JP2000084958A - ポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製法 - Google Patents
ポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特別な切削加工を必要とせず、支持板として
使用可能なカ−ボンシ−トを与えることができるポリイ
ミドシ−ト、それを用いたカ−ボンシ−トその製法を提
供する。 【解決手段】 可溶性ポリイミドの有機溶媒溶液と耐熱
性ポリイミド粉末とのスラリ−状混合物を金型中で加熱
乾燥して得られるポリイミドシ−ト、そのポリイミドシ
−トを使用して得られるカ−ボンシ−ト、およびポリイ
ミドシ−トを不活性雰囲気下に焼成して炭化するカ−ボ
ンシ−トの製法に関する。
使用可能なカ−ボンシ−トを与えることができるポリイ
ミドシ−ト、それを用いたカ−ボンシ−トその製法を提
供する。 【解決手段】 可溶性ポリイミドの有機溶媒溶液と耐熱
性ポリイミド粉末とのスラリ−状混合物を金型中で加熱
乾燥して得られるポリイミドシ−ト、そのポリイミドシ
−トを使用して得られるカ−ボンシ−ト、およびポリイ
ミドシ−トを不活性雰囲気下に焼成して炭化するカ−ボ
ンシ−トの製法に関する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、表面平滑なポリ
イミドシ−ト、該ポリイミドシ−トを用いて得られる表
面平滑なカ−ボンシ−トおよびその製法に関するもので
ある。さらに詳しくは、この発明は、可溶性ポリイミド
の有機溶媒溶液と耐熱性ポリイミド粉末との混合物を金
型に流し込んで加熱乾燥して有機溶媒を除去してなる表
面平滑なポリイミドシ−ト、該ポリイミドシ−トを焼成
し、炭化してなる表面平滑なカ−ボンシ−トおよびその
製法に関するものである。
イミドシ−ト、該ポリイミドシ−トを用いて得られる表
面平滑なカ−ボンシ−トおよびその製法に関するもので
ある。さらに詳しくは、この発明は、可溶性ポリイミド
の有機溶媒溶液と耐熱性ポリイミド粉末との混合物を金
型に流し込んで加熱乾燥して有機溶媒を除去してなる表
面平滑なポリイミドシ−ト、該ポリイミドシ−トを焼成
し、炭化してなる表面平滑なカ−ボンシ−トおよびその
製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、燃料電池用セパレ−タ−として、
熱硬化性樹脂製の板を不活性雰囲気下に焼成したカ−ボ
ン部材が使用されている。この燃料電池に使用されるカ
−ボン製セパレ−タは、厚板を切削加工して使用されて
いるため、特別な切削加工を必要としないカ−ボンシ−
トが求められている。
熱硬化性樹脂製の板を不活性雰囲気下に焼成したカ−ボ
ン部材が使用されている。この燃料電池に使用されるカ
−ボン製セパレ−タは、厚板を切削加工して使用されて
いるため、特別な切削加工を必要としないカ−ボンシ−
トが求められている。
【０００３】一方、ポリイミドシ−ト、その焼成品であ
るカ−ボンシ−トとしては、ポリイミド粉末を高温高圧
で圧縮成形して得られるポリイミド成形体およびその焼
成品が知られており、例えば、Ｃａｒｂｏｎ、１９７
５．Ｖｏｌ．１３．ｐｐ．１４９−１５７にデュポン社
のベスペル（厚さ２ｍｍ）を焼成して焼成品を得た例が
開示されている。また、フェノ−ル樹脂などの熱硬化性
樹脂を含む紙を焼成する電池用炭素質セパレ−タ−の製
造法が特公平６−２２１３５号公報に記載されている。
さらに、芳香族ポリイミドを不活性雰囲気で２０００℃
以上、３５００℃以下の温度で熱処理する高電導性ポリ
イミド熱処理物の製造法が特公平３−５９０８９号公報
に記載されている。しかし、これら公知のポリイミドお
よびそれから得られるカ−ボンは、製造に高温高圧を必
要とする圧縮成形品あるいは厚さが２５μｍ程度のフィ
ルム状物であり、基板として使用できるカ−ボンシ−ト
ではなかった。
るカ−ボンシ−トとしては、ポリイミド粉末を高温高圧
で圧縮成形して得られるポリイミド成形体およびその焼
成品が知られており、例えば、Ｃａｒｂｏｎ、１９７
５．Ｖｏｌ．１３．ｐｐ．１４９−１５７にデュポン社
のベスペル（厚さ２ｍｍ）を焼成して焼成品を得た例が
開示されている。また、フェノ−ル樹脂などの熱硬化性
樹脂を含む紙を焼成する電池用炭素質セパレ−タ−の製
造法が特公平６−２２１３５号公報に記載されている。
さらに、芳香族ポリイミドを不活性雰囲気で２０００℃
以上、３５００℃以下の温度で熱処理する高電導性ポリ
イミド熱処理物の製造法が特公平３−５９０８９号公報
に記載されている。しかし、これら公知のポリイミドお
よびそれから得られるカ−ボンは、製造に高温高圧を必
要とする圧縮成形品あるいは厚さが２５μｍ程度のフィ
ルム状物であり、基板として使用できるカ−ボンシ−ト
ではなかった。
【０００４】また、特開昭５７−１６３９０９公報およ
び特開昭６０−２０９４４号公報には、芳香族ポリイミ
ドあるいは芳香族ポリアミドを不活性雰囲気中で熱処理
して電導体が得られることが記載されている。しかし、
これらの公報にもポリイミドシ−トについて記載されて
いない。
び特開昭６０−２０９４４号公報には、芳香族ポリイミ
ドあるいは芳香族ポリアミドを不活性雰囲気中で熱処理
して電導体が得られることが記載されている。しかし、
これらの公報にもポリイミドシ−トについて記載されて
いない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、厚さが
０．５ｍｍ程度以上で表面に特別な切削加工を施すこと
なく簡単な平滑処理程度で使用可能なカ−ボンシ−トを
与えるポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製
法を提供することである。
０．５ｍｍ程度以上で表面に特別な切削加工を施すこと
なく簡単な平滑処理程度で使用可能なカ−ボンシ−トを
与えるポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製
法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、可溶性ポリ
イミドの有機溶媒溶液に耐熱性ポリイミド粉末を混合さ
せたスラリ−状のポリイミド混合物を金型に流し込んだ
後、加熱乾燥して有機溶媒を除去してなる表面平滑なポ
リイミドシ−トに関する。また、この発明は、前記のポ
リイミドシ−トを焼成し、炭化してなる表面平滑なカ−
ボンシ−ト、および前記のポリイミドシ−トを不活性雰
囲気下に焼成して炭化する表面平滑なカ−ボンシ−トの
製法に関する。
イミドの有機溶媒溶液に耐熱性ポリイミド粉末を混合さ
せたスラリ−状のポリイミド混合物を金型に流し込んだ
後、加熱乾燥して有機溶媒を除去してなる表面平滑なポ
リイミドシ−トに関する。また、この発明は、前記のポ
リイミドシ−トを焼成し、炭化してなる表面平滑なカ−
ボンシ−ト、および前記のポリイミドシ−トを不活性雰
囲気下に焼成して炭化する表面平滑なカ−ボンシ−トの
製法に関する。
【０００７】この発明のポリイミドシ−トは、好適に
は、有機溶媒中で可溶性ポリイミドを与える芳香族テト
ラカルボン酸、その酸の二無水物またはその酸のエステ
ルと芳香族ジアミンとを重合およびイミド化し、必要で
あれば有機溶媒を蒸発除去し、得られた固形分濃度が２
５−６０重量％程度の可溶性ポリイミドの有機溶媒溶液
１００重量部に対し、１０−１００重量部の割合で耐熱
性ポリイミド粉末を混合させたスラリ−状のポリイミド
混合物を好適には深さ１．２−１０ｍｍ程度の金型に流
し込んで、場合によりその表面をバ−コ−タ−などで平
滑に処理した後、５０−３５０℃で１−２０時間程度、
特に５０−１００℃で１分−１０時間、１００−１５０
℃で１分−２０時間の工程を含む多段加熱で徐々に加熱
乾燥することによって好適には厚みが１−５ｍｍ程度の
表面平滑なシ−トとして得ることができる。前記のスラ
リ−状のポリイミド混合物としては、耐熱性ポリイミド
粉末を分散させた有機溶媒中で可溶性ポリイミドを与え
るテトラカルボン酸成分とジアミン成分とを重合・イミ
ド化させることによっても得ることができる。
は、有機溶媒中で可溶性ポリイミドを与える芳香族テト
ラカルボン酸、その酸の二無水物またはその酸のエステ
ルと芳香族ジアミンとを重合およびイミド化し、必要で
あれば有機溶媒を蒸発除去し、得られた固形分濃度が２
５−６０重量％程度の可溶性ポリイミドの有機溶媒溶液
１００重量部に対し、１０−１００重量部の割合で耐熱
性ポリイミド粉末を混合させたスラリ−状のポリイミド
混合物を好適には深さ１．２−１０ｍｍ程度の金型に流
し込んで、場合によりその表面をバ−コ−タ−などで平
滑に処理した後、５０−３５０℃で１−２０時間程度、
特に５０−１００℃で１分−１０時間、１００−１５０
℃で１分−２０時間の工程を含む多段加熱で徐々に加熱
乾燥することによって好適には厚みが１−５ｍｍ程度の
表面平滑なシ−トとして得ることができる。前記のスラ
リ−状のポリイミド混合物としては、耐熱性ポリイミド
粉末を分散させた有機溶媒中で可溶性ポリイミドを与え
るテトラカルボン酸成分とジアミン成分とを重合・イミ
ド化させることによっても得ることができる。
【０００８】この発明における有機溶媒可溶性のポリイ
ミド樹脂を製造するために使用することができるテトラ
カルボン酸成分としては、例えば２，３，３’，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましく、ピロ
メリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス
（３，４−カルボキシフェニル）プロパン二無水物、
２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
などの他の芳香族テトラカルボン酸二無水物単独あるい
は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
ミド樹脂を製造するために使用することができるテトラ
カルボン酸成分としては、例えば２，３，３’，４’−
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましく、ピロ
メリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス
（３，４−カルボキシフェニル）プロパン二無水物、
２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物
などの他の芳香族テトラカルボン酸二無水物単独あるい
は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【０００９】この発明における有機溶媒可溶性のポリイ
ミド樹脂を製造するために使用することができるジアミ
ン成分としては、例えば１，３−ビス（４−アミノフェ
ノキシ）ベンゼンが好ましく、４，４’−ジアミノジフ
ェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフ
ィド、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２−
ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−アミノフェノキシメチル）プロパン、１，４−ビ
ス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス
（４−アミノフェニル）ジフェニルエ−テル、４，４’
−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルスルホン、
４，４’−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルスル
フィド、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフ
ェニルメタン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキ
シ）ジフェニルエ−テル、４，４’−ビス（４−アミノ
フェノキシ）ジフェニルメタン、２，２−ビス〔４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパンなどの複
数のベンゼン環を有する柔軟な芳香族ジアミンを単独あ
るいは２種類以上を組み合わせて使用してもよく、その
一部を１，４−ジアミノブタン、１，８−ジアミノオク
タン、１，１０−ジアミノデカン、１，１２−ジアミノ
ドデカンなどの脂肪族ジアミンの１種類あるいは２種類
以上で置き換えて使用してもよい。
ミド樹脂を製造するために使用することができるジアミ
ン成分としては、例えば１，３−ビス（４−アミノフェ
ノキシ）ベンゼンが好ましく、４，４’−ジアミノジフ
ェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフ
ィド、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２−
ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，２−ビス
（４−アミノフェノキシメチル）プロパン、１，４−ビ
ス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス
（４−アミノフェニル）ジフェニルエ−テル、４，４’
−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルスルホン、
４，４’−ビス（４−アミノフェニル）ジフェニルスル
フィド、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフ
ェニルメタン、４，４’−ビス（４−アミノフェノキ
シ）ジフェニルエ−テル、４，４’−ビス（４−アミノ
フェノキシ）ジフェニルメタン、２，２−ビス〔４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパンなどの複
数のベンゼン環を有する柔軟な芳香族ジアミンを単独あ
るいは２種類以上を組み合わせて使用してもよく、その
一部を１，４−ジアミノブタン、１，８−ジアミノオク
タン、１，１０−ジアミノデカン、１，１２−ジアミノ
ドデカンなどの脂肪族ジアミンの１種類あるいは２種類
以上で置き換えて使用してもよい。
【００１０】この発明における可溶性ポリイミドは、Ｉ
Ｒ測定法によるイミド化率が８０％程度以上、特に９０
％程度以上のものが好ましく、またガラス転移温度が２
００−３５０℃程度であるものが好ましい。
Ｒ測定法によるイミド化率が８０％程度以上、特に９０
％程度以上のものが好ましく、またガラス転移温度が２
００−３５０℃程度であるものが好ましい。
【００１１】前記の有機溶媒としては、Ｎ−メチル−２
−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミ
ドなどが挙げられる。これらのアミド系溶媒の一部また
はほとんどをテトラヒドロフラン、ジエチレングリコ−
ルジメチルエ−テル、アセトンなどの含酸素溶媒でおき
かえてもよい。
−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミ
ドなどが挙げられる。これらのアミド系溶媒の一部また
はほとんどをテトラヒドロフラン、ジエチレングリコ−
ルジメチルエ−テル、アセトンなどの含酸素溶媒でおき
かえてもよい。
【００１２】この発明における耐熱性ポリイミドは、有
機溶媒に難溶性でＸ線分析によって結晶性が認められる
（Ｘ線分析で結晶化度１５％以上であるものが好まし
い）芳香族ポリイミドが好ましく、特に４００℃での動
的粘弾性が１０4 dyn/cm2 以上、特に１０4 −１０9 dy
n/cm2 であるものが好適である。前記の耐熱性ポリイミ
ドとしては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミン、４，４’
−ジアミノジフェニルエ−テルなどの芳香族ジアミンと
を有機溶媒中で重合し、得られたポリアミック酸溶液ワ
ニスを支持体に流延し、加熱乾燥したフィルムを機械的
に粉砕して得たポリイミド粉末、あるいは前記のポリア
ミック酸溶液ワニスをさらに加熱乾燥してポリイミド粉
末を析出・分離して得たポリイミド粉末が挙げられる。
これらは１種類の芳香族テトラカルボン酸成分と１種類
の芳香族ジアミンとから得られるポリイミドであっても
よく、あるいはランダムあるいはブロックポリイミド、
または異種のポリイミド粉末のブレンドであってもよ
い。
機溶媒に難溶性でＸ線分析によって結晶性が認められる
（Ｘ線分析で結晶化度１５％以上であるものが好まし
い）芳香族ポリイミドが好ましく、特に４００℃での動
的粘弾性が１０4 dyn/cm2 以上、特に１０4 −１０9 dy
n/cm2 であるものが好適である。前記の耐熱性ポリイミ
ドとしては、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テトラカ
ルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミン、４，４’
−ジアミノジフェニルエ−テルなどの芳香族ジアミンと
を有機溶媒中で重合し、得られたポリアミック酸溶液ワ
ニスを支持体に流延し、加熱乾燥したフィルムを機械的
に粉砕して得たポリイミド粉末、あるいは前記のポリア
ミック酸溶液ワニスをさらに加熱乾燥してポリイミド粉
末を析出・分離して得たポリイミド粉末が挙げられる。
これらは１種類の芳香族テトラカルボン酸成分と１種類
の芳香族ジアミンとから得られるポリイミドであっても
よく、あるいはランダムあるいはブロックポリイミド、
または異種のポリイミド粉末のブレンドであってもよ
い。
【００１３】この発明においては、特に、可溶性ポリイ
ミド：耐熱性ポリイミドの割合が重量比で５０：１００
−４００：１００となり、混合物中の固形分（ポリイミ
ド）の濃度が２５−９０重量％程度となるように、耐熱
性ポリイミド粉末を混合させることが好ましい。また、
可溶性ポリイミドと耐熱性ポリイミドとの混合時に、補
強のためにカ−ボンファイバ−チョップを充填すること
も可能である。
ミド：耐熱性ポリイミドの割合が重量比で５０：１００
−４００：１００となり、混合物中の固形分（ポリイミ
ド）の濃度が２５−９０重量％程度となるように、耐熱
性ポリイミド粉末を混合させることが好ましい。また、
可溶性ポリイミドと耐熱性ポリイミドとの混合時に、補
強のためにカ−ボンファイバ−チョップを充填すること
も可能である。
【００１４】この発明のポリイミドシ−トは、前記の有
機溶媒中可溶性ポリイミドと耐熱性ポリイミド粉末とを
含むスラリ−状のポリイミド混合物を金型に流し込ん
で、多段加熱で徐々に加熱乾燥することによって好適に
は厚みが１−５ｍｍ程度の表面平滑なシ−トとして得る
ことができる。この発明のカ−ボンシ−トは、前記のポ
リイミドシ−トのみを、あるいはポリイミドシ−トに熱
圧着性ポリイミドフィルム（またはシ−ト）（好適には
パンチングにより燃料電池などのセパレ−タ−に必要な
ガス溝を切り抜いたものであって、後の焼成による体積
収縮を考慮して３方向の収縮率に見合う設計をしたも
の）をポリイミドシ−トの片面あるいは両面に加熱圧着
した積層体を炭素板などの支持板で挟んで、窒素ガスあ
るいはアルゴンガスなどの不活性ガス中、ガラスカ−ボ
ンとなるに必要な温度条件、好適には６５０−１５００
℃の温度で１分−１０時間焼成、炭化して厚み０．５−
３ｍｍ程度の表面平滑性が良好なシ−ト状物カ−ボンと
して得ることができる。前記の熱圧着性ポリイミドフィ
ルムとしては、それ自体公知のメタ芳香族ジアミン系ま
たは１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン系
熱可塑ポリイミド系フィルムを使用することができる。
機溶媒中可溶性ポリイミドと耐熱性ポリイミド粉末とを
含むスラリ−状のポリイミド混合物を金型に流し込ん
で、多段加熱で徐々に加熱乾燥することによって好適に
は厚みが１−５ｍｍ程度の表面平滑なシ−トとして得る
ことができる。この発明のカ−ボンシ−トは、前記のポ
リイミドシ−トのみを、あるいはポリイミドシ−トに熱
圧着性ポリイミドフィルム（またはシ−ト）（好適には
パンチングにより燃料電池などのセパレ−タ−に必要な
ガス溝を切り抜いたものであって、後の焼成による体積
収縮を考慮して３方向の収縮率に見合う設計をしたも
の）をポリイミドシ−トの片面あるいは両面に加熱圧着
した積層体を炭素板などの支持板で挟んで、窒素ガスあ
るいはアルゴンガスなどの不活性ガス中、ガラスカ−ボ
ンとなるに必要な温度条件、好適には６５０−１５００
℃の温度で１分−１０時間焼成、炭化して厚み０．５−
３ｍｍ程度の表面平滑性が良好なシ−ト状物カ−ボンと
して得ることができる。前記の熱圧着性ポリイミドフィ
ルムとしては、それ自体公知のメタ芳香族ジアミン系ま
たは１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン系
熱可塑ポリイミド系フィルムを使用することができる。
【００１５】この発明のカ−ボンシ−トは、前記の各成
分組成からなる有機溶媒可溶性ポリイミドの連続相と高
粘弾性の耐熱性ポリイミド粉末とを含むポリイミドシ−
トを使用するため表面平滑であり、また焼成温度を変え
ることによって電気抵抗を幅広い範囲でコントロ−ルす
ることができ、ガラス状でありガス透過が実質的にな
い。このため、この発明の表面平滑性が良好なカ−ボン
シ−トは、特に複雑な切削加工を施すことなく、燃料電
池用カ−ボン製セパレ−タ−の部材として好適に使用す
ることができる。
分組成からなる有機溶媒可溶性ポリイミドの連続相と高
粘弾性の耐熱性ポリイミド粉末とを含むポリイミドシ−
トを使用するため表面平滑であり、また焼成温度を変え
ることによって電気抵抗を幅広い範囲でコントロ−ルす
ることができ、ガラス状でありガス透過が実質的にな
い。このため、この発明の表面平滑性が良好なカ−ボン
シ−トは、特に複雑な切削加工を施すことなく、燃料電
池用カ−ボン製セパレ−タ−の部材として好適に使用す
ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の実施例を示す。以下の記載
において、部は重量部を、％は重量％を意味する。 実施例１ 攪拌機、窒素導入管および還流装置を備えた反応容器
に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを入れ、さらに１，３
−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−
Ｒ）と２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とを１００：１００のモル
比で添加し、添加終了後１９０℃にて３時間反応を続
け、淡黄色粘稠調なポリマ−濃度４７％のポリイミド溶
液を得た。なお、この可溶性ポリイミドはＩＲ法でイミ
ド化率が９５％以上で、ガラス転移温度が約２５０℃で
良好な熱圧着性を示す。
において、部は重量部を、％は重量％を意味する。 実施例１ 攪拌機、窒素導入管および還流装置を備えた反応容器
に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを入れ、さらに１，３
−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン（ＴＰＥ−
Ｒ）と２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物（ａ−ＢＰＤＡ）とを１００：１００のモル
比で添加し、添加終了後１９０℃にて３時間反応を続
け、淡黄色粘稠調なポリマ−濃度４７％のポリイミド溶
液を得た。なお、この可溶性ポリイミドはＩＲ法でイミ
ド化率が９５％以上で、ガラス転移温度が約２５０℃で
良好な熱圧着性を示す。
【００１７】このポリイミド溶液に、３，３’，４，
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’
−ジアミノジフェニルエ−テルとをＮ，Ｎ−ジメチルア
セトアミド中で重合、イミド化して得たポリイミド粉末
（ガラス転移温度：２８５℃、Ｘ線分析による結晶化
度：約２５％、４００℃での動的粘弾性：２×１０8 ｄ
ｙｎ／ｃｍ2 ）を、可溶性ポリイミド：耐熱性ポリイミ
ド粉末が２：１となる重量割合で混合した（固形分濃
度：８２％）。得られたスラリ−状のポリイミド混合物
を深さ１．６ｍｍの金型に流し込み、次の条件で乾燥し
て、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍのポリイミドシ−
トを得た。 乾燥条件 ８０℃×３０分、１００℃×３０分、１２０℃×５時間 得られたシ−トは、機械的強度が大きくて発泡もなく、
表面の平滑なポリイミドシ−トであった。
４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’
−ジアミノジフェニルエ−テルとをＮ，Ｎ−ジメチルア
セトアミド中で重合、イミド化して得たポリイミド粉末
（ガラス転移温度：２８５℃、Ｘ線分析による結晶化
度：約２５％、４００℃での動的粘弾性：２×１０8 ｄ
ｙｎ／ｃｍ2 ）を、可溶性ポリイミド：耐熱性ポリイミ
ド粉末が２：１となる重量割合で混合した（固形分濃
度：８２％）。得られたスラリ−状のポリイミド混合物
を深さ１．６ｍｍの金型に流し込み、次の条件で乾燥し
て、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍのポリイミドシ−
トを得た。 乾燥条件 ８０℃×３０分、１００℃×３０分、１２０℃×５時間 得られたシ−トは、機械的強度が大きくて発泡もなく、
表面の平滑なポリイミドシ−トであった。
【００１８】比較例１ Ｎ−メチル−２−ピロリドンで３，３’，４，４’−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミ
ノジフェニルエ−テルとを重合して得られたポリアミッ
ク酸溶液（樹脂分２０％）にポリイミド粉末を、ポリア
ミック酸：耐熱性ポリイミド粉末が２：１となる重量割
合で加えたスラリ−状混合物を使用し、次に示す乾燥条
件で加熱乾燥した他は他は実施例１と同様に実施した。 乾燥条件 ８０℃×３０分、１００℃×３０分、１２０℃×４時間 １５０℃×３０分、２００℃×３分、２５０℃×３分 ３５０℃×３分 得られたポリイミドシ−トは、１００ｍｍ×１００ｍｍ
×１ｍｍで発泡もなく平面が平滑であったが、脆くカ−
ボンシ−トには適用不可であった。
フェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミ
ノジフェニルエ−テルとを重合して得られたポリアミッ
ク酸溶液（樹脂分２０％）にポリイミド粉末を、ポリア
ミック酸：耐熱性ポリイミド粉末が２：１となる重量割
合で加えたスラリ−状混合物を使用し、次に示す乾燥条
件で加熱乾燥した他は他は実施例１と同様に実施した。 乾燥条件 ８０℃×３０分、１００℃×３０分、１２０℃×４時間 １５０℃×３０分、２００℃×３分、２５０℃×３分 ３５０℃×３分 得られたポリイミドシ−トは、１００ｍｍ×１００ｍｍ
×１ｍｍで発泡もなく平面が平滑であったが、脆くカ−
ボンシ−トには適用不可であった。
【００１９】比較例２ ２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸のメ
チルエステル（ハ−フエステル）と１，３−ビス（４−
アミノフェノキシ）ベンゼンとから得られたポリアミッ
ク酸溶液（樹脂分４７％）にポリイミド粉末を、ポリア
ミック酸：耐熱性ポリイミド粉末が２：１の重量割合で
加えたスラリ−状混合物を使用し、次に示す乾燥条件で
加熱乾燥した他は他は実施例１と同様に実施した。 乾燥条件 ８０℃×３０分、１００℃×３０分、１２０℃×４時間 １５０℃×３０分（発泡発生）、２００℃×３分、２５
０℃×３分 ３５０℃×３分 得られたポリイミドシ−トは１００ｍｍ×１００ｍｍ×
１ｍｍで表面に発泡が多数発生しており、カ−ボンシ−
トには適用不可であった。
チルエステル（ハ−フエステル）と１，３−ビス（４−
アミノフェノキシ）ベンゼンとから得られたポリアミッ
ク酸溶液（樹脂分４７％）にポリイミド粉末を、ポリア
ミック酸：耐熱性ポリイミド粉末が２：１の重量割合で
加えたスラリ−状混合物を使用し、次に示す乾燥条件で
加熱乾燥した他は他は実施例１と同様に実施した。 乾燥条件 ８０℃×３０分、１００℃×３０分、１２０℃×４時間 １５０℃×３０分（発泡発生）、２００℃×３分、２５
０℃×３分 ３５０℃×３分 得られたポリイミドシ−トは１００ｍｍ×１００ｍｍ×
１ｍｍで表面に発泡が多数発生しており、カ−ボンシ−
トには適用不可であった。
【００２０】実施例２ 実施例１で得られたポリイミドシ−トを次の条件で焼成
して炭化し、カ−ボンシ−トを得た。 焼成条件１ ポリイミドシ−トを炭素板（厚さ１０ｍｍ、１ｍｍφの
穴付き）で挟んで、窒素ガス中、２５℃／時間で室温か
ら８００℃まで昇温し、８００℃で１時間保持した後、
室温まで炉を冷却して炭化した。 焼成条件２ ポリイミドシ−トを炭素板（厚さ１０ｍｍ、１ｍｍφの
穴付き）で挟んで、Ａｒガス中、６００℃／時間で室温
から１２００℃まで昇温し、１２００℃で２時間保持し
た後、室温まで炉を冷却して炭化した。 焼成条件３ ポリイミドシ−トを炭素板（厚さ１０ｍｍ、１ｍｍφの
穴付き）で挟んで、窒素ガス中、１００℃／時間で室温
から１４００℃まで昇温し、１４００℃で５時間保持し
た後、５０℃／Ｈで３００℃まで降温しその後室温まで
炉を冷却して炭化した。
して炭化し、カ−ボンシ−トを得た。 焼成条件１ ポリイミドシ−トを炭素板（厚さ１０ｍｍ、１ｍｍφの
穴付き）で挟んで、窒素ガス中、２５℃／時間で室温か
ら８００℃まで昇温し、８００℃で１時間保持した後、
室温まで炉を冷却して炭化した。 焼成条件２ ポリイミドシ−トを炭素板（厚さ１０ｍｍ、１ｍｍφの
穴付き）で挟んで、Ａｒガス中、６００℃／時間で室温
から１２００℃まで昇温し、１２００℃で２時間保持し
た後、室温まで炉を冷却して炭化した。 焼成条件３ ポリイミドシ−トを炭素板（厚さ１０ｍｍ、１ｍｍφの
穴付き）で挟んで、窒素ガス中、１００℃／時間で室温
から１４００℃まで昇温し、１４００℃で５時間保持し
た後、５０℃／Ｈで３００℃まで降温しその後室温まで
炉を冷却して炭化した。
【００２１】焼成条件１で得られたカ−ボンシ−ト（７
８ｍｍ×７８ｍｍ×０．７ｍｍ）は目視観察で表面平滑
性が比較的良好で、割って観察したところガラス状であ
り、曲げ強さが約５００ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、電気
特性が圧縮成形法によるものと同等で、良好な物性を有
するカ−ボンシ−トの特性を示した。また、焼成条件
２、３でも同様な結果が得られた。
８ｍｍ×７８ｍｍ×０．７ｍｍ）は目視観察で表面平滑
性が比較的良好で、割って観察したところガラス状であ
り、曲げ強さが約５００ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、電気
特性が圧縮成形法によるものと同等で、良好な物性を有
するカ−ボンシ−トの特性を示した。また、焼成条件
２、３でも同様な結果が得られた。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、表面が平滑で発泡が
ほとんどないポリイミドシ−トを得ることができる。ま
た、この発明によれば、表面に特別な切削加工を施すこ
となく表面が平滑で基板として使用可能なカ−ボンシ−
トを得ることができる。さらに、この発明の方法によれ
ば、高温高圧の圧縮成形を必要とせず、良好な特性を有
するカ−ボンシ−トを製造することができる。
ほとんどないポリイミドシ−トを得ることができる。ま
た、この発明によれば、表面に特別な切削加工を施すこ
となく表面が平滑で基板として使用可能なカ−ボンシ−
トを得ることができる。さらに、この発明の方法によれ
ば、高温高圧の圧縮成形を必要とせず、良好な特性を有
するカ−ボンシ−トを製造することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｆターム(参考） 4F205 AA40 AC04 AC05 AE09 AE10 AG01 AH33 AM25 GA07 GB01 GC06 GE02 GF01 GF21 GF24 GF46 GN17 GN22 GN28 GW05 4G046 CA04 CB03 CB08 CC02 4J002 CM04W CM04X FA08X GQ00 HA05 HA08 5H026 AA02 BB00 BB01 BB08 CX04 EE05 EE18
Claims (4)
- 【請求項１】 可溶性ポリイミドの有機溶媒溶液に耐熱
性ポリイミド粉末を混合させたスラリ−状のポリイミド
混合物を金型に流し込んだ後、加熱乾燥して有機溶媒を
除去してなる表面平滑なポリイミドシ−ト。 - 【請求項２】 請求項１に記載のポリイミドシ−トを焼
成し、炭化してなる表面平滑なカ−ボンシ−ト。 - 【請求項３】 電池の炭素質セパレ−タ−用である請求
項２に記載のカ−ボンシ−ト。 - 【請求項４】 請求項１に記載のポリイミドシ−トを不
活性雰囲気下に焼成して炭化する表面平滑なカ−ボンシ
−トの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25972498A JP3855487B2 (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | ポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25972498A JP3855487B2 (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | ポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000084958A true JP2000084958A (ja) | 2000-03-28 |
| JP3855487B2 JP3855487B2 (ja) | 2006-12-13 |
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ID=17338077
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25972498A Expired - Fee Related JP3855487B2 (ja) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | ポリイミドシ−ト、カ−ボンシ−トおよびその製法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3855487B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005041769A (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-17 | Toyo Tanso Kk | 炭素化物及びその製造方法 |
| KR100726961B1 (ko) * | 2005-07-27 | 2007-06-14 | 삼원에프에이 (주) | 원격 조문 방법 |
| JP2008135399A (ja) * | 2008-01-07 | 2008-06-12 | Ube Ind Ltd | 電解質膜−電極接合体、燃料電池および電解質膜−電極接合体の製造方法 |
| JP2008254937A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Ube Ind Ltd | 目的とする形状の炭素質フィルムを得るための製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297428A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-12-05 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | 特殊なポリイミドの鋳型成形フイルムおよび被覆剤としての使用 |
| JPH03164413A (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-16 | Tokai Carbon Co Ltd | 高密度ガラス状カーボンフィルムの製造方法 |
| JPH05271539A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-10-19 | Unitika Ltd | ポリイミド前駆体の粉粒体、その混合物及びその製造方法 |
| JPH09171826A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Tdk Corp | リチウム二次電池 |
-
1998
- 1998-09-14 JP JP25972498A patent/JP3855487B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297428A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-12-05 | バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト | 特殊なポリイミドの鋳型成形フイルムおよび被覆剤としての使用 |
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| JPH05271539A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-10-19 | Unitika Ltd | ポリイミド前駆体の粉粒体、その混合物及びその製造方法 |
| JPH09171826A (ja) * | 1995-12-19 | 1997-06-30 | Tdk Corp | リチウム二次電池 |
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| KR100726961B1 (ko) * | 2005-07-27 | 2007-06-14 | 삼원에프에이 (주) | 원격 조문 방법 |
| JP2008254937A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Ube Ind Ltd | 目的とする形状の炭素質フィルムを得るための製造方法 |
| JP2008135399A (ja) * | 2008-01-07 | 2008-06-12 | Ube Ind Ltd | 電解質膜−電極接合体、燃料電池および電解質膜−電極接合体の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3855487B2 (ja) | 2006-12-13 |
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