(57)【要約】      （修正有）【課題】気孔率、気孔径の大きな開気孔を有し、圧縮強度、透気率が良好なレベルにある多孔質ガラス状カーボン材の製造方法と多孔質ガラス状カーボン材を提供すること。【解決手段】平均粒子径10〜900μmの球状熱揮散性樹脂粒子100重量部と、該球状熱揮散性樹脂粒子の粒子径の1/2以上の平均粒子径を有する熱硬化性樹脂粒子5〜30重量部を混合し、混合粉を金型に充填し、熱硬化性樹脂の軟化点より低い温度域において加圧下に加熱して熱硬化性樹脂を軟化させて成形した成形体を空気中で150〜250℃の温度に加熱して球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化し、非酸化性雰囲気下に800〜2500℃の温度に加熱して焼成炭化する製造方法と気孔率が80〜95％、平均気孔径が5〜250μm、圧縮強度が0.6〜3MPa、透気率が0.005〜0.04m３/Pa.secの特性を有する多孔質ガラス状カーボン材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径１０〜９００μｍの球状熱揮散性樹脂粒子１００重量部と、該球状熱揮散性樹脂粒子の粒子径の１／２以上の平均粒子径を有する熱硬化性樹脂粒子５〜３０重量部を混合し、混合粉を金型に充填し、熱硬化性樹脂の軟化点より低い温度域において加圧し、加圧下に加熱して熱硬化性樹脂を軟化させて成形した成形体を空気中で１５０〜２５０℃の温度に加熱して球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化し、次いで、非酸化性雰囲気下に８００〜２５００℃の温度に加熱して焼成炭化することを特徴とする多孔質ガラス状カーボン材の製造方法。
【請求項２】
平均粒子径１０〜９００μｍの球状熱揮散性樹脂粒子を金型に充填し、１〜１００ＭＰａの圧力で加圧して気孔率５〜２０％の熱揮散性樹脂成形体を作製し、該成形体に熱硬化性樹脂液を含浸して複合化した後、空気中で１５０〜２５０℃の温度に加熱して球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化し、次いで、非酸化性雰囲気下に８００〜２５００℃の温度に加熱して焼成炭化することを特徴とする多孔質ガラス状カーボン材の製造方法。
【請求項３】
熱揮散性樹脂がアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂またはアセタール系樹脂である、請求項１または請求項２記載の多孔質ガラス状カーボン材の製造方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の方法により製造された気孔率が８０〜９５％、平均気孔径が５〜２５０μｍ、圧縮強度が０．６〜３ＭＰａ、透気率が０．００５〜０．０４ｍ３／Ｐａ・ｓｅｃであることを特徴とする多孔質ガラス状カーボン材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元的に連通した開気孔率が高く、また気孔径も大きく、ガスや液体などの流体を円滑に流通させることのできる多孔質ガラス状カーボン材の製造方法および多孔質ガラス状カーボン材に関する。
【０００２】
そして、この多孔質ガラス状カーボン材は、例えば、固体高分子形燃料電池のガス流路形成材やガス拡散層、触媒担体、各種フィルター材、電気二重層キャパシタ用電極材、レドックスキャパシタ用集電材などとして好適に使用することができる。
【背景技術】
【０００３】
炭素材料は、非酸化性雰囲気において優れた耐熱性や高温強度を有し、また導電性、熱伝導性および化学的安定性も高く、各種工業材料として広く使用されている。また、炭素材料を多孔質化した炭素材は軽量であり、各種フィルター、触媒担体、断熱材あるいは電気化学的工業用部材などとして広く用いられている。
【０００４】
例えば、空気清浄フィルターや水質浄化フィルター、触媒担体などには、圧損が低く、流体との接触効率の良い多孔体が求められており、高気孔率で気孔径が大きな開気孔を有するとともに強度の大きい多孔体が望まれている。
【０００５】
多孔質炭素材の製造技術としては、炭素繊維をパルプとともに抄紙して得たシートに熱硬化性樹脂液を含浸して積層成形し、焼成炭化する方法（例えば、特許文献１など）が知られている。しかし、この方法は高価な炭素繊維を使用するので製造コストが増大し、また気孔性状の制御が難しいという難点がある。
【０００６】
そこで、安価なα−セルロースを主成分とする有機物質の抄紙シートに熱硬化性樹脂液を含浸し、樹脂含浸シートを積層して熱圧成形する方法が開発されている。例えば特許文献２にはα−セルロースを主成分とする熱揮散性物質を抄紙してシート化する工程と、シートに熱硬化性樹脂液を含浸する工程と、含浸シートを加熱して半硬化する工程と、半硬化シートを積層し加熱しながら圧縮する工程と、焼成炭化する工程とからなる多孔質炭素材の製造方法が開示されている。
【０００７】
しかし、これらの方法では繊維が絡み合った空隙により多孔質体が形成されるので、板状成形体の面方向と厚さ方向では気孔構造が異なり、また曲げ強度などの強度特性も異方性が生じ、層間剥離し易くなるなどの欠点がある。更に、気孔率の高いものを得ようとすると強度が低くなり、気孔径の大きいものを得ることも難しく、気孔性状の制御が困難となる問題がある。
【０００８】
多孔質炭素材を製造する方法としてはメラミン、ウレタン、フェノール樹脂などの樹脂発泡体を焼成、炭化する方法も知られているが強度が低い難点がある。そこで、特許文献３には、連続気孔を有するとともにポリカルボジイミド樹脂が含浸したメラミン樹脂発泡体、ウレタン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体などの樹脂発泡体を炭化した炭素多孔体が提案されている。しかし、気孔率が低いという問題点がある。
【０００９】
また、気孔形成材（造孔材）を炭素粉末および樹脂バインダーと混合し、成形して得られた成形体を焼成炭化して気孔形成材を揮散除去することにより多孔質体とする方法も知られており、例えば特許文献４には焼結用炭素粉末に焼結時に分解、気化、発散する熱可塑性樹脂などの材質を５〜５０％添加し、該炭素粉末を成形し、焼成した香料浸透用多孔質炭素体が開示されている。しかし、この炭素体は開気孔率が２０〜６０％と低いので、ガス透過の際の抵抗が大きくなる問題がある。
【特許文献１】特開昭６１−２３６６６４号公報
【特許文献２】特開平０３−１８３６７２号公報
【特許文献３】特開平０６−０３２６７７号公報
【特許文献４】特開２００２−２０１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、発明者らは連通孔である開気孔径が大きく、また開気孔率が高く、強度特性にも優れ、ガス流体などの通気抵抗が小さいガラス状カーボンからなる多孔質体を得るために鋭意研究を行った。
【００１１】
そして、気孔形成材と熱硬化性樹脂との混合、成形状態など、気孔形成材同士の繋がりを多く形成した成形体を作製することにより気孔性状を制御できることを見出した。その結果、ガス流体などの通気媒体として気孔率および平均気孔径などの開気孔性状に優れ、強度、透気率も良好な多孔質ガラス状カーボン材を開発した。
【００１２】
すなわち、本発明はこの知見に基づいて完成したもので、その目的は開気孔率が８０％以上で、平均開気孔径が５〜２５０μｍの気孔性状を有し、圧縮強度および透気率も良好なレベルにある多孔質ガラス状カーボン材の製造方法、および、多孔質ガラス状カーボン材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の請求項１に係る多孔質ガラス状カーボン材の第１の製造方法は、平均粒子径１０〜９００μｍの球状熱揮散性樹脂粒子１００重量部と、該球状熱揮散性樹脂粒子の粒子径の１／２以上の平均粒子径を有する熱硬化性樹脂粒子５〜３０重量部を混合し、混合粉を金型に充填し、熱硬化性樹脂の軟化点より低い温度域において加圧し、加圧下に加熱して熱硬化性樹脂を軟化させて成形した成形体を空気中で１５０〜２５０℃の温度に加熱して球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化し、次いで、非酸化性雰囲気下に８００〜２５００℃の温度に加熱して焼成炭化することを構成上の特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係る多孔質ガラス状カーボン材の第２の製造方法は、平均粒子径１０〜９００μｍの球状熱揮散性樹脂粒子を金型に充填し、１〜１００ＭＰａの圧力で加圧して気孔率５〜２０％の熱揮散性樹脂成形体を作製し、該成形体に熱硬化性樹脂液を含浸して複合化した後、空気中で１５０〜２５０℃の温度に加熱して球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化し、次いで、非酸化性雰囲気下に８００〜２５００℃の温度に加熱して焼成炭化することを構成上の特徴とする。
【００１５】
なお、熱揮散性樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂またはアセタール系樹脂などが好ましい。
【００１６】
そして、これらの製造方法により製造される本発明の多孔質ガラス状カーボン材は、その物性として気孔率が８０〜９５％、平均気孔径が５〜２５０μｍ、圧縮強度が０．６〜３ＭＰａ、透気率が０．００５〜０．０４ｍ３／Ｐａ・ｓｅｃであることを構成上の特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、開気孔率および平均開気孔径などの気孔性状に優れ、強度、透気率が良好で、ガス流体などの通気媒体として好適な多孔質ガラス状カーボン材の製造方法が提供される。
【００１８】
そして、この製造方法により製造される本発明の多孔質ガラス状カーボン材は、例えば固体高分子形燃料電池のガス流路形成材やガス拡散層、触媒担体、各種フィルター材、電気二重層キャパシタ用電極材、レドックスキャパシタ用集電材などとして好適に使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の多孔質ガラス状カーボン材を製造する請求項１に係る第１の製造方法は、熱揮散性樹脂を気孔形成材とし、熱硬化性樹脂とを混合した混合粉を原料として使用する。熱揮散性樹脂は硬化時および焼成炭化時の熱処理時に揮散し、揮散跡が気孔を形成するもので、熱揮散性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、アセタール系樹脂、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂などを例示することができ、好ましくはアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、アセタール系樹脂が用いられる。
【００２０】
熱揮散性樹脂の形状は球状の粒子であることが必要で、球状粒子は熱圧成形時にお互いに潰れ合って相互に接触し、その揮散跡が連通孔を形成することになる。この球状熱揮散性樹脂粒子の大きさは平均粒子径が１０〜９００μｍのものが用いられる。平均粒子径が１０μｍを下回る場合には硬化時に熱硬化性樹脂と相溶して連通気孔の形成が阻害され、一方９００μｍを上回る場合には開気孔径が大きくなり、例えば２５０μｍより大きくなって、強度が低下する。
【００２１】
なお、均質な気孔構造を形成するためには球状熱揮散性樹脂粒子の粒度分布がシャープであることが好ましく、粒度分布は平均粒子径に対して±２０％、好ましくは±１０％の範囲のものが好ましい。
【００２２】
ガラス状カーボン材の原料となる熱硬化性樹脂粒子は、平均粒子径が球状熱揮散性樹脂粒子の１／２以上のものが使用される。平均粒子径が１／２を下回る場合には球状熱揮散性樹脂粒子間に熱硬化性樹脂の壁ができ、多孔質ガラス状カーボン材の開気孔径が小さくなり、透気率が低下するためである。また、球状熱揮散性樹脂粒子と同様に、均質な気孔構造を形成するためにはその粒度分布はシャープであることが好ましい。
【００２３】
熱硬化性樹脂はガラス状カーボン材の製造原料として公知の残炭率４０％以上のフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂などが用いられ、球状熱揮散性樹脂粒子１００重量部と熱硬化性樹脂５〜３０重量部との割合で混合して混合粉を作製する。球状熱揮散性樹脂粒子１００重量部に対する熱硬化性樹脂の混合割合が５重量部を下回ると製造した多孔質ガラス状カーボン材の強度が低くなり、一方、３０重量部を越えると開気孔率が低下するためである。
【００２４】
なお、混合は乾式混合が適用され、湿式混合は好ましくないが、両樹脂を溶解しない有機溶剤や水などの適宜な分散媒とともに万能混合機などのブレンダーで湿式混合した後、乾燥して成形用の混合粉を作製することもできる。
【００２５】
混合粉は所定の金型に均一に充填され、室温以上で熱硬化性樹脂の軟化点より低い温度域において加圧する。圧力は１ＭＰａ以上が好ましく、加圧下に加熱して熱硬化性樹脂を軟化させ、この加圧、加熱により球状熱揮散性樹脂粒子は相互に連結した構造に圧縮、変形され、後工程での熱揮散性樹脂の揮散に伴い連通した開気孔の形成に機能する。圧力が１ＭＰａ未満では球状熱揮散性樹脂粒子の連結が不十分となり、また熱硬化性樹脂の軟化点以上の温度では溶融した熱硬化性樹脂が球状熱揮散性樹脂粒子の間隙に侵入するので、球状熱揮散性樹脂粒子の相互の連結を妨げることになる。
【００２６】
次いで、加圧下に加熱して熱硬化性樹脂を軟化させて成形した樹脂成形体を、空気中で１５０〜２５０℃の温度に加熱して、球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化する。この処理により球状熱揮散性樹脂粒子の大部分が熱揮散する。このようにして球状熱揮散性樹脂粒子を揮散除去しておかないと、次の焼成炭化時に熱揮散性樹脂が急激に熱分解を起こし、成形体に亀裂や割れを生じるおそれがある。
【００２７】
このようにして熱揮散性樹脂の大部分を揮散除去した熱硬化性樹脂の硬化成形体は、窒素やアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気下で８００〜２５００℃の温度に加熱して、一部残った熱揮散性樹脂を揮散させるとともに熱硬化性樹脂を焼成炭化することにより、熱揮散性樹脂の揮散跡が連通した開気孔を形成し、熱硬化性樹脂がガラス状カーボンに転化して、多孔質ガラス状カーボン材が製造される。
【００２８】
本発明の多孔質ガラス状カーボン材を製造する請求項２に係る第２の製造方法は、第１の製造方法と同じ平均粒子径１０〜９００μｍの球状熱揮散性樹脂粒子を所定の金型に均一に充填して圧縮成形する。この際、適宜な温度に加熱して１〜１００ＭＰａの圧力で加圧して圧縮成形し、気孔率５〜２０％（成形体中の熱揮散性樹脂の体積充填率８０〜９５％）の球状熱揮散性樹脂粒子の成形体を作製する。
【００２９】
加圧成形する圧力が１ＭＰａ未満では熱揮散性樹脂の球状体の変形が少ないので球状熱揮散性樹脂粒子相互の連結が不十分となり、ガラス状カーボン材に連通した開気孔を形成することが難しくなる。しかし、圧力が１００ＭＰａを越えると、球状熱揮散性樹脂粒子の変形が大きくなって、次に行う熱硬化性樹脂液をスムースに含浸させることが困難となる。
【００３０】
この球状熱揮散性樹脂粒子の成形体（プリフォーム）に熱硬化性樹脂液を含浸して複合化する。熱硬化性樹脂は第１の製造方法と同じガラス状カーボン材の製造原料として公知の残炭率４０％以上のフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂などが用いられ、液状樹脂あるいは有機溶媒に溶解した樹脂溶液として含浸する。有機溶媒としては樹脂の性状によりメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、水などが適宜使用される。
【００３１】
含浸は、熱硬化性樹脂液中に球状熱揮散性樹脂粒子の成形体を浸漬し、必要に応じて加圧して成形体中の気孔に熱硬化性樹脂液を侵入させて、含浸する。この際、熱硬化性樹脂の硬化反応を促進するヘキサミン、ポリアミン、酸無水物、イミダゾール、フェノール樹脂などの硬化剤を添加してもよい。
【００３２】
このようにして球状熱揮散性樹脂粒子の成形体に熱硬化性樹脂液を含浸した複合成形体は、有機溶媒に溶解した樹脂溶液を用いた場合には有機溶媒を除去した後、空気中で１５０〜２５０℃の温度に加熱して、球状熱揮散性樹脂粒子を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化する。この処理により球状熱揮散性樹脂粒子の大部分が熱揮散する。このようにして球状熱揮散性樹脂粒子を揮散除去することにより、第１の製造方法と同様に、次の焼成炭化時に残余の熱揮散性樹脂が急激に熱分解を起こし、成形体に亀裂や割れが発生するのを防止する。
【００３３】
次いで、熱揮散性樹脂の大部分を揮散除去した熱硬化性樹脂の硬化成形体は、第１の製造方法と同様にして、窒素やアルゴンガスなどの非酸化性雰囲気下で８００〜２５００℃の温度に加熱して残余の熱揮散性樹脂を揮散させるとともに熱硬化性樹脂を焼成炭化することにより、熱揮散性樹脂の揮散跡が連通した開気孔を形成し、熱硬化性樹脂がガラス状カーボンに転化して、多孔質ガラス状カーボン材が製造される。
【００３４】
この請求項１に係る第１の製造方法あるいは請求項２に係る第２の製造方法により、気孔率が８０〜９５％、平均気孔径が５〜２５０μｍ、圧縮強度が０．６〜３ＭＰａ、透気率が０．００５〜０．０４ｍ３／Ｐａ・ｓｅｃの特性を有する多孔質ガラス状カーボン材を製造することができる。
【００３５】
そして、この多孔質ガラス状カーボン材は、例えば、固体高分子形燃料電池のガス流路形成材やガス拡散層、触媒担体、各種フィルター材、電気二重層キャパシタ用電極材、レドックスキャパシタ用集電材などとして好適に使用することができる。
【００３６】
なお、これらの特性は下記の方法で測定した値である。
（１）気孔率（％）
島津製作所（株）製、ポアサイザ９３２０を用い、水銀圧入法により下記の条件で測定した。
圧力範囲；０〜３００００ＰＳＩ、
水銀表面張力；４８５ｄｙｎ／ｃｍ、
水銀接触角；１３０°、
サンプル寸法；１４×１４×４ｍｍｔ、
【００３７】
（２）平均気孔径（μｍ）
気孔率と同じ方法、条件で測定して、気孔径の分布図を作成し、最頻値（モード値）から体積基準で算出した。
【００３８】
（３）圧縮強度（ＭＰａ）
島津製作所（株）製、コンピュータ計測制御式精密万能試験機（オートグラフＡＧ−１０ＴＡ）を用い、下記の条件で測定した。
ロードセル；５ＫＮ、
試験速度（クロスヘッドスピード）；０．１ｍｍ／ｍｉｎ、
サンプル寸法；２５ｍｍφ×４ｍｍｔ、
【００３９】
（４）透気率（ｍ３／Ｐａ・ｓｅｃ）
ＰＯＲＯＵＳ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製、パームポロメーターＧＦＰ−１１００Ａを用い、下記の条件で測定した。
測定ガス；窒素ガス、
差圧；１ｋｇｆ／ｃｍ２、
サンプル寸法；２５ｍｍφ×２ｍｍｔ、
測定方向；厚さ方向、
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明するが、本発明はこの実施例に何ら制約されるものではない。
【００４１】
実施例１
球状熱揮散性樹脂粒子として平均粒子径が５８μｍのポリメタクリル酸エステルの球状粒子を使用し、熱硬化性樹脂として固形レゾール型フェノール樹脂を用い、自由粉砕機で粉砕した後、分級して平均粒子径が３２μｍの熱硬化性樹脂粒子を作製した。この球状熱揮散性樹脂粒子１００重量部と熱硬化性樹脂粒子２５重量部とを、Ｖ型混合機で乾式混合した。
【００４２】
この混合粉を平板成形用の金型に充填し、圧力２０ＭＰａで加圧して、温度を室温から１６０℃に加熱、昇温して熱硬化性樹脂を軟化させて樹脂成形体を作製した。次いで、この成形体を空気中で２５０℃の温度に２４時間加熱して熱揮散性樹脂を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化した。その後、窒素ガス雰囲気下で１０００℃の温度で５時間加熱し、焼成炭化して直径７０ｍｍ、厚さ４ｍｍの多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４３】
実施例２
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を１１７μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を６８μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を１５重量部とし、成形温度を１７５℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４４】
実施例３
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を１９５μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を１１５μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を１５重量部とし、成形温度を１７５℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４５】
実施例４
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を２７５μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を１６５μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を５重量部とし、成形温度を１９０℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４６】
実施例５
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を４６５μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を２７４μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を５重量部とし、成形温度を１９０℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４７】
実施例６
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を１０μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を３０μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を５重量部とし、成形温度を１９０℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４８】
比較例１
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を２７５μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を１６５μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を３重量部とし、成形温度を１９０℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００４９】
比較例２
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を２７５μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を１６５μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を３５重量部とし、成形温度を１５０℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００５０】
比較例３
実施例１において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を５８μｍ、熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径を３μｍ、また熱硬化性樹脂粒子の混合比を２５重量部とし、成形温度を１６０℃として樹脂成形体を作製した他は、実施例１と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００５１】
これらの多孔質ガラス状カーボン円板の気孔率、平均粒子径、圧縮強度、透気率などを測定し、製造条件と対比して表１に示した。
【００５２】
【表１】
2008044822.tif 000002
【００５３】
表１より、実施例１〜６の多孔質ガラス状カーボン円板は気孔率が８０％以上と高いにもかかわらず圧縮高度が高位にあり、平均気孔径および透気度も良好なレベルにあること分かる。
【００５４】
これに対して、比較例１は熱硬化性樹脂粒子の混合量が少ないため多孔質ガラス状カーボン円板の強度が低く、比較例２では逆に熱硬化性樹脂粒子の混合量が多いので気孔率が低下し、十分な透気度を確保することができなかった。また、比較例３では熱硬化性樹脂粒子の平均粒子径が球状熱揮散性樹脂粒子に対比して小さいため気孔が閉塞気味となり、気孔率および透気度ともに低位にあることが認められる。
【００５５】
実施例７
実施例１と同じ球状熱揮散性樹脂粒子を実施例１と同じ金型に充填し、圧力２０ＭＰａで加圧しながら温度を室温から１６０℃に加熱、熱圧成形して気孔率２０％の熱揮散性樹脂成形体を作製した。熱硬化性樹脂液として液状フェノール樹脂（樹脂固形分６０％）を用い、硬化剤（ヘキサミン）を樹脂固形分に対して１０％添加して熱硬化性樹脂液を調製した。
【００５６】
次に、熱揮散性樹脂成形体を金型寸法と同じ大きさの容器に入れ、そこに熱硬化性樹脂液を流し込んで含浸させた後、容器から取り出し室温で２４時間風乾し、更に空気中１５０℃で２４時間、および２５０℃で２４時間加熱して、熱揮散性樹脂を熱揮散させるとともに熱硬化性樹脂を硬化した。その後、窒素ガス雰囲気下で１０００℃の温度で５時間加熱して焼成炭化し、直径７０ｍｍ、厚さ４ｍｍの多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００５７】
実施例８
実施例７において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を１９５μｍ、熱揮散性樹脂成形体の成形温度を１７５℃として、気孔率１４％の熱揮散性樹脂成形体を作製した他は、実施例７と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００５８】
実施例９
実施例７において、球状熱揮散性樹脂粒子の平均粒子径を４６５μｍ、熱揮散性樹脂成形体の成形温度を１９０℃として、気孔率７％の熱揮散性樹脂成形体を作製した他は、実施例７と同じ方法により多孔質ガラス状カーボン円板を製造した。
【００５９】
これらの多孔質ガラス状カーボン円板の気孔率、平均粒子径、圧縮強度、透気率などを測定し、製造条件と対比して表２に示した。
【００６０】
【表２】
2008044822.tif 000003
【００６１】
球状熱揮散性樹脂粒子の成形体に熱硬化性樹脂液を含浸させて製造した実施例７〜９の多孔質ガラス状カーボン円板は、平均粒子径が同じ球状熱揮散性樹脂粒子と熱硬化性樹脂粒子とを乾式混合した混合粉を用いて製造した実施例１、３、５の多孔質ガラス状カーボン円板と比べて気孔率、平均気孔径、圧縮強度、透気度などの特性が同等であることが認められた。