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カーボンチューブ及びカーボンチューブの製造方法 コモンズ

国内特許コード P110004821
整理番号 05-018JP00
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2005-241298
公開番号 特開2007-056295
登録番号 特許第4625955号
出願日 平成17年8月23日(2005.8.23)
公開日 平成19年3月8日(2007.3.8)
登録日 平成22年11月19日(2010.11.19)
発明者
  • 水柿 義直
  • 小林 恭平
出願人
  • 学校法人電気通信大学
発明の名称 カーボンチューブ及びカーボンチューブの製造方法 コモンズ
発明の概要

【課題】
低温且つ制御が容易な方法でカーボンチューブを製造することが可能なカーボンチューブの製造方法を提供する。
【解決手段】
導電層を有する基板2上のアルミニウム膜4を陽極酸化して、柱状の空孔を有する多孔体としてのアルミナ5aを形成する工程と、そのアルミナを一方の電極として、炭素を含有する有機溶剤を電気分解して、空孔11aの側壁に炭素を積層する工程と、前記多孔体を取り除く工程とをを具備するカーボンチューブ1の製造方法を用いる。
【選択図】 図2

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブが知られている。カーボンナノチューブの製造方法として、アーク放電法、レーザー蒸着法、化学気相成長法(CVD法)などが知られている。これらの製造方法は、真空装置を用いる必要があること、非常に高温なプロセスであることなどで非常にコストがかかる。



他の製造方法として、特開2004-243477号や特開2004-277201号に、陽極酸化アルミナを鋳型としてカーボンナノチューブを製造する技術が開示されている。これらは、陽極酸化アルミナと熱CVD法とを組み合わせた製造方法である。



特開2004-243477号の炭素質ナノ構造体の製造方法は、複数のナノホールを有するナノホール構造体を用意する工程と、前記複数のナノホールの少なくとも一つの内部に原料ガスを供給して、化学気相成長法により、前記少なくとも一つのナノホールの内表面に炭素を堆積させる工程とを包含する。前記原料ガスは、少なくともジオレフィン系化合物とモノオレフィン系化合物とを含む。炭素を堆積する工程は、450℃以上700℃以下の温度で炭素を堆積する。



特開2004-277201号のカーボンナノチューブの製造方法は、無数のほぼ均一なナノサイズ径を有する陽極酸化被膜を形成し、その被膜の細孔に化学的気相成長法により炭素被膜及びヘテロ元素を含んだ炭素被膜を製膜する。製膜温度は、500℃~1300℃である。



ただし、これら熱CVD法を用いる場合、真空装置を用いる必要があること、非常に高温なプロセスであること、所望のカーボンナノチューブを得るための製造条件の制御が難しいこと、など製造工程が複雑且つ高価である。加えて、この方法では、陽極酸化アルミナの細孔だけでなく、陽極酸化アルミナの外側に露出している表面全体に炭素膜が形成される。そのため、不要な表面全体の炭素膜を除去する工程が必要であり、更に製造工程を複雑にしている。



関連する技術として、特開2005-59125号にナノ構造体の製造方法が開示されている。このナノ構造体の製造方法は、基板又は下地層を有する基板の上に、柱状の第1の部材と前記第1の部材を取り囲むように形成した第2の部材とを備え、前記第2の部材が共晶を形成し得る2種類以上の材料を含有した構造体を形成する工程と、前記第1の部材を除去し、孔を形成する工程と、前記孔中に金属及び合金を含有する材料を充填する工程と、前記第2の部材を一部又は全部除去する工程とを備えることを特徴とする。この技術では、金属及び合金を含有する材料が孔中に充填されており、ナノ構造体はチューブ状(管状)に形成されていない。



関連する技術として、Z.Sun,Y.Sun and X.Wangによる“Investigation of phases in the carbon films deposited by electrolysis of ethanol liquid phase using Raman scattering”(Chemical Physics Letters,25 February,2000,Volume 318, Issues 4-5, Pages 471-475)に、エタノールを電気分解してシリコン基板上に炭素含有膜を形成する技術が開示されている。この技術では、平坦なシリコン基板上に電気分解により、種々の結晶相(例示:ダイヤモンド、ポリエチレン、グラッシーカーボン)を有する混晶の膜が形成されている。




【特許文献1】特開2004-243477号

【特許文献2】特開2004-277201号

【特許文献3】特開2005-59125号

【非特許文献1】Z.Sun,Y.Sun and X.Wang, “Investigation of phases in the carbon films deposited by electrolysis of ethanol liquid phase using Raman scattering”,Chemical Physics Letters,25 February,2000,Volume 318, Issues 4-5, Pages 471-475

産業上の利用分野


本発明は、カーボンチューブ及びカーボンチューブの製造方法に関し、特に有機溶剤を用いて製造を行うカーボンチューブ及びカーボンチューブの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
柱状の空孔を有する多孔体が表面に設けられた導電層を一方の電極として、炭素を含有する有機溶剤を電気分解して、前記空孔の側壁に炭素層を形成する工程と、
前記多孔体を取り除く工程と
を具備する
カーボンチューブの製造方法。

【請求項2】
請求項1に記載のカーボンチューブの製造方法において、
前記多孔体は、アルミナである
カーボンチューブの製造方法。

【請求項3】
請求項2に記載のカーボンチューブの製造方法において、
前記導電層上のアルミニウム層を陽極酸化して、前記多孔体としてのアルミナを形成する工程を更に具備する
カーボンチューブの製造方法。

【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか一項に記載のカーボンチューブの製造方法において、
前記有機溶剤は、アルコール系溶剤である
カーボンチューブの製造方法。

【請求項5】
請求項4に記載のカーボンチューブの製造方法において、
前記アルコール系溶剤は、メタノール、エタノール、及びエチレングリコールのうちの少なくとも一つを含む
カーボンチューブの製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 処理操作
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005241298thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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