JP2008169495A - 炭素化布帛の製造方法およびこれにより得られた炭素化布帛 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セルロース系繊維の糸からなる織布、編布または織編布を原料繊維布帛とし、これを加熱炭素化して炭素化繊維布帛を製造する方法であって、原料繊維布帛を巻物状態として耐熱性筒状体に装填して、当該筒状体により原料繊維布帛を酸化性雰囲気下に半密封状態で囲繞し、この原料繊維布帛の巻物が装填された耐熱性筒状体を、加熱炉内に配して加熱し、1000℃〜1600℃の最終加熱温度領域まで連続して昇温し、最終加熱温度にて所定時間保持することを特徴とする炭素化布帛の製造方法である。
【選択図】図1
Description
厚さは、マイクロメーターにより測定した。
JIS L 1018 カットスリップ法に準拠して測定した。なお、測定条件としては、引張速度20cm/分、つかみ間隔20cm、試料幅5cm、試験機:定速伸張形とした。
JIS L1018 A法(45°カンチレバー法)に準拠して、カンチレバーソフトネステスター(型式:CAN-45)により測定した。
得られた試験片を、四探針式低抵抗率計(ロレスタGP、三菱化学製)を用いて表面9箇所の抵抗(Ω)を測定し、同抵抗計により体積抵抗率(Ω・cm)に換算し、平均値を算出した。
堀場ジョバンイボン製LabRam800を用い、アルゴンレーザーの514nmの波長を用いて測定した。
マックサイエンス製TG−DTAを用い、空気を0.1リットル/分の流速で流通させながら、10℃/分の速度で昇温し、燃焼挙動を測定した。燃焼時にTGは減量を示し、DTAは発熱ピークを示すので、発熱ピークのトップ位置を燃焼開始温度と定義した。
(製造条件)
以下の条件により炭素化繊維布帛を調製した。
加熱条件:室温(15℃±20℃)〜1200℃ 昇温速度 100℃/時間
総合加熱保持時間 15時間
冷却: 自然冷却
得られた炭素化繊維布帛の表面性状を電子顕微鏡を用いて観察した。得られた結果を図1A(倍率50倍)、図1B(倍率3000倍)、図1C(倍率10000倍)に示す。
体積固有抵抗: 0.37Ωcm
引張強度: ウェール方向7.21N、コース方向3.59N
カンチレバーソフトネステスターにより測定される剛軟度: ウェール方向35mm、コース方向25mm
厚さ:4mm
単位面積当りの質量:79.1g/m2
空気中での燃焼開始温度:656℃
D/G比:1.5
なお、図2に、空気中での燃焼開始温度を求めたTG−DTAチャート、図3に、D/G比を求めたラマンスペクトルチャートを示す。
実施例1において得られた炭素化繊維布からサンプル片(長さ300mm×幅300mm)を切り出し、このサンプル片の幅方向の両端部全長にわたって、幅30mm、厚さ0.3mmの銅板を耐熱性接着剤を用いて片面側に被着し、この銅板に電線を接合することで、ヒータユニットを作製した。
また、同様に、電圧20V、電流5Aの条件下では、100℃±5℃に約1分で到達し、その後はその温度を維持し続けた。また、通電を止めると、17秒で室温(20℃)まで温度降下した。
Claims (10)
- セルロース系繊維の糸からなる織布、編布または織編布を原料繊維布帛とし、これを加熱炭素化して炭素化繊維布帛を製造する方法であって、
原料繊維布帛を巻物状態として耐熱性筒状体に装填して、当該筒状体により原料繊維布帛を酸化性雰囲気下に半密封状態で囲繞し、
この原料繊維布帛の巻物が装填された耐熱性筒状体を、加熱炉内に配して加熱し、
1000℃〜1600℃の最終加熱温度領域まで連続して昇温し、最終加熱温度にて所定時間保持することを特徴とする炭素化布帛の製造方法。 - 加熱昇温工程途中において、原料繊維布帛の囲繞雰囲気が、原料繊維布帛の熱分解により発生する出ガスにより酸化性雰囲気から非酸化性雰囲気へと置換されるものである請求項1に記載の炭素化布帛の製造方法。
- 前記耐熱性筒状体の内容積は、原料繊維布帛の巻物の見掛容積の1.001倍〜2.0倍であることを特徴とする請求項1または2に記載の炭素化布帛の製造方法。
- 前記耐熱性筒状体は、金属、または黒鉛ないしグラファイト製のものであり、原料繊維布帛の巻物は、当該耐熱性筒状体の内面に非接触状態で収納されるものである請求項1〜3のいずれかに記載の炭素化布帛の製造方法。
- 前記耐熱性筒状体は、その内径が15〜50cmのものである請求項1〜4のいずれか1つに記載の炭素化布帛の製造方法。
- 常温域から1000〜1600℃の最終加熱温度領域までの昇温が、50〜200℃/時間の昇温速度にて行われることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の炭素化布帛の製造方法。
- 加熱開始から最終温度での加熱終了までの総合加熱保持時間が10〜50時間であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の炭素化布帛の製造方法。
- 加熱により発生する出ガスは、加熱炉外部に導出され、加熱炉外部において燃焼されるものである請求項1〜7のいずれか1つに記載の炭素化布帛の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1つに記載の製造方法により得られたことを特徴とする炭素化布帛。
- 前記炭素化布帛が、面方向において体積固有抵抗0.01〜0.6Ωcm、カンチレバーソフトネステスターにより測定される炭素化布帛の剛軟度と原料繊維布帛の剛軟度との比(炭素化布帛の剛軟度/原料繊維布帛の剛軟度)が1.2〜0.8であることを特徴とする請求項9に記載の炭素化布帛。
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