超薄膜炭素(黒鉛)リボンの調製と利用

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06453085
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758)
• 研究分担者: 坂西 欣也 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (60183365) ; 光来 要三 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (50122693)
• キーワード: 液晶ピッチ / 炭素薄膜 / 黒鉛薄膜 / リボン / 溶融紡糸 / 断面配向 / スリット / メソフェーズピッチ

研究概要

スリットノズルを使用してメチルナフタレン系液晶ピッチ〜厚さ4μm、巾20μm程度の炭素リボンの製造ができた。このリボンの物性的な特徴は、弾性率が通常の炭素繊維と比較して極めて高いことである。今後さらに厚さの薄いリボンの製造を試み、スリットノズルの形状、紡糸条件の最適化、ピッチの構造修飾等をおこなえば、最終的に厚さ1μmのリボンが製造できた。
ピッチの種類により構成分子の構造が異なり、さらに分子集合状態ならび粘弾性挙動が異なることがわかった。これはこれまで報告された例はない新しい価値ある知見である。
厚さ1μm、巾20μmの連続炭素(黒鉛)リボンの調製と構造解析については現在のスリットノズルを用いて、メチルナフタレン系液晶メソフェーズピッチの不融化、炭化時条件を詳細に評価、検討して、標記形状の炭素(黒鉛)リボンを調製し、光学、走査、透過電子顕微鏡およびX線回析によりリボンの構造を解析した。引張強度、弾性率ならびに圧縮強度など機械的特性もを評価し、100t/mm2の極めて高い弾性率が達成できた。

研究成果

• [文献書誌] R.Fujita,T.Kojima,M.Komatsu and I.Mochida: "Mechanical properties of binderless carbon mould prepared from heat treated mesophase pitch of contrllled grain size" Carbon. 33. 1061-1068 (1995)
• [文献書誌] S.H.Yoon,Y.Korai,I.Mochida,K.Yanagida,S.Fukayama and M.Yoshimura: "Axial nano-scale microstructures ingraphitized fibers inherited from liquid crystal meshophase pitch" Carbon. 3. 83-88 (1996)
• [文献書誌] I.Mochida,K.H.An,K.sakanishi,Y.Korai: "Preparation of Nitrogen rich Pitches from Diazanaphtalenes Using AIC3" Carbon. 34. 601-608 (1996)
• [文献書誌] I.Mochida,S.H.Yoon,N.Takano,F.Fprtin,Y.Korai and K.Yokogawa: "Microstructure of Mesophase Pitch based Carbon Fiber and its Control" Carbon. 34. 941-956 (1996)
• [文献書誌] Y.Korai,Y.G.Wang,S.H.Yoon,S.Ishida and I.Mochida: "Preparation of Meso-carbon microbeads with uniform diameter from AR isotropic pitch in the presence" Carbon. 34. 1156-1159 (1996)
• [文献書誌] Y.Korai,S.Ishida,S.H.Yoon,Y.G.Wang,I.Mochida,Y.Nakagawa,Y.Sakai and M.komatsu: "Efficient Preparation of Meso-Carbon Microbeads from Synthetic Isotropic Pitch Derived from Naphthal" Carbon. 34. 1569-1576 (1996)