(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭、アセチレンブラック、及び繊維径が５μｍ以下の極細繊維の集合体、圧縮気体の作用によって繊維径が５μｍ以下の極細繊維に分割可能な分割性繊維の集合体、パルプ状物の集合体、圧縮気体の作用によってパルプ状にフィブリル化可能な分繊性繊維の集合体の中から選ばれる少なくとも１つの骨材とを、圧縮気体の作用によりノズルから気体中に噴出させて、前記活性炭及びアセチレンブラックを分散させるとともに、前記骨材を極細繊維及び／又はパルプ状物として分散させる工程、分散した活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物とを集積して、活性炭含有集合体を形成する工程、活性炭含有集合体の極細繊維及び／又はパルプ状物により活性炭及びアセチレンブラックを固定して、電気二重層コンデンサ用電極材を形成する工程、を備えていることを特徴とする、電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法。
【請求項２】
極細繊維の融着により活性炭及びアセチレンブラックを固定することを特徴とする、請求項１記載の電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法。
【請求項３】
パルプ状物が全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂の中から選ばれる樹脂からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法。
【請求項４】
（活性炭）対（アセチレンブラック）対（骨材）の質量比率が６〜８：２〜１：２〜１となるように配合することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大きなエネルギー量を蓄積でき、寿命の長い電気二重層コンデンサの開発が活発に行われている。特に、電気二重層コンデンサの電極材については、低内部抵抗及び高出力密度を実現すべく、活性炭を中心に研究が盛んにおこなわれている。
【０００３】
粉体を中心とする選択した部材を電極材として使用するためには、使用に適するように加工する必要がある。この加工方法として、従来、選択した粉体部材を別途用意した集電体に塗布する方法（塗布法）、ポリテトラフルオロエチレンの粉体と選択した粉体部材（活性炭、アセチレンブラック）とを混練して、粉体同士の摩擦によって発生するポリテトラフルオロエチレン粉体のフィブリルによって粉体部材（活性炭、アセチレンブラック）を絡めた混合粒子を作製した後、この混合粒子を成型金型で圧粉成型する方法（成型法）、または、前記混合粒子をさらに練上げ、二本ロール圧延機で圧延してシート化する方法（圧延法）が知られている。
【０００４】
前記塗布法は生産性が良く、厚さが１００μｍ以下の薄い電極材を作成するのに適しているが、エネルギー密度を高くすることができないという問題があった。また、成型法は大きなエネルギー密度が得られるが、薄い電極材を均一に量産することができない方法であった。更に、圧延法は塗布法と成型法の中間に位置するが、粉体部材の混練が煩雑であり、品質の安定した電極材を再現性良く製造することが難しいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解決するためになされたものであり、エネルギー密度が高く、厚さが薄く均一であり、しかも簡潔に、品質の安定した電極材を再現性良く製造することのできる、電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気二重層コンデンサ用電極材（以下、単に「電極材」と表記することがある）の製造方法は、「活性炭、アセチレンブラック、及び繊維径が５μｍ以下の極細繊維の集合体、圧縮気体の作用によって繊維径が５μｍ以下の極細繊維に分割可能な分割性繊維の集合体、パルプ状物の集合体、圧縮気体の作用によってパルプ状にフィブリル化可能な分繊性繊維の集合体の中から選ばれる少なくとも１つの骨材とを、圧縮気体の作用によりノズルから気体中に噴出させて、前記活性炭及びアセチレンブラックを分散させるとともに、前記骨材を極細繊維及び／又はパルプ状物として分散させる工程、分散した活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物とを集積して、活性炭含有集合体を形成する工程、活性炭含有集合体の極細繊維及び／又はパルプ状物により活性炭及びアセチレンブラックを固定して、電気二重層コンデンサ用電極材を形成する工程、を備えていることを特徴とする、電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法」である。このように本発明の電極材の製造方法は、活性炭、アセチレンブラック、骨材とを、圧縮気体の作用によりノズルから気体中に噴出させることで均一に混合分散できるため、均一性の高い電極材を製造することができる。この電極材の製造方法においては、極細繊維及び／又はパルプ状物によって活性炭及びアセチレンブラックを固定する工程によって、厚さを自由に調整することができるため、容易に薄くすることができる。また、供給する原料（活性炭、アセチレンブラック、骨材）の量を調整することにより容易に坪量を調整することができるため、目的とするエネルギー密度の高い電極材を製造することができる。更に、圧縮気体の作用により気体中に噴出して分散させるだけで均一に混合することができるため、煩雑な混練作業が不要で、連続的に品質の安定した電極材を製造することのできる、生産性も優れる電極材の製造方法である。
【０００７】
前記固定工程が、極細繊維の融着により活性炭及びアセチレンブラックを固定する工程であると、電極材の寸法が安定し、均一性を維持することができるため、エネルギー密度のばらつきが少なくなる。また、電気二重層コンデンサの短絡の原因となる粉体の脱落も生じにくい。特にアセチレンブラックは、粒子が小さくサブミクロン以下であるため、電気二重層コンデンサ中で脱離すると、電解液中に浮遊し、セパレータに進入して微小短絡を起こしやすいものであるが、極細繊維の融着により固定されていると、このような微小短絡を起こしにくい。
【０００８】
前記パルプ状物が全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂の中から選ばれる樹脂からなると、電極材自体の耐熱性が高いため、高温による乾燥が可能となり、電気二重層コンデンサを構成する電解液が有機溶媒の場合には、水分の除去に有効である。つまり、水分があると、電圧を高くしたときに電気分解してガスが発生するため、電気二重層コンデンサが壊れたり、化学反応を誘起して性能がばらつくが、高温で乾燥して水分を十分に除去できるため、このような弊害を避けることができる。また、極細繊維を融着させてもパルプ状物は形状を保持できるため、安定生産が可能である。
【０００９】
前記（活性炭）対（アセチレンブラック）対（骨材）の質量比率が６〜８：２〜１：２〜１となるように配合すると、電気導電性に優れ、エネルギー密度の高い電極材を製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の電極材の製造方法において使用する活性炭は、表面積が大きく所定の細孔構造を有し、電気二重層容量を確保することのできる多孔質構造のものであれば良く、特に限定するものではないが、例えば、原料であるヤシガラ、石油ピッチ、石油コークス、フェノール樹脂等を３００〜７００℃の低温で炭化し、次いで水蒸気、一酸化炭素、酸素、塩化亜鉛、塩化カルシウム、塩化カリウム、水酸化カリウム等を用いて賦活を行い多孔質化した活性炭を使用することができる。なお、活性炭の表面積は１５００ｍ２／ｇ以上であるのが好ましく、平均粒径が１〜２００μｍであるのが好ましい。平均粒径が１μｍ未満だと電極材の密度が緻密になりすぎ、電解液を保持できる空隙が少なくなる結果、抵抗が高くなって容量が出にくく、平均粒径が２００μｍを超えると空隙が大きくなりすぎて、規定の電極材の体積中に充填できる活性炭がすくなくなり、容量が出にくいためである。なお、「表面積」は窒素吸着法で測定した値をいい、「平均粒径」はレーザー回析・散乱法にて測定した平均粒径をいう。
【００１１】
前記活性炭に加えてアセチレンブラックを導電性フィラーとして使用する。前記活性炭には多数の細孔が存在するため、電気導電性が低く、活性炭だけでは電極材として使用することができないので、導電性の充填材を添加混合する必要があるため、導電性フィラーとしてアセチレンブラックを使用する。
【００１２】
本発明の電極材の製造方法においては、上記活性炭、アセチレンブラックに加えて、電極材の形態を維持できるように、極細繊維又はパルプ状物を発生可能な骨材を使用する。この骨材として、繊維径が５μｍ以下の極細繊維の集合体、圧縮気体の作用によって繊維径が５μｍ以下の極細繊維に分割可能な分割性繊維の集合体、パルプ状物の集合体、圧縮気体の作用によってパルプ状にフィブリル化可能な分繊性繊維の集合体などを挙げることができる。
【００１３】
極細繊維の集合体としては、活性炭及びアセチレンブラックの粉体の保持性に優れているように、繊維径が５μｍ以下の極細繊維の集合体からなる。極細繊維の繊維径が小さければ小さい程、活性炭及びアセチレンブラックの粉体の保持性に優れ、より粒径の小さい活性炭及びアセチレンブラックの粉体を保持できるため、極細繊維の繊維径は４μｍ以下であるのが好ましく、３μｍ以下であるのがより好ましく、２μｍ以下であるのが更に好ましい。なお、極細繊維の繊維径の下限は特に限定するものではないが、０．０１μｍ程度が適当である。本発明における「繊維径」は、繊維の横断面形状が円形である場合にはその直径をいい、繊維の横断面形状が非円形である場合には横断面積と面積の同じ円の直径を繊維径とみなす。
【００１４】
この極細繊維の繊維長は均一分散性に優れているように、５ｍｍ以下であるのが好ましく、３ｍｍ以下であるのがより好ましい。なお、極細繊維の繊維長の下限は特に限定するものではないが、０．１ｍｍ程度が適当である。また、繊維長が均一であるように、切断された極細繊維であるのが好ましい。本発明における「繊維長」は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５（化学繊維ステープル試験法）Ｂ法（補正ステープルダイヤグラム法）により得られる長さをいう。
【００１５】
この極細繊維を構成する成分は特に限定するものではないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂など）、全芳香族ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、全芳香族ポリエステル系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂などの有機成分、ガラス、炭素、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、酸化亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ワラストナイトなどの無機成分から構成することができる。これらの中でも、電極材の寸法安定性及び柔軟性に優れているように、有機成分から構成されているのが好ましく、電気二重層コンデンサを構成する電解液との親和性に優れているポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂や、電気二重層コンデンサを構成する電解液が有機溶媒の場合には、電解液によって侵されにくい、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂から構成されているのがより好ましい。なお、極細繊維はこれら成分単独から構成されていても良いし、２成分以上から構成されていても良い。また、繊維径、成分、或いは融着性又は圧着性の点で相違する、２種類以上の極細繊維を含んでいても良い。
【００１６】
なお、極細繊維が融着可能又は圧着可能であると、極細繊維の融着又は圧着によって、活性炭及びアセチレンブラックの保持性を高めることができ、活性炭及びアセチレンブラックの粉体の脱落が生じにくいため好適である。
【００１７】
この融着可能な極細繊維としては、極細繊維表面を構成する成分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂から構成されている極細繊維を例示することができる。前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリエステル系樹脂などを例示することができ、これらの中でも、比較的融点の低いポリエチレン系樹脂やポリエステル系樹脂からなるのが好ましい。なお、極細繊維が２種類以上の成分から構成されていると、１種類の成分が融着したとしても、少なくとも１種類の成分によって繊維形態を維持することができるため好適である。この２種類以上の成分から構成されている極細繊維の横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、海島型、サイドバイサイド型、多重バイメタル型、オレンジ型であることができ、融着性に優れる芯鞘型、偏芯型、海島型であるのが好ましい。
【００１８】
他方、圧着可能な極細繊維として、紡糸後に十分に延伸を施していない未延伸極細繊維を挙げることができ、例えば、未延伸ポリエステル系極細繊維を使用することができる。
【００１９】
また、極細繊維は均一性に優れる電極材を製造できるように、繊維軸方向において、直径が実質的に同じであるのが好ましい。このように繊維軸方向において直径が実質的に同じである極細繊維は、例えば、紡糸口金部で海成分中に口金規制して島成分を押し出して複合する複合紡糸法により製造した海島型繊維の海成分を除去して得ることができる。
【００２０】
本発明の極細繊維の集合体は上述のような極細繊維が集合したものであり、その数は特に限定されるものではない。また、その集合状態も特に限定されるものではないが、例えば、規則正しく一定方向に極細繊維が配向した束状態、ランダムに配向した凝集状態などを挙げることができる。これらの中でも、束状態であると、後述の圧縮気体の作用による分散性に優れているため好適である。
【００２１】
この極細繊維集合体として、異なる種類の極細繊維の集合体を組み合わせて使用しても良い。
【００２２】
本発明の極細繊維集合体は、例えば、複合紡糸法又は混合紡糸法により製造した海島型繊維の海成分を除去することによって、島成分からなる極細繊維を発生させたり、スーパードロー法によって紡糸する方法で製造することができる。なお、２成分以上からなる極細繊維は海島型繊維を紡糸する際に島成分が２成分以上となるように樹脂を供給したり、スーパードロー法により紡糸する際に、２成分以上の樹脂を供給して製造することができる。また、好適である束状態の極細繊維集合体は、複合紡糸法又は混合紡糸法により製造した海島型繊維の海成分を除去することによって、得ることができる。
【００２３】
次に、圧縮気体の作用によって極細繊維に分割可能な分割性繊維の集合体も、前述の極細繊維集合体と同様に、活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れているように、分割性繊維から発生する極細繊維（以下、「発生極細繊維」と表記する）の繊維径は５μｍ以下である必要があり、発生極細繊維の繊維径が小さければ小さい程、活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れ、より粒径の小さい活性炭及びアセチレンブラックを保持できるため、発生極細繊維の繊維径は４μｍ以下であるのが好ましく、３μｍ以下であるのがより好ましく、２μｍ以下であるのが更に好ましい。なお、発生極細繊維の繊維径の下限は特に限定するものではないが、０．０１μｍ程度が適当である。
【００２４】
この発生極細繊維の繊維長も均一分散性に優れているように、５ｍｍ以下であるのが好ましく、３ｍｍ以下であるのがより好ましい。なお、発生極細繊維の繊維長の下限は特に限定するものではないが、０．１ｍｍ程度が適当である。また、繊維長が均一であるように、切断された発生極細繊維であるのが好ましい。つまり、切断された分割性繊維から発生した発生極細繊維であるのが好ましい。
【００２５】
この発生極細繊維を構成する成分も特に限定するものではないが、前述の極細繊維と同様の成分から構成することができ、同様の理由で有機成分から構成されているのが好ましく、電解液との親和性に優れているポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂や、電気二重層コンデンサを構成する電解液が有機溶媒の場合には、電解液によって侵されにくい、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂から構成されている発生極細繊維がより好ましい。この発生極細繊維も単一成分から構成されていても良いし、２成分以上から構成されていても良い。また、発生極細繊維は繊維径、成分、或いは融着性の点で相違する、２種類以上の発生極細繊維を含んでいても良い。なお、発生極細繊維が融着可能であると、発生極細繊維の融着によって、活性炭及びアセチレンブラックの保持性を高めることができ、活性炭及びアセチレンブラックの脱落が生じにくいため好適である。
【００２６】
この融着可能な発生極細繊維としては、発生極細繊維表面を構成する成分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂から構成されている発生極細繊維を例示することができる。前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリエステル系樹脂などを例示することができ、これらの中でも、比較的融点の低いポリエチレン系樹脂やポリエステル樹脂からなるのが好ましい。なお、発生極細繊維が２種類以上の成分から構成されていると、１種類の成分が融着したとしても、少なくとも１種類の成分によって繊維形態を維持することができるため好適である。この２種類以上の成分から構成されている発生極細繊維の横断面形状は、例えば、芯鞘型、偏芯型、海島型、サイドバイサイド型、多重バイメタル型、オレンジ型であることができ、融着性に優れる芯鞘型、偏芯型、海島型であるのが好ましい。
【００２７】
また、発生極細繊維は地合いの優れる電極材を製造できるように、繊維軸方向において、直径が実質的に同じであるのが好ましい。このような繊維軸方向において直径が実質的に同じである発生極細繊維は、例えば、２種類以上の成分を口金規制して押し出した後に複合する複合紡糸法により製造した分割性繊維を分割して得ることができる。
【００２８】
このような発生極細繊維に分割可能な分割性繊維としては、例えば、２種類以上の樹脂成分を押し出した後に複合する複合紡糸法により製造した繊維を挙げることができる。この２種類以上の樹脂成分相互の相溶性が低いほど、発生分割繊維を発生しやすく、相溶性が高いほど、後述のような一部がフィブリル化してパルプ状となる分繊性繊維となる。つまり、実際に圧縮気体の作用によってノズルから気体中へ噴出させた場合に、完全に分割されて発生極細繊維を発生すれば分割性繊維であり、不完全に分割されてパルプ状物であるかのようにフィブリル化する場合には分繊性繊維である。より具体的には、ポリアミド系樹脂とポリエステル系樹脂との組み合わせ、ポリアミド系樹脂とポリオレフィン系樹脂との組み合わせ、ポリエステル系樹脂とポリオレフィン系樹脂との組み合わせからなると分割性繊維である可能性が高く、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂との組み合わせからなると分繊性繊維である可能性が高い。
【００２９】
このような分割性繊維の横断面形状は、例えば、オレンジ状、多重バイメタル状であることができる。
【００３０】
このような分割性繊維の集合体は上述のような分割性繊維が集合したものであり、その数は特に限定されるものではない。また、その集合状態も特に限定されるものではなく、例えば、規則正しく配向した状態、ランダムに配向した凝集状態などを挙げることができる。
【００３１】
この分割性繊維の集合体は、異なる種類の分割性繊維の集合体を組み合わせて使用しても良い。
【００３２】
本発明の分割性繊維の集合体は、例えば、常法の複合紡糸法により紡糸した後に収束して得ることができる。
【００３３】
次に、パルプ状物の集合体も、パルプ状物のフィブリルによって活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れている。なお、このパルプ状物は電極材の厚さを薄くでき、均一分散性に優れている。また、パルプ状物のフィブリルによる活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れているため、電極材の構成材量を減らすことができ、エネルギー密度を高くすることができる。更には、パルプ状物のフィブリル間の絡みにより保形性にも優れている。
【００３４】
このパルプ状物はどのような樹脂成分から構成されていても良いが、メタ系又はパラ系全芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂の中から選ばれる樹脂からなるのが好ましい。このような樹脂は耐熱性に優れているため、電極材自体の耐熱性を高くすることができ、高温乾燥により水分を除去できる。つまり、電気二重層コンデンサを構成する電解液が有機溶媒の場合には、水分があると、電圧を高くしたときに電気分解してガスが発生するため、電気二重層コンデンサが壊れたり、化学反応を誘起して性能がばらつくが、高温で乾燥して水分を十分に除去できるため、このような弊害を避けることができる。また、極細繊維を融着させてもパルプ状物は形状を保持できるため、安定生産が可能である。
【００３５】
このパルプ状物の集合体は、異なる種類のパルプ状物の集合体を組み合わせて使用しても良い。
【００３６】
そして、圧縮気体の作用によってパルプ状にフィブリル化可能な分繊性繊維の集合体も、前述のパルプ状物と同様に、フィブリルによって活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れ、電極材の厚さを薄くでき、均一分散性に優れている。また、電極材の構成材の量を減らすことができるため、電極材のエネルギー密度を高くすることができる。更には、フィブリルによる絡みにより保形性にも優れている。
【００３７】
この分繊性繊維から発生するパルプ状物（以下、「発生パルプ状物」という）を構成する成分は特に限定するものではないが、前述の極細繊維と同様の成分から構成することができ、同様の理由で有機成分から構成されているのが好ましく、電解液との親和性に優れているポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂や、電気二重層コンデンサを構成する電解液が有機溶媒の場合には、電解液によって侵されにくい、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂から構成されているのが好ましい。
【００３８】
この発生パルプ状物は単一成分から構成されていても良いし、２成分以上から構成されていても良い。また、成分や融着性の点で相違する、２種類以上の発生パルプ状物を含んでいても良い。なお、発生パルプ状物が融着可能であると、発生パルプ状物の融着によって、活性炭及びアセチレンブラックの保持性を高めることができ、活性炭及びアセチレンブラックの脱落が生じにくいため好適である。
【００３９】
この融着可能な発生パルプ状物としては、発生パルプ状物の表面を構成する成分の少なくとも一部が熱可塑性樹脂から構成されているパルプ状物を例示することができる。前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂など）、ポリエステル系樹脂などを例示することができ、これらの中でも、比較的融点の低いポリエチレン系樹脂やポリエステル系樹脂からなるのが好ましい。なお、発生パルプ状物が２種類以上の成分から構成されていると、１種類の成分が融着したとしても、少なくとも１種類の成分によってパルプ状形態を維持することができるため好適である。
【００４０】
このような発生パルプ状物にフィブリル化可能な分繊性繊維としては、例えば、２種類以上の樹脂成分を押し出した後に複合する複合紡糸法により製造した繊維を挙げることができる。この２種類以上の樹脂成分相互の相溶性が高いほど、分繊性繊維である可能性が高い。例えば、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂との組み合わせからなる複合繊維は分繊性繊維である可能性が高い。また、溶剤紡糸法により得られたセルロース繊維、全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリイミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維などの単一成分からなる繊維もフィブリル化可能な分繊性繊維である。つまり、実際に圧縮気体の作用によってノズルから気体中へ噴出させた場合に、不完全に分割されてパルプ状物であるかのようにフィブリル化する繊維は分繊性繊維である。
【００４１】
このような分繊性繊維の集合体は上述のような分繊性繊維が集合したものであり、その数は特に限定されるものではない。また、その集合状態も特に限定されるものではなく、例えば、規則正しく配向した状態、ランダムに配向した凝集状態などを挙げることができる。
【００４２】
この分繊性繊維の集合体として、異なる種類の分繊性繊維の集合体を組み合わせて使用しても良い。
【００４３】
本発明の分繊性繊維の集合体は、例えば、常法の紡糸法により紡糸した後に収束して得ることができる。
【００４４】
本発明の電極材の製造方法においては、前述のような、極細繊維の集合体（Ａ）、極細繊維に分割可能な分割性繊維の集合体（Ｂ）、パルプ状物の集合体（Ｃ）、フィブリル化可能な分繊性繊維の集合体（Ｄ）の中から選ばれる少なくとも１つの骨材を使用する。これら（Ａ）〜（Ｄ）の組み合わせとしては１５通りあるが、これらの中でも、極細繊維の集合体（Ａ）とパルプ状物の集合体（Ｃ）との組み合わせは、電極材の均一性を高くすることができ、また、パルプ状物はフィブリル化しているため絡まりやすく、電極材の強度を高くすることができるうえ、活性炭及びアセチレンブラックの保持性も高いため、特に好ましい組み合わせである。この組み合せの場合、その配合比は、パルプ状物のフィブリルによる電極材の強度の向上、及び活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れ、しかも均一分散性を損なわないように、（Ａ）：（Ｃ）＝３０〜９０：７０〜１０であるのが好ましく、（Ａ）：（Ｃ）＝４０〜９０：６０〜１０であるのがより好ましい。
【００４５】
また、電極材中における活性炭の含有量はエネルギー密度を高めることができるように、電極材全体質量の６０％以上であるのが好ましく、７０％以上となるように配合するのがより好ましい。なお、アセチレンブラック及び骨材との関係から、８０％以下となるように配合するのが好ましい。また、電極材中におけるアセチレンブラックの含有量は電気導電性を高めることができるように、電極材全体質量の１０％以上であるのが好ましく、エネルギー密度を高くするために電極材全体質量の２０％以下であるのが好ましい。他方、骨材は電極材に寸法安定性を付与できるように電極材全体質量の１０％以上であるのが好ましく、骨材が電極材全体質量の２０％を超えると、絶縁部分が多くなり電気導電性が低くなるのと、エネルギー密度が低くなるため、電極材全体質量の２０％以下が骨材となるように配合するのが好ましい。つまり、（活性炭）対（アセチレンブラック）対（骨材）の質量比率が６〜８：２〜１：２〜１となるように配合するのが好ましい。
【００４６】
次いで、以上のような活性炭及びアセチレンブラックと、少なくとも１種類の骨材とを、ノズルへ供給するとともに、圧縮気体の作用によりノズルから気体中に噴出させて、活性炭及びアセチレンブラックを分散させるとともに、骨材から極細繊維及び／又はパルプ状物を発生させ、分散させる。
【００４７】
このノズルは活性炭、アセチレンブラック及び骨材の供給側から噴出側へ向かって、一定の横断面積を有するものであっても良いし、連続的に又は不連続的に横断面積が小さくなるものであっても良いし、連続的に又は不連続的に横断面積が大きくなるものであっても良いし、連続的に又は不連続的に横断面積が大きくなった後に小さくなるものであっても良いし、或いは連続的に又は不連続的に横断面積が小さくなった後に大きくなるものであっても良い。
【００４８】
なお、ノズルへ供給される圧縮気体の流れが渦巻き状であると、骨材同士が絡み合って極細繊維及び／又はパルプ状物を発生させたり、均一分散させることが困難になる傾向があるため、ノズルへ供給される圧縮気体の流れが実質的に層流であるのが好ましい。このように実質的に層流状の圧縮気体を供給できるノズルとして、例えば、ベンチュリー管を挙げることができる。
【００４９】
また、ノズルの噴出部近傍に、活性炭、アセチレンブラック及び骨材、或いは骨材から発生した極細繊維及び／又はパルプ状物と衝突して、活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物を分散させたり、骨材から極細繊維及び／又はパルプ状物の発生を促進するために、衝突部材を設けるのが好ましい。この衝突部材（平坦部）とノズル噴出部との距離は１〜１００ｍｍであるのが好ましく、５〜４０ｍｍであるのがより好ましく、５〜３０ｍｍであるのが更に好ましく、１０〜３０ｍｍであるのが更に好ましく、１０〜２０ｍｍであるのが最も好ましい。
【００５０】
この圧縮気体はどのような気体を利用しても良いが、空気を用いるのが製造上好適である。また、圧縮気体は活性炭、アセチレンブラックを分散させるとともに、骨材から極細繊維及び／又はパルプ状物を発生させ、分散させることが十分にできるように、ノズル噴出口における気体通過速度が１００ｍ／ｓｅｃ以上であるのが好ましい。この「気体通過速度」は、ノズルから噴出された気体の１気圧における流量（ｍ３／ｓｅｃ）を、ノズル噴出口における横断面積（ｍ２）で除した値をいう。また、圧縮気体の圧力は活性炭及びアセチレンブラックを分散させるとともに、骨材から極細繊維及び／又はパルプ状物を発生させ、分散させることが十分にできるように、２ｋｇ／ｃｍ２以上であるのが好ましい。
【００５１】
また、ノズルから噴出された活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物とを分散させる分散媒体としての気体は、特に限定されるものではないが、空気であるのが製造上好適である。
【００５２】
なお、骨材が界面活性剤や糊剤などの付着物の付着率が低いと、活性炭、アセチレンブラック、及び／又は骨材との摩擦によって静電気が発生しやすく、活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物も静電気を帯びやすいため、これらが反発しあって、均一に分散しやすい。そのため、骨材をノズルへ供給する前に付着物を取り除く処理を行うのが好ましい。例えば、骨材をアセトンなどの溶媒によって洗浄し、付着物量を少なくするのが好ましく、活性炭及びアセチレンブラックは乾燥し水分を除去しておくことが好ましい。なお、海島型繊維の海成分を抽出して形成した極細繊維集合体の場合には付着物の少ない状態にあるため、好適な極細繊維集合体である。なお、この海島型繊維の海成分を抽出して形成した極細繊維集合体であっても、アセトンなどの溶媒によって洗浄し、付着物量を更に少なくするのが好ましい。
【００５３】
次いで、この分散した活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物とを集積して、活性炭含有集合体を形成する。この活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物の集積は、例えば、多孔性のロールやネットなどの支持体を利用して実施することができる。なお、活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物とを自然落下させて集積しても良いし、支持体の下方から気体を吸引して集積しても良い。気体を吸引して集積する場合、吸引力を強くすると、活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物とが密着した状態の活性炭含有集合体とすることができる。
【００５４】
次いで、この活性炭含有集合体の極細繊維及び／又はパルプ状物により、活性炭及びアセチレンブラックを固定して電極材を製造することができる。この固定方法は特に限定されるものではないが、例えば、極細繊維及び／又はパルプ状物の融着又は圧着により固定する方法、圧力を加えることによってパルプ状物のフィブリル化を促進させ、このフィブリルによってパルプ状物同士及び／又はパルプ状物と極細繊維との絡みを促進して、活性炭及びアセチレンブラックを閉じ込める方法、などを挙げることができる。これらの中でも、極細繊維及び／又はパルプ状物の融着又は圧着により固定するのが好ましく、極細繊維の融着により固定するのがより好ましい。このように極細繊維及び／又はパルプ状物の融着又は圧着（特に、極細繊維の融着）によって電極材形態を維持していると、機械的強度に優れ電極材形態を維持することができると共に、活性炭及びアセチレンブラックの脱離をなくすことができるため好ましい。
【００５５】
以上のような本発明の電極材の製造方法によると、活性炭、アセチレンブラックが極細繊維及び／又はパルプ状物の表面や、極細繊維間、パルプ状物間、或いは極細繊維とパルプ状物との間に保持され、極細繊維及び／又はパルプ状物により形成される空隙に最密に充填できるため、電気導電性が高く、十分な量の電気二重層容量を有する電極材を製造できる。この製造方法は気体中で分散させ、集積させて製造する方法であるため、混練する必要がなく、均一性の高い電極材を作業性良く、しかも連続的に品質の安定した電極材を製造することができる。なお、活性炭含有集合体を形成した後の固定する工程により厚さの調整が可能で、容易に厚さを薄くすることができる。また、供給する原料（活性炭、アセチレンブラック、骨材）の量を調整することにより容易に坪量を調整することができるため、目的とするエネルギー密度の高い電極材を製造することができる。さらに、従来、開繊が難しかったパルプ状物の集合体であっても、効率良く、しかも均一にパルプ状物に開繊でき、このパルプ状物によって活性炭及びアセチレンブラックの保持性に優れる、という効果も奏する。
【００５６】
次に、本発明の電極材の製造方法について、本発明の電極材を製造することのできる製造装置の模式的断面図である図１をもとに説明する。
【００５７】
まず、活性炭、アセチレンブラック及び骨材（つまり、極細繊維集合体、分割性繊維の集合体、パルプ状物集合体、分繊性繊維集合体の中から選ばれる少なくとも１つ）は、混合装置１０によって混合される。
【００５８】
次いで、この混合された活性炭、アセチレンブラック及び骨材は、ノズル３０へ供給される。この活性炭、アセチレンブラック及び骨材がノズル３０へ到達する手前で、圧縮気体導入口２０から導入された圧縮気体の作用によって、活性炭、アセチレンブラック及び骨材はノズル３０から勢いよく、気体４０中へと噴出される。この気体４０へと噴出される際に、ノズル３０内と気体４０との気圧差、噴出された圧縮気体と気体４０との間に形成される乱流、或いはノズル３０の噴出口近くに設けられた衝突部材との衝突、などの相互作用によって、活性炭及びアセチレンブラックは分散し、また、骨材から極細繊維及び／又はパルプ状物が発生し、分散する。
【００５９】
この気体４０中に分散した活性炭、アセチレンブラック及び極細繊維及び／又はパルプ状物７０は、ネットからなる支持体５０上に集積して、活性炭含有集合体８０を形成する。この製造装置においては、支持体５０の下方に位置する気体吸引装置６０によって気体を吸引できるため、比較的緻密な活性炭含有集合体８０を形成することができる。
【００６０】
このように形成した活性炭含有集合体８０は、更に活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物の分散性を高めるために、再度、ノズル３１、３２へ供給される。この製造装置においては、２つのノズルに再度供給しているが、１つのノズルに再供給しても良いし、３つ以上のノズルに再度供給しても良いし、活性炭含有集合体８０をそのまま後述のような熱融着装置９０へ供給しても良い。
【００６１】
このノズル３１、３２に再度供給される場合も同様に、ノズル３１、３２へ到達する手前で、圧縮気体導入口２１、２２から導入された圧縮気体の作用によって、活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物はノズル３１、３２から勢いよく、それぞれ気体４１、４２中へ噴出される。この際、同様に活性炭、アセチレンブラック、極細短繊維及び／又はパルプ状物は均一に分散する。
【００６２】
この気体４１、４２中にそれぞれ分散した活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物７１、７２は、ネットからなる支持体５１上にそれぞれ集積して、活性炭含有集合体を再度形成する。この製造装置においては、まずノズル３１から噴出された活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物７１が支持体５１上に集積して、単層の活性炭含有集合体８１を形成した後、この単層の活性炭含有集合体８１上に、ノズル３２から噴出された活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物７２が集積して、積層した活性炭含有集合体８２を形成する。なお、積層した活性炭含有集合体といっても、もともと単層の活性炭含有集合体８０を構成する活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物を再度分散させているため、明確な層が形成される訳ではない。
【００６３】
また、この活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物７１、７２を集積させる際にも、支持体５１の下方に位置する気体吸引装置６１によって気体を吸引しているため、比較的緻密な積層した活性炭含有集合体８２を形成できる。この製造装置においては、１つの気体吸引装置６１により気体４１と気体４２の両方を吸引しているが、各々の気体ごとに気体吸引装置を設けても良い。
【００６４】
次いで、この積層した活性炭含有集合体８２は熱融着装置９０へと供給され、この熱融着装置９０の熱の作用により極細繊維及び／又はパルプ状物を融着させて、活性炭及びアセチレンブラックを固定して、電極材を製造することができる。そして、この電極材は巻き取り装置１００により巻き取られる。
【００６５】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６６】
【実施例】
（実施例）
低密度ポリエチレンとポリプロピレンとからなり、繊維表面の少なくとも一部を低密度ポリエチレンが占める融着可能極細繊維（横断面形状：海島型、繊度＝０．０３ｄｔｅｘ、繊維径＝２μｍ、切断繊維長＝２ｍｍ、繊維軸方向において実質的に直径は同じ）の集合体（並列した束状で水分によって集合している状態）８ｍａｓｓ％、パラ系全芳香族ポリアミドパルプ（繊維長＝０．３８ｍｍ）の集合体２ｍａｓｓ％、アセチレンブラック粉体（電気化学工業（株）社製、デンカブラック、平均粒径＝０．１μｍ）１０ｍａｓｓ％、活性炭粉体（クラレケミカル（株）社製、ＹＰ−１７、石油ピッチ系クラレコール活性炭、表面積：２０００ｍ２／ｇ、平均粒径＝５μｍ）８０ｍａｓｓ％の質量比でミキサーに供給して、これらを解すとともに混合した。尚、融着可能極細繊維はアセトンで洗浄したのち温度７０℃で乾燥したもの、パラ系全芳香族ポリアミドパルプ、活性炭粉体及びアセチレンブラック粉体は温度１２０℃で乾燥したものを使用した。
【００６７】
次いで、これら混合物を噴出口における横断面形状が円形（直径：８．５ｍｍ）のベンチュリー管（ベンチュリー管の供給側における横断面形状は円形（直径：３ｍｍ））へ供給するとともに、ベンチュリー管の手前に設けられた圧縮気体導入口から圧縮空気（圧力：６ｋｇ／ｃｍ２、実質的に層流）を導入して、前記ベンチュリー管から混合物を空気中に噴出（ベンチュリー管の噴出口における気体通過速度：１１８ｍ／ｓ）し、前記ベンチュリー管の噴出口前方に設けた衝突部材（ベンチュリー管の噴出口と衝突部材の平坦部との距離：１５ｍｍ）に衝突させて、活性炭粉体、アセチレンブラック粉体、融着可能極細繊維、及びパラ系全芳香族ポリアミドパルプを分散させた。
【００６８】
次いで、この分散させた活性炭粉体、アセチレンブラック粉体、融着可能極細繊維、及びパラ系全芳香族ポリアミドパルプを、ネットからなる支持体上に載置しておいた不織布基材（目付が３０ｇ／ｍ２のポリプロピレン繊維製スパンボンド不織布）上に集積させ、活性炭含有集合体を形成した。なお、集積させる際には、支持体の下に設置されたサクションボックスにより空気を吸引（２ｍ３／ｍｉｎ）した。
【００６９】
次いで、この活性炭含有集合体−不織布基材積層材を、温度１３０℃に設定されたオーブンに供給し、３分間熱処理を実施し、融着可能極細繊維の低密度ポリエチレンのみを融着させて、目付３５０ｇ／ｍ２、厚さ８５０μｍの活性炭含有集合体−不織布基材複合材を製造した。
【００７０】
次いで、活性炭含有集合体−不織布基材複合材から不織布基材を剥離し、活性炭含有集合体のみを熱カレンダー処理（圧力：５００Ｎ／ｃｍ、温度：１４０℃）して、目付が３２０ｇ／ｍ２で、厚さが５００μｍの電極材（融着可能極細繊維：８ｍａｓｓ％、パラ系全芳香族ポリアミドパルプ：２ｍａｓｓ％、アセチレンブラック粉体：１０ｍａｓｓ％、活性炭粉体：８０ｍａｓｓ％含有）を連続的に製造した。この電極材は各構成材が均一に分散していた。また、この電極材において、活性炭及びアセチレンブラックは融着可能極細繊維及びパラ系全芳香族ポリアミドパルプにより形成された３次元繊維構造体中に最密充填されており、しかも電極材中に２５６ｇ／ｍ２と多量の活性炭を含むものであったため、エネルギー密度が高いことが容易に予測できるものであった。更に、融着可能極細繊維及びパラ系全芳香族ポリアミドパルプの表面で、活性炭及びアセチレンブラックが融着、付着、或いは圧着していた。なお、融着可能極細繊維とパラ系全芳香族ポリアミドパルプは電極材の厚さ方向にも配向していた。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の電気二重層コンデンサ用電極材の製造方法は、エネルギー密度が高く、厚さが薄く均一であり、しかも簡潔に、品質の安定した電極材を再現性良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電気二重層コンデンサ用電極材の製造に使用することのできる製造装置の模式的断面図
【符号の説明】
１０  混合装置
２０、２１、２２  圧縮気体導入口
３０、３１、３２  ノズル
４０、４１、４２  気体
５０、５１  支持体
６０、６１  気体吸引装置
７０、７１、７２  活性炭、アセチレンブラック、極細繊維及び／又はパルプ状物
８０  活性炭含有集合体
８１  単層の活性炭含有集合体
８２  積層された活性炭含有集合体
９０  熱融着装置
１００  巻き取り装置
【図１】
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