JPH0376821A - 多孔質炭素板の製造方法 - Google Patents
多孔質炭素板の製造方法Info
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- JPH0376821A JPH0376821A JP21289089A JP21289089A JPH0376821A JP H0376821 A JPH0376821 A JP H0376821A JP 21289089 A JP21289089 A JP 21289089A JP 21289089 A JP21289089 A JP 21289089A JP H0376821 A JPH0376821 A JP H0376821A
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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、多孔質炭素板の新規な製造方法に関し、詳し
くは、安価で電気伝導性が高く耐薬品性が優れた高品質
の多孔質炭素板の製造方法に関す〔従来の技術〕 従来、多孔質炭素板（以下、炭素繊維シートと略称する
）を得る方法としては、あらかじめ焼成された炭素繊維
をパルプ、及びバインダーと共に抄紙した炭素繊維混抄
紙が知られている。しかしながらこのような混抄紙は、
電気抵抗値が比較的高く、耐薬品性に欠け、燃料電池用
電極基材等の用途には不適当であった。これらの性能の
改善方法として、上記混抄紙を熱硬化性樹脂の溶液に含
浸させ、再度、不活性雰囲気中で加熱炭化する方法が知
られている。この方法ではパルプ等の有機物が加熱処理
により炭化されるため、電気抵抗値が低く、耐薬品性も
改善された繊維紙が得られる。
くは、安価で電気伝導性が高く耐薬品性が優れた高品質
の多孔質炭素板の製造方法に関す〔従来の技術〕 従来、多孔質炭素板（以下、炭素繊維シートと略称する
）を得る方法としては、あらかじめ焼成された炭素繊維
をパルプ、及びバインダーと共に抄紙した炭素繊維混抄
紙が知られている。しかしながらこのような混抄紙は、
電気抵抗値が比較的高く、耐薬品性に欠け、燃料電池用
電極基材等の用途には不適当であった。これらの性能の
改善方法として、上記混抄紙を熱硬化性樹脂の溶液に含
浸させ、再度、不活性雰囲気中で加熱炭化する方法が知
られている。この方法ではパルプ等の有機物が加熱処理
により炭化されるため、電気抵抗値が低く、耐薬品性も
改善された繊維紙が得られる。
しかしながら炭素繊維自身が高弾性率を有するため繊維
の接触部が十分に結合されず、そのため、十分な低電気
抵抗の炭素繊維紙は得られにくかった。
の接触部が十分に結合されず、そのため、十分な低電気
抵抗の炭素繊維紙は得られにくかった。
また炭素繊維は比重が高いため、嵩高な多孔質板が得ら
れにくく、各種用途に適合した嵩密度および孔径にコン
トロールするのがむずかしい。しかも、繊維化、及びシ
ート化の各段階で焼成工程が必要なため、非常に高価格
なものになる欠点を有しており、その為、安価な製造方
法の開発が望まれていた。また、上記の方法では、均一
な厚みの厚手シートを抄紙するのはむづかしく、又炭素
繊維は親水性がなく、高弾性のため、パルプとの接着が
悪く、シート強度が弱い欠点があった。その為パルプ以
外のバインダー繊維の配合が必要であった（特公昭５３
−１８６０３）。本発明者らは先に、湿式抄紙法による
方法を出願（特願昭５７−２２６４９４号〉したが、上
記方法と同様バインダー繊維を使用するため、多孔質の
シートが得られにくい欠点があった。また、この方法で
は、バインダー繊維等が抄紙時にドライヤーやカンバス
に付着し、定常的操業を困難にするという欠点があった
。
れにくく、各種用途に適合した嵩密度および孔径にコン
トロールするのがむずかしい。しかも、繊維化、及びシ
ート化の各段階で焼成工程が必要なため、非常に高価格
なものになる欠点を有しており、その為、安価な製造方
法の開発が望まれていた。また、上記の方法では、均一
な厚みの厚手シートを抄紙するのはむづかしく、又炭素
繊維は親水性がなく、高弾性のため、パルプとの接着が
悪く、シート強度が弱い欠点があった。その為パルプ以
外のバインダー繊維の配合が必要であった（特公昭５３
−１８６０３）。本発明者らは先に、湿式抄紙法による
方法を出願（特願昭５７−２２６４９４号〉したが、上
記方法と同様バインダー繊維を使用するため、多孔質の
シートが得られにくい欠点があった。また、この方法で
は、バインダー繊維等が抄紙時にドライヤーやカンバス
に付着し、定常的操業を困難にするという欠点があった
。
また、バインダー繊維を使用しない湿式抄紙法に於ても
、通常の湿式抄紙の場合、パルプを混合することは必要
であり、パルプを加えるにつれ、抄紙されたシートの緊
張は大きく成り嵩高なシートを作ることが困難となり、
高い気孔度の炭素板を作ることが出来なかった。
、通常の湿式抄紙の場合、パルプを混合することは必要
であり、パルプを加えるにつれ、抄紙されたシートの緊
張は大きく成り嵩高なシートを作ることが困難となり、
高い気孔度の炭素板を作ることが出来なかった。
更にこれらの方法では燃料電池の電極基板としては電気
伝導性が十分に高くなく、又製造上の工程が多くコスト
がかかるため、改善が要求されていた。
伝導性が十分に高くなく、又製造上の工程が多くコスト
がかかるため、改善が要求されていた。
本発明は、上記の欠点を改良すると共に、任意の平均孔
径で任意の気孔度の多孔質炭素板を、般に使用されてい
るシート化設備を用い、安価に、電気伝導性、特にシー
トの厚さ方向の電気伝導性の高い、耐薬品性に優れた高
品質のものを安価に製造する方法を提供することを目的
とする。
径で任意の気孔度の多孔質炭素板を、般に使用されてい
るシート化設備を用い、安価に、電気伝導性、特にシー
トの厚さ方向の電気伝導性の高い、耐薬品性に優れた高
品質のものを安価に製造する方法を提供することを目的
とする。
上記の目的は、本発明によれば、炭素繊維製造用有機繊
維と、パルプと、前記有機繊維およびパルプの合計重量
に対して、固形分重量で５〜４０重量％の炭素質粉末お
よび固形分重量で２０〜１６０重量％の有機高分子物質
の粉末またはエマルジョンと、分散媒とを混合してスラ
リーを作成する工程、得られたスラリーを抄紙してシー
トに底形する工程、および 上記シートを乾燥後不活性ガス中で８００℃以上の温度
に加熱することによって炭化させる工程を含むことを特
徴とする多孔質炭素板の製造方法によって達成される。
維と、パルプと、前記有機繊維およびパルプの合計重量
に対して、固形分重量で５〜４０重量％の炭素質粉末お
よび固形分重量で２０〜１６０重量％の有機高分子物質
の粉末またはエマルジョンと、分散媒とを混合してスラ
リーを作成する工程、得られたスラリーを抄紙してシー
トに底形する工程、および 上記シートを乾燥後不活性ガス中で８００℃以上の温度
に加熱することによって炭化させる工程を含むことを特
徴とする多孔質炭素板の製造方法によって達成される。
以下、本発明の構成を更に詳しく説明する。
（有機繊維〉
本発明に用いる炭素繊維用有機繊維としては、通常のレ
ーヨン、ピッチ繊維、リグニン繊維、フェノール樹脂繊
維、アクリル繊維等、通常炭素繊維を製造する場合に原
料として普通に使用される有機繊維であって０．５〜１
５デニール、長さ３ｍｍ〜５０ｍｍ好ましくは製造、及
び焼成機の気孔径等の点から１．５〜１０デニール、長
さ５〜２０碓のものを目的に応じて選択し、単独である
いは２種以上を配合して使用する。
ーヨン、ピッチ繊維、リグニン繊維、フェノール樹脂繊
維、アクリル繊維等、通常炭素繊維を製造する場合に原
料として普通に使用される有機繊維であって０．５〜１
５デニール、長さ３ｍｍ〜５０ｍｍ好ましくは製造、及
び焼成機の気孔径等の点から１．５〜１０デニール、長
さ５〜２０碓のものを目的に応じて選択し、単独である
いは２種以上を配合して使用する。
（パルプ〉
パルプは有機繊維を抄紙する際のシート形成補助材とし
て使用するもので、有機繊維とパルプとの配合割合は重
量比で９５＝５〜６０：４０の範囲とすることが好まし
い。パルプの割合が多過ぎると気孔度の大きい嵩高なシ
ートが得にくく、少な過ぎると抄紙が困難になる。
て使用するもので、有機繊維とパルプとの配合割合は重
量比で９５＝５〜６０：４０の範囲とすることが好まし
い。パルプの割合が多過ぎると気孔度の大きい嵩高なシ
ートが得にくく、少な過ぎると抄紙が困難になる。
（炭素質粉末）
抄紙に用いられる炭素質粉末としては、粒径が０．１〜
４０Ｊ−のグラファイト又はカーボンブラック等が使用
される。必要なら、通常抄紙の際使用される、歩留向上
剤を添加してもよい。
４０Ｊ−のグラファイト又はカーボンブラック等が使用
される。必要なら、通常抄紙の際使用される、歩留向上
剤を添加してもよい。
（有機高分子物質）
抄紙に用いる有機高分子物質としては、例えばフェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
ジビニルベンゼンの如き熱硬化性樹脂、塩化ビニル樹脂
、塩化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニ
リデン樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、さらには
リグニン、ピッチ又はタールの如きものも使用される。
ル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
ジビニルベンゼンの如き熱硬化性樹脂、塩化ビニル樹脂
、塩化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニ
リデン樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、さらには
リグニン、ピッチ又はタールの如きものも使用される。
これらの高分子化合物の好ましい性質としては、熱処理
時の高温で融解すること、および炭素含有量が３０重量
％以上あり炭化後、炭素質バインダーとして炭素繊維内
の結合に役立つものであり、フェノール樹脂等の熱硬化
性樹脂が好ましい。
時の高温で融解すること、および炭素含有量が３０重量
％以上あり炭化後、炭素質バインダーとして炭素繊維内
の結合に役立つものであり、フェノール樹脂等の熱硬化
性樹脂が好ましい。
前記の有機高分子物質は粒径が０．５〜５０μの粉体あ
るいは、エマルジョン分散液の形で混抄される。必要な
ら、通常抄紙の際使用される、歩留向上剤を添加しても
よい。
るいは、エマルジョン分散液の形で混抄される。必要な
ら、通常抄紙の際使用される、歩留向上剤を添加しても
よい。
（分散媒）
次に行なう抄紙工程に適したスラリーとするための分散
媒であり、通常は水を用いる。
媒であり、通常は水を用いる。
（抄 紙〉
抄紙方法は手抄き、丸網、長網、傾斜ワイヤ等の湿式抄
紙の出来るものならどのようなものでも良く均一性の良
いシートを得たい時には抄紙濃度を低くすれば良い。金
網で脱水した後の強度が弱いときは叩解を進めた木材パ
ルプを５％から４０％加えてやれば強度が上がりシート
がつながる、通常は湿紙についてプレス処理を行なうが
、必要がない時、又は実行が困難なとき、プレス処理を
省くこともできる。
紙の出来るものならどのようなものでも良く均一性の良
いシートを得たい時には抄紙濃度を低くすれば良い。金
網で脱水した後の強度が弱いときは叩解を進めた木材パ
ルプを５％から４０％加えてやれば強度が上がりシート
がつながる、通常は湿紙についてプレス処理を行なうが
、必要がない時、又は実行が困難なとき、プレス処理を
省くこともできる。
（乾燥工程）
通常の湿式抄紙機で使われている多筒式、ヤンキー式等
のシリンダー型の乾燥機以外に、バンドドライヤー、ハ
ニカムドライヤー、等熱風式ドライヤー、赤外線式ドラ
イヤー等が使える。熱風式のドライヤー又は赤外線を使
用する乾燥機ではシートが嵩高になり高見孔度のシート
を作るときに都合がよい。
のシリンダー型の乾燥機以外に、バンドドライヤー、ハ
ニカムドライヤー、等熱風式ドライヤー、赤外線式ドラ
イヤー等が使える。熱風式のドライヤー又は赤外線を使
用する乾燥機ではシートが嵩高になり高見孔度のシート
を作るときに都合がよい。
つなぎパルプを使用しないで抄紙した湿紙の引っ張り強
度は弱いため、できるだけオープンドローを少なくしな
ければならない。必要に応じカンバス又はフェルトで抱
き搬送するとよい。
度は弱いため、できるだけオープンドローを少なくしな
ければならない。必要に応じカンバス又はフェルトで抱
き搬送するとよい。
（シート成形後の処理）
シートは、乾燥後、そのまま加熱炭化処理を行うか、加
熱炭化の前に必要に応じプレス処理を行ってもよい。プ
レス処理は最終炭素板に必要な厚さ、形状、気孔率、孔
径を付与するために行い、その際、加熱処理によりシー
ト中の樹脂を硬化させるのが好ましい。この硬化処理に
よりシートの厚みを一定に保持すると同時に平坦なシー
トを得ることが可能になった。またプレス圧力、又はス
ペーサーの厚さを調整することにより炭素板の厚さ、孔
率、孔径を任意に変えることができる。
熱炭化の前に必要に応じプレス処理を行ってもよい。プ
レス処理は最終炭素板に必要な厚さ、形状、気孔率、孔
径を付与するために行い、その際、加熱処理によりシー
ト中の樹脂を硬化させるのが好ましい。この硬化処理に
よりシートの厚みを一定に保持すると同時に平坦なシー
トを得ることが可能になった。またプレス圧力、又はス
ペーサーの厚さを調整することにより炭素板の厚さ、孔
率、孔径を任意に変えることができる。
上記プレス処理の際、薄手の含浸シートを必要枚数、好
ましくは３枚以上重ね合わせ、同様にプレス処理を行う
と、容易に厚手の炭素板が得られる。含浸シートを重ね
合わせる際、シートの縦方向と横方向を交互に積層する
とシートの方向性がなくなり、ヒビ割れのない厚みの均
一な炭素板が得られる。プレス処理で加熱効果を行なう
場合の加熱条件としては、１５０〜２２０℃、１〜６０
分間が適当である。上記プレス処理を行ったシートは必
要に応じて空気中加熱による酸化処理を行った後、焼成
されて本発明の多孔質炭素板が得られる。酸化処理は、
加熱炭素工程後の有機繊維の炭化収率、黒鉛化率を向上
させるために行う。有機繊維がアクリル繊維、ピッチ繊
維の場合特に有効である。
ましくは３枚以上重ね合わせ、同様にプレス処理を行う
と、容易に厚手の炭素板が得られる。含浸シートを重ね
合わせる際、シートの縦方向と横方向を交互に積層する
とシートの方向性がなくなり、ヒビ割れのない厚みの均
一な炭素板が得られる。プレス処理で加熱効果を行なう
場合の加熱条件としては、１５０〜２２０℃、１〜６０
分間が適当である。上記プレス処理を行ったシートは必
要に応じて空気中加熱による酸化処理を行った後、焼成
されて本発明の多孔質炭素板が得られる。酸化処理は、
加熱炭素工程後の有機繊維の炭化収率、黒鉛化率を向上
させるために行う。有機繊維がアクリル繊維、ピッチ繊
維の場合特に有効である。
酸化の処理条件は、特に特定しないが、好ましくは１５
０〜３５０℃、数１０分〜ＩＯ数時間の範囲で、使用す
る有機繊維の種類で異なるが、空気中で処理する。
０〜３５０℃、数１０分〜ＩＯ数時間の範囲で、使用す
る有機繊維の種類で異なるが、空気中で処理する。
（炭化焼成〉
シートは、次いで不活性ガス雰囲気中で、８００℃以上
の温度下で加熱焼成することにより、本発明の多孔質炭
素板を得る。
の温度下で加熱焼成することにより、本発明の多孔質炭
素板を得る。
これらの有機性樹脂、繊維は空気中で加熱すると焼失す
るため、Ｎ２ガス、Ａｒガス等の不活性ガス中で加熱炭
化処理を行う。処理温度は少くとも電気伝導性が出る８
００℃以上で炭化処理を行うが、高度の電気伝導性、耐
薬品性を得るには１３００℃以上、好ましくは２３００
℃以上の熱処理を行う。
るため、Ｎ２ガス、Ａｒガス等の不活性ガス中で加熱炭
化処理を行う。処理温度は少くとも電気伝導性が出る８
００℃以上で炭化処理を行うが、高度の電気伝導性、耐
薬品性を得るには１３００℃以上、好ましくは２３００
℃以上の熱処理を行う。
以下に、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
ただし、下記の実施例は本発明を制限するものではない
。なお、実施例中、部および％とあるのはそれぞれ重量
部および重量％である。
。なお、実施例中、部および％とあるのはそれぞれ重量
部および重量％である。
実施例１
１０テニ一ル３ｍｍのＰＡＮ （ポリアクリルニトリル
）ｗＡ維を８０部、針葉樹晒しクラフトパルプをＪＩＳ
フリーネス２５０ｍｊ！に叩解したものを２０部よりな
る繊維質物質に、炭素質粉末およびフェノール樹脂（鐘
紡ベルパール８９０）粉末を、シート化後の固形分重量
として、それぞれ対繊維質１５部および対繊維質５０部
となるように添加し、更に水を加えてスラリーとした。
）ｗＡ維を８０部、針葉樹晒しクラフトパルプをＪＩＳ
フリーネス２５０ｍｊ！に叩解したものを２０部よりな
る繊維質物質に、炭素質粉末およびフェノール樹脂（鐘
紡ベルパール８９０）粉末を、シート化後の固形分重量
として、それぞれ対繊維質１５部および対繊維質５０部
となるように添加し、更に水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを丸網抄紙機で常法により坪量１８０
ｇ／ｍ″のシートに成形した。
ｇ／ｍ″のシートに成形した。
次いで上記シートを積層せず、プレスで０．５ ｍｍに
なる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１５
分間加熱処理を行った。次いで２２０℃で４時間、空気
中で安定化処理を行った後１０００℃のチッ素ガス雰囲
気中で１時間、グラファイト板にはさんで加熱した。
なる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１５
分間加熱処理を行った。次いで２２０℃で４時間、空気
中で安定化処理を行った後１０００℃のチッ素ガス雰囲
気中で１時間、グラファイト板にはさんで加熱した。
次いでアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分
間焼成を行って炭素繊維シートを得た。
間焼成を行って炭素繊維シートを得た。
実施例２
１０デ−−−ル３ｍｍのＰＡＮ繊維を８０部、針葉樹晒
しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０−に叩解し
たものを２０部よりなる繊維質物質に、炭素質粉末およ
びフェノール樹脂粉末を、シート化後の固形分重量とし
て、それぞれ対繊維質１５部および対繊維質５０部とな
るように添加し、更に水を加えてスラリーとした。
しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０−に叩解し
たものを２０部よりなる繊維質物質に、炭素質粉末およ
びフェノール樹脂粉末を、シート化後の固形分重量とし
て、それぞれ対繊維質１５部および対繊維質５０部とな
るように添加し、更に水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを丸網抄紙機で常法により坪量１８０
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
次いで上記シートを１０枚積層し、プレスで４．０ｍｍ
になる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１
５分間加熱処理を行った。
になる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１
５分間加熱処理を行った。
次いで２２０℃で４時間、空気中で安定化処理を行った
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
次いでアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分
間焼成を行って炭素繊維シートを得た。
間焼成を行って炭素繊維シートを得た。
実施例３
１０デニール３ｍｍのＰＡＮ繊維を８０部、針葉樹晒し
クラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０−に叩解した
ものを２０部よりなる繊維質物質に、炭素質粉末および
フェノール樹脂粉末を、シート化後の固形分重量として
、それぞれ対繊維質３０部および対繊維質５０部となる
ように添加し、更に水を加えてスラリーとした。
クラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０−に叩解した
ものを２０部よりなる繊維質物質に、炭素質粉末および
フェノール樹脂粉末を、シート化後の固形分重量として
、それぞれ対繊維質３０部および対繊維質５０部となる
ように添加し、更に水を加えてスラリーとした。
得られたスラリーを丸網抄紙機で常法により坪量１８０
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
次いで上記シートを１０枚積層し、プレスで４．０ｍｍ
になる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１
５分間加熱処理を行った。
になる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１
５分間加熱処理を行った。
次いで２２０℃で４時間、空気中で安定化処理を行った
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
次いでアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分
間焼成を行って炭素繊維シートを得た。
間焼成を行って炭素繊維シートを得た。
比較例１
１０デニール３ ｍｍのＰＡＮ繊維を８０部、針葉樹晒
しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０ｒｒｔｅに
叩解したものを２０部よりなる繊維質物質に、更に水を
加えてスラリーとした。
しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０ｒｒｔｅに
叩解したものを２０部よりなる繊維質物質に、更に水を
加えてスラリーとした。
得られたスラリーを丸網抄紙機で常法により坪量１８０
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
このシートに高分子物質（フェノール樹脂（群栄化学Ｐ
Ｌ２２１５）を繊維質物質に対して５０部）をメタノー
ル溶液にて含浸し、１０５℃の温度で乾燥した。
Ｌ２２１５）を繊維質物質に対して５０部）をメタノー
ル溶液にて含浸し、１０５℃の温度で乾燥した。
次いで上記シートを積層せず、プレスで０．５ ｍｍに
なる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０ｔ１５
分間加熱処理を行った。
なる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０ｔ１５
分間加熱処理を行った。
次いで２２０℃で４時間、空気中で安定化処理を行った
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
次いでアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分
間焼成 比較例２ １Ｏデニ一ル３ｍｍのＰＡＮｉ！維を８０部、針葉樹晒
しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０ｍ１２に叩
解したものを２０部よりなる繊維質物質に、更に水を加
えてスラリーとした。
間焼成 比較例２ １Ｏデニ一ル３ｍｍのＰＡＮｉ！維を８０部、針葉樹晒
しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０ｍ１２に叩
解したものを２０部よりなる繊維質物質に、更に水を加
えてスラリーとした。
得られたスラリーを丸網抄紙機で常法により坪量１８０
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
ｇ／ｍ’のシートに成形した。
このシートに高分子物質（フェノール樹脂を繊維質物質
に対して５０部）をメタノール溶液にて含浸し、１０５
℃の温度で乾燥した。
に対して５０部）をメタノール溶液にて含浸し、１０５
℃の温度で乾燥した。
次いで該シートを１０枚積層し、プレスで４．０ ｍｍ
になる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０ｔ１
５分間加熱処理を行った。
になる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０ｔ１
５分間加熱処理を行った。
次いで２２０℃で４時間、空気中で安定化処理を行った
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファ
イト板にはさんで加熱した。
次いでアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分
間焼焼成行って炭素繊維シートを得た。
間焼焼成行って炭素繊維シートを得た。
実施例１〜３、比較例１および２で製造した炭素繊維シ
ートについて密度と電気伝導性を測定した。測定結果を
、製造工程条件と対応させて第１表にまとめて示す。
ートについて密度と電気伝導性を測定した。測定結果を
、製造工程条件と対応させて第１表にまとめて示す。
表から、本発明の炭素繊維シートは、比較例に対して、
嵩高性を確保しながら貫層方向の電気伝導性が著しく向
上しており、また炭素化収率も優れていることがわかる
。
嵩高性を確保しながら貫層方向の電気伝導性が著しく向
上しており、また炭素化収率も優れていることがわかる
。
第
表
〔発明の効果〕
本発明は、再生セルロース繊維、ピッチ繊維、アクリル
繊維等、通常炭素繊維を製造する際の原料となる繊維と
炭素質粉末及び有機高分子物質を混合してシート化し、
１枚、好ましくは複数枚積層して、プレスで、加熱成型
処理を行い厚手の多孔性炭素板を得る方法である。
繊維等、通常炭素繊維を製造する際の原料となる繊維と
炭素質粉末及び有機高分子物質を混合してシート化し、
１枚、好ましくは複数枚積層して、プレスで、加熱成型
処理を行い厚手の多孔性炭素板を得る方法である。
本発明の第一の特色は、原シートに炭素板として接着す
る樹脂溶液含浸処理を行なわなくて済むため製造コスト
を下げることが出来る。
る樹脂溶液含浸処理を行なわなくて済むため製造コスト
を下げることが出来る。
第二の特色は、電気伝導性の良い炭素質粉末を有機高分
子物質と混合してシートを作成するため、焼成機のシー
トの貫層方向の電気伝導性及び熱伝導性を良くすること
が出来る。
子物質と混合してシートを作成するため、焼成機のシー
トの貫層方向の電気伝導性及び熱伝導性を良くすること
が出来る。
第三に、炭素繊維を使用しないため、８００℃以上で加
熱焼成の際、約半分はガスとして消失するため、非常に
気孔率の高い多孔質炭素板が容易に得られるようになっ
た。例えば従来炭素繊維の抄紙から得られた炭素板では
気孔率は７０％が限度であったが本発明の方法では７５
〜８５％の気孔率の炭素板を容易に得ることができるよ
うになり、ガス透過性、液透過性の良い炭素板が得られ
る様になった。また、原料繊維の太さの選択、配合及び
プレス処理の調節により、燃料電池、２次電池用の電極
基材として使用する場合に特に問題になる板の孔径や気
孔率を自由にかつ容易にコントロールすることが可能に
なった。
熱焼成の際、約半分はガスとして消失するため、非常に
気孔率の高い多孔質炭素板が容易に得られるようになっ
た。例えば従来炭素繊維の抄紙から得られた炭素板では
気孔率は７０％が限度であったが本発明の方法では７５
〜８５％の気孔率の炭素板を容易に得ることができるよ
うになり、ガス透過性、液透過性の良い炭素板が得られ
る様になった。また、原料繊維の太さの選択、配合及び
プレス処理の調節により、燃料電池、２次電池用の電極
基材として使用する場合に特に問題になる板の孔径や気
孔率を自由にかつ容易にコントロールすることが可能に
なった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素繊維製造用有機繊維と、パルプと、前記有機繊
維およびパルプの合計重量に対して、固形分重量で５〜
４０重量％の炭素質粉末および固形分重量で２０〜１６
０重量％の有機高分子物質の粉末またはエマルジョンと
、分散媒とを混合してスラリーを作成する工程、 得られたスラリーを抄紙してシートに成形する工程、お
よび 上記シートを乾燥後不活性ガス中で８００℃以上の温度
に加熱することによって炭化させる工程を含むことを特
徴とする多孔質炭素板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21289089A JPH0376821A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 多孔質炭素板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21289089A JPH0376821A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 多孔質炭素板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376821A true JPH0376821A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16629961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21289089A Pending JPH0376821A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 多孔質炭素板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376821A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7947114B2 (en) | 2005-08-05 | 2011-05-24 | Ntnu Technology Transfer As | Carbon membranes |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP21289089A patent/JPH0376821A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7947114B2 (en) | 2005-08-05 | 2011-05-24 | Ntnu Technology Transfer As | Carbon membranes |
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