(57)【要約】【課題】気孔の増大や機械的強度の低下のおそれを抑制しつつ、従来に比べて厚さの大きい炭素板材を製造することができる炭素板材の製造方法を提供する。【解決手段】炭素板材の製造方法を、セルロース繊維を原料とする織物を１５０℃〜３００℃の温度で熱処理する前熱処理工程と、熱処理された織物に、乾性油または乾性油の構成脂肪酸を混合したフェノール樹脂を含む混合溶液を含浸させ、含浸織物を得る含浸工程と、含浸織物を乾燥させる乾燥工程と、乾燥させた含浸織物の複数枚を積層し圧着して積層成形体を得る積層圧着工程と、積層成形体を非酸化性雰囲気で焼成して炭化し、非晶質炭素板材を得る炭化工程とを、具備する構成とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維を原料とする織物を１５０℃〜３００℃の温度で熱処理する前熱処理工程と、
熱処理された前記織物に、乾性油または乾性油の構成脂肪酸を混合したフェノール樹脂を含む混合溶液を含浸させ、含浸織物を得る含浸工程と、
前記含浸織物を乾燥させる乾燥工程と、
乾燥させた前記含浸織物の複数枚を積層し圧着して積層成形体を得る積層圧着工程と、
前記積層成形体を非酸化性雰囲気で焼成して炭化し、非晶質炭素板材を得る炭化工程と
を具備することを特徴とする炭素板材の製造方法。
【請求項２】
前記炭化工程は、前記積層成形体を膨張黒鉛シート間に挟んだ状態で行われる
ことを特徴とする請求項１に記載の炭素板材の製造方法。
【請求項３】
前記含浸工程は、炭素質フィラーを含有する前記混合溶液を使用して行われる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の炭素板材の製造方法。
【請求項４】
前記炭化工程の後に、前記非晶質炭素板材を非酸化性雰囲気で１７００℃〜２６００℃で焼成し黒鉛化させる黒鉛化工程を具備する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の炭素板材の製造方法。
【請求項５】
厚さが２．５ｍｍ〜７．０ｍｍであり、
水銀圧入法により測定されたモード径としての気孔径が１．６μｍ以下である
ことを特徴とする炭素板材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緻密質の炭素板材の製造方法、及び、該製造方法により製造される炭素板材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
緻密質の炭素薄板の製造方法として、従来、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の溶液を紙に含浸させ、樹脂液が含浸した紙の複数枚を積層し圧着して積層体とし、その積層体を焼成して炭化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようにして得られる炭素薄板は、非晶質の炭素からなり、燃料電池のセパレータなど、ガス不透過性と電気伝導性が要請される用途に用いられている。
【０００３】
上記の製造方法では、焼成時の樹脂の分解によるガスの発生に伴い積層体において発泡し、得られる炭素薄板に多くの気孔が形成されるおそれがある。そこで、熱硬化性樹脂の溶液に、乾性油又はその構成脂肪酸を混合することが提案されている（特許文献２参照）。これにより、樹脂が変性して熱分解反応が穏やかとなり、気孔の形成が抑制されると考えられている。
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術では、焼成前の積層体（成形体）の厚さはせいぜい１．５ｍｍ程度にとどまっており、焼成後（炭化後）に得られる炭素薄板の厚さは、０．５ｍｍ未満であった。炭素板材には、ヒータや焼成時に使用される敷き板（セッタ）等の潜在的な用途も考えられており、そのためにも、より厚さの大きい炭素板材が要請されていた。単純には、樹脂液を含浸させた紙を積層する枚数を増加させることを想到し得るが、その場合は層間に空隙が形成されて気孔が増大するおそれがあり、また、層間で剥離が生じ易くなり機械的強度が低下するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、気孔の増大や機械的強度の低下のおそれを抑制しつつ、従来に比べて厚さの大きい炭素板材を製造することができる炭素板材の製造方法、及び、該製造方法により製造される炭素板材の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる炭素板材の製造方法は、「セルロース繊維を原料とする織物を１５０℃〜３００℃で熱処理する前熱処理工程と、熱処理された前記織物に、乾性油または乾性油の構成脂肪酸を混合したフェノール樹脂を含む混合溶液を含浸させ、含浸織物を得る含浸工程と、前記含浸織物を乾燥させる乾燥工程と、乾燥させた前記含浸織物の複数枚を積層し圧着して積層成形体を得る積層圧着工程と、前記積層成形体を非酸化性雰囲気で焼成して炭化し、非晶質炭素板材を得る炭化工程と、を具備する」ものである。
【０００７】
「セルロース繊維を原料とする織物」としては、綿、麻、木材パルプ、コウゾ、ミツマタなどの天然セルロース繊維、天然セルロースの再生繊維（レーヨンなど）を原料とする織物を例示することができる。
【０００８】
「乾性油または乾性油の構成脂肪酸」における「乾性油」としては、桐油、アマニ油、ケシ油、シソ油、エゴマ油、ベニバナ油、ヒマワリ油、クレオソート油を例示することができる。また、これらとフェノール樹脂を含む「混合溶液」は、有機溶媒で濃度及び粘度を調整した溶液を使用することができ、有機溶媒としては、トルエン、アセトン、エタノール等を使用することができる。なお、以下では、フェノール樹脂、及び、乾性油または乾性油の構成脂肪酸との混合により変性したフェノール樹脂を、「変性樹脂」と称することがある。
【０００９】
「非酸化性雰囲気」は、アルゴンガス等の不活性ガス、窒素ガス、これらの混合ガス雰囲気、または、真空雰囲気とすることができる。
【００１０】
本発明者らは検討の結果、セルロース繊維が紡績され製織されて織物となった状態のものを原料とすることで、気孔の増大や機械的強度の低下のおそれを抑制しつつ、従来に比べて厚さの大きい炭素板材を製造することができることを見出し、本発明に至ったものである。上述のように、従来技術では、繊維を結合剤と混合し抄紙したものを原料としており、織物となったものを原料とするというアイデアは、従来になかったものである。
【００１１】
また、本発明者らは検討の結果、フェノール樹脂は１５０℃以上の温度でも機械的強度をある程度維持しており、そのために織物に由来して発生するガスが樹脂の内部に残存し易く、これが炭化のための焼成時に膨れや剥離などの不良が生じる一因となっていることを見出した。そこで、原料としての織物を、変性樹脂を含有する混合溶液を含浸させる含浸工程に先立って、１５０℃〜３００℃の温度で熱処理する前熱処理工程を行うという手段を採用した。これにより、炭化のための焼成における低温域で、織物の熱分解に由来して発生するはずのガス成分を予め除去しておくことができるため、炭化工程での膨れや剥離の発生を、有効に抑制することができる。前熱処理工程の温度が１５０℃より低いと、織物の熱分解がほとんど進行せず、熱分解に際して副次的に起きる水生成反応により生成する水分子など、熱分解により発生する分子量の大きなガスを除くことができない。一方、前熱処理工程の温度が３００℃を超えると、織物を構成するセルロース繊維が劣化し、得られる炭素板材の機械的強度が低下するおそれがある。なお、この前熱処理工程では、織物に元々含まれていた水分も除かれる。
【００１２】
本発明にかかる炭素板材の製造方法は、上記構成に加え、「前記炭化工程は、前記積層成形体を膨張黒鉛シート間に挟んだ状態で行われる」ものとすることができる。
【００１３】
膨張黒鉛シートは、層間化合物とした黒鉛を急激に加熱し、層間の物質をガス化して層間隔を押し広げ、その後圧延することにより得られる黒鉛シートであり、厚さ０．５ｍｍ〜２．０ｍｍのものを好適に使用することができる。なお、上記の従来技術では、反り等を防止することを目的として、積層成形体を“黒鉛板”に挟んだ状態で焼成することを開示しているが、黒鉛板は機械加工上の制約から厚さが５ｍｍ以上の板材とならざるを得ず、本発明の膨張黒鉛シートとは異なる。
【００１４】
膨張黒鉛シートは、面方向の熱伝導率が大きい。従って、積層成形体を膨張黒鉛シートに挟んだ状態で炭化することにより、積層成形体における温度分布を均一に近付けることができる。また、膨張黒鉛シートは滑り性に優れる。そのため、膨張黒鉛シート間に挟まれた積層成形体は、膨張黒鉛シートに沿って滑らかに収縮し易い。従って、上記構成の本発明によれば、炭化工程における積層成形体の反りやうねり等を抑制し、変形のない炭素板材を高い収率で製造することができる。
【００１５】
本発明にかかる炭素板材の製造方法は、上記構成に加え、「前記含浸工程は、炭素質フィラーを含有する前記混合溶液を使用して行われる」ものとすることができる。
【００１６】
「炭素質フィラー」としては、炭素繊維、黒鉛粉末、カーボンブラック等を使用可能である。
【００１７】
炭化工程を経て得られる炭素板材のマトリクスは非晶質の炭素であり、炭素材料としては電気伝導率が高いとは言えない。そこで、炭素質フィラーを混合溶液に含有させることにより、製造される炭素板材の電気伝導性を高めることができる。
【００１８】
本発明にかかる炭素板材の製造方法は、上記構成に加え、「前記非晶質炭素板材を非酸化性雰囲気で１７００℃〜２６００℃で焼成し黒鉛化させる黒鉛化工程を具備する」ものとすることができる。
【００１９】
炭化工程を経て得られる非晶質炭素板材を、更に１７００℃〜２６００℃で焼成することにより、非晶質炭素が黒鉛化し、電気伝導性の高い炭素板材を製造することができる。ところが、黒鉛化した炭素の結晶成長が進行すると、気孔が増大すると共に層間剥離が生じ易くなり、機械的強度が低下する。本発明では、黒鉛化の温度を２６００℃を超えない温度とすることにより、気孔の増大や機械的強度の低下を抑制しつつ、電気伝導性が高められた炭素板材を製造することができる。
【００２０】
次に、本発明にかかる炭素板材は、「厚さが２．５ｍｍ〜７．０ｍｍであり、水銀圧入法により測定されたモード径としての気孔径が１．６μｍ以下である」ものである。
【００２１】
上述の前熱処理工程、含浸工程、乾燥工程、積層圧着工程、及び、炭化工程を具備する炭素板材の製造方法により、詳細は後述するように、気孔の大きさや機械的強度を実用的な範囲にとどめながら、２．５ｍｍ〜７．０ｍｍという従来に比べて非常に厚さの大きな炭素板材を提供することができる。なお、平均気孔径が３μｍ以下であれば、緻密質であることが要請される炭素板材として使用可能である。
【００２２】
なお、上述の製造方法によって、従来技術では不可能であった、厚さの大きい炭素板材を提供することができるが、上述の製造方法によって従来と同程度の厚さの炭素板材（炭素薄板）を提供できることは、もちろんである。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明の効果として、気孔の増大や機械的強度の低下のおそれを抑制しつつ、従来に比べて厚さの大きい炭素板材を製造することができる炭素板材の製造方法、及び、該製造方法により製造される炭素板材を、提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態について、説明する。本発明の第一実施形態の炭素板材の製造方法（以下、単に「製造方法」と称する）は、セルロース繊維を原料とする織物を１５０℃〜３００℃の温度で熱処理する前熱処理工程と、熱処理された織物に、乾性油または乾性油の構成脂肪酸を混合したフェノール樹脂を含む混合溶液を含浸させ、含浸織物を得る含浸工程と、含浸織物を乾燥させる乾燥工程と、乾燥させた含浸織物の複数枚を積層し圧着して積層成形体を得る積層圧着工程と、積層成形体を非酸化性雰囲気で焼成して炭化し、非晶質炭素板材を得る炭化工程と、非晶質炭素板材を非酸化性雰囲気で１７００℃〜２６００℃で焼成し黒鉛化させる黒鉛化工程と、を具備するものである。
【００２５】
より具体的に説明すると、セルロース繊維を原料とする織物としては、綿織物、麻織物を例示することができる。ここで、セルロース繊維としては、炭化率が１０％〜６０％のものが望ましい。炭化率が１０％より小さいと、原料として必要な量が増大し、焼成中に発生するガス量も増大するため、膨れや剥離による不良が生じ易くなる。一方、炭化率が６０％を超えると、得られた炭素板材の機械的強度が低下する傾向がある。なお、炭化率は、８００℃で数時間の炭化処理を行った場合に、次式により求められる。
炭化率（％）＝Ｗｃ／Ｗ０×１００
Ｗ０：炭化処理前の質量
Ｗｃ：炭化処理後の質量
【００２６】
前熱処理工程は、加熱乾燥機等を使用し、１５０℃〜３００℃の所定温度で３０分程度加熱することにより行う。
【００２７】
含浸工程で織物に含浸させる混合溶液は、乾性油または乾性油の構成脂肪酸を混合したフェノール樹脂を、有機溶媒に溶解した溶液を使用する。有機溶媒としては、トルエン、アセトン、エタノール等を使用可能である。
【００２８】
含浸工程を経て得られた含浸織物は、乾燥工程において、１１０℃〜１５０℃の範囲の所定の温度に一定に保持された乾燥機内で乾燥させる。
【００２９】
乾燥工程を経た含浸織物は、積層圧着工程で複数枚を積層し、加熱圧着して積層成形体とする。加熱はスチームによる加熱とすることができ、その場合、圧着ヘッドの温度をスチーム加熱温度である１３０℃〜１５０℃とすることが好ましい。圧着圧力は、１．５ＭＰａ〜５．０ＭＰａとすることが望ましい。圧力が小さ過ぎれば、積層された含浸織物同士の接着が弱いものとなる一方、圧力が大き過ぎれば積層された含浸織物同士の密着性が高すぎ、後に行われる炭化工程で、樹脂の熱分解等により発生するガスがスムーズに排出されにくくなる。積層圧着工程における圧力を１．５ＭＰａ〜５．０ＭＰａの範囲とすることにより、熱分解により発生するガスが排出される経路が残る程度に、積層成形体において各層が接着される。これにより、焼成時の膨れや剥離が抑制され、高い収率で良品を得ることができる。
【００３０】
炭化工程では、積層圧着工程を経て得られた積層成形体を、膨張黒鉛シートに挟み込んだ状態で焼成する。このとき、複数の積層成形体それぞれの間に膨張黒鉛シートを挟んで複数の積層成形体を積み重ね、更にその全体を外側から黒鉛板で挟んだ状態で、詰め粉に埋設し、焼成することができる。このように、熱伝導率の高い膨張黒鉛シートに積層成形体を挟み込むことにより、積層成形体における温度分布が均一化すると共に、滑り性の高い膨張黒鉛シートに沿って積層成形体が滑らかに収縮するため、積層成形体の反りや変形が抑制される。更に、複数の積層成形体の全体が黒鉛板に挟み込まれ、詰め粉に埋設された状態で焼成されるため、積層成形体の反りや変形がより有効に抑制される。
【００３１】
炭化工程における焼成は、非酸化性雰囲気に保持した電気炉内で、常温から８００℃まで昇温することにより行う。昇温速度は小さい方が変性樹脂の熱分解が穏やかとなり、膨れや剥離による不良品の発生率が低下する一方、昇温速度が小さ過ぎれば、焼成のための所要時間（日数）が長く炭素板材の製造効率が悪い。従って、常温から８００℃まで、数日程度かけて昇温することが望ましい。
【００３２】
黒鉛化工程では、炭化工程を経て得られた非晶質炭素板材を、数枚〜１０枚程度積み重ねて膨張黒鉛シートで挟み込む。これを一単位として、複数単位を積層し、全体を炭素板で挟み込んだ状態で、詰め粉に埋設し焼成する。非晶質炭素板材は、炭化前の積層成形体に比べて高い熱伝導性を有するため、炭素板材一枚ごとに膨張黒鉛シートで挟み込むことまではしなくても、反りや変形を防止して、黒鉛化した炭素板材を収率良く製造することができる。
【００３３】
黒鉛化工程における焼成は、非酸化性雰囲気に保持したアチソン炉などの電気炉内で、数時間から数十時間をかけて１７００℃〜２６００℃の所定温度まで昇温して行う。焼成温度が２６００℃を超えると、黒鉛の結晶が異常成長して気孔が増大するおそれがある。また、黒鉛の結晶における異方性に起因して層間剥離が生じ易くなり、収率が低下するおそれがある。
【００３４】
次に、第二実施形態の製造方法について説明する。第二実施形態の製造方法は、上記と同様に、前熱処理工程、含浸工程、乾燥工程、積層圧着工程、炭化工程の順に行われるが、含浸工程が炭素質フィラーを含有する混合溶液を使用して行われる点で、第一実施形態と相違している。
【００３５】
炭素質フィラーとしては、炭素繊維、黒鉛粉末、カーボンブラック等を使用可能である。そのサイズはでるだけ小さいことが望ましく、炭素繊維の場合は、繊維直径が２０μｍ以下で長さが３ｍｍ以下、黒鉛粉末及びカーボンブラックの場合は、粒子直径が２０μｍ以下であることが望ましい。炭素質フィラーのサイズが大きい場合は、織物の表面に付着する炭素質フィラーによって織物同士の接着が妨げられ、焼成時に剥離しやすくなる。なお、混合溶液における炭素質フィラーの割合は、変性樹脂に対して数質量％とすれば、焼成時の剥離を抑制して実用的な機械的強度を有し、且つ、電気伝導性が高められた炭素板材を製造することができる。
【実施例】
【００３６】
第一実施形態の実施例として、実施例１〜３の試料を作製した。何れの試料も、坪量約５００ｇ／ｍ２の平織り綿織物を原料とし、２９０℃の温度で３０分間熱処理をした（前熱処理工程）。熱処理された織物に、昭和電工製の桐油変性フェノール樹脂（桐油とフェノールを混合してからホルマリンを加えて反応を進行させて得られた桐油変性フェノール樹脂）をアセトンに溶解した混合溶液を含浸させ、含浸織物とした（含浸工程）。混合溶液における変性樹脂の割合は、固形分換算で４０質量％とした。
【００３７】
含浸織物は１３０℃で３分間乾燥させた（乾燥工程）。乾燥させた含浸織物を、２１０ｍｍ×２１０ｍｍに裁断し、実施例１では１０枚を積層し、実施例２では１５枚を積層し、実施例３では２０枚を積層して、温度１５０℃、圧力２ＭＰａで加熱圧着して積層成形体とした（積層圧着工程）。得られた積層成形体の周縁をトリミングして２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに整え、厚さを測定すると共に、サイズと質量の測定から嵩密度を求めた。測定は、複数の試料について行った。
【００３８】
積層成形体を８００℃の温度で２時間、非酸化性雰囲気で焼成し、非晶質炭素板材を得た（炭化工程）。このとき、８００℃まで４日間をかけて昇温した。また、焼成に際しては、積層成形体と膨張黒鉛シートを交互に重ねて積層成形体２個を積み重ね、更にその全体を、厚さ５ｍｍの一対の黒鉛板で挟み、詰め粉に埋設した。膨張黒鉛シートとしては、ＴＹＫ製グラファイトシート、厚さ０．８ｍｍを使用した。
【００３９】
得られた試料（非晶質炭素板材）について、厚さ及び嵩密度を測定すると共に、１０ｍｍ×１００ｍｍの短冊状の試験片を複数切り出し、支点間距離２０ｍｍ、クロスヘッドスピード１．５ｍｍ／ｍｉｎの条件で三点曲げ強さを測定した。また、体積１ｃｍ３の試験片を切り出し、水銀ポロシメータ（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製、  Ｐｏｒｅ  Ｓｉｚｅｒ  ９３００）を使用して水銀圧入法により測定した気孔径分布から、モード径（最頻度径）として、平均気孔径（直径）を求めた。
【００４０】
試料ごとに、含浸織物の積層枚数、積層成形体の厚さ及び嵩密度、８００℃で炭化した非晶質炭素板材の厚さ、三点曲げ強さ、平均気孔径を、表１にまとめて示す。また、比較として、前熱処理工程を行わない以外は、それぞれ実施例１及び実施例２と同様に作製した比較例１及び比較例２の結果を、表１にあわせて示す。
【００４１】
【表１】
2015010014.tif 000002
【００４２】
実施例１〜３の何れも、試料の全数について、膨れや剥離のない良品の非晶質炭素板材が得られた。得られた非晶質炭素板材の厚さは、含浸織物の積層枚数が１０枚である実施例１では２．５ｍｍ〜２．８ｍｍであり、含浸織物の積層枚数が１５枚である実施例２では４．９ｍｍ〜５．１ｍｍであり、従来の炭素薄板（厚さ０．５ｍｍ程度）と比べると、非常に肉厚であった。また、含浸織物の積層枚数が２０枚と最も多い実施例３では、厚さが平均７．０ｍｍであり、実施例２より更に肉厚であった。このことから、含浸織物の積層枚数を増加させることにより、バルク体に近い厚さの炭素板材を製造できる可能性があると考えられた。三点曲げ強さについては、実施例１〜３の何れも７９ＭＰａ〜８３ＭＰａと実用的な範囲内であり、平均気孔径については、実施例１〜３の何れも緻密質の炭素材に要請される範囲内であった。一方、前熱処理工程を行わなかった比較例１及び比較例２では、炭化工程の際に膨れが生じ、良品を得ることができなかった。このことから、含浸工程の前に原料である織物に前熱処理を行うことが、織物に由来して熱分解により発生するガスに起因する発泡や膨れを抑制する上で、非常に有効であると考えられた。
【００４３】
実施例１〜３の非晶質炭素板材を、上記と同様に膨張黒鉛シートで挟み、詰め粉に埋設して、２２００℃の温度で１時間加熱し、黒鉛化した（黒鉛化工程）。黒鉛化した炭素板材について、上記と同様に、厚さ、三点曲げ強度、平均気孔径を測定した。その結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
2015010014.tif 000003
【００４５】
実施例１〜３の何れも、試料の全数について、割れや剥離のない良品の黒鉛化した炭素板材が得られた。厚さは、非晶質炭素板材に比べるとやや薄くなったが、それでも２．５ｍｍ〜６．６ｍｍであり、従来の黒鉛化された炭素板材（厚さ０．４ｍｍ程度）に比べると、極めて肉厚であると言える。平均気孔径は黒鉛化することで非晶質炭素板材より小さくなっており、三点曲げ強度は、黒鉛化する前と同程度であった。
【００４６】
次に、第二実施形態の実施例４について説明する。実施例１〜３と異なる点は、含浸させる混合溶液に炭素質フィラーを含有させている点である。炭素質フィラーとしては、粉砕により短繊維化された炭素繊維（大阪ガスケミカル製、ドナカーボ）繊維直径約１０μｍ、繊維長約１ｍｍを使用した。混合溶液中の炭素繊維の割合は、混合溶液から揮発分を除去した固形分に対する炭素繊維の割合として、３質量％とした。なお、混合溶液から揮発分を除去した固形分に対する炭素繊維の割合は、次式により算出した。
（一定量の混合溶液中の炭素繊維の質量）×１００／（一定量の混合溶液を１５０℃で所定時間加熱した後の残存分の質量）
【００４７】
また、「変性樹脂の固形分と炭素繊維の質量の和」の混合溶液に対する割合は、４５質量％であった。炭素繊維を含有する混合溶液を、実施例１〜３と同じ綿織物に含浸させ、含浸織物の１５枚を積層して積層成形体とした。その他の工程及び各種試験方法は、実施例１〜３と同様である。実施例４の非晶質炭素板材について、厚さ、三点曲げ強さ、平均気孔径の測定結果を、表３に示す。
【００４８】
【表３】
2015010014.tif 000004
【００４９】
実施例４の厚さ及び三点曲げ強さは、積層枚数の等しい実施例２と同程度であった。また、炭素繊維を含有する混合溶液を使用することで、平均気孔径は実施例１〜３に比べるとやや大きくなったが、それでも緻密質の炭素材として要請される３μｍ以下である、１．５〜１．６μｍであった。
【００５０】
実施例４の非晶質炭素板材から、２０ｍｍ幅の短冊状の試験片を切り出し、電圧端子間距離５０ｍｍとし、四端子法で電気比抵抗を測定した。また、対比のために、実施例２の非晶質炭素板材、及び、黒鉛化された炭素板材について、同様に比抵抗を測定した。その結果を、表４に示す。
【００５１】
【表４】
2015010014.tif 000005
【００５２】
表４に示すように、織物に含浸させた混合溶液に炭素質フィラーを含まない実施例２では、非晶質炭素板材の比抵抗値は５０００μΩｃｍを超えており、黒鉛化することで比抵抗値が３３４０μΩｃｍに低下し、電気伝導性が高まった。これに対し、炭素質フィラーを含有する混合溶液を織物に含浸させた実施例４では、黒鉛化させていない非晶質炭素板材であっても、黒鉛化させた実施例２の試料と同程度である比抵抗値３３００〜３３８０μΩｃｍを示した。以上の結果から、織物に含浸させる混合溶液に炭素質フィラーを含有させることにより、黒鉛化する手間、時間、エネルギーを要することなく、黒鉛化させた炭素板材と同程度の電気伝導性の高い炭素板材を製造できること、及び、混合溶液に炭素質フィラーを含有させても、気孔の増大や機械的強度の低下のおそれを抑制しつつ、従来に比べて厚さの大きい炭素板材を製造できること、が確認された。
【００５３】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００５４】
例えば、上記では、織物に含浸させる混合溶液に含有させる炭素質フィラーとして、短繊維化された炭素繊維を使用した実施例を例示したが、炭素質フィラーとしてカーボンブラックの微粒子を使用することができる。炭素繊維に比べてアスペクト比の小さい炭素微粒子を使用することにより、より気孔径を小さく抑えつつ、電気伝導性を高めることができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開昭６０−１６１１４４号公報
【特許文献２】特開昭６０−２３１４７０号公報