[发明专利]复合碳纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合碳纤维的制造方法。更详细而言，本发明涉及一种制造复合碳纤维的方法，所述复合碳纤维不会在树脂等基质中留下聚集体而是易分散并且赋予低电阻的效果优异，其是将两种以上的碳纤维以大致均匀的状态分散而成的。

背景技术

已知通过在树脂等基质中添加填充剂来赋予导电性、导热性、抗静电性等性能。在碳纤维中由于存在显示高导电性的物质，因此可期待导电性赋予的效果。例如，在专利文献1中，公开了在锂离子电池用电极中含有具有直径小于100nm的纤维状碳、以及具有直径100nm以上的纤维状碳和/或非纤维状导电性碳作为导电材。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许4835881号公报

专利文献2：日本特开平9-57084号公报

专利文献3：日本特开2000-26240号公报

专利文献4：日本特开2001-29776号公报

专利文献5：日本特开2003-10663号公报

专利文献6：日本特开平5-132567号公报

专利文献7：日本特开2007-203235号公报

专利文献8：日本特开平5-212317号公报

专利文献9：日本特公平4-43712号公报

发明内容

发明要解决的问题

纤维径较粗、纤维长较短的纤维状碳（图1）由于纤维彼此的缠结弱，因此通过添加到基质中进行混炼，由此能够容易地分散成一根根的纤维状碳。然而，有时会难以充分构建基于纤维状碳之间的连接的导电网络。另一方面，纤维径较细、纤维长较长的纤维状碳（图2）的纤维彼此缠绕，形成几百μm的聚集体（图3）。即使将具有这种牢固缠绕的聚集结构的纤维状碳添加到基质中进行混炼，也仅是聚集体变细而聚集结构维持原样，因此难以形成纤维状碳一根根分散的状态。其结果，有时无法发挥所期待程度的导电性赋予效果。

本发明的目的在于提供一种制造复合碳纤维的方法，所述复合碳纤维不在树脂等基质中留下聚集体而是易分散并且赋予低电阻的效果优异，其是将平均纤维径不同的两种以上的碳纤维以大致均匀的状态分散而成的。

用于解决问题的方案

本发明人等为了达成上述目的而深入研究。其结果，完成了包括如下形态的本发明

即，本发明包括下述形态。

〔1〕一种复合碳纤维的制造方法，其包括：通过对混合溶液以100MPa以上且小于245MPa的压力给予空化效应（cavitation effect）来复合化，所述混合溶液以6质量%以下含有平均纤维径不同的两种以上的碳纤维。

〔2〕根据〔1〕中记载的制造方法，其中，前述平均纤维径不同的两种以上的碳纤维含有平均纤维径5nm以上且30nm以下的碳纳米管、和平均纤维径50nm以上且300nm以下的碳纳米纤维。

〔3〕根据〔1〕或〔2〕中记载的制造方法，其包括：对前述混合溶液进一步给予高压剪切。

〔4〕根据〔3〕中记载的制造方法，其中，对前述混合溶液给予空化效应和高压剪切的方法包括使混合溶液以高压从喷嘴通过的方法。

〔5〕根据〔4〕中记载的制造方法，其中，喷嘴具有直线状流路。

〔6〕根据〔4〕或〔5〕中记载的制造方法，其中，使混合溶液从喷嘴通过的次数为1次以上且5次以下。

发明的效果

根据本发明的一实施方式的制造方法，能够得到将平均纤维径不同的两种以上的碳纤维以大致均匀的状态分散而成的复合碳纤维。通过该制造方法得到的复合碳纤维不在树脂等基质中留下聚集体而是易分散并且赋予低电阻的效果优异。作为导电性赋予剂在锂二次电池的电极中含有该复合碳纤维时会改善容量维持率等电池特性。

附图说明

图1为示出石墨化碳纳米纤维的扫描电子显微镜照片的一例的图（12k倍）。

图2为示出多层碳纳米管的透射电子显微镜照片的一例的图（照片中央100k倍，照片右上500k）。

图3为示出将刚合成后的多层碳纳米管聚集体粉碎而得到的物质的扫描电子显微镜照片的一例的图（照片中央50倍，照片右上2k倍）。

图4为示出复合碳纤维聚集体的扫描电子显微镜照片的一例的图（左20k倍，右2k倍）。

图5为示出混合碳纤维聚集体的扫描电子显微镜照片的一例的图（左20k倍，右2k倍）。