JPH0987949A

JPH0987949A - 炭素繊維シートおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0987949A
Application number: JP24760395A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sawairi; 利夫澤入; Takashi Osaki; 孝大崎; Akira Miyazaki; 明宮崎; Naoki Kato; 直樹加藤
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-26
Also published as: JP3916268B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的特性、電気的特性、耐薬品性等に優れ
る上、柔軟性に富み、特に曲げや折れに対する耐久性に
優れ、破損の生じにくい炭素繊維シートを提供するこ
と。【解決手段】気相成長炭素の６０〜９９重量％と微生
物産生繊維状物の１〜４０重量％とを含有してなること
を特徴とする炭素繊維シートである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、炭素繊維シート
およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、機械的特
性、電気的特性、耐薬品性等に優れる上、柔軟性に富
み、特に曲げや折れに対する耐久性に優れ、破損の生じ
にくい炭素繊維シート、および前記炭素繊維シートを効
率良く簡便に、かつ工業的に製造することができる方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】気相成長炭素繊維は、結晶構造が黒鉛に
近く、年輪状であるので優れた電気的特性、機械的特性
を示す。このような優れた特性を有することから、気相
成長炭素繊維は、たとえば特開昭６０−５４９９８号公
報に記載された気相流動法などを利用して量産されてい
る。ところが、気相成長炭素繊維は、一般に、その平均
直径が０．０５〜２μｍであり、その平均アスペクト比
が２〜３０，０００であり、非常に微細であるので、取
扱いが容易でない。そこで、近時、気相成長炭素繊維の
取扱いを容易にするために、気相成長炭素繊維をシート
状あるいはフィルム状に加工する方法が、たとえば特開
昭６１−２２５３６０号公報、特開昭６１−２３１２５
１号公報、特開平５−１１７９５２号公報等において提
案されている。

【０００３】しかしながら、気相成長炭素繊維をシート
状に成形する場合には、以下の問題がある。すなわち、
気相成長炭素繊維は、通常、複雑に絡み合っているの
で、成形に先立ってこの絡みをほぐす必要がある。とこ
ろが、気相成長炭素繊維は１本１本が剛直であるので、
互いに絡み合っている気相成長炭素繊維同士をほぐすの
は困難であるという問題がある。このため、粉砕機を用
いて気相成長炭素繊維を粉砕して短繊維にすることも考
えられる。ところが、この場合、気相成長炭素繊維同士
の絡みはほぐれるが、この短繊維をシート状に成形して
も、短繊維同士の間で新たな絡み合いが形成されないの
で、成形品の強度が低下してしまうという問題がある。
そこで、一般的な短繊維を補強用として併用することも
考えられる。ところが、一般の短繊維は、気相成長炭素
繊維に比し、繊維直径および繊維長が格段に大きいの
で、この場合、補強用として用いた短繊維により形成さ
れたシートが製造されてしまう。このシートにおいて
は、前記短繊維の隙間に気相成長炭素繊維の短繊維が埋
まっている状態になっており、微視的にはシートの組成
が非常に不均一であり、気相成長炭素繊維の特長を生か
すことができないという問題がある。

【０００４】一方、上述の公報に記載された方法により
製造されたシートの場合、柔軟性に欠け、曲げ加工や折
り加工などを行うと、破損することがあるという問題が
ある。また、シートを製造する際、通常、バインダーと
して有機繊維等を使用するが、この有機繊維等によって
後加工の際に、汚染等が生ずることがあるという問題が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記従来
における問題を解決することを目的の一つとする。ま
た、この発明は、機械的特性、電気的特性、耐薬品性等
に優れる上、柔軟性に富み、特に曲げや折れに対する耐
久性に優れ、破損の生じにくい炭素繊維シートを提供す
ることを目的の一つとする。さらに、この発明は、前記
炭素繊維シートを効率良く簡便に、かつ工業的に製造す
ることができる方法を提供することを目的の一つとす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１に記載の発明は、気相成長炭素繊維と微生物
産生繊維状物とを含有してなることを特徴とする炭素繊
維シートであり、請求項２に記載の発明は、前記気相成
長炭素繊維の含有量が６０〜９９重量％であり、前記微
生物産生繊維状物の含有量が１〜４０重量％である前記
請求項１に記載の炭素繊維シートであり、請求項３に記
載の発明は、前記気相成長炭素繊維は、その平均直径が
０．０１〜５μｍであり、平均アスペクト比が２〜３
０，０００である前記請求項１または２に記載の炭素繊
維シートであり、請求項４に記載の発明は、前記微生物
産生繊維状物が、微生物産生多糖類である前記請求項１
から３のいずれに記載の炭素繊維シートであり、請求項
５に記載の発明は、気相成長炭素繊維と、微生物産生繊
維状物と、これらの合計重量に対して３０〜２，０００
倍量の水とを含有する混合物を乾燥させることを特徴と
する炭素繊維シートの製造方法であり、請求項６に記載
の発明は、前記気相成長炭素繊維の配合量が６０〜９９
重量％であり、前記微生物産生繊維状物の配合量が１〜
４０重量％である前記請求項５に記載の炭素繊維シート
の製造方法であり、請求項７に記載の発明は、前記気相
成長炭素繊維は、その平均直径が０．０１〜５μｍであ
り、平均アスペクト比が２〜３０，０００である前記請
求項５または６に記載の炭素繊維シートの製造方法であ
り請求項８に記載の発明は、前記微生物産生繊維状物
が、微生物産生多糖類である前記請求項５から７のいず
れかに記載の炭素繊維シートの製造方法である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の炭素繊維シート
およびその製造方法について詳細に説明する。

【０００８】＜炭素繊維シート＞この発明の炭素繊維シ
ートは、気相成長炭素繊維と微生物産生繊維状物とを含
有してなる。

【０００９】−気相成長炭素繊維− この発明における気相成長炭素繊維の平均直径は、通常
０．０１〜５μｍであり、好ましくは０．０５〜３μｍ
である。場合によっては、下限値を０．０１もしくは
０．０５、または後述するいずれかの実施例における気
相成長炭素繊維の平均直径の値とし、上限値を５もしく
は３、または後述するいずれかの実施例における気相成
長炭素繊維の平均直径の値とする範囲であってもよい。

【００１０】この発明における気相成長炭素繊維の平均
アスペクト比は、通常２〜３，０００であり、好ましく
は５〜５００である。場合によっては、下限値を２もし
くは５、または後述するいずれかの実施例における気相
成長炭素繊維の平均アスペクト比の値とし、上限値を
３，０００もしくは５００、または後述するいずれかの
実施例における気相成長炭素繊維の平均アスペクト比の
値とする範囲であってもよい。

【００１１】前記平均直径および平均アスペクト比が前
記範囲内にあると、得られる炭素繊維シートは、厚みが
均一であり、引き裂きにくく、機械的特性、電気的特性
に優れ、しかも製造時の歩留が良好である。気相成長炭
素繊維の平均直径は小さい程望ましいが、平均直径が
０．０１μｍ未満である気相成長炭素繊維は実質的に製
造が困難である。

【００１２】これに対し、気相成長炭素繊維の平均直径
が５μｍを超えると、薄手の炭素繊維シートを均一な厚
みで製造するのが困難になることがある。気相成長炭素
繊維の平均アスペクト比が、２未満であると、気相成長
炭素繊維同士の絡み合いの効果が充分でなく、得られる
炭素繊維シートの強度が低下することがあり、しかも製
造時の歩留が悪くなることがあり、さらに、炭素繊維シ
ートを導電用途に使用した場合、気相成長炭素繊維の比
率が同じである他の炭素繊維シートよりも、このとき得
られる炭素繊維シートの方が導電性が劣ることがある。
一方、平均アスペクト比が３，０００を超えると、得ら
れる炭素繊維シートに、厚みによる斑が生じることがあ
る。

【００１３】この発明における気相成長炭素繊維には、
気相成長炭素繊維のみならず、気相成長炭素繊維を黒鉛
化処理してなる黒鉛化気相成長炭素繊維も含まれる。こ
の発明においては、気相成長炭素繊維として、未黒鉛化
気相成長炭素繊維または黒鉛繊維を単独で用いてもよ
く、あるいはこれらの混合物を用いてもよい。この発明
における気相成長炭素繊維は、縮合環状の黒鉛網面が繊
維軸を中心にして年輪状に高度に発達した構造を有す
る。

【００１４】この発明における気相成長炭素繊維の好適
例としては、黒鉛網面間距離（ｄ_oo2 ）が３．４５〜
３．５５Åであり、縮合環状の黒鉛網面が重なった厚み
すなわち黒鉛結晶子の厚み（Ｌ_c ）が１０〜１００Åで
ある黒鉛化処理前の気相成長炭素繊維や、この気相成長
炭素繊維を黒鉛化処理したところの、黒鉛網面間距離
（ｄ_oo2 ）が３．３５〜３．４５Åであり、黒鉛結晶子
の厚さ（Ｌ_c ）が１００以上である黒鉛繊維が挙げられ
る。

【００１５】この発明における気相成長炭素繊維は、た
とえば気相成長法を利用して製造することができる。

【００１６】前記気相成長法としては、いわゆる基板法
と流動気相法とが知られている。前記基板法は、基板に
触媒金属たとえば遷移金属もしくは遷移金属化合物を担
持させ、これを高温度に加熱しながら、この基板上に炭
素源ガスである炭化水素ガスを流通させることにより、
基板表面に炭素繊維を生成させる方法である。前記流動
気相法は、基板を使用せず、触媒金属になり得る金属化
合物と炭素源である炭素化合物とを、あるいは触媒金属
と炭素源となる炭化水素成分を含有する有機金属化合物
を気化して、反応管中で所定の高温度に加熱することに
より、空間中で炭素繊維を生成させる方法である。具体
的には、たとえば特開昭６０−５４９９８号公報、特開
昭６０−２１５８１６号公報、特開昭６０−２２４８１
５号公報、特開昭６１−７００１４号公報、特開昭６３
−４２９２０号公報等において記載されている方法が挙
げられる。

【００１７】この発明の炭素繊維シートにおける前記気
相成長炭素繊維の含有割合としては、通常６０〜９９重
量％であり、好ましくは８０〜９５重量％である。ま
た、場合によっては、下限値を６０もしくは８０重量
％、または後述するいずれかの実施例における気相成長
炭素繊維の含有割合の値とし、上限値を９５もしくは９
９重量％、または後述するいずれかの実施例における気
相成長炭素繊維の含有割合の値とする範囲であってもよ
い。前記含有割合が前記範囲内にあると、機械的強度や
剛性に優れた炭素繊維シートを得ることができるので好
ましい。

【００１８】−微生物産生繊維状物− この発明における微生物産生繊維状物は、微生物により
産生される繊維状物である。前記繊維状物としては、糸
状物または繊維状物、多糖類などが挙げられる。前記繊
維状物を産生する微生物としては、たとえば、カビ、酵
母、放線菌、バクテリア、担子菌類、藻類、などが挙げ
られる。この発明においては、これらの微生物産生繊維
状物の中でも微生物産生多糖類が好ましい。

【００１９】前記微生物産生多糖類としては、たとえば
バクテリアセルロースなどの微生物産生セルロース、ア
ミノ糖ポリマー、などが挙げられ、具体的には、微生物
により産生される、セルロースをはじめ、セルロースを
主鎖とし、ヘテロ多糖類、β−１，３−グルカン、β−
１，２−グルカン等を含有してなる多糖類、キチン・キ
トサン、などが挙げられる。前記ヘテロ多糖類の構成成
分としては、マンノース、フルクトース、ガラクトー
ス、ラムノース等の六炭糖；アラビノース、キシロー
ス、リボース、リキソース、リブロース等の五炭糖；グ
ルクロン酸等の有機酸；などが挙げられる。前記微生物
産生多糖類は、微生物により産生される。前記微生物と
しては、たとえば、アセトバクター・アセティ・亜種・
キシリナム（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒａｃｅｔｉｓ
ｕｂｓｐ．ｘｙｌｉｎｕｍ）、アセトバクター・アセ
ティ・亜種・パストゥリアン（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ
ａｃｔｉｓｕｂｓｐ．ｐａｓｔｅｕｒｉａｎ）、ア
セトバクター・アセティ・亜種・ランセンス（Ａｃｅｔ
ｏｂａｃｔｅｒａｃｅｔｉｓｕｂｓｐ．ｒａｎｃ
ｅｎｓ）、サルシナ・ベントリクリ（Ｓａｒｃｉｎａ
ｖｅｎｔｒｉｃｕｌｉ）、バクテリウム・キシロイデス
（Ｂａｃｔｅｒｉｕｍｘｙｌｏｉｄｅｓ）、シュード
モナス属細菌、アグロバクテリウム属細菌などが挙げら
れる。

【００２０】前記微生物産生多糖類は、前記微生物を適
宜選択した培養方法に従い、培養することによって得ら
れる。前記微生物の製造方法としては、たとえば固体培
養、液体培養等が挙げられる。前記固体培養としては、
たとえばスラントやプレート等による培養が挙げられ
る。前記液体培養としては、たとえば、静置培養や、試
験管、三角フラスコ、坂口フラスコ等による振とう培養
や、ジャーファーメンター等による通気攪拌培養などの
それ自体公知の培養が挙げられる。前記通気攪拌培養と
しては、たとえば回分培養、流加培養、連続培養などが
挙げられる。

【００２１】これらの中でも、微生物産生多糖類の回収
が容易な点で液体培養が好ましく、液体培養の中でも、
操作が簡単である点で静置培養が好ましく、また、得ら
れる微生物産生多糖類の大きさを制御し易い点で、振と
う培養や通気攪拌培養が好ましい。さらに、通気攪拌培
養の中でも、大量培養に好適で培養条件の制御が容易な
点で、回分培養、流加培養が好ましい。

【００２２】培養に使用する培地としては、前記微生物
の成育に必要な炭素源、窒素源、無機塩類その他の成分
が含まれている限り特に制限はなく、たとえば完全合成
培地、半合成培地、天然培地などが挙げられ、前記微生
物の種類、目的等に応じて適宜決定することができる。
前記炭素源としては、たとえばグルコース、マルトー
ス、糖密などが挙げられる。前記窒素源としては、たと
えば硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、尿素、イ
ースト・エキストラクト、ペプトンなどが挙げられる。
前記無機塩類その他の成分としては、たとえば、リン酸
塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、鉄塩、マンガン
塩、ビタミン類などが挙げられる。また、培養する微生
物が、栄養要求株である場合にはアミノ酸等をさらに添
加することができ、抗生物質耐性株である場合には、ア
ンピシリン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール
等の抗生物質をさらに添加することができる。

【００２３】培養の際の温度、ｐＨ、培養時間、振とう
条件、攪拌速度、培養器の形状等の細かい条件は、適宜
目的に応じて選択することができる。一般的には、前記
温度は通常２０〜４０℃であり、前記ｐＨは通常５〜９
であり、前記培養時間は通常６時間〜３０日間である。

【００２４】なお、この発明においては、前記微生物と
して、多糖類を産生する遺伝子組換体を用いてもよく、
この遺伝子組換体を用いる場合には、プラスミドにおけ
るプロモーターの種類、たとえばｔｒｐプロモーター、
ｌａｃプロモーター、Ｐ_L プロモーター等の別に応じ
て、多糖類の産生を誘導することができる。前記微生物
として遺伝子組換体を用いると、微生物産生多糖類の生
産が制御し易い点で有利である。

【００２５】前記微生物産生多糖類は、一般に、静置培
養では培地表面に膜状に産生されることが多く、振とう
培養や通気攪拌培養では種々の大きさのパルプ状、ブロ
ック状、星形状などの不定形状に産生されることが多
い。したがって、この発明においては、得ようとする微
生物産生多糖類の形態や、培養する微生物の種類、培養
の規模等に応じて、適宜、前記培養方法を選択すること
ができる。

【００２６】培養で得られた微生物産生多糖類は、一般
的に、幅２〜４ｎｍ程度のミクロフィブリルが複雑に絡
み合った構造をしており、前記ミクロフィブリル同士の
間隙に多量の液体成分を含んでいるので、外観はゲルの
様相を呈している。この発明においては、得られた微生
物産生多糖類を必要に応じて洗浄等した後、ゲル状のま
ま使用してもよく、これを乾燥してなる乾燥体を使用し
てもよく、あるいは、前記乾燥体をアルカリ溶液や漂白
剤等で処理して改質し、準窒素含量を９５重量％以上と
したものを使用してもよい。

【００２７】なお、前記微生物産生多糖類を乾燥する場
合、風乾、加熱乾燥、凍結乾燥等それ自体公知の方法を
採用することができるが、前記微生物産生多糖類は上述
した通り微細なミクロフィブリルが複雑に絡み合った構
造を有しているので、前記ミクロフィブリル同士の間隙
に含まれている水分が蒸発しにくく、乾燥に時間がかか
る場合がある。この発明においては、このような場合、
あるいはその他の目的で、前記得られたゲル状の微生物
産生多糖類を離解処理した後で使用してもよい。前記離
解処理した微生物産生多糖類の場合、液体中でミクロフ
ィブリルが分散するので、離解処理をしていない微生物
産生多糖類に比し、短時間で洗浄、排水、脱水、乾燥等
を行うことができ、取扱いに便利である。

【００２８】前記離解処理の方法としては、特に制限は
なく、たとえば特開昭６２−３６４７号公報、特開昭６
２−２９４０４７号公報、特開平５−５１８８５号公報
などに記載されている方法が挙げられる。離解処理を行
う場合、一般的には離解処理時まで前記微生物産生多糖
類をゲル状のまま保持しておくことが必要である。前記
微生物産生多糖類は、一旦乾燥すると、微細なミクロフ
ィブリル間で多数の水素結合が形成されるので、液体を
加えてもゲル化せず、離解処理を行うことができなくな
ることがあるからである。

【００２９】前記微生物産生多糖類におけるミクロフィ
ブリルの凝集形態としては、たとえば、シート状、フィ
ルム状、繊維状、粒状などが挙げられる。これらの中で
も、繊維状あるいは粒状の微生物産生多糖類の場合、炭
素繊維シート中での分散性が良好であるので好ましい。

【００３０】なお、シート状あるいはフィルム状の微生
物産生多糖類を得る方法としては、たとえば、培養して
得られたゲル状の微生物産生多糖類を、そのままプレス
等を用いて脱水、乾燥を行う方法や、ミキサー等で完全
に離解しスラリー状にした後に湿式抄造を行う方法が挙
げられる。繊維状あるいは粒状の微生物産生多糖類を得
る方法としては、たとえば、ゲル状の微生物産生多糖類
を、食品用みじん切り機、フードカッター、ミートチョ
ッパー等を用いて細分化し、これに脱水、乾燥を行う方
法や、前記細分化した微生物産生多糖類に前記離解処理
を行った後、脱水、乾燥を行う方法などが挙げられる。

【００３１】この発明の炭素繊維シートにおける前記微
生物産生繊維状物の含有割合としては、通常１〜４０重
量％であり、好ましくは５〜２０重量％である。また、
場合によっては、下限値を１もしくは５重量％、または
後述するいずれかの実施例における微生物産生繊維状物
の含有割合の値とし、上限値を２０もしくは４０重量
％、または後述するいずれかの実施例における微生物産
生繊維状物の含有割合の値とする範囲であってもよい。
前記含有割合が前記範囲内にあると、炭素繊維シートの
機械的強度や剛性の劣化を招くことなく、曲げや折れに
対する耐久性が向上する点で好ましい。

【００３２】−その他の成分− この発明における炭素繊維シートは、この発明の目的を
害しない範囲でその他の成分を含有することができる。
前記その他の成分としては、目的や必要に応じて適宜選
択することができるが、たとえばそれ自体公知の、アル
ミニウム、銅、鉄、亜鉛等の金属、炭酸カルシウム、酸
化チタン、アルミナ、シリカ、カリオン、ベントナイ
ト、ゼオライト、雲母などの充填材、滑剤、染料、顔
料、塗料、結合剤、帯電防止剤、抗菌剤などが挙げられ
る。前記その他の成分を用いることにより、炭素繊維シ
ートに、耐久性、対候性、対薬品性、耐水性、静電防止
性、導電性などの諸機能を付与することができる。

【００３３】また、炭素繊維シートにおける繊維同士の
絡み合いを強化するために、少量の樹脂を結着剤として
使用するのも好ましい態様である。炭素繊維シートまた
は原料繊維を樹脂の希薄溶液に浸漬、乾燥を行うことに
より、また、樹脂が熱可塑性であれば必要により炭素繊
維シートに熱プレスを行うことにより、炭素繊維シート
としての形態保持性を高めることができる。この場合、
炭素繊維シートとしての特長を喪失しないようにするた
め、樹脂の使用量としては、通常、２０重量％以下であ
り、好ましくは１０重量％以下である。

【００３４】この発明の炭素繊維シートの厚みは、通常
５０μｍ〜５ｍｍであり、好ましくは１００〜５００μ
ｍが好ましい。前記厚みが前記範囲内にあると、取扱い
が容易で、炭素繊維シートを曲げても裂け目が生じるこ
とがないので好ましい。

【００３５】−炭素繊維シートの製造方法− この発明の炭素繊維の製造方法においては、まず、上述
の気相成長炭素繊維と上述の微生物産生繊維状物と水と
必要に応じて用いるその他の成分とを含有する混合物を
調製する。次に、この混合物を乾燥させる。

【００３６】具体的には、まず、通常６０〜９９重量
％、好ましくは８０〜９５重量％、場合によっては、下
限値を６０もしくは８０重量％または後述するいずれか
の実施例における気相成長炭素繊維の含有割合の値と
し、上限値を９５もしくは９９重量％または後述するい
ずれかの実施例における気相成長炭素繊維の含有割合の
値とする範囲の前記気相成長炭素繊維と、通常１〜４０
重量％、好ましくは５〜２０重量％、場合によっては、
下限値を１もしくは５重量％または後述するいずれかの
実施例における微生物産生繊維状物の含有割合の値と
し、上限値を２０もしくは４０重量％または後述するい
ずれかの実施例における微生物産生繊維状物の含有割合
の値とする範囲の前記微生物産生繊維状物と、これらの
合計重量（１００重量％）に対して３０〜２０００倍
量、好ましくは５０〜１０００倍量、場合によっては下
限値を３０もしくは５０または後述するいずれかの実施
例における水の使用量の値とし、上限値を２０００もし
くは１０００または後述するいずれかの実施例における
水の使用量の値とする範囲の水と、必要に応じて用いる
その他の成分とを混合して混合物を調製する。

【００３７】なお、前記微生物産生繊維状物は、ゲル状
物を用いてもよいし、あるいは乾燥物を用いてもよい。
前記水は、水のみであってもよいし、あるいは水溶液で
あってもよい。

【００３８】この発明においては、前記水以外に分散溶
媒として各種有機溶媒を使用してもよい。前記有機溶媒
としては、たとえば、メタノール、エタノール、プロピ
ルアルコール、アセトンなどが挙げられる。なお、前記
ゲル状物を使用するときは、水を溶解する有機溶媒を使
用し、あらかじめ水と置換しておくことが好ましい。前
記有機溶媒を使用すると、乾燥時の面積収縮を小さくす
ることができるという利点がある。

【００３９】前記混合は、それ自体公知のミキサー等の
混合器や攪拌装置などを用いて行うことができる。前記
混合における前記各成分の添加順序としては、特に制限
はなく、前記各成分を同時に添加してもよく、あるいは
別々に添加してもよい。

【００４０】この発明において、前記混合により調製し
た混合物は、真空中で脱泡を行った後、そのままガラス
製容器またはポリテトラフルオロエチレン製容器中での
乾燥に供してもよく、あるいは遠心分離、濃縮を行い、
ガラス板またはポリテトラフルオロエチレン製板上での
乾燥に供してもよい。通常、この操作により前記混合物
のシート状物が得られる。

【００４１】次に、この混合物を乾燥する。この乾燥に
際し、加熱および加圧すなわち加熱加圧を行ってもよ
く、あるいは、単に加熱するだけ、すなわち加熱乾燥を
行ってもよい。

【００４２】前記加熱加圧は、加熱と加圧とを同時に行
ってもよく、あるいは別々に行ってもよいが、同時に行
った方が短時間で処理することができる点で有利であ
る。前記加熱の温度としては、通常６０〜１３０℃以上
であり、好ましくは８０〜１００℃である。前記温度が
前記範囲内にあると乾燥が早くなる点で好ましい。前記
加圧における圧力としては、通常１０ｋｇ／ｃｍ² 以下
であるが、炭素繊維シートの嵩密度を上げる場合は１０
〜１０００ｋｇ／ｃｍ² である。なお、前記圧力を必要
以上に大きくしすぎると、前記気相成長炭素繊維に折れ
が生じることがある。

【００４３】前記加熱乾燥は、加熱と乾燥とを同時に行
ってもよく、あるいは別々に行ってもよい。前記加熱の
温度は上述した温度と同様である。前記乾燥の方法とし
ては、たとえば風乾等の自然乾燥、乾燥機、熱風等を用
いた強制乾燥などが挙げられる。

【００４４】前記加熱加圧または加熱乾燥の時間として
は、通常５〜２４時間であり、好ましくは８〜１２時間
である。前記時間が前記範囲内にあると微生物産生繊維
状物の収縮が少ない点で好ましい。

【００４５】この発明においては、前記混合物に対し、
前記加熱加圧または加熱乾燥を行うことにより通常シー
ト状物を得るが、場合によっては、成形用型枠等を用い
て加熱加圧または加熱乾燥を行うことにより、シート状
物のみならず所望の形状の成形品を得ることもできる。

【００４６】なお、前記加熱加圧または加熱乾燥は、そ
れ自体公知の機器を用いて行うことができ、このような
機器としては、たとえば加熱プレス機、加熱ロール機、
乾燥機、乾熱機などが挙げられる。前記加熱加圧または
加熱乾燥の結果、導電性、熱伝導性に優れる炭素繊維シ
ートが得られる。

【００４７】この発明においては、目的に応じて、こう
して得られた炭素繊維シートに、さらに他の層を積層し
てもよい。たとえば、この発明の炭素繊維シートの耐水
性を向上させる目的で、得られた炭素繊維シートの両面
に耐水性被膜を積層してもよい。

【００４８】−利点− 以上により、簡単にかつ経済的に、しかも効率良く、工
業的に炭素繊維シートを製造することができる。この得
られた炭素繊維シートは、剛性等の機械的特性、導電性
等の電気的特性、耐薬品性、熱伝導性等に優れる上、柔
軟性に富み、特に曲げや折れに対する耐久性に優れ、破
損が生じにくい、という優れた特性を有する。この炭素
繊維シートは、前記優れた特性を有することから、電気
・電子分野や化学分野などをはじめ各種の分野で好適に
用いられる。さらに、得られた炭素繊維シートに、耐炎
化工程および炭素化工程を施して微生物産生繊維状物を
炭素化すると、形態保持性に優れ、かつ炭素繊維シート
としての特長を充分に生かしたシートを製造することが
できる。

【００４９】

【実施例】

（実施例１）＜微生物産生繊維状物の調製＞グルコース５ｇ／ｄｌ、
イースト・エキストラクト０．５ｇ／ｄｌ、硫安０．５
ｇ／ｄｌ、リン酸水素カリウム０．３ｇ／ｄｌ、および
硫酸マグネシウム０．０５ｇ／ｄｌを含有する寒天培地
（ｐＨ６．０）で３０℃、３日間培養したアセトバクタ
ー・アセチ・亜種・キシリナム（ＡＴＣＣ１０８２
１）の１白金耳を、三角フラスコ中で滅菌した同組成の
新鮮な液体培地に接種し、３０℃で３０日間静置培養し
た。培養終了後、培養液の上層に形成された白色のバク
テリアセルロースを含むゲル状物を分離した。

【００５０】得られたゲル状物を、４％の水酸化ナトリ
ウム溶液に２０℃で３時間浸漬して改質した後、洗液が
アルカリ性を示さなくなるまで蒸留水で水洗し、乾燥
し、その後これを粉砕機で粉砕し、粒子化することによ
り、微生物産生多糖類を得た。＜混合物の調製＞この微生物産生多糖類の０．１ｇと水
１００ｍｌとを高速回転ミキサーを用いて５分間攪拌し
た後、気相成長炭素繊維としてグラスカーＧＷＨ−１Ａ
（日機装（株）製；「グラスカー」は登録商標、ｄ₀₀₂=
０．３３６ｎｍ、Ｌ _c＝１００ｎｍ、平均直径＝１μ
ｍ、平均アスペクト比＝１５）の１．０ｇを添加し、さ
らに５分間攪拌した。そして、水濁液状の混合物を得
た。この混合物を角型皿内にシート状に流し込み、８０
℃、１２時間加熱乾燥させ、さらにプレスした。

【００５１】得られた炭素繊維シートは、坪量が２９１
ｇ／ｍ² であった。また、厚みは、マイクロメータで測
定したところ、２５３μｍであった。この炭素繊維シー
トの強度、電気比抵抗は表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】（実施例２〜３）微生物産生多糖類を、実
施例２において０．０５ｇ使用し、実施例３において
０．２ｇ使用した外は、実施例１と同様にして炭素繊維
シートを得た。この炭素繊維シートにつき、実施例１と
同様の評価を行い、その結果を表１に示した。

【００５４】（比較例１）ポリエステル繊維（平均直
径；０．８μｍ、平均アスペクト比；１２５０）の０．
１５ｇを３００ｍｌの水と共に高速回転ミキサーにか
け、１０分間攪拌した後、前記グラスカーＧＷＨ−１Ａ
の２．８５ｇを添加し、さらに１０分間攪拌した。この
水濁液状の混合物を角型シートマシーン（（株）東洋精
機製作所製、２５０ｍｍ×２００ｍｍ、１５０メッシ
ュ）に５０００ｃｃの水と共に供給し、よく攪拌した
後、水抜きし、２５０ｍｍ×２００ｍｍのシート状物に
抄紙した。このシート状物を、ろ紙に挟んで加圧し、水
を除去してから８０℃で３０分間乾燥した。

【００５５】得られた炭素繊維シートは、坪量が８２ｇ
／ｍ² であった。また、厚みは、マイクロメータで測定
したところ、３９２μｍであった。この炭素繊維シート
につき、実施例１と同様の評価を行い、その結果を表１
に示した。

【００５６】

【発明の効果】この発明によると、前記従来における問
題を解決することができる。また、この発明によると、
機械的特性、電気的特性、耐薬品性等に優れる上、柔軟
性に富み、特に曲げや折れに対する耐久性に優れ、破損
の生じにくい炭素繊維シートを提供することができる。
さらに、この発明によると、前記炭素繊維シートを効率
良く簡便に、工業的に製造することができる方法を提供
することができる。なお、得られた炭素繊維シートに、
耐炎化工程および炭素化工程を施して微生物産生繊維状
物を炭素化すると、形態保持性に優れ、かつ炭素繊維シ
ートとしての特長を充分に生かしたシートを製造するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤直樹静岡県榛原郡榛原町静谷498−１日機装株式会社静岡製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気相成長炭素繊維と微生物産生繊維状物
とを含有してなることを特徴とする炭素繊維シート。
【請求項２】前記気相成長炭素繊維の含有量が６０〜
９９重量％であり、前記微生物産生繊維状物の含有量が
１〜４０重量％である前記請求項１に記載の炭素繊維シ
ート。
【請求項３】前記気相成長炭素繊維は、その平均直径
が０．０１〜５μｍであり、平均アスペクト比が２〜３
０，０００である前記請求項１または２に記載の炭素繊
維シート。
【請求項４】前記微生物産生繊維状物が、微生物産生
多糖類である前記請求項１から３のいずれに記載の炭素
繊維シート。
【請求項５】気相成長炭素繊維と、微生物産生繊維状
物と、これらの合計重量に対して３０〜２，０００倍量
の水とを含有する混合物を乾燥させることを特徴とする
炭素繊維シートの製造方法。
【請求項６】前記気相成長炭素繊維の配合量が６０〜
９９重量％であり、前記微生物産生繊維状物の配合量が
１〜４０重量％である前記請求項５に記載の炭素繊維シ
ートの製造方法。
【請求項７】前記気相成長炭素繊維は、その平均直径
が０．０１〜５μｍであり、平均アスペクト比が２〜３
０，０００である前記請求項５または６に記載の炭素繊
維シートの製造方法。
【請求項８】前記微生物産生繊維状物が、微生物産生
多糖類である前記請求項５から７のいずれかに記載の炭
素繊維シートの製造方法。