JPH03114106A - 高導電性炭素繊維構造体 - Google Patents
高導電性炭素繊維構造体Info
- Publication number
- JPH03114106A JPH03114106A JP1252892A JP25289289A JPH03114106A JP H03114106 A JPH03114106 A JP H03114106A JP 1252892 A JP1252892 A JP 1252892A JP 25289289 A JP25289289 A JP 25289289A JP H03114106 A JPH03114106 A JP H03114106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- parts
- fiber structure
- carbon
- graphite powder
- 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.)
- Granted
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 16
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 239000011357 graphitized carbon fiber Substances 0.000 description 6
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Paper (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、燃料電池およびニッケルカドミウム電池の電
極素材乃至電極などとして有用な高導電性炭素繊維構造
体に関する。
極素材乃至電極などとして有用な高導電性炭素繊維構造
体に関する。
なお、本明細書においては、“部“および“%”とある
のは、それぞれ“重曾部”および“重n%“を意味する
。
のは、それぞれ“重曾部”および“重n%“を意味する
。
また、本発明における“炭素繊維”とは、狭義の“炭素
繊維”のみならず、“黒鉛化炭素繊維”をも包含するも
のとする。
繊維”のみならず、“黒鉛化炭素繊維”をも包含するも
のとする。
従来技術とその問題点
従来燃料電池およびニッケルカドミウム電池の電極素材
として使用される炭素繊維シートは、黒鉛化した炭素繊
維と接着剤成分(エポキシ樹脂、ウレタン樹脂など)と
を含むスラリーを調製し、抄紙することにより製造され
ている。しかしながら、この様な炭素繊維シートにおい
ては、黒鉛化炭素繊維自体の体積抵抗は、10−3Ωc
m程度であるにもかかわらず、接着剤の主成分である樹
脂自体が絶縁体であるため、シートとしての表面抵抗は
、101〜102Ω程度となっている。
として使用される炭素繊維シートは、黒鉛化した炭素繊
維と接着剤成分(エポキシ樹脂、ウレタン樹脂など)と
を含むスラリーを調製し、抄紙することにより製造され
ている。しかしながら、この様な炭素繊維シートにおい
ては、黒鉛化炭素繊維自体の体積抵抗は、10−3Ωc
m程度であるにもかかわらず、接着剤の主成分である樹
脂自体が絶縁体であるため、シートとしての表面抵抗は
、101〜102Ω程度となっている。
従って、黒鉛化した炭素繊維の抄紙時に密度を高めて接
着剤成分の量を出来るだけ減少させることにより、シー
トの導電性を向上させる試みがなされているが、この場
合には、接着剤成分の量が不十分であるため、シートと
しての引張り強度が低く、実用的に問題となっている。
着剤成分の量を出来るだけ減少させることにより、シー
トの導電性を向上させる試みがなされているが、この場
合には、接着剤成分の量が不十分であるため、シートと
しての引張り強度が低く、実用的に問題となっている。
問題点を解決するための手段
本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて鋭意
研究を重ねた結果、炭素繊維と接着剤成分とを使用して
炭素繊維シートを製造するに際し、特定量の黒鉛粉末お
よび/またはカーボンブラックを併用する場合には、高
導電性で且つ引張り強度にも優れた炭素繊維シートが得
られることを見出した。
研究を重ねた結果、炭素繊維と接着剤成分とを使用して
炭素繊維シートを製造するに際し、特定量の黒鉛粉末お
よび/またはカーボンブラックを併用する場合には、高
導電性で且つ引張り強度にも優れた炭素繊維シートが得
られることを見出した。
また、炭素繊維、接着剤成分ならびに黒鉛粉末および/
またはカーボンブラックからなる組成物を使用する場合
には、シート状のみならず、円筒状、板状、棒状などの
任意の形状の構造体が容易に製造できることを見出した
。
またはカーボンブラックからなる組成物を使用する場合
には、シート状のみならず、円筒状、板状、棒状などの
任意の形状の構造体が容易に製造できることを見出した
。
さらに、炭素繊維、接着剤成分ならびに黒鉛粉末および
/またはカーボンブラックからなる組成物に特定量の黒
鉛化ミルドファイバーを配合する場合には、得られる炭
素繊維構造体の導電率がさらに一層改善されることをも
見出した。
/またはカーボンブラックからなる組成物に特定量の黒
鉛化ミルドファイバーを配合する場合には、得られる炭
素繊維構造体の導電率がさらに一層改善されることをも
見出した。
本発明者は、さらにまた、上記の接着剤成分に代えて熱
溶融性合成樹脂を使用する場合にも、高導電性で且つ引
張り強度にも優れた炭素繊維構造体が得られることを見
出した。
溶融性合成樹脂を使用する場合にも、高導電性で且つ引
張り強度にも優れた炭素繊維構造体が得られることを見
出した。
即ち、本発明は、下記の高導電率炭素繊維構造体を提供
するものである: ■炭素繊維100部および粒子径0.01〜2μmの黒
鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜10部が接
着剤成分2〜10部により結合保持されている高導電性
炭素繊維構造体。
するものである: ■炭素繊維100部および粒子径0.01〜2μmの黒
鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜10部が接
着剤成分2〜10部により結合保持されている高導電性
炭素繊維構造体。
■長さ0.05mm〜1+no+の黒鉛化ミルドファイ
バー3〜10部をさらに含有する上記項[1]に記載の
高導電性炭素繊維構造体。
バー3〜10部をさらに含有する上記項[1]に記載の
高導電性炭素繊維構造体。
■炭素繊維100部および粒子径0.01〜2μmの黒
鉛粉末および/またはカーボンブラック5〜20部が繊
維状熱溶融性合成樹脂5〜40部により結合保持されて
いる高導電性炭素繊維構造体。
鉛粉末および/またはカーボンブラック5〜20部が繊
維状熱溶融性合成樹脂5〜40部により結合保持されて
いる高導電性炭素繊維構造体。
■長さ0.05mm〜l mmの黒鉛化ミルドファイバ
ー3〜10部をさらに含有する上記項[3]に記載の高
導電性炭素繊維構造体。
ー3〜10部をさらに含有する上記項[3]に記載の高
導電性炭素繊維構造体。
本願第一発明で使用する炭素繊維は、特に限定されず、
石炭ピッチ系、石油ピッチ系、PAN系、フェノール樹
脂系、レーヨン系などのいずれであっても良い。また、
その寸法なども特に限定されるものではないが、通常繊
維径5〜30μm程度(より好ましくは、7〜18μm
程度)、繊維長さ1〜20ma+程度(より好ましくは
、2〜20mm程度)のものを使用する。
石炭ピッチ系、石油ピッチ系、PAN系、フェノール樹
脂系、レーヨン系などのいずれであっても良い。また、
その寸法なども特に限定されるものではないが、通常繊
維径5〜30μm程度(より好ましくは、7〜18μm
程度)、繊維長さ1〜20ma+程度(より好ましくは
、2〜20mm程度)のものを使用する。
本願第一発明で使用する黒鉛粉末としては、公知の天然
黒鉛および人造黒鉛のいずれもが使用できる。また、カ
ーボンブラックとしても、特に制限はなく、例えば、炭
化水素の不完全燃焼成いは熱分解により煤として形成さ
れる公知のものが使用できる。黒鉛粉末及びカーボンブ
ラックの粒子径は、0.01〜2μmとする。この粒子
径は、0.01μm程度が製造可能な下限値であり、2
μmを上回る場合には、抄紙時に黒鉛粉末またはカーボ
ンブラックが分離し易くなり、均一な導電性が得られ難
い。
黒鉛および人造黒鉛のいずれもが使用できる。また、カ
ーボンブラックとしても、特に制限はなく、例えば、炭
化水素の不完全燃焼成いは熱分解により煤として形成さ
れる公知のものが使用できる。黒鉛粉末及びカーボンブ
ラックの粒子径は、0.01〜2μmとする。この粒子
径は、0.01μm程度が製造可能な下限値であり、2
μmを上回る場合には、抄紙時に黒鉛粉末またはカーボ
ンブラックが分離し易くなり、均一な導電性が得られ難
い。
本願第一発明で使用する接着剤成分としては、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール、フェノー
ル樹脂などの樹脂を使用する。炭素繊維構造体を製造す
るに際しては、これらの樹脂をメタノール、エタノール
、プロピルアルコール、メチルエチルケトン、アセトン
、トルエンなどの有機溶媒に溶解させるか或いは水に溶
解若しくは分散させた液状接着剤の形態で使用する。こ
れらの樹脂は、単独で使用しても良く、或いは2種以上
を併用しても良い。
樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール、フェノー
ル樹脂などの樹脂を使用する。炭素繊維構造体を製造す
るに際しては、これらの樹脂をメタノール、エタノール
、プロピルアルコール、メチルエチルケトン、アセトン
、トルエンなどの有機溶媒に溶解させるか或いは水に溶
解若しくは分散させた液状接着剤の形態で使用する。こ
れらの樹脂は、単独で使用しても良く、或いは2種以上
を併用しても良い。
本願第一発明による高導電性炭素繊維構造体は、例えば
、次のようにして製造される。まず、炭素繊維100部
ならびに黒鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜
10部を液媒に溶解若しくは分散させた接着剤2〜10
部(固形分として)に均一に分散させてスラリーを調製
した後、所定の形状に応じて、成形し、乾燥する。或い
は、炭素繊維、黒鉛粉末および/またはカーボンブラッ
クならびに接着剤成分を所定の液媒に溶解若しくは分散
させて、スラリーを調製しても良い。この際、スラリー
には、炭素繊維構造体の導電特性、機械的特性などを阻
害しない限り、分散剤、安定剤、粘度調整剤などを添加
しておいても良い。スラリーの固形分濃度は、特に限定
されないが、取扱いの容易さ、成形の容易さなどの観点
からは、0.1〜2%程度とすることが好ましい。炭素
繊維構造体の製造は、構造体の形状に応じて適宜選択す
れば良く、特に限定されない。例えば、シート状の炭素
繊維構造体を製造する場合には、通常の紙の製造と同様
にして抄紙成形を行なっても良く、或いはフィルターを
介してスラリーの吸引脱水を行なう吸引成形を行なって
も良い。或いは、板状構造体を製造する場合には、所定
の型に注型し、圧縮成形しても良く、また、円筒状構造
体を製造する場合には、遠心成形を行なっても良い。
、次のようにして製造される。まず、炭素繊維100部
ならびに黒鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜
10部を液媒に溶解若しくは分散させた接着剤2〜10
部(固形分として)に均一に分散させてスラリーを調製
した後、所定の形状に応じて、成形し、乾燥する。或い
は、炭素繊維、黒鉛粉末および/またはカーボンブラッ
クならびに接着剤成分を所定の液媒に溶解若しくは分散
させて、スラリーを調製しても良い。この際、スラリー
には、炭素繊維構造体の導電特性、機械的特性などを阻
害しない限り、分散剤、安定剤、粘度調整剤などを添加
しておいても良い。スラリーの固形分濃度は、特に限定
されないが、取扱いの容易さ、成形の容易さなどの観点
からは、0.1〜2%程度とすることが好ましい。炭素
繊維構造体の製造は、構造体の形状に応じて適宜選択す
れば良く、特に限定されない。例えば、シート状の炭素
繊維構造体を製造する場合には、通常の紙の製造と同様
にして抄紙成形を行なっても良く、或いはフィルターを
介してスラリーの吸引脱水を行なう吸引成形を行なって
も良い。或いは、板状構造体を製造する場合には、所定
の型に注型し、圧縮成形しても良く、また、円筒状構造
体を製造する場合には、遠心成形を行なっても良い。
本願第一発明の炭素繊維構造体は、炭素繊維100部お
よび黒鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜10
部が、接着剤成分2〜10部(固形分として)によりラ
ンダムに接合保持された構成となっている。また、その
表面抵抗は、10−1〜10°Ω程度であり、機械的強
度にも優れている。
よび黒鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜10
部が、接着剤成分2〜10部(固形分として)によりラ
ンダムに接合保持された構成となっている。また、その
表面抵抗は、10−1〜10°Ω程度であり、機械的強
度にも優れている。
さらに、本願第一発明においては、炭素繊維構造体の製
造に際し、炭素繊維、黒鉛粉末および/またはカーボン
ブラックならびに接着剤を含むスラリーに、炭素繊維1
00部に対し長さ0.05μm〜l mm程度の黒鉛化
ミルドファイバーを3〜10部程度の割合で配合しても
良い。この場合には、炭素繊維フィラメント同士の絡合
状態がより緊密となって、構造体の導電性および強度が
より一層改善される。
造に際し、炭素繊維、黒鉛粉末および/またはカーボン
ブラックならびに接着剤を含むスラリーに、炭素繊維1
00部に対し長さ0.05μm〜l mm程度の黒鉛化
ミルドファイバーを3〜10部程度の割合で配合しても
良い。この場合には、炭素繊維フィラメント同士の絡合
状態がより緊密となって、構造体の導電性および強度が
より一層改善される。
本願第二発明で使用する炭素繊維、黒鉛粉末および/ま
たはカーボンブラックならびに必要に応じて使用する黒
鉛化ミルドファイバーは、本願第一発明で使用するもの
と同様であって良い。但し、炭素繊維100部に対する
黒鉛粉末および/またはカーボンブラックの配合量は、
5〜20部程度とする。本願第一発明の場合に比して、
黒鉛粉末および/またはカーボンブラックの配合量が多
いのは、融着結合剤として使用する熱融着性合成樹脂に
よる導電性の低下を抑制するためである。
たはカーボンブラックならびに必要に応じて使用する黒
鉛化ミルドファイバーは、本願第一発明で使用するもの
と同様であって良い。但し、炭素繊維100部に対する
黒鉛粉末および/またはカーボンブラックの配合量は、
5〜20部程度とする。本願第一発明の場合に比して、
黒鉛粉末および/またはカーボンブラックの配合量が多
いのは、融着結合剤として使用する熱融着性合成樹脂に
よる導電性の低下を抑制するためである。
本願第二発明においては、本願第一発明の接着剤成分に
代えて、熱融着性合成樹脂を使用する。
代えて、熱融着性合成樹脂を使用する。
この様な熱融着性合成樹脂としては、融点が50〜20
0℃程度のものが好適であり、具体的には、ポリアクリ
ロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニ
ルアルコール、ポリアクリロニトリルなどが例示され、
これらの中でもポリアクリロニトリルが最も適している
。熱融着性合成樹脂としては、糸状乃至繊維状のものを
使用すると、構造体の強度が改善されるので、より好ま
しい。
0℃程度のものが好適であり、具体的には、ポリアクリ
ロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニ
ルアルコール、ポリアクリロニトリルなどが例示され、
これらの中でもポリアクリロニトリルが最も適している
。熱融着性合成樹脂としては、糸状乃至繊維状のものを
使用すると、構造体の強度が改善されるので、より好ま
しい。
糸状乃至繊維状の熱融着性合成樹脂としては、糸径5〜
100μm程度、長さ0.5〜10mm程度のものが好
ましい。糸状乃至繊維状の熱融着性合成樹脂とルでは、
構造体製造時の加熱温度では溶融若しくは変質しない高
融点繊維糸の表面に熱溶敵性合成繊維を被覆した構造の
ものを使用しても良い。
100μm程度、長さ0.5〜10mm程度のものが好
ましい。糸状乃至繊維状の熱融着性合成樹脂とルでは、
構造体製造時の加熱温度では溶融若しくは変質しない高
融点繊維糸の表面に熱溶敵性合成繊維を被覆した構造の
ものを使用しても良い。
炭素繊維100部に対する熱融着性合成樹脂の配合量は
、5〜40部程度とする。熱溶融性合成樹脂の配合量が
少なすぎる場合には、炭素繊維構造体の強度が低下する
のに対し、配合量が多すぎる場合には、炭素繊維構造体
の導電性が阻害される。
、5〜40部程度とする。熱溶融性合成樹脂の配合量が
少なすぎる場合には、炭素繊維構造体の強度が低下する
のに対し、配合量が多すぎる場合には、炭素繊維構造体
の導電性が阻害される。
本願第二発明による高導電性炭素繊維構造体は、例えば
、次のようにして製造される。まず、炭素繊維、黒鉛粉
末および/またはカーボンブラックならびに熱融着性合
成樹脂を均一に分散させて、水性スラリーを調製する。
、次のようにして製造される。まず、炭素繊維、黒鉛粉
末および/またはカーボンブラックならびに熱融着性合
成樹脂を均一に分散させて、水性スラリーを調製する。
スラリーの調製に際しては、常法に従って、叩解を行な
っても良い。水性スラリーの固形分濃度は、特に限定さ
れないが、取扱いの容易さ、成形の容易さなどの観点か
らは、やはり0,1〜2%程度とすることが好ましい。
っても良い。水性スラリーの固形分濃度は、特に限定さ
れないが、取扱いの容易さ、成形の容易さなどの観点か
らは、やはり0,1〜2%程度とすることが好ましい。
スラリーには、炭素繊維構造体の導電特性、機械的特性
などを阻害しない限り、分散剤、安定剤、粘度調整剤な
どを添加しておいても良いことは言うまでもない。また
、本願第一発明の場合と同様に、スラリーに、炭素繊維
100部に対し長さ0.05μm〜1mm程度の黒鉛化
ミルドファイバーを3〜10部程度の割合で配合しても
良い。次いで、上記のスラリーを本願第一発明における
と同様にして所定の形状に成形した後、使用する熱融着
性合成樹脂の溶融温度に応じた温度で加熱し、合成樹脂
の溶融による成形体の一体化および乾燥を行なって、本
願第二発明による炭素繊維構造体を得る。
などを阻害しない限り、分散剤、安定剤、粘度調整剤な
どを添加しておいても良いことは言うまでもない。また
、本願第一発明の場合と同様に、スラリーに、炭素繊維
100部に対し長さ0.05μm〜1mm程度の黒鉛化
ミルドファイバーを3〜10部程度の割合で配合しても
良い。次いで、上記のスラリーを本願第一発明における
と同様にして所定の形状に成形した後、使用する熱融着
性合成樹脂の溶融温度に応じた温度で加熱し、合成樹脂
の溶融による成形体の一体化および乾燥を行なって、本
願第二発明による炭素繊維構造体を得る。
本願第二発明の炭素繊維構造体は、炭素繊維100部な
らびに黒鉛粉末および/またはカーボンブラック約5〜
20部が、熱融着性合成樹脂5〜40部によりランダム
に接合保持された構成となっている。その表面抵抗は、
10−1〜10°Ω程度であり、機械的強度にも優れて
いる。さらに、炭素繊維100部に対し黒鉛化ミルドフ
ァイバーを3〜10部程度の割合で配合する場合には、
炭素繊維フィラメント同士の絡合状態がより緊密となっ
て、構造体の導電性および強度がより一層改善される。
らびに黒鉛粉末および/またはカーボンブラック約5〜
20部が、熱融着性合成樹脂5〜40部によりランダム
に接合保持された構成となっている。その表面抵抗は、
10−1〜10°Ω程度であり、機械的強度にも優れて
いる。さらに、炭素繊維100部に対し黒鉛化ミルドフ
ァイバーを3〜10部程度の割合で配合する場合には、
炭素繊維フィラメント同士の絡合状態がより緊密となっ
て、構造体の導電性および強度がより一層改善される。
発明の効果
本発明によれば、従来の炭素繊維構造体(例えば、シー
ト状炭素繊維)では達成不可能であった表面抵抗10−
1〜10°Ω程度という高導電性の炭素繊維構造体が得
られる。
ト状炭素繊維)では達成不可能であった表面抵抗10−
1〜10°Ω程度という高導電性の炭素繊維構造体が得
られる。
また、本発明による炭素繊維構造体は、シート状、円筒
状、板状、棒状などの任意の形態を取り得るので、広範
な分野で高導電性材料として利用できる。
状、板状、棒状などの任意の形態を取り得るので、広範
な分野で高導電性材料として利用できる。
実施例
以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明確にする。
一層明確にする。
実施例1
接着剤としてのエポキシ樹脂水溶液(濃度10%)5部
に黒鉛化炭素繊維(長さ3〜30mm、径13μm)1
00部を分散させ、次いで黒鉛粉末(粒子径0.2μm
)10部を分散させた後、さらにポリビニルアルコール
水溶液(濃度0.5%)5部を加え、均一なスラリーを
得た。
に黒鉛化炭素繊維(長さ3〜30mm、径13μm)1
00部を分散させ、次いで黒鉛粉末(粒子径0.2μm
)10部を分散させた後、さらにポリビニルアルコール
水溶液(濃度0.5%)5部を加え、均一なスラリーを
得た。
次いで、多数の吸引用小孔を設けたフィルターの一面側
から吸引を行ないつつ他の一面にスラリーを付着させた
後、フィルター上に形成された湿潤状態のシートをフィ
ルターから取り外し、140℃で120分間加熱乾燥し
た。
から吸引を行ないつつ他の一面にスラリーを付着させた
後、フィルター上に形成された湿潤状態のシートをフィ
ルターから取り外し、140℃で120分間加熱乾燥し
た。
得られたシート状炭素繊維構造体は、30g / rr
rで、厚さ0. 3mm、表面抵抗7X10−’Ωであ
った。
rで、厚さ0. 3mm、表面抵抗7X10−’Ωであ
った。
実施例2
長さ0.7μmの黒鉛化ミルドファイバーを炭素繊維1
00部に対し7部の割合で配合する以外は実施例1と同
様にしてシート状炭素繊維構造体を得た。
00部に対し7部の割合で配合する以外は実施例1と同
様にしてシート状炭素繊維構造体を得た。
得られたシート状炭素繊維構造体は、30gZrdで、
厚さ0. 5non、表面抵抗2X10−1Ωであった
。
厚さ0. 5non、表面抵抗2X10−1Ωであった
。
実施例3
黒鉛化炭素繊維(実施例1と同様のもの)100部、高
融点ポリアクリロニトリル繊維(糸径約10μm1長さ
約2no++)10部およびカーボンブラック(粒径0
.3μm)20部を水2000部に分散させ、炭素繊維
およびポリアクリロニトリル繊維の長さが5mm以下と
なるまで叩解して、均一なスラリーを得た。
融点ポリアクリロニトリル繊維(糸径約10μm1長さ
約2no++)10部およびカーボンブラック(粒径0
.3μm)20部を水2000部に分散させ、炭素繊維
およびポリアクリロニトリル繊維の長さが5mm以下と
なるまで叩解して、均一なスラリーを得た。
次いで、実施例1と同様の成形操作を行なって、湿潤シ
ート状物を得た後、130℃で120分間加熱乾燥した
。
ート状物を得た後、130℃で120分間加熱乾燥した
。
得られたシート状炭素繊維構造体は、40g/rrrで
、厚さ0.5mm、表面抵抗8X10−’Ωであった。
、厚さ0.5mm、表面抵抗8X10−’Ωであった。
実施例4
長さ0.17μmの黒鉛化ミルドファイバーを炭素繊維
100部に対し10部の割合で配合する以外は実施例3
と同様にしてシート状炭素繊維構造体を得た。
100部に対し10部の割合で配合する以外は実施例3
と同様にしてシート状炭素繊維構造体を得た。
得られたシート状炭素繊維構造体は、40g/ばで、厚
さ0.4mm、表面抵抗1×10〜1Ωであった。
さ0.4mm、表面抵抗1×10〜1Ωであった。
(以 上)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [1]炭素繊維100部および粒子径0.01〜2μm
の黒鉛粉末および/またはカーボンブラック3〜10部
が接着剤成分2〜10部により結合保持されている高導
電性炭素繊維構造体。 [2]長さ0.05mm〜1mmの黒鉛化ミルドファイ
バー3〜10部をさらに含有する請求項[1]に記載の
高導電性炭素繊維構造体。 [3]炭素繊維100部および粒子径0.01〜2μm
の黒鉛粉末および/またはカーボンブラック5〜20部
が繊維状熱溶融性合成樹脂5〜40部により結合保持さ
れている高導電性炭素繊維構造体。 [4]長さ0.05mm〜1mmの黒鉛化ミルドファイ
バー3〜10部をさらに含有する請求項[3]に記載の
高導電性炭素繊維構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1252892A JP3010231B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 高導電性炭素繊維構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1252892A JP3010231B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 高導電性炭素繊維構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03114106A true JPH03114106A (ja) | 1991-05-15 |
JP3010231B2 JP3010231B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=17243620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1252892A Expired - Fee Related JP3010231B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 高導電性炭素繊維構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3010231B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0776055A1 (en) * | 1995-11-24 | 1997-05-28 | PETOCA, Ltd | Negative electrode material for use in lithium-ion secondary battery and process for producing the same |
JPH09324390A (ja) * | 1996-06-07 | 1997-12-16 | Toray Ind Inc | 炭素繊維紙および多孔質炭素板 |
JP2012155862A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む膜−電極接合体、そのガス拡散層の製造方法、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
JP2012190619A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む固体高分子形燃料電池の膜−電極接合体、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
US8485879B2 (en) | 2009-12-24 | 2013-07-16 | Jason McCarhy | Fight analysis system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018226063A1 (ko) | 2017-06-08 | 2018-12-13 | 주식회사 엘지화학 | 분산성이 우수한 복합 도전재, 이를 사용한 리튬 이차전지의 전극 형성용 슬러리 및 리튬 이차전지 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1252892A patent/JP3010231B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0776055A1 (en) * | 1995-11-24 | 1997-05-28 | PETOCA, Ltd | Negative electrode material for use in lithium-ion secondary battery and process for producing the same |
JPH09324390A (ja) * | 1996-06-07 | 1997-12-16 | Toray Ind Inc | 炭素繊維紙および多孔質炭素板 |
US8485879B2 (en) | 2009-12-24 | 2013-07-16 | Jason McCarhy | Fight analysis system |
JP2012155862A (ja) * | 2011-01-21 | 2012-08-16 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む膜−電極接合体、そのガス拡散層の製造方法、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
JP2012190619A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Noritake Co Ltd | 固体高分子形燃料電池のガス拡散層、そのガス拡散層を含む固体高分子形燃料電池の膜−電極接合体、および、そのガス拡散層の製造に用いるスラリー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3010231B2 (ja) | 2000-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0703858B1 (en) | Three dimensional macroscopic assemblages of randomly oriented carbon fibrils and composites containing same | |
US3829327A (en) | Carbon paper | |
JP5191078B2 (ja) | 導電性シート材料 | |
US4064207A (en) | Fibrillar carbon fuel cell electrode substrates and method of manufacture | |
US3998689A (en) | Process for the production of carbon fiber paper | |
KR101578985B1 (ko) | 다공질 전극 기재, 그 제조 방법, 막-전극 접합체, 고체 고분자형 연료 전지, 전구체 시트, 및 피브릴상 섬유 | |
BRPI0409720B1 (pt) | Esteira não-tecida, método para sua produção e compósito de fibra | |
DE69411378T2 (de) | Beschichtete elektrolytbehälterplatte | |
DE2944768A1 (de) | Nichtgewebtes faserbahnmaterial | |
JPH03114106A (ja) | 高導電性炭素繊維構造体 | |
JPH03124407A (ja) | 高導電性炭素繊維構造体の製造方法 | |
JPH0578182A (ja) | 多孔質炭素成形品の製法および電極材 | |
JPH01160867A (ja) | 導電性基材の製造方法 | |
IT8319386A1 (it) | Materiale per separatori di batterie e metodo per la sua formazione | |
JPS6088198A (ja) | 導電性繊維のマツト | |
JPS59144625A (ja) | 炭素繊維シ−トの製造法 | |
JPS63222080A (ja) | 炭素繊維多孔体の製造方法 | |
JPH03289056A (ja) | 高導電性炭素フィルム構造体 | |
JP2004079406A (ja) | ガス拡散電極の製造方法及び燃料電池 | |
JPS59187623A (ja) | 炭素繊維成形シ−トの製造法 | |
DE3011056C2 (de) | Formkörper zur Verwendung als Bauelement in akustischen Instrumenten | |
JPS6129134B2 (ja) | ||
JP3054254B2 (ja) | 鉛蓄電池用抄紙式セパレータ、その製造法並に鉛蓄電池 | |
JP3435608B2 (ja) | 多孔質電極の製造方法および燃料電池の製造方法 | |
DE2406412A1 (de) | Bleiakkumulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |