JP3482610B2 - 多孔性炭素質成形板用プリプレグシート - Google Patents
多孔性炭素質成形板用プリプレグシートInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮成形、焼成して用
いる多孔性炭素質成形板を得るのに好適な炭素繊維と固
形フェノール樹脂を主成分として抄紙したプリプレグシ
ートに関する。
いる多孔性炭素質成形板を得るのに好適な炭素繊維と固
形フェノール樹脂を主成分として抄紙したプリプレグシ
ートに関する。
【０００２】
【従来の技術】多孔性炭素質成形板は種々の方法で製造
されている。例えば、炭素繊維のペーパー、フェルト、
クロス等の炭素繊維集合体に熱硬化性樹脂を含浸、乾燥
させ樹脂を半硬化状態（Ｂステージ化）のプリプレグと
成し、該プリプレグを圧縮成形等によって成形し、不活
性雰囲気下で焼成することで得られる。このように最終
工程で焼成するため、炭化によって残る収率（残炭率）
が高いのが望ましく、一般的にはフェノール樹脂を用い
たプリプレグシートが用いられる。
されている。例えば、炭素繊維のペーパー、フェルト、
クロス等の炭素繊維集合体に熱硬化性樹脂を含浸、乾燥
させ樹脂を半硬化状態（Ｂステージ化）のプリプレグと
成し、該プリプレグを圧縮成形等によって成形し、不活
性雰囲気下で焼成することで得られる。このように最終
工程で焼成するため、炭化によって残る収率（残炭率）
が高いのが望ましく、一般的にはフェノール樹脂を用い
たプリプレグシートが用いられる。
【０００３】特に均質な薄板を製造する際、炭素繊維を
連続した長繊維の形態で用いると、繊維を均質に分散さ
せるのが難しく、繊維密度の不連続な部位が発生し方向
性の無い均一な薄板を成形するのが非常に困難であり、
通常は炭素繊維の短繊維集合体、即ちペーパー、不織
布、或いはニードルパンチしたフェルト等が用いられ
る。
連続した長繊維の形態で用いると、繊維を均質に分散さ
せるのが難しく、繊維密度の不連続な部位が発生し方向
性の無い均一な薄板を成形するのが非常に困難であり、
通常は炭素繊維の短繊維集合体、即ちペーパー、不織
布、或いはニードルパンチしたフェルト等が用いられ
る。
【０００４】ところが、均質な薄板を製造する際に用い
られる炭素繊維の短繊維集合体、即ちペーパー、不織
布、或いはニードルパンチしたフェルト等は、その目的
から単位面積当たりの重量が小さく、且つその力学強度
も弱いため、プリプレグ化工程におけるの樹脂比率やＢ
ステージ化の制御が難しく、品質や歩留まりのトラブル
が生じ易い。
られる炭素繊維の短繊維集合体、即ちペーパー、不織
布、或いはニードルパンチしたフェルト等は、その目的
から単位面積当たりの重量が小さく、且つその力学強度
も弱いため、プリプレグ化工程におけるの樹脂比率やＢ
ステージ化の制御が難しく、品質や歩留まりのトラブル
が生じ易い。
【０００５】この問題を解決するひとつの手段としてフ
ェノール樹脂をバインダーとする湿式抄紙法による炭素
繊維ペーパーが考えられる。この方法によれば炭素繊維
ペーパー中にあらかじめ所定量のフェノール樹脂をバイ
ンダーとして含ませることが可能であり、プリプレグ工
程が不要となる。
ェノール樹脂をバインダーとする湿式抄紙法による炭素
繊維ペーパーが考えられる。この方法によれば炭素繊維
ペーパー中にあらかじめ所定量のフェノール樹脂をバイ
ンダーとして含ませることが可能であり、プリプレグ工
程が不要となる。
【０００６】しかしながらフェノール樹脂はほとんどの
場合、フリーフェノールが含まれ湿式抄紙における排水
処理に問題があり、現実的には実機レベルでの抄紙はほ
とんど不可能にちかい。
場合、フリーフェノールが含まれ湿式抄紙における排水
処理に問題があり、現実的には実機レベルでの抄紙はほ
とんど不可能にちかい。
【０００７】これに対し、固形フェノール樹脂は、フリ
ーフェノールを含まないものが可能で、抄紙工程での排
水処理の問題もなく実機レベルでの抄紙が可能である。
ーフェノールを含まないものが可能で、抄紙工程での排
水処理の問題もなく実機レベルでの抄紙が可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固形フ
ェノール樹脂は、熱溶融時の粘度が高いために、熱成形
工程に於いては均質な成形板を作るのが非常に困難で、
樹脂の分散性に劣り、表面平滑性の悪い板ができやすい
という欠点があった。
ェノール樹脂は、熱溶融時の粘度が高いために、熱成形
工程に於いては均質な成形板を作るのが非常に困難で、
樹脂の分散性に劣り、表面平滑性の悪い板ができやすい
という欠点があった。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明者らは、これらの課
題を解決すべく鋭意研究した結果、炭素繊維と固形フェ
ノール樹脂の主成分以外に第３成分を添加して抄紙した
プリプレグシートが、多孔性炭素質成形体の製造におけ
る上記欠点を解決できる事を見いだし、本発明を完成す
るに至った。
題を解決すべく鋭意研究した結果、炭素繊維と固形フェ
ノール樹脂の主成分以外に第３成分を添加して抄紙した
プリプレグシートが、多孔性炭素質成形体の製造におけ
る上記欠点を解決できる事を見いだし、本発明を完成す
るに至った。
【００１０】即ち本発明は、炭素繊維（Ａ）と固形フェ
ノール樹脂（Ｂ）とを主成分とし抄紙して得られるシー
トであって、圧縮成形、焼成に供して多孔性炭素質成形
板とする多孔性炭素質成形板用プリプレグシートにおい
て、樹脂（Ｂ）に副成分としてエポキシ樹脂（Ｃ）を併
用したことを特徴とする多孔性炭素質成形板用プリプレ
グシート及びそのプリプレグシートを圧縮成形、焼成し
た多孔性炭素質成形板を提供するものである。
ノール樹脂（Ｂ）とを主成分とし抄紙して得られるシー
トであって、圧縮成形、焼成に供して多孔性炭素質成形
板とする多孔性炭素質成形板用プリプレグシートにおい
て、樹脂（Ｂ）に副成分としてエポキシ樹脂（Ｃ）を併
用したことを特徴とする多孔性炭素質成形板用プリプレ
グシート及びそのプリプレグシートを圧縮成形、焼成し
た多孔性炭素質成形板を提供するものである。
【００１１】本発明で用いられる炭素繊維（Ａ）は、特
に限定されるものではないが、例えばＰＡＮ系炭素繊
維、ピッチ系炭素繊維、あるいは各種有機繊維を出発原
料とする炭素繊維、またはこれらを黒鉛化した黒鉛繊維
のいずれも使用出来る。これらの繊維（Ａ）は、目的に
応じて単独、あるいは組み合わせて使われる。
に限定されるものではないが、例えばＰＡＮ系炭素繊
維、ピッチ系炭素繊維、あるいは各種有機繊維を出発原
料とする炭素繊維、またはこれらを黒鉛化した黒鉛繊維
のいずれも使用出来る。これらの繊維（Ａ）は、目的に
応じて単独、あるいは組み合わせて使われる。
【００１２】繊維（Ａ）の繊維径は、特に限定されない
が、その強度および取扱い性から、５〜２５μｍの範囲
にあるものが望ましい。アスペクト比（繊維長／繊維
径）は、例えば抄紙されるシートの強度およびその抄紙
工程における分散性を考慮すると５０以上、好ましくは
５０〜１００００の範囲が良い。
が、その強度および取扱い性から、５〜２５μｍの範囲
にあるものが望ましい。アスペクト比（繊維長／繊維
径）は、例えば抄紙されるシートの強度およびその抄紙
工程における分散性を考慮すると５０以上、好ましくは
５０〜１００００の範囲が良い。
【００１３】本発明で用いられる固形フェノール樹脂
（Ｂ）としては、常温で固形である公知慣用のものがい
ずれも使用出来、特に限定されるものではない。熱溶融
又は熱硬化タイプのものとしては、例えばレゾール樹
脂、ノボラック樹脂等がある。前者は、一般的に樹脂単
独で熱硬化しうる自硬化型であり、後者は、それ自体で
は硬化性を有さないので、一般的に硬化剤が併用され
る。樹脂（Ｂ）としては、重量平均分子量５００〜１０
万のものが残炭率の観点からすると好ましい。
（Ｂ）としては、常温で固形である公知慣用のものがい
ずれも使用出来、特に限定されるものではない。熱溶融
又は熱硬化タイプのものとしては、例えばレゾール樹
脂、ノボラック樹脂等がある。前者は、一般的に樹脂単
独で熱硬化しうる自硬化型であり、後者は、それ自体で
は硬化性を有さないので、一般的に硬化剤が併用され
る。樹脂（Ｂ）としては、重量平均分子量５００〜１０
万のものが残炭率の観点からすると好ましい。
【００１４】勿論、自硬化型のものの場合でも、必要に
応じて硬化剤、あるいは硬化助剤を添加して硬化条件を
緩和することはよく行われる。硬化剤としては、例えば
ヘキサメチレンテトラミンやポリアミド樹脂等が使用で
きる。
応じて硬化剤、あるいは硬化助剤を添加して硬化条件を
緩和することはよく行われる。硬化剤としては、例えば
ヘキサメチレンテトラミンやポリアミド樹脂等が使用で
きる。
【００１５】本発明で用いられるエポキシ樹脂（Ｃ）
は、例えば前記樹脂（Ｂ）に可塑性を付与するために添
加される。本発明において、前記基本成分に添加するこ
とが出来るエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノー
ルＡ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂やその
他のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂及びその変成物
が挙げられる。中でも樹脂（Ｃ）としては、融点６０℃
以上２００℃以下好ましくは８０℃以上１５０℃以下の
ものが好ましい。
は、例えば前記樹脂（Ｂ）に可塑性を付与するために添
加される。本発明において、前記基本成分に添加するこ
とが出来るエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノー
ルＡ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂やその
他のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂及びその変成物
が挙げられる。中でも樹脂（Ｃ）としては、融点６０℃
以上２００℃以下好ましくは８０℃以上１５０℃以下の
ものが好ましい。
【００１６】樹脂（Ｃ）の使用量は、特に限定されない
が、例えば樹脂（Ｂ）使用量に対して５重量％から５０
重量％となる様に用いることが望ましい。この範囲にお
ける添加に対しては、可塑化効果もレベルオフすること
なく、後述する焼成されて得られる成形板の強度も良好
である。
が、例えば樹脂（Ｂ）使用量に対して５重量％から５０
重量％となる様に用いることが望ましい。この範囲にお
ける添加に対しては、可塑化効果もレベルオフすること
なく、後述する焼成されて得られる成形板の強度も良好
である。
【００１７】固形フェノール樹脂（Ｂ）とエポキシ樹脂
（Ｃ）との合計使用量は、炭素繊維（Ａ）と固形フェノ
ール樹脂（Ｂ）との合計に対して、通常５重量％〜９０
重量％の範囲であり、好ましくは３０重量％〜７０重量
％の範囲が良い。これらの範囲内であれば、プリプレグ
シート自体の強度も充分であり、成形するのも容易であ
る。またこの範囲であれば、このプリプレグシートから
最終的に得られる多孔性炭素質成形板としての力学強度
も良好となる。
（Ｃ）との合計使用量は、炭素繊維（Ａ）と固形フェノ
ール樹脂（Ｂ）との合計に対して、通常５重量％〜９０
重量％の範囲であり、好ましくは３０重量％〜７０重量
％の範囲が良い。これらの範囲内であれば、プリプレグ
シート自体の強度も充分であり、成形するのも容易であ
る。またこの範囲であれば、このプリプレグシートから
最終的に得られる多孔性炭素質成形板としての力学強度
も良好となる。
【００１８】本発明の多孔性炭素質成形板用プリプレグ
シートを得るに当たっては、焼成後の炭素質成形板のガ
ス透過度を充分な値となる様にするために、さらに有機
繊維（Ｄ）をも併用することが出来る。
シートを得るに当たっては、焼成後の炭素質成形板のガ
ス透過度を充分な値となる様にするために、さらに有機
繊維（Ｄ）をも併用することが出来る。
【００１９】繊維（Ｄ）としては、公知慣用のものがい
ずれも使用出来、特に限定されるものではないが、例え
ばレーヨン、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、
ポリエチレン繊維、アラミド繊維などが使用出来る。繊
維（Ｄ）としては、フィブリル化していない非開繊の有
機繊維が好ましい。フィブリル化している有機繊維、例
えば木材パルプ繊維は、それを用いて最終的に得られた
プリプレグシートを成形焼成すると、炭化後に皮膜構造
を形成し、ガス透気度が低下する傾向がある。
ずれも使用出来、特に限定されるものではないが、例え
ばレーヨン、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、
ポリエチレン繊維、アラミド繊維などが使用出来る。繊
維（Ｄ）としては、フィブリル化していない非開繊の有
機繊維が好ましい。フィブリル化している有機繊維、例
えば木材パルプ繊維は、それを用いて最終的に得られた
プリプレグシートを成形焼成すると、炭化後に皮膜構造
を形成し、ガス透気度が低下する傾向がある。
【００２０】繊維（Ｄ）は、炭素繊維（Ａ）と固形フェ
ノール樹脂（Ｂ）合計重量の１００重量部に対して、通
常１０〜６０重量部、中でも後工程での成形圧の観点か
ら１０〜４０重量部とするのが好ましい。
ノール樹脂（Ｂ）合計重量の１００重量部に対して、通
常１０〜６０重量部、中でも後工程での成形圧の観点か
ら１０〜４０重量部とするのが好ましい。
【００２１】これら繊維（Ａ）、（Ｄ）には、必要に応
じて熱特性、力学特性をより向上させるために、例えば
セラミック繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの各
種無機繊維や、黒鉛粉末などのフィラーも添加する事も
可能である。
じて熱特性、力学特性をより向上させるために、例えば
セラミック繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの各
種無機繊維や、黒鉛粉末などのフィラーも添加する事も
可能である。
【００２２】本発明のプリプレグシートは、上記繊維
（Ａ）、樹脂（Ｂ）、樹脂（Ｃ）及び必要に応じて繊維
（Ｄ）を用いて抄紙することにより容易に製造すること
が出来る。抄紙方法としては、乾式法及び湿式法のいず
れも採用しるが、湿式法が均一性の点で好ましい。
（Ａ）、樹脂（Ｂ）、樹脂（Ｃ）及び必要に応じて繊維
（Ｄ）を用いて抄紙することにより容易に製造すること
が出来る。抄紙方法としては、乾式法及び湿式法のいず
れも採用しるが、湿式法が均一性の点で好ましい。
【００２３】この湿式抄紙法としては、例えば繊維
（Ａ）、樹脂（Ｂ）、樹脂（Ｃ）及び必要に応じて繊維
（Ｄ）、各種フィラーを、必要に応じて分散助剤が加え
られた水性媒体中に加え、均一となる様に分散し、スラ
リーにしてから、傾斜型網で漉いて、水性媒体のみを除
去して湿式不織紙ウエブを得、それを乾燥することによ
り、プリプレグシートとする方法が採用出来る。
（Ａ）、樹脂（Ｂ）、樹脂（Ｃ）及び必要に応じて繊維
（Ｄ）、各種フィラーを、必要に応じて分散助剤が加え
られた水性媒体中に加え、均一となる様に分散し、スラ
リーにしてから、傾斜型網で漉いて、水性媒体のみを除
去して湿式不織紙ウエブを得、それを乾燥することによ
り、プリプレグシートとする方法が採用出来る。
【００２４】また、例えば繊維（Ａ）及び必要に応じて
繊維（Ｄ）を、必要に応じて分散助剤が加えられた水性
媒体中に加え、均一となる様に分散し、スラリーにして
から、傾斜型網で漉いて、水性媒体のみを除去して湿式
不織紙ウエブを得、それに樹脂（Ｂ）と樹脂（Ｃ）とを
必須成分として含む組成物を熱時含浸してから乾燥する
方法も採用出来る。
繊維（Ｄ）を、必要に応じて分散助剤が加えられた水性
媒体中に加え、均一となる様に分散し、スラリーにして
から、傾斜型網で漉いて、水性媒体のみを除去して湿式
不織紙ウエブを得、それに樹脂（Ｂ）と樹脂（Ｃ）とを
必須成分として含む組成物を熱時含浸してから乾燥する
方法も採用出来る。
【００２５】分散助剤としては、公知慣用の保護コロイ
ド、界面活性剤等が使用できるが、例えばポリエチレン
オキサイド、ポリオキシアルキレンモノフェノールエー
テル、アルキルベンゼンスルホン酸金属塩、ポリビニル
アルコール、自己乳化性アクリル樹脂や自己乳化性エポ
キシ樹脂等を使用することが出来る。
ド、界面活性剤等が使用できるが、例えばポリエチレン
オキサイド、ポリオキシアルキレンモノフェノールエー
テル、アルキルベンゼンスルホン酸金属塩、ポリビニル
アルコール、自己乳化性アクリル樹脂や自己乳化性エポ
キシ樹脂等を使用することが出来る。
【００２６】また、樹脂粉末には、抄紙時の歩留まりを
向上させるために各種高分子定着剤を使用することが望
ましい。これら定着剤としては、例えばポリアクリルア
ミド樹脂、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等
が挙げられる。
向上させるために各種高分子定着剤を使用することが望
ましい。これら定着剤としては、例えばポリアクリルア
ミド樹脂、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等
が挙げられる。
【００２７】乾燥したプリプレグシートを得るに当たっ
ては、例えば熱風乾燥、遠赤外線照射、マイクロ波照射
等の方法が採用できる。シート自体の粘着性だけがなく
なるまで乾燥するのが好ましい。高度に乾燥を行うと、
後述の圧縮成形に所望の形状に賦型するのが難しくな
る。緻密な炭素質成形板を得るに当たっては、この乾燥
条件を吟味して行う。
ては、例えば熱風乾燥、遠赤外線照射、マイクロ波照射
等の方法が採用できる。シート自体の粘着性だけがなく
なるまで乾燥するのが好ましい。高度に乾燥を行うと、
後述の圧縮成形に所望の形状に賦型するのが難しくな
る。緻密な炭素質成形板を得るに当たっては、この乾燥
条件を吟味して行う。
【００２８】本発明のプリプレグシートは、如何なる厚
みのものでも良いが、例えば０．２〜１．２ｍｍのもの
である。１ｍ2当たりの重量は、通常７５〜３００ｇで
ある。
みのものでも良いが、例えば０．２〜１．２ｍｍのもの
である。１ｍ2当たりの重量は、通常７５〜３００ｇで
ある。
【００２９】この様にして得られたシートは、圧縮成形
して賦型してから焼成することにより、例えば多孔性炭
素質成形板とすることが出来る。この圧縮成形では、公
知慣用の金型を用いて、必要に応じて熱も同時に加えて
成形が行われる。勿論、金型内を真空に脱気して成形す
る真空圧縮成形法も採用出来る。
して賦型してから焼成することにより、例えば多孔性炭
素質成形板とすることが出来る。この圧縮成形では、公
知慣用の金型を用いて、必要に応じて熱も同時に加えて
成形が行われる。勿論、金型内を真空に脱気して成形す
る真空圧縮成形法も採用出来る。
【００３０】いずれの方法に於いてもシートを一枚ある
いは複数枚積層して成形するが、この際、目的に応じて
異種のシートをそれと積層して成形することも可能であ
る。
いは複数枚積層して成形するが、この際、目的に応じて
異種のシートをそれと積層して成形することも可能であ
る。
【００３１】次いで、前記成形で得られた成形板は、焼
成することにより、炭素質でかつ多孔性の成形板とする
ことが出来る。焼成の条件は、特に制限されるものでは
ないが、例えば窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気
中、又は真空中で１０００〜３０００℃の温度で焼成す
る事により炭素質の成形板を得ることができる。目的に
よっては更に２０００〜３０００℃の温度で焼成する事
により黒鉛化することも可能である。
成することにより、炭素質でかつ多孔性の成形板とする
ことが出来る。焼成の条件は、特に制限されるものでは
ないが、例えば窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気
中、又は真空中で１０００〜３０００℃の温度で焼成す
る事により炭素質の成形板を得ることができる。目的に
よっては更に２０００〜３０００℃の温度で焼成する事
により黒鉛化することも可能である。
【００３２】このようにして得られた多孔性炭素質成形
板は、公知慣用の種々の用途に採用出来る。具体的に
は、例えば各種電極材料、セパレーター、断熱材等の用
途が挙げられる。
板は、公知慣用の種々の用途に採用出来る。具体的に
は、例えば各種電極材料、セパレーター、断熱材等の用
途が挙げられる。
【００３３】フィブリル化していない有機繊維を用い、
固形フェノール樹脂重量に対するエポキシ樹脂重量が、
５〜５０重量％の範囲であり、かつ炭素繊維に対する前
記有機繊維の割合が、５重量％から５０重量％の範囲で
ある本発明のシートを用いて得た炭素質成形板は、その
特性が電極板に要求される、表面平滑性、強度、ガス透
気度等を満足し、電極板用として非常に有用な素材とな
る。特に燐酸型燃料電池電極板としての仕様値と良く一
致する。
固形フェノール樹脂重量に対するエポキシ樹脂重量が、
５〜５０重量％の範囲であり、かつ炭素繊維に対する前
記有機繊維の割合が、５重量％から５０重量％の範囲で
ある本発明のシートを用いて得た炭素質成形板は、その
特性が電極板に要求される、表面平滑性、強度、ガス透
気度等を満足し、電極板用として非常に有用な素材とな
る。特に燐酸型燃料電池電極板としての仕様値と良く一
致する。
【００３４】これら上記した要求性能は、電極板固有の
もので、単に成形して得られた成形板からは直接予想す
ることが出来ないものであることは、多言を要さないこ
とである。
もので、単に成形して得られた成形板からは直接予想す
ることが出来ないものであることは、多言を要さないこ
とである。
【００３５】
【実施例】次に本発明を実施例により詳細に説明する。
以下、特に断りのない限り、「部」及び「％」は、いず
れも重量基準とする。
以下、特に断りのない限り、「部」及び「％」は、いず
れも重量基準とする。
【００３６】［実施例１］アスペクト比４６０のピッチ
系炭素繊維［（株）ドナック製ドナカーボ、繊維径１
３．５μｍ］と、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）繊維［１ｄ×３ｍｍ］とを比率４／６（重量比）
で、合計繊維濃度０．２％にて水に分散し、そこに自硬
化型フェノール樹脂（重量平均分子量１２０００）と、
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂
（融点１００℃、エポキシ当量９５０）を添加してスラ
リーを調製した。
系炭素繊維［（株）ドナック製ドナカーボ、繊維径１
３．５μｍ］と、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）繊維［１ｄ×３ｍｍ］とを比率４／６（重量比）
で、合計繊維濃度０．２％にて水に分散し、そこに自硬
化型フェノール樹脂（重量平均分子量１２０００）と、
ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂
（融点１００℃、エポキシ当量９５０）を添加してスラ
リーを調製した。
【００３７】各成分の含有量をフェノール樹脂粉末２０
部、エポキシ樹脂粉末１部、炭素繊維２００部、ＰＢＴ
繊維１０部としてシートの抄造を行った。この時のフェ
ノール樹脂に対するエポキシ樹脂添加量は５重量％、炭
素繊維に対する有機繊維含有量は５重量％であった。
部、エポキシ樹脂粉末１部、炭素繊維２００部、ＰＢＴ
繊維１０部としてシートの抄造を行った。この時のフェ
ノール樹脂に対するエポキシ樹脂添加量は５重量％、炭
素繊維に対する有機繊維含有量は５重量％であった。
【００３８】樹脂粉末の歩留まりを向上するために、上
記スラリーに、カチオン性ポリアクリルアミドを対繊維
合計０．３％添加して、樹脂成分の繊維基材への定着向
上を図った。このスラリーを傾斜型金網不織布製造装置
にて、抄紙して、湿潤した湿式ウエブを得た。
記スラリーに、カチオン性ポリアクリルアミドを対繊維
合計０．３％添加して、樹脂成分の繊維基材への定着向
上を図った。このスラリーを傾斜型金網不織布製造装置
にて、抄紙して、湿潤した湿式ウエブを得た。
【００３９】このウエブを、１４０℃の熱風で４分間乾
燥させ、非粘着性の１７５ｇ／ｍ2のプリプレグシート
を得た。
燥させ、非粘着性の１７５ｇ／ｍ2のプリプレグシート
を得た。
【００４０】本シートを２枚重ねて圧縮成形（１７０
℃、圧力７ｋｇ／ｃｍ2、２０分間）し、更に真空中で
２０００℃で焼成し、黒鉛板を得た。得られた黒鉛板の
物性値を表１に示した。
℃、圧力７ｋｇ／ｃｍ2、２０分間）し、更に真空中で
２０００℃で焼成し、黒鉛板を得た。得られた黒鉛板の
物性値を表１に示した。
【００４１】［比較例１］エポキシ樹脂粉末１部を用い
ない以外は、実施例１と同様な条件で抄紙を行ってプリ
プレグシートを得、次いで同様な条件で焼成を行って黒
鉛板を得た。得られた黒鉛板の物性値を表１に示した。
ない以外は、実施例１と同様な条件で抄紙を行ってプリ
プレグシートを得、次いで同様な条件で焼成を行って黒
鉛板を得た。得られた黒鉛板の物性値を表１に示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】これらの評価項目の実際の測定条件は次の
通りである。 坪量：ＪＩＳ Ｐ８１２４に準拠して測定した。 密度：ＪＩＳ Ｐ８１１８に準拠して測定した。 厚み：マイクロメーターを使用して測定。 かさ密度：ＪＩＳ Ｒ７２１２に準拠して測定した。 曲げ強度：同上。 表面状態（表面平滑性）：目視にて判定した。 ガス透気（過）度：改良ガーレー法により測定した。
通りである。 坪量：ＪＩＳ Ｐ８１２４に準拠して測定した。 密度：ＪＩＳ Ｐ８１１８に準拠して測定した。 厚み：マイクロメーターを使用して測定。 かさ密度：ＪＩＳ Ｒ７２１２に準拠して測定した。 曲げ強度：同上。 表面状態（表面平滑性）：目視にて判定した。 ガス透気（過）度：改良ガーレー法により測定した。
【００４４】実施例１と比較例１との対比からわかる通
り、実施例１のプリプレグは、エポキシ樹脂を併用して
いるので、それの可塑化効果により、熱成形時において
樹脂成分の分散性・流動性が良好であり、均質な成形板
が得られている。従って、それを焼成した黒鉛板も表面
平滑性に優れたものとなっていることがわかる。
り、実施例１のプリプレグは、エポキシ樹脂を併用して
いるので、それの可塑化効果により、熱成形時において
樹脂成分の分散性・流動性が良好であり、均質な成形板
が得られている。従って、それを焼成した黒鉛板も表面
平滑性に優れたものとなっていることがわかる。
【００４５】［実施例２〜３］表２に記載の通りのスラ
リーを各々上記したのに従って調製し、それを用いる以
外は、実施例１と同様な条件で抄紙を行ってプリプレグ
シートを得、次いで同様な条件で焼成を行って黒鉛板を
得た。得られた黒鉛板の物性値を表２に示した。
リーを各々上記したのに従って調製し、それを用いる以
外は、実施例１と同様な条件で抄紙を行ってプリプレグ
シートを得、次いで同様な条件で焼成を行って黒鉛板を
得た。得られた黒鉛板の物性値を表２に示した。
【００４６】尚、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び炭
素繊維は実施例１で用いたのと同一のものを用い、一
方、レーヨン繊維としては、大和紡績（株）製ダイワボ
ウレーヨン（１ｄ×３ｍｍ）を用い、木材パルプ繊維と
しては、晒しパルプ（広葉樹クラフトパルプ、フリーネ
ス６００ｃｃ）を用いた。
素繊維は実施例１で用いたのと同一のものを用い、一
方、レーヨン繊維としては、大和紡績（株）製ダイワボ
ウレーヨン（１ｄ×３ｍｍ）を用い、木材パルプ繊維と
しては、晒しパルプ（広葉樹クラフトパルプ、フリーネ
ス６００ｃｃ）を用いた。
【００４７】
【表２】
【００４８】実施例３の黒鉛板は、ガス透気性を有して
したが、燐酸型燃料電池電極板用としては、不十分なも
のであった。
したが、燐酸型燃料電池電極板用としては、不十分なも
のであった。
【００４９】［実施例４〜５］表３に記載の通りのスラ
リーを各々上記したのに従って調製し、それを用いる以
外は、実施例１と同様な条件で抄紙を行ってプリプレグ
シートを得、次いで同様な条件で焼成を行って黒鉛板を
得た。得られた黒鉛板の物性値を表３に示した。
リーを各々上記したのに従って調製し、それを用いる以
外は、実施例１と同様な条件で抄紙を行ってプリプレグ
シートを得、次いで同様な条件で焼成を行って黒鉛板を
得た。得られた黒鉛板の物性値を表３に示した。
【００５０】尚、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び炭
素繊維は実施例１で用いたのと同一のものを用い、レー
ヨン繊維は実施例２で用いたのと同一のものを用い、一
方、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維としては、１ｄ×３ｍ
ｍのもを用いた。
素繊維は実施例１で用いたのと同一のものを用い、レー
ヨン繊維は実施例２で用いたのと同一のものを用い、一
方、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維としては、１ｄ×３ｍ
ｍのもを用いた。
【００５１】
【表３】
【００５２】
【発明の効果】本発明では、多孔性炭素質成形板用プリ
プレグシートを得るに当たって、従来の樹脂成分である
フェノール樹脂にエポキシ樹脂を併用しているので、最
終的に優れた表面平滑性の多孔性炭素質成形板が得られ
るという格別顕著な効果を奏する。
プレグシートを得るに当たって、従来の樹脂成分である
フェノール樹脂にエポキシ樹脂を併用しているので、最
終的に優れた表面平滑性の多孔性炭素質成形板が得られ
るという格別顕著な効果を奏する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 峯 孝之
奈良県奈良市南登美丘29−15
(56)参考文献 特開 平４−100851（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−129814（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08J 5/24
Claims (8)
- 【請求項１】 炭素繊維（Ａ）と固形フェノール樹脂
（Ｂ）とを主成分とし抄紙して得られるシートであっ
て、圧縮成形、焼成に供して多孔性炭素質成形板とする
多孔性炭素質成形板用プリプレグシートにおいて、樹脂
（Ｂ）に副成分としてエポキシ樹脂（Ｃ）を併用したこ
とを特徴とする多孔性炭素質成形板用プリプレグシー
ト。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂（Ｃ）にさらに有機繊維
（Ｄ）を併用する請求項１記載のプリプレグシート。 - 【請求項３】 炭素繊維（Ａ）が、ピッチ系炭素繊維で
ある請求項１記載のプリプレグシート。 - 【請求項４】 固形フェノール樹脂（Ｂ）が、重量平均
分子量５００〜１０万の範囲のものである請求項１記載
のプリプレグシート。 - 【請求項５】 有機繊維（Ｄ）が、フィブリル化してい
ない有機繊維である請求項２記載のプリプレグシート。 - 【請求項６】 固形フェノール樹脂（Ｂ）重量に対する
エポキシ樹脂（Ｃ）重量が、５〜５０重量％の範囲であ
る請求項１記載のプリプレグシート。 - 【請求項７】 炭素繊維（Ａ）に対する有機繊維（Ｄ）
の割合が、５重量％から５０重量％の範囲である請求項
２記載のプリプレグシート。 - 【請求項８】 炭素繊維（Ａ）と固形フェノール樹脂
（Ｂ）とを主成分とし抄紙して得られるシートであっ
て、圧縮成形、焼成に供して多孔性炭素質成形板とする
多孔性炭素質成形板用プリプレグシートにおいて、樹脂
（Ｂ）に副成分としてエポキシ樹脂（Ｃ）を併用したこ
とを特徴とする燐酸型燃料電池電極板用プリプレグシー
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29458294A JP3482610B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 多孔性炭素質成形板用プリプレグシート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29458294A JP3482610B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 多孔性炭素質成形板用プリプレグシート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08151461A JPH08151461A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3482610B2 true JP3482610B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=17809652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29458294A Expired - Fee Related JP3482610B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 多孔性炭素質成形板用プリプレグシート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482610B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4000651B2 (ja) * | 1998-01-19 | 2007-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
| US7655159B2 (en) | 2003-04-09 | 2010-02-02 | Graham Simpson Murray | Conductive polymer, conductive polymer compositions and their use |
| US8333909B2 (en) | 2003-04-09 | 2012-12-18 | Bac2 Limited | Conductive polymer, conductive polymer compositions and methods for their use |
| JP5339666B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2013-11-13 | 旭有機材工業株式会社 | 熱硬化性樹脂成形材料及びそれを用いた成形体 |
| JP5509404B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2014-06-04 | 株式会社大木工藝 | 装身具 |
| CN103000911B (zh) * | 2012-12-04 | 2014-09-03 | 沈阳华天鑫碳纤维电热制品有限公司 | 一种利用碳纤维纸制作燃料电池多孔扩散层电极板的工艺 |
| KR101594775B1 (ko) * | 2013-10-23 | 2016-02-17 | 영텍 주식회사 | 수지를 이용한 전해 이온수 셀과 그 제조방법 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29458294A patent/JP3482610B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08151461A (ja) | 1996-06-11 |
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