor-grown carbon fiber according to the present invention.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1・・・反応管、2・・・加熱炉、3・・・キャリアガ
ス供給ライン、4・・・素繊維生成用原料供給ポンプ、
5・・・太さ成長用原料供給ポンプ、6・・・素繊維生
成用原料タンク、7・・・太さ成長用原料タンク、8・
・・排気ライン、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reaction tube, 2 ... Heating furnace, 3 ... Carrier gas supply line, 4 ... Elementary fiber production raw material supply pump,
5 ... Thickness growth raw material supply pump, 6 ... Raw material fiber production raw material tank, 7 ... Thickness growth raw material tank, 8 ...
..Exhaust lines,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素化合物を含有する素繊維生成用原料
と金属化合物とを加熱して素繊維を生成する第一工程
と、この第一工程で生成した素繊維と多環式芳香族炭化
水素化合物およびその誘導体からなる群より選択される
少なくとも一種とを加熱して素繊維を太さ方向に成長さ
せる第二工程とを有することを特徴とする気相成長炭素
繊維の製造方法。
1. A first step of heating a raw material for producing an elementary fiber containing a carbon compound and a metal compound to produce an elementary fiber, an elementary fiber produced in the first step and a polycyclic aromatic hydrocarbon A second step of heating at least one selected from the group consisting of a compound and its derivative to grow the elementary fibers in the thickness direction, the method for producing a vapor-grown carbon fiber.
【請求項2】 炭素化合物を含有する素繊維生成用原料
と金属化合物とを加熱して素繊維を生成する第一工程
と、この第一工程で生成した素繊維と炭素化合物として
多環式芳香族炭化水素化合物およびその誘導体からなる
群より選択される少なくとも一種のみとを加熱して素繊
維を太さ方向に成長させる第二工程とを有することを特
徴とする気相成長炭素繊維の製造方法。
2. A first step in which a raw material for producing a fiber containing a carbon compound and a metal compound are heated to produce a fiber, and the fiber produced in the first step and a polycyclic aroma as the carbon compound. A second step of heating at least one selected from the group consisting of group hydrocarbon compounds and derivatives thereof to grow elementary fibers in the thickness direction, a method for producing a vapor-grown carbon fiber. .
【請求項3】 前記第1工程における炭素化合物が多環
式芳香族炭化水素化合物を除く炭素化合物である前記請
求項1または2に記載の気相成長炭素繊維の製造方法。
3. The method for producing a vapor-grown carbon fiber according to claim 1, wherein the carbon compound in the first step is a carbon compound excluding a polycyclic aromatic hydrocarbon compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106435839A (en) * 2016-10-31 2017-02-22 哈尔滨天顺化工科技开发有限公司 Static electricity discharge system for carbon fiber raw material polymerization production

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