JP2607397B2 - 多孔質ガラス状カーボン材の製造方法 - Google Patents
多孔質ガラス状カーボン材の製造方法Info
- Publication number
- JP2607397B2 JP2607397B2 JP2405365A JP40536590A JP2607397B2 JP 2607397 B2 JP2607397 B2 JP 2607397B2 JP 2405365 A JP2405365 A JP 2405365A JP 40536590 A JP40536590 A JP 40536590A JP 2607397 B2 JP2607397 B2 JP 2607397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- weight
- binder
- strength
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、良好な気孔性状と優れ
た骨格強度を備える多孔質ガラス状カーボン材を量産性
よく製造する方法に関する。
た骨格強度を備える多孔質ガラス状カーボン材を量産性
よく製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量、導電性、耐熱性および耐食性など
に優れた特性を示す多孔質カーボン材は、工業用のフィ
ルター、電池用電極、吸着材等の用途分野に有用されて
いる。
に優れた特性を示す多孔質カーボン材は、工業用のフィ
ルター、電池用電極、吸着材等の用途分野に有用されて
いる。
【０００３】従来、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製造手段とされて
いるが、均質で安定な気孔構造を付与するための条件設
定が難しいうえ、材質強度が低い欠点がある。
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製造手段とされて
いるが、均質で安定な気孔構造を付与するための条件設
定が難しいうえ、材質強度が低い欠点がある。
【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処理する方法
（特開昭50−25808 号公報)は、炭素繊維が補強骨格を
形成し、また熱硬化性樹脂がガラス状カーボン組織に転
化するため、材料強度を効果的に向上させることができ
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処理する方法
（特開昭50−25808 号公報)は、炭素繊維が補強骨格を
形成し、また熱硬化性樹脂がガラス状カーボン組織に転
化するため、材料強度を効果的に向上させることができ
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、炭素繊維に代えて炭素繊維製造
用の有機繊維を使用し、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61−23664号公報、同61−23666
5号公報) が提案されている。しかしながら、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、均質かつ制御された気孔構造を得ることが
困難となる。
用の有機繊維を使用し、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61−23664号公報、同61−23666
5号公報) が提案されている。しかしながら、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、均質かつ制御された気孔構造を得ることが
困難となる。
【０００６】本発明者らは上記問題点の解消を図り、良
好な気孔性状と高強度特性を兼備するガラス状炭素質の
多孔質材を得るためのプロセスとして、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重量％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ポーラスカ
ーボン材の製造方法を開発し、既に特願平１−321729号
として提案した。
好な気孔性状と高強度特性を兼備するガラス状炭素質の
多孔質材を得るためのプロセスとして、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重量％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ポーラスカ
ーボン材の製造方法を開発し、既に特願平１−321729号
として提案した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、引き続く研究
において、前記の先行技術には量産化を目的として連続
的な処理工程を実施しようとする際に解決しなければな
らない幾つかの新たな課題が発生した。すなわち、シー
ト化の工程に産業用ペーパーの製造ラインとされている
連続抄紙法を適用しようとすると、製造ラインの途中で
シートの破断トラブルが多発し、その都度ラインを停止
する必要がある。シート破断の原因は、抄紙直後のシー
トには多量の水が含まれており、使用バインダーも水溶
性である関係で抄紙段階で適度なシート強度を確保でき
ず、このためロール移動（特に乾燥段階）の際に僅かな
テンションの変動によって容易に組織破壊につながる現
象に基づいている。このような現象は抄紙条件を制御
し、シート密度を高めることで軽減化することも可能で
あるが、この場合には均質な気孔組織の形成化を損ねる
ため、後工程で連続的な樹脂液含浸処理を施すと含浸樹
脂の偏在が生じて良好な気孔性状を得ることができなく
なる。
において、前記の先行技術には量産化を目的として連続
的な処理工程を実施しようとする際に解決しなければな
らない幾つかの新たな課題が発生した。すなわち、シー
ト化の工程に産業用ペーパーの製造ラインとされている
連続抄紙法を適用しようとすると、製造ラインの途中で
シートの破断トラブルが多発し、その都度ラインを停止
する必要がある。シート破断の原因は、抄紙直後のシー
トには多量の水が含まれており、使用バインダーも水溶
性である関係で抄紙段階で適度なシート強度を確保でき
ず、このためロール移動（特に乾燥段階）の際に僅かな
テンションの変動によって容易に組織破壊につながる現
象に基づいている。このような現象は抄紙条件を制御
し、シート密度を高めることで軽減化することも可能で
あるが、この場合には均質な気孔組織の形成化を損ねる
ため、後工程で連続的な樹脂液含浸処理を施すと含浸樹
脂の偏在が生じて良好な気孔性状を得ることができなく
なる。
【０００８】本発明の目的は、先行技術における上記の
問題点を解消し、連続工程によってもシートの破断現象
を起こすことなく、常に良好な気孔性状と優れた骨格強
度を備える多孔質ガラス状カーボン材を量産性よく製造
する方法を提供することにある。
問題点を解消し、連続工程によってもシートの破断現象
を起こすことなく、常に良好な気孔性状と優れた骨格強
度を備える多孔質ガラス状カーボン材を量産性よく製造
する方法を提供することにある。
【０００９】
【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ガラス状カーボン材の製造方法
は、α−セルロースを主成分とする有機物質60〜90重量
部、水溶性抄紙バインダー10〜40重量部および水不溶性
で且つ熱揮散性のバインダー１〜10重量部からなる原料
組成の分散水を連続抄紙してシートに成形し、該シート
を残炭率40％以上の熱効果性樹脂溶液に連続的に浸漬し
たのちロール絞り処理を施し、処理後のシートを半硬化
して積層成形し、成形体を非酸性雰囲気下で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ガラス状カーボン材の製造方法
は、α−セルロースを主成分とする有機物質60〜90重量
部、水溶性抄紙バインダー10〜40重量部および水不溶性
で且つ熱揮散性のバインダー１〜10重量部からなる原料
組成の分散水を連続抄紙してシートに成形し、該シート
を残炭率40％以上の熱効果性樹脂溶液に連続的に浸漬し
たのちロール絞り処理を施し、処理後のシートを半硬化
して積層成形し、成形体を非酸性雰囲気下で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。
【００１０】本発明の主要な原料物質となるα−セルロ
ースを主成分とする有機物質は抄紙時にシートのフィラ
ー成分となるもので、通常のパルプのほか、α−セルロ
ース分90％を含むレーヨンパルプを用いることができ
る。パルプ性状としては、抄紙整形性および高気孔構造
を確保する面から太さ３〜10デニール、長さ５〜10mmの
繊維形状を有するものを選択することが好ましい。
ースを主成分とする有機物質は抄紙時にシートのフィラ
ー成分となるもので、通常のパルプのほか、α−セルロ
ース分90％を含むレーヨンパルプを用いることができ
る。パルプ性状としては、抄紙整形性および高気孔構造
を確保する面から太さ３〜10デニール、長さ５〜10mmの
繊維形状を有するものを選択することが好ましい。
【００１１】水溶性抄紙バインダーは、抄紙工程でシー
ト成形の結合材として機能する成分で、例えばアカマ
ツ、エゾマツ、トドマツ、カラマツ、モミ、シガ等の針
葉樹系パルプが好適に使用される。
ト成形の結合材として機能する成分で、例えばアカマ
ツ、エゾマツ、トドマツ、カラマツ、モミ、シガ等の針
葉樹系パルプが好適に使用される。
【００１２】水不溶性で且つ熱揮散性のバインダーは、
前記の水溶性バインダーの機能を補強してシートがウエ
ット状態にあるときに十分な強度を付与するために添加
される第三成分で、ポリビニールアルコール（ビニロ
ン）、不溶性澱粉、ミクロフイブリル化パルプなどを用
いることができる。これらのバインダーを併用すること
によりウエット時における抄紙シートの強度が増大し、
連続抄紙操作を適用してもシートの破断現象が生じるこ
とがなくなる。
前記の水溶性バインダーの機能を補強してシートがウエ
ット状態にあるときに十分な強度を付与するために添加
される第三成分で、ポリビニールアルコール（ビニロ
ン）、不溶性澱粉、ミクロフイブリル化パルプなどを用
いることができる。これらのバインダーを併用すること
によりウエット時における抄紙シートの強度が増大し、
連続抄紙操作を適用してもシートの破断現象が生じるこ
とがなくなる。
【００１３】原料物質の配合比率は、α−セルロースを
主成分とする60〜90重量部、水溶性抄紙バインダー10〜
40重量部および水不溶性で且つ熱揮散性のバインダー１
〜10重量部に設定する。有機物質に対するバインダー成
分の配合量の前記の範囲を下廻る場合には抄紙成形性が
悪くなり、他方、前記範囲を越えるバインダー成分の配
合では多孔質組織の形成が困難となる。とくに第三成分
として添加する水不溶性で熱揮散性のバインダーの配合
量は重要で、これが１重量部未満であると湿潤状態にお
ける適度なシート強度を確保することができなくなって
シートの破断が起き易くなり、また10重量部を越えると
気孔率、気孔径等が低下して目的とする気孔分布が均一
な多孔質組織を得ることが不可能となる。
主成分とする60〜90重量部、水溶性抄紙バインダー10〜
40重量部および水不溶性で且つ熱揮散性のバインダー１
〜10重量部に設定する。有機物質に対するバインダー成
分の配合量の前記の範囲を下廻る場合には抄紙成形性が
悪くなり、他方、前記範囲を越えるバインダー成分の配
合では多孔質組織の形成が困難となる。とくに第三成分
として添加する水不溶性で熱揮散性のバインダーの配合
量は重要で、これが１重量部未満であると湿潤状態にお
ける適度なシート強度を確保することができなくなって
シートの破断が起き易くなり、また10重量部を越えると
気孔率、気孔径等が低下して目的とする気孔分布が均一
な多孔質組織を得ることが不可能となる。
【００１４】上記の三成分系原料物質は混合して水に均
一分散させ、連続抄紙装置を用いて連続的に抄紙してシ
ートに成形し、乾燥ロールに巻き取る。
一分散させ、連続抄紙装置を用いて連続的に抄紙してシ
ートに成形し、乾燥ロールに巻き取る。
【００１５】乾燥シートは、ついで案内ロールを介して
残炭率40％以上の熱硬化性樹脂溶液中に連続的に浸漬す
る機構の処理装置にセットし、浸漬処理をおこなう。熱
硬化性樹脂の残炭率とは、樹脂を非酸化性雰囲気下で80
0 ℃の温度に焼成したときに残留する炭素分の重量を指
し、この残炭率が40％を下廻るときには、得られる多孔
質ガラス状カーボン材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。40重量％以上の残炭率を有す
る熱硬化性樹脂の例としては、フェノール系樹脂、フラ
ン系樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられ、いずれも焼
成炭化後にガラス状カーボンに転化する。これら熱硬化
性樹脂の溶液化に用いる有機溶媒は樹脂の種類によって
選定されるが、通常、メタノール、エタノール、アセト
ン、メチルエチルケトンのような低粘度で浸透性が高
く、容易に熱揮散する性質の有機溶媒が選定される。溶
液に樹脂濃度は、５重量％未満であると強度特性が減退
し、40重量％を越すと粘度が増大して含浸性を損ねるう
え、気孔の閉塞を生じて気孔率および気孔径の調整が困
難となる。したがって、５〜４０重量％の範囲の樹脂濃
度に設定することが好適である。
残炭率40％以上の熱硬化性樹脂溶液中に連続的に浸漬す
る機構の処理装置にセットし、浸漬処理をおこなう。熱
硬化性樹脂の残炭率とは、樹脂を非酸化性雰囲気下で80
0 ℃の温度に焼成したときに残留する炭素分の重量を指
し、この残炭率が40％を下廻るときには、得られる多孔
質ガラス状カーボン材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。40重量％以上の残炭率を有す
る熱硬化性樹脂の例としては、フェノール系樹脂、フラ
ン系樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられ、いずれも焼
成炭化後にガラス状カーボンに転化する。これら熱硬化
性樹脂の溶液化に用いる有機溶媒は樹脂の種類によって
選定されるが、通常、メタノール、エタノール、アセト
ン、メチルエチルケトンのような低粘度で浸透性が高
く、容易に熱揮散する性質の有機溶媒が選定される。溶
液に樹脂濃度は、５重量％未満であると強度特性が減退
し、40重量％を越すと粘度が増大して含浸性を損ねるう
え、気孔の閉塞を生じて気孔率および気孔径の調整が困
難となる。したがって、５〜４０重量％の範囲の樹脂濃
度に設定することが好適である。
【００１６】浸漬処理したシートは、引き続き所定間隙
の２本ロール間を通過させてロール絞り処理を施し、余
剰な樹脂溶液を除去するとともに含浸組織を均質化す
る。
の２本ロール間を通過させてロール絞り処理を施し、余
剰な樹脂溶液を除去するとともに含浸組織を均質化す
る。
【００１７】処理後のシートは、50〜150 ℃の温度に保
持された乾燥器を通して水分等の未反応物や反応生成物
を有機溶媒成分とともに揮散除去し、同時にシートに担
持された樹脂成分を半硬化する。次に、半硬化シートを
所要枚数に積層して全面を均一に加熱しながら、シート
厚さが圧縮前に比べて70〜20％の範囲まで薄くなるよう
な条件で圧縮し積層成形する。該圧縮比率が70％を上廻
る程度の低圧縮率では実用的な強度性能が得られ難く、
20％を下廻るような高圧縮率になると組織が緻密化して
気孔率の大幅低下を招く。また、均質加熱にはヒーター
を内蔵した平面加熱盤を用い、圧縮手段には油圧プレス
または空圧プレスを用いることが工業的である。成形時
の温度は樹脂の性状によって若干の差異はあるが、概ね
80〜200 ℃の範囲で円滑に成形され、同時に樹脂が完全
硬化する。
持された乾燥器を通して水分等の未反応物や反応生成物
を有機溶媒成分とともに揮散除去し、同時にシートに担
持された樹脂成分を半硬化する。次に、半硬化シートを
所要枚数に積層して全面を均一に加熱しながら、シート
厚さが圧縮前に比べて70〜20％の範囲まで薄くなるよう
な条件で圧縮し積層成形する。該圧縮比率が70％を上廻
る程度の低圧縮率では実用的な強度性能が得られ難く、
20％を下廻るような高圧縮率になると組織が緻密化して
気孔率の大幅低下を招く。また、均質加熱にはヒーター
を内蔵した平面加熱盤を用い、圧縮手段には油圧プレス
または空圧プレスを用いることが工業的である。成形時
の温度は樹脂の性状によって若干の差異はあるが、概ね
80〜200 ℃の範囲で円滑に成形され、同時に樹脂が完全
硬化する。
【００１８】このようにして積層成形された成形体は、
非酸化性雰囲気中で800 ℃以上の温度により焼成し、熱
揮散性の成分を揮散させるとともに熱硬化性樹脂成分を
炭化してガラス状カーボン材に転化させる。この炭化工
程は、成形体を平滑表面を有する黒鉛板で挟み込んだ形
態でおこなうと反り等の変形を防止する効果がある。
非酸化性雰囲気中で800 ℃以上の温度により焼成し、熱
揮散性の成分を揮散させるとともに熱硬化性樹脂成分を
炭化してガラス状カーボン材に転化させる。この炭化工
程は、成形体を平滑表面を有する黒鉛板で挟み込んだ形
態でおこなうと反り等の変形を防止する効果がある。
【００１９】
【作用】本発明によれば、原料物質の第三成分である水
不溶性で熱揮散性のバインダーが、抄紙段階においては
主原料相互の接着力を高めて連続抄紙工程のロールテン
ションに耐えるシート強度を付与し、焼成段階では熱分
解を起こして完全に揮散し、良好な多孔質組織を確保す
るために機能する。また、抄紙シートに熱硬化性樹脂溶
液を連続的に浸漬した後の工程として施されるロール絞
り処理は、余剰樹脂を除去してシート組織内に樹脂を均
一に担持させる機能を営む。
不溶性で熱揮散性のバインダーが、抄紙段階においては
主原料相互の接着力を高めて連続抄紙工程のロールテン
ションに耐えるシート強度を付与し、焼成段階では熱分
解を起こして完全に揮散し、良好な多孔質組織を確保す
るために機能する。また、抄紙シートに熱硬化性樹脂溶
液を連続的に浸漬した後の工程として施されるロール絞
り処理は、余剰樹脂を除去してシート組織内に樹脂を均
一に担持させる機能を営む。
【００２０】これらの機能が、α−セルロースを主成分
とする有機物質による均質な気孔と骨格の形成、熱硬化
性樹脂の炭化によるガラス状カーボン組織の形成化とい
う本来的な作用と相俟って、均一微細な通気性気孔性状
を備えながら材質強度に優れる多孔質ガラス状カーボン
材の連続生産を可能にする。
とする有機物質による均質な気孔と骨格の形成、熱硬化
性樹脂の炭化によるガラス状カーボン組織の形成化とい
う本来的な作用と相俟って、均一微細な通気性気孔性状
を備えながら材質強度に優れる多孔質ガラス状カーボン
材の連続生産を可能にする。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例と比較例について説明
する。
する。
【００２２】実施例１ α−セルロース分90％以上、太さ５デニール、長さ25mm
のレーヨンパルプ〔大和紡績（株）製〕80重量部、水溶
性抄紙バインダーとして晒し針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）
20重量部および水不溶性で熱揮散性のバインダーとして
ビニロンバインダー〔（株）クラレ製、VPB105〕１重量
部を混合し、水中で撹拌混合して均質に分散させたのち
連続抄紙装置を用いて平均気孔径 110μm 、厚さ0.23m
m、幅1300mmの連続シートを成形した。乾燥前の湿潤シ
ートの強度は45kgf/cm2 で、連続抄紙は円滑に進行しシ
ートの破断現象は生じなかった。
のレーヨンパルプ〔大和紡績（株）製〕80重量部、水溶
性抄紙バインダーとして晒し針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）
20重量部および水不溶性で熱揮散性のバインダーとして
ビニロンバインダー〔（株）クラレ製、VPB105〕１重量
部を混合し、水中で撹拌混合して均質に分散させたのち
連続抄紙装置を用いて平均気孔径 110μm 、厚さ0.23m
m、幅1300mmの連続シートを成形した。乾燥前の湿潤シ
ートの強度は45kgf/cm2 で、連続抄紙は円滑に進行しシ
ートの破断現象は生じなかった。
【００２３】乾燥シートを連続樹脂浸漬装置にセット
し、案内ロールを介して残炭率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PR940 〕の
20重量％アセトン溶液を満たした槽に連続的に通過させ
て浸漬処理し、引き続き 0.2mmの間隙に調整された２本
ロール間を通してロール絞り処理を施した。
し、案内ロールを介して残炭率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PR940 〕の
20重量％アセトン溶液を満たした槽に連続的に通過させ
て浸漬処理し、引き続き 0.2mmの間隙に調整された２本
ロール間を通してロール絞り処理を施した。
【００２４】ついで、シートを100 ℃に保持された乾燥
器を通過させて半硬化したのち１辺1300mmの正方形に裁
断し、これを14枚積層して120 ℃に調整された均熱平面
盤の上に置いた状態で上部から平面盤で圧縮率65％にな
るまで圧縮成形して樹脂を完全に硬化させた。
器を通過させて半硬化したのち１辺1300mmの正方形に裁
断し、これを14枚積層して120 ℃に調整された均熱平面
盤の上に置いた状態で上部から平面盤で圧縮率65％にな
るまで圧縮成形して樹脂を完全に硬化させた。
【００２５】得られた成形体を平滑表面をもつ黒鉛板に
挟み付けて電気焼成炉に移し、周囲をコークスパッキン
グ材で被包してから1000℃の温度で焼成炭化処理をし
た。
挟み付けて電気焼成炉に移し、周囲をコークスパッキン
グ材で被包してから1000℃の温度で焼成炭化処理をし
た。
【００２６】このようにして製造した多孔質ガラス状カ
ーボン材について各種の特性を測定したところ、嵩密度
0.49g/cc、気孔率（水銀圧入法、以下同様）67％、平均
気孔径（水銀圧入法、以下同様）55μm 、曲げ強度270k
gf/cm2と良好な気孔性状ならびに材質強度を示し、走査
型電子顕微鏡による観察で均質な多孔質組織であること
が確認された。また、本例による10回試作時の製品収率
は100 ％であった。
ーボン材について各種の特性を測定したところ、嵩密度
0.49g/cc、気孔率（水銀圧入法、以下同様）67％、平均
気孔径（水銀圧入法、以下同様）55μm 、曲げ強度270k
gf/cm2と良好な気孔性状ならびに材質強度を示し、走査
型電子顕微鏡による観察で均質な多孔質組織であること
が確認された。また、本例による10回試作時の製品収率
は100 ％であった。
【００２７】実施例２ ビニロンバインダーの配合量を３重量部に変えたほか
は、全て実施例１と同一のプロセス条件により多孔質ガ
ラス状カーボン材を製造した。この場合の湿潤シートの
強度は49kgf/cm2 で、連続抄紙工程でシート破断は認め
られなかった。
は、全て実施例１と同一のプロセス条件により多孔質ガ
ラス状カーボン材を製造した。この場合の湿潤シートの
強度は49kgf/cm2 で、連続抄紙工程でシート破断は認め
られなかった。
【００２８】得られた材料の特性は、嵩密度0.48g/cc、
気孔率65％、平均気孔径54μm 、曲げ強度250kgf/cm2と
気孔組織、材質強度ともに良好で、実施例１と同一の顕
微鏡観察結果が得られた。また、10回試作時の製品収率
は100 ％であった。
気孔率65％、平均気孔径54μm 、曲げ強度250kgf/cm2と
気孔組織、材質強度ともに良好で、実施例１と同一の顕
微鏡観察結果が得られた。また、10回試作時の製品収率
は100 ％であった。
【００２９】実施例３ ビニロンバインダーの配合量を10重量部に変えたほか
は、全て実施例１と同一のプロセス条件により多孔質ガ
ラス状カーボン材を製造した。この場合の湿潤シートの
強度は53kgf/cm2 と高く、連続抄紙工程でのトラブルは
全くなかった。
は、全て実施例１と同一のプロセス条件により多孔質ガ
ラス状カーボン材を製造した。この場合の湿潤シートの
強度は53kgf/cm2 と高く、連続抄紙工程でのトラブルは
全くなかった。
【００３０】得られた材料の特性は、嵩密度0.49/cc、
気孔率68％、平均気孔径56μm 、曲げ強度260kgf/cm2と
気孔組織、材質強度ともに良好で、実施例１と同様に均
質多孔組織であることが顕微鏡観察で確認された。ま
た、10回試作時の製品収率は100 ％であった。
気孔率68％、平均気孔径56μm 、曲げ強度260kgf/cm2と
気孔組織、材質強度ともに良好で、実施例１と同様に均
質多孔組織であることが顕微鏡観察で確認された。ま
た、10回試作時の製品収率は100 ％であった。
【００３１】比較例１ 水不溶性で且つ熱揮散性のバインダーとしてのビニロン
バインダーを配合せずに実施例１と同一プロセスで連続
抄紙をおこなったところ、シートの破断が多発して製造
不能となった。この場合における湿潤シートの強度を測
定したところ、21kgf/cm2 と低いものであった。
バインダーを配合せずに実施例１と同一プロセスで連続
抄紙をおこなったところ、シートの破断が多発して製造
不能となった。この場合における湿潤シートの強度を測
定したところ、21kgf/cm2 と低いものであった。
【００３２】比較例２ ビニロンバインダーの配合量を 0.5重量部としたほか
は、実施例１と同一条件で連続抄紙をおこなったとこ
ろ、シートの破断が生じて製造が困難となった。この場
合における湿潤シートの強度を測定したところ、27kgf/
cm2 であった。
は、実施例１と同一条件で連続抄紙をおこなったとこ
ろ、シートの破断が生じて製造が困難となった。この場
合における湿潤シートの強度を測定したところ、27kgf/
cm2 であった。
【００３３】比較例３ ビニロンバインダーの配合量を13重量部とし、ロール絞
り処理を適用しないほかは全て実施例１と同一のプロセ
スと条件により多孔質ガラス状カーボン材を製造した。
この場合の湿潤シートの強度は57kgf/cm2 と高いもの
で、連続抄紙生工程は円滑に進行した。
り処理を適用しないほかは全て実施例１と同一のプロセ
スと条件により多孔質ガラス状カーボン材を製造した。
この場合の湿潤シートの強度は57kgf/cm2 と高いもの
で、連続抄紙生工程は円滑に進行した。
【００３４】得られた材料の特性を測定した結果、嵩密
度0.51g/cc、気孔率55％、平均気孔径45μm 、曲げ強度
230kgf/cm2と実施例に比べて気孔率および材質強度が低
下し、走査型電子顕微鏡による組織観察では気孔の目詰
まりが多く発生していて組織が不均質であることが確認
された。
度0.51g/cc、気孔率55％、平均気孔径45μm 、曲げ強度
230kgf/cm2と実施例に比べて気孔率および材質強度が低
下し、走査型電子顕微鏡による組織観察では気孔の目詰
まりが多く発生していて組織が不均質であることが確認
された。
【００３５】比較例４ ビニロンバインダーの配合量を３重量部とし、ロール絞
り処理を適用しないほかは全て実施例１と同一のプロセ
スと条件を用いて多孔質ガラス状カーボン材を製造し
た。この場合の湿潤シートの強度は46kgf/cm2 で、連続
抄紙工程にトラブルはなかった。
り処理を適用しないほかは全て実施例１と同一のプロセ
スと条件を用いて多孔質ガラス状カーボン材を製造し
た。この場合の湿潤シートの強度は46kgf/cm2 で、連続
抄紙工程にトラブルはなかった。
【００３６】得られた材料は、嵩密度0.49g/cc、気孔率
67％、平均気孔径53μm 、曲げ強度270kgf/cm2と特性的
には実施例と同等の測定結果を示したが、走査型電子顕
微鏡による組織観察では気孔の目詰まりが多く、局部的
に気孔率が40％程度を示すところがあって明らかな組織
の不均質性が認められた。
67％、平均気孔径53μm 、曲げ強度270kgf/cm2と特性的
には実施例と同等の測定結果を示したが、走査型電子顕
微鏡による組織観察では気孔の目詰まりが多く、局部的
に気孔率が40％程度を示すところがあって明らかな組織
の不均質性が認められた。
【００３７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば良好な気
孔性状と優れた材質強度を兼備する高品質の多孔質ガラ
ス状カーボン材を連続的な抄紙および浸漬工程を介して
トラブルなく製造することができる。
孔性状と優れた材質強度を兼備する高品質の多孔質ガラ
ス状カーボン材を連続的な抄紙および浸漬工程を介して
トラブルなく製造することができる。
【００３８】したがって、量産硬化による製造原価の低
減化が図れるため、耐熱耐食性のほかに低コスト化が要
求される燃料電池、二次電池用の部材を製造するために
極めて有効となる。
減化が図れるため、耐熱耐食性のほかに低コスト化が要
求される燃料電池、二次電池用の部材を製造するために
極めて有効となる。
Claims (1)
- 【請求項１】α−セルロースを主成分とする有機物質60
〜90重量部、水溶性抄紙バインダー10〜40重量部および
水不溶性で且つ熱揮散性のバインダー１〜10重量部から
なる原料組成の分散水を連続抄紙してシートに成形し、
該シートを残炭率40％以上の熱硬化性樹脂溶液に連続的
に浸漬したのちロール絞り処理を施し、処理後のシート
を半硬化して積層成形し、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
多孔質ガラス状カーボン材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2405365A JP2607397B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 多孔質ガラス状カーボン材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2405365A JP2607397B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 多孔質ガラス状カーボン材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209773A JPH04209773A (ja) | 1992-07-31 |
| JP2607397B2 true JP2607397B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=18514969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2405365A Expired - Fee Related JP2607397B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 多孔質ガラス状カーボン材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2607397B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3514903B2 (ja) * | 1995-08-03 | 2004-04-05 | 帝人テクノプロダクツ株式会社 | フッソ樹脂系シート、シート積層複合体、その製造方法およびその用途 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5318603B2 (ja) * | 1973-07-10 | 1978-06-16 | ||
| JPS6270215A (ja) * | 1985-09-21 | 1987-03-31 | Showa Denko Kk | 炭素成型体の製造方法 |
| JPH0633196B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1994-05-02 | 東海カーボン株式会社 | 多孔質炭素材の製造方法 |
-
1990
- 1990-12-06 JP JP2405365A patent/JP2607397B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04209773A (ja) | 1992-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2347432C (en) | Porous carbon electrode substrate and its production method and carbon fiber paper | |
| US4064207A (en) | Fibrillar carbon fuel cell electrode substrates and method of manufacture | |
| US4434206A (en) | Shaped articles of porous carbon fibers | |
| DE2724131C2 (de) | Plattenförmiger Kohlenstoffkörper und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| JPS60122711A (ja) | 多孔質炭素板の製造方法 | |
| JP3356534B2 (ja) | 電解質保持板及びその製造方法 | |
| JP2004259711A (ja) | 炭素繊維紙および燃料電池用多孔質炭素電極基材 | |
| JP2607397B2 (ja) | 多孔質ガラス状カーボン材の製造方法 | |
| JP3739819B2 (ja) | 多孔質カーボン材の製造方法 | |
| JPH0559867B2 (ja) | ||
| JP3166983B2 (ja) | 管状多孔質ガラス状カーボン体の製造方法 | |
| JP3131911B2 (ja) | 肉厚ポーラスカーボン材の製造方法 | |
| JPH05194056A (ja) | 耐圧縮性の高い多孔質炭素板の製造方法 | |
| JPH03183672A (ja) | ポーラスカーボン材の製造方法 | |
| JPH034508B2 (ja) | ||
| JP4080095B2 (ja) | 肉厚多孔質炭素材の製造方法 | |
| JPH0825817B2 (ja) | ガラス状カーボン材の製造方法 | |
| CA2485232C (en) | Porous carbon electrode substrate | |
| JPH07220732A (ja) | リン酸型燃料電池用多孔質炭素板の製造方法 | |
| JP3183681B2 (ja) | 高伝導性ポーラスカーボン材の製造方法 | |
| JPH0848577A (ja) | 不浸透炭素質成形体の製造方法 | |
| JPH05155672A (ja) | 多孔質炭素板及びその製造方法 | |
| JPH0524950A (ja) | 多孔質炭素板の製造方法 | |
| JPH0517258A (ja) | 多孔質炭素板の製造方法 | |
| JPH08283084A (ja) | 多孔質炭素板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080213 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090213 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100213 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |