[發明專利]復合材料的制造方法和制造裝置

無效

• 申請號: 201080008255.2
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN102317203A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 安藤義則;科馬爾;橋本剛;倉內紀雄;增岡宏高;籠橋章
• 申請（專利權）人: 學校法人名城大學;株式會社名城毫微碳;增岡窯業原料株式會社;高砂工業株式會社
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B01J23/75;B01J29/14
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

1.一種制造方法，用于制造具備基材和存在于該基材的表面的碳納米管的復合材料，其特征在于，包括：

準備筒體的步驟，該筒體在內部具備能夠流通氣體的長形腔室，設置為能夠相對于長軸旋轉且設置為能夠加熱該腔室內，以作為該長軸的一段側的上游側高于另一端側的下游側的方式傾斜設置；

在該筒體的腔室內，導入預先在表面賦予了催化劑的所述基材的步驟；和

在所述基材的表面供給含有用于在所述導入的基材上生成所述碳納米管的碳源的蒸汽，在所述基材的表面生成碳納米管的步驟，

其中，確定該基材的導入部位和碳源蒸汽的供給部位，以使所述基材和碳源蒸汽的接觸在設置于靠近所述腔室內的長軸方向的上游的至少一部分的反應區域進行，

在面向所述反應區域的所述腔室的內周壁設置有凸部，

通過使所述筒體繞所述軸旋轉，重復用該凸部捕捉并提升位于所述內周壁上的所述基材，并使該提升的基材與所述碳源蒸汽以在所述反應區域內接觸的方式落下，由此使該基材從上游側移動至下游側。

2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于：

在所述反應區域內直接供給所述碳源蒸汽，

通過從所述反應區域的上游位置和下游位置向所述腔室供給非氧化性氣體，并且從所述反應區域或其附近排出氣體，防止所述碳源蒸汽向該反應區域的上游側或下游側流出。

3.如權利要求1或2所述的制造方法，其特征在于：

所述基材是無機質基材。

4.如權利要求1或2所述的制造方法，其特征在于：

所述基材是由碳質的材料構成的碳質基材。

5.如權利要求1或2所述的制造方法，其特征在于：

作為所述基材，同時使用由碳質的材料構成的碳質基材和無機質基材。

6.如權利要求4或5所述的制造方法，其特征在于：

作為所述碳質基材，使用平均直徑為100μm以下的碳纖維，制造在該碳纖維的表面存在碳納米管的復合碳質纖維材料。

7.如權利要求4或5所述的制造方法，其特征在于：

作為所述碳質基材，使用平均直徑1μm以下的炭黑，制造在該炭黑的表面上存在碳納米管的復合碳質粉末材料。

8.如權利要求3或5所述的制造方法，其特征在于：

作為無機質基材，使用無機多孔體。

9.如權利要求1～8中任一項所述的制造方法，其特征在于：

所述碳源含有能夠使用CVD法生成碳納米管的常溫中為固體的含碳材料。

10.如權利要求9所述的制造方法，其特征在于：

所述碳源為樟腦。

11.如權利要求10所述的制造方法，其特征在于：

所述樟腦作為溶解在醇類溶劑中的液態材料供給，在所述腔室內供給由該液態材料產生的樟腦蒸汽。

12.如權利要求4～7中任一項所述的制造方法，其特征在于：

所述催化劑含有鐵和鈷作為催化金屬原子，所述碳質基材和在該基材的表面賦予的該催化金屬成分的合計質量設定為100質量％時，該催化金屬成分的含有率設定為1～30質量％。

13.一種制造裝置，其特征在于：

通過使碳源蒸汽與賦予在基材的表面的催化劑接觸而使該碳源蒸汽熱分解，制備在該基材的表面具備碳納米管的復合材料，

所述制造裝置具備：

將長軸橫向配置且能夠相對于該長軸旋轉的筒體，其中，該筒體以作為所述長軸的一端側的上游側高于另一端側的下游側的方式傾斜設置；

從在所述筒體的內側形成的在腔室開口的基材導入口向該腔室內導入預先在表面賦予了催化劑的基材的基材導入部；

從在所述腔室開口的碳源供給口向該腔室內供給含有碳源的蒸汽的碳源蒸汽供給部；和

能夠將設定于所述腔室的長軸方向的至少一部分范圍的反應區域加熱至生成碳納米管的溫度的加熱器，

這里，在面向所述反應區域的所述腔室的內周壁，設置有限制所述基材沿所述內周壁向環向移動的凸部，

通過使所述筒體繞長軸旋轉，所述內周壁上的所述基材掛住所述凸部，與該凸部一起提升，接著，該提升的所述基材從所述掛住的狀態釋放，落下到所述腔室的內部空間，一邊重復這樣的提升和落下，所述基材一邊從上游側移動至下游側。