JPH07102423A - 黒鉛質フィブリル材料 - Google Patents
黒鉛質フィブリル材料Info
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- JPH07102423A JPH07102423A JP5226043A JP22604393A JPH07102423A JP H07102423 A JPH07102423 A JP H07102423A JP 5226043 A JP5226043 A JP 5226043A JP 22604393 A JP22604393 A JP 22604393A JP H07102423 A JPH07102423 A JP H07102423A
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Classifications
-
- 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
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-
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規黒鉛質フィブリル及びその凝集体の提
供。 【構成】 黒鉛質フィブリルであって、繊維の直径が
0.0035〜0.075μm、X線回折法による炭素
六方網平面の面間隔が3.36〜3.53オングストロ
ームのフィブリルが絡みあった平均粒径0.1〜100
μmの凝集体によりなる黒鉛質フィブリル材料。 【効果】 結晶性と純度が高く、導電性、化学的安定
性、溶媒吸収性、補強性などに優れている。
供。 【構成】 黒鉛質フィブリルであって、繊維の直径が
0.0035〜0.075μm、X線回折法による炭素
六方網平面の面間隔が3.36〜3.53オングストロ
ームのフィブリルが絡みあった平均粒径0.1〜100
μmの凝集体によりなる黒鉛質フィブリル材料。 【効果】 結晶性と純度が高く、導電性、化学的安定
性、溶媒吸収性、補強性などに優れている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、黒鉛質フィブリルおよ
びその凝集体に関するものである。
びその凝集体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】気相法による得られる極めて細い炭素フ
ィブリルおよびその凝集体は、優れた導電性および補強
性を有し、電池の材料、導電性ゴムおよび導電性プラス
チックなどの用途に有用である。しかしながら、これら
は結晶性や純度の面で劣るところがあった。従って、よ
り高い導電性や純度が要求される用途に対しては問題が
あった。
ィブリルおよびその凝集体は、優れた導電性および補強
性を有し、電池の材料、導電性ゴムおよび導電性プラス
チックなどの用途に有用である。しかしながら、これら
は結晶性や純度の面で劣るところがあった。従って、よ
り高い導電性や純度が要求される用途に対しては問題が
あった。
【0003】例えば、特開昭62−500943号公報
や特開平2−503334号公報に記載されている炭素
フィブリルは、製造温度が400〜1200℃であり、
得られる炭素フィブリルの結晶性は小さく、隣接する層
の間隔は、単一結晶黒鉛に見られる間隔、すなわち、約
0.339〜0.348nmをほんの少し上回るにすぎ
ないはずと記述されている。また、後述するようにこれ
らの炭素フィブリルは、ラマン散乱スペクトル、X線回
折法、X線光電子分光法(XPS)、プラズマ発光分析
法(ICP−AES)などにより測定した結果、結晶性
が小さく、表面の炭素純度も高くなく、金属含有量も大
であった。
や特開平2−503334号公報に記載されている炭素
フィブリルは、製造温度が400〜1200℃であり、
得られる炭素フィブリルの結晶性は小さく、隣接する層
の間隔は、単一結晶黒鉛に見られる間隔、すなわち、約
0.339〜0.348nmをほんの少し上回るにすぎ
ないはずと記述されている。また、後述するようにこれ
らの炭素フィブリルは、ラマン散乱スペクトル、X線回
折法、X線光電子分光法(XPS)、プラズマ発光分析
法(ICP−AES)などにより測定した結果、結晶性
が小さく、表面の炭素純度も高くなく、金属含有量も大
であった。
【0004】特開昭61−225320号公報には、直
径1.3〜1.5μmの気相法炭素繊維を2500℃に
加熱して、X線回折法における面間隔(d002)が
3.36オングストローム(以下Aと略)のものが得ら
れている。また、特開昭61−225325号公報で
は、直径0.15μmの気相法炭素繊維を2400℃に
加熱して、d002が3.40A以下になるとの記載が
ある。
径1.3〜1.5μmの気相法炭素繊維を2500℃に
加熱して、X線回折法における面間隔(d002)が
3.36オングストローム(以下Aと略)のものが得ら
れている。また、特開昭61−225325号公報で
は、直径0.15μmの気相法炭素繊維を2400℃に
加熱して、d002が3.40A以下になるとの記載が
ある。
【0005】特開昭63−282313号公報では、直
径0.006μmの中空の気相法炭素繊維を2400℃
に加熱し、d002=3.36A、C軸方向の結晶子の
サイズLc=20A(100A以下)であることが記述
されている。しかしながら、結晶性および純度が高く、
連続的な熱炭素をもたず、フィブリル軸に実質的に平行
な複数の黒鉛質層を有する微細系状チューブ形態のフィ
ブリル、およびこれらが絡みあった特定粒径の凝集体に
ついては何ら記載がない。
径0.006μmの中空の気相法炭素繊維を2400℃
に加熱し、d002=3.36A、C軸方向の結晶子の
サイズLc=20A(100A以下)であることが記述
されている。しかしながら、結晶性および純度が高く、
連続的な熱炭素をもたず、フィブリル軸に実質的に平行
な複数の黒鉛質層を有する微細系状チューブ形態のフィ
ブリル、およびこれらが絡みあった特定粒径の凝集体に
ついては何ら記載がない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、結晶性およ
び純度が高い微細な黒鉛質フィブリル、およびこれが絡
みあった凝集体を提供することを目的とする。
び純度が高い微細な黒鉛質フィブリル、およびこれが絡
みあった凝集体を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維の直径が
0.0035〜0.075μm、繊維の長さ/繊維の直
径が10以上、X線回折法による炭素六方網平面(00
2)の両間隔(d002)が3.36〜3.53A、回
折角度(2θ)が25.2〜26.4度、2θのバンド
の半値幅が0.5〜3.1度、ラマン散乱スペクトルの
1570〜1578cm-1のバンドのピーク高さ(Ic)
と、1341〜1349cm-1のバンドのピーク高さ(I
a)の比(Ic/Ia)が1以上、X線光電子分光法
(XPS)におけるC1sとO1sの相対存在比(C1s/O
1s)が99/1以上、プラズマ発光分析法(誘導結合プ
ラズマ発光分析法:ICP−AES)による金属含有量
0.02%以下であり、規則配列した炭素原子が連続的
な多重層からなる外側領域と不連続な中空の内部コアー
領域とを有し、各層とコアーがフィブリルの円柱軸の周
囲に同心的に配置されている黒鉛質フィブリルが絡みあ
った平均粒径0.1〜100μmの凝集体より主として
なることを特徴とする黒鉛質フィブリル材料を提供す
る。
0.0035〜0.075μm、繊維の長さ/繊維の直
径が10以上、X線回折法による炭素六方網平面(00
2)の両間隔(d002)が3.36〜3.53A、回
折角度(2θ)が25.2〜26.4度、2θのバンド
の半値幅が0.5〜3.1度、ラマン散乱スペクトルの
1570〜1578cm-1のバンドのピーク高さ(Ic)
と、1341〜1349cm-1のバンドのピーク高さ(I
a)の比(Ic/Ia)が1以上、X線光電子分光法
(XPS)におけるC1sとO1sの相対存在比(C1s/O
1s)が99/1以上、プラズマ発光分析法(誘導結合プ
ラズマ発光分析法:ICP−AES)による金属含有量
0.02%以下であり、規則配列した炭素原子が連続的
な多重層からなる外側領域と不連続な中空の内部コアー
領域とを有し、各層とコアーがフィブリルの円柱軸の周
囲に同心的に配置されている黒鉛質フィブリルが絡みあ
った平均粒径0.1〜100μmの凝集体より主として
なることを特徴とする黒鉛質フィブリル材料を提供す
る。
【0008】本発明の黒鉛質フィブリルの直径は0.0
035〜0.075μmであり、好ましくは0.005
〜0.05μm、さらに好ましくは0.007〜0.0
4μmである。直径が0.0035μm未満のものは製
造が困難であり、0.075μmを超えるものは表面積
が小さくなり、補強性、導電性、吸着性などの効果が低
下する。また、黒鉛質フィブリルの繊維の長さ/繊維の
直径は10以上、好ましくは50以上、さらに好ましく
は100以上である。この比が10未満では補強性や導
電性が十分でなく、またフィブリルが絡みあった凝集体
構造をとりにくい。
035〜0.075μmであり、好ましくは0.005
〜0.05μm、さらに好ましくは0.007〜0.0
4μmである。直径が0.0035μm未満のものは製
造が困難であり、0.075μmを超えるものは表面積
が小さくなり、補強性、導電性、吸着性などの効果が低
下する。また、黒鉛質フィブリルの繊維の長さ/繊維の
直径は10以上、好ましくは50以上、さらに好ましく
は100以上である。この比が10未満では補強性や導
電性が十分でなく、またフィブリルが絡みあった凝集体
構造をとりにくい。
【0009】黒鉛質フィブリルのX線回折法による炭素
六方網平面(002)の面間隔(d002)は3.36
〜3.53A、好ましくは3.38〜3.48A、回折
角度(2θ)が25.2〜26.4度、好ましくは2
5.8〜26.3度、2θのバンドの半値幅が0.5〜
3.1度、好ましくは0.6〜1.6度である。面間隔
が3.53Aを超えるか、回折角度が25.2度未満の
場合は、結晶性が不十分で導電性が低下する。面間隔が
3.36A未満、回折角度が26.4度を超えるもの
は、製造が困難である。
六方網平面(002)の面間隔(d002)は3.36
〜3.53A、好ましくは3.38〜3.48A、回折
角度(2θ)が25.2〜26.4度、好ましくは2
5.8〜26.3度、2θのバンドの半値幅が0.5〜
3.1度、好ましくは0.6〜1.6度である。面間隔
が3.53Aを超えるか、回折角度が25.2度未満の
場合は、結晶性が不十分で導電性が低下する。面間隔が
3.36A未満、回折角度が26.4度を超えるもの
は、製造が困難である。
【0010】2θのバンドの半値幅が0.5度未満のも
のは製造が困難であり、3.1度を超えると結晶性が不
十分で導電性が低下する。ラマン散乱スペクトルの15
70〜1578cm-1バンドのピーク高さ(Ic)と、1
341〜1349cm-1バンドのピーク高さ(Ia)の比
(Ic/Ia)が1以上、好ましくは2以上、XPSに
よるC1s/O1sの比は99/1以上であり、好ましくは
99.5/0.5以上、さらに好ましくは99.8/
0.2以上である。また、ICP−AESによる金属含
有量は0.02%(重量)以下、好ましくは0.01%
以下、特に好ましくは0.005%以下である。C1s/
O1s比が99/1未満、または金属含有量が0.02%
を超えると、電池材料など化学反応をきらう用途に望ま
しくない。黒鉛質炭素フィブリルが絡みあってなる凝集
体の平均粒径は0.1〜100μm、好ましくは0.2
〜30μm、さらに好ましくは0.3〜10μmであ
る。平均粒径が0.1μmより小さいものは製造が困難
であり、平均粒径100μm以上では分散性、導電性、
補強性などが低下する。
のは製造が困難であり、3.1度を超えると結晶性が不
十分で導電性が低下する。ラマン散乱スペクトルの15
70〜1578cm-1バンドのピーク高さ(Ic)と、1
341〜1349cm-1バンドのピーク高さ(Ia)の比
(Ic/Ia)が1以上、好ましくは2以上、XPSに
よるC1s/O1sの比は99/1以上であり、好ましくは
99.5/0.5以上、さらに好ましくは99.8/
0.2以上である。また、ICP−AESによる金属含
有量は0.02%(重量)以下、好ましくは0.01%
以下、特に好ましくは0.005%以下である。C1s/
O1s比が99/1未満、または金属含有量が0.02%
を超えると、電池材料など化学反応をきらう用途に望ま
しくない。黒鉛質炭素フィブリルが絡みあってなる凝集
体の平均粒径は0.1〜100μm、好ましくは0.2
〜30μm、さらに好ましくは0.3〜10μmであ
る。平均粒径が0.1μmより小さいものは製造が困難
であり、平均粒径100μm以上では分散性、導電性、
補強性などが低下する。
【0011】本発明の凝集体のサイズの説明において、
「平均粒径」と「90%径」の語句を用いる。これは次
のように定義されるものである。粒径をdとし、その粒
径における体積分率Vdを確率変数とする分布を粒度分
布をDと呼ぶ。この粒度分布Dにおいて、体積分率の最
小の粒径からある粒径まで足し合わせた合計が全体の半
分となるような特定の粒径を平均粒径dmと定義する。
同様に、体積分率を最小の粒径からある粒径まで足し合
わせた合計が全体の9割となるような特定の粒径を90
%と定義する。
「平均粒径」と「90%径」の語句を用いる。これは次
のように定義されるものである。粒径をdとし、その粒
径における体積分率Vdを確率変数とする分布を粒度分
布をDと呼ぶ。この粒度分布Dにおいて、体積分率の最
小の粒径からある粒径まで足し合わせた合計が全体の半
分となるような特定の粒径を平均粒径dmと定義する。
同様に、体積分率を最小の粒径からある粒径まで足し合
わせた合計が全体の9割となるような特定の粒径を90
%と定義する。
【0012】本発明において使用される黒鉛質フィブリ
ル材料は、主として直径0.0035〜0.075μm
の微細糸状の黒鉛質フィブリルが互いに絡みあった凝集
体からなる。炭素フィブリル材料中の凝集体の割合は、
好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上で
ある。凝集体の粒径の測定は、次のようにして行なう。
炭素フィブリル材料を界面活性剤水溶液に入れて、超音
波ホモジナイザーで処理して水分散液とする。この水分
散液を試料として、レーザー回折散乱式粒度分布計を用
いて測定する。
ル材料は、主として直径0.0035〜0.075μm
の微細糸状の黒鉛質フィブリルが互いに絡みあった凝集
体からなる。炭素フィブリル材料中の凝集体の割合は、
好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上で
ある。凝集体の粒径の測定は、次のようにして行なう。
炭素フィブリル材料を界面活性剤水溶液に入れて、超音
波ホモジナイザーで処理して水分散液とする。この水分
散液を試料として、レーザー回折散乱式粒度分布計を用
いて測定する。
【0013】本発明の黒鉛質ファブリル、およびこれが
絡みあった凝集体より主としてなる黒鉛質フィブリル材
料は、例えば特開平2−503334号公報や、特開昭
62−500943号公報に記載の方法で製造した炭素
フィブリルを原料にして、そのまま、あるいは酸または
アルカリ処理により触媒担体の除去などの化学的処理や
粉砕処理にて所定の粒径に調整してから、または両者を
行なってから、真空下もしくはアルゴン、ヘリウム、窒
素などの不活性ガス雰囲気化で2000〜3500℃に
て、好ましくは2300〜3000℃、さらに好ましく
は2400℃以上、特に好ましくは2450℃以上に加
熱することによって製造することができる。炭素フィブ
リルをそのまま加熱処理する場合は、加熱後、化学処理
や粉砕処理を行なうことによって目的物を得ることがで
きる。
絡みあった凝集体より主としてなる黒鉛質フィブリル材
料は、例えば特開平2−503334号公報や、特開昭
62−500943号公報に記載の方法で製造した炭素
フィブリルを原料にして、そのまま、あるいは酸または
アルカリ処理により触媒担体の除去などの化学的処理や
粉砕処理にて所定の粒径に調整してから、または両者を
行なってから、真空下もしくはアルゴン、ヘリウム、窒
素などの不活性ガス雰囲気化で2000〜3500℃に
て、好ましくは2300〜3000℃、さらに好ましく
は2400℃以上、特に好ましくは2450℃以上に加
熱することによって製造することができる。炭素フィブ
リルをそのまま加熱処理する場合は、加熱後、化学処理
や粉砕処理を行なうことによって目的物を得ることがで
きる。
【0014】粉砕の手段には、例えば気流式粉砕機(ジ
ェットミル)または衝撃式粉砕機がある。これらの粉砕
機は連続運転が可能であり、ボールミル、振動ミルなど
と比較して単位時間あたりの処理量も大きいため、粉砕
コストを低く抑えることができる。さらに、分級機構を
粉砕機内に設けたり、サイクロンなどの分級機をライン
中に設けることにより、粒度分布の狭い均一な炭素フィ
ブリル凝集体を得ることができるので好ましい。加熱方
法については特に限定されないが、例えば電気炉加熱、
赤外線加熱、プラズマ加熱、レーザー加熱、電磁誘導加
熱、燃焼熱利用、反応熱利用などいずれを用いてもよ
い。加熱時間は特に制限はないが、通常、5〜60分で
ある。
ェットミル)または衝撃式粉砕機がある。これらの粉砕
機は連続運転が可能であり、ボールミル、振動ミルなど
と比較して単位時間あたりの処理量も大きいため、粉砕
コストを低く抑えることができる。さらに、分級機構を
粉砕機内に設けたり、サイクロンなどの分級機をライン
中に設けることにより、粒度分布の狭い均一な炭素フィ
ブリル凝集体を得ることができるので好ましい。加熱方
法については特に限定されないが、例えば電気炉加熱、
赤外線加熱、プラズマ加熱、レーザー加熱、電磁誘導加
熱、燃焼熱利用、反応熱利用などいずれを用いてもよ
い。加熱時間は特に制限はないが、通常、5〜60分で
ある。
【0015】
【実施例】本発明を実施例1〜3および比較例1、2と
参考例1〜3によってさらに具体的に説明するが、いか
なる場合においても実施例によって特許請求の範囲に記
載された発明の範囲が限定されるものではない。
参考例1〜3によってさらに具体的に説明するが、いか
なる場合においても実施例によって特許請求の範囲に記
載された発明の範囲が限定されるものではない。
【0016】実施例1 原料の炭素フィブリル材料として、リン酸処理および粉
砕処理済みのフィブリルの直径が0.013μm、凝集
体の平均粒計3.5μm、凝集体の90%径8.2μm
のものを用い、ヘリウムガス加圧下誘導加熱炉にて24
50℃で60分加熱した。得られた黒鉛質フィブリルを
透過型電顕にて測定した結果、フィブリルは、フィブリ
ル軸に実質的に平行な黒鉛質層を有する微細糸状チュー
ブ形態であり、フィブリルの直径は原料と変らず、フィ
ブリルが絡みあった凝集体の構造は球状もしくは楕円状
であった。凝集体の平均粒径は3.2μm、90%径は
6.4μmであった。ラマン分析によるIc/Ia比、
X線回折法、XPSによるC1s/O1s比、プラズマ発光
分析法による金属含有量(主成分は鉄)分析の結果を表
1に示す。
砕処理済みのフィブリルの直径が0.013μm、凝集
体の平均粒計3.5μm、凝集体の90%径8.2μm
のものを用い、ヘリウムガス加圧下誘導加熱炉にて24
50℃で60分加熱した。得られた黒鉛質フィブリルを
透過型電顕にて測定した結果、フィブリルは、フィブリ
ル軸に実質的に平行な黒鉛質層を有する微細糸状チュー
ブ形態であり、フィブリルの直径は原料と変らず、フィ
ブリルが絡みあった凝集体の構造は球状もしくは楕円状
であった。凝集体の平均粒径は3.2μm、90%径は
6.4μmであった。ラマン分析によるIc/Ia比、
X線回折法、XPSによるC1s/O1s比、プラズマ発光
分析法による金属含有量(主成分は鉄)分析の結果を表
1に示す。
【0017】実施例2 実施例1において加熱を2400℃にて行なったほか
は、実施例1と同様の原料を用い同様の分析を行なっ
た。結果を表1に示す。
は、実施例1と同様の原料を用い同様の分析を行なっ
た。結果を表1に示す。
【0018】比較例と参考例 比較例1は原料炭素フィブリル(A)の形態と分析結果
であり、比較例2は加熱温度が1800℃で60分行な
った。これらの結果を表1、表2に示す。また、参考例
1としてアセチレンブラック(電気化学社製:AB)、
参考例2としてケッチレンブラックEC−DJ−500
(ライオンアクゾ社販売:KB)、および参考例3とし
て黒鉛の分析結果を表2に示した。
であり、比較例2は加熱温度が1800℃で60分行な
った。これらの結果を表1、表2に示す。また、参考例
1としてアセチレンブラック(電気化学社製:AB)、
参考例2としてケッチレンブラックEC−DJ−500
(ライオンアクゾ社販売:KB)、および参考例3とし
て黒鉛の分析結果を表2に示した。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】実施例3 内径8mm、高さ80mmのデルリン製セルに100mgの
実施例1の黒鉛質フィブリルを入れ、銅製のシリンダー
兼電極で圧縮したときの電気抵抗値(電気伝導度)を測
定した結果を、比較例1の原料の炭素フィブリルについ
て測定した結果と併せて表3に示す。
実施例1の黒鉛質フィブリルを入れ、銅製のシリンダー
兼電極で圧縮したときの電気抵抗値(電気伝導度)を測
定した結果を、比較例1の原料の炭素フィブリルについ
て測定した結果と併せて表3に示す。
【0022】
【表3】
【0023】また、圧縮時の圧力と抵抗値の関係からみ
て、2450℃で得られたフィブリルはこの関係がほぼ
逆比例しており、原料のフィブリルに比べ小さいことか
ら、圧縮成形性が良好であることがわかった。
て、2450℃で得られたフィブリルはこの関係がほぼ
逆比例しており、原料のフィブリルに比べ小さいことか
ら、圧縮成形性が良好であることがわかった。
【0024】
【発明の効果】本発明の微細なチューブ形態の黒鉛質フ
ィブリルおよびこれが絡みあった凝集体より主としてな
る黒鉛質フィブリル材料は高い結晶性と純度を有し、導
電性と補強性、化学的安定性、溶媒吸収性および成形性
が良好なため、マンガン電池やアルカリ電池、リチウム
電池などの電池材料や、ゴム、樹脂、セラミックス、セ
メント、パルフなどに配合して優れた導電性や補強効果
を上げることができる。
ィブリルおよびこれが絡みあった凝集体より主としてな
る黒鉛質フィブリル材料は高い結晶性と純度を有し、導
電性と補強性、化学的安定性、溶媒吸収性および成形性
が良好なため、マンガン電池やアルカリ電池、リチウム
電池などの電池材料や、ゴム、樹脂、セラミックス、セ
メント、パルフなどに配合して優れた導電性や補強効果
を上げることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 繊維の直径が0.0035〜0.075
μm、繊維の長さ/繊維の直径が10以上、X線回折法
による炭素六方網平面(002)の面間隔(d002)
が3.36〜3.53オングストローム、回折角度(2
θ)が25.2〜26.4度、2θのバンドの半値幅が
0.5〜3.1度、ラマン散乱スペクトルの1570〜
1578cm-1のバンドのピーク高さ(Ic)と、134
1〜1349cm-1のバンドのピーク高さ(Ia)の比
(Ic/Ia)が1以上、X線光電子分光法におけるC
1sとO1sの相対存在比(C1s/O1s)が99/1以上、
プラズマ発光分析法による金属含有量0.02%以下で
あり、規則配列した炭素原子が連続的な多重層からなる
外側領域と不連続な中空の内部コアー領域とを有し、各
層とコアーがフィブリルの円柱軸の周囲に同心的に配置
されている黒鉛質フィブリルが絡みあった平均粒径0.
1〜100μmの凝集体より主としてなることを特徴と
する黒鉛質フィブリル材料。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226043A JPH07102423A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 黒鉛質フィブリル材料 |
| DE69424554T DE69424554T2 (de) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Gegenstand auf basis von graphitfibrillen |
| JP7508803A JPH09502487A (ja) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | 黒鉛フィブリル材料 |
| AT95904740T ATE193068T1 (de) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Gegenstand auf basis von graphitfibrillen |
| US08/612,914 US20020068033A1 (en) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Graphite fibril material |
| KR1019960701213A KR100312282B1 (ko) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | 흑연피브릴물질 |
| CA002171463A CA2171463C (en) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Graphite fibril material |
| EP95904740A EP0717795B1 (en) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Graphite fibril material |
| PT95904740T PT717795E (pt) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Material de fibrilas de grafite |
| ES95904740T ES2145262T3 (es) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Material de fibrillas de grafito. |
| AU15103/95A AU688451B2 (en) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Graphite fibril material |
| PCT/US1994/010169 WO1995007380A2 (en) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | Graphite fibril material |
| US10/601,033 US20040126307A1 (en) | 1993-09-10 | 2003-06-20 | Graphite fibril material |
| US11/515,264 US20070003473A1 (en) | 1993-09-10 | 2006-08-31 | Graphite fibril material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5226043A JPH07102423A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 黒鉛質フィブリル材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07102423A true JPH07102423A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=16838893
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5226043A Pending JPH07102423A (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 黒鉛質フィブリル材料 |
| JP7508803A Pending JPH09502487A (ja) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | 黒鉛フィブリル材料 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7508803A Pending JPH09502487A (ja) | 1993-09-10 | 1994-09-09 | 黒鉛フィブリル材料 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US20020068033A1 (ja) |
| EP (1) | EP0717795B1 (ja) |
| JP (2) | JPH07102423A (ja) |
| KR (1) | KR100312282B1 (ja) |
| AT (1) | ATE193068T1 (ja) |
| AU (1) | AU688451B2 (ja) |
| CA (1) | CA2171463C (ja) |
| DE (1) | DE69424554T2 (ja) |
| ES (1) | ES2145262T3 (ja) |
| PT (1) | PT717795E (ja) |
| WO (1) | WO1995007380A2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082533A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-19 | Showa Denko Kk | 気相法炭素繊維およびその用途 |
| KR100472123B1 (ko) * | 2002-10-17 | 2005-03-10 | (주)넥센나노텍 | 중공형 나노 탄소섬유 제조법 |
| KR100542095B1 (ko) * | 2002-10-17 | 2006-01-10 | (주)넥센나노텍 | 극세 섬유상 나노탄소 제조법 |
| JP2006143576A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | Samsung Sdi Co Ltd | カーボンナノチューブ,カーボンナノチューブを含む電子放出源,電子放出源を備えた電子放出素子および電子放出素子の製造方法 |
| JP2006306960A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Teijin Chem Ltd | カーボンナノチューブを含有する樹脂組成物、およびカーボンナノチューブ配合用濃縮物 |
| CN115074866A (zh) * | 2016-02-05 | 2022-09-20 | 帝人株式会社 | 碳纤维集合体及其制造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE380895T1 (de) * | 1996-09-17 | 2007-12-15 | Hyperion Catalysis Int | Plasma-behandelte kohlenstoffibrillen und herstellungsverfahren |
| JP3844564B2 (ja) * | 1997-07-18 | 2006-11-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 中空状マイクロファイバー及びその製造法 |
| US8620059B2 (en) | 2007-12-13 | 2013-12-31 | Fpinnovations | Characterizing wood furnish by edge pixelated imaging |
| EP2251465B1 (en) | 2008-03-06 | 2017-04-19 | Ube Industries, Ltd. | Fine carbon fiber, fine short carbon fiber, and manufacturing method for said fibers |
| CA2730278A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Grantadler Corporation | Needle for subcutaneous port |
| US9388048B1 (en) * | 2008-10-08 | 2016-07-12 | University Of Southern California | Synthesis of graphene by chemical vapor deposition |
| KR101501599B1 (ko) * | 2008-10-27 | 2015-03-11 | 삼성전자주식회사 | 그라펜 시트로부터 탄소화 촉매를 제거하는 방법 및 그라펜시트의 전사 방법 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5165909A (en) * | 1984-12-06 | 1992-11-24 | Hyperion Catalysis Int'l., Inc. | Carbon fibrils and method for producing same |
| US5707916A (en) * | 1984-12-06 | 1998-01-13 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Carbon fibrils |
| CA1321863C (en) * | 1986-06-06 | 1993-09-07 | Howard G. Tennent | Carbon fibrils, method for producing the same, and compositions containing same |
| US4923637A (en) * | 1987-06-24 | 1990-05-08 | Yazaki Corporation | High conductivity carbon fiber |
| US5011566A (en) * | 1989-03-15 | 1991-04-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of manufacturing microscopic tube material |
| JP2862578B2 (ja) * | 1989-08-14 | 1999-03-03 | ハイピリオン・カタリシス・インターナシヨナル・インコーポレイテツド | 樹脂組成物 |
| US5271917A (en) * | 1989-09-15 | 1993-12-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Activation of carbon fiber surfaces by means of catalytic oxidation |
| US5677082A (en) * | 1996-05-29 | 1997-10-14 | Ucar Carbon Technology Corporation | Compacted carbon for electrochemical cells |
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1993
- 1993-09-10 JP JP5226043A patent/JPH07102423A/ja active Pending
-
1994
- 1994-09-09 EP EP95904740A patent/EP0717795B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-09 CA CA002171463A patent/CA2171463C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1994-09-09 AT AT95904740T patent/ATE193068T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1994-09-09 KR KR1019960701213A patent/KR100312282B1/ko not_active Expired - Fee Related
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- 1994-09-09 DE DE69424554T patent/DE69424554T2/de not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-06-20 US US10/601,033 patent/US20040126307A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-08-31 US US11/515,264 patent/US20070003473A1/en not_active Abandoned
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082533A (ja) * | 2001-09-10 | 2003-03-19 | Showa Denko Kk | 気相法炭素繊維およびその用途 |
| KR100472123B1 (ko) * | 2002-10-17 | 2005-03-10 | (주)넥센나노텍 | 중공형 나노 탄소섬유 제조법 |
| KR100542095B1 (ko) * | 2002-10-17 | 2006-01-10 | (주)넥센나노텍 | 극세 섬유상 나노탄소 제조법 |
| JP2006143576A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | Samsung Sdi Co Ltd | カーボンナノチューブ,カーボンナノチューブを含む電子放出源,電子放出源を備えた電子放出素子および電子放出素子の製造方法 |
| JP2006306960A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Teijin Chem Ltd | カーボンナノチューブを含有する樹脂組成物、およびカーボンナノチューブ配合用濃縮物 |
| CN115074866A (zh) * | 2016-02-05 | 2022-09-20 | 帝人株式会社 | 碳纤维集合体及其制造方法 |
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