JP3094502B2 - Manufacturing method of carbon material - Google Patents

Manufacturing method of carbon material

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JP3094502B2
JP3094502B2 JP03117532A JP11753291A JP3094502B2 JP 3094502 B2 JP3094502 B2 JP 3094502B2 JP 03117532 A JP03117532 A JP 03117532A JP 11753291 A JP11753291 A JP 11753291A JP 3094502 B2 JP3094502 B2 JP 3094502B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自己焼結性原料を用
いて高密度・高強度の等方性の炭素材を製造する方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a high-density and high-strength isotropic carbon material using a self-sintering raw material.

【0002】[0002]

【従来技術】高密度等方性炭素材は放電加工用電極材や
アルミ蒸着用ルツボ、あるいは核融合炉用壁材として使
用されている。この高密度等方性炭素材を製造する場
合、一般に石油系コークスまたは石炭系コークスを微粉
砕して骨材として、それにバインダーを添加して成形す
る。成形は、性状の均質化を図るために通常は冷間静水
圧プレス(CIP)を用いて行う。得られた成形体は1
〜10℃/Hrという非常に遅い昇温速度で炭化され、そ
の後2000〜3000℃に昇温されて黒鉛化処理に供
される。
2. Description of the Related Art A high density isotropic carbon material is used as an electrode material for electric discharge machining, a crucible for aluminum deposition, or a wall material for a nuclear fusion reactor. In the case of producing this high-density isotropic carbon material, generally, petroleum-based coke or coal-based coke is finely pulverized into an aggregate, and a binder is added to the aggregate to form the aggregate. The molding is usually performed by using a cold isostatic press (CIP) to homogenize properties. The obtained molded body is 1
It is carbonized at a very low temperature rising rate of -10 ° C / Hr, and then heated to 2000-3000 ° C and subjected to a graphitization treatment.

【0003】この骨材とバインダーピッチを用いる2元
系の原料に対して、最近はフィラーの機能とバインダー
機能とを1種類の粒子で兼ねる自己焼結性原料が開発さ
れている。その中で、バルクメソフェーズは石油系ある
いは石炭系ピッチを350℃〜500℃の範囲で熱処理
して得られるもので、光学的異方性組織(液晶)が全面
的に展開したものである。そして、これが高密度等方性
炭素材の原料として使用される場合には、微粉砕してか
ら用いられる(特開昭59−164604)。このよう
な原料は、自己焼結性を保持しているため、成形するこ
とでそれ自身が相互に融着し、バインダー等の接着剤を
添加する必要がない。
With respect to a binary raw material using the aggregate and the binder pitch, a self-sinterable raw material having both the function of a filler and the function of a binder in one kind of particles has recently been developed. Among them, the bulk mesophase is obtained by heat-treating a petroleum-based or coal-based pitch in a range of 350 ° C to 500 ° C, and is an optically anisotropic structure (liquid crystal) fully developed. When this is used as a raw material for a high-density isotropic carbon material, it is used after being finely pulverized (JP-A-59-164604). Since such a raw material retains self-sintering properties, it is fused to itself by molding, and it is not necessary to add an adhesive such as a binder.

【0004】またこの自己焼結性原料としてメソカーボ
ンマイクロビーズ(MCB)を使用する方法が提案され
ている(特開昭49−2379)。MCBは、各種ピッ
チを熱処理する過程で生成してくる微小な10μm 程度
の直径を有する光学的に異方性の小球体である。MCB
は、ピッチを熱処理することにより、光学的等方性のピ
ッチマトリックスの中に発生する。発生したMCBはそ
のまま加熱を続けるとMCB同士が合体しバルクメソフ
ェーズになるため、微小なMCBが生成された段階で熱
処理を中止し、多量の溶媒を加えることで生成されたM
CBを取り出す。ただし、MCBだけでは自己焼結性が
不足であるとして、溶媒でマトリックスピッチからMC
Bを取り出す際に、マトリックスピッチのキノリン可溶
分から成るβ成分を主体とする部分をMCBの表面に付
着させることが提案されている(特開昭62−4170
7)。
A method using mesocarbon microbeads (MCB) as a self-sintering raw material has been proposed (JP-A-49-2379). The MCB is a small optically anisotropic sphere having a diameter of about 10 μm, which is generated in the process of heat treating various pitches. MCB
Is generated in an optically isotropic pitch matrix by heat-treating the pitch. If the generated MCB continues to be heated as it is, the MCBs are united to form a bulk mesophase. Therefore, the heat treatment is stopped at the stage when the minute MCB is generated, and M generated by adding a large amount of solvent.
Take out the CB. However, it is assumed that MCB alone does not have sufficient self-sintering properties,
When taking out B, it has been proposed to attach a portion mainly composed of a β component consisting of a quinoline-soluble component of a matrix pitch to the surface of the MCB (JP-A-62-4170).
7).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】コークスを微粉砕して
骨材とし、それにバインダーを添加してCIP成形・炭
化・黒鉛化処理する方法では、得られる炭素材の性状の
均一化を図るため、骨材コークスの粒度をできるだけ細
かくして用いる傾向がある。しかしながら、それに伴っ
て、微粒子同士を接着するために添加するバインダーの
必要量が増加してしまう。バインダー添加量が増加する
と炭化処理過程でバインダー成分が分解し成形体より揮
発してしまうため、炭化処理後の残炭歩留が低下し、成
形体の焼成後の密度が低下してしまう欠点がある。
In a method in which coke is finely pulverized into aggregate and a binder is added thereto to perform CIP molding, carbonization and graphitization, the properties of the carbon material obtained are made uniform. Aggregate coke tends to be as fine as possible. However, the required amount of the binder to be added for bonding the fine particles increases accordingly. When the amount of binder added increases, the binder component decomposes during the carbonization process and volatilizes from the molded product, so that the residual coal yield after the carbonization process decreases, and the density of the molded product after firing decreases. is there.

【0006】このような傾向は、MCBの周りにマトリ
ックスピッチのβ成分を主体とする部分をバインダーと
して付着させる方法でも同様に見られる。つまりMCB
の粒径を均質化のために小さくすればするほどMCB同
士を接着するバインダーとなるβ成分主体のマトリック
スピッチを多く残存させる必要があるが、それに伴って
炭化処理後の残炭歩留が低下し成形体の焼成後の密度が
低下してしまう。このような密度の低下は気孔率の増加
と対応しており、強度低下にも結び付くことになる。
[0006] Such a tendency is similarly observed in a method of attaching a portion mainly composed of the β component of the matrix pitch as a binder around the MCB. That is, MCB
The smaller the particle size of the steel for homogenization, the more the matrix pitch mainly composed of β component, which serves as a binder for bonding the MCBs, needs to remain, but the residual coal yield after carbonization decreases accordingly. Then, the density of the formed body after firing decreases. Such a decrease in density corresponds to an increase in porosity, which also leads to a decrease in strength.

【0007】以上のような密度の低下すなわち気孔率の
増加を改善するため、炭化工程や黒鉛化工程で処理体に
ピッチを含浸して再加熱処理することがしばしば行われ
ている。しかしこの方法は工程として繁雑であり経済的
でない。
[0007] In order to improve the decrease in density, that is, the increase in porosity, as described above, it is often practiced to impregnate the treated body with pitch in a carbonization step or a graphitization step and to perform a reheating treatment. However, this method is complicated and uneconomical as a process.

【0008】この発明はかかる事情に鑑みてなされたも
のであって、比較的簡便な工程によって確実に高密度化
及び高強度化を図ることができる炭素材の製造方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a carbon material capable of reliably achieving high density and high strength by relatively simple steps. I do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】この発明は、上
記目的を達成するために、自己焼結性原料を製造する工
程と、この原料を成形する工程と、成形体を炭化焼成す
る工程と、この焼結体を黒鉛化処理する工程とを有する
炭素材の製造方法であって、前記原料は、水素化された
ピッチに熱処理を施し、さらに微細化処理、及び酸化処
理を施すことによって得られ、かつこの原料の水素化が
適当になされているか否かを把握する工程を有すること
を特徴とする炭素材の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a process for producing a self-sintering raw material, a process for molding this raw material, and a process for carbonizing and firing a compact. And a step of graphitizing the sintered body, wherein the raw material is obtained by subjecting the hydrogenated pitch to a heat treatment, and further performing a finer treatment and an oxidation treatment. A method for producing a carbon material, comprising a step of determining whether or not hydrogenation of the raw material has been properly performed.

【0010】本願発明者等が比較的簡便な工程により炭
素材の高密度化及び高強度化を達成すべく鋭意検討を重
ねた結果、ピッチを水素化熱処理した後、微粒化し、さ
らに酸化処理することにより達成できることを見出し
た。また、水素化が適当に行われているか否かを把握す
ることにより、炭素材の高密度化及び高強度化が十分に
図られているか否かを判断することができ、確実に高密
度化及び高強度化を図ることができることを見出した。
この発明はこのような知見に基づいてなされたものであ
る。以下、この発明を詳細に説明する。
As a result of extensive studies by the inventors of the present invention in order to achieve a high density and high strength carbon material by relatively simple steps, pitch is subjected to hydrogenation heat treatment, then atomized and further oxidized. It has been found that this can be achieved. In addition, by grasping whether or not hydrogenation is appropriately performed, it can be determined whether or not the carbon material has been sufficiently densified and strengthened, and the densification can be reliably performed. And that high strength can be achieved.
The present invention has been made based on such knowledge. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0011】この発明の炭素材を製造するための自己焼
結性原料に用いるピッチ原料としては、石炭系残油、石
油系残油のいずれでもよい。使用されるピッチ原料の軟
化点は40℃以上250℃以下が好ましい。この範囲よ
りも低いと熱処理したピッチの歩留が低下し、またこの
範囲よりも高いと高温度になるまでピッチ原料が溶解し
ないため、溶剤と混合させたり、あるいは反応器の中で
流動化を図ることが困難となる。より好ましい軟化点の
範囲は80℃〜150℃である。
The pitch raw material used as the self-sintering raw material for producing the carbon material of the present invention may be any of coal-based residual oil and petroleum-based residual oil. The softening point of the pitch raw material used is preferably from 40 ° C. to 250 ° C. If the temperature is lower than this range, the yield of the heat-treated pitch decreases, and if the temperature is higher than this range, the pitch raw material does not dissolve until a high temperature is reached, so that it is mixed with a solvent or fluidized in a reactor. It is difficult to achieve. A more preferable range of the softening point is 80 ° C to 150 ° C.

【0012】水素化処理は、水素ガス雰囲気下で好まし
くは350〜450℃の温度で3時間以下の時間保持す
ることによって達成される。この範囲の温度まで昇温し
た後、保持せずに直ちに降温してもよい。この際に、触
媒として、Ni、Co、Mo等で構成されるもの、又は
赤泥、硫黄等を用いても良い。この場合に、水素ガス雰
囲気であれば大気圧下、加圧下のいずれでもよく、それ
ぞれに応じた効果を得ることができる。
[0012] The hydrogenation treatment is achieved by holding at a temperature of preferably 350 to 450 ° C for 3 hours or less in a hydrogen gas atmosphere. After raising the temperature to the temperature in this range, the temperature may be lowered immediately without holding. At this time, a catalyst composed of Ni, Co, Mo, or the like, or red mud, sulfur, or the like may be used as the catalyst. In this case, as long as the atmosphere is a hydrogen gas atmosphere, either under atmospheric pressure or under pressure may be used, and effects corresponding to the respective conditions can be obtained.

【0013】また、この水素化処理は予め移行可能な水
素を保持した溶媒と当該ピッチとを混合して、350〜
450℃の温度で3時間以下の時間保持(保持しない場
合も含む)するものであっても良い。
[0013] In this hydrogenation treatment, the pitch is mixed with a solvent holding hydrogen that can be transferred in advance, and the mixture is mixed with a solvent of 350 to 350 to
The temperature may be held at a temperature of 450 ° C. for 3 hours or less (including the case where the temperature is not held).

【0014】水素ガスを用いる場合でも移行可能な水素
を保持した溶媒を用いる場合でも、上記範囲より低い温
度では十分な水素がピッチ原料に移行せず、また、この
範囲以上の温度ではピッチに移行した水素が再度脱離し
てしまうため好ましくない。
In both the case of using hydrogen gas and the case of using a solvent which can transfer hydrogen, a sufficient amount of hydrogen does not transfer to the pitch raw material at a temperature lower than the above range, and at a temperature higher than this range, it does not transfer to the pitch. Undesired hydrogen is desorbed again, which is not preferable.

【0015】得られた水素化ピッチをさらに熱処理し
て、好ましくはその軟化点が250℃以上380℃以下
になるようにする。より好ましくは280〜350℃と
なるように調製する。これは、炭化焼成時の残炭歩留を
向上させると同時に適正なバインダー性能を保持させる
ためである。
The obtained hydrogenated pitch is further heat-treated so that its softening point is preferably 250 ° C. or more and 380 ° C. or less. More preferably, the temperature is adjusted to 280 to 350 ° C. This is to improve the residual coal yield during carbonization and firing while maintaining proper binder performance.

【0016】このようにして熱処理して得られたピッチ
は所定の粒度に微粒子化される。この際の方法は特に限
定されず、機械的粉砕や高温下でのアトマイズ等の方法
を採用することができるが、成形時の充填性能を向上さ
せるためには粒子をより球状化することができるアトマ
イズによる方法が好ましい。
The pitch obtained by the heat treatment in this manner is finely divided into a predetermined particle size. The method at this time is not particularly limited, and a method such as mechanical pulverization or atomization under high temperature can be employed.However, in order to improve the filling performance during molding, the particles can be made more spherical. The atomization method is preferred.

【0017】次いで、この微粒子化ピッチを酸化処理す
る。この際の温度は180〜350℃の範囲であること
が好ましい。これは、この温度より低い場合には十分酸
化されず、また、この温度よりも高い場合には酸化が進
み過ぎ、十分な粒子の接着性能が確保できないからであ
る。この酸化処理は空気中でも酸素雰囲気中でも良い。
Next, this finely divided pitch is oxidized. The temperature at this time is preferably in the range of 180 to 350 ° C. This is because if the temperature is lower than this temperature, the oxidation is not sufficiently performed, and if the temperature is higher than this temperature, the oxidation proceeds excessively, and sufficient adhesion performance of the particles cannot be secured. This oxidation treatment may be performed in air or an oxygen atmosphere.

【0018】このようにして製造した自己焼結性のピッ
チが炭素材料の高密度化と高強度化を満足できるかどう
かは、ピッチ原料の水素化が適当に行われているか否か
による。ピッチ原料が適切に水素化されているか否か
は、微細化した水素化熱処理ピッチの酸化処理における
重量増加を測定することにより把握できる。また、酸化
処理後の酸素含有量の増加割合を測定することによって
も把握することができる。具体的には、180〜350
℃の範囲内の特定温度における空気酸化処理で得られる
重量増加割合を測定することにより炭素材用原料として
用いるピッチの水素化が適当になされているか否かを把
握評価することが好ましい。この温度範囲以外では酸化
処理による重量増加の原料間における有為差を把握する
ことが困難である。酸素含有量の増加割合を測定するこ
とによって水素化の適否を判断する場合にも、同様の温
度範囲内の特定温度における空気酸化処理後の酸素含有
量を測定することが好ましい。この場合にも、この温度
の範囲外で酸素含有量の原料間における有為差を把握す
ることが困難である。
Whether the self-sintering pitch manufactured in this way can satisfy the densification and strength enhancement of the carbon material depends on whether the hydrogenation of the pitch raw material is properly performed. Whether or not the pitch raw material is appropriately hydrogenated can be grasped by measuring the weight increase in the oxidation treatment of the micronized hydrogenated heat treatment pitch. It can also be grasped by measuring the increase rate of the oxygen content after the oxidation treatment. Specifically, 180-350
It is preferable to measure and evaluate whether or not the hydrogenation of the pitch used as the raw material for the carbon material is appropriately performed by measuring the weight increase rate obtained by the air oxidation treatment at a specific temperature in the range of ° C. Outside this temperature range, it is difficult to ascertain the significant difference between the raw materials in the weight increase due to the oxidation treatment. When determining the suitability of hydrogenation by measuring the increase rate of the oxygen content, it is preferable to measure the oxygen content after the air oxidation treatment at a specific temperature within the same temperature range. Also in this case, it is difficult to grasp a significant difference in oxygen content between raw materials outside this temperature range.

【0019】実際の水素化処理の適否は、重量増加を測
定する場合には、水素化熱処理原料と同一軟化点の未水
素化熱処理ピッチの酸化重量増加に対する水素化熱処理
原料の同一温度における相対酸化重量増加によって判断
することが好ましく、この値が1.0を超える値であれ
ば水素化が適当に行われていると判断することができ
る。また、酸素含有量を測定する場合には、水素化熱処
理原料と同一軟化点の未水素化熱処理ピッチの酸素含有
量に対する水素化熱処理原料の同一温度における相対酸
素含有量によって判断することが好ましく、この値が
1.0を超える値であれば水素化が適当に行われている
と判断することができる。これらの値が1.0以下では
水素化が不十分であり、高密度等方性炭素材として高密
度化と高強度化が図れない。このようにして得られた自
己焼結性原料は、公知の方法により成形され、炭化焼成
され、黒鉛化処理され、これによって所望の等方性炭素
材が得られる。なお、ここでいう軟化点はメトラ−法に
よって得られる軟化点のことである。以上のようにして
炭素材を製造することにより、比較的簡便な工程にもか
かわらず、確実に高密度化及び高強度化を図ることがで
きる。
Whether the actual hydrogenation treatment is appropriate or not is determined by measuring the relative oxidation of the hydrogenated heat-treated material at the same temperature with respect to the increase in the oxidized weight of the unhydrogenated heat-treated pitch having the same softening point as that of the hydrogenated heat-treated material. The determination is preferably made based on the weight increase, and if this value exceeds 1.0, it can be determined that the hydrogenation is appropriately performed. Further, when measuring the oxygen content, it is preferable to determine by the relative oxygen content at the same temperature of the hydrogenation heat treatment raw material with respect to the oxygen content of the unhydrogenated heat treatment pitch of the same softening point as the hydrogenation heat treatment raw material, If this value exceeds 1.0, it can be determined that the hydrogenation is appropriately performed. When these values are 1.0 or less, hydrogenation is insufficient, and high density and high strength cannot be achieved as a high density isotropic carbon material. The self-sintering raw material thus obtained is formed by a known method, carbonized and fired, and graphitized, whereby a desired isotropic carbon material is obtained. Here, the softening point is a softening point obtained by the Metra method. By manufacturing the carbon material as described above, it is possible to surely achieve high density and high strength despite relatively simple steps.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

(実施例1) (Example 1)

【0021】メトラー法による軟化点が120℃のピッ
チ50重量部に石油系FCC残油を50重量部混合し
た。この混合物をオートクレーブに装入し、自生圧下で
420℃まで昇温しその温度で30分保持した。その後
回収したすべての試料を熱処理装置に装入し、窒素ガス
通流下で420℃まで昇温し、その温度で85分間保持
する熱処理を行って軟化点が300℃程度になるように
した。この熱処理を施したピッチをアトマイズにより平
均粒子径10μmに微粒子化した。得られた微粒子ピッ
チを250℃で15分間酸化処理し、酸化処理後の重量
増加を測定すると共に、酸化処理した試料の酸素含有量
を測定した。得られた試料の一部を炭素材製造用の原料
とした。
50 parts by weight of petroleum-based FCC resid was mixed with 50 parts by weight of a pitch having a softening point of 120 ° C. by the Mettler method. This mixture was charged into an autoclave, heated to 420 ° C. under autogenous pressure, and kept at that temperature for 30 minutes. Thereafter, all the collected samples were placed in a heat treatment apparatus, heated to 420 ° C. under flowing nitrogen gas, and heat-treated at 85 ° C. for 85 minutes to adjust the softening point to about 300 ° C. The pitch subjected to the heat treatment was atomized into fine particles having an average particle diameter of 10 μm. The obtained fine particle pitch was oxidized at 250 ° C. for 15 minutes, the weight increase after the oxidizing treatment was measured, and the oxygen content of the oxidized sample was measured. A part of the obtained sample was used as a raw material for producing a carbon material.

【0022】次いで、得られた酸化処理微粒ピッチをゴ
ム型に装入し、1.5T/cm2 でCIP成形した。この
成形体を炭化処理炉へ入れ1000℃で焼成した後、さ
らに黒鉛化炉で2200℃まで昇温して黒鉛化処理を施
した。最終的に得られた製品は50mmφ×50mmの大き
さであった。得られた試料の嵩密度と曲げ強度とを評価
した。その結果を表1に示す。また、相対酸化重量増加
及び相対酸素含有量も合わせて表1に示す。なお、相対
酸化重量増加は、 水素化熱処理ピッチの重量増加率/未水素化熱処理ピッ
チの重量増加率 で表され、相対酸素含有量は、 水素化熱処理ピッチの酸素含有量/未水素化熱処理ピッ
チの酸素含有量 (いずれもdry baseの重量%) で表される。 (実施例2)
Next, the obtained oxidized fine-grain pitch was charged into a rubber mold, and 1.5 T / cm 2 Was CIP molded. This compact was placed in a carbonization furnace and fired at 1000 ° C., and then heated to 2200 ° C. in a graphitization furnace to be graphitized. The finally obtained product had a size of 50 mmφ × 50 mm. The bulk density and bending strength of the obtained sample were evaluated. Table 1 shows the results. Table 1 also shows the relative oxidation weight increase and the relative oxygen content. The relative oxidation weight increase is expressed by the weight increase rate of the hydrogenated heat treatment pitch / the weight increase rate of the non-hydrogenated heat treatment pitch. The relative oxygen content is represented by the oxygen content of the hydrogenated heat treatment pitch / the non-hydrogenated heat treatment pitch. (Both in% by weight of dry base). (Example 2)

【0023】メトラー法による軟化点が120℃のピッ
チ50重量部に石油系FCC残油を50重量部混合し
た。この混合物をオートクレーブに装入し、オートクレ
ーブ内を5kg/cm2 Gに維持した状態で420℃まで昇
温し、その温度で30分間保持した。その後回収したす
べての試料を熱処理装置に装入し、窒素ガス通流下で4
20℃まで昇温し、その温度で100分間保持する熱処
理を行って軟化点が300℃程度になるようにした。こ
の熱処理を施したピッチをアトマイズにより平均粒子径
10μmまで微粒子化した。得られた微粒子ピッチを2
50℃で15分間酸化処理し、酸化処理後の重量増加を
測定すると共に、酸化処理した試料の酸素含有量を測定
した。得られた試料の一部を炭素材製造用の原料とし
た。
50 parts by weight of petroleum-based FCC resid was mixed with 50 parts by weight of a pitch having a softening point of 120 ° C. according to the Mettler method. This mixture was charged into an autoclave, and the inside of the autoclave was filled with 5 kg / cm 2. While maintaining the temperature at G, the temperature was raised to 420 ° C., and the temperature was maintained for 30 minutes. Thereafter, all the collected samples were charged into a heat treatment apparatus, and the samples were collected under nitrogen gas flow.
The temperature was raised to 20 ° C., and heat treatment was performed at that temperature for 100 minutes so that the softening point was about 300 ° C. The pitch subjected to this heat treatment was atomized to an average particle diameter of 10 μm by atomization. The obtained fine particle pitch is 2
The sample was oxidized at 50 ° C. for 15 minutes, the weight increase after the oxidization was measured, and the oxygen content of the oxidized sample was measured. A part of the obtained sample was used as a raw material for producing a carbon material.

【0024】次いで、得られた酸化処理微粒ピッチをゴ
ム型に装入し、1.5T/cm2 でCIP成形した。この
成形体を炭化処理炉へ入れ1000℃で焼成し、その後
さらに黒鉛化炉で2200℃まで昇温して黒鉛化処理を
施した。最終的に得られた製品は50mmφ×50mmの大
きさであった。得られた試料の嵩密度と曲げ強度とを評
価した。その結果を表1に示す。また、相対酸化重量増
加及び相対酸素含有量も合わせて表1に示す。 (比較例1)
Next, the obtained oxidized fine particle pitch was charged into a rubber mold, and 1.5 T / cm 2 Was CIP molded. This compact was placed in a carbonization furnace and fired at 1000 ° C., and then further heated to 2200 ° C. in a graphitization furnace to be graphitized. The finally obtained product had a size of 50 mmφ × 50 mm. The bulk density and bending strength of the obtained sample were evaluated. Table 1 shows the results. Table 1 also shows the relative oxidation weight increase and the relative oxygen content. (Comparative Example 1)

【0025】メトラー法による軟化点が120℃のピッ
チを熱処理装置に装入し、窒素ガス通流下で420℃ま
で昇温しその温度で55分間保持する熱処理を行って軟
化点が300℃程度になるように熱処理した。その熱処
理ピッチをアトマイズにより平均粒子径10μmまで微
粒子化した。得られた微粒子ピッチを250℃で15分
間酸化処理し、酸化処理後の重量増加を測定すると共
に、酸化処理した試料の酸素含有量を測定した。得られ
た試料の一部を炭素材製造用の原料とした。
A pitch having a softening point of 120 ° C. according to the Mettler method is charged into a heat treatment apparatus, and the temperature is raised to 420 ° C. under flowing nitrogen gas, and a heat treatment is performed for 55 minutes to maintain the softening point at about 300 ° C. Heat treatment was performed. The heat treatment pitch was atomized to an average particle diameter of 10 μm by atomization. The obtained fine particle pitch was oxidized at 250 ° C. for 15 minutes, the weight increase after the oxidizing treatment was measured, and the oxygen content of the oxidized sample was measured. A part of the obtained sample was used as a raw material for producing a carbon material.

【0026】次いで、得られた酸化処理微粒ピッチをゴ
ム型に装入し、1.5T/cm2 でCIP成形した。この
成形体を炭化処理炉へ入れ1000℃で焼成し、その後
さらに黒鉛化炉で2200℃まで昇温して黒鉛化処理を
施した。最終的に得られた製品は50mmφ×50mmの大
きさであった。得られた試料の嵩密度と曲げ強度とを評
価した。その結果を表1に示す。また、相対酸化重量増
加及び相対酸素含有量も合わせて表1に示す。
Next, the obtained oxidized fine-grain pitch was charged into a rubber mold and 1.5 T / cm 2 Was CIP molded. This compact was placed in a carbonization furnace and fired at 1000 ° C., and then further heated to 2200 ° C. in a graphitization furnace to be graphitized. The finally obtained product had a size of 50 mmφ × 50 mm. The bulk density and bending strength of the obtained sample were evaluated. Table 1 shows the results. Table 1 also shows the relative oxidation weight increase and the relative oxygen content.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】この表1に示すように、実施例1,2はい
ずれも相対酸化重量増加及び相対酸素含有量が1.0を
超えた値となり、その結果、嵩密度が1.95g/cm3
を超え、曲げ強度が1000kg/cm2 を超え、いずれも
高い値となった。
As shown in Table 1, in Examples 1 and 2, the relative oxidation weight increase and the relative oxygen content exceeded 1.0, and as a result, the bulk density was 1.95 g / cm 3.
And the bending strength is 1000 kg / cm 2 , And all became high values.

【0029】これに対し、水素化処理を行わなかった比
較例1では、相対酸化重量増加及び相対酸素含有量が
1.0であり、その結果、嵩密度が実施例と比較して低
く、曲げ強度も実施例の半分以下の値となった。この結
果から、本発明の有効性が確認された。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which no hydrogenation treatment was performed, the relative oxidation weight increase and the relative oxygen content were 1.0, and as a result, the bulk density was lower than that of the Example, and The strength was also less than half the value of the example. From these results, the effectiveness of the present invention was confirmed.

【0030】なお、上記実施例では、石油系FCC残油
を移行可能な水素を保持した溶媒として用いて水素化処
理を行ったが、水素ガス雰囲気下での水素化処理でも同
様の効果を得ることができた。
In the above embodiment, the hydrogenation treatment was performed using petroleum-based FCC residual oil as a solvent holding hydrogen that can be transferred. However, the same effect can be obtained by hydrogenation treatment in a hydrogen gas atmosphere. I was able to.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明によれば、比較的簡便な工程に
よって容易にかつ確実に高密度化及び高強度化を図るこ
とができる炭素材の製造方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method for producing a carbon material capable of easily and surely increasing the density and the strength by a relatively simple process.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−170311(JP,A) 特開 平1−111706(JP,A) 特開 昭63−69756(JP,A) 特開 平3−167318(JP,A) 特開 昭63−256690(JP,A) 特開 昭63−150376(JP,A) 特開 昭58−213609(JP,A) 特開 昭59−164604(JP,A) 特開 昭49−2379(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/52 C01B 31/04 101 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-170311 (JP, A) JP-A-1-111706 (JP, A) JP-A-63-69756 (JP, A) JP-A-3-167318 (JP) JP-A-63-256690 (JP, A) JP-A-63-150376 (JP, A) JP-A-58-213609 (JP, A) JP-A-59-164604 (JP, A) 49-2379 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/52 C01B 31/04 101

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 自己焼結性原料を製造する工程と、この
原料を成形する工程と、成形体を炭化焼成する工程と、
この焼結体を黒鉛化処理する工程とを有する炭素材の製
造方法であって、前記原料は、水素化されたピッチに熱
処理を施し、さらに微細化処理、及び酸化処理を施すこ
とによって得られ、かつこの原料の水素化が適当になさ
れているか否かを把握する工程を有することを特徴とす
る炭素材の製造方法。
1. A step of producing a self-sintering raw material, a step of forming the raw material, and a step of carbonizing and firing a molded body.
And carbonizing the sintered body, wherein the raw material is obtained by performing a heat treatment on the hydrogenated pitch, further performing a finer treatment, and an oxidation treatment. And a step of determining whether or not the hydrogenation of the raw material has been properly performed.
【請求項2】 酸化処理における前記原料の重量増加に
より水素化が適当になされているか否かを把握すること
を特徴とする請求項1に記載の炭素材の製造方法。
2. The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein whether or not hydrogenation is appropriately performed is determined based on an increase in the weight of the raw material in the oxidation treatment.
【請求項3】 酸化処理後の前記原料の酸素含有量の増
加により水素化が適当になされているか否かを把握する
ことを特徴とする請求項1に記載の炭素材の製造方法。
3. The method for producing a carbon material according to claim 1, wherein whether or not hydrogenation is appropriately performed is determined based on an increase in the oxygen content of the raw material after the oxidation treatment.
【請求項4】 酸化処理における重量増加を、180〜
350℃の範囲内の特定温度における空気酸化処理によ
って得られる重量増加割合から求めることを特徴とする
請求項2に記載の炭素材の製造方法。
4. The weight increase in the oxidation treatment is from 180 to
The method for producing a carbon material according to claim 2, wherein the weight is obtained from a weight increase rate obtained by an air oxidation treatment at a specific temperature within a range of 350 ° C.
【請求項5】 酸化処理後の酸素含有量の増加を、18
0〜350℃の範囲内の特定温度における空気酸化処理
によって得られる重量増加割合から求めることを特徴と
する請求項3に記載の炭素材の製造方法。
5. An increase in the oxygen content after the oxidation treatment,
The method for producing a carbon material according to claim 3, wherein the weight is obtained from a weight increase rate obtained by an air oxidation treatment at a specific temperature within a range of 0 to 350 ° C.
【請求項6】 前記水素化熱処理原料と同一軟化点の未
水素化熱処理ピッチの酸化重量増加に対する前記水素化
熱処理原料の同一温度における相対酸化重量増加が1.
0を超える値であることを特徴とする請求項2に記載の
炭素材の製造方法。
6. The relative oxidation weight increase of the hydrogenated heat treatment material at the same temperature with respect to the increased oxidation weight of the unhydrogenated heat treatment pitch having the same softening point as that of the hydrogenated heat treatment raw material is 1.
The method for producing a carbon material according to claim 2, wherein the value is more than 0.
【請求項7】 前記水素化熱処理原料と同一軟化点の未
水素化熱処理ピッチの酸素含有量に対する前記水素化熱
処理原料の同一温度における相対酸素含有量が1.0を
超える値であることを特徴とする請求項3に記載の炭素
材の製造方法。
7. The relative oxygen content at the same temperature of the hydrogenation heat treatment raw material with respect to the oxygen content of the unhydrogenated heat treatment pitch having the same softening point as the hydrogenation heat treatment raw material is more than 1.0. The method for producing a carbon material according to claim 3.
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