JP2010180074A - カーボン成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分子内に親水性基を有するカルボジイミド樹脂によって形成された親水性塗膜がカーボン基材上に設けられてなるカーボン成形体であって、該カルボジイミド樹脂が有機酸で変性されているカーボン成形体、ならびに、分子内に親水性基を有するカルボジイミド樹脂の水溶液および/または水分散液である親水化処理液をカーボン基材上に塗布し、その後乾燥させることによって、カーボン基材上に該カルボジイミド樹脂を付与する樹脂付与工程と、該カルボジイミド樹脂を有機酸水溶液で処理する有機酸処理工程と、該処理されたカーボン基材を水洗する水洗工程とを含むカーボン成形体の製造方法を提供する。
【選択図】なし
Description
上記カルボジイミド樹脂を有機酸水溶液で処理する有機酸処理工程と、
上記処理されたカーボン基材を水洗する水洗工程と、
を含む、カーボン成形体の製造方法を提供する。
本発明は、分子内に親水性基を有するカルボジイミド樹脂(以下、本明細書において「親水性基含有カルボジイミド樹脂」ともいう)によって形成された親水性塗膜がカーボン基材上に設けられてなるカーボン成形体であって、該親水性基含有カルボジイミド樹脂が有機酸で変性されている、カーボン成形体を提供する。ここでカルボジイミド樹脂とは主鎖に−N=C=N−の構造を有する樹脂である。
(R3N)2O・nSiO2
(式中、Rは炭素数1以上のアルキル基を表し、nは1以上の整数を表す。)
で示されるものが挙げられる。第4級アンモニウムケイ酸塩のより具体的な例としては、ジメチルエタノールアンモニウムシリケート、モノメチルトリプロパノールアンモニウムシリケート、ジメチルジプロパノールアンモニウムシリケート、モノエチルトリプロパノールアンモニウムシリケート等が挙げられる。第4級アンモニウムケイ酸塩のより具体的な例としては、「セラミカMS85」(ジメチルエタノールアンモニウムシリケート)(株式会社日板研究所製)等が挙げられる。
また、本発明は、分子内に親水性基を有するカルボジイミド樹脂の水溶液および/または水分散液をカーボン基材上に塗布し、その後乾燥させることによって、カーボン基材上にカルボジイミド樹脂を付与する樹脂付与工程と、
カルボジイミド樹脂を有機酸水溶液で処理する有機酸処理工程と、
処理されたカーボン基材を水洗する水洗工程と、
を含む、カーボン成形体の製造方法を提供する。
樹脂付与工程においては、親水性基含有カルボジイミド樹脂の水溶液および/または水分散液をカーボン基材上に塗布する。用いる親水性基含有カルボジイミド樹脂およびカーボン基材の好ましい態様は<カーボン成形体>の項で前述した通りである。上記塗布に用いる親水性基含有カルボジイミド樹脂は、塗布時の使用温度において水溶液および/または水分散液の状態にできればよく、ここで該水分散液とは親水性基含有カルボジイミド樹脂の分散サイズが例えば10μm以下であるものを意味する。塗布の方法としては、浸漬、スプレー、カーテンフローコート、ロールコート等が挙げられる。例えば浸漬を採用する場合には、浸漬後、エアブロー等によりカーボン基材表面の余剰の水溶液および/または分散液を除去することが好ましい。浸漬は常圧下で行なってもよいし、加圧下または減圧下で行なってもよい。上記塗布後、塗布面を乾燥させて水を除去する。乾燥は、例えば100℃で1時間程度行なうことができる。以上の手順で、カーボン基材上に親水性基含有カルボジイミド樹脂を付与できる。
有機酸処理工程においては、上記親水性基含有カルボジイミド樹脂を有機酸水溶液で処理する。用いる有機酸の好ましい種類は<カーボン成形体>の項で前述した通りであり、プロピオン酸、乳酸、リンゴ酸および酒石酸からなる群から選択される少なくともいずれかであることが好ましい。有機酸処理によって得られる、高温使用条件での水性媒体に対する濡れ性向上効果を良好に付与する観点で、有機酸水溶液中の有機酸濃度は、親水性基含有カルボジイミド樹脂の付与量に対して大過剰とすることが好ましく、例えば0.1〜5質量%の範囲、より典型的には1質量%程度であることが好ましい。
水洗工程では、例えば流水で10秒程度の水洗を行なってカーボン基材上の余剰の有機酸を洗い流す。水洗後、例えば100℃で1時間程度の乾燥を適宜行なう。
SV−02は、日清紡績株式会社製の「カルボジライトSV−02」(カルボジイミド当量=430、有効成分濃度40質量%の水溶液)であり、これを用いて作製した親水化処理液は水溶液である。
V−02−L2は、日清紡績株式会社製の「カルボジライトV−02−L2」(カルボジイミド当量=385、有効成分濃度40質量%の水溶液)であり、これを用いて作製した親水化処理液は水溶液である。
E−03Aは、日清紡績株式会社製の「カルボジライトE−03A」(カルボジイミド当量=365、有効成分濃度40質量%の水分散液)であり、これを用いて作製した親水化処理液は水分散液である。
カーボン基材を上述の親水化処理液中に室温で5秒間浸漬した後、エアブローで余剰の親水化処理液を吹き飛ばし、次いで100℃で1時間乾燥させ、カーボン基材上に親水性基含有カルボジイミド樹脂を付与した(表中の「含浸後」)。次いで、上記含浸後のカーボン基材を有機酸の1質量%水溶液に80℃で12時間浸漬し、その後流水で10秒程度の水洗を行ない、さらに100℃で1時間の乾燥を行なった(表中の「酸処理後」)。
上記「含浸後」までの処理を行なわない他は各実施例と同様の操作を行ない、水の接触角を測定した。
上記「含浸後」の後、有機酸中への浸漬、水洗および乾燥を行なわない他は各実施例と同様の操作を行ない、水の接触角を測定した。
上記「酸処理後」までの処理を行なわない他は上記各実施例と同様の操作を行ない、水の接触角を測定した。
Claims (10)
- 分子内に親水性基を有するカルボジイミド樹脂によって形成された親水性塗膜がカーボン基材上に設けられてなるカーボン成形体であって、前記カルボジイミド樹脂が有機酸で変性されている、カーボン成形体。
- 前記有機酸が、プロピオン酸、乳酸、リンゴ酸および酒石酸からなる群から選択される少なくともいずれかである、請求項1に記載のカーボン成形体。
- 前記カーボン基材が、カーボンとバインダーとを含む複合材である、請求項1または2に記載のカーボン成形体。
- 前記親水性塗膜が、第4級アンモニウムケイ酸塩をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載のカーボン成形体。
- 前記親水性塗膜が、シランカップリング剤をさらに含む、請求項4に記載のカーボン成形体。
- 分子内に親水性基を有するカルボジイミド樹脂の水溶液および/または水分散液である親水化処理液をカーボン基材上に塗布し、その後乾燥させることによって、前記カーボン基材上に前記カルボジイミド樹脂を付与する樹脂付与工程と、
前記カルボジイミド樹脂を有機酸水溶液で処理する有機酸処理工程と、
前記処理されたカーボン基材を水洗する水洗工程と、
を含む、カーボン成形体の製造方法。 - 前記有機酸が、プロピオン酸、乳酸、リンゴ酸および酒石酸からなる群から選択される少なくともいずれかである、請求項6に記載のカーボン成形体の製造方法。
- 前記カーボン基材が、カーボンとバインダーとを含む複合材である、請求項6または7に記載のカーボン成形体の製造方法。
- 前記親水化処理液が、第4級アンモニウムケイ酸塩をさらに含む、請求項6〜8のいずれかに記載のカーボン成形体の製造方法。
- 前記親水化処理液が、シランカップリング剤をさらに含む、請求項9に記載のカーボン成形体の製造方法。
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