JPH0859360A - 多孔質カーボン材の製造方法 - Google Patents
多孔質カーボン材の製造方法Info
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- JPH0859360A JPH0859360A JP22110294A JP22110294A JPH0859360A JP H0859360 A JPH0859360 A JP H0859360A JP 22110294 A JP22110294 A JP 22110294A JP 22110294 A JP22110294 A JP 22110294A JP H0859360 A JPH0859360 A JP H0859360A
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- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0022—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof obtained by a chemical conversion or reaction other than those relating to the setting or hardening of cement-like material or to the formation of a sol or a gel, e.g. by carbonising or pyrolysing preformed cellular materials based on polymers, organo-metallic or organo-silicon precursors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小さい気孔径と高い気孔率を備える気孔特性
と高強度特性を有する多孔質カーボン材の製造方法を提
供する。 【構成】 炭素質粉末及び／又は炭化率４０％以上の有
機粒状物質１００重量部に対して、α−セルロースを主
成分とする有機繊維および針葉樹パルプ１５〜５０重量
部、微細繊維状セルロース４〜２０重量部をそれぞれ添
加して水に分散し、抄紙してシート状に成形したのち残
炭率４０％以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸し、半硬化の
状態で積層して熱圧プレスにより成形し、得られた成形
体を非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度により焼成
炭化する。炭素質粉末の平均粒径は０．１〜１０μm 、
有機粒状物質は平均粒径０．３〜１５μm の熱硬化性樹
脂粉末を用いることが好ましい。
と高強度特性を有する多孔質カーボン材の製造方法を提
供する。 【構成】 炭素質粉末及び／又は炭化率４０％以上の有
機粒状物質１００重量部に対して、α−セルロースを主
成分とする有機繊維および針葉樹パルプ１５〜５０重量
部、微細繊維状セルロース４〜２０重量部をそれぞれ添
加して水に分散し、抄紙してシート状に成形したのち残
炭率４０％以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸し、半硬化の
状態で積層して熱圧プレスにより成形し、得られた成形
体を非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度により焼成
炭化する。炭素質粉末の平均粒径は０．１〜１０μm 、
有機粒状物質は平均粒径０．３〜１５μm の熱硬化性樹
脂粉末を用いることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気孔径が小さく気孔率
が高い気孔特性を有し、高強度組織を備える多孔質カー
ボン材の製造方法に関する。
が高い気孔特性を有し、高強度組織を備える多孔質カー
ボン材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量で導電性、耐熱性、耐食性などに優
れる多孔質カーボン材は、吸着材、フィルター、燃料電
池や二次電池用の電極材をはじめ、広範囲の用途分野で
各種工業用部材として有用されている。
れる多孔質カーボン材は、吸着材、フィルター、燃料電
池や二次電池用の電極材をはじめ、広範囲の用途分野で
各種工業用部材として有用されている。
【０００３】多孔質カーボン材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
インダーとともに捏合したのち粉砕、成形および焼成炭
化処理するプロセスが典型的な方法として古くから知ら
れているが、均質かつ安定な気孔特性を付与するための
条件設定が難しい関係で、量産性に乏しい問題点があ
る。そのうえ、得られる材質には十分な熱伝導性や電気
伝導性を付与することができず、また材質強度が低いた
め使用中にカーボン粉の脱離が生じ易い等の実用上の難
点がある。
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
インダーとともに捏合したのち粉砕、成形および焼成炭
化処理するプロセスが典型的な方法として古くから知ら
れているが、均質かつ安定な気孔特性を付与するための
条件設定が難しい関係で、量産性に乏しい問題点があ
る。そのうえ、得られる材質には十分な熱伝導性や電気
伝導性を付与することができず、また材質強度が低いた
め使用中にカーボン粉の脱離が生じ易い等の実用上の難
点がある。
【０００４】この点、炭素繊維をパルプおよびバインダ
ー成分とともに抄紙して得られる炭素繊維混合シートに
熱硬化性樹脂液を含浸させたのち焼成炭化する多孔質カ
ーボン材の製造技術（特開昭50−25808 号公報) は、炭
素繊維が補強骨格を形成するうえ熱硬化性樹脂がガラス
状カーボン組織に転化するため、材料強度を高めること
が可能となるほか熱や電気に対する伝導性も向上する。
ところが、この方法においては、嵩密度、気孔径、気孔
率などの制御に難点があり、加えて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がある。
ー成分とともに抄紙して得られる炭素繊維混合シートに
熱硬化性樹脂液を含浸させたのち焼成炭化する多孔質カ
ーボン材の製造技術（特開昭50−25808 号公報) は、炭
素繊維が補強骨格を形成するうえ熱硬化性樹脂がガラス
状カーボン組織に転化するため、材料強度を高めること
が可能となるほか熱や電気に対する伝導性も向上する。
ところが、この方法においては、嵩密度、気孔径、気孔
率などの制御に難点があり、加えて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がある。
【０００５】このため、高価な炭素繊維に代えてその原
料となる有機繊維を使用し、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させた有機高分子物質を含浸したの
ち焼成処理する方法（特開昭61−236664号公報、同61−
236665号公報) が提案されている。しかし、この方法で
は、組織内に局部的に閉塞された空隙部分が多く形成さ
れるため、均質で制御された気孔構造を得ることが困難
であるほか、炭素繊維の剛性が大きいために形成される
気孔径が大きくなる問題がある。このほか、特開昭62−
223012号公報には膨張黒鉛を骨材として含有する多孔質
炭素製品が開示されている。この製品は電気伝導性に対
する改善効果は認められるものの、前記技術と同様に均
質かつ制御された気孔構造が得難い欠点がある。
料となる有機繊維を使用し、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させた有機高分子物質を含浸したの
ち焼成処理する方法（特開昭61−236664号公報、同61−
236665号公報) が提案されている。しかし、この方法で
は、組織内に局部的に閉塞された空隙部分が多く形成さ
れるため、均質で制御された気孔構造を得ることが困難
であるほか、炭素繊維の剛性が大きいために形成される
気孔径が大きくなる問題がある。このほか、特開昭62−
223012号公報には膨張黒鉛を骨材として含有する多孔質
炭素製品が開示されている。この製品は電気伝導性に対
する改善効果は認められるものの、前記技術と同様に均
質かつ制御された気孔構造が得難い欠点がある。
【０００６】本発明者らは、先に良好な気孔性状と高強
度特性を兼備するポーラスカーボン材を得るための製造
技術として、α−セルロースを主成分とする熱揮散性物
質を抄紙してシート化する工程と、シートに残炭率40％
以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸する工程と、含浸処理後
のシートを５０〜１５０℃の温度で半硬化する工程と、
半硬化シートを積層して全面を均一加熱しながらシート
厚さが７０〜２０％になるように圧縮する工程と、圧縮
シートを非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度により
焼成炭化する工程からなる方法を開発し、既に提案した
（特開平３−183672号公報) 。
度特性を兼備するポーラスカーボン材を得るための製造
技術として、α−セルロースを主成分とする熱揮散性物
質を抄紙してシート化する工程と、シートに残炭率40％
以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸する工程と、含浸処理後
のシートを５０〜１５０℃の温度で半硬化する工程と、
半硬化シートを積層して全面を均一加熱しながらシート
厚さが７０〜２０％になるように圧縮する工程と、圧縮
シートを非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度により
焼成炭化する工程からなる方法を開発し、既に提案した
（特開平３−183672号公報) 。
【０００７】更に、熱および電気伝導性に優れた多孔質
カーボン材を得る方法として、α−セルロースを主成分
とする有機質物６０〜９０重量部、水溶性抄紙バインダ
ー１０〜４０重量部に鱗片状膨張黒鉛５〜４０重量部を
添加して水に分散し、これを抄紙してシート状に成形し
たのち残炭率４０％以上の熱硬化性樹脂溶液に浸漬処理
し、処理後のシートを半硬化の状態で積層成形し、つい
で成形体を非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度によ
り焼成炭化する技術を開発した（特開平５−43350 号公
報）。
カーボン材を得る方法として、α−セルロースを主成分
とする有機質物６０〜９０重量部、水溶性抄紙バインダ
ー１０〜４０重量部に鱗片状膨張黒鉛５〜４０重量部を
添加して水に分散し、これを抄紙してシート状に成形し
たのち残炭率４０％以上の熱硬化性樹脂溶液に浸漬処理
し、処理後のシートを半硬化の状態で積層成形し、つい
で成形体を非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度によ
り焼成炭化する技術を開発した（特開平５−43350 号公
報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平３−183672号公報あるいは特開平５−43350 号
公報の方法で得られる多孔質カーボン材は、平均気孔径
が５０μm 前後であるために、例えば二次電池用電極な
どに使用される多孔質カーボン材としては平均気孔径が
大きく、この点を改善する課題が残されていた。
た特開平３−183672号公報あるいは特開平５−43350 号
公報の方法で得られる多孔質カーボン材は、平均気孔径
が５０μm 前後であるために、例えば二次電池用電極な
どに使用される多孔質カーボン材としては平均気孔径が
大きく、この点を改善する課題が残されていた。
【０００９】本発明の目的は、平均気孔径が０．１〜５
μm の微小気孔を備え、かつ気孔率が５０％以上の気孔
性状と、高度の強度特性を有し、かつ、電気伝導性にも
優れた、二次電池用電極などに好適に使用することので
きる多孔質カーボン材の製造方法を提供することにあ
る。
μm の微小気孔を備え、かつ気孔率が５０％以上の気孔
性状と、高度の強度特性を有し、かつ、電気伝導性にも
優れた、二次電池用電極などに好適に使用することので
きる多孔質カーボン材の製造方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による多孔質カーボン材の製造方法は、炭素
質粉末及び／又は炭化率４０％以上の有機粒状物質１０
０重量部に対して、α−セルロースを主成分とする有機
繊維および針葉樹パルプ１５〜５０重量部、微細繊維状
セルロース４〜２０重量部をそれぞれ添加して水に分散
し、抄紙してシート状に成形したのち残炭率４０％以上
の熱硬化性樹脂溶液を含浸し、半硬化の状態で積層して
熱圧プレスにより成形し、得られた成形体を非酸化性雰
囲気下で８００℃以上の温度により焼成炭化することを
構成上の特徴とする。
めの本発明による多孔質カーボン材の製造方法は、炭素
質粉末及び／又は炭化率４０％以上の有機粒状物質１０
０重量部に対して、α−セルロースを主成分とする有機
繊維および針葉樹パルプ１５〜５０重量部、微細繊維状
セルロース４〜２０重量部をそれぞれ添加して水に分散
し、抄紙してシート状に成形したのち残炭率４０％以上
の熱硬化性樹脂溶液を含浸し、半硬化の状態で積層して
熱圧プレスにより成形し、得られた成形体を非酸化性雰
囲気下で８００℃以上の温度により焼成炭化することを
構成上の特徴とする。
【００１１】本発明の多孔質カーボン材の製造方法に使
用する第１の成分である炭素質粉末や有機粒状物質は、
微小気孔の形成に機能する成分で、炭素質粉末としては
粒度調整された黒鉛粉末、ガラス状カーボン粉末、コー
クス粉末などが用いられる。また、有機粒状物質として
は、焼成炭化することにより炭素質物に転化し得る炭化
率４０％以上のフェノール樹脂、フラン樹脂などの熱硬
化性樹脂粉末を、粒度調整して使用される。
用する第１の成分である炭素質粉末や有機粒状物質は、
微小気孔の形成に機能する成分で、炭素質粉末としては
粒度調整された黒鉛粉末、ガラス状カーボン粉末、コー
クス粉末などが用いられる。また、有機粒状物質として
は、焼成炭化することにより炭素質物に転化し得る炭化
率４０％以上のフェノール樹脂、フラン樹脂などの熱硬
化性樹脂粉末を、粒度調整して使用される。
【００１２】第２の成分である、α−セルロースを主成
分とする有機繊維および針葉樹パルプは、抄紙時にシー
ト成形体の骨格部分を形成するものである。有機繊維と
してはα−セルロース分を９０％以上を含むレーヨンパ
ルプが用いられ、抄紙成形性および高気孔構造を確保す
る面から太さ０．５〜１０デニール、長さ１〜１０mmの
範囲にある短繊維状を有するものを選択使用することが
好ましい。また、併用する針葉樹パルプは、例えばアカ
マツ、エゾマツ、トドマツ、カラマツ、モミ、ツガ等の
針葉樹系パルプ類が使用される。
分とする有機繊維および針葉樹パルプは、抄紙時にシー
ト成形体の骨格部分を形成するものである。有機繊維と
してはα−セルロース分を９０％以上を含むレーヨンパ
ルプが用いられ、抄紙成形性および高気孔構造を確保す
る面から太さ０．５〜１０デニール、長さ１〜１０mmの
範囲にある短繊維状を有するものを選択使用することが
好ましい。また、併用する針葉樹パルプは、例えばアカ
マツ、エゾマツ、トドマツ、カラマツ、モミ、ツガ等の
針葉樹系パルプ類が使用される。
【００１３】また、第３の成分である微細繊維状セルロ
ースは、天然セルロースを処理してミクロフィブリル化
した微細繊維状形態を有するもので、例えば上市されて
いるダイセル化学工業株式会社製のＭＦＣ−１００、Ｍ
ＦＣ−２００などを使用することができる。
ースは、天然セルロースを処理してミクロフィブリル化
した微細繊維状形態を有するもので、例えば上市されて
いるダイセル化学工業株式会社製のＭＦＣ−１００、Ｍ
ＦＣ−２００などを使用することができる。
【００１４】これらの成分原料は、第１の成分である炭
素質粉末及び／又は炭化率４０％以上の有機粒状物質１
００重量部に対し、第２の成分であるα−セルロースを
主成分とする有機繊維および針葉樹パルプを１５〜５０
重量部、第３の成分である微細繊維状セルロースを４〜
２０重量部の割合で配合される。
素質粉末及び／又は炭化率４０％以上の有機粒状物質１
００重量部に対し、第２の成分であるα−セルロースを
主成分とする有機繊維および針葉樹パルプを１５〜５０
重量部、第３の成分である微細繊維状セルロースを４〜
２０重量部の割合で配合される。
【００１５】第２成分の配合比率が１５重量部未満であ
るとシート成形体の強度が低下し、一方５０重量部を越
えるとシート成形体の骨格部分が多くなるので、形成さ
れる空隙が少なく、微小気孔ならびに高気孔率の気孔性
状の付与が困難となる。なお、有機繊維と針葉樹パルプ
の比率は、有機繊維：針葉樹パルプ＝１：１〜３の重量
比になるように混合することが好ましい。１：１より針
葉樹パルプが少ないとシ−ト成形体の強度が保持され
ず、また１：３より針葉樹パルプが多いと目的とする高
気孔構造が得られないためである。
るとシート成形体の強度が低下し、一方５０重量部を越
えるとシート成形体の骨格部分が多くなるので、形成さ
れる空隙が少なく、微小気孔ならびに高気孔率の気孔性
状の付与が困難となる。なお、有機繊維と針葉樹パルプ
の比率は、有機繊維：針葉樹パルプ＝１：１〜３の重量
比になるように混合することが好ましい。１：１より針
葉樹パルプが少ないとシ−ト成形体の強度が保持され
ず、また１：３より針葉樹パルプが多いと目的とする高
気孔構造が得られないためである。
【００１６】第３成分として添加する微細繊維状セルロ
ースは、前記第２成分によって形成されたシート成形体
の空隙部に、第１成分の炭素質粉末及び／又は有機粒状
物質を捕捉し、かつ結着することにより微小気孔の形成
に寄与するもので、４〜２０重量部の割合で配合され
る。配合割合が４重量部に満たない場合は、炭素質粉末
や有機粒状物質の捕捉、結着が不十分となって脱落が起
こり易く、また、２０重量部を越えるとシート成形体の
乾燥時の収縮により、シートの歪みや破損を生じ易くな
る。
ースは、前記第２成分によって形成されたシート成形体
の空隙部に、第１成分の炭素質粉末及び／又は有機粒状
物質を捕捉し、かつ結着することにより微小気孔の形成
に寄与するもので、４〜２０重量部の割合で配合され
る。配合割合が４重量部に満たない場合は、炭素質粉末
や有機粒状物質の捕捉、結着が不十分となって脱落が起
こり易く、また、２０重量部を越えるとシート成形体の
乾燥時の収縮により、シートの歪みや破損を生じ易くな
る。
【００１７】この場合、多孔質カーボン成形体の気孔性
状として、平均気孔径が０．１〜５μm の微小気孔を形
成するためには、使用する炭素質粉末の平均粒径は０．
２〜１０μm の範囲に調整し、有機粒状物質を用いる場
合には焼成炭化後の収縮を見込んで、平均粒径０．３〜
１５μm のフェノール樹脂やフラン樹脂などの熱硬化性
樹脂粉末を使用することが好ましい。これらの炭素質粉
末あるいは有機粒状物質は、それぞれ単独で、もしくは
併用して用いることができるが、気孔分布のシャープな
気孔性状とするためには、予め粒度調整したうえで使用
することが好ましい。なお、炭素質粉末と有機粒状物質
を併用する場合の混合比率には、特に限定はない。
状として、平均気孔径が０．１〜５μm の微小気孔を形
成するためには、使用する炭素質粉末の平均粒径は０．
２〜１０μm の範囲に調整し、有機粒状物質を用いる場
合には焼成炭化後の収縮を見込んで、平均粒径０．３〜
１５μm のフェノール樹脂やフラン樹脂などの熱硬化性
樹脂粉末を使用することが好ましい。これらの炭素質粉
末あるいは有機粒状物質は、それぞれ単独で、もしくは
併用して用いることができるが、気孔分布のシャープな
気孔性状とするためには、予め粒度調整したうえで使用
することが好ましい。なお、炭素質粉末と有機粒状物質
を併用する場合の混合比率には、特に限定はない。
【００１８】上記の三成分系原料物質は混合して水に分
散させたのち、長網式、丸網式など適宜な抄紙化装置を
用いてシート状に抄紙成形したのち残炭率４０％以上の
熱硬化性樹脂溶液を含浸処理する。
散させたのち、長網式、丸網式など適宜な抄紙化装置を
用いてシート状に抄紙成形したのち残炭率４０％以上の
熱硬化性樹脂溶液を含浸処理する。
【００１９】熱硬化性樹脂は、焼成炭化後にガラス状カ
ーボン組織に転化して、シート組織の骨格強度を高める
機能を果たすものであり、フェノール系樹脂、フラン系
樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはこれらの樹脂を２種
以上混合した樹脂などが用いられ、アルコール、アセト
ン、エーテルなどの容易に揮散除去可能な適宜な溶媒に
溶解した溶液を、塗布あるいは浸漬などの方法によりシ
ート成形体に含浸する。この場合、熱硬化性樹脂溶液中
の樹脂濃度は、１０〜４５重量％に設定することが好ま
しい。樹脂濃度が１０重量％未満では、多孔質カーボン
材の強度特性が減退し、４５重量％を越すと粘度が増大
して含浸性が損なわれるうえ、気孔の閉塞を生じるため
である。
ーボン組織に転化して、シート組織の骨格強度を高める
機能を果たすものであり、フェノール系樹脂、フラン系
樹脂、ポリイミド系樹脂、あるいはこれらの樹脂を２種
以上混合した樹脂などが用いられ、アルコール、アセト
ン、エーテルなどの容易に揮散除去可能な適宜な溶媒に
溶解した溶液を、塗布あるいは浸漬などの方法によりシ
ート成形体に含浸する。この場合、熱硬化性樹脂溶液中
の樹脂濃度は、１０〜４５重量％に設定することが好ま
しい。樹脂濃度が１０重量％未満では、多孔質カーボン
材の強度特性が減退し、４５重量％を越すと粘度が増大
して含浸性が損なわれるうえ、気孔の閉塞を生じるため
である。
【００２０】含浸処理後のシートは、８０〜１５０℃の
温度で乾燥して水分および未反応物や反応生成物を有機
溶媒成分と共に揮散除去し、同時にシートに含浸した樹
脂成分を半硬化の状態にし、このシートを所定枚数積層
したのち、温度１００〜２００℃、圧力０．５〜５kg/c
m2の条件で熱圧プレスすることにより成形体を得る。
温度で乾燥して水分および未反応物や反応生成物を有機
溶媒成分と共に揮散除去し、同時にシートに含浸した樹
脂成分を半硬化の状態にし、このシートを所定枚数積層
したのち、温度１００〜２００℃、圧力０．５〜５kg/c
m2の条件で熱圧プレスすることにより成形体を得る。
【００２１】この積層成形された成形体は、ついで窒
素、アルゴン、二酸化炭素などの非酸化性雰囲気に保持
された焼成炉に移し、８００℃以上の温度により焼成炭
化することにより一体化された多孔質カーボン材が製造
される。なお、有機粒状物質を使用した場合には、この
焼成炭化時に炭素質物に転化される。
素、アルゴン、二酸化炭素などの非酸化性雰囲気に保持
された焼成炉に移し、８００℃以上の温度により焼成炭
化することにより一体化された多孔質カーボン材が製造
される。なお、有機粒状物質を使用した場合には、この
焼成炭化時に炭素質物に転化される。
【００２２】
【作用】本発明を構成する原料成分のうち、α−セルロ
ースを主成分とする有機繊維および針葉樹パルプは、シ
ート成形体の骨格部分を形成すると共に空隙部を形成す
るために機能するものであり、該空隙部には炭素質粉末
及び／又は有機粒状物質が微細繊維状セルロースにより
捕捉、結着されて気孔部が形成される。この場合炭素質
粉末、あるいは有機粒状物質の粒度および配合量などを
調整することにより、形成される気孔径や気孔率を調節
することが可能となる。その結果、平均気孔径が０．１
〜５μm の微小気孔を備え、気孔率が５０％以上の気孔
性状を有し、強度および電気伝導性にも優れた多孔質カ
ーボン材が製造される。
ースを主成分とする有機繊維および針葉樹パルプは、シ
ート成形体の骨格部分を形成すると共に空隙部を形成す
るために機能するものであり、該空隙部には炭素質粉末
及び／又は有機粒状物質が微細繊維状セルロースにより
捕捉、結着されて気孔部が形成される。この場合炭素質
粉末、あるいは有機粒状物質の粒度および配合量などを
調整することにより、形成される気孔径や気孔率を調節
することが可能となる。その結果、平均気孔径が０．１
〜５μm の微小気孔を備え、気孔率が５０％以上の気孔
性状を有し、強度および電気伝導性にも優れた多孔質カ
ーボン材が製造される。
【００２３】とくに、平均粒径が０．２〜１０μm の炭
素質粉末、あるいは有機粒状物質として平均粒径が０．
３〜１５μm の熱硬化性樹脂粉末を、それぞれ単独で、
もしくは併用することにより、前記空隙部に形成する気
孔の微小化を容易に図ることができる。
素質粉末、あるいは有機粒状物質として平均粒径が０．
３〜１５μm の熱硬化性樹脂粉末を、それぞれ単独で、
もしくは併用することにより、前記空隙部に形成する気
孔の微小化を容易に図ることができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００２５】実施例１〜１１、比較例１〜４ 第１の成分である炭素質粉末として平均粒子径の異なる
黒鉛粉末およびコ−クス粉末、また有機粒状物質として
平均粒径１０μm の熱硬化性樹脂粉末〔ユニチカ（株）
製ユニベックスＣ−１０〕を、第２の成分として太さ
０．７デニール、長さ３mmのレーヨンパルプ〔大和紡績
（株）製〕と晒し針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）の混合物
を、また第３の成分である微細繊維状セルロースとして
ダイセル化学工業（株）製ＭＦＣー１００をそれぞれ使
用した。
黒鉛粉末およびコ−クス粉末、また有機粒状物質として
平均粒径１０μm の熱硬化性樹脂粉末〔ユニチカ（株）
製ユニベックスＣ−１０〕を、第２の成分として太さ
０．７デニール、長さ３mmのレーヨンパルプ〔大和紡績
（株）製〕と晒し針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）の混合物
を、また第３の成分である微細繊維状セルロースとして
ダイセル化学工業（株）製ＭＦＣー１００をそれぞれ使
用した。
【００２６】これらの原料を、第１の成分１００重量部
に対して、第２の成分および第３の成分の配合量を変え
て添加し、水中で撹拌混合して均一に分散させたのち長
網式抄紙機を用いて抄紙成形し、縦横３００mm、厚さ
０．２５mmのシートを形成した。なお比較例１として、
第１成分の炭素質粉末および第３成分の微細繊維状セル
ロースを使用しない場合を示した。
に対して、第２の成分および第３の成分の配合量を変え
て添加し、水中で撹拌混合して均一に分散させたのち長
網式抄紙機を用いて抄紙成形し、縦横３００mm、厚さ
０．２５mmのシートを形成した。なお比較例１として、
第１成分の炭素質粉末および第３成分の微細繊維状セル
ロースを使用しない場合を示した。
【００２７】上記のシートを、残炭率４５％のフェノー
ル樹脂〔住友デュレズ（株）製“スミライトレジンＰＲ
９４０”〕をアセトンに溶解した濃度２０重量％の溶液
に浸漬処理し、引き続き１００℃に保持された乾燥器に
入れて含浸樹脂成分を半硬化させた。ついで、半硬化状
態のシートを１４枚積層し、１５０℃の温度に調節され
た均熱盤上に置いて上部から５kg/cm2の圧力で熱圧プレ
スして平面プレート状の成形体を得た。この成形体を、
表面が平滑な黒鉛板に挟んだ状態で電気焼成炉に詰め、
周囲をコークスパッキングで被包して窒素雰囲気下で２
０００℃の温度により焼成炭化処理した。
ル樹脂〔住友デュレズ（株）製“スミライトレジンＰＲ
９４０”〕をアセトンに溶解した濃度２０重量％の溶液
に浸漬処理し、引き続き１００℃に保持された乾燥器に
入れて含浸樹脂成分を半硬化させた。ついで、半硬化状
態のシートを１４枚積層し、１５０℃の温度に調節され
た均熱盤上に置いて上部から５kg/cm2の圧力で熱圧プレ
スして平面プレート状の成形体を得た。この成形体を、
表面が平滑な黒鉛板に挟んだ状態で電気焼成炉に詰め、
周囲をコークスパッキングで被包して窒素雰囲気下で２
０００℃の温度により焼成炭化処理した。
【００２８】このようにして製造された多孔質カーボン
材について各種の特性を測定し、その結果を各成分原料
の配合割合と対比させて表１から表３に示した。なお、
各種特性のうち気孔径および気孔率は水銀圧入法によ
り、また嵩密度はＪＩＳ Ｒ７２２２、曲げ強度はＪＩ
Ｓ Ｋ６９１１、固有抵抗は電圧降下法によってそれぞ
れ測定した。
材について各種の特性を測定し、その結果を各成分原料
の配合割合と対比させて表１から表３に示した。なお、
各種特性のうち気孔径および気孔率は水銀圧入法によ
り、また嵩密度はＪＩＳ Ｒ７２２２、曲げ強度はＪＩ
Ｓ Ｋ６９１１、固有抵抗は電圧降下法によってそれぞ
れ測定した。
【００２９】
【表１】 （注）*1：東海カーボン（株）製TGP-7 （以下同じ） *2：オリエンタル産業（株）製FA-4（以下同じ） *3：東海カーボン（株）製TGP-05、（以下同じ） *4：オリエンタル産業（株）製AT-10 （以下同じ）
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】 （注）*5：シート成形体の収縮が大きく、成形体が破損。
【００３２】表１、表２および表３の結果から、実施例
の多孔質カーボン材は平均気孔径が小さいうえに気孔率
も５０％以上であり、良好な気孔性状を示した。また、
曲げ強度も十分であり、固有抵抗が低く、強度特性、電
気伝導性にも優れていることが分かる。
の多孔質カーボン材は平均気孔径が小さいうえに気孔率
も５０％以上であり、良好な気孔性状を示した。また、
曲げ強度も十分であり、固有抵抗が低く、強度特性、電
気伝導性にも優れていることが分かる。
【００３３】また、微細繊維状セルロースの配合割合が
少ない比較例２は、黒鉛粉末の捕捉、結着が十分でない
ために、多孔質カーボン材から黒鉛粉末の脱落が生じ、
逆に配合割合の多い比較例３では、シート乾燥時の収縮
が大きいためにひび割れが起こり、成形体が破損した。
少ない比較例２は、黒鉛粉末の捕捉、結着が十分でない
ために、多孔質カーボン材から黒鉛粉末の脱落が生じ、
逆に配合割合の多い比較例３では、シート乾燥時の収縮
が大きいためにひび割れが起こり、成形体が破損した。
【００３４】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば平均気孔
径が５μm 以下の小さい気孔径と５０％以上の高気孔率
を備える優れた気孔性状と強度特性および電気伝導性の
良好な多孔質カーボン材を製造することができる。した
がって、二次電池用電極材などに使用される多孔質カー
ボン材の製造方法として極めて有用である。
径が５μm 以下の小さい気孔径と５０％以上の高気孔率
を備える優れた気孔性状と強度特性および電気伝導性の
良好な多孔質カーボン材を製造することができる。した
がって、二次電池用電極材などに使用される多孔質カー
ボン材の製造方法として極めて有用である。
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素質粉末及び／又は炭化率４０％以上
の有機粒状物質１００重量部に対して、α−セルロース
を主成分とする有機繊維および針葉樹パルプ１５〜５０
重量部、微細繊維状セルロース４〜２０重量部をそれぞ
れ添加して水に分散し、抄紙してシート状に成形したの
ち残炭率４０％以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸し、半硬
化の状態で積層して熱圧プレスにより成形し、得られた
成形体を非酸化性雰囲気下で８００℃以上の温度により
焼成炭化することを特徴とする多孔質カーボン材の製造
方法。 - 【請求項２】 炭素質粉末の平均粒径が、０．２〜１０
μm である請求項１記載の多孔質カーボン材の製造方
法。 - 【請求項３】 有機粒状物質が、平均粒径０．３〜１５
μm の熱硬化性樹脂粉末である請求項１又は２記載の多
孔質カーボン材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22110294A JP3739819B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 多孔質カーボン材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22110294A JP3739819B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 多孔質カーボン材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0859360A true JPH0859360A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3739819B2 JP3739819B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16761529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22110294A Expired - Fee Related JP3739819B2 (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | 多孔質カーボン材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3739819B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007380A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Tokai Carbon Co Ltd | 黒鉛質多孔体及びその製造方法 |
| JP2012131232A (ja) * | 2012-03-07 | 2012-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | カーボン凝結体成形品の製造方法及びカーボン凝結体成形品 |
| JP2015534532A (ja) * | 2012-09-06 | 2015-12-03 | バラード パワー システムズ インコーポレイテッド | 多孔質物品を処理する方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102149991B1 (ko) * | 2013-10-18 | 2020-08-31 | 에스케이씨 주식회사 | 코팅된 고분자 수지 입자를 이용한 그라파이트 시트 및 이의 제조방법 |
-
1994
- 1994-08-23 JP JP22110294A patent/JP3739819B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3739819B2 (ja) | 2006-01-25 |
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Legal Events
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