JPS6150912B2 - - Google Patents

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JPS6150912B2
JPS6150912B2 JP56048700A JP4870081A JPS6150912B2 JP S6150912 B2 JPS6150912 B2 JP S6150912B2 JP 56048700 A JP56048700 A JP 56048700A JP 4870081 A JP4870081 A JP 4870081A JP S6150912 B2 JPS6150912 B2 JP S6150912B2
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fiber
particulate material
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Hiroyuki Fukuda
Hisatsugu Kaji
Hiroto Fujimaki
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Kureha Corp
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B38/04—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by dissolving-out added substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は炭素繊維を基材とする多孔質炭素成形
品およびその製造方法に係る。更に詳しくは、気
孔率が大きく且つ細孔径の分布がシヤープであ
り、機械的強度に優れる多孔質炭素成形品および
その製造方法に係る。 炭素繊維を基材とする多孔質炭素成形品は、
過材および燃料電池用電極基板などの分野で近年
ますます重要視されて来ている。特に後者におい
ては、導電性、化学的安定性および機械的強度に
優れ、気孔率が大きく且つオープンポアーの細孔
径分布がシヤープな多孔質炭素繊維成形品が要求
される。 炭素繊維を基材とする多孔質炭素繊維成形品は
以下に述べるような種々の方法で製造されてい
る。 一つの方法として、化学的蒸着法により炭素繊
維のウエブを熱分解炭素で被覆する方法がある
（米国特許第3829327号）。この方法で得られる炭
素繊維紙は、化学的安定性、透気性および導電性
の点で優れているが、費用のかかる蒸着工程を含
むため経済的でなく、気孔率を大きくしようとす
ると機械的強度が低下するという欠点がある。 多孔質炭素シート状成形品を製造する他の方法
は、150℃以上の沸点を有するアルコールがピツ
チ繊維マツトを形成するための予備的な結合材と
して使用され、次いで、このピツチ繊維マツトを
非酸化雰囲気中で炭化処理することを含む熱処理
が行なわれる方法である（米国特許第3991169
号）。この方法によると、気孔率が大きく且つ導
電性も良好であるが機械的強度が必ずしも優れて
いるとはいえない多孔質炭素シート状成形品しか
得られない。 更に他の方法として、ブロー紡糸により製造さ
れたピツチ繊維からなるウエブを不融化、炭化処
理して得られる炭素繊維性ウエブを開示している
（米国特許第3960601号）。この方法によると導電
性に優れた多孔質炭素シートが得られるが、気孔
率を大きくしようとすると機械的強度が低下する
という欠点がある。 上記の欠点に加えて以上の方法に共通する欠点
としては、細孔径の分布を巾狭くコントロールす
ることが困難で、得られた炭素成形品を例えば燃
料電池用電極基板として用いた場合、ガスの拡散
に関して燃料電池用電極基板表面でムラが生じや
すく、このため発電効率が低下する恐れがある。 本発明の目的は、従来の炭素成形品にみられる
上記欠点を解消し、気孔率が大きく且つ細孔径分
布が従来のそれに比べてシヤープであり、更に導
電性および機械的強度に優れる多孔質炭素成形品
を提供することである。更にこのような多孔質炭
素成形品の製造方法を提供することを目的とす
る。 本発明によつて得られる多孔質炭素成形品は連
続気孔を有しており、その気孔率は50〜85％機械
的強度特に圧縮破壊強度は50Kg／cm2以上である。
また細孔径は所望とする炭素成形品の目的に応じ
て３〜300μの範囲で任意に選択され得、しかも
細孔径の分布は極めて狭い。すなわち、添附の第
１図および第２図に示されるような細孔径度数分
布ヒストグラムにおいて、細孔の60％以上がその
下限細孔径と上限細孔径との差が20μ以内の範囲
に分布する細孔径を有する。このような分布は細
孔の60％以上が、例えば10〜30μ、30〜50μ、特
に平均細孔径が小さい場合には５〜10μのような
狭い範囲内に入る細孔径を有する分布である。こ
れらの特性は、従来の多孔質炭素成形品に比べて
極めて優れた二次特性をもたらす。 上記の特性を有する多孔質炭素成形品は本発明
に係る製造方法によつて得られる。すなわち、短
炭素質繊維および結合材樹脂から成る混合物に、
可溶性粒状物質を混合、加熱加圧成形後、可溶性
粒状物質を溶出させ、更に焼成する。 本発明に用いる短炭素質繊維は、繊維径３〜30
μの炭素質繊維を２mm以下に裁断したものであ
る、繊維長が２mmを超えると、成形に至る工程で
からみ合い、毛玉状になり、所望の気孔率および
細孔径分布が得られない。炭素質繊維前駆体とし
ては、ピツチ、ポリアクリロニトリル又はレーヨ
ン等いずれのものでも使用でき得る。 本発明に用いる結合材樹脂は、フエノール樹脂
又はフルフリルアルコール樹脂等、炭化後炭素質
結合材として炭素繊維間の結合に役立つものであ
る。結合材樹脂の混合量は、前記短炭素質繊維
100重量部に対して20〜100重量部である。結合材
樹脂の混合量が20重量部より少ないと、結合材樹
脂が少な過ぎて成形時に繊維を完全に固定できな
い。また、100重量部より多い結合材樹脂を混合
すると、可溶性粒状物質の表面を結合材樹脂で被
覆するため、可溶性粒状物質の溶出が不完全にな
り所定の細孔径および気孔率を得られなくなる。 本発明の炭素成形品の細孔は実質的に可溶性粒
状物質によつて決まるものであり、本発明による
製造方法においては気孔率および細孔径を調節す
るために、更に所定の粒径分布を有する可溶性粒
状物質を、上記の短炭素質繊維と結合材樹脂の混
合物に添加する。 所定の粒径分布とは、可溶性粒状物質の70重量
％以上が、下限粒径と上限粒径との差が30μ以内
の範囲に分布するような分布である。 可溶性粒状物質は、成形時の温度で固体であり
適当な溶媒に可溶なものであれば有機質および無
機質いずれでもよい。第１表に本発明で使用した
有機質可溶性粒状物質を示す。成形後前記可溶性
粒状物質を溶解除去する溶媒としては粒状物質を
溶解し得るものであれば任意のものが使用できる
が、使用する粒状物質の種類に応じて、例えば第
１表にあげたもののうちから適切な溶媒を選択し
て使用する。
【表】
【表】 可溶性粒状物質の粒径は、所望とする炭素成形
品の細孔径に応じて任意に決定できるが、第２表
に１例を示すように粒径分布は適宜選択しなけれ
ばならない。しかしながら勿論これに限定される
ものではない。
【表】 例えば、有機質可溶性粒状物質を用いて、細孔
の60％以上が５〜10μの範囲内の細孔径を有する
炭素成形品を製造する場合、使用する有機質可溶
性粒状物質の粒径は第２表の最上欄の行に示され
る10〜50μの粒径範囲内にあり且つその70重量％
以上が20〜40μの粒径範囲内にある有機質粒状物
質を選択する。 可溶性粒状物質に添加量は、所望とする炭素成
形品の気孔率および細孔径に応じて、上記の短炭
素質繊維と結合材樹脂の混合物100重量部に対し
て20〜100重量部の範囲から選ばれる。 以下本発明の多孔質炭素成形品の製造方法を更
に具体的に詳述する。以下の記載では特にピツチ
を炭素質繊維前駆体として用いた場合について述
べる。 原料のピツチ繊維を不融化処理した酸化ピツチ
繊維を成形時に折損あるいは破壊されないような
強度を保持させるべく不活性ガス雰囲気中で400
〜800℃の熱処理をする。熱処理した炭素質繊維
（以下これを単に炭素質繊維という）を２mm以下
の長さに裁断する。 メタノール等の溶媒にフエノール樹脂等の結合
材樹脂を混合し、完全に樹脂が溶解した溶液に、
裁断した炭素質繊維を30分〜２時間浸漬し、炭素
質繊維表面上にほぼ均一に結合材樹脂を付着コー
トさせる。浸漬時間が短か過ぎると、炭素質繊維
表面に付着する結合材樹脂が少な過ぎて、成形時
に繊維を完全に固定できない。また、２時間以上
の場合は特に問題はないが生産性上好ましくな
い。 所定の時間浸漬した後、フイルターを用いて
過し50〜70℃の適温で30分〜２時間加熱乾燥す
る。乾燥温度が高過ぎると結合材樹脂がこの時点
で溶融、固化してしまうので温度は適切に選ばね
ばならない。同様な理由で乾燥時間も適切に選択
する。 乾燥終了後、生成した塊を破砕し、破砕物に所
定の粒径分布を有する可溶性粒状物質を添加、混
合する。この際、粒状物質と炭素質繊維を均一に
混合しないと成形品中の細孔に疎密のムラが生じ
る。 このようにして得られた均一混合物は、結合材
樹脂の種類、所望とする成形品の大きさ、厚さお
よび形状に応じて適切に設定した温度および圧力
で、金型プレス又はローラーを使用する連続プレ
ス等の方法でプレス成形される。成形時の温度が
高過ぎると添加した粒状物質の種類によつては変
質して後に溶媒に溶出し難くなる。温度が低過ぎ
ると硬化するのに長時間を要し生産性の点で好ま
しくない。また、圧力が高過ぎると炭素質繊維が
折損し可溶性粒状物質の変形をきたし所望の気孔
率および細孔径が得難くなる。圧力が低過ぎると
結合材樹脂による結合に不完全な箇所ができて成
形品に層状のクラツクが生じ易くなる。 成形後、成形品の厚みに応じて１mmの厚みにつ
き30分〜１時間適切な温度で後硬化処理する。 後硬化後、前記可溶性粒状物質を溶解し得る適
当な溶媒に成形品を30分〜４時間浸漬し、粒状物
質を溶出させる。この際、有機質粒状物質の場合
には、粒状物質が完全に溶出しなくても後の高温
焼成の際に炭化されるので炭素成形品への不純物
の混入等の恐れは全くないが、粒状物質が有機質
であると無機質であるとを問わず、溶出が不完全
な場合には焼成後の細孔の形状が複雑になり拡散
能が低下するので、溶出時間は充分に長い方が良
好な成形品が得られる。ただし、長過ぎると生産
性の低下につながる。 粒状物質を溶出させた成形体を歪を生じないよ
うに0.05〜１Kg／cm2程度の荷重をかけながら乾燥
する。 乾燥後、800〜1200℃の温度で焼成、炭化す
る。この際、表面活性を有する炭素質繊維と結合
材樹脂が親和性よく互いに接着し、その結果とし
て炭素質繊維同士が結合材を介して強固に結びつ
けられる。 更に必要に応じて1800〜2400℃で焼成する。 以下、実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ 600℃で熱処理した平均直径12μのピツチを原
料とする炭素質繊維を２mm以下に裁断し、メタノ
ール100重量部にフエノール樹脂45重量部を溶解
した結合材樹脂溶液中に１時間浸漬、過し、更
に60〜70℃で約３時間乾燥した。炭素質繊維表面
に付着したフエノール樹脂は炭素質繊維100重量
部に対し30重量部であつた。 この乾燥混合物を破砕し、乾燥混合物100重量
部に対して、粒径10〜50μ（このうち約70重量％
が20〜40μ）に予め篩分されたポリビニルアルコ
ール粒子67重量部を添加、均一に混合した。 このようにして得られた均一混合物を金型に入
れ、70Kg／cm2、140℃の条件で加圧成形した。更
に140℃の炉内に４時間静置し、フエノール樹脂
を充分硬化した。 このようにして得られた成形体を70℃の温水に
約４時間浸漬した。この際、成形体中のポリビニ
ルアルコールは50％以上温水中に溶出した。 更に成形体を140℃、0.1Kg／cm2の荷重下で乾燥
した。その後1000℃で次いで2000℃で焼成した。 このようにして得られた炭素成形品は、気孔率
68％、圧縮破壊強度100Kg／cm2、体積固有抵抗
（面内）９×10-3Ωcmであつた。 また、この炭素成形品中の細孔径の度数分布ヒ
ストグラムを第１図に示した。 第１図に示されたように75％以上の細孔が５〜
10μの範囲内の細孔径を有しており、従来得られ
なかつたシヤープな細孔径分布を示した。なお、
従来の70％程度の気孔率を有する多孔質炭素成形
品は圧縮破壊強度が低かつたが、本発明によつて
得られた多孔質炭素成形品ははるかに優れてい
る。 実施例 ２ 実施例１と同様にして得られた破砕した乾燥混
合物100重量部に対して、粒径30〜70μに予め篩
分された砂糖粒子60重量部を添加、均一に混合し
た。 このようにして得られた均一混合物を金型に入
れ、70Kg／cm2、140℃の条件で加圧成形した。さ
らに140℃の炉内に４時間静置し、フエノール樹
脂を充分硬化した。このようにして得られた成形
体を80℃の温水中に約４時間浸漬した。成形体中
の砂糖は約60％温水中に溶出した。 さらに成形体を140℃、0.1Kg／cm2の荷重下で乾
燥した。その後1000℃次いで2000℃で焼成した。
このようにして得られた炭素成形品は、気孔率65
％、圧縮破壊強度110Kg／cm2、体積固有抵抗９×
10-3Ωcm（面内）であつた。 また、この炭素成形品中の細孔径の度数分布ヒ
ストグラムを第２図に示した。第２図に示された
ように、70％以上の細孔が10〜30μの範囲内の細
孔径を有しており、シヤープな細孔径分布を示し
た。 比較例 比較のために、実施例１と同様に調整された炭
素質繊維とフエノール樹脂のみ（即ち有機粒状物
質であるポリビニルアルコールを含まない系）か
ら成る炭素成形品を得た。 この炭素成形品の計算された気孔率は約25％で
あり、本発明の目的とする多孔体ではなかつた。 また、別に、ポリビニルアルコールを使用せず
に炭素質繊維と結合材フエノールの比率を変え、
気孔率が約70％である多孔質炭素成形品を製作し
たが、圧縮破壊強度は測定できない程もろかつ
た。
【図面の簡単な説明】
添附の図は、本発明の多孔質炭素成形品の細孔
径の度数分布ヒストグラムであり、第１図は実施
例１の可溶性粒状物質としてポリビニルアルコー
ルを用いた場合であり、第２図は実施例２の可溶
性粒状物質として砂糖を用いた場合である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 気孔率が50〜85％且つ細孔径の分布がシヤー
    プであり、圧縮破壊強度が50Kg／cm2以上であるこ
    とを特徴とする炭素繊維を基材とする多孔質炭素
    成形品。 ２ 細孔の60％以上が、下限細孔径と上限細孔径
    との差が20μ以内の範囲に分布することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の多孔質炭素成
    形品。 ３ 細孔の60％以上が５〜10μの範囲内の細孔径
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    又は第２項に記載の多孔質炭素成形品。 ４ 細孔の60％以上が10〜30μの範囲内の細孔径
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    又は第２項に記載の多孔質炭素成形品。 ５ 細孔の60％以上が30〜50μの範囲内の細孔径
    を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    又は第２項に記載の多孔質炭素成形品。 ６ 短炭素質繊維100重量部および結合材樹脂20
    〜100重量部から成る混合物塊を得、該混合物塊
    を破砕し、さらに所定の粒径分布を有する可溶性
    粒状物質を前記混合物100重量部に対して20〜100
    重量部添加混合し、加熱加圧成形後、前記可溶性
    粒状物質を溶解し得る溶媒中に浸漬して成形品か
    ら可溶性粒状物質を除去し、更に、焼成すること
    を特徴とする炭素繊維を基材とする多孔質炭素成
    形品の製造方法。 ７ 前記可溶性粒状物質の70重量％以上が、下限
    粒径と上限粒径との差が30μ以内の範囲に分布す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
    の製造方法。 ８ 前記短炭素質繊維が、繊維径３〜30μおよび
    繊維長２mm以下であることを特徴とする特許請求
    の範囲第６項又は第７項に記載の製造方法。 ９ 前記短炭素質繊維が、酸化ピツチ繊維を不活
    性ガス雰囲気中で400〜800℃の温度で熱処理した
    炭素質繊維であることを特徴とする特許請求の範
    囲第６項乃至第８項のいずれかに記載の製造方
    法。 １０ 前記結合材樹脂が、フエノール樹脂又はフ
    ルフリルアルコール樹脂であることを特徴とする
    特許請求の範囲第６項乃至第９項のいずれかに記
    載の製造方法。 １１ 前記可溶性粒状物質が、ポリビニルアルコ
    ール、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメチ
    ルメタクリレート、砂糖および澱粉から選ばれる
    有機質可溶性粒状物質であることを特徴とする特
    許請求の範囲第６項乃至第１０項のいずれかに記
    載の製造方法。 １２ 前記有機質可溶性粒状物質の粒径が10〜50
    μの範囲内にあり、このうち少なくとも70重量％
    の粒状物質の粒径が20〜40μの範囲内にあること
    を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の製
    造方法。 １３ 前記有機質可溶性粒状物質の粒径が30〜70
    μの範囲内にあり、このうち少なくとも70重量％
    の粒状物質の粒径が40〜60μの範囲内にあること
    を特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の製
    造方法。 １４ 前記有機質可溶性粒状物質の粒径が40〜
    100μの範囲内にあり、このうち少なくとも70重
    量％の粒状物質の粒径が60〜80μの範囲内にある
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載
    の製造方法。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58117649A (ja) * 1981-12-29 1983-07-13 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池電極基板の製造方法
JPS5937662A (ja) * 1982-08-24 1984-03-01 Kureha Chem Ind Co Ltd 二層構造のモノポーラ型燃料電池用電極基板の製造方法
US4687607A (en) * 1982-10-01 1987-08-18 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Process for producing electrode substrate for use in fuel cells
JPS59141410A (ja) * 1983-01-28 1984-08-14 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 多孔質カ−ボン成形物の製造方法
US4487798A (en) * 1983-05-26 1984-12-11 Union Carbide Corporation Curable poly(acrylate) molding compositions containing a thermoplastic polymer low profile additive
DE3427722A1 (de) * 1983-07-28 1985-02-07 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Verfahren zur herstellung hochwarmfester keramik und insbesondere ein nach diesem verfahren gefertigtes keramikbauteil
IT1196354B (it) * 1983-12-05 1988-11-16 Dow Chemical Co Dispositivo per l'immagazzinamento di energia elettrica secondaria e elettrodo per esso
JPS60122711A (ja) * 1983-12-08 1985-07-01 Oji Paper Co Ltd 多孔質炭素板の製造方法
US4664988A (en) * 1984-04-06 1987-05-12 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell electrode substrate incorporating separator as an intercooler and process for preparation thereof
JPS6152383A (ja) * 1984-08-21 1986-03-15 Japan Storage Battery Co Ltd 陽イオン交換膜を電解質とする電気化学装置
US4794043A (en) * 1985-04-30 1988-12-27 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Carbon product comprising carbonaceous materials joined together, said carbon product for electrode substrate of fuel cells and process for production thereof
FR2582956B1 (fr) * 1985-06-10 1987-07-31 Lorraine Carbone Support de membrane minerale pour techniques separatives et procedes de fabrication de ce support
FR2585623B1 (fr) * 1985-08-02 1988-02-12 Rhone Poulenc Chim Base Materiau consolide microporeux, procede pour son obtention et applications notamment a la realisation d'elements cathodiques
US4647360A (en) * 1985-10-04 1987-03-03 The Dow Chemical Company Inert carbon fiber diaphragm
JPS62123662A (ja) * 1985-11-25 1987-06-04 Kureha Chem Ind Co Ltd 燃料電池用電極基板
JPS63254669A (ja) * 1987-04-10 1988-10-21 Toray Ind Inc 燃料電池用電極基材
DE3716725A1 (de) * 1987-05-19 1988-12-01 Didier Werke Ag Feuerfeste formkoerper mit einer dichte von weniger 2,0 g/cm(pfeil hoch)3(pfeil hoch) und verfahren zu ihrer herstellung
JPS6479079A (en) * 1987-09-22 1989-03-24 Petoca Ltd Porous isotropic carbon-carbon composite material and its production
JPS6479073A (en) * 1987-09-22 1989-03-24 Petoca Ltd Porous isotropic carbon-carbon composite material and its production
US5108964A (en) * 1989-02-15 1992-04-28 Technical Ceramics Laboratories, Inc. Shaped bodies containing short inorganic fibers or whiskers and methods of forming such bodies
FR2664889B1 (fr) * 1990-07-17 1992-09-25 Lorraine Carbone Support poreux de membrane filtrante en composite carbone-carbone a substrat en mat de fibres de carbone et son procede de fabrication.
DE4104447A1 (de) * 1991-02-14 1992-08-20 Sigri Gmbh Korrosions- und hitzebestaendige geordnete packung fuer stoff- und waermeaustauschprozesse
JP2520837Y2 (ja) * 1991-11-29 1996-12-18 ミサワセラミックス株式会社 車止め
CA2139167C (en) * 1993-12-29 1997-12-02 Keijiro Yamashita Electrode used in electrochemical reaction and fuel cell using the same
DE4419114A1 (de) * 1994-06-01 1995-12-07 Sgl Technik Gmbh Aus Kohlenstoff bestehende Füll- und Verteilerkörper für strömende Fluide
GB9506715D0 (en) * 1995-03-31 1995-05-24 Solatrim Ltd Improved additive
EP1178946A1 (en) * 1999-05-20 2002-02-13 The Procter & Gamble Company Method for removal of nano-sized pathogens from liquids
US7614508B2 (en) * 2001-08-23 2009-11-10 Pur Water Purification Products Inc. Water filter materials, water filters and kits containing silver coated particles and processes for using the same
US7615152B2 (en) 2001-08-23 2009-11-10 Pur Water Purification Products, Inc. Water filter device
KR100777951B1 (ko) * 2001-08-23 2007-11-28 더 프록터 앤드 갬블 캄파니 정수 필터 재료, 대응하는 정수 필터 및 그의 사용 방법
US20050279696A1 (en) * 2001-08-23 2005-12-22 Bahm Jeannine R Water filter materials and water filters containing a mixture of microporous and mesoporous carbon particles
US7614507B2 (en) 2001-08-23 2009-11-10 Pur Water Purification Products Inc. Water filter materials, water filters and kits containing particles coated with cationic polymer and processes for using the same
US20050042454A1 (en) * 2003-09-03 2005-02-24 Hollingsworth & Vose Company Fuel cell gas diffusion layer
WO2007037084A1 (ja) * 2005-09-29 2007-04-05 Toray Industries, Inc. 多孔質炭素シートおよびその製造方法
EP2241658B1 (en) * 2009-04-15 2012-06-20 Korea Advanced Institute of Science and Technology Fabrication method for porous carbon fibers
US10099183B2 (en) 2014-08-08 2018-10-16 Toray Industries, Inc. Solvent-resistant separation membrane
CN112939623B (zh) * 2021-03-01 2022-08-09 西北工业大学 一种太空笔笔尖的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4945073A (ja) * 1972-09-07 1974-04-27
JPS5343920A (en) * 1976-09-30 1978-04-20 Matsushita Electric Works Ltd Dry floor base method
JPS54160579A (en) * 1978-06-10 1979-12-19 Kanebo Ltd Active carbon filter and its preparing method
US4185145A (en) * 1978-09-11 1980-01-22 United Technologies Corporation Fuel cell electrolyte reservoir layer and method for making

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2658099A (en) * 1948-10-20 1953-11-03 Basset Lucien Paul Microporous carbon and graphite articles, including impregnated battery electrodes and methods of making the same
FR1435819A (fr) * 1963-11-05 1966-04-22 Japan Atomic Energy Res Inst Procédé et dispositif de préparation de corps poreux en carbone de toute forme désirée à propriétés physiques et chimiques améliorées, produits industriels ainsi obtenus et leurs diverses applications
US3829327A (en) * 1972-07-03 1974-08-13 Kreha Corp Carbon paper
US4118532A (en) 1972-10-24 1978-10-03 Homsy Charles A Implantable material and method of preparing same
US4070514A (en) * 1973-06-05 1978-01-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of fabricating graphite for use as a skeletal prosthesis and product thereof
FR2390381A1 (fr) * 1977-05-12 1978-12-08 Lorraine Carbone Carbone ou graphite artificiel a double porosite et methode de fabrication

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4945073A (ja) * 1972-09-07 1974-04-27
JPS5343920A (en) * 1976-09-30 1978-04-20 Matsushita Electric Works Ltd Dry floor base method
JPS54160579A (en) * 1978-06-10 1979-12-19 Kanebo Ltd Active carbon filter and its preparing method
US4185145A (en) * 1978-09-11 1980-01-22 United Technologies Corporation Fuel cell electrolyte reservoir layer and method for making

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