JPH03281691A - 炭素材用原料粉の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は高密度特殊炭素材として有用な原料粉の製造方
法に関するものである。さらに詳しくは高密度でかつ放
電加工特性が良い特殊炭素材用原料粉の製造法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来特殊炭素材はピッチコークス、及び石油コークスを
所定の割合に粒度配合した粒と粉を加熱、混合しながら
バインダーピンチを適当量添加ねつ含酸、成形して製造
される。さらにこの生成形体を焼成、黒鉛化後、加工し
て製品である特殊炭素材を製造している。また、最近ピ
ッチを熱処理後、溶剤で処理して得たメソカーボンマイ
クロビーズを成形して特殊炭素材を製造する方法も報告
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの方法は製品の嵩密度が低い、強度が低い等製品
の特性が不十分であり、また工程が複雑で製造コストが
高い等の課題があり、低コストで特性の良い特殊炭素材
の出現が望まれていた。

又近年炭素材は放電加工用電極としての利用が注目され
、需要が急増の傾向にあるが従来の炭素材では放電加工
特性が不十分であり、もっと放電加工特性の良い炭素材
、特に放電加工時の消耗率が低い炭素材が要求されてい
る。またメソカーボンから製造した炭素材では工程が複
雑なためコストが高く、製造コストが低く高特性のもの
が求められている。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者は、かかる状況に鑑み、高強度でかつ
放電特性の良い特殊炭素材を製造すべく鋭意検討した結
果、コールタール系原料を熱処理し、ある特性を持つ原
料となし微粉砕したものを原料として成形後焼成黒鉛化
し、製品とすると高特性となることを見出し、本発明に
到達した。

すなわち、本発明の要旨は、コールタール系原料を熱処
理し、揮発分（ＶＭ）が２０重量％以下で３重量％以上
であり、光学的異方性組織の大きさが５０μ以下でかつ
その割合が３０％以下とすることを特徴とする炭素材用
原料粉の製造方法にある。なお、光学的異方性組織の割
合は偏向顕微鏡観察下での異方性組織の面積の割合をい
う。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず、本発明におけるコールタール系原料は、石炭乾留
時に副生ずるコールタール又はこれより得られるコール
タールピッチであり、ＶＭは３０重量％を起えてもよい
が３０重量％を超えると目標の物性に調整する熱処理時
間が長く、処理能力が落ち、コストが高くなるので該原
料のＶＭは３０重量％以下が望ましい。

また、これらの原料は光学的異方性組織の割合が６０％
未満であれば熱処理が不十分のため、軽沸点留分が多く
熱処理時に融着して処理が不均一となりやすいので、光
学的異方性Ｕ織の割合が６０％以上のであるのが望まし
い。これらのコールタール系原料は、デイレードコーカ
ー、オートクレーブ等により通常３５０〜４８０℃、１
〜７２時間程度熱処理することにより得られる。

本発明によりこれらのコールタール系原料を熱処理する
に際しては、通常２００〜３５０℃、０゜５〜２４時間
程度から選ばれるが、処理を均一に行なうために熱処理
時に機械的エネルギーを付与した方が効果が大きい。機
械エネルギーの付与の方法としては撹拌、超音波等が挙
げられる。

生成物のＶＭは３〜２０重量％であることが必要であり
、該処理物のＶＭが２０重量％を超えると焼成の重量変
化が大きく、特性が悪化する。

方、３重量％未満では焼結性が悪く特性が悪化する。

また該処理物の光学的異方性組織の大きさが５０μを超
え、その割合が、３０％を超えると、製品の組織も異方
性組織が多く、不均一となり特性が悪化するので、該光
学的異方性組織の大きさは５０μ以下、その割合は３０
％以下とする。また熱処理は、アルゴン、窒素等の不活
性ガス中、自生圧下で行なっても良いが、空気の存在下
で行なっても良い。

また上記のコールタール系原料の熱処理物は、これを粉
砕して平均粒度１５〜２０μとした時のトルエン可溶分
（γ−レジン）が１０重量％以下でありかつ１重量％以
上であるのが好ましい。γ−レジン量を１０重量％以下
とすることにより成形体焼成時の発泡割れの傾向が低下
し、また１重量％以上とすることにより焼結特性が向上
する。

次いで、上記熱処理物を微粉砕して原料粉を得る。良好
な成形品を得るためには原料粉の平均粒度は５０μ以下
が望ましいが、製品組織の均一性をさらに向上させるた
めには、好ましくは３０μ以下、さらに好ましくは２０
μ以下、最も好ましくは１０μ以下に微粉砕したが望ま
しい。成形は通常のモールド成形、冷間等方圧成形等が
用いられる。また焼成は不活性ガス中、コークスプリー
ズ中いずれも可能であり、８００〜１３００℃の温度で
なされる。さらに黒鉛化はタンマン炉、アチソン炉、誘
導加熱等による常法が使用でき、通常２０００〜３００
０℃でなされる。

〔実施例〕

以下に、実施例で本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ コールタールを熱処理して得たＶＭが２４．４重量％で
かつ光学的異方性組織を９０％含むコールタール系原料
を、空気の存在下で機械的エネルギーを付与しながら２
３０℃、７５分間で熱処理を行なった。生成物中のγレ
ジン量は５．９重量％であり異方性ＩＪＩｍの大ざさは
平均２０μでその割合は１０％であった。この生成物を
微粉砕し平均粒径１８μとし、モールドプレスにて成形
体を得た。

この成形体を酸化防止のためコークスプリーズ中、１０
００℃まで焼成後、タンマン炉で２８００℃まで黒鉛化
して製品を得た。黒鉛製品の嵩密度は１．８７であり、
放電加工時の消耗率は０．８重量％であった。

実施例２ 実施例１と同じ原料を熱処理（約２３０℃、８５分間）
してγレジン量５．１重量％のものを得た。

この生成物の異方性組織の大きさは平均粒径２０μであ
りその割合は１０％であった。この生成物を微粉砕し平
均粒度１６μとし、実施例１と同一方法で黒鉛製品を製
造した。その嵩密度は１．９４、放電加工時の消耗率は
１．１重量％であった。

比較例１ 実施例１と同じ原料を熱処理してγレジン量１４．７重
量％のものを得、微粉砕して平均粒径１７μとし、実施
例１と同一方法で成形体を製造したが発泡のため割れて
しまった。

比較例２ 実施例１と同じ原料を熱処理してＴレジン量６゜９％の
ものを得た。この生成物の異方性組織の大きさは平均粒
径１００μでありその割合は８０％であった。この生成
物を微粉砕し平均粒度１７μとし実施例１と同一方法で
黒鉛製品を製造した。

その嵩密度は１．７７、放電加工時の消耗率は３．５重
量％であった。

比較例３ 市販黒鉛製品の嵩密度、放電加工時の消耗率を同時に測
定したらそれぞれ１．８４．４．４重量％であった。

〔発明の効果〕

本発明の方法による原料粉を用いた炭素材は嵩密度が高
く、放電加工特性（消耗率が低い）が非常に良い。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コールタール系原料を熱処理し、揮発分（ＶＭ）
   が２０重量％以下で３重量％以上であり、光学的異方性
   組織の平均の大きさが５０μ以下でかつその割合が３０
   ％以下としたものを微粉砕することを特徴とする炭素材
   用原料粉の製造方法。
2. （２）コールタール系原料の処理物の平均粒度１５〜２
   ０μでのトルエン可溶分が１０重量％以下でありかつ１
   重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の方法
   。