JP2005336469A - 炭素繊維バインダーピッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 繊維の混合物およびピッチを、ピッチの粘度が約0.1〜約5ポアズである温度で攪拌することにより、炭素繊維束をピッチ中で実質的に単一のモノ−フィラメントに分散させることができる。得られた繊維ピッチバインダーは、不規則に配向した実質的に単一のモノ−フィラメントとして実質的に分散した約0.5〜約10.0重量%の炭素繊維を含み、炭素物体、例えばグラファイト電極、ピンストックまたは特殊なグラファイト製品の製造に結合剤として直接使用できる。経済的な量の炭素繊維を使用する独特なバインダーは、得られる炭素製品の、2方向以上で強度を増加し、熱膨脹率を下げる能力を有する。
【選択図】 なし
Description
表I
異なった温度における繊維約5重量%と石油系ピッチの混合
試験番号 温度(℃) 粘度(ポアズ)
1 225 0.225
2 200 0.60
3 175 2.15
Claims (30)
- (a)粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチを用意する工程、
(b)前記ピッチの約0.5〜約10.0重量%の量の炭素繊維を用意する工程、および
(c)前記繊維および前記ピッチを混合し、前記繊維を繊維ピッチバインダー中に分散させる工程
を含んでなる、繊維ピッチバインダーの製造方法。 - 工程(a)が、温度約260〜約140℃で粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチを用意することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(c)で、前記繊維が、前記繊維ピッチバインダー中で不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントに実質的に分散される、請求項1に記載の方法。
- 工程(b)が、前記ピッチの約5重量%の量の炭素繊維を用意することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(b)が、ある量の、長さ約6〜約30mmの炭素繊維を用意することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(b)が、ある量の、サイジング剤を含む炭素繊維を用意することを含んでなる、請求項5に記載の方法。
- 工程(b)で、前記繊維が前記ピッチに、実質的な量の充填材無しに加えられる、請求項1に記載の方法。
- 工程(a)が、ある量の、コールタールに由来するピッチを用意することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(a)が、ある量の、石油原料に由来するピッチを用意することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(c)が、前記繊維および前記ピッチを、前記ピッチの粘度が約5ポアズ未満になる温度に加熱し、続いて約100〜約1000rpmで、前記繊維が、前記繊維ピッチバインダー中で不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントに実質的に分散されるように、十分な時間攪拌することにより、前記繊維および前記ピッチを混合することを含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 工程(c)が実質的に完了した時、前記繊維ピッチバインダーが、軟化点約90℃〜約200℃、MCC価約50〜約75%、および約160℃における粘度約1〜約50ポアズを有する、請求項1に記載の方法。
- (a)粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチを用意する工程、
(b)ある量の炭素繊維を用意する工程、および
(c)前記繊維および前記ピッチを混合し、前記繊維が、繊維ピッチバインダー中で不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントに分散するように、前記繊維を繊維ピッチバインダー中に均質に分散させる工程
を含んでなる、繊維ピッチバインダーの製造方法。 - 工程(b)が、前記ピッチの約5重量%の量の炭素繊維を用意することを含んでなる、請求項11に記載の方法。
- 工程(b)で、前記繊維が前記ピッチに、大量の充填材無しに加えられる、請求項11に記載の方法。
- 温度約260〜約140℃で粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチと、前記ピッチの重量に対して0.5〜約10.0重量%の、不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントとして前記ピッチ中に実質的に均質に分散した炭素繊維との混合物を含んでなるピッチ系バインダー。
- 前記混合物が、軟化点約90℃〜約200℃、MCC価約50〜約75%、および約160℃における粘度約1〜約50ポアズを有する、請求項15に記載のピッチ系バインダー。
- 前記混合物が、前記ピッチと実質的に同等のレオロジー的挙動を有する、請求項15に記載のピッチ系バインダー。
- (a)温度約260〜約140℃で粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチ、および前記ピッチの重量に対して約0.5〜約10.0重量%の、不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントとして前記ピッチ中に実質的に均質に分散した炭素繊維の混合物を含んでなるバインダーを用意する工程、
(b)充填材を用意する工程、
(c)不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントとして実質的に均質に分散した前記炭素繊維を有するバインダーを前記充填材と混合し、バインダー−充填材混合物を製造する工程、
(d)前記バインダー−充填材混合物を成形し、ある成形物体を形成する工程、および (e)前記成形物体を炭化させ、炭素物体を形成する工程
を含んでなる、炭素物体を形成する方法。 - 工程(a)が、軟化点約90℃〜約200℃、MCC価約50〜約75%、および約160℃における粘度約1〜約50ポアズを有するバインダーを用意することを含んでなる、請求項18に記載の方法。
- 工程(a)で、前記ピッチがコールタールに由来する、請求項18に記載の方法。
- 工程(a)で、前記ピッチが石油タールに由来する、請求項18に記載の方法。
- 炭素繊維が、炭素物体中に実質的に単一モノ−フィラメントとして実質的に均質に分散した炭素物体であって、前記炭素繊維が、前記炭素物体の重量に対して約1.5〜約3.0重量%の量で存在する、炭素物体。
- 熱膨脹率が小さいグラファイト物体の製造方法であって、
(a)温度約260〜約140℃で粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチ、および前記ピッチの重量に対して約0.5〜約10.0重量%の、不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントとして前記ピッチ中に実質的に均質に分散した炭素繊維の混合物を含んでなるバインダーを用意する工程、
(b)充填材を用意する工程、
(c)前記バインダーおよび前記充填材を混合し、全体的に不規則に配向した炭素繊維が実質的に均質に分散したバインダー−充填材混合物を製造する工程、
(d)前記バインダー−充填材混合物を押出加工して炭素物体を形成する工程、
(e)前記炭素物体を炭化させる工程、および
(f)前記炭素物体をグラファイト化してグラファイト物体を形成する工程
を含んでなる、方法。 - 工程(f)が、前記炭素物体をグラファイト化してグラファイト物体を形成することを含んでなり、前記グラファイト物体が、実質的に単一モノ−フィラメントとして前記グラファイト物体全体にわたって実質的に分散した炭素繊維を有する、請求項23に記載の方法。
- 工程(f)が、前記炭素物体をグラファイト化してグラファイト物体を形成することを含んでなり、前記グラファイト物体が、前記グラファイト物体の重量に対して約1.5重量%〜約3.0重量%の、実質的に単一モノ−フィラメントとして前記グラファイト物体中に実質的に均質に分散した炭素繊維を有する、請求項23に記載の方法。
- 実質的に単一モノ−フィラメントとしてグラファイト物体中に実質的に均質に分散した炭素繊維を有するグラファイト物体であって、前記炭素繊維が前記グラファイト物体の重量に対して約1.5重量%〜約3.0重量%の量で存在する、グラファイト物体。
- 縦方向熱膨脹率が約25〜約200℃で測定して約−0.5x10−6/℃〜約0.10x10−6/℃であるグラファイト物体。
- 実質的に単一モノ−フィラメントとしてグラファイト物体中に実質的に均質に分散した炭素繊維を有するグラファイト物体であって、前記炭素繊維が、前記グラファイト物体の重量に対して約1.5重量%の量で存在するグラファイト物体。
- (a)ピッチ、および前記ピッチの重量に対して約0.5〜約10.0重量%の、不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントとして前記ピッチ中に実質的に均質に分散した炭素繊維の混合物を含んでなるバインダーを用意し、
(b)充填材を用意し、
(c)前記バインダーおよび前記充填材を混合し、全体的に不規則に配向した炭素繊維が実質的に均質に分散したバインダー−充填材混合物を製造し、
(d)前記バインダー−充填材混合物を押出加工して炭素物体を形成し、
(e)前記炭素物体を炭化させ、
(f)前記炭素物体をグラファイト化してグラファイト物体を製造し、前記グラファイト物体が、前記グラファイト物体の重量に対して約1.5重量%〜約3.0重量%の炭素繊維を有し、前記繊維が、実質的に単一モノ−フィラメントとして前記グラファイト物体全体にわたって分散している、方法により製造されるグラファイト物体。 - (a)温度約260〜約140℃で粘度約0.1〜約5ポアズを有するピッチ、および前記ピッチの重量に対して約0.5〜約10.0重量%の、不規則に配向した実質的に単一モノ−フィラメントとして前記ピッチ中に実質的に均質に分散している炭素繊維の混合物を含んでなるバインダーを、コークス充填材と混合してバインダー−充填材混合物を形成し、
(b)前記バインダー−充填材混合物を押出加工して炭素物体を形成し、
(c)前記炭素物体を炭化させ、
(d)前記炭素物体をグラファイト化してグラファイト物体を製造し、前記グラファイト物体が、前記グラファイト物体の重量に対して約1.5重量%〜約3.0重量%の炭素繊維有し、前記繊維が、実質的に単一モノ−フィラメントとして前記グラファイト物体全体にわたって分散している、方法により製造されるグラファイト物体。
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