DE10057867C1 - Verfahren zum Graphitieren eines carbonisierten Flächengebildes und Verwendung der nach diesen Verfahren hergestellten carbonisierten Verfahren - Google Patents

Verfahren zum Graphitieren eines carbonisierten Flächengebildes und Verwendung der nach diesen Verfahren hergestellten carbonisierten Verfahren

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Graphitieren eines carbonisierten Flächengebildes, bei dem das carbonisierte Flächengebilde unter Zutritt von Luft mittels eines Laserstrahls zeilen- oder spaltenförmig auf Temperaturen zwischen 1200 DEG C und 3200 DEG C erwärmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Graphitieren eines carbonisierten Flächengebildes.
Aus den Dokumenten JP 2139464, JP 06123050 und JP 11158737 sind Verfahren zur Herstellung von Karbonfaser-Vliesen bekannt, bei denen ein Vlies aus organischen, flammenresistenten Fasern wie preoxidierten Polyacrylnitrilfasern oder Pechfasern durch Erhitzen in einer Inert- Gasatmosphäre auf Temperaturen ≧ 1.100°C in ein leitfähiges, graphitiertes Vlies umgewandelt werden.
Weiterhin ist aus dem Dokument US 3,699,210 ein Verfahren zur Graphitierung von Fasern oder Vliesen bekannt, bei dem Prekursorfasern, die aus Polyacrylnitrilpolymeren oder aromatischen Polyamiden bestehen in einer Sauerstoff enthaltenen Atmosphäre auf 180°C bis 550°C erhitzt und anschließend mittels eines CO2-Laserstrahls erst auf 700°C bis 1.200°C und danach auf 1.200°C bis 3.600°C erhitzt und zu graphitierten Fasern umgewandelt werden. Da zu graphitierende Garn oder Vlies muss dazu in eine Inert-Gasatmosphäre eingebracht werden. Solche Maßnahmen verteuern und verlangsamen den Produktionsprozess.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von graphitierten Flächengebilden anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das carbonisierte Flächengebilde unter Zutritt von Luft mittels eines Laserstrahls zeilen- oder spaltenförmig auf Temperaturen zwischen 1.200°C und 3.200°C erwärmt wird.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Erwärmung mittels eines Laserstrahls und unter Anwesenheit von Luft erfolgen kann, ohne dass eine Zerstörung des Flächengebildes, das heißt ein Verbrennen der Fasern, erfolgt. Dadurch wird das Verfahren sehr stark vereinfacht, denn es sind keine Vorrichtungen zur Zuführung von Schutzgas mehr notwendig, und das Verfahren kann dadurch in einfacher Weise kontinuierlich durchgeführt werden, wobei ein elektrisch-leitfähiges Produkt erhalten wird.
Vorzugsweise beträgt die Prozessleistung des Laserstrahls mindestens 5,0 kWsg-1.
Die eingesetzte Prozessleistung gewährleistet eine Umwandlung der Ausgangsfasern in graphitierte Fasern ohne diese zu verbrennen.
Vorzugsweise wird die Erwärmung mit Hilfe eines CO2-Lasers bewirkt. Der CO2- Laser gestattet eine sehr schnelle und kontinuierliche Energiezufuhr. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Graphitierung in der Weise, dass nur Leiterbahnen ähnliche Strukturen graphitiert werden. Dadurch werden auf an dem sich elektrisch nicht leitenden Ausgangsvliesstoff elektrisch leitfähige Strukturen zugänglich, die neue Anwendungsgebiete eröffnen.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen graphitierten Vliesstoff, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und als Gasverteilerschicht in Brennstoffzellen eingesetzt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen graphitierten Vliesstoff, der als Basismaterial für Elektroden in Superkondensatoren eingesetzt wird.
Das erfindungsgemäße graphitierte Flächengebilde weist eine ausreichende mechanische Festigkeit auf, so dass ein Handling des graphitierten Flächengebildes gewährleistet ist. Im Vergleich zu den im konventionellen Verfahren hergestellten graphitierten Flächengebilden ist die Steifigkeit des erfindungsgemäßen graphitierten Flächengebildes deutlich erhöht, ohne dass das Material brüchig wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen graphitierten Vliesstoff, der als leitfähiger Futterstoff zur elektrischen Verbindung in einem Kleidungsstück eingelassener elektronischer Geräte, als Antenne für elektronische Geräte und/oder als Heizleiter in Kleidungsstücken verwendet wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Carbonisierte Flächengebilde bestehend aus einem preoxidierten Polyacrylnitril-Faservlies mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 wurden mit einem CO2-Laser mit einer kontinuierlichen Leistung von ca. 1000 W bei einem Vorschub in Maschinenrichtung von 6 mm und einem Durchmesser des Laserstrahls von 14 mm graphitiert. Abb. 1 zeigt die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der eingesetzten Laser-Prozess Energie.

Claims (7)

1. Verfahren zum Graphitieren eines carbonisierten Flächengebildes, dadurch gekennzeichnet, dass das carbonisierte Flächengebilde unter Zutritt von Luft mittels eines Laserstrahls zeilen- oder spaltenförmig auf Temperaturen zwischen 1.200°C und 3.200°C erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessleistung mindestens 5,0 kWsg-1 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mit Hilfe eines CO2-Lasers bewirkt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur Leiterbahnen ähnliche Strukturen graphitiert werden.
5. Verwendung von Carbonisiertem Vliesstoff hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 als Gasverteilerschicht in Brennstoffzellen.
6. Verwendung von Carbonisiertem Vliesstoff hergestellt nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 als Basismaterial für Elektroden in Superkondensatoren.
7. Verwendung von Carbonisiertem Vliesstoff hergestellt nach Anspruch 4 als leitfähiger Futterstoff zur elektrischen Verbindung in einem Kleidungsstück eingelassener elektronischer Geräte, als Antenne für elektronische Geräte und/oder Heizleiter in Kleidungsstücken.
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JP2002545229A JP2004514799A (ja) 2000-11-21 2001-07-21 炭素化された面状形成物を黒鉛化する方法
PCT/EP2001/008451 WO2002042533A1 (de) 2000-11-21 2001-07-21 Verfahren zum graphitieren eines carbonisierten flächengebildes
EP01956550A EP1346091A1 (de) 2000-11-21 2001-07-21 Verfahren zum graphitieren eines carbonisierten flächengebildes
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3246436A1 (de) 2016-05-19 2017-11-22 DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. Verfahren zur herstellung hochporöser kohlenstofffasern durch schnelle karbonisierung von kohlenstoffvorläuferfasern
WO2018011524A1 (fr) * 2016-07-13 2018-01-18 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de preparation d'un materiau carbone massif localement graphite

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090282908A1 (en) * 2008-05-09 2009-11-19 Thermogear, Inc. Electrifiable fabric
AU2010331411B2 (en) * 2009-12-17 2015-06-18 Toray Industries, Inc. Layered carbon-fiber product, preform, and processes for producing these
CN109306552A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 北京化工大学 高强高模碳纤维及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699210A (en) * 1968-09-06 1972-10-17 Monsanto Res Corp Method of graphitizing fibers
JPH02139464A (ja) * 1988-11-17 1990-05-29 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維フエルトの製造方法
JPH06123050A (ja) * 1992-02-19 1994-05-06 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維フェルトおよびその製造方法
JPH11158737A (ja) * 1997-11-25 1999-06-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維フェルトの製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3627988A (en) * 1969-04-01 1971-12-14 Electrotex Dev Ltd Electrical heating elements
US4370141A (en) * 1981-05-18 1983-01-25 Celanese Corporation Process for the thermal stabilization of acrylic fibers
US4691091A (en) * 1985-12-31 1987-09-01 At&T Technologies Direct writing of conductive patterns
US5649982A (en) * 1987-05-21 1997-07-22 Yardney Technical Products, Inc. Process for manufacturing super capacitor
US4841099A (en) * 1988-05-02 1989-06-20 Xerox Corporation Electrically insulating polymer matrix with conductive path formed in situ
US5976726A (en) * 1997-05-01 1999-11-02 Ballard Power Systems Inc. Electrochemical cell with fluid distribution layer having integral sealing capability
US6403935B2 (en) * 1999-05-11 2002-06-11 Thermosoft International Corporation Soft heating element and method of its electrical termination

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3699210A (en) * 1968-09-06 1972-10-17 Monsanto Res Corp Method of graphitizing fibers
JPH02139464A (ja) * 1988-11-17 1990-05-29 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維フエルトの製造方法
JPH06123050A (ja) * 1992-02-19 1994-05-06 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維フェルトおよびその製造方法
JPH11158737A (ja) * 1997-11-25 1999-06-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維フェルトの製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3246436A1 (de) 2016-05-19 2017-11-22 DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. Verfahren zur herstellung hochporöser kohlenstofffasern durch schnelle karbonisierung von kohlenstoffvorläuferfasern
WO2018011524A1 (fr) * 2016-07-13 2018-01-18 Centre National De La Recherche Scientifique Procede de preparation d'un materiau carbone massif localement graphite
FR3053964A1 (fr) * 2016-07-13 2018-01-19 Centre Nat Rech Scient Procede de preparation d'un materiau carbone massif localement graphite

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