【手続補正書】
【提出日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維または膜を作製する方法であって、
アクリロニトリル含有ポリマーをゲル押出しすることにより、ポリマー繊維または膜前駆体を形成せしめる工程；
該ポリマー繊維または膜前駆体を延伸することにより、延伸ポリマー繊維または膜を形成せしめる工程；および
該延伸ポリマー繊維または膜を安定化せしめる工程
を包含する、方法。
【請求項２】
前記安定化させたポリマー繊維または膜を炭化する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記炭化されたポリマー繊維または膜を黒鉛化する工程をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記安定化工程が、前記延伸ポリマー繊維または膜を、張力をかけて安定化せしめる工程を包含し、前記炭化工程が、前記安定化させたポリマー繊維または膜を、張力をかけて炭化する工程を包含し、および／または前記黒鉛化工程が、前記炭化されたポリマー繊維または膜を、張力をかけて黒鉛化する工程を包含する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の方法によって作製される、炭素繊維または膜。
【請求項６】
炭素繊維または膜を作製する方法であって、
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）をアクロニトリル含有ポリマーと接触させることにより、ポリマー−ＣＮＴドープを形成せしめる工程；
該ポリマー−ＣＮＴドープをゲル押出しすることにより、ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜前駆体を形成せしめる工程；
該ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜前駆体を延伸することにより、延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を形成せしめる工程；および
該延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を安定化せしめる工程
を包含する、方法。
【請求項７】
前記安定化させたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を炭化する工程をさらに包含する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記炭化されたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を黒鉛化する工程をさらに包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記安定化工程が、前記延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、張力をかけて安定化せしめる工程を包含し、前記炭化工程が、前記安定化させたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、張力をかけて炭化する工程を包含し、および／または前記黒鉛化工程が、前記炭化されたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、張力をかけて黒鉛化する工程を包含する、請求項６〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記安定化工程が、前記延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、酸化環境において安定化せしめる工程を包含する、請求項６〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記安定化工程が、前記延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、約３６時間以下にわたり摂氏約２００度〜摂氏約４００度において安定化せしめる工程を包含する、請求項６〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記炭化工程が、前記安定化させたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、不活性な環境において炭化する工程を包含する、請求項６〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化工程が、前記安定化させたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、約２時間以下にわたり摂氏約５００度〜摂氏約１８００度において炭化する工程を包含する、請求項６〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記黒鉛化工程が、前記炭化されたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、窒素非含有の不活性な環境において黒鉛化する工程を包含する、請求項９〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記黒鉛化工程が、前記炭化されたポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を、約１時間以下にわたり摂氏約１８００度〜摂氏約２８００度において、黒鉛化する工程を包含する、請求項６〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記炭素繊維が、約５０ナノメートル〜約５０マイクロメートルの平均直径を有する、または、前記炭素膜が、約２５ナノメートル〜約２５０マイクロメートルの平均厚を有する、請求項６〜１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記炭素繊維または膜において前記ＣＮＴが剥離している、請求項６〜１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記炭素繊維または膜が、各ＣＮＴの壁から放射状に約０．３４ナノメートル〜約５０ナノメートル広がっている結晶化黒鉛領域を含む、請求項６〜１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記結晶化黒鉛領域が、各ＣＮＴの壁から放射状に少なくとも約２ナノメートル広がっている、請求項６〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
炭素繊維または膜を作製する方法であって、
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）をアクリロニトリル含有ポリマーと接触させることにより、ポリマー−ＣＮＴドープを形成せしめる工程；
該ポリマー−ＣＮＴドープを押出しすることにより、ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜前駆体を形成せしめる工程；
該ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜前駆体を延伸することにより、延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を形成せしめる工程；
該延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を安定化せしめる工程；および
各ＣＮＴの壁から放射状に約０．３４ナノメートル〜約５０ナノメートル広がっている結晶化黒鉛領域を有する炭素繊維または膜を作製するのに有効な、該安定化させた繊維または膜を炭化する工程
を包含する、方法。
【請求項２１】
炭素繊維または膜を作製する方法であって、
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）をアクリロニトリル含有ポリマーと接触させることにより、ポリマー−ＣＮＴドープを形成せしめる工程であって、ここで、該ポリマー−ＣＮＴドープは、該アクリロニトリル含有ポリマーの重量に基づいて約１重量パーセントのＣＮＴを含む、工程；
該ポリマー−ＣＮＴドープを押出しすることにより、ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜前駆体を形成せしめる工程；
該ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜前駆体を延伸することにより、延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を形成せしめる工程；
該延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維または膜を安定化せしめる工程；および
該ＣＮＴなしで作製された炭素繊維よりも少なくとも０．５ＧＰａ大きい引張強度および少なくとも５０ＧＰａ大きい引張係数を有する炭素繊維または膜を作製するのに有効な、該安定化させた繊維または膜を炭化する工程
を包含する、方法。
【請求項２２】
前記炭化されたポリマー−ＣＮＴ膜を黒鉛化する工程をさらに包含する、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）およびアクリロニトリル含有ポリマーから形成される炭素繊維または炭素膜であって、
約５０ナノメートル〜約５０マイクロメートルの横断面の平均寸法；および
各ＣＮＴの壁から放射状に約０．３４〜約５０ナノメートル広がっている結晶化黒鉛領域を備える、炭素繊維または炭素膜。
【請求項２４】
前記結晶化黒鉛領域が、各ＣＮＴの壁から放射状に少なくとも約２ナノメートル広がっている、請求項２３に記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項２５】
前記炭素繊維または炭素膜におけるＣＮＴが剥離している、請求項２３または２４のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項２６】
前記炭素繊維または炭素膜が、ＣＮＴを含んでいない炭素繊維または炭素膜よりも少なくとも２５％高い電気伝導率を有する、請求項２３〜２５のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項２７】
前記炭素繊維または炭素膜が、ＣＮＴなしで形成された炭素繊維または炭素膜よりも少なくとも約０．５ＧＰａ大きい引張強度を備える、請求項２３〜２６のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項２８】
前記炭素繊維または炭素膜が、ＣＮＴなしで形成された炭素繊維または炭素膜よりも少なくとも約５０ＧＰａ大きい引張係数を備える、請求項２３〜２７のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項２９】
前記炭素繊維または炭素膜が光透過性である、請求項２３〜２８のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項３０】
炭素繊維を作製する方法であって、
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）をアクリロニトリル含有ポリマーと接触させることにより、ポリマー−ＣＮＴドープを形成せしめる工程であって、ここで、該ポリマー−ＣＮＴドープは、該アクリロニトリル含有ポリマーの重量に基づいて約１重量パーセントのＣＮＴを含む、工程；
該ポリマー−ＣＮＴドープをゲル押出しすることにより、ポリマー−ＣＮＴ繊維前駆体を形成せしめる工程；
該ポリマー−ＣＮＴ繊維前駆体を延伸することにより、延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維を形成せしめる工程；
該延伸ポリマー−ＣＮＴ繊維を、大気中で張力をかけて安定化せしめる工程；および
約１０マイクロメートル以下の平均直径を有する炭素繊維を作製するのに有効な、該安定化させた繊維を不活性な環境において張力をかけて炭化する工程
を包含する、方法。
【請求項３１】
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）およびアクリロニトリル含有ポリマーから形成された炭素繊維であって、
約５０ナノメートル〜約５０マイクロメートルの横断面の平均寸法；および
該ＣＮＴなしで形成された炭素繊維よりも少なくとも０．７ＧＰａ大きい引張強度および少なくとも７７ＧＰａ大きい引張係数
を備える、炭素繊維。
【請求項３２】
ＣＮＴなしで作製された炭素繊維よりも、前記炭素繊維の引張強度が、少なくとも１．２ＧＰａ大きく、前記炭素繊維の引張係数が、少なくとも１４８ＧＰａ大きい、請求項３１に記載の炭素繊維。
【請求項３３】
炭素繊維または膜を作製する方法であって、
グラファイトシートをアクリロニトリル含有ポリマーと接触させることにより、ポリマー−グラファイトシートドープを形成せしめる工程；
該ポリマー−グラファイトシートドープをゲル押出しすることにより、ポリマー−グラファイトシート繊維または膜前駆体を形成せしめる工程；
該ポリマー−グラファイトシート繊維または膜前駆体を延伸することにより、延伸ポリマー−グラファイトシート繊維または膜を形成せしめる工程；および
該延伸ポリマー−グラファイトシート繊維または膜を安定化せしめる工程
を包含する、方法。
【請求項３４】
前記安定化させたポリマー−グラファイトシート繊維または膜を炭化する工程をさらに包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記炭化されたポリマー−グラファイトシート繊維または膜を黒鉛化する工程をさらに包含する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
グラファイトシートおよびアクリロニトリル含有ポリマーから形成される炭素繊維または炭素膜であって、
約５０ナノメートル〜約５０マイクロメートルの横断面の平均寸法；および
各グラファイトシートの表面から約０．３４〜約５０ナノメートル広がっている結晶化黒鉛領域を備える、炭素繊維または炭素膜。
【請求項３７】
前記結晶化黒鉛領域が、各グラファイトシートの表面から少なくとも約２ナノメートル広がっている、請求項３６に記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項３８】
前記炭素繊維または炭素膜におけるグラファイトシートが剥離している、請求項３６または３７のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項３９】
前記炭素繊維または炭素膜が、グラファイトシートを含まない炭素繊維または炭素膜よりも少なくとも２５％高い電気伝導率を有する、請求項３６〜３８のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項４０】
前記炭素繊維または炭素膜が、グラファイトシートなしで形成された炭素繊維または炭素膜よりも少なくとも約０．５ＧＰａ大きい引張強度を備える、請求項３６〜３９のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。
【請求項４１】
前記炭素繊維または炭素膜が、グラファイトシートなしで形成された炭素繊維または炭素膜よりも少なくとも約５０ＧＰａ大きい引張係数を備える、請求項３６〜４０のいずれかに記載の炭素繊維または炭素膜。