碳纤维片和碳纤维片的制造方法技术

本发明专利技术提供一种比以往更容易制造的碳纤维片及其制造方法。一种碳纤维片的制造方法，其包括：将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度，由此使所述树脂制片进行碳纤维化的碳纤维化工序。在碳纤维化工序中，优选对树脂制片照射功率密度为130W/mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维片和碳纤维片的制造方法
本专利技术涉及用作二次电池、电容器及燃料电池等的电极的碳纤维片及碳纤维片的制造方法。
技术介绍
以往，作为二次电池、燃料电池等的电极，使用了由片状的碳纤维形成的碳纤维片。这是因为：碳纤维具备导电性，并且比表面积大，因此适用于电极。碳纤维片通常通过在抄造碳纤维而得的片材中浸渗热固化性树脂后再进行烧成而制成(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-270191号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在上述那样的以往的方法中，需要碳纤维的抄造、烧成等多个工序，为了获得碳纤维片而耗费了时间和成本。本专利技术的目的是解决上述问题，提供比以往更容易制造的碳纤维片及其制造方法。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术提供一种碳纤维片的制造方法，其包括：将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度，由此使所述树脂制片进行碳纤维化的碳纤维化工序。本专利技术中，通过利用激光照射等来超过玻璃化转变点，从而树脂发生软化。然后，可推测：树脂开始分解，产生气体，该气体使树脂拉伸而使其纤维化。通过以升温速度15000℃/sec以上进行升温，从而使气体产生·纤维化·碳化大致同时进行，由此可得到碳纤维片。由此，能够比以往更容易地制造碳纤维片。优选的是：在上述碳纤维化工序中，对上述树脂制片照射功率密度为130W/mm2以上且照射能量的量为0.05J/mm2以上的能量射线，由此使上述树脂制片进行碳纤维化。在本专利技术中，对于聚酰亚胺等树脂制片，照射上述范围内的功率密度及照射能量的量的能量射线。由此，通过使聚酰亚胺等树脂拉伸并碳化，从而能够将聚酰亚胺等树脂制片进行碳纤维化。因此，根据本专利技术，能够比以往更容易地制造碳纤维片。优选的是：在上述碳纤维化工序中，照射上述功率密度为150W/mm2以上的能量射线。在本专利技术中，将对于聚酰亚胺等树脂制片所照射的能量射线的功率密度设为150W/mm2以上。通过如此地将功率密度的下限值设为较大，从而可观察到纤维直径变小的倾向，能够制造比表面积大且细孔容积大的碳纤维片。优选的是：在上述碳纤维化工序中，在大气中进行上述能量射线的照射。在本专利技术中，在大气中实施对于聚酰亚胺等树脂制片的能量射线的照射。由此，能够不使用真空装置等而容易地制造碳纤维片。优选的是：构成上述树脂制片的树脂为选自聚酰亚胺树脂、环氧树脂及酚树脂中的至少1种。在本专利技术中，对于这些树脂制片，通过将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度，从而能够比以往更容易地制造碳纤维片。进而，为了达到上述目的，本专利技术提供一种树脂制片的至少一部分经碳纤维化而得的碳纤维片。优选上述树脂制片的至少一部分通过以升温速度15000℃/sec以上被加热至碳化温度而进行了碳纤维化。另外，优选上述树脂制片的至少一部分通过照射功率密度为130W/mm2以上且照射能量的量为0.05J/mm2以上的能量射线而进行了碳纤维化。另外，优选上述树脂制片的至少一部分通过照射功率密度为150W/mm2以上的能量射线而进行了碳纤维化。另外，优选在大气中照射上述能量射线。另外，优选构成上述树脂制片的树脂为选自聚酰亚胺树脂、环氧树脂及酚树脂中的至少1种。在本专利技术中，例如以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度，由此使树脂制片的至少一部分进行碳纤维化。由此，能够比以往更容易地制造碳纤维片。专利技术效果根据本专利技术，能够提供比以往更容易地制造的碳纤维片及其制造方法。附图说明图1为实施例1的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图2为实施例4的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图3为实施例5的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图4为实施例6的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图5为实施例8的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图6为实施例11的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图7为示出对聚酰亚胺树脂制片所照射的能量射线的照射能量的量小的情况下的反应的图。图8为示出对聚酰亚胺树脂制片所照射的能量射线的照射能量的量大的情况下的反应的图。图9为实施例12的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图10为实施例13的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图11为实施例14的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图12为实施例15的碳纤维片的扫描电子显微镜照片。图13为示出温度与树脂制片的状态的关系的示意图。具体实施方式以下，对本专利技术的具体实施方式进行详细说明，但本专利技术并不受以下的实施方式的任何限定，在本专利技术的目的的范围内，可以施加适当的变更地实施。本实施方式的碳纤维片的制造方法包括：将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度的碳纤维化工序。在本实施方式中，包括下述碳纤维化工序，即，在碳纤维化工序中，对聚酰亚胺等树脂制片照射功率密度为130W/mm2以上且照射能量的量为0.05J/mm2以上的能量射线，由此使上述聚酰亚胺等树脂制片进行碳纤维化。以下，对本实施方式的碳纤维化工序进行详细说明。构成树脂制片的树脂只要是热固化性树脂，就没有特别限定，例如为选自聚酰亚胺树脂、环氧树脂及酚树脂中的至少1种。作为聚酰亚胺树脂制片，可使用由聚酰亚胺树脂形成的片状的构件。本实施方式中可以使用市售的聚酰亚胺树脂制片，可以使用例如杜邦公司制的“KAPTON”(注册商标)、宇部兴产株式会社的“UPILEX”(注册商标)、三井化学株式会社的“AURUM”(注册商标)。另外，还可以使用KURABO制的“Middlefill”(注册商标)。作为环氧树脂，可使用片状的构件。本实施方式中，可使用市售的环氧树脂，例如可使用日立化成制的“AS-2600”。作为酚树脂，可使用片状的构件。本实施方式中，可使用市售的酚树脂，例如可使用FUTAMURA化学制的纸基材酚树脂。作为能量射线，优选使用激光。作为激光，可举出例如二氧化碳激光、准分子激光等。其中，优选使用二氧化碳激光。本实施方式的碳纤维片的制造方法包括：将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度的碳纤维化工序。通过利用激光照射等来超过玻璃化转变点，从而树脂发生软化。然后，可推测：树脂开始分解，产生气体，该气体使树脂拉伸而使其纤维化。通过以升温速度15000℃/sec以上进行升温，从而使气体产生·纤维化·碳化大致同时进行，由此可得到碳纤维片。由此，能够比以往更容易地制造碳纤维片。在本实施方式的碳纤维化工序中，照射功率密度为130W/mm2以上且照射能量的量为0.05J/mm2以上的能量射线。由此，经激光照射的聚酰亚胺等树脂制片被碳纤维化。若功率密度小于130W/mm2，则无法使聚酰亚胺等树脂充分地进行碳纤维化。另外，若照射能量的量小于0.05J/mm2，则无法使聚酰亚胺等树脂充分地进行碳纤维化。更优选的能量射线的功率密度为150W/mm2以上。通过将功率密度的下限值设为150W/mm2(通过将功率密度的下限值设得较大)，从而可观察到纤维直径变小的倾向，能够制造比表面积大且细孔容积大的碳纤维片。另外，本实施方式的碳纤维化工序优选在大气中进行。即，优选在大气中对聚酰亚胺等树脂制片照射功率密度及照射能量的量为上述范围内的能量射线。由此，能够不使用真空装置等而容易地制造碳纤维片。另外，构成树脂制片的树脂为选自聚酰亚胺树脂、环氧树脂及酚树脂中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维片的制造方法，其包括：将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度，由此使所述树脂制片进行碳纤维化的碳纤维化工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.10 JP 2016-1579231.一种碳纤维片的制造方法，其包括：将树脂制片以升温速度15000℃/sec以上加热至碳化温度，由此使所述树脂制片进行碳纤维化的碳纤维化工序。2.根据权利要求1所述的碳纤维片的制造方法，其中，在所述碳纤维化工序中，对所述树脂制片照射功率密度为130W/mm2以上且照射能量的量为0.05J/mm2以上的能量射线，由此使所述树脂制片进行碳纤维化。3.根据权利要求2所述的碳纤维片的制造方法，其中，在所述碳纤维化工序中，照射所述功率密度为150W/mm2以上的能量射线。4.根据权利要求2或3所述的碳纤维片的制造方法，其中，在所述碳纤维化工序中，在大气中进行所述能量射线的照射。5.根据权利要求1～4中任一项所述的碳纤维片的制造方法，其中，构成所述树脂制片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉井知子，堀裕一，松尾和秀，青木诚志，米泽谕，内海秀俊，胜山泰郎，麦岛丈弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP