[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

技術領域

本發明涉及在基材的表面存在碳納米管的復合材料的制造技術，特別涉及基于化學氣相生長法(CVD法)生成的具有碳納米管的復合材料的制造技術。

本申請基于2009年2月17日申請的日本專利申請2009-033921號，主張優先權，其申請的全部內容作為參照在本說明書中引用。

背景技術

碳納米管(下面，也記為“CNT”。)因其具有導電性、熱傳導性、機械強度等的優異特性，是一種在眾多領域備受關注的新材料。一般CNT通過將碳或含碳原料在根據需要的催化劑的存在下，置于高溫條件而合成。作為主要的制造方法，已知電弧放電法、激光蒸發法和化學氣相生長法。這些中化學氣相生長法(即CVD法)是使含碳原料(碳源)熱分解而合成CNT的方法。作為涉及利用CVD法的CNT的制造的現有技術文獻可以列舉專利文獻1～3。專利文獻1涉及使用催化劑兼流動劑而利用流動床制造CNT的技術。另外，專利文獻2涉及通過在流動劑的存在下使固體催化劑接觸含碳氣體，使該固體催化劑流動化而合成CNT的技術。專利文獻3涉及使用樟腦作為碳源制造CNT的技術。

另一方面，上述那樣的含有CNT的各種各樣形狀的碳材料用于各種用途。例如，纖維狀的碳材料(即碳纖維)或直徑0.1mm以上的粒狀碳材料或直徑在其以下的微粒狀碳材料(例如炭黑)是其一典型例子。碳材料具備通過其本身由碳構成所帶來的性能，例如，優異的導電性、耐熱性、耐酸型、機械強度，但在各種產業領域(例如航空機械產業、電池其它電子設備產業、醫療產業、建筑土木產業)中仍希望這樣碳質材料的各個特性進一步提高的復合材料。

作為這樣的復合材料的一個方式而備受矚目的例子，可以列舉在碳質基材或其它的有機質或無機質的基材的表面存在有(典型地，載持有)碳納米管的結構的復合材料。碳納米管由于具有由其特異的微觀結構帶來的高導電性、低摩擦性、其它產業上有利的特性(例如氫或鋰離子的吸藏性)，因此通過利用碳納米管期待開發出性能高于以往的復合材料(例如碳材料)。例如，在專利文獻4或專利文獻5中，記載著含有碳納米管和碳質材料的復合材料的現有例。

在這樣的復合材料中，作為其制造的前體，首先必須在作為對象的基材的表面以適當的狀態存在CNT(例如使其結合或附著)。但是，在上述的任意一個方法中均沒有開發出在基材(例如碳質基材)高效地生成CNT的方法，因此利用CNT的上述特性的復合材料是昂貴的材料，從而難以提供。例如在上述的專利文獻4、5和專利文獻6中記載著涉及CNT的制造方法的現有技術的一個例子。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請公開第2003-342840號公報

專利文獻2：日本專利申請公開第2008-056523號公報

專利文獻3：日本專利申請公開第2007-331989號公報

專利文獻4：日本專利申請公表第2007-523033號公報

專利文獻5：日本專利申請公開第2006-342011號公報

專利文獻6：日本專利申請公開第2004-074062號公報

發明內容

發明所要解決的課題

因此，本發明是為了解決上述含有碳納米管的復合材料的制造相關的現有課題而作出的，一個目的在于提供能夠高效地制造在基材(例如碳質基材)的表面具備碳納米管的復合材料(例如在使用碳質基材時為碳質復合材料)的制造方法。本發明的另一個目的在于提供能夠高效地制造上述復合材料的制造裝置。另外，本發明的其它目的在于提供通過本發明相關的制造方法所制造的復合材料及其利用方式。

用于解決課題的方法

根據本發明，可以提供在基材(例如碳質基材)的表面基于CVD法適當地生成碳納米管而構成的復合材料(例如碳質復合材料)的制造方法。