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JP4237381B2 - Vapor growth carbon fiber filling and method for producing vapor growth carbon fiber filling - Google Patents
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JP4237381B2 - Vapor growth carbon fiber filling and method for producing vapor growth carbon fiber filling - Google Patents

Vapor growth carbon fiber filling and method for producing vapor growth carbon fiber filling Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は気相成長炭素繊維充填物及び気相成長炭素繊維充填物の製造方法に関し、更に詳しくは、取り扱いが容易であり、加圧力が除去されてから時間が経過すると容易に元の嵩に戻ることのできる気相成長炭素繊維充填物及びそのような気相成長炭素繊維充填物を容易に製造することのできる方法に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
直径の大きな気相成長炭素繊維に比較して、直径が小さいが故にカーボンナノファイバーと称される気相成長炭素繊維がある。カーボンナノファイバーの集合体は、その製造直後では、一般に、極めて嵩高(低嵩密度)である。
【0003】
嵩高なカーボンナノファイバーの集合体を輸送するのは、単位体積当たりに含まれるカーボンナノファイバーの量が少ないので、輸送効率が悪い。輸送効率を高めるには、カーボンナノファイバーの集合体の嵩密度を高める必要がある。ところが、嵩密度の低いカーボンナノファイバーの集合体を容器内で圧縮してからその容器に蓋をするために圧縮力を除去すると、圧縮されていたカーボンナノファイバーの集合体全体がすぐに膨れ上がってしまう。つまり、容器内に圧縮されたカーボンナノファイバーの集合体が、加圧力を除去してからその容器に蓋をする迄の短時間の間に膨れ上がってしまうので、その容器に蓋をきっちりと装填するためには、圧力除去後きわめて迅速に蓋をしなければならないという制約が発生する。
【0004】
また、極めて短時間の内に、カーボンナノファイバーを充填した容器に迅速に蓋を装填することができたとしても、次にその蓋を容器から外した場合に、容器内のカーボンナノファイバーが元の嵩密度に復元しないという問題がある。例えば、平均繊維直径が20nmであり、アスペクト比が50以上であるカーボンナノファイバーの集合体を乾燥状態で約10MPで加圧してから、その加圧力を解放すると、圧縮されていたカーボンナノファイバーの集合体は膨らむもののその嵩密度が0.03g/cm3程度にしか復元されない。前記カーボンナノファイバーの集合体を約50MPで加圧してから、その加圧力を解放すると、圧縮されていたカーボンナノファイバーの集合体は膨らむもののその嵩密度が0.05g/cm3程度にしか復元されない。このようにカーボンナノファイバーの集合体が一旦加圧された後にその圧力が解放されたときに元の嵩密度に復元されないのは、加圧によりカーボンナノファイバーの一部が折損してしまうからと考えられる。
【0005】
また、折損して加圧前よりも短くなったカーボンナノファイバーを合成樹脂に分散することにより形成した複合材を導電性用途に用いても、その複合材は良好な導電性を示さないという問題点もある。
【0006】
ところで、カーボンナノファイバーを特定の用途に向けて使用する際に、カーボンナノファイバーを製造した後に種々の表面処理をすることがある。工業的な見地からすると、特定の用途に向けられたカーボンナノファイバーはできるだけ工程数を少なくして製造されることが望まれる。
【0007】
この発明は前記問題点を解決することを目的とする。すなわち、この発明の目的は、効率的な輸送及び貯蔵を行うことのできる程の大きな嵩密度で充填されてなり、しかも加圧力を除去しても直ちに元の嵩密度に戻らないが最終的に元の嵩密度と実質的に同じかそれに近い嵩密度に戻ることができ、次の用途に容易に用いることのできるカーボンナノファイバー充填物を提供することにある。
【0008】
この発明の他の目的は、前記カーボンナノファイバー充填物を容易に製造することのできる方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためのこの発明は、平均直径3〜200nmの気相成長炭素繊維を含有し、液体の存在下に0.1〜0.5g/cm3の嵩密度に圧縮されて気密性容器に充填され、前記液体を除去することにより前記嵩密度が復元することを特徴とする気相成長炭素繊維充填物であり、
平均直径3〜200nmの気相成長炭素繊維を液体と共に0.2〜50MPaで0.1〜0.5g/cm3の嵩密度に圧縮して気密性容器に充填し、前記液体を除去することにより前記嵩密度が復元することを特徴とする前記気相成長炭素繊維充填物の製造方法である。
【0010】
更に、前記課題を解決するためのこの発明は、平均直径3〜50nmの気相成長炭素繊維を含有し、液体の存在下に0.1〜0.5g/cm3の嵩密度に圧縮されて気密性容器に充填され、前記液体を除去することにより前記嵩密度が復元することを特徴とする気相成長炭素繊維充填物であり、
平均直径3〜50nmの気相成長炭素繊維の所定量を液体と共に0.2〜50MPaで圧縮して気密性容器に充填し、前記液体を除去することにより前記嵩密度が復元することを特徴とする前記気相成長炭素繊維充填物の製造方法であり、
前記液体が水及び/又はアルコール類である気相成長炭素繊維充填物の製造方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明に係る気相成長炭素繊維充填物は、所定の閉空間内例えば容器の中に所定の加圧力をもって液体の存在下に充填された気相成長炭素繊維の集合体であり、その所定の加圧力が除去されても直ちに元の嵩密度を有する気相成長炭素繊維の集合体に戻らず、その所定の加圧力が除去されてから時間が経過すると元の嵩密度の気相成長炭素繊維の集合体に戻る特性を有する。したがって、例えば容器内に充填された気相成長炭素繊維に加えられているその加圧手段による加圧力を除去した直後に、その容器の開口部に簡単に閉鎖部材例えば蓋をすることができ、またその蓋を取り去ったときにはそれまで容器内に充填されていた気相成長炭素繊維の充填物が膨張し、元の嵩密度を有する気相成長炭素繊維の集合体に戻る。故に、この発明に係る気相成長炭素繊維充填物は、閉空間例えば容器に大きな嵩密度で充填されているから、輸送及び貯蔵の効率化が達成され、また気相成長炭素繊維の後処理例えば気相成長炭素繊維の表面処理等を効率良く行うことができる。
【0012】
この気相成長炭素繊維充填物という集合体の要素である気相成長炭素繊維は、所定の平均直径を有していて、所定の嵩密度で閉空間例えば容器に圧縮、充填されて成る。
【0013】
更に言うと、この発明に係る気相成長炭素繊維は、その平均直径が、3〜200nm、好ましくは3〜50nmである。換言すると、平均直径が3〜50nmの範囲内にある気相成長炭素繊維の集合物が気相成長炭素繊維充填物として好ましい。その平均直径が3〜50nmの範囲内にある気相成長炭素繊維の集合体は、この発明の目的を殊によく達成することができる。
【0014】
もっとも、平均直径が3〜50nmの気相成長炭素繊維の集合体に更に直径の大きい気相成長炭素繊維が含有されることを許容することにより平均直径50〜200nm以下になる気相成長炭素繊維の集合体をもってこの発明における気相成長炭素繊維充填物とすることもできる。
【0015】
ここで、気相成長炭素繊維の平均直径は、走査型顕微鏡(SEM)または透過型顕微鏡(TEM)で、3万倍以上の倍率で得た写真から、任意に100本以上の繊維を選び、その繊維の外径を測定して平均することにより算出することができる。
【0016】
この気相成長炭素繊維は、そのアスペクト比が通常50を下らず、好ましくは100を下らない。なお、このアスペクト比は平均値である。前記気相成長炭素繊維の平均直径の測定と同様に、走査型顕微鏡又は透過型顕微鏡で3万倍以上の倍率で得られた写真から、任意に100本以上の繊維の直径及び外径を測定して平均することにより算出することができる。
【0017】
アスペクト比が少なくとも50であると、気相成長炭素繊維の通常の平均直径と相俟って、この気相成長炭素繊維を樹脂及びセラミック等の母材に分散混合した場合に導電性が良好に発現する。
【0018】
平均直径が3〜200nm、特に3〜50nmである気相成長炭素繊維は、例えば、特公昭60−54998号公報、特公昭62−49363号公報、特公平5−36521号公報、特開平9−324325号公報、特開平9−78360号公報等に記載された方法により製造することができる。
【0019】
一般的に言うと、気相成長炭素繊維は、次のようにして製造される。すなわち、高温度例えば900〜1200℃に加熱された反応領域に触媒金属源例えば例えばフェロセン等の有機遷移金属化合物などと炭素源例えば炭化水素、炭酸ガス又は一酸化炭素等とを導入することにより、触媒金属を生成させ、かつ炭素源の分解により発生する炭素を触媒金属の表面に成長させる。触媒金属の表面での炭素の成長は一方向に行われると共にその方向に直交する方向即ち太さ方向における成長も起こる。つまり、触媒金属から気相成長炭素繊維の軸方向に向かう炭素の成長即ち長さ成長と前記気相成長炭素繊維の太さが増大する方向の成長即ち太さ成長とが生起する。このとき、太さ成長を抑制し、長さ成長が優先する条件を選択することにより、この発明における好適な極細気相成長炭素繊維を製造することができる。
【0020】
この発明においては、気相成長炭素繊維は、閉空間例えば容器に充填されて成る。容器としては、特に制限がなく、気相成長炭素繊維を充填する閉空間の備わる容器であればよい。また、その容器の用途及び機能についても特に制限がない。好適な容器としては、気相成長炭素繊維を貯蔵し、又は輸送するために使用される缶等の容器を挙げることができる。
【0021】
後述するこの発明の方法により充填されて成る気相成長炭素繊維充填物は、液体を含有するので、長期間にわたって液体含有の気相成長炭素繊維充填物を容器中に収納し続ける場合には、その液体が揮発してしまうと気相成長炭素繊維充填物は圧縮以前の元の集合体の状態に戻ろうとするであろうから、前記容器としては耐圧性容器例えばドラム缶等の金属缶、ペール缶等のプラスチック缶等を使用することができる。又、気相成長炭素繊維充填物が液体を含んでいる限り前述したように圧縮以前の元の気相成長炭素繊維の集合体に戻ろうとはしないので、金属缶程の耐圧性がなくても気密に封じることができる限り、耐圧性の低い容器であっても良い。
【0022】
又、容器に充填したまま気相成長炭素繊維充填物を更に黒鉛化する場合には、その容器には耐熱性が要求される。そのような容器として例えば黒鉛製容器を挙げることができる。
【0023】
この発明においては、気相成長炭素繊維は、閉空間例えば容器の中に充填される。充填する際の加圧力は、0.2〜40MPa(2〜400kg/cm2)、好ましくは0.5〜20MPa(5〜200kg/cm2)、更に好ましくは1〜10MPa(10〜100kg/cm2)である。
【0024】
加圧力が前記範囲内にあること及び前記気相成長炭素繊維の平均直径が前記範囲内にあることにより、気相成長炭素繊維の嵩密度が0.1〜0.5g/cm3の範囲内に収まる。加圧力が前記範囲よりも大きいと、気相成長炭素繊維が折損するなどしてそのアスペクト比が低下し、ひいては複合材料としたときの導電性が低下することがある。
【0025】
また、加圧力が前記範囲よりも小さいと、気相成長炭素繊維の嵩密度が大きく成らず、嵩高い気相成長炭素繊維になって例えば運搬等の効率が低下する。
【0026】
加圧力を付与する方法としては、以下に示すようなプレス装置等を使用する手法を挙げることができる。
【0027】
図1に示されるように、このプレス装置6は、縦方向に軸線を有する筒体の形状に形成され、軸線方向に沿って設けられたピストン挿入路7とこのピストン挿入路7に連絡し、前記軸線方向に直交する方向に設けられた容器挿入路4とを備えて成る型3と、前記容器挿入路4内に挿入され、前記ピストン挿入路7の直下に配置される移動容器13と、前記容器挿入路4内に挿入され、前記ピストン挿入路7の直下に配置される底型11と、前記ピストン挿入路7内で進退可能に形成され、前記ピストン挿入路7内に挿入された気相成長炭素繊維を前記移動容器13内に押圧するピストン2とを備えて成る。
【0028】
前記型3は、図1及び図2に示されるように、立設するプレス枠1により支持されたプレス台5上に配置され、固定されている。前記容器挿入路4は、前記プレス台5の表面である上面と、前記型3の下端面を切り欠いて形成されるところの、型3の軸線に並行な向かい合う縦内壁と、前記軸線に直交する方向に形成された天井面とで、前記型3の下端において型3の軸線の直交する方向に設けられた空間である貫通孔8を備える。この貫通孔8における向かい合う縦内壁の間隔は、底型11が移動可能な寸法に設計される。
【0029】
この貫通孔8の天井面に、前記ピストン挿入路7の開口部が開口し、これによってピストン挿入路7と容器挿入路4とが連絡する。
【0030】
この容器挿入路4には前記底型11が出し入れされる。この底型11は、例えば前記開口部を閉鎖するに十分な直径を有する上端面を備えて成る。この底型11が前記開口部を閉鎖するように容器挿入路4内に配置されると、この底型11の上端面が前記ピストン挿入路7により形成される筒体状の空間における底面となる。
【0031】
この底型11は適宜の底型進退駆動手段(図示せず。)により、前記開口部を閉鎖し、あるいは開放することができるように、前記容器挿入路4内を進退することができるようになっている。
【0032】
前記移動容器13は、前記容器挿入路4内に挿入されることができ、この移動容器13が前記開口部の直下に位置するときに前記ピストン挿入路7内に装填された気相成長炭素繊維を支障なくピストン挿入路7内から移動容器13内に落下させることができるに足る上部開口部及び内部形状を有する。したがって、多くの場合、この移動容器13は上部開口部を有する円形の有底筒体である。しかもこの有底筒体である移動容器13における内径は、前記開口部の径よりも小さくないように、換言すると前記開口部の径と実質的に同じか僅かに大きく設計される。
【0033】
前記ピストン挿入路7内にはピストン2が進退可能に嵌合される。ピストン2は、プレス枠1の上部枠に取り付けられた油圧シリンダーにより進退可能に成っている。なお、図中、12で示されるのは底型11に取り付けられた支持桿であり、底型11を進退させる底型進退駆動手段と底型11とを結合している。
【0034】
以上のような構成を有するプレス装置6を用いて以下のように気相成長炭素繊維充填物が製造される。
【0035】
図3に示されるように、ピストン挿入路7の開口部を閉鎖するように底型11を容器挿入路4内に配置する。ピストン挿入路7内に気相成長炭素繊維の集合物14を装填する。この装填の際に、気相成長炭素繊維の集合物14に、後述する液体を添加する。なお、ピストン挿入路7内に装填された気相成長炭素繊維の集合体14に液体を添加しても良いが、予め適宜の容器内で気相成長炭素繊維と液体とを混合しておいて、その混合物をピストン挿入路7内に装填するようにしても良い。図4に示されるように、ピストン挿入路7内に装填された気相成長炭素繊維の集合物14に、ピストン2で圧縮する。図5に示されるようにピストン2による加圧を停止する。なお、図5においては、ピストン2をピストン挿入路7から抜去しているが、必ずしもピストン挿入路7からピストン2を抜去する必要はなく、気相成長炭素繊維が圧縮されないように、気相成長炭素繊維の集合物14からピストン2を離反させるだけでも良い。次いで、図6に示されるように、容器挿入路4から底型11を取り除き、移動容器13を容器挿入路4内に挿入し、その移動容器13を開口部直下に位置させる。なお、底型11を開口部直下から移動させても、圧縮された気相成長炭素繊維はピストン挿入路7の内周面に向かって広がろうとする力を生じているので圧縮された気相成長炭素繊維の集合物はその下方に底型11が存在していなくてもピストン挿入路7内に止まっている。その後に、図7に示されるように、ピストン挿入路7内でピストン2を下降させて圧縮された気相成長炭素繊維の圧縮集合体を移動容器13内に向かって押し下げ、気相成長炭素繊維の圧縮集合体を移動容器13内に充填する。なお、このとき、移動容器13内に移送された気相成長炭素繊維の集合体14を、ピストン2で更に押圧することにより、移動容器13内で気相成長炭素繊維の集合体14をピストン2で圧縮して充填しても良い。図8に示されるように、気相成長炭素繊維の集合体14を充填収容した移動容器13を容器挿入路4から取り出す。容器挿入路4から取り出された移動容器13に蓋をすることにより、移動容器13に充填された気相成長炭素繊維充填物が得られる。
【0036】
この発明においては、容器内に装填した気相成長炭素繊維を前記加圧力で加圧する際に、気相成長炭素繊維に液体を添加する。この液体としては、常温常圧下で液体であり、好ましくは粘度が30N・s/cm2(300ポイズ)を超えない液体である。具体的には、この液体として、有機溶媒、有機溶媒溶液、水、及び水溶液等を挙げることができる。この有機溶媒としては、アルコール類、ケトン類等の極性溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族有機溶媒、リグロイン、石油エーテル等の石油系溶媒等を挙げることができる。
【0037】
前記各種の液体の内、エタノール等の低級アルコール類及びアセトン等のケトン類は、気相成長炭素繊維間によく浸透し、気相成長炭素繊維の使用時点において除去するのが容易であるので、好ましい。また、灯油、重油等の石油類及びエチレングリコール等は長期にわたって気相成長炭素繊維を容器内に充填しておくのに都合が良い。というのは、長期にわたって容器内にこれら液体と共に気相成長炭素繊維充填物の集合体を保存しておいてもこれら液体が揮発、揮散しないので、液体が揮発することにより気相成長炭素繊維の集合物が元に戻ろうとする圧力が容器にかかることもないからである。また、これら液体と共に存在する気相成長炭素繊維は、ゴム等の母材に分散するときに特に油剤を使用する必要がないので、この点においても都合が良い。
【0038】
前記有機溶媒溶液としては有機溶媒例えばアルコール類と水との混合溶液を挙げることができる。有機溶媒のみを液体として使用すると、多くの場合有機溶媒は可燃性であるから、有機溶媒と気相成長炭素繊維との混合充填物は可燃物として危険があるところ、水との混合溶液にすると、その可燃性を低下させて安全である。場合によっては、液体として水又は有機溶媒のいずれかを採用することもできる。
【0039】
加圧の際にどのような液体を選択するかは、加圧処理された気相成長炭素繊維に施す後処理の内容及び用途により適宜に決定される。
【0040】
気相成長炭素繊維に液体を添加する方法としては、噴霧操作、液体散布操作、液体に気相成長炭素繊維を浸漬攪拌する操作等を挙げることができる。
【0041】
加圧処理後の気相成長炭素繊維に施す後処理としては、一旦エタノールと共に黒鉛容器に加圧充填した後、エタノールを蒸発除去して、黒鉛容器の中の気相成長炭素繊維の充填密度が高い状態で2000〜3000℃で熱処理するところの黒鉛化処理がある。
【0042】
この発明においては、前記気相成長炭素繊維1重量部に対する前記液体の添加量は、通常、0.3〜3重量部、好ましくは0.5〜2重量部である。添加量が前記範囲内にあることにより、加圧圧縮後、圧力を解放してもすぐには、嵩高状態に復元しない。また、前記範囲内で容器内に充填して、密閉すると、圧縮状態が維持されやすい。不必要に液体を多くしても、効果に変わりがなく重量が多くなるだけなので、無意味である。
【0043】
気相成長炭素繊維を前記加圧力で加圧する際の温度としては、添加する液体が蒸発、揮発乃至揮散しない程度の温度範囲が適宜に選択される。
【0044】
また、加圧時間は、気相成長炭素繊維の量にもよるが、通常数秒から1分程度で十分である。気相成長炭素繊維の集合体を加圧する場合、加圧時間を長期化させるよりも、加圧時間を短くして何度も所定の充填密度になるように加圧操作を繰り返すのが好ましい。
【0045】
この発明に係る気相成長炭素繊維は、前記のように、所定の平均直径を有する気相成長炭素繊維の所定量を容器に収容し、液体を添加してから、所定の加圧力でこの気相成長炭素繊維の集合体をプレスすると、嵩密度が0.1〜0.5g/cm3、好ましくは0.1〜0.4g/cm3の充填状態となる。
【0046】
このように特定の嵩密度に充填されたこの発明に係る気相成長炭素繊維の用途については前述した通りである。
【0047】
【実施例】
(実施例1)
内容積20リットルの容器に装填したところの、平均直径20nm、平均アスペクト比が小さくとも100であるカーボンナノファイバー(極細の気相成長炭素繊維)150gにエタノール150gを噴霧添加した。噴霧添加してから直ちにその容器の開口部に蓋をして密閉容器とし、その密閉容器を振盪することにより、内部の気相成長炭素繊維と液体とを良く混合して、混合物を得た。
【0048】
次いで、内径136mm、及び高さ200mmのシリンダー中に5等分した前記混合物を装入して、980.665×10-4Pa(100kg/cm2)の加圧力をもってピストンでシリンダー(底型)内の混合物を数回圧縮加圧した。その結果として圧縮された混合物を、内径140mm及び高さ60mmの黒鉛容器に、微圧を加えながら移し替えた。この操作を5回繰り返して黒鉛容器内を、圧縮された混合物で満杯にし、その後に黒鉛容器の開口部を蓋した。この蓋は、中央部に直径3mmの貫通孔8を有し、溝ネジで前記黒鉛容器の開口部に螺合されるように成っている。
【0049】
この黒鉛容器内の気相成長炭素繊維の嵩密度は0.19g/cm3であった。
【0050】
以上の条件で作成した試料を16個用意した。
【0051】
16個全ての試料を100℃の真空乾燥機に入れて一夜放置した。放置後に16個の試料を冷却してから2個の試料の蓋を開けたところ、いずれも中のカーボンナノファイバーが5リットル以上に膨れ上がって元の嵩高い状態に復帰してしまった。
【0052】
以上の実験事実は、容器中に気相成長炭素繊維を充填する際に液体が存在すると容器への気相成長炭素繊維の充填が円滑に行われるが、容器に気相成長炭素繊維を充填した後のその容器中の液体が揮発等により存在しなくなると充填圧縮された気相成長炭素繊維の集合体には嵩高に成ろうとする復元力が働くことを示す。
【0053】
残る14個の試料をアルゴン中で2800℃にて30分間かけて加熱処理を行った。その結果、容器内のカーボンナノファイバーが黒鉛化した。容器の蓋を取り外しても黒鉛化カーボンナノファイバーは膨れ上がらずに容器の内部に収まったままであった。
【0054】
なお、黒鉛化前のカーボンナノファイバーは結晶構造が完全ではなかったが、黒鉛化後のカーボンナノファイバーは結晶構造がほぼ完全であった。
【0055】
(実施例2)
14個の各容器から黒鉛化カーボンナノファイバーを取り出して軽くもみほぐしてから、水/エタノール(50:50容積比)混合液を黒鉛化カーボンナノファイバー50g当たり80gの割合で加え、10リットルの丸缶の直径に合わせたプレス機で147.09975×10-4Pa(15kg/cm2)の加圧力で円盤状に圧縮した。その後に、圧縮物を丸缶に入れた。合計約2kgの黒鉛化カーボンナノファイバーを丸缶に入れた後に全体を軽く圧縮してから、約2リットルに相当する発泡スチロールパッキンを挟んで、蓋をして密閉した。この丸缶には、黒鉛化カーボンナノファイバー2kgと水/エタノール混合液3.2kgとが充填された状態であった。カーボンナノファイバーの嵩密度は約0.25g/cm3である。
【0056】
1ヶ月の経過後に容器内の様子を観察したところ、丸缶の外見に異常がなく、蓋を取ると中から黒鉛化カーボンナノファイバーが少し盛り上がったけれど、湿っていて飛散することがなかった。
【0057】
(比較例1)
エタノールを使用しないことの外は前記実施例1と同様にしてカーボンナノファイバーを黒鉛容器に充填しようとしたが、黒鉛容器には約40g(0.05g/cm3)以上に詰めることができなかった。
【0058】
(実施例3)
平均直径約45nm及び平均アスペクト比が小さくとも100であるカーボンナノファイバー3.2kgとエタノール6.8kgとを用いたことの外は前記実施例1と同様にして10リットルの容器にカーボンナノファイバーを充填したところ、その嵩密度は、約0.40g/cm3であった。
【0059】
【発明の効果】
この発明によると、導電性を失わずに、しかも高い嵩密度で充填されて成る気相成長炭素繊維を提供することができ、また、高い嵩密度で充填されて成る気相成長炭素繊維の製造方法を提供することができる。
【0060】
また、この発明によると気相成長炭素繊維充填物はその圧力を解放すると時間の経過とともに嵩が復元して、次の用途に容易に用いることができる。
【0061】
そして、この発明によると、気相成長炭素繊維の集合体を大きな嵩密度に圧縮充填することができるので、気相成長炭素繊維の集合体の輸送、移送、搬送及び貯蔵が効率的に成る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明に係る方法を実施する一例としてのプレス装置の正面を示す概略模式説明図である。
【図2】図2は、この発明に係る方法を実施する一例としてのプレス装置を上面から見たときの概略模式説明図である。
【図3】図3は、前記図1に示されるプレス装置における型内に気相成長炭素繊維の集合体を装填した状態を示す概略模式説明図である。
【図4】図4は、前記図1に示されるプレス装置における型内に装填した気相成長炭素繊維の集合体をピストンで加圧する状態を示す概略模式説明図である。
【図5】図5は、前記図1に示されるプレス装置における型内で圧縮された気相成長炭素繊維の集合体からピストンが離反した状態を示す概略模式説明図である。
【図6】図6は、前記図1に示されるプレス装置における型内で圧縮された気相成長炭素繊維の集合体の直下に移動容器が配置されている状態を示す概略模式説明図である。
【図7】図7は、前記図1に示されるプレス装置における型内で圧縮された気相成長炭素繊維の集合体をピストンによって移動容器内に押し込んだ状態を示す概略模式説明図である。
【図8】図8は、前記図1に示されるプレス装置における移動容器内に装填された気相成長炭素繊維を、移動容器ごと、前記プレス装置から取り出す状態を示す概略模式説明図である。
【符号の説明】
1…プレス枠、2…ピストン、3…型、4…容器挿入路、5…プレス台、6…プレス装置、7…ピストン挿入路、8…貫通孔、11…底型、12…支持桿、13…移動容器、14…気相成長炭素繊維の集合体。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vapor-grown carbon fiber filler and a method for producing the vapor-grown carbon fiber filler. More specifically, the present invention is easy to handle and easily returns to its original volume after a lapse of time after the applied pressure is removed. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor-grown carbon fiber filler that can be returned and a method by which such vapor-grown carbon fiber filler can be easily manufactured.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
There is a vapor-grown carbon fiber called carbon nanofiber because it has a small diameter compared to a vapor-grown carbon fiber having a large diameter. The aggregate of carbon nanofibers is generally very bulky (low bulk density) immediately after its production.
[0003]
The bulky carbon nanofiber aggregates are transported because the amount of carbon nanofibers contained per unit volume is small, and the transport efficiency is poor. In order to increase the transport efficiency, it is necessary to increase the bulk density of the aggregate of carbon nanofibers. However, if the aggregate of carbon nanofibers with low bulk density is compressed in a container and then the compressive force is removed to cover the container, the entire aggregate of carbon nanofibers that have been compressed immediately expands. End up. In other words, the aggregate of carbon nanofibers compressed in the container swells in a short period of time from when the applied pressure is removed until the container is capped, so the container is fully loaded with the lid. In order to do so, there is a restriction that the cap must be applied very quickly after the pressure is removed.
[0004]
In addition, even if a container filled with carbon nanofibers can be quickly loaded with a lid within a very short time, the next time the lid is removed from the container, the carbon nanofibers in the container will be restored. There is a problem of not restoring the bulk density. For example, when an aggregate of carbon nanofibers having an average fiber diameter of 20 nm and an aspect ratio of 50 or more is pressurized at about 10 MP in a dry state and then the pressure is released, the compressed carbon nanofibers Although the aggregate swells, its bulk density is 0.03 g / cmThreeRestored only to a certain extent. When the carbon nanofiber aggregate is pressurized at about 50 MP and then the pressure is released, the compressed carbon nanofiber aggregate expands but its bulk density is 0.05 g / cm.ThreeRestored only to a certain extent. As described above, when the aggregate of carbon nanofibers is once pressurized and then the pressure is released, the original bulk density is not restored because part of the carbon nanofibers is broken by the pressurization. Conceivable.
[0005]
In addition, even if a composite material formed by dispersing carbon nanofibers that are broken and shorter than before pressurization is dispersed in a synthetic resin, the composite material does not exhibit good conductivity. There is also a point.
[0006]
By the way, when the carbon nanofiber is used for a specific application, various surface treatments may be performed after the carbon nanofiber is manufactured. From an industrial point of view, it is desired that carbon nanofibers directed to a specific application be manufactured with as few steps as possible.
[0007]
  An object of the present invention is to solve the aforementioned problems. That is, the object of the present invention is to be filled with a bulk density that is large enough to enable efficient transportation and storage, and even if the applied pressure is removed, it does not immediately return to the original bulk density. Return to a bulk density that is substantially the same as or close to the original bulk density.Can be used easily for the following purposesIt is to provide a carbon nanofiber filling.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a method capable of easily producing the carbon nanofiber filler.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  This invention for solving the above-mentioned problems contains vapor-grown carbon fibers having an average diameter of 3 to 200 nm, and is 0.1 to 0.5 g / cm in the presence of a liquid.ThreeCompressed to bulk densityAnd the bulk density is restored by removing the liquid.A vapor-grown carbon fiber filling characterized by
  Vapor growth carbon fiber having an average diameter of 3 to 200 nm and a liquid of 0.1 to 0.5 g / cm at 0.2 to 50 MPa.ThreeCompressed to bulk densityThe bulk density is restored by filling the airtight container and removing the liquid.It is a manufacturing method of the said vapor growth carbon fiber filler characterized by the above-mentioned.
[0010]
  Furthermore, this invention for solving the said subject contains vapor-phase growth carbon fiber with an average diameter of 3-50 nm, and 0.1-0.5 g / cm in presence of a liquid.ThreeCompressed to bulk densityAnd the bulk density is restored by removing the liquid.A vapor-grown carbon fiber filling characterized by
  A predetermined amount of vapor-grown carbon fiber having an average diameter of 3 to 50 nm is compressed with a liquid at 0.2 to 50 MPa.The bulk density is restored by filling the airtight container and removing the liquid.A method for producing the vapor-grown carbon fiber fillerAnd
It is a manufacturing method of the vapor growth carbon fiber filler whose said liquid is water and / or alcohol.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The vapor-grown carbon fiber filler according to the present invention is an aggregate of vapor-grown carbon fibers filled in the presence of a liquid with a predetermined pressure in a predetermined closed space, for example, in a container. Even if the applied pressure is removed, the vapor-grown carbon fiber having the original bulk density does not immediately return to the aggregate of vapor-grown carbon fibers, and after the predetermined pressure is removed, the vapor-grown carbon fiber having the original bulk density is passed. It has the property of returning to the aggregate of Therefore, for example, immediately after the pressure applied by the pressurizing means applied to the vapor growth carbon fiber filled in the container is removed, the opening of the container can be simply covered with a closing member, for example, When the lid is removed, the filling of the vapor grown carbon fiber that has been filled in the container so far expands to return to the aggregate of vapor grown carbon fibers having the original bulk density. Therefore, since the vapor-grown carbon fiber filling according to the present invention is filled in a closed space such as a container with a large bulk density, efficiency of transportation and storage is achieved, and post-treatment of vapor-grown carbon fiber such as The surface treatment of the vapor growth carbon fiber can be performed efficiently.
[0012]
The vapor-grown carbon fiber, which is an element of the aggregate called the vapor-grown carbon fiber filler, has a predetermined average diameter, and is compressed and filled in a closed space such as a container with a predetermined bulk density.
[0013]
Furthermore, the vapor-grown carbon fiber according to the present invention has an average diameter of 3 to 200 nm, preferably 3 to 50 nm. In other words, an aggregate of vapor grown carbon fibers having an average diameter in the range of 3 to 50 nm is preferable as the vapor grown carbon fiber filler. Aggregates of vapor-grown carbon fibers having an average diameter in the range of 3 to 50 nm can achieve the object of the present invention particularly well.
[0014]
However, the vapor-grown carbon fiber having an average diameter of 50 to 200 nm or less by allowing the vapor-grown carbon fiber having a larger diameter to be contained in the aggregate of vapor-grown carbon fibers having an average diameter of 3 to 50 nm. It is also possible to use the aggregate of the vapor-grown carbon fiber filler in the present invention.
[0015]
Here, the average diameter of the vapor growth carbon fiber is arbitrarily selected from 100 or more fibers from a photograph obtained at a magnification of 30,000 times or more with a scanning microscope (SEM) or a transmission microscope (TEM), It can be calculated by measuring and averaging the outer diameter of the fiber.
[0016]
The vapor grown carbon fiber has an aspect ratio usually not lower than 50, preferably not lower than 100. This aspect ratio is an average value. Similar to the measurement of the average diameter of the vapor-grown carbon fiber, the diameter and outer diameter of 100 or more fibers are arbitrarily measured from a photograph obtained at a magnification of 30,000 times or more with a scanning microscope or a transmission microscope. And can be calculated by averaging.
[0017]
When the aspect ratio is at least 50, in combination with the normal average diameter of the vapor-grown carbon fiber, when the vapor-grown carbon fiber is dispersed and mixed in a base material such as resin and ceramic, the conductivity is good. To express.
[0018]
Vapor-grown carbon fibers having an average diameter of 3 to 200 nm, particularly 3 to 50 nm are disclosed in, for example, JP-B-60-54998, JP-B62-49363, JP-B-5-36521, and JP-A-9- It can be produced by the methods described in Japanese Patent No. 324325, Japanese Patent Laid-Open No. 9-78360, and the like.
[0019]
Generally speaking, vapor-grown carbon fibers are produced as follows. That is, by introducing a catalytic metal source such as an organic transition metal compound such as ferrocene and a carbon source such as hydrocarbon, carbon dioxide or carbon monoxide into a reaction region heated to a high temperature such as 900 to 1200 ° C. A catalytic metal is produced, and carbon generated by the decomposition of the carbon source is grown on the surface of the catalytic metal. The growth of carbon on the surface of the catalytic metal is performed in one direction and also in the direction perpendicular to the direction, that is, in the thickness direction. That is, the growth of carbon from the catalyst metal toward the axial direction of the vapor grown carbon fiber, that is, the length growth, and the growth in the direction in which the thickness of the vapor grown carbon fiber increases, that is, the thickness growth occur. At this time, by controlling the thickness growth and selecting the conditions that give priority to the length growth, it is possible to produce a suitable ultrafine vapor grown carbon fiber in the present invention.
[0020]
In the present invention, the vapor grown carbon fiber is filled in a closed space such as a container. There is no restriction | limiting in particular as a container, What is necessary is just a container with the closed space filled with vapor growth carbon fiber. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also about the use and function of the container. Suitable containers include containers such as cans used to store or transport vapor grown carbon fibers.
[0021]
Since the vapor-grown carbon fiber filler filled by the method of the present invention described later contains a liquid, when the liquid-containing vapor-grown carbon fiber filler is continuously stored in the container for a long period of time, When the liquid is volatilized, the vapor-grown carbon fiber filling will return to the original aggregated state before compression, so that the container may be a pressure resistant container such as a metal can such as a drum can, a pail can. Such as plastic cans can be used. In addition, as long as the vapor-grown carbon fiber filling contains liquid, it does not return to the original vapor-grown carbon fiber aggregate before compression as described above, so even if the pressure resistance is not as high as that of a metal can. A container with low pressure resistance may be used as long as it can be hermetically sealed.
[0022]
Further, when the vapor-grown carbon fiber filler is further graphitized while being filled in a container, the container is required to have heat resistance. An example of such a container is a graphite container.
[0023]
In the present invention, the vapor grown carbon fiber is filled in a closed space such as a container. The applied pressure at the time of filling is 0.2 to 40 MPa (2 to 400 kg / cm2), Preferably 0.5-20 MPa (5-200 kg / cm2), More preferably 1-10 MPa (10-100 kg / cm2).
[0024]
When the applied pressure is within the above range and the average diameter of the vapor grown carbon fiber is within the above range, the bulk density of the vapor grown carbon fiber is 0.1 to 0.5 g / cm.ThreeWithin the range of. If the applied pressure is larger than the above range, the vapor-grown carbon fiber may break, and the aspect ratio may decrease, and as a result, the electrical conductivity of the composite material may decrease.
[0025]
On the other hand, when the applied pressure is smaller than the above range, the bulk density of the vapor grown carbon fiber is not increased, resulting in a bulky vapor grown carbon fiber, and the efficiency of transportation or the like is lowered.
[0026]
Examples of the method for applying the pressing force include a technique using a press apparatus as shown below.
[0027]
As shown in FIG. 1, the pressing device 6 is formed in a cylindrical shape having an axial line in the vertical direction, and communicates with the piston insertion path 7 provided along the axial direction and the piston insertion path 7. A mold 3 including a container insertion path 4 provided in a direction orthogonal to the axial direction, a moving container 13 inserted into the container insertion path 4 and disposed immediately below the piston insertion path 7; A bottom mold 11 that is inserted into the container insertion path 4 and arranged immediately below the piston insertion path 7 is formed so as to be able to advance and retreat in the piston insertion path 7 and is inserted into the piston insertion path 7. And a piston 2 that presses the phase-grown carbon fiber into the moving container 13.
[0028]
As shown in FIGS. 1 and 2, the mold 3 is disposed and fixed on a press table 5 supported by a press frame 1 that is erected. The container insertion path 4 is formed by notching the upper surface, which is the surface of the press table 5, the lower end surface of the mold 3, and the opposed vertical inner wall parallel to the axis of the mold 3, and orthogonal to the axis. And a through-hole 8 that is a space provided in a direction perpendicular to the axis of the mold 3 at the lower end of the mold 3. The interval between the vertical inner walls facing each other in the through-hole 8 is designed to be a dimension that allows the bottom mold 11 to move.
[0029]
An opening of the piston insertion path 7 is opened on the ceiling surface of the through hole 8, whereby the piston insertion path 7 and the container insertion path 4 communicate with each other.
[0030]
The bottom mold 11 is put in and out of the container insertion path 4. The bottom mold 11 includes, for example, an upper end surface having a diameter sufficient to close the opening. When the bottom mold 11 is disposed in the container insertion path 4 so as to close the opening, the upper end surface of the bottom mold 11 becomes a bottom surface in a cylindrical space formed by the piston insertion path 7. .
[0031]
The bottom mold 11 can be moved back and forth in the container insertion path 4 so that the opening can be closed or opened by appropriate bottom mold advance / retreat driving means (not shown). It has become.
[0032]
The movable container 13 can be inserted into the container insertion path 4, and the vapor grown carbon fiber loaded in the piston insertion path 7 when the movable container 13 is located immediately below the opening. Has an upper opening and an internal shape that are sufficient to be able to be dropped from the piston insertion path 7 into the moving container 13 without hindrance. Therefore, in many cases, the moving container 13 is a circular bottomed cylindrical body having an upper opening. In addition, the inner diameter of the movable container 13 which is a bottomed cylindrical body is designed to be substantially the same as or slightly larger than the diameter of the opening so as not to be smaller than the diameter of the opening.
[0033]
The piston 2 is fitted in the piston insertion path 7 so as to be able to advance and retract. The piston 2 can be advanced and retracted by a hydraulic cylinder attached to the upper frame of the press frame 1. In the figure, reference numeral 12 denotes a support rod attached to the bottom mold 11, which couples the bottom mold advancing / retreating drive means for moving the bottom mold 11 back and forth.
[0034]
Using the press device 6 having the above-described configuration, the vapor growth carbon fiber filler is manufactured as follows.
[0035]
As shown in FIG. 3, the bottom mold 11 is disposed in the container insertion path 4 so as to close the opening of the piston insertion path 7. A collection 14 of vapor-grown carbon fibers is loaded into the piston insertion path 7. During this loading, the liquid described later is added to the aggregate 14 of vapor grown carbon fibers. A liquid may be added to the vapor-grown carbon fiber assembly 14 loaded in the piston insertion path 7, but the vapor-grown carbon fiber and the liquid are mixed in advance in an appropriate container. The mixture may be loaded into the piston insertion path 7. As shown in FIG. 4, the piston 2 compresses the gas-grown carbon fiber aggregate 14 loaded in the piston insertion path 7. As shown in FIG. 5, pressurization by the piston 2 is stopped. In FIG. 5, the piston 2 is removed from the piston insertion path 7, but it is not always necessary to remove the piston 2 from the piston insertion path 7, and vapor phase growth is performed so that the vapor growth carbon fiber is not compressed. The piston 2 may be simply separated from the carbon fiber aggregate 14. Next, as shown in FIG. 6, the bottom mold 11 is removed from the container insertion path 4, the moving container 13 is inserted into the container insertion path 4, and the moving container 13 is positioned immediately below the opening. Even if the bottom mold 11 is moved from directly below the opening, the compressed vapor-grown carbon fiber generates a force that tends to spread toward the inner peripheral surface of the piston insertion path 7. The aggregate of the grown carbon fibers remains in the piston insertion path 7 even if the bottom mold 11 does not exist therebelow. Thereafter, as shown in FIG. 7, the compressed aggregate of the vapor growth carbon fibers compressed by lowering the piston 2 in the piston insertion path 7 is pushed down toward the moving container 13, and the vapor growth carbon fibers are obtained. The compressed assembly is filled into the moving container 13. At this time, the vapor-grown carbon fiber aggregate 14 transferred into the moving container 13 is further pressed by the piston 2, whereby the vapor-grown carbon fiber aggregate 14 is moved into the piston 2 in the movable container 13. You may compress and fill with. As shown in FIG. 8, the moving container 13 filled with the vapor-grown carbon fiber aggregate 14 is taken out from the container insertion path 4. By covering the moving container 13 taken out from the container insertion path 4, the vapor growth carbon fiber filling filled in the moving container 13 is obtained.
[0036]
In the present invention, the liquid is added to the vapor grown carbon fiber when the vapor grown carbon fiber loaded in the container is pressurized with the applied pressure. This liquid is a liquid under normal temperature and normal pressure, and preferably has a viscosity of 30 N · s / cm.2It is a liquid that does not exceed (300 poise). Specifically, examples of the liquid include organic solvents, organic solvent solutions, water, and aqueous solutions. Examples of the organic solvent include polar solvents such as alcohols and ketones, aromatic organic solvents such as benzene, toluene and xylene, and petroleum solvents such as ligroin and petroleum ether.
[0037]
Among the various liquids, lower alcohols such as ethanol and ketones such as acetone penetrate well between the vapor-grown carbon fibers and are easy to remove at the time of use of the vapor-grown carbon fibers. preferable. Also, petroleum such as kerosene and heavy oil, ethylene glycol, and the like are convenient for filling the vessel with vapor grown carbon fiber for a long period of time. This is because even if the aggregate of the vapor growth carbon fiber filler is stored together with these liquids in the container over a long period of time, these liquids do not volatilize or volatilize. This is because no pressure is applied to the container to return the aggregate. Further, the vapor grown carbon fiber present together with these liquids is advantageous in this respect because it is not necessary to use an oil agent when dispersed in a base material such as rubber.
[0038]
Examples of the organic solvent solution include an organic solvent such as a mixed solution of alcohols and water. When only organic solvents are used as liquids, organic solvents are often flammable, so mixed packing of organic solvents and vapor-grown carbon fibers is dangerous as a flammable material. It is safe to reduce its flammability. In some cases, either water or an organic solvent can be employed as the liquid.
[0039]
The type of liquid to be selected at the time of pressurization is appropriately determined depending on the content and application of post-treatment applied to the vapor-grown carbon fiber that has been subjected to the pressure treatment.
[0040]
Examples of the method of adding a liquid to the vapor grown carbon fiber include a spraying operation, a liquid spraying operation, and an operation of immersing and stirring the vapor grown carbon fiber in a liquid.
[0041]
As post-treatment applied to the vapor-grown carbon fiber after the pressure treatment, once the graphite vessel is pressurized and filled with ethanol, the ethanol is evaporated and removed, and the filling density of the vapor-grown carbon fiber in the graphite vessel is reduced. There is graphitization treatment in which heat treatment is performed at 2000 to 3000 ° C. in a high state.
[0042]
In this invention, the addition amount of the liquid with respect to 1 part by weight of the vapor-grown carbon fiber is usually 0.3 to 3 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight. When the added amount is within the above range, even after the pressure is released, the bulk is not restored immediately after the pressure is released. Further, when the container is filled and sealed within the above range, the compressed state is easily maintained. Even if the liquid is increased unnecessarily, the effect remains unchanged and the weight only increases, which is meaningless.
[0043]
The temperature at which the vapor-grown carbon fiber is pressurized with the applied pressure is appropriately selected within a temperature range in which the added liquid does not evaporate, volatilize or volatilize.
[0044]
Further, although the pressurizing time depends on the amount of vapor grown carbon fiber, it is usually sufficient to be about several seconds to 1 minute. When pressurizing an aggregate of vapor-grown carbon fibers, it is preferable to repeat the pressurization operation so that the pressurization time is shortened and the predetermined packing density is reached many times, rather than extending the pressurization time.
[0045]
As described above, the vapor grown carbon fiber according to the present invention contains a predetermined amount of vapor grown carbon fiber having a predetermined average diameter in a container, and after adding a liquid, the gas is grown with a predetermined pressure. When the aggregate of phase-grown carbon fibers is pressed, the bulk density is 0.1 to 0.5 g / cm.Three, Preferably 0.1 to 0.4 g / cmThreeWill be filled.
[0046]
The use of the vapor grown carbon fiber according to the present invention filled in a specific bulk density as described above is as described above.
[0047]
【Example】
Example 1
150 g of ethanol was spray-added to 150 g of carbon nanofibers (ultra-fine vapor-grown carbon fibers) having an average diameter of 20 nm and an average aspect ratio of at least 100 when loaded in a container having an internal volume of 20 liters. Immediately after the spray addition, the opening of the container was covered to form a sealed container, and the sealed container was shaken to thoroughly mix the vapor-grown carbon fiber inside and the liquid to obtain a mixture.
[0048]
Next, the mixture was divided into 5 equal parts in a cylinder having an inner diameter of 136 mm and a height of 200 mm, and 980.665 × 10-FourPa (100 kg / cm2The mixture in the cylinder (bottom mold) was compressed and pressurized several times with a piston with a pressing force of). As a result, the compressed mixture was transferred to a graphite container having an inner diameter of 140 mm and a height of 60 mm while applying a slight pressure. This operation was repeated 5 times to fill the graphite container with the compressed mixture, and then the opening of the graphite container was covered. The lid has a through-hole 8 having a diameter of 3 mm at the center, and is screwed into the opening of the graphite container with a groove screw.
[0049]
The bulk density of the vapor growth carbon fiber in this graphite container is 0.19 g / cm.ThreeMet.
[0050]
Sixteen samples prepared under the above conditions were prepared.
[0051]
All 16 samples were placed in a 100 ° C. vacuum dryer and left overnight. When the 16 samples were cooled after being allowed to stand and then the lids of the two samples were opened, the carbon nanofibers in each of them swollen to 5 liters or more and returned to their original bulky state.
[0052]
The above experimental fact is that if a liquid is present when filling the vapor-grown carbon fiber in the container, the vapor-grown carbon fiber is smoothly filled into the container, but the container is filled with the vapor-grown carbon fiber. When the liquid in the container afterwards disappears due to volatilization or the like, the aggregate of vapor-grown carbon fibers filled and compressed exhibits a restoring force that tends to be bulky.
[0053]
The remaining 14 samples were heat-treated at 2800 ° C. for 30 minutes in argon. As a result, the carbon nanofibers in the container were graphitized. Even when the lid of the container was removed, the graphitized carbon nanofibers did not swell and remained inside the container.
[0054]
The crystal structure of the carbon nanofiber before graphitization was not perfect, but the carbon nanofiber after graphitization had almost perfect crystal structure.
[0055]
(Example 2)
After taking out the graphitized carbon nanofibers from each of the 14 containers and gently squeezing them, a water / ethanol (50:50 volume ratio) mixture is added at a rate of 80 g per 50 g of the graphitized carbon nanofibers. 147.09995 × 10 with a press that matches the diameter of the can-FourPa (15 kg / cm2) Was compressed into a disk shape. Thereafter, the compressed product was put into a round can. A total of about 2 kg of graphitized carbon nanofibers were put in a round can, and the whole was lightly compressed. Then, a foamed polystyrene packing equivalent to about 2 liters was sandwiched between them and the lid was sealed. This round can was filled with 2 kg of graphitized carbon nanofibers and 3.2 kg of a water / ethanol mixed solution. Carbon nanofibers have a bulk density of about 0.25 g / cmThreeIt is.
[0056]
When the inside of the container was observed after the passage of one month, there was no abnormality in the appearance of the round can. When the lid was removed, the graphitized carbon nanofibers were slightly raised, but they were not wet and scattered.
[0057]
(Comparative Example 1)
An attempt was made to fill the graphite container with carbon nanofibers in the same manner as in Example 1 except that ethanol was not used, but the graphite container was about 40 g (0.05 g / cm 2).Three) I couldn't pack more.
[0058]
(Example 3)
Carbon nanofibers were placed in a 10-liter container in the same manner as in Example 1 except that 3.2 kg of carbon nanofibers having an average diameter of about 45 nm and an average aspect ratio of at least 100 and 6.8 kg of ethanol were used. When filled, the bulk density is about 0.40 g / cm.ThreeMet.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a vapor-grown carbon fiber filled with a high bulk density without losing conductivity, and producing a vapor-grown carbon fiber filled with a high bulk density. A method can be provided.
[0060]
In addition, according to the present invention, when the pressure of the vapor grown carbon fiber filler is released, the bulk is restored over time, and can be easily used for the next use.
[0061]
According to the present invention, the aggregate of vapor-grown carbon fibers can be compressed and filled to a large bulk density, so that the vapor-grown carbon fiber aggregate can be transported, transferred, transported and stored efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic schematic explanatory view showing the front of a press apparatus as an example for carrying out a method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram when a press device as an example for carrying out the method according to the present invention is viewed from above.
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a state in which an aggregate of vapor-grown carbon fibers is loaded into a mold in the press apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a state in which an aggregate of vapor growth carbon fibers loaded in a mold in the press apparatus shown in FIG. 1 is pressurized with a piston.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a state in which a piston is separated from an aggregate of vapor growth carbon fibers compressed in a mold in the press apparatus shown in FIG. 1;
6 is a schematic explanatory view showing a state in which a moving container is arranged immediately below an aggregate of vapor-grown carbon fibers compressed in a mold in the press apparatus shown in FIG. 1. FIG. .
7 is a schematic explanatory view showing a state in which an aggregate of vapor-grown carbon fibers compressed in a mold in the pressing apparatus shown in FIG. 1 is pushed into a moving container by a piston. FIG.
FIG. 8 is a schematic explanatory view showing a state in which the vapor growth carbon fiber loaded in the moving container in the pressing apparatus shown in FIG. 1 is taken out from the pressing apparatus together with the moving container.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Press frame, 2 ... Piston, 3 ... Type | mold, 4 ... Container insertion path, 5 ... Press stand, 6 ... Press apparatus, 7 ... Piston insertion path, 8 ... Through-hole, 11 ... Bottom mold | type, 12 ... Support rod, 13 ... moving container, 14 ... aggregate of vapor grown carbon fiber.

Claims (5)

平均直径3〜200nmの気相成長炭素繊維を含有し、液体の存在下に0.1〜0.5g/cm3の嵩密度に圧縮されて気密性容器に充填され、前記液体を除去することにより前記嵩密度が復元することを特徴とする気相成長炭素繊維充填物。 Containing vapor-grown carbon fibers having an average diameter of 3 to 200 nm, compressed to a bulk density of 0.1 to 0.5 g / cm 3 in the presence of a liquid , filled in an airtight container, and removing the liquid Vapor growth carbon fiber filling, wherein the bulk density is restored by 前記気相成長炭素繊維は、平均直径3〜50nmであることを特徴とする請求項1に記載の気相成長炭素繊維充填物。The vapor-grown carbon fiber filler according to claim 1, wherein the vapor-grown carbon fiber has an average diameter of 3 to 50 nm. 平均直径3〜200nmの気相成長炭素繊維を、液体と共に0.2〜50MPaで0.1〜0.5g/cm  Vapor growth carbon fiber with an average diameter of 3 to 200 nm is 0.1 to 0.5 g / cm at 0.2 to 50 MPa with liquid. 3Three の嵩密度に圧縮して気密性容器に充填し、前記液体を除去することにより前記嵩密度が復元することを特徴とする気相成長炭素繊維充填物の製造方法。A method for producing a vapor-grown carbon fiber filler, wherein the bulk density is restored by removing the liquid after compressing to a bulk density of 前記気相成長炭素繊維は、平均直径3〜50nmであることを特徴とする請求項3に記載の気相成長炭素繊維充填物の製造方法。The method for producing a vapor-grown carbon fiber filler according to claim 3, wherein the vapor-grown carbon fiber has an average diameter of 3 to 50 nm. 前記液体が水及び/又はアルコール類である請求項3又は4に記載の気相成長炭素繊維充填物の製造方法。The method for producing a vapor-grown carbon fiber filler according to claim 3 or 4, wherein the liquid is water and / or alcohols.
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