JPH09156914A - 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー - Google Patents
固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサーInfo
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- JPH09156914A JPH09156914A JP7312532A JP31253295A JPH09156914A JP H09156914 A JPH09156914 A JP H09156914A JP 7312532 A JP7312532 A JP 7312532A JP 31253295 A JP31253295 A JP 31253295A JP H09156914 A JPH09156914 A JP H09156914A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】活性炭粒子の比表面積の大きい固形状活性炭を
得て、電気二重層コンデンサーの電極１に用いた場合
に、静電容量を高くして内部抵抗を小さくする。 【解決手段】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維に細孔保
護剤を成す液体を含浸させ、熱硬化性樹脂及び／又はコ
ールタールと、熱可塑性樹脂とを混合し、得られた混合
物をシート状に成形した後、非酸化性雰囲気下で熱処理
する。
得て、電気二重層コンデンサーの電極１に用いた場合
に、静電容量を高くして内部抵抗を小さくする。 【解決手段】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維に細孔保
護剤を成す液体を含浸させ、熱硬化性樹脂及び／又はコ
ールタールと、熱可塑性樹脂とを混合し、得られた混合
物をシート状に成形した後、非酸化性雰囲気下で熱処理
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的な活性炭と
して広く利用できる固形状活性炭の製造方法に関し、さ
らにこれを用いた電気二重層コンデンサーに関する。
して広く利用できる固形状活性炭の製造方法に関し、さ
らにこれを用いた電気二重層コンデンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサーは、図１に示す
ように二つの固形状活性炭からなる電極１、１間に電解
質２を配置し、両者の界面に生じる電気二重層を利用し
たコンデンサーであり、上記電極１として固形状活性炭
が用いられている。また、この他にも電池の電極部材や
各種用途に固形状活性炭が用いられているが、これらの
固形状活性炭の製造方法は以下の通りである。
ように二つの固形状活性炭からなる電極１、１間に電解
質２を配置し、両者の界面に生じる電気二重層を利用し
たコンデンサーであり、上記電極１として固形状活性炭
が用いられている。また、この他にも電池の電極部材や
各種用途に固形状活性炭が用いられているが、これらの
固形状活性炭の製造方法は以下の通りである。
【０００３】活性炭、カーボンブラック、微粉状炭素
または導電性カーボンと、ＰＴＦＥ、四フッ化エチレン
樹脂、または含フッ素重合体樹脂との混練物をロール成
形、圧縮、押し出し、圧延、延伸あるいはこれらを組み
合わせた手段でシート状に成形して固形状活性炭を得て
いる（特開昭６２−２００７１５号、６３−１７３１１
号、６３−１０７０１１号、特開平５−１２１２６９
号、５−２８３２８７号公報参照）。
または導電性カーボンと、ＰＴＦＥ、四フッ化エチレン
樹脂、または含フッ素重合体樹脂との混練物をロール成
形、圧縮、押し出し、圧延、延伸あるいはこれらを組み
合わせた手段でシート状に成形して固形状活性炭を得て
いる（特開昭６２−２００７１５号、６３−１７３１１
号、６３−１０７０１１号、特開平５−１２１２６９
号、５−２８３２８７号公報参照）。
【０００４】アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂等を被覆した活性炭及び導電性カーボン
と、バインダーとして四フッ化エチレン樹脂及び溶剤を
混合して３本ロールで混練した後、シート状に成形して
固形状活性炭を得ている（特開平２−８２５０７号公報
参照）。
ーボネート樹脂等を被覆した活性炭及び導電性カーボン
と、バインダーとして四フッ化エチレン樹脂及び溶剤を
混合して３本ロールで混練した後、シート状に成形して
固形状活性炭を得ている（特開平２−８２５０７号公報
参照）。
【０００５】活性炭微粒子のみ、あるいはカーボン微
粒子とカーボン繊維又は活性炭粉末とメソカーボンを混
合して加圧焼結して固体カーボンを得ている（特開平３
−１３２００９号、３−２０１５１６号公報参照）。
粒子とカーボン繊維又は活性炭粉末とメソカーボンを混
合して加圧焼結して固体カーボンを得ている（特開平３
−１３２００９号、３−２０１５１６号公報参照）。
【０００６】活性炭粉末と粉末状フェノール樹脂の混
合物を射出成形して熱処理することにより固形状活性炭
−カーボン複合体を得ている（特開平６−４５１８９号
公報参照。
合物を射出成形して熱処理することにより固形状活性炭
−カーボン複合体を得ている（特開平６−４５１８９号
公報参照。
【０００７】活性炭繊維とパルプ繊維、または炭素繊
維、繊維状活性炭及び微粉末活性炭のうち２種にパル
プ、分散剤、芳香族ポリイミド樹脂繊維又はポリフロン
を加えて抄紙している（特開昭６４−９６１１号、特開
平６−６１０９３号、５−１２９１５７号公報参照）。
維、繊維状活性炭及び微粉末活性炭のうち２種にパル
プ、分散剤、芳香族ポリイミド樹脂繊維又はポリフロン
を加えて抄紙している（特開昭６４−９６１１号、特開
平６−６１０９３号、５−１２９１５７号公報参照）。
【０００８】活性炭粉末とセルロース繊維とフェノー
ル樹脂とを主成分とするプリプレグシートを作製し、圧
着、硬化、焼成している（特開平５−１２１２７１号公
報参照）。
ル樹脂とを主成分とするプリプレグシートを作製し、圧
着、硬化、焼成している（特開平５−１２１２７１号公
報参照）。
【０００９】活性炭粉末と粒状または粉末状フェノー
ル樹脂を有機溶剤に溶解させた混合物を基板上に成膜
し、熱硬化後、非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことに
より固形状活性炭を得ている（特開平４−２８８３６１
号公報参照）。
ル樹脂を有機溶剤に溶解させた混合物を基板上に成膜
し、熱硬化後、非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことに
より固形状活性炭を得ている（特開平４−２８８３６１
号公報参照）。
【００１０】硬化型球状フェノール樹脂を炭化して得
た球状炭化物と熱反応型球状フェノール樹脂とを混合
し、金型に充填し、加圧下で加熱硬化させ、不活性雰囲
気で熱処理したのち、賦活する方法がある（特開平６−
６９０７５号、６−６９０７６号、６−６９０７７号公
報参照）。
た球状炭化物と熱反応型球状フェノール樹脂とを混合
し、金型に充填し、加圧下で加熱硬化させ、不活性雰囲
気で熱処理したのち、賦活する方法がある（特開平６−
６９０７５号、６−６９０７６号、６−６９０７７号公
報参照）。
【００１１】以上のように、従来の固形状活性炭として
は、４フッ化エチレン等の樹脂と混練して成形したもの
（）、粉体を加圧焼結したもの（）、樹脂と混練
して射出成形した後熱処理したもの（）、抄紙等を使
用したプリプレグ法、圧着、熱硬化によるもの（
）、基板への成膜後熱処理するもの（）、熱間プレ
スするもの（）があった。
は、４フッ化エチレン等の樹脂と混練して成形したもの
（）、粉体を加圧焼結したもの（）、樹脂と混練
して射出成形した後熱処理したもの（）、抄紙等を使
用したプリプレグ法、圧着、熱硬化によるもの（
）、基板への成膜後熱処理するもの（）、熱間プレ
スするもの（）があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の固形
状活性炭を電気二重層コンデンサーの分極性電極に使用
すると、単位重量当たりの静電容量が低く、内部抵抗が
高いという問題があった。
状活性炭を電気二重層コンデンサーの分極性電極に使用
すると、単位重量当たりの静電容量が低く、内部抵抗が
高いという問題があった。
【００１３】即ち、活性炭は多数の細孔を有しており比
表面積が大きいため、電気二重層コンデンサーの電極に
用いた場合、電解質との界面に生じる電気二重層の電荷
を多くすることができ、静電容量を高めることができ
る。ところが、従来の製法による活性炭基板では、バイ
ンダー成分が活性炭の細孔を塞いでしまい、比表面積を
小さくしてしまうことから静電容量が低いという問題点
があった。
表面積が大きいため、電気二重層コンデンサーの電極に
用いた場合、電解質との界面に生じる電気二重層の電荷
を多くすることができ、静電容量を高めることができ
る。ところが、従来の製法による活性炭基板では、バイ
ンダー成分が活性炭の細孔を塞いでしまい、比表面積を
小さくしてしまうことから静電容量が低いという問題点
があった。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、細孔保
護剤を成す液体を含浸した活性炭粉末及び／又は活性炭
繊維と、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールの熱処理
による炭化物とから固形状活性炭を構成したものであ
る。
護剤を成す液体を含浸した活性炭粉末及び／又は活性炭
繊維と、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールの熱処理
による炭化物とから固形状活性炭を構成したものであ
る。
【００１５】また本発明は、活性炭粉末及び／又は活性
炭繊維に細孔保護剤を成す液体を含浸させた後、熱硬化
性樹脂及び／又はコールタールと、熱可塑性樹脂とを混
合し、得られた混合物を成形して、非酸化性雰囲気下で
熱処理する工程からなる固形状活性炭の製造方法を特徴
とする。
炭繊維に細孔保護剤を成す液体を含浸させた後、熱硬化
性樹脂及び／又はコールタールと、熱可塑性樹脂とを混
合し、得られた混合物を成形して、非酸化性雰囲気下で
熱処理する工程からなる固形状活性炭の製造方法を特徴
とする。
【００１６】即ち、予め活性炭粉末や活性炭繊維に液体
を含浸させることにより、この液体は活性炭粒子の細孔
に充填され、熱硬化性樹脂やコールタール等のバインダ
ー成分との混合時に、これらのバインダー成分が活性炭
粒子の細孔を塞ぐことを防止する効果がある。このよう
に、上記液体は細孔保護剤として作用し、その結果活性
炭粒子の比表面積を高く維持して、固形状活性炭を電極
として用いた場合の静電容量を向上し、内部抵抗を低く
することができるのである。
を含浸させることにより、この液体は活性炭粒子の細孔
に充填され、熱硬化性樹脂やコールタール等のバインダ
ー成分との混合時に、これらのバインダー成分が活性炭
粒子の細孔を塞ぐことを防止する効果がある。このよう
に、上記液体は細孔保護剤として作用し、その結果活性
炭粒子の比表面積を高く維持して、固形状活性炭を電極
として用いた場合の静電容量を向上し、内部抵抗を低く
することができるのである。
【００１７】本発明の製造方法を詳細に説明すると、ま
ず、活性炭粉末及び／又は活性炭繊維１００重量部に対
し、細孔保護剤として２０〜１２０重量部の液体を含浸
させ、真空脱泡後、熱硬化性樹脂及び／又はコールター
ルと、熱可塑性樹脂とを混合し、得られた混合物を成形
した後、非酸化性雰囲気下で熱処理し、上記熱硬化性樹
脂及び／又はコールタールを炭化して固形状活性炭を得
る工程からなる。
ず、活性炭粉末及び／又は活性炭繊維１００重量部に対
し、細孔保護剤として２０〜１２０重量部の液体を含浸
させ、真空脱泡後、熱硬化性樹脂及び／又はコールター
ルと、熱可塑性樹脂とを混合し、得られた混合物を成形
した後、非酸化性雰囲気下で熱処理し、上記熱硬化性樹
脂及び／又はコールタールを炭化して固形状活性炭を得
る工程からなる。
【００１８】なお、本発明の固形状活性炭は、シート状
に成形して活性炭基板としたり、プレス成形等でブロッ
ク状に成形したり、押出成形により棒状や筒状とした
り、さまざまな形状とすることができる。
に成形して活性炭基板としたり、プレス成形等でブロッ
ク状に成形したり、押出成形により棒状や筒状とした
り、さまざまな形状とすることができる。
【００１９】また、シート状に成形する方法としては、
ドクターブレード法、圧延ロール法、カレンダーロール
法等を用いることができ、得られたシート状成形体を所
定形状に打ち抜いた後、非酸化性雰囲気下で２００〜５
００℃にて脱バインダーするとともに、熱硬化性樹脂及
び／又はコールタールを硬化させ、非酸化性雰囲気下で
６００〜１１００℃、好適には７００〜９００℃にて熱
処理を行えば良い。
ドクターブレード法、圧延ロール法、カレンダーロール
法等を用いることができ、得られたシート状成形体を所
定形状に打ち抜いた後、非酸化性雰囲気下で２００〜５
００℃にて脱バインダーするとともに、熱硬化性樹脂及
び／又はコールタールを硬化させ、非酸化性雰囲気下で
６００〜１１００℃、好適には７００〜９００℃にて熱
処理を行えば良い。
【００２０】さらに、本発明は、上記シート状成形体を
複数積層した後、非酸化性雰囲気下で熱処理することも
できる。即ち、ドクターブレード法やカレンダーロール
法によるシート成形法では、好適に成形できる厚みが１
ｍｍ程度までであるが、得られたシート状成形体を積層
し、熱圧着、または密着液や接着剤等で接合することに
より、１ｍｍを超える厚みの製品でも容易に製造でき
る。
複数積層した後、非酸化性雰囲気下で熱処理することも
できる。即ち、ドクターブレード法やカレンダーロール
法によるシート成形法では、好適に成形できる厚みが１
ｍｍ程度までであるが、得られたシート状成形体を積層
し、熱圧着、または密着液や接着剤等で接合することに
より、１ｍｍを超える厚みの製品でも容易に製造でき
る。
【００２１】ここで、細孔保護剤を成す液体としては、
イオン交換水等の純水、高級アルコール、脂肪酸、油
脂、及び可塑剤のいずれか一つ以上を使用する。
イオン交換水等の純水、高級アルコール、脂肪酸、油
脂、及び可塑剤のいずれか一つ以上を使用する。
【００２２】上記高級アルコールとは、分子量の大きい
アルコールを言うが、一般には炭素数６以上の鎖式アル
コールのことを意味する。主なものには、炭素数６のヘ
キシテルアルコール、炭素数８のオクチルアルコール、
炭素数１６のセチルアルコール、炭素数１８のステアリ
ルアルコール、炭素数２６のセリルアルコール、炭素数
３０のミリシルアルコール等がある。
アルコールを言うが、一般には炭素数６以上の鎖式アル
コールのことを意味する。主なものには、炭素数６のヘ
キシテルアルコール、炭素数８のオクチルアルコール、
炭素数１６のセチルアルコール、炭素数１８のステアリ
ルアルコール、炭素数２６のセリルアルコール、炭素数
３０のミリシルアルコール等がある。
【００２３】上記脂肪酸とは、カルボキシル基を１個も
つ鎖式化合物、即ち鎖式モノカルボン酸の総称であり、
高位の（炭素数の多い）脂肪酸のグリセリンエステルが
油脂を構成しているところから、このように呼ばれてい
る。また、高位脂肪酸と高位一価値アルコールとのエス
テルはろうとして存在する。低位のものも、遊離酸、
塩、またはエステルとして広く動植物界に分布する。天
然産のものは一般に直鎖状で炭素数が偶数のものが多
い。脂肪酸は、一般に無色の液体または固体で、低位の
ものは刺激臭と酸味を持ち水には可溶であるが、高位の
ものは不溶である。いずれもアルコールやエーテルには
良く溶け、一塩基酸として金属塩やエステルをつくる。
高位脂肪酸のナトリウム塩は油脂の鹸下で得られ、石鹸
となる。
つ鎖式化合物、即ち鎖式モノカルボン酸の総称であり、
高位の（炭素数の多い）脂肪酸のグリセリンエステルが
油脂を構成しているところから、このように呼ばれてい
る。また、高位脂肪酸と高位一価値アルコールとのエス
テルはろうとして存在する。低位のものも、遊離酸、
塩、またはエステルとして広く動植物界に分布する。天
然産のものは一般に直鎖状で炭素数が偶数のものが多
い。脂肪酸は、一般に無色の液体または固体で、低位の
ものは刺激臭と酸味を持ち水には可溶であるが、高位の
ものは不溶である。いずれもアルコールやエーテルには
良く溶け、一塩基酸として金属塩やエステルをつくる。
高位脂肪酸のナトリウム塩は油脂の鹸下で得られ、石鹸
となる。
【００２４】上記油脂とは、脂肪酸類のグリセリンエス
テルで動植物界に広く分布し、生物にとって最も必要な
物質の一群である。純粋なものは無色、無味、無臭の中
性物質で水よりも軽く、また水に溶けず、アルコールに
は多少溶け、エーテル、石油エーテル、ベンゼンなどに
は良く溶ける。その性状はこれをつくる酸の種類によっ
て異なる。天然産油脂を成す脂肪酸は炭素原子４個の酪
酸から３０個のメリシン酸に至る飽和脂肪酸、特にパル
ミチン酸、ステアリン酸が大部分を占め、不飽和酸とし
てはオレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イワシ酸等
が知られているが、いずれも偶数個の炭素原子から成
る。なお、炭素数が奇数の脂肪酸もさまざまな動物及び
植物の油脂から微量ながら見出されている。
テルで動植物界に広く分布し、生物にとって最も必要な
物質の一群である。純粋なものは無色、無味、無臭の中
性物質で水よりも軽く、また水に溶けず、アルコールに
は多少溶け、エーテル、石油エーテル、ベンゼンなどに
は良く溶ける。その性状はこれをつくる酸の種類によっ
て異なる。天然産油脂を成す脂肪酸は炭素原子４個の酪
酸から３０個のメリシン酸に至る飽和脂肪酸、特にパル
ミチン酸、ステアリン酸が大部分を占め、不飽和酸とし
てはオレイン酸、リノール酸、リノレン酸、イワシ酸等
が知られているが、いずれも偶数個の炭素原子から成
る。なお、炭素数が奇数の脂肪酸もさまざまな動物及び
植物の油脂から微量ながら見出されている。
【００２５】上記可塑剤とは、剛直な高分子に添加して
塑性を与え、加工性を改良する物質を言う。代表的なも
のは、リン酸トリクレシル、フタル酸ジブチル、フタル
酸ジオクチルなどがある。
塑性を与え、加工性を改良する物質を言う。代表的なも
のは、リン酸トリクレシル、フタル酸ジブチル、フタル
酸ジオクチルなどがある。
【００２６】なお、これらの細孔保護剤をなす液体は、
活性炭粉末及び／又は活性炭繊維１００重量部に対して
２０〜１２０重量部の範囲で添加することが好ましい
が、細孔保護剤としてフタル酸ジブチル以外の成分を用
いる場合は、２０〜１００重量部の範囲が好ましい。
活性炭粉末及び／又は活性炭繊維１００重量部に対して
２０〜１２０重量部の範囲で添加することが好ましい
が、細孔保護剤としてフタル酸ジブチル以外の成分を用
いる場合は、２０〜１００重量部の範囲が好ましい。
【００２７】また、上記活性炭粉末及び／又は活性炭繊
維と、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールとの混合比
率は、活性炭粉末及び／又は活性炭繊維を５０〜９５重
量％、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールを５〜５０
重量％の範囲とする。ここで、上記熱硬化性樹脂及び／
又はコールタールは熱処理によって炭化されることか
ら、最終的な固形状活性炭は、５０重量％以上の活性炭
粒子と、これらを結合する５０重量％以下のカーボンと
の複合体から構成されることになる。このとき、活性炭
の比率を５０重量％以上と高くできるため、例えば電気
二重層コンデンサーの電極として用いた場合、静電容量
を大きくし、内部抵抗を小さくできる。
維と、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールとの混合比
率は、活性炭粉末及び／又は活性炭繊維を５０〜９５重
量％、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールを５〜５０
重量％の範囲とする。ここで、上記熱硬化性樹脂及び／
又はコールタールは熱処理によって炭化されることか
ら、最終的な固形状活性炭は、５０重量％以上の活性炭
粒子と、これらを結合する５０重量％以下のカーボンと
の複合体から構成されることになる。このとき、活性炭
の比率を５０重量％以上と高くできるため、例えば電気
二重層コンデンサーの電極として用いた場合、静電容量
を大きくし、内部抵抗を小さくできる。
【００２８】なお、熱硬化性樹脂としては、レゾール型
フェノール樹脂、フェノール、ホルムアルデヒド系樹
脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル、ビスマレイ
ド系ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、熱硬化型ポリフ
ェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイ
ド（ＰＰＯ）等を用いる。
フェノール樹脂、フェノール、ホルムアルデヒド系樹
脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル、ビスマレイ
ド系ポリイミド樹脂、シアネート樹脂、熱硬化型ポリフ
ェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキサイ
ド（ＰＰＯ）等を用いる。
【００２９】さらに本発明は、上記成分に加えて熱可塑
性樹脂を添加混合することを特徴とする。即ち、熱可塑
性樹脂を加えることによって、活性炭の比率を５０重量
％以上と高くしても成形時の保形性を高くし、良好に成
形を行えるようにしたのである。
性樹脂を添加混合することを特徴とする。即ち、熱可塑
性樹脂を加えることによって、活性炭の比率を５０重量
％以上と高くしても成形時の保形性を高くし、良好に成
形を行えるようにしたのである。
【００３０】なお、上記熱可塑性樹脂としてはポリオレ
フィン系ポリマー、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポ
リアセタール樹脂、ポリエチレンフタレート（ＰＢ
Ｏ）、ポリルロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン等を用い
る。これらの熱可塑性樹脂は活性炭と熱硬化性樹脂及び
／またはコールタールの合計量１００重量部に対して、
０〜６０重量部、好ましくは５〜３０重量部の範囲で添
加する。
フィン系ポリマー、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポ
リアセタール樹脂、ポリエチレンフタレート（ＰＢ
Ｏ）、ポリルロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン等を用い
る。これらの熱可塑性樹脂は活性炭と熱硬化性樹脂及び
／またはコールタールの合計量１００重量部に対して、
０〜６０重量部、好ましくは５〜３０重量部の範囲で添
加する。
【００３１】また、本発明は、上記固形状活性炭を電極
に用いて、電気二重層コンデンサー用を構成したことを
特徴とする。
に用いて、電気二重層コンデンサー用を構成したことを
特徴とする。
【００３２】
【実施例】実施例１ やしがら系活性炭粉末（ＢＥＴ法による比表面積１６０
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対し、細孔保護剤としてイ
オン交換水０〜１２０重量部を含浸させて、真空脱泡
後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂としてブチ
ラール樹脂２５重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル
２５重量部、さらに溶剤を添加した。高速攪拌機を用い
て回転数１５００ｒｐｍで混合してペースト状混合物を
作製した後、カレンダーロール成形機にて厚み１ｍｍの
シート状成形体を得た。なお、この場合のシート厚みは
０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかった。
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対し、細孔保護剤としてイ
オン交換水０〜１２０重量部を含浸させて、真空脱泡
後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂としてブチ
ラール樹脂２５重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル
２５重量部、さらに溶剤を添加した。高速攪拌機を用い
て回転数１５００ｒｐｍで混合してペースト状混合物を
作製した後、カレンダーロール成形機にて厚み１ｍｍの
シート状成形体を得た。なお、この場合のシート厚みは
０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかった。
【００３３】得られたシート状成形体を５０×７０ｍｍ
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて、活性炭とカーボンの複合体である活
性炭基板を作製した。
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて、活性炭とカーボンの複合体である活
性炭基板を作製した。
【００３４】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した結果を表１に示
す。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した結果を表１に示
す。
【００３５】この結果より、細孔保護剤を２０〜１００
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜６）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜６）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
【００３６】
【表１】
【００３７】実施例２ やしがら系活性炭粉末（ＢＥＴ法による比表面積１６０
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対して、細孔保護剤として
オレイン酸０〜１２０重量部を含浸させて、真空脱泡
後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂としてブチ
ラール樹脂２５重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル
２５重量部、さらに溶剤を添加した。高速攪拌機を用い
て回転数１５００ｒｐｍで混合してペースト状混合物を
作製した後、カレンダーロール成形機にて厚み１ｍｍの
シート状成形体を得た。なお、この場合のシート厚みは
０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかった。
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対して、細孔保護剤として
オレイン酸０〜１２０重量部を含浸させて、真空脱泡
後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂としてブチ
ラール樹脂２５重量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル
２５重量部、さらに溶剤を添加した。高速攪拌機を用い
て回転数１５００ｒｐｍで混合してペースト状混合物を
作製した後、カレンダーロール成形機にて厚み１ｍｍの
シート状成形体を得た。なお、この場合のシート厚みは
０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかった。
【００３８】得られたシート状成形体を５０×７０ｍｍ
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて活性炭とカーボンの複合体である活性
炭基板を作製した。
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて活性炭とカーボンの複合体である活性
炭基板を作製した。
【００３９】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表２に
示す通りである。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表２に
示す通りである。
【００４０】この結果より、細孔保護剤を２０〜１００
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜６）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜６）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
【００４１】
【表２】
【００４２】実施例３ やしがら系活性炭粉末（ＢＥＴ法による比表面積１６０
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対して、細孔保護剤として
フタル酸ジブチル０〜１４０重量部を含浸させて、真空
脱泡後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂として
ブチラール樹脂２５重量部、可塑剤としてフタル酸ジブ
チル２５重量部、さらに溶剤を添加した。高速攪拌機を
用いて回転数１５００ｒｐｍで混合してペースト状混合
物を作製した後、カレンダーロール成形機にて厚み１ｍ
ｍのシート状成形体を得た。なお、この場合のシート厚
みは０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかっ
た。
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対して、細孔保護剤として
フタル酸ジブチル０〜１４０重量部を含浸させて、真空
脱泡後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂として
ブチラール樹脂２５重量部、可塑剤としてフタル酸ジブ
チル２５重量部、さらに溶剤を添加した。高速攪拌機を
用いて回転数１５００ｒｐｍで混合してペースト状混合
物を作製した後、カレンダーロール成形機にて厚み１ｍ
ｍのシート状成形体を得た。なお、この場合のシート厚
みは０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましいことがわかっ
た。
【００４３】得られたシート状成形体を５０×７０ｍｍ
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて活性炭とカーボンの複合体である活性
炭基板を作製した。
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて活性炭とカーボンの複合体である活性
炭基板を作製した。
【００４４】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表３に
示す通りである。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表３に
示す通りである。
【００４５】この結果より、細孔保護剤を２０〜１２０
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜７）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜７）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
【００４６】
【表３】
【００４７】実施例４ やしがら系活性炭粉末（ＢＥＴ法による比表面積１６０
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対して、細孔保護剤として
オレイン酸０〜１２０重量部を含浸させて、真空脱泡
後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂とアクリル
バインダー５０重量部、さらに溶剤を添加した。
０ｍ2 ／ｇ）１００重量部に対して、細孔保護剤として
オレイン酸０〜１２０重量部を含浸させて、真空脱泡
後、コールタール２０重量部、熱可塑性樹脂とアクリル
バインダー５０重量部、さらに溶剤を添加した。
【００４８】ミルで５時間回転後、粘土を５０〜６０ポ
イズに調整し、スラリーを排出、脱泡後、ドクターブレ
ード法にてテープ成形を行い、乾燥温度５０〜９０℃で
厚み１ｍｍのシート状成形体を得た。なお、この場合の
シート厚みは０．１〜１．５ｍｍの範囲が好ましいこと
がわかった。
イズに調整し、スラリーを排出、脱泡後、ドクターブレ
ード法にてテープ成形を行い、乾燥温度５０〜９０℃で
厚み１ｍｍのシート状成形体を得た。なお、この場合の
シート厚みは０．１〜１．５ｍｍの範囲が好ましいこと
がわかった。
【００４９】得られたシート状成形体を５０×７０ｍｍ
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて活性炭とカーボンの複合体である活性
炭基板を作製した。
の金型で打ち抜き、真空中で３００℃×２時間で脱バイ
ンダーを行った後、８００℃の熱処理を行い、コールタ
ールを炭化させて活性炭とカーボンの複合体である活性
炭基板を作製した。
【００５０】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表４に
示す通りである。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表４に
示す通りである。
【００５１】この結果より、細孔保護剤を２０〜１００
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜６）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
重量部の範囲で含浸させたもの（Ｎｏ．２〜６）は、細
孔保護剤を含浸させなかったもの（Ｎｏ．１）に比べて
単位重量当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗を低く
することができた。
【００５２】
【表４】
【００５３】なお、以上の実施例では、シート状に成形
し熱処理した活性炭基板についてのみ示したが、本発明
の固形状活性炭は基板に限らずさまざまな形状とできる
ことは言うまでもない。
し熱処理した活性炭基板についてのみ示したが、本発明
の固形状活性炭は基板に限らずさまざまな形状とできる
ことは言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、細孔保護
剤を成す液体を含浸した活性炭粉末及び／又は活性炭繊
維と、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールの熱処理に
よる炭化物とから固形状活性炭を構成したことによっ
て、活性炭粒子の細孔をバインダ成分が塞ぐことを防止
し、比表面積の高い状態を維持できるため、電気二重層
コンデンサ用電極として用いた場合に、静電容量が高
く、内部抵抗を小さくすることができる。
剤を成す液体を含浸した活性炭粉末及び／又は活性炭繊
維と、熱硬化性樹脂及び／又はコールタールの熱処理に
よる炭化物とから固形状活性炭を構成したことによっ
て、活性炭粒子の細孔をバインダ成分が塞ぐことを防止
し、比表面積の高い状態を維持できるため、電気二重層
コンデンサ用電極として用いた場合に、静電容量が高
く、内部抵抗を小さくすることができる。
【００５５】また、本発明によれば、活性炭粉末及び／
又は活性炭繊維に液体を含浸させた後、熱硬化性樹脂及
び／又はコールタールと、熱可塑性樹脂とを混合し、得
られた混合物をシート状に成形した後、非酸化性雰囲気
下で熱処理する工程から固形状活性炭を製造することに
よって、活性炭粒子の細孔をバインダ成分が塞ぐことを
防止し、比表面積の高い状態を維持できるため、電気二
重層コンデンサ用電極として用いた場合に、静電容量が
高く、内部抵抗を小さくすることができる。
又は活性炭繊維に液体を含浸させた後、熱硬化性樹脂及
び／又はコールタールと、熱可塑性樹脂とを混合し、得
られた混合物をシート状に成形した後、非酸化性雰囲気
下で熱処理する工程から固形状活性炭を製造することに
よって、活性炭粒子の細孔をバインダ成分が塞ぐことを
防止し、比表面積の高い状態を維持できるため、電気二
重層コンデンサ用電極として用いた場合に、静電容量が
高く、内部抵抗を小さくすることができる。
【００５６】また、本発明によれば、熱可塑性樹脂を添
加したため、成形時の保形性を高めて活性炭の比率を多
くしても好適に製造することができる。さらに、シート
成形を行うことにより、量産性を高くして容易に製造す
ることができるとともに、グリーンシート状態での切
断、孔あけ、積層等の加工が容易であり、しかもグリー
ンシートの溶剤に対する再溶解が可能であるため、原料
を効率的に使用することにより、低コストで資源の有効
活用を行うことができる。
加したため、成形時の保形性を高めて活性炭の比率を多
くしても好適に製造することができる。さらに、シート
成形を行うことにより、量産性を高くして容易に製造す
ることができるとともに、グリーンシート状態での切
断、孔あけ、積層等の加工が容易であり、しかもグリー
ンシートの溶剤に対する再溶解が可能であるため、原料
を効率的に使用することにより、低コストで資源の有効
活用を行うことができる。
【図１】一般的な電気二重層コンデンサーを示す概略図
である。
である。
１：電極 ２：電解質
Claims (4)
- 【請求項１】細孔保護剤を成す液体を含浸した活性炭粉
末及び／又は活性炭繊維と、熱硬化性樹脂及び／又はコ
ールタールの熱処理による炭化物とからなる固形状活性
炭。 - 【請求項２】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維に細孔保
護剤を成す液体を含浸させた後、熱硬化性樹脂及び／又
はコールタールと熱可塑性樹脂とを混合し、得られた混
合物を成形し、非酸化性雰囲気下で熱処理する工程から
なる固形状活性炭の製造方法。 - 【請求項３】上記細孔保護剤を成す液体が、純水、高級
アルコール、脂肪酸、油脂、及び可塑剤のいずれか一つ
以上であることを特徴とする請求項１記載の固形状活性
炭の製造方法。 - 【請求項４】請求項１記載の固形状活性炭を電極とした
ことを特徴とする電気二重層コンデンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7312532A JPH09156914A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7312532A JPH09156914A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09156914A true JPH09156914A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18030365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7312532A Pending JPH09156914A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09156914A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2780052A1 (fr) * | 1998-06-23 | 1999-12-24 | Ceca Sa | Agglomerats a base de charbon actif leur procede de preparation et leur utilisation comme agents d'adsorption |
| JP2002348223A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Kobayashi Pharmaceut Co Ltd | 歯磨組成物 |
| KR101109747B1 (ko) * | 2011-04-06 | 2012-02-15 | (주)신행건설 | 분진 및 가스상의 대기오염물질 동시 제거를 위한 활성탄 및 이를 이용한 박판 전극의 제조방법 |
| WO2019018874A1 (en) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | University Of South Australia | IMPROVEMENTS IN SOLID MICRO-EXTRACTION SUBSTRATE COATINGS |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP7312532A patent/JPH09156914A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2780052A1 (fr) * | 1998-06-23 | 1999-12-24 | Ceca Sa | Agglomerats a base de charbon actif leur procede de preparation et leur utilisation comme agents d'adsorption |
| EP0967176A1 (fr) * | 1998-06-23 | 1999-12-29 | Ceca S.A. | Agglomerats à base de charbon actif, leur procédé de préparation et leur utilisation comme agents d'absorption |
| US6277179B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-08-21 | Ceca S.A. | Agglomerates based on active charcoal, their process of preparation and their use as adsorption agents |
| JP2002348223A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Kobayashi Pharmaceut Co Ltd | 歯磨組成物 |
| KR101109747B1 (ko) * | 2011-04-06 | 2012-02-15 | (주)신행건설 | 분진 및 가스상의 대기오염물질 동시 제거를 위한 활성탄 및 이를 이용한 박판 전극의 제조방법 |
| US9101941B2 (en) | 2011-04-06 | 2015-08-11 | Korea Institute Of Construction Technology | Activated carbon for simultaneous removal of dust and gaseous air pollutants and method of preparing activated carbon electrode plate using the same |
| WO2019018874A1 (en) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | University Of South Australia | IMPROVEMENTS IN SOLID MICRO-EXTRACTION SUBSTRATE COATINGS |
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