JPS62263377A - 表面にアミノ基を有する気相成長法炭素質繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は表面にアミノ基を有する気相成長法炭素質繊維
（二関するものである。

（従来の技術） 炭素質繊維は、その優れた機械的物性から各種複合材料
として急速（−伸びつつある材料である。

従来の炭素質繊維は有機繊維を焼結して炭化させる等の
方法により製造されていたが、最近炭化水素類の熱分解
および触媒反応によって炭素質繊維を生成させる気相成
長法炭素質繊維の製造が試みられている。

気相成長法炭素質繊維は、従来のもの（＝比較して、優
れた結晶性、配向性および高強度を有し、また該繊維か
ら得られた不織布、積層体等は電気伝導性を有している
ので砥池の電極材、発熱体等に使用され、またその耐熱
、耐薬品性細径であることを利用してフィルターや触媒
担持体、吸着剤等に用いられようとしている。

例えば、特願昭乙０−タ♂♂２３号には気相成長法炭素
質繊維を吸着剤に用いる事が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記気相成長法炭素質繊維は黒鉛または
黒鉛に容易に転化する炭素の層が実質的（二長手軸に平
行（二手輪状（＝配列した構造であり、化学的（ユ不活
性である。そのため（＝複合材料として用いる場合、マ
トリックス樹脂への分散性、接着性が低（、該繊維の持
つ、力学的特性を十分に生かすことができない。また、
触媒担持体として用いる場合（＝は物理吸着のみで該繊
維に融媒を担持するだけであるために、触媒の流出が避
けられず、繰り返し使用（二実用的（＝耐ええない。ま
た、吸着剤として利用する場合、細孔による物理吸着に
よるため、選択的特異的吸着を行なうことができない等
の欠点を有する。

本発明の目的は、上記（二例示した従来技術の欠点をな
くし、気相成長法炭素質繊維の優れた力学的、熱的、電
気的性質に加えて、表面にアミノ基を導入することによ
り、化学的に活性として、様々な用途に利用可能な表面
にアミノ基を有する気相成長法炭素質繊維を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、気相成長法による炭素質繊維であり、表面に
アミノ基が導入されてなることを特徴とする表面にアミ
ノ基を有する気相成長法炭素質繊維である。

本発明でいう気相成長法炭素質繊維とは炭化水素類と特
定の有機金属化合物の混合液を必要に応じてキャリアー
ガスと共に加熱帯域に導入し、炭化水素類を熱分解、触
媒反応させること：：より製造される炭素質繊維である
。ここでいう炭素質繊維とは、熱処理により種々の程度
（：黒鉛化した繊維も含む。製造方法は例えば、特開昭
！♂−／♂０乙７号公報、特願昭ｊ９−♂３４ｔ９ｊ号
、特願昭ｊ９−２３３ｊｊＯ号、特開昭６Ｏ−ｊ４ｔ９
？♂号公報、特願昭乙０−／２３２０／号等に開示され
ている。

本発明でいう表面（＝導入されるアミノ基量は気相成長
法炭素質繊維／を当り、０．００７μ２当匿以上、／を
当量以下、好ましくは０．０７μ？当量以上、特に好ま
しくはｏ、ｏ　ｒμを当量以上、／を当量以下である。

θ、００７μ２当量以下の導入量では改質効果が顕著で
ない。またアミノ基以外の官能基が導入されても何らさ
しされりなく、相乗効果も期待できる場合がある。例え
ば、複合材料として用いる場合はアミノ基に加えてフェ
ノール性水酸基、アルコール性水酸基、カルボン酸基、
酸無水物基、カルボキシル基、アミド基、イミン基、エ
ポキシ基、イソシアナート基、チオール基等を導入すれ
ばよい。

本発明において、アミノ基を導入する方法としては特＋
−４定されないが、例えば、アンモニア、有機アミン等
アミノ基を含有する化合物を用いて、低温プラズマ処理
する方法、紫外線、放射線、電子線、イオンビーム、プ
ラズマ等物理的方法により気相成長法炭素質繊維の表面
に活性基を生成し、更（ユこの活性基と反応するアミノ
基を含有した化合物を該繊維（：接触させることにより
、アミノ基を導入する方法も用いることができる。また
、芳香族にアミノ基を導入することが可能な化学的方法
を用いることももちろん可能である。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的（：説明する。

実施例／ ベンゼンと鉄カルボニルの混合液をキャリヤガスとして
水素ガスととも（二／／６０℃の炉内に供給して熱分解
することにより炭素質繊維を製造した。該炭素質繊維は
繊維の直径が０．７〜０．５３ｍであり、繊維長／繊維
径が１００−夕θ０である綿状物として得られた。

この繊維塊を７を収り、ジューサーにより粉砕した後、
アンモニアガス低温プラズマ処理を行いアミノ基を導入
した。処理条件はガス圧０．夕Ｔａｒｔ、出力１００Ｗ
、周波数７３．！乙ｖＨｚ　、処理時間５分であった。

得られた表面変性気相成長法炭素質繊維／ｆ当りのアミ
ノ基量をＮ／１００塩酸を用いて滴定により求めると／
♂μＶ当蝋であった。またＸ、　Ｐ、　８．１：ｌ−よ
り求めた表面組成は炭素タコモル係、窒素５モル幅、酸
素３モル幅であり、元素分析より求めたバルク組成は炭
素り♂モルチ、窒素０．７モル係以下、酸素０．５モル
幅、その他であった。

該繊維゛をエポキシ樹脂に分散させて、加熱硬化させた
エポキシ樹脂成形体は光学顕微鏡、走査型・磁子顕微鏡
（８，ＥｌＭ　）観察により分散性が優れていることが
みとめられた。破断面のＳ、Ｅ、Ｍ、観察（二より該繊
維のエポキシ樹脂に対する接看性が良好であることがみ
とめられた。

（発明の効果） 本発明（二よれば、気相成長法炭素質繊維（−官能基を
導入すること；二より、特異的吸着性を有するマトリッ
クス樹脂とのなじみがよい等の特殊な機能を付与するこ
とができ、気相成長法炭素質繊維が本来有する、優れた
力学的、熱的、磁気的性質と相乗的に作用して極めて有
用な素材を提供することができ、種々の用途への応用が
可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気相成長法による炭素質繊維であり、表面にアミノ基が
   導入されてなることを特徴とする表面にアミノ基を有す
   る気相成長法炭素質繊維