JPH0648870A - Carbon sheet product and its production - Google Patents
Carbon sheet product and its productionInfo
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- JPH0648870A JPH0648870A JP4199984A JP19998492A JPH0648870A JP H0648870 A JPH0648870 A JP H0648870A JP 4199984 A JP4199984 A JP 4199984A JP 19998492 A JP19998492 A JP 19998492A JP H0648870 A JPH0648870 A JP H0648870A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は炭素系シート状物および
その製造方法に関し、更に詳しくは、気相法炭素繊維を
熱分解炭素により結着させてなり、耐熱性フィルター、
振動板あるいは導電性材料に好適な炭素系シート状物お
よびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon-based sheet material and a method for producing the same, and more specifically, a heat-resistant filter obtained by binding vapor grown carbon fiber with pyrolytic carbon.
The present invention relates to a carbon-based sheet material suitable for a diaphragm or a conductive material and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする技術的課
題】従来、炭素繊維は耐食性、耐熱性、導電性に優れ、
強度、弾性率が極めて高いので、多くの分野に使用され
ている。特に短繊維を抄いて紙状、フェルト状に成型し
たものは使用に便利であるから、広く使用されている。
例えば、そのまま断熱材や耐熱性フィルターとして使用
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, carbon fibers are excellent in corrosion resistance, heat resistance, and electrical conductivity,
Since it has extremely high strength and elastic modulus, it is used in many fields. In particular, paper made from short fibers and formed into a felt shape is widely used because it is convenient to use.
For example, it is directly used as a heat insulating material or heat resistant filter.
【０００３】しかしながら、商業生産されている従来の
炭素繊維は、その太さが通常、６〜１０μｍ程度の範囲
にあるので、例えば、厚さ５０μｍのような薄手のペ−
パ−を製造する場合、繊維同士の重なりなどの接触機会
が少なくなるので剛性の小さなものしか得られず、ま
た、また、繊維同士の接触の機械が少なく、均一なもの
を得ることができないので、導電性に劣るものであっ
た。However, the thickness of conventional carbon fibers which are commercially produced is usually in the range of about 6 to 10 .mu.m, so that a thin sheet having a thickness of, for example, 50 .mu.m is used.
In the case of producing a par, the chances of contact such as overlapping of fibers are reduced, so that only a product with low rigidity can be obtained, and since there are few machines for contacting fibers, a uniform product cannot be obtained. The conductivity was inferior.
【０００４】本発明は前記課題を解決することを目的に
する。すなわち、本発明の目的は、構成繊維が極めて細
く、繊維相互間の接点が多く、また、繊維相互間を熱分
解炭素で結着するために導電性の優れたシート状物であ
り、強度、弾性率などの機械的強度の優れたシート状物
を提供することを目的にする。The present invention aims to solve the above problems. That is, the object of the present invention is an extremely thin constituent fibers, there are many contacts between fibers, also, since it is a sheet-like material excellent in conductivity because the fibers are bound by pyrolytic carbon, strength, It is intended to provide a sheet-shaped material having excellent mechanical strength such as elastic modulus.
【０００５】[0005]
【前記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、気相法炭素繊維と熱分
解炭素とを有することを特徴とする炭素系シ−ト状物で
あり、請求項２に記載の発明は、セラミックス製または
カーボン製の基材を配置した反応室内に、遷移金属化合
物と炭素化合物とを有する第一混合物を導入することに
より炭素化合物を分解し、前記基材の表面に気相法炭素
繊維をシート状に堆積させる第一工程と、この第一工程
の後に、炭素化合物とキャリヤガスとを有する第二混合
物中の炭素化合物を熱分解することにより得られる熱分
解炭素で前記気相法炭素繊維を結着する第二工程とを有
することを特徴とする前記請求項１に記載の炭素系シー
ト状物の製造方法であり、請求項３に記載の発明は、前
記第一工程を実行する反応室と同じ反応室で第二工程を
実行する前記請求項２に記載の炭素系シート状物の製造
方法であり、請求項４に記載の発明は、前記反応室を前
記第一工程を実行する第一反応室と前記第二工程を実行
する第二反応室とに分け、第一反応室内から第二反応室
内へと基材を移動することにより前記請求項１に記載の
炭素系シート状物を製造する前記請求項１に記載の炭素
系シート状物の製造方法であり、請求項５に記載の発明
は、前記請求項２〜４に記載の炭素系シート状物をさら
に２，０００℃以上に加熱処理する前記請求項２〜４に
記載の炭素系シート状物である。The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problems comprises a carbon-based sheet-like material comprising vapor grown carbon fiber and pyrolytic carbon. In the invention according to claim 2, the carbon compound is decomposed by introducing a first mixture having a transition metal compound and a carbon compound into a reaction chamber in which a ceramic or carbon base material is placed, A first step of depositing vapor grown carbon fibers in the form of a sheet on the surface of the substrate, and, after this first step, by thermally decomposing the carbon compound in a second mixture having a carbon compound and a carrier gas. The method for producing a carbon-based sheet according to claim 1, further comprising a second step of binding the vapor grown carbon fiber with the obtained pyrolytic carbon. Invention performs the first step The method for producing a carbon-based sheet according to claim 2, wherein the second step is performed in the same reaction chamber as that of the reaction chamber. The carbon-based sheet according to claim 1, wherein the carbon-based sheet is divided into a first reaction chamber for execution and a second reaction chamber for execution of the second step, and the substrate is moved from the first reaction chamber to the second reaction chamber. It is a manufacturing method of the carbon-based sheet-like article according to claim 1 for manufacturing a sheet-like article, and the invention according to claim 5 further comprises the carbon-based sheet-like article according to claims 2-4. The carbon-based sheet material according to any one of claims 2 to 4, which is heat-treated at 000 ° C or higher.
【０００６】以下、この発明を更に詳しく説明する。 （１）炭素系シート状物 本発明の炭素系シート状物は、気相法炭素繊維と熱分解
炭素とを含有する。The present invention will be described in more detail below. (1) Carbon-based sheet material The carbon-based sheet material of the present invention contains vapor grown carbon fiber and pyrolytic carbon.
【０００７】−気相法炭素繊維− 本発明に使用される気相法炭素繊維としては、例えば、
基板法や、流動法による気相成長炭素繊維を挙げること
ができる。-Vapor grown carbon fiber- Examples of the vapor grown carbon fiber used in the present invention include:
The vapor deposition carbon fiber by the substrate method and the fluidization method can be mentioned.
【０００８】基板法は、基板に触媒金属超微粒子を担持
させ、高温度に加熱しながら、その基板上に炭素源ガス
である炭化水素ガスなど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り、流動法は、基
板を使用せずに、触媒になり得る金属化合物と炭素源で
ある炭素化合物とを気化し、キャリヤーガスと共に高温
の反応管に流通させることにより、流動下に炭素繊維を
生成させる方法である。In the substrate method, the catalytic metal ultrafine particles are supported on the substrate, and while heating to a high temperature, a hydrocarbon gas as a carbon source gas is circulated on the substrate to generate carbon fibers on the surface of the substrate. The flow method is a method of vaporizing a metal compound that can serve as a catalyst and a carbon compound that is a carbon source without using a substrate, and allows the metal compound to flow through a high-temperature reaction tube together with a carrier gas, thereby making This is a method of producing carbon fibers.
【０００９】具体的には、特開昭５２−１０７３２０
号、特開昭５７−１１７６２２号、特開昭５８−１５６
５１２号、特開昭５８−１８０６１５号、特開昭６０−
１８５８１８号、特開昭６０−２２４８１５号、特開昭
６０−２３１８２１号、特開昭６１−１３２６３０号、
特開昭６１−１３２６００号、特開昭６１−１３２６６
３号、特開昭６１−２２５３１９号、特開昭６１−２２
５３２２号、特開昭６１−２２５３２５号、特開昭６１
−２２５３２７号、特開昭６１−２２５３２８号、特開
昭６１−２７５４２５号、特開昭６１−２８２４２７号
の各公報に記載の方法により、気相成長炭素繊維を製造
することができる。Specifically, Japanese Patent Laid-Open No. 52-107320
No. 57-176622 and 58-156.
512, JP-A-58-180615, JP-A-60-
185818, JP-A-60-224815, JP-A-60-231821, JP-A-61-132630,
JP-A-61-132600, JP-A-61-132666
3, JP-A-61-225319, JP-A-61-222.
5322, JP-A-61-225325, JP-A-61
The vapor-grown carbon fiber can be produced by the methods described in JP-A-225327, JP-A-61-225328, JP-A-61-275425 and JP-A-61-282427.
【００１０】本発明において好ましいのは流動法による
気相成長炭素繊維である。In the present invention, vapor-grown carbon fibers produced by the fluidization method are preferred.
【００１１】本発明における気相成長炭素繊維には、前
記気相成長炭素繊維を、２，０００℃以上、好ましくは
２，５００℃以上で５分間以上かけて加熱することによ
り得ることができる。The vapor grown carbon fiber in the present invention can be obtained by heating the vapor grown carbon fiber at 2,000 ° C. or higher, preferably 2,500 ° C. or higher for 5 minutes or longer.
【００１２】本発明に用いられる気相法炭素繊維は、そ
の直径が５μｍ以下であるのが好ましく、より好ましく
は３μｍ以下、更に好ましくは２μｍ以下である。The vapor grown carbon fiber used in the present invention preferably has a diameter of 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, still more preferably 2 μm or less.
【００１３】更に、本発明に用いられる気相法炭素繊維
は、そのアスペクト比が、５００〜１０の範囲内が好ま
しい。更に好ましくは、アスペクト比が３００〜２０の
範囲内、最も好ましくはアスペクト比が２００〜５０の
範囲内にあることである。アスペクト比が５００を越え
る場合、均一なシート状に形成するのが困難であり、ア
スペクト比が１０未満の場合、取り扱い可能なシート状
に形成することが困難になることがある。Further, the vapor grown carbon fiber used in the present invention preferably has an aspect ratio in the range of 500 to 10. More preferably, the aspect ratio is in the range of 300 to 20, and most preferably the aspect ratio is in the range of 200 to 50. If the aspect ratio exceeds 500, it may be difficult to form a uniform sheet, and if the aspect ratio is less than 10, it may be difficult to form a handleable sheet.
【００１４】−熱分解炭素− 本発明のシート状物は、前記気相法炭素繊維を、炭素化
合物の熱分解炭素により生じた炭素のＣＶＤで結着する
ことにより製造することができる。-Pyrolytic carbon-The sheet material of the present invention can be produced by binding the vapor grown carbon fiber by CVD of carbon produced by the pyrolytic carbon of the carbon compound.
【００１５】炭素化合物としては、例えば、炭化水素、
含酸素化合物などを用いることができる。炭化水素とし
てはメタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プ
ロピレン、ブチレン、アセチレンなどの飽和または不飽
和の脂肪族炭化水素や、ベンゼン、トルエンなどの芳香
族炭化水素などを挙げることができる。含酸素化合物と
しては、一酸化炭素、あるいは、メタノール、エタノー
ル等のアルコール類、ホルムアルデヒデ、アセトアルデ
ヒト等のアルデヒド類、ケトン、メチルエチルケトン等
のケトン類、酢酸、シュウ酸等のカルボン酸類等を挙げ
ることができる。これらの内、炭化水素を好ましく用い
ることができる。Examples of carbon compounds include hydrocarbons,
An oxygen-containing compound or the like can be used. Examples of the hydrocarbon include saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons such as methane, ethane, propane, butane, ethylene, propylene, butylene and acetylene, and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. Examples of the oxygen-containing compound include carbon monoxide, alcohols such as methanol and ethanol, aldehydes such as formaldehyde and acetaldehyde, ketones such as ketone and methylethylketone, and carboxylic acids such as acetic acid and oxalic acid. You can Of these, hydrocarbons can be preferably used.
【００１６】−炭素系シート状物の形態− この発明の炭素系シート状物は、前記気相法炭素繊維を
前記熱分解炭素のＣＶＤで結着させることにより得られ
る。-Form of carbon-based sheet-The carbon-based sheet of the present invention is obtained by binding the vapor grown carbon fiber by CVD of the pyrolytic carbon.
【００１７】（２）炭素系シート状物の製造方法 本発明の炭素系シート状物は、前記気相法炭素繊維を前
記熱分解炭素で結着させることにより得られる。(2) Method for producing carbon-based sheet material The carbon-based sheet material of the present invention is obtained by binding the vapor grown carbon fiber with the pyrolytic carbon.
【００１８】本発明の炭素系シート状物の製造方法の具
体例としては、気相法炭素繊維の生成において、気相法
炭素繊維をシート状に堆積させ、堆積した気相成長炭素
繊維を熱分解炭素により結着させる方法や、また、気相
法炭素繊維を生成し、その気相法炭素繊維を粉砕してシ
ート状に成形した後、熱分解炭素により結着させる方法
等を挙げることができる。As a specific example of the method for producing a carbon-based sheet material of the present invention, in the production of vapor grown carbon fiber, vapor grown carbon fiber is deposited in a sheet form and the deposited vapor grown carbon fiber is heated. Examples include a method of binding with decomposed carbon, and a method of producing vapor grown carbon fiber, crushing the vapor grown carbon fiber into a sheet, and then binding with pyrolytic carbon. it can.
【００１９】 シート状に堆積させた気相成長炭素繊
維を熱分解炭素で結着させる方法 この方法は、セラミックス製またはカーボン製の基材を
配置した反応室内に、遷移金属化合物と炭素化合物とを
有する第一混合物を気化させてキャリヤガスと共に導入
することにより熱分解させ前記基材の表面に気相法炭素
繊維をシート状に堆積させる第一工程と、この第一工程
の後に、炭素化合物とキャリヤガスとを有する第二混合
物を導入し、混合物中の炭素化合物を熱分解させること
により得られる熱分解炭素で前記気相法炭素繊維を結着
する第二工程とを有する。Method for binding vapor-deposited carbon fibers deposited in sheet form with pyrolytic carbon In this method, a transition metal compound and a carbon compound are placed in a reaction chamber in which a ceramic or carbon base material is placed. A first step of vaporizing the first mixture having and thermally decomposing it by introducing it together with a carrier gas to deposit a vapor grown carbon fiber in a sheet form on the surface of the base material; and a carbon compound after the first step. And a second step of binding the vapor grown carbon fiber with pyrolytic carbon obtained by introducing a second mixture containing a carrier gas and thermally decomposing the carbon compound in the mixture.
【００２０】この方法においては、一基の反応室を採用
し、この一基の反応室内で前記第一工程と第二工程とを
実施する、あるいは前記第一工程と第二工程とを所望の
回数繰り返すこと、あるいは少なくとも二基の反応室を
採用し、一方の反応室内で前記第一工程を実施し、他方
の反応室内で前記第二工程を実施することを挙げること
ができる。In this method, one reaction chamber is adopted, and the first step and the second step are carried out in this one reaction chamber, or the first step and the second step are desired. It may be repeated a number of times, or at least two reaction chambers may be employed, the first step may be carried out in one reaction chamber, and the second step may be carried out in the other reaction chamber.
【００２１】第一工程の条件は前記した各公報に記載さ
れている条件の範囲内において適宜に決定することがで
きる。The conditions of the first step can be appropriately determined within the range of the conditions described in the above-mentioned respective publications.
【００２２】第二工程における炭素化合物とキャリヤー
ガスとを加熱する温度としては、通常５００〜１，５０
０℃であり、好ましくは８００〜１，３００℃である。The temperature for heating the carbon compound and the carrier gas in the second step is usually 500 to 1,50.
The temperature is 0 ° C, preferably 800 to 1,300 ° C.
【００２３】基材は、セラミックス製またはカーボン製
であるが、使用温度において変形やガスを発生させない
もの、触媒になる金属を含まないものや浸炭を起こさな
い材質であれば他の材質の基材を使用することもでき
る。The base material is made of ceramics or carbon, but is a material that does not generate deformation or gas at a use temperature, does not contain a metal serving as a catalyst, or is a material that does not cause carburization. Can also be used.
【００２４】基材の形状については特に制限がなく、反
応室の形状および大きさ、炭素系シート状物の用途等に
応じて変化するので一概に決定することができないので
あるが、しばしば採用される基材の形状として、棒状、
平板状、円盤状等を適宜に挙げることができる 本発明においては、一基の反応室を使用する場合、反応
管内に基材を配置し、その後に第一工程を実施し、次い
で第二工程を実施する。また、場合によって、第一工程
と第二工程とを所望の回数繰り返しても良い。The shape of the base material is not particularly limited, and cannot be unconditionally determined because it changes depending on the shape and size of the reaction chamber, the use of the carbon-based sheet material, etc., but it is often adopted. As the shape of the base material,
In the present invention, a plate shape, a disk shape, etc. can be appropriately mentioned. In the present invention, when one reaction chamber is used, a base material is placed in a reaction tube, and then a first step is carried out, followed by a second step. Carry out. Further, depending on the case, the first step and the second step may be repeated a desired number of times.
【００２５】第一工程と第二工程との時間は、第一工程
と第二工程との繰り返しを何回繰り返すかにより、ある
いはどのような厚みの炭素系シート状物を形成しようと
するのか、又、第一工程と第二工程とのそれぞれの条件
により異なるために一概に決定することはできない。も
っとも、第一工程と第二工程との一回当たりの時間は、
第一工程においては１０分以下が好ましく、第二工程に
おいては６０分以下が好ましい。The time between the first step and the second step depends on how many times the first step and the second step are repeated, or what thickness of the carbon-based sheet material is to be formed. Further, it cannot be unconditionally determined because it differs depending on the conditions of the first step and the second step. However, the time for each of the first step and the second step is
10 minutes or less is preferable in the first step, and 60 minutes or less is preferable in the second step.
【００２６】本発明において、二基の反応室を使用する
場合、一方の反応室すなわち第一反応室で第一工程を実
施し、他方の反応室すなわち第二反応室で第二工程を実
施する。その場合、複数の基材を用意し、ある第一の基
材を第一反応室内に配置して第一工程を実施し、その後
に基材表面に気相法炭素繊維を堆積した第一の基材を第
二反応室内に移動し、その第二反応室内で第二工程を実
施する。そして第二反応室内で第二工程を実施している
ときに、第二の基材を前記第一反応室内に設置して第一
工程を実施する、というように多数の基材を用いて常に
第一反応室及び第二反応室において第一工程および第二
工程を実施するようにすると、極めて効率的である。In the present invention, when two reaction chambers are used, the first step is performed in one reaction chamber, that is, the first reaction chamber, and the second step is performed in the other reaction chamber, that is, the second reaction chamber. . In that case, a plurality of base materials are prepared, a certain first base material is placed in the first reaction chamber, the first step is performed, and then the first phase of vapor deposition carbon fiber is deposited on the base material surface. The base material is moved into the second reaction chamber, and the second step is performed in the second reaction chamber. And when performing the second step in the second reaction chamber, the second substrate is installed in the first reaction chamber to carry out the first step, such that a large number of substrates are always used. Performing the first step and the second step in the first reaction chamber and the second reaction chamber is extremely efficient.
【００２７】このような二基の反応室を使用することに
よる炭素系シート状物の製造方法において、第一工程に
おける加熱分解時間および加熱分解温度は一基の反応室
を使用する場合と同様である。一方、第二工程における
熱分解温度及び熱分解時間は一基の反応室を使用する場
合と異なるように設定することもできる。又、一基の反
応室を使用して第一工程と第二工程とを実施することも
できるのであるが、その場合第一工程と第二工程との最
適な条件が異なるが、第一工程と第二工程とで熱分解温
度を変えて行うのでは効率が悪いから、第一工程と第二
工程との熱分解温度を同じにし、その他の条件を調整し
て実施するようにするのが良い。もっとも、二基の反応
室を用いた場合には、温度を変えることにより時間を短
くすることが可能になる。In the method for producing a carbon-based sheet material by using such two reaction chambers, the thermal decomposition time and the thermal decomposition temperature in the first step are the same as those in the case of using one reaction chamber. is there. On the other hand, the thermal decomposition temperature and the thermal decomposition time in the second step can be set differently from the case of using one reaction chamber. It is also possible to carry out the first step and the second step using one reaction chamber, but in that case, the optimum conditions of the first step and the second step are different, but the first step Since it is inefficient to change the thermal decomposition temperature between the first step and the second step, it is preferable to make the thermal decomposition temperature of the first step and the second step the same, and adjust the other conditions. good. However, when two reaction chambers are used, the time can be shortened by changing the temperature.
【００２８】本発明においては、このようにして製造さ
れた炭素系シート状物は、２，０００℃以上で熱処理す
ることもできる。２，０００℃以上で熱処理することに
より、炭素系シート状物の表面抵抗が減少する。In the present invention, the carbon-based sheet material thus produced can be heat-treated at 2,000 ° C. or higher. The heat treatment at 2,000 ° C. or higher reduces the surface resistance of the carbon-based sheet material.
【００２９】 気相法炭素繊維を生成し、その気相法
炭素繊維をシート状に成形した後、熱分解炭素により結
着させる方法 触媒となる遷移金属化合物と、炭素化合物と、キャリア
ガスよりなる混合ガスを反応室内に導入し、気相法炭素
繊維特に気相成長炭素繊維を生成させる方法について
は、前述した通りである。A method of producing vapor grown carbon fiber, forming the vapor grown carbon fiber into a sheet, and binding it with pyrolytic carbon. A transition metal compound serving as a catalyst, a carbon compound, and a carrier gas. The method of introducing the mixed gas into the reaction chamber to generate the vapor grown carbon fiber, particularly the vapor grown carbon fiber, is as described above.
【００３０】前述した方法により得られた気相法炭素繊
維は、必要に応じてミル等により粉砕され、前述したよ
うな本発明に好適なアスペクト比に調製した後、シート
状にする。The vapor grown carbon fiber obtained by the above-mentioned method is crushed by a mill or the like, if necessary, and adjusted to have the aspect ratio suitable for the present invention as described above, and then formed into a sheet.
【００３１】このようにして得られた前記気相法炭素繊
維のシート状物を、水素や、アルゴン、窒素などの不活
性ガス雰囲気中で５００〜１，５００℃に加熱した後
に、炭化水素等の炭素化合物を供給し、その炭素化合物
を熱分解し、その熱分解炭素で気相成長炭素繊維どおし
を結着させる。The sheet-form material of the vapor grown carbon fiber thus obtained is heated to 500 to 1,500 ° C. in an atmosphere of hydrogen, an inert gas such as argon or nitrogen, and then hydrocarbon or the like. The carbon compound is supplied, the carbon compound is thermally decomposed, and the thermally decomposed carbon binds the vapor-grown carbon fibers.
【００３２】本発明においては、このようにして製造さ
れた炭素系シート状物は、２，０００℃以上で熱処理す
ることもできることは、前記の方法において述べたの
と同様である。In the present invention, the carbon-based sheet material thus produced can be heat-treated at 2,000 ° C. or higher, as in the case of the above-mentioned method.
【００３３】又、本発明による炭素系シート状物は必要
に応じてプレスしても良い。The carbon-based sheet material according to the present invention may be pressed if necessary.
【００３４】前記およびの方法によって製造された
本発明に係る炭素系シート状物は、良好な導電性を有
し、さらに、強度、弾性率等の機械的性質においても優
れているので、例えば、電池電極材また各種音響機器振
動板として有効に使用することができる。The carbon-based sheet-like material according to the present invention produced by the above-mentioned method and has good conductivity and is excellent in mechanical properties such as strength and elastic modulus. It can be effectively used as a battery electrode material or a diaphragm for various audio equipment.
【００３５】[0035]
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 （実施例１）気相成長炭素繊維を生成させる反応室内
に、セラミックス製ボートを設置した。このセラミック
ス製ボートは、原料の流れる方向に対して直交する面に
おいて略Ｕ字状をなす枠体とこの枠体の上方開口部近傍
において原料の流れる方向に対して直交する水平な棒体
とを有してなる。このセラミックス製ボートを配置した
反応室内に、原料組成がベンゼン：フェロセン：チオフ
ェン＝１００ｇ：０．６ｇ：０．４ｇである原料溶液を
２ミリリットル／分の割合で、キャリアガスとして水素
を５リットル／分の割合で、中心部が１，１００℃に加
熱された反応室に共に導入し、これらを熱分解すること
により、気相成長炭素繊維を前記棒体に堆積し、所定の
時間をかけて前記棒体に一端を付着させたシート状の気
相成長炭素繊維に成長させた。次いで、ベンゼンを１．
２ミリリットル／分の割合で、キャリヤガスとして水素
を５リットル／分の割合で１，１００℃の反応管内に導
入し、シート状に形成された気相成長炭素繊維を熱分解
炭素で結着させた。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. (Example 1) A ceramic boat was installed in a reaction chamber where vapor-grown carbon fibers were produced. This ceramic boat has a frame body that is substantially U-shaped in a plane orthogonal to the flow direction of the raw material and a horizontal rod body that is orthogonal to the flow direction of the raw material near the upper opening of the frame body. To have. In a reaction chamber in which this ceramic boat is placed, a raw material solution having a raw material composition of benzene: ferrocene: thiophene = 100 g: 0.6 g: 0.4 g is added at a rate of 2 ml / min, and hydrogen is used as a carrier gas at 5 liter / min. In a proportion of minutes, the central portion is introduced together into a reaction chamber heated to 1,100 ° C., and by thermally decomposing these, vapor-grown carbon fibers are deposited on the rod body, and it takes a predetermined time. A sheet-shaped vapor-grown carbon fiber having one end attached to the rod was grown. Then add benzene to 1.
Hydrogen was introduced as a carrier gas at a rate of 2 ml / min into the reaction tube at 1100 ° C. at a rate of 5 liter / min, and the vapor-grown carbon fibers formed into a sheet were bound with pyrolytic carbon. It was
【００３６】得られた炭素系シート状物の目付け量は５
１ｇ／ｍ2 であった。又、その表面抵抗は、縦方向が
０．１Ω、横方向が１．３Ωであった。The basis weight of the obtained carbon-based sheet material is 5
It was 1 g / m 2 . The surface resistance was 0.1Ω in the vertical direction and 1.3Ω in the horizontal direction.
【００３７】（実施例２）前記実施例１と同じ組成の原
料溶液を３ミリリットル／分の割合で、キャリヤガスと
して水素を５リットル／分の割合で、中心部が１，１０
０℃に加熱された反応室に共に導入することにより気相
成長炭素繊維を製造した。(Embodiment 2) A raw material solution having the same composition as that in Embodiment 1 was used at a rate of 3 ml / min, hydrogen was used as a carrier gas at a rate of 5 liter / min, and the central portion was 1,10.
Vapor grown carbon fibers were produced by introducing them together into a reaction chamber heated to 0 ° C.
【００３８】得られた気相成長炭素繊維は直径が０．３
μｍでミルウィスキ−法により測定したアスペクト比が
３５０であった。この繊維を小型ミルで粉砕し、ミルウ
ィスキ−法によるアスペクト比が１００となるように調
製した。この繊維をエタノ−ル２リットル中に混合し、
ミキサ−で撹拌した。この混合液を１８０メッシュの濾
過フィルタ−を装着した抄紙機に供給して抄紙シートを
作成し、１５０℃の熱風乾燥器で乾燥させた。The vapor-grown carbon fiber obtained had a diameter of 0.3.
The aspect ratio measured by the Millwiski method at 350 μm was 350. This fiber was pulverized with a small mill to prepare an aspect ratio of 100 according to the Millwhiskey method. Mix this fiber in 2 liters of ethanol,
Stir with a mixer. This mixed solution was supplied to a paper machine equipped with a 180-mesh filtration filter to prepare a papermaking sheet, which was dried with a hot air dryer at 150 ° C.
【００３９】得られた気相法炭素繊維シートを加熱炉に
挿入し、窒素雰囲気のもと、１，２００℃に加熱した
後、雰囲気ガスを水素に置換した後、プロパン０．５リ
ットル／分を水素２リットル／分とともに導入し、熱分
解炭素による結着を行ない、炭素系シート状物を製造し
た。The obtained vapor grown carbon fiber sheet was inserted into a heating furnace, heated to 1,200 ° C. in a nitrogen atmosphere, the atmosphere gas was replaced with hydrogen, and then propane 0.5 liter / min. Was introduced together with hydrogen at a rate of 2 liters / minute, and binding with pyrolytic carbon was carried out to produce a carbon-based sheet.
【００４０】得られた炭素系シート状物の目付けは５７
ｇ／ｍ2 であった。また、その表面抵抗を測定したとこ
ろ、縦横方向共に０．２８Ωであった。The basis weight of the obtained carbon-based sheet material is 57.
It was g / m 2 . The surface resistance was measured and found to be 0.28Ω in both the vertical and horizontal directions.
【００４１】（実施例３）実施例１と同様にして得られ
た炭素系シート状物をさらに２，８００℃に、アルゴン
雰囲気中で３０分間かけて熱処理を行なった。(Example 3) The carbon-based sheet material obtained in the same manner as in Example 1 was further heat-treated at 2,800 ° C for 30 minutes in an argon atmosphere.
【００４２】得られた熱処理済炭素系シート状物の目付
けは５６ｇ／ｍ2 であり、その表面抵抗を測定したとこ
ろ、縦方向は２．６×１０-2Ω、横方向では０．５６Ω
であった。The basis weight of the obtained heat-treated carbon-based sheet material was 56 g / m 2 , and its surface resistance was measured to be 2.6 × 10 -2 Ω in the longitudinal direction and 0.56 Ω in the lateral direction.
Met.
【００４３】（比較例１）実施例２と同様にして得られ
た気相法炭素繊維を、バインダ−として１〜３ｍｍにカ
ットされたポリビニルアルコ−ル繊維１０重量部をエタ
ノ−ルと水を１：１の割合で混合した溶液２リットルに
混合し、ミキサ−で撹拌した。これらの混合液を１８０
メッシュの濾過フィルタ−を装着した抄紙機に供給し、
抄紙シートを作成し、１５０℃の熱風乾燥機で乾燥し、
同時にポリビニルアルコ−ル繊維を融着させた。(Comparative Example 1) 10 parts by weight of polyvinyl alcohol fiber cut into 1 to 3 mm as a binder was prepared from the vapor grown carbon fiber obtained in the same manner as in Example 2 with ethanol and water. The mixture was mixed with 2 liters of the mixed solution at a ratio of 1: 1 and stirred with a mixer. 180 these mixed solutions
Supply to a paper machine equipped with a mesh filtration filter,
Create a papermaking sheet and dry it with a hot air dryer at 150 ° C.
At the same time, polyvinyl alcohol fibers were fused.
【００４４】得られたシート状物の目付けは４３ｇ／ｍ
2 であり、その表面抵抗を測定したところ、縦横方向と
も１６．４Ωであった。The basis weight of the obtained sheet material is 43 g / m.
2, was measured the surface resistance was both vertical and horizontal directions 16.4Omu.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明に係る炭素系シート状物は、構成
繊維が極めて細く、相互間の接点が多く、また熱分解炭
素により結着されているため、導電性の極めて優れた炭
素系シート状物である。EFFECTS OF THE INVENTION The carbon-based sheet according to the present invention has extremely fine constituent fibers, many contact points between each other, and is bound by pyrolytic carbon. It is a thing.
【００４６】また、本発明に係る炭素系シート状物は、
気相法炭素繊維を用いているので、強度、弾性率等の機
械的性質の優れた炭素系シート状物である。The carbon-based sheet material according to the present invention is
Since the vapor grown carbon fiber is used, it is a carbon-based sheet having excellent mechanical properties such as strength and elastic modulus.
【００４７】本発明により、例えば、電池電極材、また
各種音響機器振動板として好適に使用することができる
炭素系シート状物を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a carbon-based sheet material which can be suitably used as, for example, a battery electrode material and a diaphragm for various audio equipment.
Claims (5)
ことを特徴とする炭素系シ−ト状物。1. A carbon-based sheet material comprising vapor grown carbon fiber and pyrolytic carbon.
を配置した反応室内に、遷移金属化合物と炭素化合物と
を有する第一混合物を導入することにより炭素化合物を
分解し、前記基材の表面に気相法炭素繊維をシート状に
堆積させる第一工程と、この第一工程の後に、炭素化合
物とキャリヤガスとを有する第二混合物中の炭素化合物
を熱分解することにより得られる熱分解炭素で前記気相
法炭素繊維を結着する第二工程とを有することを特徴と
する前記請求項１に記載の炭素系シート状物の製造方
法。2. A carbon compound is decomposed by introducing a first mixture containing a transition metal compound and a carbon compound into a reaction chamber in which a ceramic or carbon substrate is placed, and a gas is deposited on the surface of the substrate. The first step of depositing the phase-processed carbon fiber in a sheet form, and, after the first step, pyrolysis carbon obtained by pyrolyzing the carbon compound in the second mixture having the carbon compound and the carrier gas. The second step of binding a vapor grown carbon fiber, the method for producing a carbon-based sheet according to claim 1, characterized in that the method comprises:
応室で第二工程を実行する前記請求項２に記載の炭素系
シート状物の製造方法。3. The method for producing a carbon-based sheet according to claim 2, wherein the second step is performed in the same reaction chamber as the reaction chamber in which the first step is performed.
一反応室と前記第二工程を実行する第二反応室とに分
け、第一反応室内から第二反応室内へと基材を移動する
ことにより前記請求項１に記載の炭素系シート状物を製
造する前記請求項１に記載の炭素系シート状物の製造方
法。4. The reaction chamber is divided into a first reaction chamber for performing the first step and a second reaction chamber for performing the second step, and a substrate is moved from the first reaction chamber to the second reaction chamber. The method for producing a carbon-based sheet material according to claim 1, wherein the carbon-based sheet material according to claim 1 is produced by moving the carbon-based sheet material.
状物をさらに２，０００℃以上に加熱処理する前記請求
項２〜４に記載の炭素系シート状物。5. The carbon-based sheet material according to any one of claims 2 to 4, wherein the carbon-based sheet material according to any one of claims 2 to 4 is further heat-treated at 2,000 ° C. or higher.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199984A JPH0648870A (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Carbon sheet product and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199984A JPH0648870A (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Carbon sheet product and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0648870A true JPH0648870A (en) | 1994-02-22 |
Family
ID=16416857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199984A Withdrawn JPH0648870A (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Carbon sheet product and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648870A (en) |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP4199984A patent/JPH0648870A/en not_active Withdrawn
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