Top > Search of International Patents > CARBON FIBER NONWOVEN FABRIC, CARBON FIBERS, METHOD FOR PRODUCING THE CARBON FIBER NONWOVEN FABRIC, METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBERS, ELECTRODE, BATTERY, AND FILTER

CARBON FIBER NONWOVEN FABRIC, CARBON FIBERS, METHOD FOR PRODUCING THE CARBON FIBER NONWOVEN FABRIC, METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBERS, ELECTRODE, BATTERY, AND FILTER achieved

Foreign code F110004992
File No. S2010-1014-N0
Posted date Aug 3, 2011
Country WIPO
International application number 2010JP066156
International publication number WO 2011/089754
Date of international filing Sep 17, 2010
Date of international publication Jul 28, 2011
Priority data
  • P2010-011457 (Jan 21, 2010) JP
Title CARBON FIBER NONWOVEN FABRIC, CARBON FIBERS, METHOD FOR PRODUCING THE CARBON FIBER NONWOVEN FABRIC, METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBERS, ELECTRODE, BATTERY, AND FILTER achieved
Abstract Disclosed are carbon fibers having a large surface area, high graphitization degree, small fiber diameter and reduced variability (or a nonwoven fabric formed of the carbon fibers). Also disclosed is a method for producing a carbon fiber nonwoven fabric, which comprises: a dispersion liquid preparation step in which a dispersion liquid containing a resin and pitch is prepared; an electrospinning step in which a nonwoven fabric composed of carbon fiber precursors is formed from the dispersion liquid by electrospinning; and a modification step in which the carbon fiber precursors of the nonwoven fabric obtained in the electrospinning step are modified into carbon fibers.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 炭素繊維製の不織布の製造方法であって、
 樹脂およびピッチを含む分散液が作製される分散液作製工程と、
 前記分散液から、静電紡糸により、炭素繊維前駆体からなる不織布が作製される静電紡糸工程と、
 前記静電紡糸工程で得られた不織布の炭素繊維前駆体が炭素繊維に変性する変性工程
とを有することを特徴とする炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項2】 前記変性工程は、前記静電紡糸工程で得られた不織布が50~4000℃に加熱される工程を有する
ことを特徴とする請求項1の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項3】 前記変性工程は、前記静電紡糸工程で得られた不織布に含まれる樹脂が除去される樹脂除去工程を有する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項4】 前記樹脂除去工程は、酸化性ガス雰囲気下において、前記静電紡糸工程で得られた不織布が加熱される加熱工程である
ことを特徴とする請求項3の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項5】 前記変性工程は、前記樹脂除去工程後の不織布が炭化処理される炭化工程を有する
ことを特徴とする請求項1~請求項3いずれかの炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項6】 前記変性工程は、前記炭化工程後の不織布が黒鉛化処理される黒鉛化工程を有する
ことを特徴とする請求項1~請求項3、請求項5いずれかの炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項7】 前記黒鉛化工程は、不活性雰囲気下において、前記不織布が加熱される加熱工程である
ことを特徴とする請求項6の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項8】 前記加熱は、前記不織布への通電による発熱である
ことを特徴とする請求項7の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項9】 前記樹脂が水溶性樹脂である
ことを特徴とする請求項1の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項10】 前記樹脂が熱分解性樹脂である
ことを特徴とする請求項1又は請求項9の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項11】 前記樹脂がポリビニルアルコールである
ことを特徴とする請求項1の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項12】 前記ピッチがメソフェーズピッチである
ことを特徴とする請求項1の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項13】 前記ピッチは粒径が1nm~10μmである
ことを特徴とする請求項1又は請求項12の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項14】 前記ピッチは粒径が100nm~1μmである
ことを特徴とする請求項1、請求項12、請求項13いずれかの炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項15】 前記樹脂100質量部に対して前記ピッチが20~200質量部である
ことを特徴とする請求項1の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項16】 前記樹脂100質量部に対して前記ピッチが70~150質量部である
ことを特徴とする請求項1の炭素繊維製不織布製造方法。

【請求項17】 炭素繊維の製造方法であって、
 前記請求項1~請求項16いずれかの炭素繊維製不織布製造方法で得られた炭素繊維製の不織布が解かれることにより炭素繊維が得られる解布工程を有する
ことを特徴とする炭素繊維製造方法。

【請求項18】 前記解布工程は、前記不織布が粉砕される工程である
ことを特徴とする請求項17の炭素繊維製造方法。

【請求項19】 前記請求項17又は請求項18の炭素繊維の製造方法によって得られてなる炭素繊維。

【請求項20】 炭素繊維であって、
 前記炭素繊維は、大径部と小径部とを有し、
 前記大径部は、その直径が20nm~2μmであり、
 前記小径部は、その直径が10nm~1μmであり、
 (前記大径部における直径)>(前記小径部における直径)である
ことを特徴とする炭素繊維。

【請求項21】 {(前記大径部における直径の最大値)/(前記小径部における直径の最小値)}が1.1~100である
ことを特徴とする請求項20の炭素繊維。

【請求項22】 前記小径部の長さは前記大径部における直径の最小値よりも長い
ことを特徴とする請求項20又は請求項21の炭素繊維。

【請求項23】 前記小径部の長さは前記大径部における直径の最大値よりも短い
ことを特徴とする請求項20~請求項22いずれかの炭素繊維。

【請求項24】 前記小径部の長さは10nm~10μmである
ことを特徴とする請求項20~請求項23いずれかの炭素繊維。

【請求項25】 前記大径部の長さは50nm~10μmである
ことを特徴とする請求項20~請求項24いずれかの炭素繊維。

【請求項26】 前記炭素繊維は、前記大径部を複数個有し、かつ、前記小径部を複数個有してなり、
 前記炭素繊維の長さが0.1μm~1000μmである
ことを特徴とする請求項20~請求項25いずれかの炭素繊維。

【請求項27】 前記炭素繊維は、その比表面積が1~100m2/gである
ことを特徴とする請求項20~請求項26いずれかの炭素繊維。

【請求項28】 前記炭素繊維は、
  そのX線回折測定において、
   黒鉛構造(002)由来のピークが25°~30°(2θ)の範囲に有り、
   前記ピークの半値幅が0.1°~2°(2θ)である
ことを特徴とする請求項20~請求項27いずれかの炭素繊維。

【請求項29】 前記炭素繊維は、
  ID/IG(IDは、前記炭素繊維のラマン分光スペクトルにおいて、1300~1400cm-1の範囲にあるピーク強度。IGは、前記炭素繊維のラマン分光スペクトルにおいて、1580~1620cm-1の範囲にあるピーク強度。)が0.2~2である
ことを特徴とする請求項20~請求項28いずれかの炭素繊維。

【請求項30】 前記炭素繊維は、
  L/(S)1/2(Sは、走査型電子顕微鏡で前記炭素繊維を観察して得た画像における前記炭素繊維の面積。Lは、走査型電子顕微鏡で前記炭素繊維を観察して得た画像における前記炭素繊維の外周長さ)が3.7~300である
ことを特徴とする請求項20~請求項29いずれかの炭素繊維。

【請求項31】 前記請求項17又は請求項18の炭素繊維製造方法によって得られてなる前記請求項20~請求項30いずれかの炭素繊維。

【請求項32】 炭素繊維製の不織布であって、
 前記炭素繊維製不織布は、前記請求項19~請求項31いずれかの炭素繊維の含有割合が50~100質量%である
ことを特徴とする炭素繊維製不織布。

【請求項33】 炭素繊維製の不織布であって、
 前記請求項1~請求項16いずれかの炭素繊維製不織布製造方法によって得られてなる炭素繊維製不織布。

【請求項34】 前記不織布は、その厚さが0.1μm~10mmである
ことを特徴とする請求項32又は請求項33の炭素繊維製不織布。

【請求項35】 前記不織布は、その目付量が0.1~10000g/m2である
ことを特徴とする請求項32~請求項34いずれかの炭素繊維製不織布。

【請求項36】 前記不織布は、その比表面積が1~50m2/gである
ことを特徴とする請求項32~請求項35いずれかの炭素繊維製不織布。

【請求項37】 電気デバイスに用いられる部材であって、
 前記部材は、前記請求項19~31いずれかの炭素繊維、又は前記請求項32~36いずれかの炭素繊維製不織布を用いて構成されてなる
ことを特徴とする電気デバイスに用いられる部材。

【請求項38】 前記部材が電池部品である
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項39】 前記部材が蓄電池の電極である
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項40】 前記部材がリチウムイオン二次電池の電極である
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項41】 前記部材がリチウムイオン二次電池の負極であり、前記炭素繊維および/または前記炭素繊維製不織布からなる負極活物質を含む
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項42】 前記部材がリチウムイオン二次電池の電極であり、前記炭素繊維および/または前記炭素繊維製不織布からなる導電助剤を含む
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項43】 前記部材は合金系負極活物質が用いられたリチウムイオン二次電池の負極であり、前記炭素繊維および/または前記炭素繊維製不織布上に前記合金系負極活物質が積層されてなる
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項44】 前記部材がキャパシタの電極である
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項45】 前記部材がリチウムイオンキャパシタの電極である
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項46】 前記部材が燃料電池用多孔質炭素電極基材である
ことを特徴とする請求項37の電気デバイスに用いられる部材。

【請求項47】 電気デバイスであって、
 前記請求項37~前記請求項46いずれかの電気素子に用いられる部材を具備してなる
ことを特徴とする電気デバイス。

【請求項48】 フィルタであって、
 前記フィルタは、前記請求項19~31いずれかの炭素繊維、又は前記請求項32~36いずれかの炭素繊維製不織布を用いて構成されてなる
ことを特徴とするフィルタ。
 
 
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Hiramatsu Sangyo Co., Ltd.
  • Shinshu University
  • Inventor
  • KITANO Takahiro
  • OKINO Fujio
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW,BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CL(UTILITY MODEL),CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM,DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN(UTILITY MODEL),HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PE(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TH(PETTY PATENT),TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LR(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close