JP2689509B2 - 炭素成形体用ニードルコークスの製造方法 - Google Patents
炭素成形体用ニードルコークスの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
- C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、炭素成形体用ニードルコークスの製造方法
に関するものであり、より詳しくは黒鉛化等の高温焼成
時の異常膨張、すなわちいわゆるパッフィングの小さい
炭素成形体用ニードルコークスの製造方法に関するもの
である。
に関するものであり、より詳しくは黒鉛化等の高温焼成
時の異常膨張、すなわちいわゆるパッフィングの小さい
炭素成形体用ニードルコークスの製造方法に関するもの
である。
（従来の技術） 炭素成形体はコークス等の炭素原料粒子を所定の割合
で配合し、これにピッチ、タール、合成樹脂等の粘結剤
を添加し、加熱しながら混捏し、この混捏物を押出し成
形又は型込め成形により炭素質成形品を得、さらに焼
成、黒鉛化して製造されている。
で配合し、これにピッチ、タール、合成樹脂等の粘結剤
を添加し、加熱しながら混捏し、この混捏物を押出し成
形又は型込め成形により炭素質成形品を得、さらに焼
成、黒鉛化して製造されている。
従来、ニードルコークスは石油系ピッチ又はキノリン
不溶分を除去した石炭系ピッチ等の原料油をディレード
コーキング法等の方法でコークス化して製造され、炭素
成形体製造の炭素原料粒子として広く用いられており、
中でも黒鉛電極等の高度に黒鉛化した高品質の炭素成形
体用の炭素原料粒子は殆んどがこのニードルコークスで
ある。
不溶分を除去した石炭系ピッチ等の原料油をディレード
コーキング法等の方法でコークス化して製造され、炭素
成形体製造の炭素原料粒子として広く用いられており、
中でも黒鉛電極等の高度に黒鉛化した高品質の炭素成形
体用の炭素原料粒子は殆んどがこのニードルコークスで
ある。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、近時の黒鉛電極等の炭素成形体の製造におい
ては、省エネルギーのために迅速黒鉛化法の採用が多く
なりつつあるが、前述の方法で得られたニードルコーク
スを炭素成形体の製造にそのまま供した場合には迅速黒
鉛化等の高温焼成時にパッフィング現象が顕著に現れて
製品に亀裂を生じることがあり、また、亀裂発生に至ら
ないまでも見掛比重が小さくなって十分な強度を有する
製品が得られないことがある。このため、従来より黒鉛
電極等の黒鉛材料を製造する際にはニードルコークスと
バインダーピッチとの混練工程において酸化鉄、弗化カ
ルシウム、酸化チタン等のパッフィング防止剤を添加す
る方法（例えば、米国特許第338993号、同3563705号、
同3873427号明細書等）が知られているが、必ずしも満
足できる効果が得られていなかった。
ては、省エネルギーのために迅速黒鉛化法の採用が多く
なりつつあるが、前述の方法で得られたニードルコーク
スを炭素成形体の製造にそのまま供した場合には迅速黒
鉛化等の高温焼成時にパッフィング現象が顕著に現れて
製品に亀裂を生じることがあり、また、亀裂発生に至ら
ないまでも見掛比重が小さくなって十分な強度を有する
製品が得られないことがある。このため、従来より黒鉛
電極等の黒鉛材料を製造する際にはニードルコークスと
バインダーピッチとの混練工程において酸化鉄、弗化カ
ルシウム、酸化チタン等のパッフィング防止剤を添加す
る方法（例えば、米国特許第338993号、同3563705号、
同3873427号明細書等）が知られているが、必ずしも満
足できる効果が得られていなかった。
本発明者等は、このパッフィング発生の問題を解決す
べく鋭意検討した結果、前記混練工程に供する以前の段
階で、仮焼されたニードルコークスに平均粒径１μｍ以
下のチタンの酸化物を懸濁液を含浸せしめれば、該ニー
ドルコークスの微細孔に懸濁液が浸透し、前記チタン酸
化物が内部組織にまで均一に分布してなるニードルコー
クスが得られ、かかるニードルコークスを炭素成形体製
造に供した場合、該チタン酸化物がパッフィング防止剤
として効果的に作用し、高温焼成時のパッフィングを大
幅に減じ得ることを見出し、本発明に到達した。
べく鋭意検討した結果、前記混練工程に供する以前の段
階で、仮焼されたニードルコークスに平均粒径１μｍ以
下のチタンの酸化物を懸濁液を含浸せしめれば、該ニー
ドルコークスの微細孔に懸濁液が浸透し、前記チタン酸
化物が内部組織にまで均一に分布してなるニードルコー
クスが得られ、かかるニードルコークスを炭素成形体製
造に供した場合、該チタン酸化物がパッフィング防止剤
として効果的に作用し、高温焼成時のパッフィングを大
幅に減じ得ることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は黒鉛化等の高温焼成時における
パッフィングの少ないニードルコークスを製造すること
にある。
パッフィングの少ないニードルコークスを製造すること
にある。
又、本発明の他の目的は、高温焼成時のパッフィング
を最小限に抑制して高密度且つ高強度の炭素成形体を製
造することにある。
を最小限に抑制して高密度且つ高強度の炭素成形体を製
造することにある。
（問題点を解決する為の手段） しかして、かかる本発明の目的は、ニードルコークス
に平均粒径１μｍ以下のチタン酸化物を懸濁液を含浸せ
しめることを特徴とする炭素成形体用ニードルコークス
の製造方法により容易に達成される。
に平均粒径１μｍ以下のチタン酸化物を懸濁液を含浸せ
しめることを特徴とする炭素成形体用ニードルコークス
の製造方法により容易に達成される。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてニードルコークスとは、針状構造の発
達したコークスであって、黒鉛化等の高温焼成に際して
パッフィングを生起し得るコークスをいう。かかるニー
ドルコークスは、例えばコールタールピッチ、石油系重
質油、石炭の液化物、ナフタ分解残油等の原料油をその
種類に応じた条件でコークス化すると得られ、通常、工
業的には400〜600℃、常圧〜10kg/cm2程度の圧力下、約
12〜48時間かけてディレードコーキング法でコークス化
して製造されている。
達したコークスであって、黒鉛化等の高温焼成に際して
パッフィングを生起し得るコークスをいう。かかるニー
ドルコークスは、例えばコールタールピッチ、石油系重
質油、石炭の液化物、ナフタ分解残油等の原料油をその
種類に応じた条件でコークス化すると得られ、通常、工
業的には400〜600℃、常圧〜10kg/cm2程度の圧力下、約
12〜48時間かけてディレードコーキング法でコークス化
して製造されている。
かくして得られるニードルコークスの生コークスは、
まず1000〜1500℃程度の温度で仮焼し、内部に数％残存
していた水素、酸素、窒素等の炭素以外の原子を揮散せ
しめ、微細孔を形成せしめて本発明方法の含浸処理に原
料として供する。
まず1000〜1500℃程度の温度で仮焼し、内部に数％残存
していた水素、酸素、窒素等の炭素以外の原子を揮散せ
しめ、微細孔を形成せしめて本発明方法の含浸処理に原
料として供する。
本発明では、かかる仮焼されたニードルコークスに平
均粒径１μｍ以下のチタンの酸化物の懸濁液を含浸させ
るが、用いられるチタンの酸化物としては、例えばルチ
ル型酸化チタン又はアナターゼ型酸化チタン等が挙げら
れ、ニードルコークスの内部構造にまで浸透しやすくす
るため、その粒径は可能な限り小さい方がよく、通常１
μｍ以下、好ましくは0.5μｍ以下のものを用いるのが
よい。
均粒径１μｍ以下のチタンの酸化物の懸濁液を含浸させ
るが、用いられるチタンの酸化物としては、例えばルチ
ル型酸化チタン又はアナターゼ型酸化チタン等が挙げら
れ、ニードルコークスの内部構造にまで浸透しやすくす
るため、その粒径は可能な限り小さい方がよく、通常１
μｍ以下、好ましくは0.5μｍ以下のものを用いるのが
よい。
そして、このチタンの酸化物を懸濁せしめるべき分散
媒は、通常、分散媒として用いられている多くの溶剤を
含めて非常に広い範囲から選択し得るが、前記酸化物を
凝集させることなくよく分散させ、コークスとの親和性
がよく、かつ低粘度で含浸に適している点で水、アルコ
ール、ｎ−ヘキサン、トルエン、コールタール油等が好
ましい。
媒は、通常、分散媒として用いられている多くの溶剤を
含めて非常に広い範囲から選択し得るが、前記酸化物を
凝集させることなくよく分散させ、コークスとの親和性
がよく、かつ低粘度で含浸に適している点で水、アルコ
ール、ｎ−ヘキサン、トルエン、コールタール油等が好
ましい。
又、懸濁液中のチタンの酸化物の濃度としては、チタ
ン元素に換算して通常0.1〜20重量％、好ましくは0.1〜
３重量％とするのがよい。
ン元素に換算して通常0.1〜20重量％、好ましくは0.1〜
３重量％とするのがよい。
仮焼されたニードルコークスに対するチタンの酸化物
の含浸量は、多い方がパッフィング抑制効果が大きい
が、該含浸量が仮焼コークス100重量部に対してチタン
原子換算で３重量部を越えてもさほど効果の向上は見ら
れないから、0.2〜３重量部、好ましくは0.5〜３重量部
の範囲から選べばよい。
の含浸量は、多い方がパッフィング抑制効果が大きい
が、該含浸量が仮焼コークス100重量部に対してチタン
原子換算で３重量部を越えてもさほど効果の向上は見ら
れないから、0.2〜３重量部、好ましくは0.5〜３重量部
の範囲から選べばよい。
又、懸濁液の含浸方法は、仮焼コークスの微細孔内に
チタン酸化物を充分に浸透せしめ得る方法であれば特に
限定されるものではなく、中でも減圧注入は最も確実か
つ充分にチタン酸化物を浸透せしめ得る方法だが、工業
的には仮焼コークスを前記懸濁液に浸漬するだけで充分
であって、この場合には超音波によってチタン酸化物を
分散させながら処理するのが好ましく、更には該懸濁液
を仮焼コークスに噴霧するだけでも効果がある。
チタン酸化物を充分に浸透せしめ得る方法であれば特に
限定されるものではなく、中でも減圧注入は最も確実か
つ充分にチタン酸化物を浸透せしめ得る方法だが、工業
的には仮焼コークスを前記懸濁液に浸漬するだけで充分
であって、この場合には超音波によってチタン酸化物を
分散させながら処理するのが好ましく、更には該懸濁液
を仮焼コークスに噴霧するだけでも効果がある。
含浸処理された仮焼コークスは、必要に応じて分散媒
を天日で又は加熱及び／もしくは減圧により除去して炭
素成形体製造に供するとよい。
を天日で又は加熱及び／もしくは減圧により除去して炭
素成形体製造に供するとよい。
（実施例） 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限
定されるものではない。
本発明はその要旨を超えない限り、下記実施例により限
定されるものではない。
実施例 平均粒径が0.27μｍの二酸化チタンをチタン元素に換
算して１重量％エタノールに分散せしめてなる懸濁液に
市販の仮焼処理されたニードルコークスを浸漬し超音波
で10分間処理した。このあと減圧下でエタノールを留出
させ、チタン酸化物を含浸した炭素成形体用ニードルコ
ークスを得た。
算して１重量％エタノールに分散せしめてなる懸濁液に
市販の仮焼処理されたニードルコークスを浸漬し超音波
で10分間処理した。このあと減圧下でエタノールを留出
させ、チタン酸化物を含浸した炭素成形体用ニードルコ
ークスを得た。
この炭素成形体用ニードルコークスの１部を800℃で
灰化後、溶解しICP（誘導型プラズマ発光分析装置）に
よりチタンを分析したところ1wt％のチタンが含まれて
いた。
灰化後、溶解しICP（誘導型プラズマ発光分析装置）に
よりチタンを分析したところ1wt％のチタンが含まれて
いた。
一方、前記炭素成形体用ニードルコークスにバインダ
ーピッチを添加し、成形を行ったあと1000℃で焼成し直
径18mm、長さ80mmの黒鉛成形体の前駆体を作成した。該
前駆体をタイマン炉で2700℃に焼成し黒鉛化処理を行っ
て得た黒鉛成形体のパッフィングを表−１に示した。
ーピッチを添加し、成形を行ったあと1000℃で焼成し直
径18mm、長さ80mmの黒鉛成形体の前駆体を作成した。該
前駆体をタイマン炉で2700℃に焼成し黒鉛化処理を行っ
て得た黒鉛成形体のパッフィングを表−１に示した。
比較例１ 平均粒径が0.27μｍの二酸化チタンのかわりに平均粒
径が５μｍの二酸化チタンを用いたほかは前記実施例と
全く同様にして炭素成形体用ニードルコークスを製造
し、該コークスを原料として黒鉛成形体を作成し、パッ
フィングを測定した結果を表−１に示す。
径が５μｍの二酸化チタンを用いたほかは前記実施例と
全く同様にして炭素成形体用ニードルコークスを製造
し、該コークスを原料として黒鉛成形体を作成し、パッ
フィングを測定した結果を表−１に示す。
比較例２ 市販の仮焼処理されたニードルコークスを懸濁液に浸
漬せずにそのまま原料として用いたほかは前記実施例と
全く同様にして黒鉛成形体を作成し、パッフィングを測
定した結果を表−１に示す。
漬せずにそのまま原料として用いたほかは前記実施例と
全く同様にして黒鉛成形体を作成し、パッフィングを測
定した結果を表−１に示す。
（発明の効果） 本発明方法によれば、黒鉛化等高温焼成時のパッフィ
ングの極めて小さな炭素成形体用ニードルコークスが得
られ、又、本発明方法により製造された炭素成形体用ニ
ードルコークスを原料として用いればパッフィングを効
果的に抑制して高品質の炭素成形体を容易に製造するこ
とが可能であって、多大な工業的利益を提供するもので
ある。
ングの極めて小さな炭素成形体用ニードルコークスが得
られ、又、本発明方法により製造された炭素成形体用ニ
ードルコークスを原料として用いればパッフィングを効
果的に抑制して高品質の炭素成形体を容易に製造するこ
とが可能であって、多大な工業的利益を提供するもので
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】仮焼されたニードルコークスに、平均粒径
１μｍ以下のチタンの酸化物を懸濁液を含浸せしめるこ
とを特徴とする炭素成形体用ニードルコークスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203532A JP2689509B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 炭素成形体用ニードルコークスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63203532A JP2689509B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 炭素成形体用ニードルコークスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251409A JPH0251409A (ja) | 1990-02-21 |
| JP2689509B2 true JP2689509B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16475713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63203532A Expired - Fee Related JP2689509B2 (ja) | 1988-08-16 | 1988-08-16 | 炭素成形体用ニードルコークスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689509B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0754746B1 (en) * | 1994-04-07 | 1998-09-02 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Needle coke for graphite electrode and process for producing the same |
| JP2001011471A (ja) * | 1999-04-30 | 2001-01-16 | Nippon Steel Chem Co Ltd | 黒鉛電極用ニードルコークス及びその製造方法 |
| JP5173555B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2013-04-03 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | 黒鉛質材料の製造方法、リチウムイオン二次電池用負極材料およびリチウムイオン二次電池 |
| AT515863B1 (de) * | 2013-03-21 | 2017-09-15 | Hubweber Gerhard | Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Graphitkörpern |
-
1988
- 1988-08-16 JP JP63203532A patent/JP2689509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0251409A (ja) | 1990-02-21 |
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Legal Events
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