JPH0323207A - 炭素成形体の製造方法 - Google Patents
炭素成形体の製造方法Info
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- JPH0323207A JPH0323207A JP1153679A JP15367989A JPH0323207A JP H0323207 A JPH0323207 A JP H0323207A JP 1153679 A JP1153679 A JP 1153679A JP 15367989 A JP15367989 A JP 15367989A JP H0323207 A JPH0323207 A JP H0323207A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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の製造方法に関する．〔従来の技術
〕 コークス等の炭素材とピッチ等の炭素先駆体とからなる
原料混合物を，成形し，炭化した炭素成形体は，電極．
炉材．シーリング材等の分野に利用されている，また，
炭素材の一威分として炭素繊維を使用した炭素成形体は
．炭素繊維一炭素複合材料とも称され，その高い強度か
ら摩擦材等の高強度を要求される分野に使用されている
． このような炭素成形体の製造に当たっては，炭化の際生
ずる気孔を埋めるため，炭化，含浸，炭化，含浸のよう
に炭化と含浸を繰り返すことが行われている（特開昭６
２−２１２２６２号公報）．シかしながらこのような炭
化と含漫の繰り返しは経済的でないばかりでなく，煩雑
である．このような問題を解決するため．特開昭６２−
２１２２６３号公報では炭素繊維を予め液状の炭素質物
に浸漬させることを提案している．また，特公昭６２−
１３２８４号公報では気孔発生の主原因となるバインダ
ー威分を使用しない方法を提案している．しかしながら
．前者の方法では十分密度の高い炭素成形体を得ること
は困難であり．また後者の方法では特殊なコークスを原
料とする必要があるなどの問題がある． 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は炭化歩留りよく，密度の高い炭素成形体を製造
することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は，炭素材と炭素先駆体とからなる原料混合物を
成形し．炭化ないし黒鉛化して炭素或形体を製造する方
法において，少なくとも炭化工程の一部を熱可塑性炭素
先駆体の溶液に浸漬した状態で行う炭素或形体の製造方
法である． 炭素材としては，ピッチコークス，石油コークス等のコ
ークス，黒鉛等の粉末の他に，炭素繊維（黒鉛繊維を含
む）を挙げることができる．炭素繊維は使用しなくとも
差し支えないが．使用することにより高強度品を得るこ
とができる．炭素繊維を使用する場合であっても，コー
クス粉末等を併用することは原料費の点で有利である．
炭素繊維はＰＡＮ系．ピンチ系いずれを用いてもよく，
また織布状．マント状，束状あるいは短繊維を分散させ
た状態等炭素成形体の用途にあった形態で使用すること
ができる． 炭素先駆体としては，ピッチ．フェノール樹脂，フラン
樹脂，コールタール等を挙げることができるが好ましく
はタールピッチである．また．熱可塑性炭素先駆体とし
てはピッチ，コールタール，熱可塑性樹脂等を挙げるこ
とができるが，好ましくはタールビフチである． 炭素材と炭素先駆体とからなる原料混合物を，混練し．
成形する．成形は通常．１００℃以上で炭化が生じない
温度条件下．１０ｋｇ／一以上，好ましくは５０ｋｇ／
一の圧力条件下で行われる．もちろん，プレス成形法の
みならず．フィラメントワインデイング法，ハンドレン
アフブ法１真空バッグ法等の成形法も使用することがで
きる． 或形して得られた初期成形体は，炭化ないし黒鉛化して
炭素成形体とするが，不活性ガス雰囲気中で炭化すると
炭化の際１主に炭素先駆体中の気化性成分あるいは分解
生成物の気化による気孔が生ずる．本発明においては．
これを防止するため炭化工程の全部又は一部を熱可塑性
炭素先駆体溶液に浸漬させた状態で行う．成形して得ら
れた初期成形体は最初から熱可塑性炭素先駆体溶液に漫
涜させた状態で炭化してもよいが，初期成形体は形がく
ずれ易いので，一旦不活性ガス雰囲気中で炭化して初Ｍ
炭化体としたのち，熱可塑性炭素先駆体溶液に浸漬させ
た状態で炭化することが好ましい．また，一旦黒鉛化し
たのち．熱可塑性炭素先駆体溶液に浸漬させた状態で炭
化してもよいし．初期炭化体に一旦熱可塑性先駆体溶液
を含浸させ５ これを不活性ガス雰囲気中で炭化したの
ち．熱可塑性炭素先駆体溶液に浸漬させた状態で炭化し
てもよい．この炭化は．容器に入れた熱可塑性炭素先駆
体溶液に初期成形体あるいは初期炭化体等の炭化処理す
べきものを浸漬させ，容器ごと不活性ガス雰囲気の加熱
炉に入れ．所定の温度に，所定の時間保つことによって
行うことができる．炭化工Ｐｉ終了後，得られた炭素成
形体には熱可塑性炭素先駆体が炭化したものが付着する
が．これは容易にこそぎとることができる．なお．本発
明でいう炭化工程は原料混合物又は熱可塑性炭素先駆体
を炭化ないしは黒鉛化する工程をいう．通常．炭化は８
００℃以上．好ましくはｉｏｏｏ〜１５００℃で．！４
鉛化は１８００〜３０００℃で行われる．本発明方法で
得られた炭素成形体は．電極．摩擦材．シーリング材，
炉材等の用途に用いることができる． 〔作用〕 熱可塑性炭素先駆体溶液の容器に浸漬させたまま含浸，
炭化を行うことにより炭化工程で生ずる熱可塑性炭素先
駆体の流出が防止されると考えられる。
〕 コークス等の炭素材とピッチ等の炭素先駆体とからなる
原料混合物を，成形し，炭化した炭素成形体は，電極．
炉材．シーリング材等の分野に利用されている，また，
炭素材の一威分として炭素繊維を使用した炭素成形体は
．炭素繊維一炭素複合材料とも称され，その高い強度か
ら摩擦材等の高強度を要求される分野に使用されている
． このような炭素成形体の製造に当たっては，炭化の際生
ずる気孔を埋めるため，炭化，含浸，炭化，含浸のよう
に炭化と含浸を繰り返すことが行われている（特開昭６
２−２１２２６２号公報）．シかしながらこのような炭
化と含漫の繰り返しは経済的でないばかりでなく，煩雑
である．このような問題を解決するため．特開昭６２−
２１２２６３号公報では炭素繊維を予め液状の炭素質物
に浸漬させることを提案している．また，特公昭６２−
１３２８４号公報では気孔発生の主原因となるバインダ
ー威分を使用しない方法を提案している．しかしながら
．前者の方法では十分密度の高い炭素成形体を得ること
は困難であり．また後者の方法では特殊なコークスを原
料とする必要があるなどの問題がある． 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は炭化歩留りよく，密度の高い炭素成形体を製造
することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は，炭素材と炭素先駆体とからなる原料混合物を
成形し．炭化ないし黒鉛化して炭素或形体を製造する方
法において，少なくとも炭化工程の一部を熱可塑性炭素
先駆体の溶液に浸漬した状態で行う炭素或形体の製造方
法である． 炭素材としては，ピッチコークス，石油コークス等のコ
ークス，黒鉛等の粉末の他に，炭素繊維（黒鉛繊維を含
む）を挙げることができる．炭素繊維は使用しなくとも
差し支えないが．使用することにより高強度品を得るこ
とができる．炭素繊維を使用する場合であっても，コー
クス粉末等を併用することは原料費の点で有利である．
炭素繊維はＰＡＮ系．ピンチ系いずれを用いてもよく，
また織布状．マント状，束状あるいは短繊維を分散させ
た状態等炭素成形体の用途にあった形態で使用すること
ができる． 炭素先駆体としては，ピッチ．フェノール樹脂，フラン
樹脂，コールタール等を挙げることができるが好ましく
はタールピッチである．また．熱可塑性炭素先駆体とし
てはピッチ，コールタール，熱可塑性樹脂等を挙げるこ
とができるが，好ましくはタールビフチである． 炭素材と炭素先駆体とからなる原料混合物を，混練し．
成形する．成形は通常．１００℃以上で炭化が生じない
温度条件下．１０ｋｇ／一以上，好ましくは５０ｋｇ／
一の圧力条件下で行われる．もちろん，プレス成形法の
みならず．フィラメントワインデイング法，ハンドレン
アフブ法１真空バッグ法等の成形法も使用することがで
きる． 或形して得られた初期成形体は，炭化ないし黒鉛化して
炭素成形体とするが，不活性ガス雰囲気中で炭化すると
炭化の際１主に炭素先駆体中の気化性成分あるいは分解
生成物の気化による気孔が生ずる．本発明においては．
これを防止するため炭化工程の全部又は一部を熱可塑性
炭素先駆体溶液に浸漬させた状態で行う．成形して得ら
れた初期成形体は最初から熱可塑性炭素先駆体溶液に漫
涜させた状態で炭化してもよいが，初期成形体は形がく
ずれ易いので，一旦不活性ガス雰囲気中で炭化して初Ｍ
炭化体としたのち，熱可塑性炭素先駆体溶液に浸漬させ
た状態で炭化することが好ましい．また，一旦黒鉛化し
たのち．熱可塑性炭素先駆体溶液に浸漬させた状態で炭
化してもよいし．初期炭化体に一旦熱可塑性先駆体溶液
を含浸させ５ これを不活性ガス雰囲気中で炭化したの
ち．熱可塑性炭素先駆体溶液に浸漬させた状態で炭化し
てもよい．この炭化は．容器に入れた熱可塑性炭素先駆
体溶液に初期成形体あるいは初期炭化体等の炭化処理す
べきものを浸漬させ，容器ごと不活性ガス雰囲気の加熱
炉に入れ．所定の温度に，所定の時間保つことによって
行うことができる．炭化工Ｐｉ終了後，得られた炭素成
形体には熱可塑性炭素先駆体が炭化したものが付着する
が．これは容易にこそぎとることができる．なお．本発
明でいう炭化工程は原料混合物又は熱可塑性炭素先駆体
を炭化ないしは黒鉛化する工程をいう．通常．炭化は８
００℃以上．好ましくはｉｏｏｏ〜１５００℃で．！４
鉛化は１８００〜３０００℃で行われる．本発明方法で
得られた炭素成形体は．電極．摩擦材．シーリング材，
炉材等の用途に用いることができる． 〔作用〕 熱可塑性炭素先駆体溶液の容器に浸漬させたまま含浸，
炭化を行うことにより炭化工程で生ずる熱可塑性炭素先
駆体の流出が防止されると考えられる。
実施例ｌ
軟化点２４０℃のピンチ５０重量％とかｌＡコークス（
平均粒度１０μｍ）５０重量％とを二一グーで混合し，
１００μｍ以下に粒度調整したのち，長さ３０ｗの炭素
繊維チッノプと混合し，これを３５０℃．１００ｋｇ／
ｃｄでプレス成形して３ ０ ０ Ｘ ３ ０ ０ Ｘ
２ ０ ｓ＊の板状成形体を得た．次いで，窒素雰囲
気中１０℃／ｈｒの昇温速度でｉｉｏｏ℃まで昇温し，
初期炭化体を得た． この初期炭化体を，１８０℃に保たれた軟化点８０℃の
含浸ビフチが入った容器に入れ．完全に沈め，１５ｋｇ
／ｃｊの条件で２時間保持した．その後，容器ごと加熱
炉に入れ，窒素雰囲気中１０℃／ｈｒの昇温連度で１１
００℃まで昇温し．炭化を行った．得られた炭素成形体
について密度を測定した．また比較のため通常の含浸一
炭化を行って得られた炭素或形体についても密度を測定
した．結果を次に示す．実施例 比較例 初期炭化体密度 １．２ ５ １．２ ５
ｇ／ｃｃ炭素成形体密度 １．５ ５ １．
４ ５ ８／ｃｃ密度増加率 ２４
１６％実施例２ ＰＡＮ系炭素繊維にレゾール樹脂を含浸させた長さ３０
ｍのプリブレグチョップを．金型を用いて５０ｋｇ／ｃ
ｄ，１５０℃の条件で成形したのち，窒素雰囲気中．昇
温速度１０℃／ｈｒ． １ １ ０ ０℃で炭化した
．得られた初期炭化体を，初期炭化体が完全に含漫ピフ
チに埋没するように軟化点８０℃の溶融含浸ピフチの入
った容器中に投入し，容器ごと加熱炉に入れ．上記と同
じ条件で炭化して．炭素或形体を得た．なお，比較のた
めに初期炭化体を含浸ビッチに含浸させたのち．取り出
して上記と同じ条件で炭化した実験を行った．結果を次
に示す． 実施例 比較例 初期炭化体密度 １．２ ５ １．２ ５
ｇ／ｃｃ炭素或形体密度 １．４ ６ １．
３ ８ ｇ／ｃｃ密度増加率 １６．８
１０．４％（発明の効果） 本発明の方法によれば高密度の炭素成形体を，煩雑な操
作を行うことなく得ることができる。
平均粒度１０μｍ）５０重量％とを二一グーで混合し，
１００μｍ以下に粒度調整したのち，長さ３０ｗの炭素
繊維チッノプと混合し，これを３５０℃．１００ｋｇ／
ｃｄでプレス成形して３ ０ ０ Ｘ ３ ０ ０ Ｘ
２ ０ ｓ＊の板状成形体を得た．次いで，窒素雰囲
気中１０℃／ｈｒの昇温速度でｉｉｏｏ℃まで昇温し，
初期炭化体を得た． この初期炭化体を，１８０℃に保たれた軟化点８０℃の
含浸ビフチが入った容器に入れ．完全に沈め，１５ｋｇ
／ｃｊの条件で２時間保持した．その後，容器ごと加熱
炉に入れ，窒素雰囲気中１０℃／ｈｒの昇温連度で１１
００℃まで昇温し．炭化を行った．得られた炭素成形体
について密度を測定した．また比較のため通常の含浸一
炭化を行って得られた炭素或形体についても密度を測定
した．結果を次に示す．実施例 比較例 初期炭化体密度 １．２ ５ １．２ ５
ｇ／ｃｃ炭素成形体密度 １．５ ５ １．
４ ５ ８／ｃｃ密度増加率 ２４
１６％実施例２ ＰＡＮ系炭素繊維にレゾール樹脂を含浸させた長さ３０
ｍのプリブレグチョップを．金型を用いて５０ｋｇ／ｃ
ｄ，１５０℃の条件で成形したのち，窒素雰囲気中．昇
温速度１０℃／ｈｒ． １ １ ０ ０℃で炭化した
．得られた初期炭化体を，初期炭化体が完全に含漫ピフ
チに埋没するように軟化点８０℃の溶融含浸ピフチの入
った容器中に投入し，容器ごと加熱炉に入れ．上記と同
じ条件で炭化して．炭素或形体を得た．なお，比較のた
めに初期炭化体を含浸ビッチに含浸させたのち．取り出
して上記と同じ条件で炭化した実験を行った．結果を次
に示す． 実施例 比較例 初期炭化体密度 １．２ ５ １．２ ５
ｇ／ｃｃ炭素或形体密度 １．４ ６ １．
３ ８ ｇ／ｃｃ密度増加率 １６．８
１０．４％（発明の効果） 本発明の方法によれば高密度の炭素成形体を，煩雑な操
作を行うことなく得ることができる。
Claims (4)
- （１）炭素材と炭素先駆体とからなる原料混合物を成形
し，炭化ないし黒鉛化して炭素成形体を製造する方法に
おいて，少なくとも炭化工程の一部を熱可塑性炭素先駆
体の溶液に浸漬した状態で行うことを特徴とする炭素成
形体の製造方法。 - （２）炭素材と炭素先駆体とからなる原料混合物を成形
し，初期炭化したのち，熱可塑性炭素先駆体の溶液に浸
漬した状態で炭化を行うことを特徴とする炭素成形体の
製造方法。 - （３）炭素材がコークスと炭素繊維である請求項１又は
２記載の炭素成形体の製造方法。 - （４）炭素先駆体および熱可塑性炭素先駆体がピッチで
ある請求項１又は２記載の炭素成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153679A JPH0323207A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 炭素成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1153679A JPH0323207A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 炭素成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323207A true JPH0323207A (ja) | 1991-01-31 |
Family
ID=15567795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1153679A Pending JPH0323207A (ja) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | 炭素成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0323207A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059036A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | カーボン凝結体成形品及びカーボン凝結体成形品の製造方法 |
| CN116283333A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-06-23 | 西南交通大学 | 一种磺化石墨烯增强碳基复合材料及其制备方法和应用 |
-
1989
- 1989-06-16 JP JP1153679A patent/JPH0323207A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059036A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | カーボン凝結体成形品及びカーボン凝結体成形品の製造方法 |
| CN116283333A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-06-23 | 西南交通大学 | 一种磺化石墨烯增强碳基复合材料及其制备方法和应用 |
| CN116283333B (zh) * | 2023-05-18 | 2023-08-04 | 西南交通大学 | 一种磺化石墨烯增强碳基复合材料及其制备方法和应用 |
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