JPS6044963A - 多孔質カ−ボン板の製造方法 - Google Patents
多孔質カ−ボン板の製造方法Info
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- JPS6044963A JPS6044963A JP58152752A JP15275283A JPS6044963A JP S6044963 A JPS6044963 A JP S6044963A JP 58152752 A JP58152752 A JP 58152752A JP 15275283 A JP15275283 A JP 15275283A JP S6044963 A JPS6044963 A JP S6044963A
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- Japan
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- resin
- porous carbon
- carbon
- plate
- carbon plate
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、例えば燃料電池に用いられる電極基板のよう
な多孔質カーボン板の製造方法に関する。
な多孔質カーボン板の製造方法に関する。
従来から多孔質カーボン板の製造方法としては、と
原料コークス瘤石油もしくは石炭ピッチ類の結合態とを
混合し、この混合物を押し出し機などで成形加工した後
加熱炭化して気孔を形成する方法、またはカーボン繊維
を適当な結合材を用いて、マット状もしくはペーパー状
としてから加熱炭化しで、気孔を形成する方法などが知
られている。
混合し、この混合物を押し出し機などで成形加工した後
加熱炭化して気孔を形成する方法、またはカーボン繊維
を適当な結合材を用いて、マット状もしくはペーパー状
としてから加熱炭化しで、気孔を形成する方法などが知
られている。
しかしながら、前者の方法による押し出し成形では、原
料コークスの粒度、結合材の量などによって、気孔の大
きさ、気孔率が変動し、また押し出し成形が容易に行わ
れるよう混合物の密度をあげ、成形品の高い収率を望む
ために、より大きな気孔率をもたせることは困難である
。一方後者の方法では、カーボン繊維を均一に分散させ
ることがむづかしく、特に大面積や肉厚の成形物を得る
ことができず、しかも両方法とも得られた多孔質カーボ
ン板の機械的強度が低いという欠点をもっている。
料コークスの粒度、結合材の量などによって、気孔の大
きさ、気孔率が変動し、また押し出し成形が容易に行わ
れるよう混合物の密度をあげ、成形品の高い収率を望む
ために、より大きな気孔率をもたせることは困難である
。一方後者の方法では、カーボン繊維を均一に分散させ
ることがむづかしく、特に大面積や肉厚の成形物を得る
ことができず、しかも両方法とも得られた多孔質カーボ
ン板の機械的強度が低いという欠点をもっている。
本発明の目的は、気孔率が大きく、機械的強度も高く、
しかも均質な多孔質カーボン板の製造方法を提供するこ
とにある。 ７ 〔発明の要点〕 本発明は、カーボンペーパーまたはカーボンク１：＋
スＫ フェノールレシンを含浸したプリプレクラ必要な
厚さとする枚数に積み重ね、これを加圧加熱してレジン
を硬化した後さらに炭化することに、）、す、多孔質カ
ーボン板を得るものである。
しかも均質な多孔質カーボン板の製造方法を提供するこ
とにある。 ７ 〔発明の要点〕 本発明は、カーボンペーパーまたはカーボンク１：＋
スＫ フェノールレシンを含浸したプリプレクラ必要な
厚さとする枚数に積み重ね、これを加圧加熱してレジン
を硬化した後さらに炭化することに、）、す、多孔質カ
ーボン板を得るものである。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
実施例１
厚さ０．２６ ＸＩ 、目付３５７Ｉ のカーボンペー
パーｍ。
パーｍ。
に、１０％フェノールレジンのメタノール溶液を含浸さ
せる。このカーボンペーパーを大気中に放置し、室温で
メタノール溶液全に揮散させてブリプレジンの含有量が
２０〜７０重量％とな・るようにする。
せる。このカーボンペーパーを大気中に放置し、室温で
メタノール溶液全に揮散させてブリプレジンの含有量が
２０〜７０重量％とな・るようにする。
゛次Ｖζこれらのプリプレグを各レジンの含有量毎に、
所定の厚さが得られるように必要な枚数を積み重ね−１
００〜１５０に陽、１６０±５℃の条件で加圧加熱して
レジンを硬化させるとともにカーボンペーパーの積層板
を成形する。さらにレジンを完全に硬化したカーボン積
層板を、例えば窒素のような不を前件ガス雰囲気中で４
００℃以上の温度で加熱してレジンを炭化させ厚さ３■
、各辺がそれぞれ１００Ｕの正方形の多孔質カーボン板
を製作した。得られた多孔質カーボン板の特性を紀１表
に示す。
所定の厚さが得られるように必要な枚数を積み重ね−１
００〜１５０に陽、１６０±５℃の条件で加圧加熱して
レジンを硬化させるとともにカーボンペーパーの積層板
を成形する。さらにレジンを完全に硬化したカーボン積
層板を、例えば窒素のような不を前件ガス雰囲気中で４
００℃以上の温度で加熱してレジンを炭化させ厚さ３■
、各辺がそれぞれ１００Ｕの正方形の多孔質カーボン板
を製作した。得られた多孔質カーボン板の特性を紀１表
に示す。
第 １ 表
以上の結果は厚さ１ｒ揃えるために、積層枚数の少いも
のは加圧力を低く、積層枚数の多いものは加圧力を高く
調整しであるが、第１表かられ−かるよう例、レジン含
有量が低く積層枚数が少い組合わせでは、見掛は密度が
０．２０以下の多孔質カーボン板は各プリプレグの密着
性が悪く層間剥′ａ、を生じている。したがって本実施
例では、レジン含有量４０％以上、積層枚数１５枚以上
が好ましいことがわかる。
のは加圧力を低く、積層枚数の多いものは加圧力を高く
調整しであるが、第１表かられ−かるよう例、レジン含
有量が低く積層枚数が少い組合わせでは、見掛は密度が
０．２０以下の多孔質カーボン板は各プリプレグの密着
性が悪く層間剥′ａ、を生じている。したがって本実施
例では、レジン含有量４０％以上、積層枚数１５枚以上
が好ましいことがわかる。
次にこの積層板の場所による特性変動を知るため（ｌζ
、上記と同様の方法によりレジン量４０％および０Ｏ％
のグリプレグを使用して、それぞれ厚さ３鑓、各辺３０
０厘の正方形の多孔質カーボン板を製作し、これらの板
を機械加工し１００ ｙｍ ｘ １．００ ｍの大きさ
のものを切出し、それぞれの多孔質カーボン板について
特性を調べた。この結果を第２表にパすが比較のため１
０枚と加枚の積層板について表示しである。
、上記と同様の方法によりレジン量４０％および０Ｏ％
のグリプレグを使用して、それぞれ厚さ３鑓、各辺３０
０厘の正方形の多孔質カーボン板を製作し、これらの板
を機械加工し１００ ｙｍ ｘ １．００ ｍの大きさ
のものを切出し、それぞれの多孔質カーボン板について
特性を調べた。この結果を第２表にパすが比較のため１
０枚と加枚の積層板について表示しである。
第２表から、大面積としたときの多孔質カーボン機内の
特１′４゛のばらつきは比較的小さく、曲げ強さも従来
の多孔質カーボン板は見掛は密度０．４のもので４０に
％？であるから、本実施例では約１．５倍以上が得られ
ている、 実施例２ 厚さＱ、５ｍ、目付１８０’／・の平織カーボンクロｎ スを１００℃の熱風乾燥炉で１時間乾燥し７、このカー
ボンクロスに室温で１０％フェノールレジンのメタノー
ル溶液を含浸処理する。含浸処理したカーボンクロスは
、メタノールが十分ｔＭｆ故するまで室温で自然乾燥し
プリプレグとする。以上の含浸と自然乾ｓの操作を繰返
し、カーボンクロスへのレジンの含有量ｉ １０ 、２
０ 、３０ 、４０ 、５０ 、６０ 、７０重−１ｉ
％ノブリプレグｌ！！４作した。これらのプリプレグｅ
各しジン含有量毎に７枚＋１！；み重ね、１〔；ｏ±５
℃、 １０分の条件でレジンを圧縮硬化させ、厚さ３厘
、直径１００麿の円板状の積層板が得られるように金型
音用いて成形した。さらに積層成形板”、（−１００’
Ｃ以上の窒素ガス雰囲気中で一昼夜加熱炭化して多孔質
カーボン板を得た。得られた多孔質カーボン板の第３表 次に上記と同り、カーボンクロスとレジンを使用し、フ
リプレグのレジン朧を５０％に固定し、このフリプレグ
の積層枚数ン−５，６，７，８，９，１０，１２゜１＝
１枚と俊えで、上記と同様の方法１条件で積層成形した
後加熱炭化して同じく多孔質カーボンを製菓 ４ 表 第３表、第４表から、実施例１のカーボンペーパーの場
合と同様にレジン含右上−が低いとき、Ｊ６よび積層枚
数が少いときは、名ンリブＬ／グの活着性が悪く層間剥
離を生ずる。（Ｆだ本実施例ではイーを層枚薮の最も多
い」４枚では、積）Δ成形時に圧縮しろか大きくなった
ために、含浸さよしたレジンがクロスから押し出され良
好な成形品をイＵることができなかった。
特１′４゛のばらつきは比較的小さく、曲げ強さも従来
の多孔質カーボン板は見掛は密度０．４のもので４０に
％？であるから、本実施例では約１．５倍以上が得られ
ている、 実施例２ 厚さＱ、５ｍ、目付１８０’／・の平織カーボンクロｎ スを１００℃の熱風乾燥炉で１時間乾燥し７、このカー
ボンクロスに室温で１０％フェノールレジンのメタノー
ル溶液を含浸処理する。含浸処理したカーボンクロスは
、メタノールが十分ｔＭｆ故するまで室温で自然乾燥し
プリプレグとする。以上の含浸と自然乾ｓの操作を繰返
し、カーボンクロスへのレジンの含有量ｉ １０ 、２
０ 、３０ 、４０ 、５０ 、６０ 、７０重−１ｉ
％ノブリプレグｌ！！４作した。これらのプリプレグｅ
各しジン含有量毎に７枚＋１！；み重ね、１〔；ｏ±５
℃、 １０分の条件でレジンを圧縮硬化させ、厚さ３厘
、直径１００麿の円板状の積層板が得られるように金型
音用いて成形した。さらに積層成形板”、（−１００’
Ｃ以上の窒素ガス雰囲気中で一昼夜加熱炭化して多孔質
カーボン板を得た。得られた多孔質カーボン板の第３表 次に上記と同り、カーボンクロスとレジンを使用し、フ
リプレグのレジン朧を５０％に固定し、このフリプレグ
の積層枚数ン−５，６，７，８，９，１０，１２゜１＝
１枚と俊えで、上記と同様の方法１条件で積層成形した
後加熱炭化して同じく多孔質カーボンを製菓 ４ 表 第３表、第４表から、実施例１のカーボンペーパーの場
合と同様にレジン含右上−が低いとき、Ｊ６よび積層枚
数が少いときは、名ンリブＬ／グの活着性が悪く層間剥
離を生ずる。（Ｆだ本実施例ではイーを層枚薮の最も多
い」４枚では、積）Δ成形時に圧縮しろか大きくなった
ために、含浸さよしたレジンがクロスから押し出され良
好な成形品をイＵることができなかった。
実施例３
厚さ９．９ｍ、目付２７０ ’／、、＝ の朱子織カー
ボンクロス全使用し、′：Ａ施例１．実施例２と同様の
レジン含浸処Ｊ！Ｉ！ ？１ｌ−ＪＪ色し、レジン含有
景５０％のプリプレグｆ Ｈ作した。この場合はクロス
の厚さが大きいので、フリプレグの積層枚数を３．４．
５枚の３種類とし、実施例１．２と同一条件で成形およ
び加熱炭化し°Ｃ１同じく厚さ３＃４で１００魂角の多
孔質カーボン４ｆｉｋ 由だ。こ」ｔらの多孔質カーボ
ン板の特性を第５表ＶＣ示す。第５表かられかるように
この謳５表 場合も実施例１寸６よび実施例２と同様に、フリプレグ
の積層厚さがめる多孔質カーボン板の厚さ以下のときは
、圧縮力を大きくとれないために得られる積層成形板は
層間剥離音生ずる。
ボンクロス全使用し、′：Ａ施例１．実施例２と同様の
レジン含浸処Ｊ！Ｉ！ ？１ｌ−ＪＪ色し、レジン含有
景５０％のプリプレグｆ Ｈ作した。この場合はクロス
の厚さが大きいので、フリプレグの積層枚数を３．４．
５枚の３種類とし、実施例１．２と同一条件で成形およ
び加熱炭化し°Ｃ１同じく厚さ３＃４で１００魂角の多
孔質カーボン４ｆｉｋ 由だ。こ」ｔらの多孔質カーボ
ン板の特性を第５表ＶＣ示す。第５表かられかるように
この謳５表 場合も実施例１寸６よび実施例２と同様に、フリプレグ
の積層厚さがめる多孔質カーボン板の厚さ以下のときは
、圧縮力を大きくとれないために得られる積層成形板は
層間剥離音生ずる。
なお以上の実施例１〜３における気孔率の測定は、ＪＩ
ＳＺ２５０６ｒ焼結含油合金の有孔多孔率試験方法Ｊに
したがって測定した。
ＳＺ２５０６ｒ焼結含油合金の有孔多孔率試験方法Ｊに
したがって測定した。
以上実施例で説明したごとく、本発明の多孔質カーボン
板の製造方法はカーボン繊維が均一に分散されているカ
ーボンペーパー、マントまたはり。
板の製造方法はカーボン繊維が均一に分散されているカ
ーボンペーパー、マントまたはり。
ロスナトのカーボンシートにフェノールレシン全３０〜
フ０重量％含浸したプリプレグを用いて積層成形し、さ
らにこれを加熱してレジンを炭化するごとにより、従来
の多孔質カーボン板に比べて気孔率が大きくしかも強度
の高い多孔質カーボン板が得られるものであり、本発明
の方法によれはブリフレクルシン含有量は原料のカーボ
ンシー）１７）種類とめる気孔率に応じて広範囲に選択
することができ、得られる積層成形品の厚さより大きく
なるようにプリプレグの枚数（＋−積＆重ねて成形し、
その後レジンは炭化されて絶縁物としての働きを失うの
で必要な導電性も具備した多孔質カーボン板が得１・ｉ
する。
フ０重量％含浸したプリプレグを用いて積層成形し、さ
らにこれを加熱してレジンを炭化するごとにより、従来
の多孔質カーボン板に比べて気孔率が大きくしかも強度
の高い多孔質カーボン板が得られるものであり、本発明
の方法によれはブリフレクルシン含有量は原料のカーボ
ンシー）１７）種類とめる気孔率に応じて広範囲に選択
することができ、得られる積層成形品の厚さより大きく
なるようにプリプレグの枚数（＋−積＆重ねて成形し、
その後レジンは炭化されて絶縁物としての働きを失うの
で必要な導電性も具備した多孔質カーボン板が得１・ｉ
する。
すなわち、本発明は例えは燃料電池に用いる電極基板／
Ｃとに適用１れば、強度、気孔率、電気抵抗ノｃとのｌ
Ｆ４性値とともに、コストなども勘案して実状に応じた
多孔質カーボン板とすることができ４）という長所を有
するものである。
Ｃとに適用１れば、強度、気孔率、電気抵抗ノｃとのｌ
Ｆ４性値とともに、コストなども勘案して実状に応じた
多孔質カーボン板とすることができ４）という長所を有
するものである。
Claims (1)
- １）カーボン繊維集積シートにレジンを３０〜７０重辻
％含浸したプリプレグを複数枚積み重ね、この積層体を
加熱加圧して前記レジンを硬化した後さらに加熱するこ
とによシ、前記レジンを炭化することを特徴とする多孔
質カーボン板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152752A JPS6044963A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 多孔質カ−ボン板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152752A JPS6044963A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 多孔質カ−ボン板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6044963A true JPS6044963A (ja) | 1985-03-11 |
Family
ID=15547388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152752A Pending JPS6044963A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 多孔質カ−ボン板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044963A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06213788A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-08-05 | F Hoffmann La Roche Ag | 細胞学的物質の分解デバイス |
| US5353813A (en) * | 1992-08-19 | 1994-10-11 | Philip Morris Incorporated | Reinforced carbon heater with discrete heating zones |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP58152752A patent/JPS6044963A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5353813A (en) * | 1992-08-19 | 1994-10-11 | Philip Morris Incorporated | Reinforced carbon heater with discrete heating zones |
| JPH06213788A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-08-05 | F Hoffmann La Roche Ag | 細胞学的物質の分解デバイス |
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