JPS59173338A - 炭素繊維織布 - Google Patents
炭素繊維織布Info
- Publication number
- JPS59173338A JPS59173338A JP58045614A JP4561483A JPS59173338A JP S59173338 A JPS59173338 A JP S59173338A JP 58045614 A JP58045614 A JP 58045614A JP 4561483 A JP4561483 A JP 4561483A JP S59173338 A JPS59173338 A JP S59173338A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- woven fabric
- carbon fiber
- yarn
- weave
- acrylic
- 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.)
- Pending
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- Inorganic Fibers (AREA)
- Woven Fabrics (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】
本発明は特殊な織成方法により得られたアクリル織布を
炭化した炭素繊維織布に関し、柔軟でしなやかな触感を
有するうえに表面積が大で、通気性が良好であり、特に
レドックスフロー型電池の電極材料として優れた性能を
備える炭素繊維織布を提供するものである。
炭化した炭素繊維織布に関し、柔軟でしなやかな触感を
有するうえに表面積が大で、通気性が良好であり、特に
レドックスフロー型電池の電極材料として優れた性能を
備える炭素繊維織布を提供するものである。
炭素繊維織布はアクリル繊維織布を不活性雰囲気中で除
熱炭化することにより得られる。この炭化過程では、織
布が５０％にも及ぶ面積収縮を生じることから１本１本
の原繊維の撚りと縮みが著しく発達し、しがも伸長下で
炭化されるために織布に歪が残り、かつ繊維表面が平滑
化して板状体に近いものとなる結果、織布としてのしな
やかさン失い、また著しい強度の低下を招く。
熱炭化することにより得られる。この炭化過程では、織
布が５０％にも及ぶ面積収縮を生じることから１本１本
の原繊維の撚りと縮みが著しく発達し、しがも伸長下で
炭化されるために織布に歪が残り、かつ繊維表面が平滑
化して板状体に近いものとなる結果、織布としてのしな
やかさン失い、また著しい強度の低下を招く。
近時、太陽電池や風力発電など自然エネルギーの貯蔵シ
ステム開発の一環としてレドックスフロー型二次電池の
開発がすすめられている。レドックスフロー型二次電池
とは、タンクに貯蔵したレドックス溶液をポンプにより
流通型電解槽に供給して充電する方式の二次電池で、こ
の電池は電圧、容量共にスケールアップが容易である点
で注目されている。炭素繊維織布は電解液の塩酸酸性溶
液中で長時間安定に褪゛用でき、かつ経済性を満足す−
る電極材料として唯一の材料であるが、従来のものは電
流効率、セル電導率共に低く、未だ十分な実用条件を具
備したものが見出だされていない現状にある。
ステム開発の一環としてレドックスフロー型二次電池の
開発がすすめられている。レドックスフロー型二次電池
とは、タンクに貯蔵したレドックス溶液をポンプにより
流通型電解槽に供給して充電する方式の二次電池で、こ
の電池は電圧、容量共にスケールアップが容易である点
で注目されている。炭素繊維織布は電解液の塩酸酸性溶
液中で長時間安定に褪゛用でき、かつ経済性を満足す−
る電極材料として唯一の材料であるが、従来のものは電
流効率、セル電導率共に低く、未だ十分な実用条件を具
備したものが見出だされていない現状にある。
本発明は、炭素繊維織布の特殊な表面酸化（例えばスパ
ッタリング、電解酸化）、あるいは金−鉛系触媒担持な
どコストのかかる従来方法とは異なり、原料基布の織成
法を変えるのみの低コスト手段により、上記電極材料、
その他の工業材料として好適な性能付与に成功したもの
で、提供される炭素繊維織布は、アクリル繊維からなる
紡績糸の原糸の撚りを通常の撚り数゛の１５〜７０％減
の甘撚りに構成し、かつ織成に際して通常の織成密度に
対し炭化収縮を考慮した甘織りとして綾織、斜紋織又は
朱子織に仕上げたアクリル織布を、低温空気酸化処理後
、不活性雰囲気中で焼成炭化又は黒鉛化してなることを
特徴とする。すなわち、本発明に係る炭素繊維織布は、
原布の織布法を根本的に変更【・、織布工程の直前の形
である紡績糸の撚りを甘くし、合糸も甘撚りとしたうえ
、オイルワックスなどの潤滑剤を全く使用せずに炭化時
の体積減耗を計算した特殊な甘織りのプレカーサーを用
いるところに最大の要点がある。甘撚り糸を潤滑剤なし
にざっくりと織り上げるには高度の技術を必要とする。
ッタリング、電解酸化）、あるいは金−鉛系触媒担持な
どコストのかかる従来方法とは異なり、原料基布の織成
法を変えるのみの低コスト手段により、上記電極材料、
その他の工業材料として好適な性能付与に成功したもの
で、提供される炭素繊維織布は、アクリル繊維からなる
紡績糸の原糸の撚りを通常の撚り数゛の１５〜７０％減
の甘撚りに構成し、かつ織成に際して通常の織成密度に
対し炭化収縮を考慮した甘織りとして綾織、斜紋織又は
朱子織に仕上げたアクリル織布を、低温空気酸化処理後
、不活性雰囲気中で焼成炭化又は黒鉛化してなることを
特徴とする。すなわち、本発明に係る炭素繊維織布は、
原布の織布法を根本的に変更【・、織布工程の直前の形
である紡績糸の撚りを甘くし、合糸も甘撚りとしたうえ
、オイルワックスなどの潤滑剤を全く使用せずに炭化時
の体積減耗を計算した特殊な甘織りのプレカーサーを用
いるところに最大の要点がある。甘撚り糸を潤滑剤なし
にざっくりと織り上げるには高度の技術を必要とする。
ここでいうアクリル繊維からなる紡績糸の原糸の通常の
撚数とは、糸の太さすなわち番手により異にし、アクリ
ル糸の場合は共通番手で表示されており、これを綿糸番
手に換算して次式によってあられされる。
撚数とは、糸の太さすなわち番手により異にし、アクリ
ル糸の場合は共通番手で表示されており、これを綿糸番
手に換算して次式によってあられされる。
標準撚り数＝ （ＩＩ：ｉ￥−！Ｈｉｉｌｆ＝） Ｘ
４・・（Ｉ）但し、 綿糸換算番手＝共通番手Ｘ０．５９・・・・（ＩＩ）例
えば、これら（１）、 （２）式で計算すると、アクリ
ル２８番手のものでは、標準撚り数は１６／インチ（２
，５４、ｃｍ）であり、３２番手では１９フインチ（２
，５４ｃｍ）となる。
４・・（Ｉ）但し、 綿糸換算番手＝共通番手Ｘ０．５９・・・・（ＩＩ）例
えば、これら（１）、 （２）式で計算すると、アクリ
ル２８番手のものでは、標準撚り数は１６／インチ（２
，５４、ｃｍ）であり、３２番手では１９フインチ（２
，５４ｃｍ）となる。
本発明においては、原糸の撚り数を上記通常の撚数の１
５〜７０％減の甘撚りとする。し・たがって、これを式
であられせば、 （本発明の甘撚り数）＝ に１６４７５石ｘ４ｘ（７±２）／ｌｏ・・（ＩＩＩ）
となる。
５〜７０％減の甘撚りとする。し・たがって、これを式
であられせば、 （本発明の甘撚り数）＝ に１６４７５石ｘ４ｘ（７±２）／ｌｏ・・（ＩＩＩ）
となる。
上側において、アクリル２８番手のものでは撚り数を８
〜１５／インチ（２，５４ｃｍ）とし、同３２番手では
９〜１７／インチ（２，５４ｃｍ）とすることになる。
〜１５／インチ（２，５４ｃｍ）とし、同３２番手では
９〜１７／インチ（２，５４ｃｍ）とすることになる。
また、金糸についても単糸と同様に甘撚りとし、単なる
引揃えから通常の２０％減位までの広範囲に廿撚りをす
る。これも炭化による収縮率を考慮すると、破れ斜紋織
の場合は約３０％減前後の甘撚りとすることが望ましい
。
引揃えから通常の２０％減位までの広範囲に廿撚りをす
る。これも炭化による収縮率を考慮すると、破れ斜紋織
の場合は約３０％減前後の甘撚りとすることが望ましい
。
上記のようにして得られた甘撚りの原糸の単糸又は合糸
を用いて織成する際の織の組織は、平織よりも綾織、斜
紋織又は朱子織とすることが好適である。平織では柔軟
性を欠き炭化処理後特に屈曲に弱い等の弊害をもたらす
゛が、綾線；、斜紋織又は朱子織では極めて柔軟で、炭
化処理後もし・なやかさが保持される８ 織密度も通常のものに比べて１５〜７０％減であり、こ
れは炭化時の減耗を計算した刈〈弛い織りどなっている
。この織上げは、炭化後の織布の柔軟性、表面積、通気
性を高め、しかも良好な機械的強度を付与するための必
須の要件どなる。
を用いて織成する際の織の組織は、平織よりも綾織、斜
紋織又は朱子織とすることが好適である。平織では柔軟
性を欠き炭化処理後特に屈曲に弱い等の弊害をもたらす
゛が、綾線；、斜紋織又は朱子織では極めて柔軟で、炭
化処理後もし・なやかさが保持される８ 織密度も通常のものに比べて１５〜７０％減であり、こ
れは炭化時の減耗を計算した刈〈弛い織りどなっている
。この織上げは、炭化後の織布の柔軟性、表面積、通気
性を高め、しかも良好な機械的強度を付与するための必
須の要件どなる。
このようにして織り上げたアクリル１００％の織布は、
常法に従って空気酸化処３１！！を行ない、次いで１０
００℃前後に不活性ガス雰囲気中で焼成炭化し、必要に
応じ更に３０００ ’Ｃまでの温度で黒鉛化する。
常法に従って空気酸化処３１！！を行ない、次いで１０
００℃前後に不活性ガス雰囲気中で焼成炭化し、必要に
応じ更に３０００ ’Ｃまでの温度で黒鉛化する。
以下実施例によって本発明の構成及び効果を具体的に説
明する。
明する。
実施例１
アクリル繊維１００％の２８番単糸を用いて、第１表に
示す条件の甘撚り糸とし、１００ｃｍ 巾の繊布を同じ
く第１表に示す条件で織成した。比較のために従来の糸
及び織成の条件を比較例１゜２として示した。
示す条件の甘撚り糸とし、１００ｃｍ 巾の繊布を同じ
く第１表に示す条件で織成した。比較のために従来の糸
及び織成の条件を比較例１゜２として示した。
得られた織布を常法に従って２３０±５℃、２時間の低
温、空気酸化処理を連続的に行なったあと、１０００℃
まで不活性雰囲気中で焼成炭化させた。
温、空気酸化処理を連続的に行なったあと、１０００℃
まで不活性雰囲気中で焼成炭化させた。
このようにして得られた炭素繊維織布は第２表に示した
引張り強さく２５１巾当りのｋｇ） を有し、通常の織
布から得られた炭素繊維織布（比較例）の場合に比べ、
極めて高い値をもつことが判明した。この場合、通常の
織布法では本発明品に比べ炭化移しなやかさが得られず
、約１／２の厚味に事実上制限されるので、同じ厚味に
換算すると第２表の比較値はこれの２倍になる。しかし
、２倍にしてもなおかつ本実施例ではその３０〜５０％
高い強度を示す。このことは、本発明の織布が炭化後の
内部歪の少いことを示しており、当初の目的に適ったも
のであることが明らかとなった。
引張り強さく２５１巾当りのｋｇ） を有し、通常の織
布から得られた炭素繊維織布（比較例）の場合に比べ、
極めて高い値をもつことが判明した。この場合、通常の
織布法では本発明品に比べ炭化移しなやかさが得られず
、約１／２の厚味に事実上制限されるので、同じ厚味に
換算すると第２表の比較値はこれの２倍になる。しかし
、２倍にしてもなおかつ本実施例ではその３０〜５０％
高い強度を示す。このことは、本発明の織布が炭化後の
内部歪の少いことを示しており、当初の目的に適ったも
のであることが明らかとなった。
次に、炭素繊維織布の表面状態を走査電子顕微鏡像によ
り検討したところ、織布表面は従来品が平）骨で緻密で
あるのに対し、本発明実施例品は平滑でなく粗雑面を有
していることが認められた。
り検討したところ、織布表面は従来品が平）骨で緻密で
あるのに対し、本発明実施例品は平滑でなく粗雑面を有
していることが認められた。
実施例２
実施例１の炭素繊維織布を電極面積１０ｃＪ（］Ｘ１０
ＣＩ１１）の材料試験評価用小型単電池を用い、レドッ
クスフロー型二次電池の電極材料としての評価をｔａ電
流効率９う）と２ル電導率（Ｓ ／ ｃｎ？ ）の関係
どして測定した。
ＣＩ１１）の材料試験評価用小型単電池を用い、レドッ
クスフロー型二次電池の電極材料としての評価をｔａ電
流効率９う）と２ル電導率（Ｓ ／ ｃｎ？ ）の関係
どして測定した。
得ら九た測定値を第２表の下欄に示す。第２表の結果か
ら本発明品は、従来品に比して優れた電流効率どセル電
導率を示ずことがわ力）った。通常、電流効率は９５％
以上、セル電導率は０．５Ｓ／ｃｎｆ以上（２Ω（１５
以下）が実用条件の目安とされているから、本発明の炭
素繊維織イは十分実用範囲同第 １ 表 第 ２ 表 ※ 厚味を同じくするため２枚重ねで電流効率及びセル
電導率を測定した。
ら本発明品は、従来品に比して優れた電流効率どセル電
導率を示ずことがわ力）った。通常、電流効率は９５％
以上、セル電導率は０．５Ｓ／ｃｎｆ以上（２Ω（１５
以下）が実用条件の目安とされているから、本発明の炭
素繊維織イは十分実用範囲同第 １ 表 第 ２ 表 ※ 厚味を同じくするため２枚重ねで電流効率及びセル
電導率を測定した。
にあると考えられる。
なお、第１表実施例１，２の他に朱子織としたものを、
同様に炭化処理した織布も極めてしなやかであり、はぼ
同様な電流効率を示した。
同様に炭化処理した織布も極めてしなやかであり、はぼ
同様な電流効率を示した。
また、第１表実施例１，２の炭化繊布を２８００℃に黒
鉛化処理したものも、しなやかさはほとんど失われず、
強度低下も１０％以下であり、電気伝導度のより高い織
布としての用途に対し好適であった。
鉛化処理したものも、しなやかさはほとんど失われず、
強度低下も１０％以下であり、電気伝導度のより高い織
布としての用途に対し好適であった。
以上
出願人 東海カーボン株式会社
同 協和フィルター株式会社
代理人 弁理士 森 廣三部
Claims (1)
- １ アクリル繊維からなる紡績糸の撚りを通常の撚りの
数の１５〜７０％減とした甘撚り原糸を使用して織成し
たアクリル織布を炭化又は黒鉛化してなる炭素繊維織布
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58045614A JPS59173338A (ja) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | 炭素繊維織布 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58045614A JPS59173338A (ja) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | 炭素繊維織布 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173338A true JPS59173338A (ja) | 1984-10-01 |
Family
ID=12724248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58045614A Pending JPS59173338A (ja) | 1983-03-17 | 1983-03-17 | 炭素繊維織布 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173338A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61215719A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-09-25 | アメリカン・サイアナミド・カンパニ− | マルチ・フオルド活性化炭素糸 |
| WO2002042534A1 (fr) * | 2000-11-24 | 2002-05-30 | Toho Tenax Co., Ltd. | Feuille de fibres de carbone et son procede de production |
-
1983
- 1983-03-17 JP JP58045614A patent/JPS59173338A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61215719A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-09-25 | アメリカン・サイアナミド・カンパニ− | マルチ・フオルド活性化炭素糸 |
| WO2002042534A1 (fr) * | 2000-11-24 | 2002-05-30 | Toho Tenax Co., Ltd. | Feuille de fibres de carbone et son procede de production |
| US6812171B2 (en) | 2000-11-24 | 2004-11-02 | Toho Tenax Co., Ltd. | Carbon fiber sheet and process for production thereof |
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