JPH06206780A - 活性多孔質炭素構造体の製造方法 - Google Patents
活性多孔質炭素構造体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高度の比表面積と優れた材質強度を備え、か
つ特性バランスを調整できる活性多孔質炭素構造体の製
造方法を提供する。 【構成】 平均気孔径５０〜１５０μm 、気孔率５０％
以上の性状を有する有機質繊維体に、黒鉛化性の異なる
少なくとも２種類のフェノール系樹脂液混合溶液を含浸
し、加熱硬化したのち非酸化性雰囲気中で１０００〜２
０００℃の温度により焼成炭化する。得られた炭素成形
体を水蒸気もしくは炭酸ガスで賦活処理する。黒鉛化性
の異なるフェノール系樹脂は、フェノールホルムアルデ
ヒド樹脂、３−メチルフェノールホルムアルデヒド樹脂
および３，５−ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹
脂から選択される。
つ特性バランスを調整できる活性多孔質炭素構造体の製
造方法を提供する。 【構成】 平均気孔径５０〜１５０μm 、気孔率５０％
以上の性状を有する有機質繊維体に、黒鉛化性の異なる
少なくとも２種類のフェノール系樹脂液混合溶液を含浸
し、加熱硬化したのち非酸化性雰囲気中で１０００〜２
０００℃の温度により焼成炭化する。得られた炭素成形
体を水蒸気もしくは炭酸ガスで賦活処理する。黒鉛化性
の異なるフェノール系樹脂は、フェノールホルムアルデ
ヒド樹脂、３−メチルフェノールホルムアルデヒド樹脂
および３，５−ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹
脂から選択される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高度の比表面積と優れ
た組織強度を備え、かつ特性バランスを容易に調整し得
る活性多孔質炭素構造体の製造方法に関する。
た組織強度を備え、かつ特性バランスを容易に調整し得
る活性多孔質炭素構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、吸着材や電極材として有用されて
いる活性炭には、粉末、粒状、繊維状および構造状（成
形体）のものがある。これらのうち、粉末、粒状の活性
炭は本質的に比較的脆弱な炭素の集合体であるため、ハ
ンドリング過程で粉体が飛散したり器材を汚染するとい
った取扱上の難点がある。この点、炭素繊維を活性化し
て製造される繊維状活性炭は汚染性が少ないうえに可撓
性があるためハンドリングに至便であるが、吸着容量が
小さく、破過時間が短い等の問題がある。また、繊維状
活性炭は、低沸点分子を有する水溶液には極めて優れた
吸着性能を発揮するが、有機溶剤等を含有する気体に対
しては、チャンネリング現象を起こすことが多く、この
現象は電極材とした場合にも不都合な結果をもたらす。
いる活性炭には、粉末、粒状、繊維状および構造状（成
形体）のものがある。これらのうち、粉末、粒状の活性
炭は本質的に比較的脆弱な炭素の集合体であるため、ハ
ンドリング過程で粉体が飛散したり器材を汚染するとい
った取扱上の難点がある。この点、炭素繊維を活性化し
て製造される繊維状活性炭は汚染性が少ないうえに可撓
性があるためハンドリングに至便であるが、吸着容量が
小さく、破過時間が短い等の問題がある。また、繊維状
活性炭は、低沸点分子を有する水溶液には極めて優れた
吸着性能を発揮するが、有機溶剤等を含有する気体に対
しては、チャンネリング現象を起こすことが多く、この
現象は電極材とした場合にも不都合な結果をもたらす。
【０００３】このため、賦形された一定の組織構造を備
え、優れた吸着性能と組織強度をもつ構造状の活性炭が
開発されれば、上記問題の多くは解決される。ところ
が、従来提案されているこの種の活性炭素構造体および
その製造技術には、吸着材に要求される吸着性能、組織
強度および経済性を同時に満足するもの、電極材として
必要な高度の比表面積ならびに導電性を兼備するものは
ない。すなわち、特開昭62-72509号公報には、レーヨ
ン、パルプ、椰子殻炭等を何層かに抄き合わせた成形活
性炭が開示されているが、成形体中に占める活性炭量が
制限されるため充分な吸着性能の確保が困難であり、ま
た主原料がレーヨン、パルプであるため高温度域の使用
に制約がある。活性炭粉末を例えばフェノール樹脂、フ
ラン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコン樹脂、
メチルセルロース、リグニン主原料樹脂、ＰＶＡ、木節
粘度、活性白土、石炭系または石油系ピッチ等のバイン
ダーを用いて成形する方法に関しては多くの提案がなさ
れている（特開昭50-14595号公報、特開昭51-39594号公
報、特開昭53-125292 号公報、特開昭55-167118 号公
報、特開昭59-213610 号公報等）。しかし、これらバイ
ンダーの使用は概して気孔を閉塞する因となり易く、ま
たバインダー自体の中には高価なものもあるため経済性
の見地から用途が限定される問題点がある。
え、優れた吸着性能と組織強度をもつ構造状の活性炭が
開発されれば、上記問題の多くは解決される。ところ
が、従来提案されているこの種の活性炭素構造体および
その製造技術には、吸着材に要求される吸着性能、組織
強度および経済性を同時に満足するもの、電極材として
必要な高度の比表面積ならびに導電性を兼備するものは
ない。すなわち、特開昭62-72509号公報には、レーヨ
ン、パルプ、椰子殻炭等を何層かに抄き合わせた成形活
性炭が開示されているが、成形体中に占める活性炭量が
制限されるため充分な吸着性能の確保が困難であり、ま
た主原料がレーヨン、パルプであるため高温度域の使用
に制約がある。活性炭粉末を例えばフェノール樹脂、フ
ラン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコン樹脂、
メチルセルロース、リグニン主原料樹脂、ＰＶＡ、木節
粘度、活性白土、石炭系または石油系ピッチ等のバイン
ダーを用いて成形する方法に関しては多くの提案がなさ
れている（特開昭50-14595号公報、特開昭51-39594号公
報、特開昭53-125292 号公報、特開昭55-167118 号公
報、特開昭59-213610 号公報等）。しかし、これらバイ
ンダーの使用は概して気孔を閉塞する因となり易く、ま
たバインダー自体の中には高価なものもあるため経済性
の見地から用途が限定される問題点がある。
【０００４】この他、フェノール樹脂等に活性炭と発泡
剤を混入して作製する多孔質成形体（特願昭53-125292
号公報）もあるが、この場合にも相対的に活性炭量が少
なくなるため吸着性能が減退する難点がある。また、合
成樹脂系の成形活性炭として、ポリビニルホルマール、
ポリウレタンフォーム等の発泡成形体にフェノールある
いはメラミン樹脂等を含浸して炭化したのち、水蒸気あ
るいは炭酸ガス等で賦活化する技術報告〔Marumo,C.,M.
Hayashi,H.Koyama and T.Ito:Kagakukougaku,48,953(19
84) 〕もあるが、ポリビニルホルマール、ポリウレタン
ホォーム等は熱可塑性樹脂であるため炭化後にその部分
が空洞になり、成形体の組織がかなり脆弱なものになる
という強度面の難点がある。
剤を混入して作製する多孔質成形体（特願昭53-125292
号公報）もあるが、この場合にも相対的に活性炭量が少
なくなるため吸着性能が減退する難点がある。また、合
成樹脂系の成形活性炭として、ポリビニルホルマール、
ポリウレタンフォーム等の発泡成形体にフェノールある
いはメラミン樹脂等を含浸して炭化したのち、水蒸気あ
るいは炭酸ガス等で賦活化する技術報告〔Marumo,C.,M.
Hayashi,H.Koyama and T.Ito:Kagakukougaku,48,953(19
84) 〕もあるが、ポリビニルホルマール、ポリウレタン
ホォーム等は熱可塑性樹脂であるため炭化後にその部分
が空洞になり、成形体の組織がかなり脆弱なものになる
という強度面の難点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、基材にフ
ェノール系樹脂を含浸して焼成炭化後に賦活処理する製
造プロセスにおいて、基材の材質性状、含浸樹脂の性状
等を多角的に研究を重ねた結果、特定の気孔性状をもつ
有機質繊維体を基材として黒鉛化性の異なるフェノール
系樹脂の混合液を含浸したものは、炭化・賦活処理を介
して高度の比表面積と組織強度とを同時に備える活性多
孔質炭素構造体に転化し得え、更に混合樹脂の組合せに
より製品特性のバランスを容易に調整しえることを確認
した。
ェノール系樹脂を含浸して焼成炭化後に賦活処理する製
造プロセスにおいて、基材の材質性状、含浸樹脂の性状
等を多角的に研究を重ねた結果、特定の気孔性状をもつ
有機質繊維体を基材として黒鉛化性の異なるフェノール
系樹脂の混合液を含浸したものは、炭化・賦活処理を介
して高度の比表面積と組織強度とを同時に備える活性多
孔質炭素構造体に転化し得え、更に混合樹脂の組合せに
より製品特性のバランスを容易に調整しえることを確認
した。
【０００６】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、高度の比表面積と優れた材質強度
を兼備し、かつ特性バランスを容易に調整することがで
きる活性多孔質炭素構造体の効率的な製造方法を提供す
ることにある。
もので、その目的は、高度の比表面積と優れた材質強度
を兼備し、かつ特性バランスを容易に調整することがで
きる活性多孔質炭素構造体の効率的な製造方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による活性多孔質炭素構造体の製造方法は、
平均気孔径５０〜１５０μm 、気孔率５０％以上の性状
を有する有機質繊維体に、黒鉛化性の異なる少なくとも
２種類のフェノース系樹脂を混合溶液として含浸処理
し、加熱硬化したのち非酸化性雰囲気中で１０００〜２
０００℃の温度域で焼成炭化し、得られた炭素成形体を
水蒸気もしくは炭酸ガスにより賦活処理することを構成
上の特徴とする。
めの本発明による活性多孔質炭素構造体の製造方法は、
平均気孔径５０〜１５０μm 、気孔率５０％以上の性状
を有する有機質繊維体に、黒鉛化性の異なる少なくとも
２種類のフェノース系樹脂を混合溶液として含浸処理
し、加熱硬化したのち非酸化性雰囲気中で１０００〜２
０００℃の温度域で焼成炭化し、得られた炭素成形体を
水蒸気もしくは炭酸ガスにより賦活処理することを構成
上の特徴とする。
【０００８】本発明では基材として、有機質の繊維体が
使用される。この有機質繊維体としては、例えばセルロ
ース系、ポリビニルアルコール系、フェノール系など、
熱処理時に溶融しないで炭化する熱不融性の繊維成形体
が好ましく用いられる。とくに本発明の目的には、抄造
されたビニロンまたはレーヨン紙を所定の厚さに積層化
し、必要により圧縮処理して成形された繊維体が好適に
使用される。この場合には、積層前に予め５０〜１１０
℃程度の温度に加熱処理して水分の除去と表面の改質を
おこなっておくと、含浸時、樹脂液との濡れ性が効果的
に改善される。
使用される。この有機質繊維体としては、例えばセルロ
ース系、ポリビニルアルコール系、フェノール系など、
熱処理時に溶融しないで炭化する熱不融性の繊維成形体
が好ましく用いられる。とくに本発明の目的には、抄造
されたビニロンまたはレーヨン紙を所定の厚さに積層化
し、必要により圧縮処理して成形された繊維体が好適に
使用される。この場合には、積層前に予め５０〜１１０
℃程度の温度に加熱処理して水分の除去と表面の改質を
おこなっておくと、含浸時、樹脂液との濡れ性が効果的
に改善される。
【０００９】基材となる有機質繊維体は、平均気孔径が
５０〜１５０μm で、気孔率が５０％以上の性状を有す
るものを選択する必要がある。平均気孔径および気孔率
がそれぞれ５０μm 、５０％を下廻る場合には、フェノ
ール系樹脂溶液の含浸から焼成炭化処理に至る工程段階
において気孔の閉塞化を誘発し、他方、平均気孔径が１
５０μm を越えると強度特性の低下が著しくなる。
５０〜１５０μm で、気孔率が５０％以上の性状を有す
るものを選択する必要がある。平均気孔径および気孔率
がそれぞれ５０μm 、５０％を下廻る場合には、フェノ
ール系樹脂溶液の含浸から焼成炭化処理に至る工程段階
において気孔の閉塞化を誘発し、他方、平均気孔径が１
５０μm を越えると強度特性の低下が著しくなる。
【００１０】有機質繊維体には、黒鉛化性の異なる少な
くとも２種類のフェノール系樹脂を混合溶液として含浸
処理される。黒鉛化性とは、非酸化性雰囲気中で１００
０℃以上の温度により高温焼成したときに炭素組織が移
行する黒鉛化の度合を意味する。一般にフェノール系樹
脂のような熱硬化性樹脂類はピッチ等に比べて黒鉛化し
難いが、その中でも樹脂の組成により相対的に易黒鉛化
性のものと難黒鉛化性を示すものとがある。例えば、フ
ェノール系樹脂の中でもフェノールホルムアルデヒド樹
脂は相対的に難黒鉛性であるが、キシレノール系の３，
５−ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂は易黒鉛
化性を示し、またメタクレゾール系の３−メチルフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂は前２者の中間的な黒鉛化性
を示す。したがって、これら黒鉛化性の異なるフェノー
ル系樹脂の２種類または３種類を混合溶液として含浸材
とする。混合するフェノール系樹脂の組合せは、最終的
に得られる活性多孔質炭素構造体の特性バランス等を考
慮して決定されるが、各樹脂の混合比率は２０〜８０重
量％の範囲内とすることが好ましい。この範囲を外れる
と十分な混合効果が得られない。
くとも２種類のフェノール系樹脂を混合溶液として含浸
処理される。黒鉛化性とは、非酸化性雰囲気中で１００
０℃以上の温度により高温焼成したときに炭素組織が移
行する黒鉛化の度合を意味する。一般にフェノール系樹
脂のような熱硬化性樹脂類はピッチ等に比べて黒鉛化し
難いが、その中でも樹脂の組成により相対的に易黒鉛化
性のものと難黒鉛化性を示すものとがある。例えば、フ
ェノール系樹脂の中でもフェノールホルムアルデヒド樹
脂は相対的に難黒鉛性であるが、キシレノール系の３，
５−ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂は易黒鉛
化性を示し、またメタクレゾール系の３−メチルフェノ
ールホルムアルデヒド樹脂は前２者の中間的な黒鉛化性
を示す。したがって、これら黒鉛化性の異なるフェノー
ル系樹脂の２種類または３種類を混合溶液として含浸材
とする。混合するフェノール系樹脂の組合せは、最終的
に得られる活性多孔質炭素構造体の特性バランス等を考
慮して決定されるが、各樹脂の混合比率は２０〜８０重
量％の範囲内とすることが好ましい。この範囲を外れる
と十分な混合効果が得られない。
【００１１】フェノール系樹脂の溶液化は、樹脂をアル
コール、アセトンのような常用の有機溶媒に溶解するこ
とによっておこなわれる。溶液の樹脂濃度は２０〜７０
重量％に設定することが望ましく、この濃度が２０重量
％未満になると炭化後の強度特性が減退し、また７０重
量％を越えると円滑な含浸が阻害されるうえにマクロ気
孔の閉塞を伴う。有機質繊維体に対する樹脂溶液の含浸
処理は、浸漬、塗布、スプレーなど常用の手段を用いて
おこなわれる。
コール、アセトンのような常用の有機溶媒に溶解するこ
とによっておこなわれる。溶液の樹脂濃度は２０〜７０
重量％に設定することが望ましく、この濃度が２０重量
％未満になると炭化後の強度特性が減退し、また７０重
量％を越えると円滑な含浸が阻害されるうえにマクロ気
孔の閉塞を伴う。有機質繊維体に対する樹脂溶液の含浸
処理は、浸漬、塗布、スプレーなど常用の手段を用いて
おこなわれる。
【００１２】含浸物は、ついで加熱して樹脂を硬化させ
る。加熱硬化処理には、６０〜１５０℃まで６時間で昇
温する条件を与え、含浸樹脂成分は完全に硬化する。加
熱硬化後の材料は焼成炉に移し、窒素、アルゴン、一酸
化炭素等の非酸化性雰囲気中で１０００〜２０００℃の
温度域で焼成炭化処理する。このようにして得られた炭
素成形体は、引き続き水蒸気もしくは炭酸ガスにより賦
活処理して本発明の活性多孔質炭素構造体を得る。この
場合の賦活温度は９００〜１０００℃の範囲に設定する
ことが好ましく、９００℃を下廻ると賦活が不十分とな
って高比表面積の組織を得ることができなくなり、１０
００℃を越えると賦活が進行し過ぎて材質強度の減退を
招く。
る。加熱硬化処理には、６０〜１５０℃まで６時間で昇
温する条件を与え、含浸樹脂成分は完全に硬化する。加
熱硬化後の材料は焼成炉に移し、窒素、アルゴン、一酸
化炭素等の非酸化性雰囲気中で１０００〜２０００℃の
温度域で焼成炭化処理する。このようにして得られた炭
素成形体は、引き続き水蒸気もしくは炭酸ガスにより賦
活処理して本発明の活性多孔質炭素構造体を得る。この
場合の賦活温度は９００〜１０００℃の範囲に設定する
ことが好ましく、９００℃を下廻ると賦活が不十分とな
って高比表面積の組織を得ることができなくなり、１０
００℃を越えると賦活が進行し過ぎて材質強度の減退を
招く。
【００１３】
【作用】本発明において原料基材に用いる有機質繊維体
は、フェノール系樹脂溶液の含浸から硬化するまではマ
トリックス組織となり、焼成炭化後は繊維状炭化物の骨
格組織として残留する。この際、平均気孔径５０〜１５
０μm と気孔率５０％以上の気孔性状が含浸処理を円滑
化し、焼成炭化後の組織に好適な多孔構造を付与するた
めに機能する。
は、フェノール系樹脂溶液の含浸から硬化するまではマ
トリックス組織となり、焼成炭化後は繊維状炭化物の骨
格組織として残留する。この際、平均気孔径５０〜１５
０μm と気孔率５０％以上の気孔性状が含浸処理を円滑
化し、焼成炭化後の組織に好適な多孔構造を付与するた
めに機能する。
【００１４】含浸材として難黒鉛化性のフェノール系樹
脂を単独で用いた場合には、炭化賦活後の組織に高い比
表面積を付与しえるが、成形体が大型になると材質に亀
裂等が発生するうえ強度が不十分となる。易黒鉛性のフ
ェノール樹脂のみでは、逆に炭化・賦活後の材質強度は
増大するが比表面積が減退する。中間的な黒鉛化性フェ
ノール樹脂だけを用いた際には、炭化・賦活後における
高比表面積の付与に制約があり、また強度その他の特性
バランスを調整することができない。本発明に従って黒
鉛化性の異なる少なくとも２種類のフェノール系樹脂混
合溶液を含浸材として用いると、前記した単独使用時の
不利点が相殺されると共に併用効果が相乗して炭化・賦
活後の炭素構造体に常に高い比表面積と優れた組織強度
が付与される。更に、混合樹脂の組合せを選択すること
により得られる活性多孔質炭素構造体の各種特性を所望
の範囲内にバランス調整することが可能となる。
脂を単独で用いた場合には、炭化賦活後の組織に高い比
表面積を付与しえるが、成形体が大型になると材質に亀
裂等が発生するうえ強度が不十分となる。易黒鉛性のフ
ェノール樹脂のみでは、逆に炭化・賦活後の材質強度は
増大するが比表面積が減退する。中間的な黒鉛化性フェ
ノール樹脂だけを用いた際には、炭化・賦活後における
高比表面積の付与に制約があり、また強度その他の特性
バランスを調整することができない。本発明に従って黒
鉛化性の異なる少なくとも２種類のフェノール系樹脂混
合溶液を含浸材として用いると、前記した単独使用時の
不利点が相殺されると共に併用効果が相乗して炭化・賦
活後の炭素構造体に常に高い比表面積と優れた組織強度
が付与される。更に、混合樹脂の組合せを選択すること
により得られる活性多孔質炭素構造体の各種特性を所望
の範囲内にバランス調整することが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００１６】実施例１〜３、比較例１〜２ 平均気孔径５０μm 、気孔率５０％のレーヨン紙〔東海
パルプ（株）製〕を１１０℃の乾燥器中で２時間加熱乾
燥し、これを１０枚密着状に積層して有機質繊維体を形
成した。含浸材として、難黒鉛化性のフェノールホルム
アルデヒド樹脂〔住友デュレズ（株）製、不揮発分６０
％、平均分子量約２００〕と中間的黒鉛化性の３−メチ
ルフェノールホルムアルデヒド樹脂〔住友デュレズ
（株）製、不揮発分６０％、平均分子量約２００〕を各
種の割合で配合し、アセトンに３０重量％の濃度で溶解
させた混合溶液を用意した。
パルプ（株）製〕を１１０℃の乾燥器中で２時間加熱乾
燥し、これを１０枚密着状に積層して有機質繊維体を形
成した。含浸材として、難黒鉛化性のフェノールホルム
アルデヒド樹脂〔住友デュレズ（株）製、不揮発分６０
％、平均分子量約２００〕と中間的黒鉛化性の３−メチ
ルフェノールホルムアルデヒド樹脂〔住友デュレズ
（株）製、不揮発分６０％、平均分子量約２００〕を各
種の割合で配合し、アセトンに３０重量％の濃度で溶解
させた混合溶液を用意した。
【００１７】ついで、有機質繊維体を含浸材溶液中に浸
漬して十分に含浸させた。含浸物は６０℃の電気乾燥器
に入れ、２時間保持してアセトン成分を除去したのち、
加熱しながら面圧０．５kg/cm2の圧力で圧縮した。この
圧縮段階の加熱条件は８０℃から１時間おきに２０℃づ
つ温度を上昇させ、最終的に１５０℃まで昇温した。硬
化後の成形体は窒素ガス雰囲気に保持された焼成炉に入
れ、１０００℃の温度により焼成炭化処理したのち、引
き続き賦活炉に移して炭酸ガス雰囲気下、９００℃の温
度により賦活処理を施した。得られた各活性多孔質炭素
構造体は、縦横２００mm、厚さ１．０mmのシート形状の
ものであった。
漬して十分に含浸させた。含浸物は６０℃の電気乾燥器
に入れ、２時間保持してアセトン成分を除去したのち、
加熱しながら面圧０．５kg/cm2の圧力で圧縮した。この
圧縮段階の加熱条件は８０℃から１時間おきに２０℃づ
つ温度を上昇させ、最終的に１５０℃まで昇温した。硬
化後の成形体は窒素ガス雰囲気に保持された焼成炉に入
れ、１０００℃の温度により焼成炭化処理したのち、引
き続き賦活炉に移して炭酸ガス雰囲気下、９００℃の温
度により賦活処理を施した。得られた各活性多孔質炭素
構造体は、縦横２００mm、厚さ１．０mmのシート形状の
ものであった。
【００１８】このようにして製造された各炭素構造体の
各種特性を測定し、含浸材としたフェノール系樹脂の混
合比率と対比させて表１に示した。なお、各性状の測定
は、平均気孔径および気孔率は水銀圧入法、平均細孔径
および比表面積についてはＢＥＴ法、曲げ強度および曲
げ弾性率はＪＩＳ Ｋ６９１１の方法によった。
各種特性を測定し、含浸材としたフェノール系樹脂の混
合比率と対比させて表１に示した。なお、各性状の測定
は、平均気孔径および気孔率は水銀圧入法、平均細孔径
および比表面積についてはＢＥＴ法、曲げ強度および曲
げ弾性率はＪＩＳ Ｋ６９１１の方法によった。
【００１９】表１の結果から、本発明の要件を満たす実
施例はいずれも高度な比表面積と優れた強度特性を備
え、その他の特性もバランスよく調整されている。これ
に対し難黒鉛化性のフェノール系樹脂のみを含浸した比
較例１では強度特性が極端に低く、また中間的黒鉛化性
のフェノール系樹脂のみを含浸した比較例２では比表面
積が不足していることが認められる。
施例はいずれも高度な比表面積と優れた強度特性を備
え、その他の特性もバランスよく調整されている。これ
に対し難黒鉛化性のフェノール系樹脂のみを含浸した比
較例１では強度特性が極端に低く、また中間的黒鉛化性
のフェノール系樹脂のみを含浸した比較例２では比表面
積が不足していることが認められる。
【００２０】
【表１】
【００２１】実施例４〜６、比較例３ 中間的黒鉛化性の３−メチルフェノールホルムアルデヒ
ド樹脂に代えて易黒鉛化性の３，５−ジメチルフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂を用い、その他は実施例１〜３
と同一条件によって４種類の活性多孔質炭素構造体を製
造した。得られた各炭素構造体の各種特性を測定し、含
浸材フェノール系樹脂の混合比率と対比させて表２に示
した。
ド樹脂に代えて易黒鉛化性の３，５−ジメチルフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂を用い、その他は実施例１〜３
と同一条件によって４種類の活性多孔質炭素構造体を製
造した。得られた各炭素構造体の各種特性を測定し、含
浸材フェノール系樹脂の混合比率と対比させて表２に示
した。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２の結果から、易黒鉛性のフェノール樹
脂を単独で含浸材とした比較例３では強度特性は高いも
のの比表面積が減退しているが、実施例のものは強度特
性および比表面積ともに高水準にあり、全体にバランス
がとれた特性を示している。
脂を単独で含浸材とした比較例３では強度特性は高いも
のの比表面積が減退しているが、実施例のものは強度特
性および比表面積ともに高水準にあり、全体にバランス
がとれた特性を示している。
【００２４】実施例７〜９ 含浸材の混合組合せを中間的黒鉛化性の３−メチルフェ
ノールホルムアルデヒド樹脂と易黒鉛化性の３，５−ジ
メチルフェノールホルムアルデヒド樹脂とし、その他の
条件は実施例１〜３と同一にしたプロセスで活性多孔質
炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各種特
性を測定し、結果を同様にして表３に示した。
ノールホルムアルデヒド樹脂と易黒鉛化性の３，５−ジ
メチルフェノールホルムアルデヒド樹脂とし、その他の
条件は実施例１〜３と同一にしたプロセスで活性多孔質
炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各種特
性を測定し、結果を同様にして表３に示した。
【００２５】
【表３】
【００２６】表３の結果は強度特性、比表面積ともに実
施例１〜６の製品に比べて若干低下の傾向が認められる
が、全体の特性バランスは高水準に保持されている。
施例１〜６の製品に比べて若干低下の傾向が認められる
が、全体の特性バランスは高水準に保持されている。
【００２７】実施例１０〜１２ 平均気孔径１００μm 、気孔率７０％のレーヨン紙を用
いたほかは、全て実施例１〜３と同一条件により活性多
孔質炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各
種特性を測定し、結果を同様にして表４に示した。
いたほかは、全て実施例１〜３と同一条件により活性多
孔質炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各
種特性を測定し、結果を同様にして表４に示した。
【００２８】
【表４】
【００２９】実施例１３〜１５ 平均気孔径１００μm 、気孔率７０％のレーヨン紙を用
いたほかは、全て実施例４〜６と同一条件により活性多
孔質炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各
種特性を測定し、結果を同様にして表５に示した。
いたほかは、全て実施例４〜６と同一条件により活性多
孔質炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各
種特性を測定し、結果を同様にして表５に示した。
【００３０】
【表５】
【００３１】実施例１６〜１８ 平均気孔径１００μm 、気孔率７０％のレーヨン紙を用
いたほかは、全て実施例７〜９と同一条件により活性多
孔質炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各
種特性を測定し、結果を表６に示した。
いたほかは、全て実施例７〜９と同一条件により活性多
孔質炭素構造体を製造した。得られた各炭素構造体の各
種特性を測定し、結果を表６に示した。
【００３２】
【表６】
【００３３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に従えば特定され
た原料基材に黒鉛化度の異なる少なくとも２種類のフェ
ノール系樹脂の混合溶液を含浸させて炭化・賦活するこ
とにより高度の比表面積と優れた組織強度を兼備し、か
つ特性バランスのよい活性多孔質炭素構造体を生産性よ
く製造することができる。したがって、工業用の吸着
材、電極材ほか、耐熱性と化学的安定性が要求される各
種の工業部材の製造技術として有用である。
た原料基材に黒鉛化度の異なる少なくとも２種類のフェ
ノール系樹脂の混合溶液を含浸させて炭化・賦活するこ
とにより高度の比表面積と優れた組織強度を兼備し、か
つ特性バランスのよい活性多孔質炭素構造体を生産性よ
く製造することができる。したがって、工業用の吸着
材、電極材ほか、耐熱性と化学的安定性が要求される各
種の工業部材の製造技術として有用である。
Claims (2)
- 【請求項１】 平均気孔径５０〜１５０μm 、気孔率５
０％以上の性状を有する有機質繊維体に、黒鉛化性の異
なる少なくとも２種類のフェノール系樹脂を混合溶液と
して含浸処理し、加熱硬化したのち非酸化性雰囲気中で
１０００〜２０００℃の温度域で焼成炭化し、得られた
炭素成形体を水蒸気もしくは炭酸ガスにより賦活処理す
ることを特徴とする活性多孔質炭素構造体の製造方法。 - 【請求項２】 黒鉛化性の異なる少なくとも２種類のフ
ェノール系樹脂を、フェノールホルムアルデヒド樹脂、
３−メチルフェノールホルムアルデヒド樹脂および３，
５−ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂から選択
する請求項１記載の活性多孔質炭素構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018166A JPH06206780A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 活性多孔質炭素構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018166A JPH06206780A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 活性多孔質炭素構造体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06206780A true JPH06206780A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11964027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5018166A Pending JPH06206780A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 活性多孔質炭素構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06206780A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083748A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-03-22 | Asahi Glass Co Ltd | 活性炭およびその製造方法およびこれを用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2009061448A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-03-26 | Tokyo Gas Co Ltd | 分子篩炭素及びその製造方法 |
| CN102139500A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 仇峰 | 一种塑化木及其制造方法 |
| JP2015526372A (ja) * | 2012-07-27 | 2015-09-10 | ハンワ ケミカル コーポレイション | 多孔性炭素及びその製造方法 |
| CN112573502A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-03-30 | 四川大学 | 芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-01-07 JP JP5018166A patent/JPH06206780A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083748A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-03-22 | Asahi Glass Co Ltd | 活性炭およびその製造方法およびこれを用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2009061448A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-03-26 | Tokyo Gas Co Ltd | 分子篩炭素及びその製造方法 |
| CN102139500A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 仇峰 | 一种塑化木及其制造方法 |
| JP2015526372A (ja) * | 2012-07-27 | 2015-09-10 | ハンワ ケミカル コーポレイション | 多孔性炭素及びその製造方法 |
| US9919924B2 (en) | 2012-07-27 | 2018-03-20 | Hanwha Chemical Corporation | Porous carbon and method of preparing the same |
| CN112573502A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-03-30 | 四川大学 | 芳氰基/芳炔基多孔碳材料及其制备方法 |
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