JPS63288298A

JPS63288298A - 炭素質繊維含有紙

Info

Publication number: JPS63288298A
Application number: JP12180087A
Authority: JP
Inventors: 和幸小原; 小松　行成
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1988-11-25

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は炭素質繊維含を紙に関し、さらに詳しくは極細
形状の炭素質繊維を含有する紙に関するものである。

〔従来の技術〕

炭素繊維は、その優れた機械的物性から各種の複合材料
に活用され、近年急速に需要が伸びつつある。従来の炭
素繊維は、有機繊維等を焼成し炭化させる等の方法によ
り製造されているが、有機繊維、例えばアクリル繊維、
セルロース繊維等を用いて得られた炭素繊維は前駆体繊
維の紡糸が困難であるため、せいぜい６〜１０μｍ程度
の直径のものしか得られていない。

上述のような従来の炭素繊維を用いて紙を製造した場合
は、炭素繊維の径が太く、そのアスペクト比も小さいた
めに、繊維同士の絡み合いが少なく、紙を形成しにくい
。また紙として十分な強度を持たせるためには、パルプ
等のバインダー量を多くする必要があり、導電性紙とす
る場合は電導性の面で限界がある。

一方、紙に粉末状または繊維状の金属や炭素成分を混合
して導電性を持たせたものは種々装造されており、その
電導度の程度により、アース包装紙、放電記録紙、面状
発熱体といった用途に使われている。このような紙は、
金属を含有させることにより、導電性を付与することが
できるが、十分な導電性を付与するためには金属の含有
量を多くしなければならず、軽量で、取扱いやすく、し
かも強いという紙の特性を失うことになる。金属の含有
量を少な（するためには、導電性は良好であるが、高価
であるＮ　ｉ　−、Ａ　ｇ等を用いる必要があり、コス
ト的に問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、製造が容易で、強度、軽量性の面で紙
本来の特性を失うことなく、むしろ向上させ、しかも電
気的特性に優れた紙を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、繊維の直径が０．０１〜４μｍ、アスペクト
比が２〜１００，０００である炭素質ｖｉ維を１〜７０
重量％、パルプを少なくとも１０重量％含有することを
特徴とする炭素質繊維含有紙である。

本発明における炭素質繊維とは、炭化水素類と特定の有
機金属化合物の混合液を必要に応じてキャリアーガスと
ともに加熱帯域に導入し、炭化水素類を熱分解、触媒反
応させることにより得られた炭素質繊維、および／また
は該炭素質繊維を不活性雰囲気下で加熱処理した黒鉛質
繊維である。

その製造方法は例えば特開昭５８−１８０６１号、特願
昭６０−５４９９８号、特開昭６１−２８２４２７号等
に開示されており、極めて細径の炭素質繊維を得ること
が可能である。本発明に用いる炭素質繊維は、直径０．
０１〜４μｍ、好ましくは０．０２〜１．ｃｒｍ、アス
ペクト比２〜１００，０００、好ましくは１０〜３０，
０００、特に好ましくは１００〜１０，０００を有する
ものである。

炭素質ＩＪｌｉ維は、必要に応じて、切断、破砕、粉砕
等により処理してその形態を調整してもよい。また、炭
素質繊維の分散を向上させるために、酸化処理、コーテ
ィング、グラフト等の方法で、酸性官能基等の極性官能
基を導入してもよい。官能基を導入する方法は特に限定
されないが、例えば酸化処理としては５Ｑｗｔ％硝酸に
より還流下戻素質繊維を処理する方法が挙げられる。導
入する官能基の種類は特に素足されないが、カルボン酸
、フェノール等の酸性官能基が好ましい。導入量として
は、極性官能基として炭素質繊維１ｇ当たり０．０１ｍ
ｇ以上、好ましくは０．５　ｍ　ｇ以上である。

酸性官能基としては炭素質繊維１ｇ当たり３０μｓｑ以
上、好ましくは５０μｅｑ以上である。官能基量の決定
は、重量変化、中和滴定等の各種滴定ＥＳＣＡ、ＩＲ等
の機器分析により行なわれる。

本発明におけるパルプとは、植物を原料として適当に処
理し、その構成している繊維を集めたものであり、植物
の種類、処理方法は通常の製紙に用いるものと同様であ
る。

本発明の炭素質繊維含有紙は、紙の総量を１００重量％
として、上記炭素質繊維を１〜７０重量％、好ましくは
３〜５０重量％、特に好ましくは４〜４０重量％含有し
、かつパルプを１０重量％以上、好ましくは２０重量％
以上含有し、これら両繊維を絡み合わせ、膠着させて製
造したものである。炭素質繊維が１重量％未満であると
、十分な電導性を得ることができず、また７０重量％を
加えると炭素質繊維を均一に分散させることが困難であ
り、繊維同士の十分な絡まり合いが生ぜず、紙の強度が
十分でない。

上記の紙には、必要に応じ他の成分として、その他の繊
維、ロジンサイズ、瞑料、色料、硫酸アルミニウム、澱
粉、水ガラス等を適当量含有させてもよい。その他の繊
維としては、羊毛、絹のような動物繊維、スフ、ナイロ
ン、ビニロンのような合成繊維等が挙げられる。愼料等
の添加物の種類、量は用途に応じ要求される性能、例え
ば表面平滑性、吸水性等を満たすように配合される。

炭素質繊維含有紙を製造する方法は、公知の乾式法また
は湿式法のいずれも通用できるが、極細繊維である炭素
質繊維を十分に分散させ、繊維同士を絡み合わせるため
には湿式法が好ましい。湿式法は、例えば水を分散媒と
して、パルプ、炭素質繊維、必要に応じ、ロジン、澱粉
、硫酸アルミニウム等を分散させ、フィルターで濾過し
て抄紙し、圧縮脱水した後に乾燥する方法である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を述べる。

実施例１〜４トリスアセチルアセトナト鉄とベンゼンを１４００℃の
加熱空間に導入し浮遊状態で合成した、直径が０．０５
〜０．２μｍ、アスペクト比１００以上の気相成長法炭
素質繊維と晒パルプを第１表に示す種々の割合で配合し
、さらにサイズ剤としてロジン１ｇを水２１中に混合し
、ミキサーで攪拌した。これらの混合液を８０番の濾過
フィルターを装着した抄造機に供給した。濾過フィルタ
ーより紙を剥離し、ロールで圧縮脱水した後、８０℃の
熱風乾燥機で乾燥した。得られた紙の目付けは５０　ｇ
／ｒｒｒであり、厚さは０．０８〜０．１關であった。

表面抵抗、引張強さ、引裂強さを測定した結果を第１表
に示す。

第　　１　　表比較例１．２実施例１において炭素質繊維と晒パルプの量を（０，０
５ｇ、８．９５ｇ）、（８，５ｇ、０．５ｇ）とした以
外は同様の手順で炭素質繊維がそれぞれ０゜５正量％お
よび８５重量％の紙を得た。０．５重量％炭素質繊維を
含有する紙の表面抵抗は３×１０？Ωであり、８５重量
％炭素質繊維を含有する紙の引裂強さは３０ｇであった
。

比較例３アクリル繊維を焼結させて製造した炭素質繊維を用いた
以外は実施例３と同様にして５０正量％炭素質繊維を含
有した紙を得た。紙の目付けは４７　ｇｌｒｄであり、
表面抵抗は２Ｘ１０２Ω、引張強さは３．１　ｋｇ、引
裂強さは２０ｇであった。

実施例５実施例３で用いた炭素質繊維をアルゴン雰囲気下に２７
００℃で１５分間熱処理し、黒鉛化した炭素質繊維を用
いた以外は実施例３と同様にして炭素質繊維５０重量％
含有した紙を得た。得られた紙の表面抵抗は４Ω、強度
は実施例３と同じであった。

〔発明の効果〕

本発明によって得られる炭素質繊維含有紙は構成繊維で
ある炭素質繊維が極めて細く、かつアスペクト比が高い
ために、炭素質繊維同士、パルプ−炭素質繊維がよ（絡
み合い、炭素質繊維の高物性と相まって強度、特に引張
り強さ、引裂強さに優れた紙を製造することができ、か
つ導電性に優れた紙を得ることができる。優れた物性を
有することから、本発明の紙はアース包装紙、放電記録
紙、面状発熱体、ＥＭｒシールド用内用紙張紙用いるこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）直径が０．０１〜４μｍ、アスペクト比が２〜１
００，０００である炭素質繊維を１〜７０重量％、およ
びパルプを１０重量％以上含有することを特徴とする炭
素質繊維含有紙。