JPH04298301A - 板状押出し成形炭素材、及び板状炭素材押出し成形用ノズル - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は押出し成形方法により製
造される板状炭素材、及び、その押出し成形用ノズルに
関し、より詳しくは、炉用均熱板及び支持板、溶融塩電
解電極板、燃料電池、及び硝子成形用の型材等の分野で
用いられる大型の板状押出し成形炭素材、及び、その押
出し成形用ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、炭素材を成形する方法としては、
主に押出し成形と型込め成形の２方法が知られている。 型込め成形は緻密で均質な組織のものが得やすいという
利点はあるが、素材の大きさに制限があり、生産性に劣
るため、大型材の量産には、押出し成形法がよく用いら
れてる。押出し成形方法とは、図１及び図２に示すよう
に、押出し成形機の円形コンテナー（受入れ容器）に石
油コークスなどの骨材と、ピッチなどの粘結材を混合し
た炭素材のペースト（生原料）を供給し、ラムやスクリ
ューを用いて圧力を加えて所定の製品形状（丸・角・及
びその他の特殊形状）に押出すわけであるが、この時、
ペーストに圧力が加わって成形品となるように、出口に
進むに従いコンテナー径より内側に絞るような絞部を設
けたノズルを用いて、ノズル断面積を縮小させるのが通
常である。よって図２及び図３に示す様な板状炭素材の
場合、コンテナー出口とノズル出口の断面積の比（以後
断面積比と言う）は、０．０５〜０．６程度、又、コン
テナー直径と板材の長辺幅の寸法比（以後幅寸法比と言
う）は０．３〜０．９程度で押し出されているのが普通
である。

【０００３】従って、従来の板状の炭素材では、押出し
成形機のコンテナー直径より、大きな幅をもった炭素材
は得られず、成形機の大きさ等の限界もあって、大きく
ても国内では７０ｃｍ、国外でも１００ｃｍ程度の幅寸
法を持った板状炭素材しか得られなかった。そこで、従
来では、複数枚の板状炭素材を並べる、あるいは組合せ
る、あるいは接着するという方法により、幅寸法の大き
な使用用途に用いていた。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】一方、板状炭素材の用
途分野からは、幅寸法７０ｃｍ〜１００ｃｍ以上といっ
た幅寸法の大きな板状炭素材が望まれてきており、しか
も強度、気密性、抵抗性、作業性等の面より前記の組み
合わせや接着によらない一体物の幅広板状炭素材が強く
望まれている。しかしながら上記の従来技術では、幅広
の一体物炭素材を製造するには、それに見合う、より大
型の成形機を導入しなければならないという考え方によ
り、設備投資が大きすぎて、なかなか製造できないのが
現状であった。そこで本発明者らは上記課題を解決すべ
く鋭意検討した結果、従来の定着概念を打ち破り、押出
し成形機のノズルの形状を工夫することにより、幅広の
板状炭素材が一体物として得られることを見出し、本発
明に到達した。すなわち、本発明の目的は、幅寸法の大
きな一体物の板状炭素材を提供すること、並びに従来規
模の押出し機設備を使用して、従来より幅の広い一体物
板状炭素材を簡易に安定して効率よく得ることのできる
板状炭素材の製造方法及びその製造に用いる押出し成形
用ノズルを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかしてかかる本発明の
目的は、炭素材押出し成形機のコンテナー直径に対する
寸法比が１．０以上３．０以下である長辺幅と、０．７
以下である短辺厚さで構成され、コンテナー断面積に対
する面積比が０．７以下である断面形状を有することを
特徴とする板状押出し成形炭素材、及び、断面が実質的
に円形のコンテナーに接続する接続部と、絞り部と、断
面形状が直方形である先端出口を有する直線部を備えた
板状炭素材押出し成形用ノズルにおいて、該先端出口の
直方形は、上記接続部の断面円の直径に対し、１．０以
上３．０以下の寸法比を有する長辺と、０．７未満の寸
法比を有する短辺で構成され、該接続部の断面積に対す
る該直方形の面積比が０．７以下であり、前記絞り部は
該接続部から該直線部出口に向けて前記長辺方向には漸
次拡大し、前記短辺方向には漸次縮小することを特徴と
する板状炭素材押出し成形用ノズル並びに前記絞り部の
長辺面の中央部域において、短辺方向への絞りが他の部
分より大きい凹部を設けたことを特徴とする特許請求項
２記載の板状炭素材押出し成形用ノズルにより達成され
る。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
炭素材は、押出し成形によるものであれば、従来公知の
材料、工程、又は今後炭素材として適用されうる材料、
及び諸工程を経て製造することが出来る。本発明の特徴
は主にその押出し成形方法にある。従来の押出し成形方
法による板状炭素材の成形は、図２及び図３に示すよう
に、ノズル断面を対数曲線に近い形で漸次縮小させるこ
とにより、ペーストに圧力が加わるようにして、所定の
形状にするものである。これに対して、本発明では、図
４、図５、図６、及び図７に示すように、成形炭素材の
長さ方向をＸ方向、長辺幅方向をＹ方向、短辺厚さ方向
をＺ方向として説明すると、ノズルはコンテナーに接続
する接続部と、絞り部と、断面形状が直方形である先端
出口を有する直線部を備えており、その絞り部の断面形
状はＸ方向に向かうとともにＹ方向には、漸次増大し、
Ｚ方向には漸次縮小する形状となっている。このことに
よって、厚さ寸法、断面積比は、ほぼ従来の範囲内であ
りながら、幅寸法がコンテナー直径に対して３．０程度
にまで拡大するような、幅広の炭素材が得られることと
なる。尚、本押出し成形時には、嵩比重などの品質を従
来と同程度にするため、ラムやスクリューの押出し速度
や圧力の調節押出し温度の調節、添加剤添加等の従来用
いられる調節手段を適宜用いて、成形することが好まし
い。

【０００７】本発明の更なる工夫としては、幅寸法が拡
大し、特に幅寸法比が１．５を越えるような炭素材の場
合、上記調節を行っても、比重の偏りが生じやすく成形
しにくくなる事を鑑み、ペーストを端部方向に移動し易
くするために、図８、図９、図１０及び図１１に示すご
とく、ノズル絞部の長辺面の中央部域に、ペースト厚み
として、５〜４０％、好ましくは２０〜３０％中央部が
薄くなるような凹部を設ける特徴を有している。

【０００８】凹部の形状としては、図９のごとくＸ軸方
向から見て、ノズル出口側に底辺を有する二等辺三角形
状に設けられる他、本効果を促す目的のものであれば、
任意の形状を工夫し、採用しうる。こうした凹部を設け
る工夫により製造される炭素材は、図１１に示されるご
とく、ペーストが端部方向に移動して均質になるよう徐
々に変形されてゆき、最終的に品質が保たれた幅寸法比
炭素材となる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００１０】

【実施例１】骨材として、石油コークスを粉砕し、所定
の粒度に配合し、これに枯結材として、ピッチを所定量
添加し、ピッチの軟化点以上にて、所定時間混練し、こ
のペーストを押し出し成形に供した。

【００１１】このときの押し出し用ノズルは、第３図に
示すように、内部に突起状の山がないノズルである。そ
の結果、幅寸法比が１．４８で中心部と端部の見掛比重
差は０．００５以内である問題のない炭素材が得られた
。

【００１２】コンテナーやノズルの形状及び成形炭素材
の寸法、品質については、表１に示すとおりである。

【００１３】

【従来例１】実施例１と同様のペーストを、実施例１と
同じ径を持つコンテナーに供し、従来型のノズルを用い
て押し出し成形を行った。コンテナーやノズルの形状及
び成形炭素材の寸法、品質については、表１に示すとお
りである。

【００１４】

【実施例２】実施例１と同様のペーストを実施例１とは
別の径を持つコンテナーに供し、押し出し成形を行なっ
た。このときの押し出し用ノズルは、第４図に示すよう
に内部に突起状の山を設けたノズルである。その結果、
幅寸法比が２．０で、中心部、端部の見掛比重差は０．
００５以内である問題のない成形炭素材が得られた。コ
ンテナーやノズルの形状及び成形炭素材の寸法、品質に
ついては、表１に示すとおりである。

【００１５】

【従来例２】実施例１と同様のペーストを、実施例２と
同じ径を持つコンテナーに供し、従来型のノズルを用い
て押し出し成形を行った。コンテナーやノズルの形状及
び成形炭素材の寸法、品質については、表１に示すとお
りである。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】本発明の板状押出し炭素材は従来の板状
炭素材に比べ幅広の一体物であるので、大型でかつ強度
、気密性等の優れた炭素材を要求する用途分野に、用い
ることが出来る。しかも、本発明の板状炭素材押出し成
形用ノズルにより、従来規模の押出し成形設備を用いて
、従来より幅広で任意の幅寸法、厚さ寸法を有した板状
炭素材を容易に安価に効率的に製造することが出来るの
で、多大な工業的利益を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の丸状炭素材の押出し成形方法概略図。

【図２】従来の板状炭素材の押出し成形方法概略図。

【図３】従来の板状炭素材押出し成形に用いるノズルの
断面形状変化図。（Ａ〜Ｅは図３に相当する位置）

【図
４】本発明（実施例１）のノズルをＹ軸方向から見た図
。

【図５】本発明（実施例１）のノズルをＺ軸方向から見
た図。

【図６】本発明（実施例１）のノズルをＸ軸方向から見
た図。

【図７】本発明（実施例１）のノズルの断面形状変化図
。（Ａ〜Ｅは図５に相当する位置）

【図８】本発明（実施例２）のノズルをＹ軸方向から見
た図。

【図９】本発明（実施例２）のノズルをＺ軸方向から見
た図。

【図１０】本発明（実施例２）のノズルをＸ軸方向から
見た図。

【図１１】本発明（実施例２）のノズルの断面形状変化
図。（Ａ〜Ｅは図５に相当する位置）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　炭素材押出し成形機のコンテナー直径
   に対する寸法比が１．０以上３．０以下である長辺幅と
   、０．７以下である短辺厚さで構成され、コンテナー断
   面積に対する面積比が０．７以下である断面形状を有す
   ることを特徴とする板状押出し成形炭素材。
2. 【請求項２】　　断面が実質的に円形のコンテナーに接
   続する接続部と、絞り部と、断面形状が直方形である先
   端出口を有する直線部を備えた板状炭素材押出し成形用
   ノズルにおいて、該先端出口の直方形は、上記接続部の
   断面円の直径に対し、１．０以上３．０以下の寸法比を
   有する長辺と、０．７以下の寸法比を有する短辺で構成
   され、該接続部の断面積に対する該直方形の面積比が０
   ．７以下であり、前記絞り部は該接続部から該直線部出
   口に向けて前記長辺方向には漸次拡大し、前記短辺方向
   には漸次縮小することを特徴とする板状炭素材押出し成
   形用ノズル。
3. 【請求項３】　　前記絞り部の長辺面の中央部域におい
   て、短辺方向への絞りが他の部分より大きい凹部を設け
   たことを特徴とする特許請求項２記載の板状炭素材押出
   し成形用ノズル。