JPH02199011A - 多孔質ガラス状炭素板の製造法 - Google Patents
多孔質ガラス状炭素板の製造法Info
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- JPH02199011A JPH02199011A JP1017069A JP1706989A JPH02199011A JP H02199011 A JPH02199011 A JP H02199011A JP 1017069 A JP1017069 A JP 1017069A JP 1706989 A JP1706989 A JP 1706989A JP H02199011 A JPH02199011 A JP H02199011A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、良好な気孔性状と高強度特性を備える多孔質
ガラス状変素板の製造法に関する。
ガラス状変素板の製造法に関する。
〔従来の技術）
多孔質炭素板の製造技術としては、粒度を揃えたコーク
ス粉をタールピッチのような炭化性バインダーと共に捏
合したのち粉砕、成形および焼成炭化処理する手段が典
型的方法とされているが、この方法は均質かつ安定な気
孔構造を付与するための条件設定が難かしい関係で、量
産性に乏しいうえ゛に材質強度が低い欠点がある。
ス粉をタールピッチのような炭化性バインダーと共に捏
合したのち粉砕、成形および焼成炭化処理する手段が典
型的方法とされているが、この方法は均質かつ安定な気
孔構造を付与するための条件設定が難かしい関係で、量
産性に乏しいうえ゛に材質強度が低い欠点がある。
この点、炭素繊維をパルプおよびバインダーと共に抄紙
して得られた炭素繊維混合抄紙に熱硬化性樹脂液を含浸
させたのち焼成炭化処理する方法（特開昭５０−２５８
０８号公報）は、炭素繊維が補強骨格を形成するととも
に熱硬化性樹脂がガラス状炭素に転化するため強度の向
上は認められる。ところがこの方法は、嵩密度、気孔径
および気孔率などの制御に難点があり、また、高価な炭
素繊維を原料とする関係で製造原価が高騰化する問題点
がある。
して得られた炭素繊維混合抄紙に熱硬化性樹脂液を含浸
させたのち焼成炭化処理する方法（特開昭５０−２５８
０８号公報）は、炭素繊維が補強骨格を形成するととも
に熱硬化性樹脂がガラス状炭素に転化するため強度の向
上は認められる。ところがこの方法は、嵩密度、気孔径
および気孔率などの制御に難点があり、また、高価な炭
素繊維を原料とする関係で製造原価が高騰化する問題点
がある。
このため、炭素繊維に代えて炭素繊維製造用の有機繊維
を用い、これにパルプ、炭素質粉末などを配合して抄紙
したシートに有機高分子物質あるいは炭素質粉末を懸濁
した有機高分子物質の溶液を含浸したのち焼成処理する
方法（特開昭６１−２３６６６４号公報、同６１−２３
６６６５号公報）が提案されている。
を用い、これにパルプ、炭素質粉末などを配合して抄紙
したシートに有機高分子物質あるいは炭素質粉末を懸濁
した有機高分子物質の溶液を含浸したのち焼成処理する
方法（特開昭６１−２３６６６４号公報、同６１−２３
６６６５号公報）が提案されている。
しかしながら、上記の炭素繊維製造用有機繊維を原料成
分とする方法では、組織内に局部的に閉鎖された空隙部
分が多く形成され、均質かつ制御された気孔構造を得る
ことに困難性がある。
分とする方法では、組織内に局部的に閉鎖された空隙部
分が多く形成され、均質かつ制御された気孔構造を得る
ことに困難性がある。
本発明は、これら従来技術の問題点を改良するためにな
されたもので、その目的は常に良好な気孔性状と高強度
特性を兼備する多孔質ガラス状炭素板の製造法を提供す
るところにある。
されたもので、その目的は常に良好な気孔性状と高強度
特性を兼備する多孔質ガラス状炭素板の製造法を提供す
るところにある。
すなわち、本発明による多孔質ガラス状炭素板の製造法
は、レーヨンパルプ６０〜９０重量部と針葉樹パルプ４
０〜ＩＯ重量部を混合抄紙して形成したシートを所定の
厚みに積層し、ついで残炭率４０重量％以上の熱硬化性
樹脂溶液を含浸、硬化したのち非酸化性雰囲気下で８０
０℃以上の温度により焼成炭化処理することを構成的特
徴とする。
は、レーヨンパルプ６０〜９０重量部と針葉樹パルプ４
０〜ＩＯ重量部を混合抄紙して形成したシートを所定の
厚みに積層し、ついで残炭率４０重量％以上の熱硬化性
樹脂溶液を含浸、硬化したのち非酸化性雰囲気下で８０
０℃以上の温度により焼成炭化処理することを構成的特
徴とする。
原料成分となるレーヨンパルプとしては、一般に市販さ
れているα−セルロース成分９０％以上のものが供用さ
れ、特に抄紙性の点から太さ３〜１０デニール、長さ５
〜１０ｍ５の性状を選択して用いることが好適である。
れているα−セルロース成分９０％以上のものが供用さ
れ、特に抄紙性の点から太さ３〜１０デニール、長さ５
〜１０ｍ５の性状を選択して用いることが好適である。
また、多孔構造を構成する細孔分布をシャープかつ単一
ピークとするためには、単一性状のものを使用すること
が重要で異なる性状のものを混合使用することは避ける
必要がある。
ピークとするためには、単一性状のものを使用すること
が重要で異なる性状のものを混合使用することは避ける
必要がある。
針葉樹パルプは、抄造時、繋ぎ材として作用するバイン
ダー的成分で、アカマツ、ニジマツ、トドマツ、モミ、
ツガ、カラマツ等の樹種から製造された通常のパルプが
用いられる。
ダー的成分で、アカマツ、ニジマツ、トドマツ、モミ、
ツガ、カラマツ等の樹種から製造された通常のパルプが
用いられる。
レーヨンパルプと針葉樹パルプは、前者６０〜９０重量
部に対し後者４０〜１０重量部の配合割合で混合し、水
に均一分散させたのち抄紙法を用いてシートに形成する
。この際、レーヨンパルプの配合量が６０重量部を下廻
ると気孔性状の制御が困難となり、得られるシートの細
孔分布のシャープ化が損われ、一方、９０重量部を越す
とシート強度が極端に低下して良好な抄造ができなくな
る。また、形成するシートの坪量は、焼成後の炭素板の
厚さなどを考慮して設定されるが、シートの均質性なら
びに気孔径の調整度合からみて６０〜１２０ｇ／イの範
囲内に収めることが望ましい。
部に対し後者４０〜１０重量部の配合割合で混合し、水
に均一分散させたのち抄紙法を用いてシートに形成する
。この際、レーヨンパルプの配合量が６０重量部を下廻
ると気孔性状の制御が困難となり、得られるシートの細
孔分布のシャープ化が損われ、一方、９０重量部を越す
とシート強度が極端に低下して良好な抄造ができなくな
る。また、形成するシートの坪量は、焼成後の炭素板の
厚さなどを考慮して設定されるが、シートの均質性なら
びに気孔径の調整度合からみて６０〜１２０ｇ／イの範
囲内に収めることが望ましい。
抄造形成したシートは、乾燥後、所定の厚さに積層し、
これに残炭率４０重量％以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸
する。
これに残炭率４０重量％以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸
する。
シートの積層化については特に制約はないが、縦方向と
横方向を交互に直交して積層すると連続抄造に伴うシー
トのｗＡ維配合による方向性が緩和され、焼成炭化過程
における歪、割れ等の原因となる眉間収縮差の発生を抑
制するために有効作用する。
横方向を交互に直交して積層すると連続抄造に伴うシー
トのｗＡ維配合による方向性が緩和され、焼成炭化過程
における歪、割れ等の原因となる眉間収縮差の発生を抑
制するために有効作用する。
熱硬化性樹脂の残炭率とは、樹脂を非酸化雰囲気中で８
００℃の温度に焼成したときに残留する炭素分の重量％
を指し、これが４帽１％未満の場合には得られる多孔質
ガラス状炭素板の強度を実用水準まで向上させることが
極めて困難となる。この４０重壁％以上の残炭率を有す
る熱硬化性樹脂の例としては、フェノールホルムアルデ
ヒド、フルフリルアルコール、ジビニルベンゼン等が挙
げられ、いずれも本発明の目的に有効使用される。熱硬
化性樹脂はアルコール、アセトンなど常用の有機溶媒に
溶解することによって溶液化されるが、溶液の樹脂濃度
は２０〜４５重景％の範囲に設定することが望ましい、
この理由は、樹脂濃度が２０重量％を下廻ると強度特性
の減退を招き、他方、４５重壁％を越えると粘度が上昇
して含浸性を損ね、また気孔の閉塞を生じて気孔径およ
び気孔率の調整が困難となるからである。
００℃の温度に焼成したときに残留する炭素分の重量％
を指し、これが４帽１％未満の場合には得られる多孔質
ガラス状炭素板の強度を実用水準まで向上させることが
極めて困難となる。この４０重壁％以上の残炭率を有す
る熱硬化性樹脂の例としては、フェノールホルムアルデ
ヒド、フルフリルアルコール、ジビニルベンゼン等が挙
げられ、いずれも本発明の目的に有効使用される。熱硬
化性樹脂はアルコール、アセトンなど常用の有機溶媒に
溶解することによって溶液化されるが、溶液の樹脂濃度
は２０〜４５重景％の範囲に設定することが望ましい、
この理由は、樹脂濃度が２０重量％を下廻ると強度特性
の減退を招き、他方、４５重壁％を越えると粘度が上昇
して含浸性を損ね、また気孔の閉塞を生じて気孔径およ
び気孔率の調整が困難となるからである。
含浸処理は、積層シートを熱硬化性樹脂溶液中に浸漬す
るか、熱硬化性樹脂溶液をシートに塗布またはスプレー
することによっておこなわれる。
るか、熱硬化性樹脂溶液をシートに塗布またはスプレー
することによっておこなわれる。
含？！１後の積層シートは、風乾したのち１８０〜３０
０℃の温度域で硬化処理したのち、常法に従って非酸化
性雰囲気中８００℃以上の温度で焼成炭化して多孔質ガ
ラス状炭素板を得る。
０℃の温度域で硬化処理したのち、常法に従って非酸化
性雰囲気中８００℃以上の温度で焼成炭化して多孔質ガ
ラス状炭素板を得る。
上記の構成により、レーヨンパルプ６０〜９０重量部と
針葉樹パルプ４０〜１０重量部を混合抄紙して形成され
るシートは、嵩密度０．３５ｇ／ｃｊ以下の均質気孔＆
ｌＩｖ＆を備えており、また針葉樹パルプの添加に基づ
く緊ぎ材作用でハンドリングにより崩壊しない強度が保
持される。このシー）＆Ｉ織は熱硬化性樹脂溶液の含浸
を円滑に進行させるために有効機能し、更に焼成炭化過
程で大部分が揮散して均一な気孔形成に寄与し、一部は
炭化残留して骨格を形成する。熱硬化性樹脂の炭化によ
り生成するガラス状炭素は、前記骨格を被覆する状態に
分布し、これらの形成機構が相乗的に作用して均一微細
な通気性気孔を有し、強度ならびに靭性に優れた多孔質
ガラス状炭素構造に転化する。
針葉樹パルプ４０〜１０重量部を混合抄紙して形成され
るシートは、嵩密度０．３５ｇ／ｃｊ以下の均質気孔＆
ｌＩｖ＆を備えており、また針葉樹パルプの添加に基づ
く緊ぎ材作用でハンドリングにより崩壊しない強度が保
持される。このシー）＆Ｉ織は熱硬化性樹脂溶液の含浸
を円滑に進行させるために有効機能し、更に焼成炭化過
程で大部分が揮散して均一な気孔形成に寄与し、一部は
炭化残留して骨格を形成する。熱硬化性樹脂の炭化によ
り生成するガラス状炭素は、前記骨格を被覆する状態に
分布し、これらの形成機構が相乗的に作用して均一微細
な通気性気孔を有し、強度ならびに靭性に優れた多孔質
ガラス状炭素構造に転化する。
また、レーヨンパルプと針葉樹パルプの配合比率、レー
ヨンパルプの繊維性状および熱硬化性樹脂溶液の濃度等
の条件を調整することにより、気孔径、気孔率、気孔分
布などの気孔性状を適宜制御することが可能となる。
ヨンパルプの繊維性状および熱硬化性樹脂溶液の濃度等
の条件を調整することにより、気孔径、気孔率、気孔分
布などの気孔性状を適宜制御することが可能となる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜６、比較例１〜３
太さ５デニール、長さ５ｍおよび太さ３デニル、長さ５
＋ｍのレーヨンパルプ〔大和紡績■製〕と晒し針葉樹パ
ルプ（ＮＢＫＰ）を配合割合を変えて混合し、水に分散
させたのち長網式抄紙機を用いて抄造した。
＋ｍのレーヨンパルプ〔大和紡績■製〕と晒し針葉樹パ
ルプ（ＮＢＫＰ）を配合割合を変えて混合し、水に分散
させたのち長網式抄紙機を用いて抄造した。
形成されたシートの物性をレーヨンパルプと針葉樹パル
プの配合割合に対比させて第１表に示した。
プの配合割合に対比させて第１表に示した。
次に、各シートを一辺９００ｍの正方形に切断し、シー
トの縦方向と横方向を交互に直交させて積層シタのち、
残炭率４５％のフェノールホルムアルデヒド樹脂〔住人
デエレズ■製、“スミライトレジンＰＲ９４０”〕の濃
度の異なるエタノール溶液に浸漬してシート組織内に樹
脂溶液を十分に含浸した。
トの縦方向と横方向を交互に直交させて積層シタのち、
残炭率４５％のフェノールホルムアルデヒド樹脂〔住人
デエレズ■製、“スミライトレジンＰＲ９４０”〕の濃
度の異なるエタノール溶液に浸漬してシート組織内に樹
脂溶液を十分に含浸した。
含浸物を２００’Ｃで１時間硬化処理をおこなった。
硬化後の材料はついで焼成炉に移し、窒素雰囲気下、１
４００℃の温度で１０時間に亘り焼成炭化した。
４００℃の温度で１０時間に亘り焼成炭化した。
このようにして得られた各多孔質ガラス状炭素板の特性
を第２表に示した。
を第２表に示した。
第２表の結果から、本発明の実施例による多孔質ガラス
状炭素板はいずれも材質組織に反り、割れ等はなく、良
好な強度特性ならびに気孔性状を備えていたが、本発明
の構成要件を外れる比較例は強度あるいは気孔性状が著
るしく劣り、比較例１−１．１−２の材料には亀裂の発
生が認められた。
状炭素板はいずれも材質組織に反り、割れ等はなく、良
好な強度特性ならびに気孔性状を備えていたが、本発明
の構成要件を外れる比較例は強度あるいは気孔性状が著
るしく劣り、比較例１−１．１−２の材料には亀裂の発
生が認められた。
次に、実施例２−１および比較例３の多孔質ガラス状炭
素板について気孔の細孔分布を測定し、それぞれ第１図
および第２図に示した。
素板について気孔の細孔分布を測定し、それぞれ第１図
および第２図に示した。
第１図および第２図から、レーヨンパルプ成分は同一性
状のものを単独使用した際には細い孔分布のヒストグラ
ムがシャープで１つのピークを示すのに対し、太さの異
なる２種類のレーヨンパルプを混合使用した場合には分
布がブロードになることが判る。
状のものを単独使用した際には細い孔分布のヒストグラ
ムがシャープで１つのピークを示すのに対し、太さの異
なる２種類のレーヨンパルプを混合使用した場合には分
布がブロードになることが判る。
以上のとおり、本発明によれば安価な原料基材を用い簡
易な製造プロセスにより常に良好な細孔性状と高強度特
性を兼備する多孔質ガラス状炭素板を製造することがで
きる。したがって、二次電池用電極基材、高温断熱材、
濾過フィルターなどの用途に極めて有用である。
易な製造プロセスにより常に良好な細孔性状と高強度特
性を兼備する多孔質ガラス状炭素板を製造することがで
きる。したがって、二次電池用電極基材、高温断熱材、
濾過フィルターなどの用途に極めて有用である。
第１図は本発明の実施例による多孔質ガラス状炭素板の
細孔分布図、第２図は比較例による多孔質ガラス状炭素
板の細孔分布図である。 特許出願人 静岡県知事 斉藤滋与史 東海カーボン株式会社
細孔分布図、第２図は比較例による多孔質ガラス状炭素
板の細孔分布図である。 特許出願人 静岡県知事 斉藤滋与史 東海カーボン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーヨンパルプ６０〜９０重量部と針葉樹パルプ４
０〜１０重量部を混合抄紙して形成したシートを所定の
厚みに積層し、ついで残炭率４０重量％以上の熱硬化性
樹脂溶液を含浸、硬化したのち非酸化性雰囲気下で８０
０℃以上の温度により焼成炭化処理することを特徴とす
る多孔質ガラス状炭素板の製造法。 ２、太さ３〜１０デニール、長さ５〜１０ｍｍのレーヨ
ンパルプを用いる請求項１記載の多孔質ガラス状炭素板
の製造法。 ３、熱硬化性樹脂の溶液濃度を２０〜４５重量％に設定
する請求項１記載の多孔質ガラス状炭素板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017069A JPH0694364B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 多孔質ガラス状炭素板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1017069A JPH0694364B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 多孔質ガラス状炭素板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199011A true JPH02199011A (ja) | 1990-08-07 |
| JPH0694364B2 JPH0694364B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=11933697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1017069A Expired - Fee Related JPH0694364B2 (ja) | 1989-01-26 | 1989-01-26 | 多孔質ガラス状炭素板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694364B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6112918A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-21 | Oji Paper Co Ltd | 多孔質炭素板の製造方法 |
| JPS6119820A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-28 | Oji Paper Co Ltd | 多孔質炭素板の製造方法 |
| JPS61236664A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-21 | 王子製紙株式会社 | 多孔質炭素板の製造方法 |
| JPS61236665A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-21 | 新王子製紙株式会社 | 多孔質炭素板の製法 |
-
1989
- 1989-01-26 JP JP1017069A patent/JPH0694364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6112918A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-21 | Oji Paper Co Ltd | 多孔質炭素板の製造方法 |
| JPS6119820A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-28 | Oji Paper Co Ltd | 多孔質炭素板の製造方法 |
| JPS61236664A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-21 | 王子製紙株式会社 | 多孔質炭素板の製造方法 |
| JPS61236665A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-21 | 新王子製紙株式会社 | 多孔質炭素板の製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0694364B2 (ja) | 1994-11-24 |
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