JPH05208805A - 塊状カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法 - Google Patents
塊状カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法Info
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- JPH05208805A JPH05208805A JP4040255A JP4025592A JPH05208805A JP H05208805 A JPH05208805 A JP H05208805A JP 4040255 A JP4040255 A JP 4040255A JP 4025592 A JP4025592 A JP 4025592A JP H05208805 A JPH05208805 A JP H05208805A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 中心部にフラーレン状の核を有し、その外周
にオニオン状結晶配列の黒鉛が層状に重なり、更にその
外周側に放射状結晶配列の黒鉛を有する新規な塊状カー
ボン成形体が開示される。この塊状カーボン成形体は、
微量の水素を含むグラッシーカーボン成形体を、好まし
くは（2000〜3000℃）×（1000〜3000気圧）の条件で熱
間静水圧加圧することによって得られる。 【効果】 塊状カーボン成形体の中心部に核として存在
する物質は、その大きさからしてフラーレンと思われ、
フラーレンと同様の用途開発が期待される。
にオニオン状結晶配列の黒鉛が層状に重なり、更にその
外周側に放射状結晶配列の黒鉛を有する新規な塊状カー
ボン成形体が開示される。この塊状カーボン成形体は、
微量の水素を含むグラッシーカーボン成形体を、好まし
くは（2000〜3000℃）×（1000〜3000気圧）の条件で熱
間静水圧加圧することによって得られる。 【効果】 塊状カーボン成形体の中心部に核として存在
する物質は、その大きさからしてフラーレンと思われ、
フラーレンと同様の用途開発が期待される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は特異な構造を有する塊状
カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法に
関するものであり、この塊状カーボン成形体は非常に安
定であり、潤滑剤等として有用であるほか、触媒担体、
磁性材、超電導材等として利用できる。
カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法に
関するものであり、この塊状カーボン成形体は非常に安
定であり、潤滑剤等として有用であるほか、触媒担体、
磁性材、超電導材等として利用できる。
【０００２】
【従来の技術】従来より炭素原子のみを構成元素とする
結晶体は、ダイヤモンドとグラファイトの２種のみと考
えられており、それ以外の炭素質物質はいずれも非結晶
質のものと考えられていた。ところが最近になって、サ
セックス大学のH.W.Kroto やライス大学のR.E.Smalley
等の研究により、炭素原子がたとえば60個（Ｃ60）ある
いは70個（Ｃ70）集まった結晶体、即ち図５に示す様な
サッカーボール状あるいはラグビーボール状の多面体結
晶構造を有する結晶体の存在が確認された。該多面体構
造の炭素質結晶体は、Ｃ60やＣ70等の存在を予言した米
国のバックミンスター・フラー氏の名前にちなんで一般
に「フラーレン」と称されているので、本明細書におい
てもこの名称を採用することとする。
結晶体は、ダイヤモンドとグラファイトの２種のみと考
えられており、それ以外の炭素質物質はいずれも非結晶
質のものと考えられていた。ところが最近になって、サ
セックス大学のH.W.Kroto やライス大学のR.E.Smalley
等の研究により、炭素原子がたとえば60個（Ｃ60）ある
いは70個（Ｃ70）集まった結晶体、即ち図５に示す様な
サッカーボール状あるいはラグビーボール状の多面体結
晶構造を有する結晶体の存在が確認された。該多面体構
造の炭素質結晶体は、Ｃ60やＣ70等の存在を予言した米
国のバックミンスター・フラー氏の名前にちなんで一般
に「フラーレン」と称されているので、本明細書におい
てもこの名称を採用することとする。
【０００３】このフラーレン（Ｃ60，Ｃ70など）は化学
的に安定であり且つ極めて硬質であるところから、当初
は潤滑剤や触媒等としての応用が期待されたが、極く最
近になってフラーレンに微量の金属元素（Ｋ，Ｎａ，Ｌ
ｉ，Ｃｅ，Ｒｂ等）をドーピングすると超電導特性を発
現することが確認されるに及び、フラーレンへの関心は
急速に高まっている。
的に安定であり且つ極めて硬質であるところから、当初
は潤滑剤や触媒等としての応用が期待されたが、極く最
近になってフラーレンに微量の金属元素（Ｋ，Ｎａ，Ｌ
ｉ，Ｃｅ，Ｒｂ等）をドーピングすると超電導特性を発
現することが確認されるに及び、フラーレンへの関心は
急速に高まっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところでフラーレンに
関する研究はそれ自体初期段階にあり、その物性や用途
はもとより製法についても工業的な大量生産技術が確立
されている訳ではなく、現在一応その製造に成功してい
るのは、Ｈｅガス雰囲気中でグラファイト板にレーザ
ーを集光照射する方法、Ｈｅガス雰囲気下、対向する
カーボングラファイト電極間でアーク放電を行なう方
法、Ｈｅガス雰囲気中で、グラファイトを抵抗加熱す
る方法等であり、これらの方法によれば大量の“スス”
と共に少量（５〜10％程度）のフラーレンが生成する。
そしてこのフラーレン（Ｃ60，Ｃ70等）はベンゼンやト
ルエン等の有機溶剤に可溶であるので、生成する“ス
ス”から溶剤抽出法によって高純度に得ることができ
る。
関する研究はそれ自体初期段階にあり、その物性や用途
はもとより製法についても工業的な大量生産技術が確立
されている訳ではなく、現在一応その製造に成功してい
るのは、Ｈｅガス雰囲気中でグラファイト板にレーザ
ーを集光照射する方法、Ｈｅガス雰囲気下、対向する
カーボングラファイト電極間でアーク放電を行なう方
法、Ｈｅガス雰囲気中で、グラファイトを抵抗加熱す
る方法等であり、これらの方法によれば大量の“スス”
と共に少量（５〜10％程度）のフラーレンが生成する。
そしてこのフラーレン（Ｃ60，Ｃ70等）はベンゼンやト
ルエン等の有機溶剤に可溶であるので、生成する“ス
ス”から溶剤抽出法によって高純度に得ることができ
る。
【０００５】しかしながらこれらの方法は、何れも高価
な設備を要するばかりでなく生産性が極端に低く、大量
生産には不向きであって実用性を欠く。本発明は上記の
様な事情に着目してなされたものであって、その目的
は、フラーレン状物質を核とする新規な塊状カーボン成
形体およびその製造方法を提供しようとするものであ
る。
な設備を要するばかりでなく生産性が極端に低く、大量
生産には不向きであって実用性を欠く。本発明は上記の
様な事情に着目してなされたものであって、その目的
は、フラーレン状物質を核とする新規な塊状カーボン成
形体およびその製造方法を提供しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る塊状カーボン成形体とは中心部に
フラーレン状の核を有し、その外周にオニオン状結晶配
列の黒鉛が層状に重なり、更にその外周側に放射状結晶
配列の黒鉛を有するものであるところに要旨が存在す
る。そしてこの塊状カーボン成形体は、微量の水素を含
有するグラッシーカーボンよりなる成形体を、熱間静水
圧加圧処理することによって得ることができる。尚グラ
ッシーカーボン成形体中に含まれる水素の好ましい含有
率は50〜5000ppm の範囲であり、熱間静水圧加圧の好ま
しい条件は温度2000〜3000℃、圧力1000〜3000気圧の範
囲である。また熱間静水圧加圧に当たっては、グラッシ
ーカーボン成形体をまず所定温度まで加圧し、次いで所
定温度まで昇温するのが最も有効である。
のできた本発明に係る塊状カーボン成形体とは中心部に
フラーレン状の核を有し、その外周にオニオン状結晶配
列の黒鉛が層状に重なり、更にその外周側に放射状結晶
配列の黒鉛を有するものであるところに要旨が存在す
る。そしてこの塊状カーボン成形体は、微量の水素を含
有するグラッシーカーボンよりなる成形体を、熱間静水
圧加圧処理することによって得ることができる。尚グラ
ッシーカーボン成形体中に含まれる水素の好ましい含有
率は50〜5000ppm の範囲であり、熱間静水圧加圧の好ま
しい条件は温度2000〜3000℃、圧力1000〜3000気圧の範
囲である。また熱間静水圧加圧に当たっては、グラッシ
ーカーボン成形体をまず所定温度まで加圧し、次いで所
定温度まで昇温するのが最も有効である。
【０００７】
【作用】従来例では、フラーレンが星間物質として発見
されたという経緯に固執し、前述の如く希薄なＨｅガス
雰囲気でカーボンを加熱する方法が実施されている。し
かしながらフラーレンの特殊な結晶構造を考えると、必
ずしもこうした条件に拘泥されるべきではなく、他の効
果的な条件設定も可能であると思われる。そこで本発明
者らは、カーボンを高度の拘束状態で加熱処理する方法
として熱間静水圧加圧法を利用できるのではないかと考
え、その線に沿って研究を進めた。
されたという経緯に固執し、前述の如く希薄なＨｅガス
雰囲気でカーボンを加熱する方法が実施されている。し
かしながらフラーレンの特殊な結晶構造を考えると、必
ずしもこうした条件に拘泥されるべきではなく、他の効
果的な条件設定も可能であると思われる。そこで本発明
者らは、カーボンを高度の拘束状態で加熱処理する方法
として熱間静水圧加圧法を利用できるのではないかと考
え、その線に沿って研究を進めた。
【０００８】その結果、原料として微量の水素を含むグ
ラッシーカーボンの成形体を使用し、これを好ましくは
温度2000〜3000℃、圧力1000〜3000気圧で熱間静水圧加
圧（ＨＩＰ）すると、黒鉛結晶体の中心部に少量のフラ
ーレン状の物質が生成することをつきとめた。
ラッシーカーボンの成形体を使用し、これを好ましくは
温度2000〜3000℃、圧力1000〜3000気圧で熱間静水圧加
圧（ＨＩＰ）すると、黒鉛結晶体の中心部に少量のフラ
ーレン状の物質が生成することをつきとめた。
【０００９】たとえば図１〜４は、後記実施例で得たフ
ラーレン状物質を含む黒鉛の結晶構造を示す図面代用顕
微鏡写真であり、図１はＨＩＰ処理物の縦断面、図２は
図１を更に拡大したもの、図３は図１，２における放射
状結晶配列を有する黒鉛結晶のミセル状部分を示す拡大
写真、図４は図３に示したミセル状部分の断面を示す透
過型電子顕微鏡写真である。
ラーレン状物質を含む黒鉛の結晶構造を示す図面代用顕
微鏡写真であり、図１はＨＩＰ処理物の縦断面、図２は
図１を更に拡大したもの、図３は図１，２における放射
状結晶配列を有する黒鉛結晶のミセル状部分を示す拡大
写真、図４は図３に示したミセル状部分の断面を示す透
過型電子顕微鏡写真である。
【００１０】これらの図からも明らかである様に、グラ
ッシーカーボン成形体をＨＩＰ処理することによって得
られる黒鉛結晶は、図３に示す様なほぼ球状のミセル状
部分を中心とする放射状結晶配列の塊状黒鉛結晶体が無
数に隣接した集合体を構成している（図１，２）。尚図
１では、放射状結晶配列の塊状結晶体における中心部の
ミセル部分の殆んどが欠落して空胴になっているが、こ
れはミセル部分が他の部分に比べて非常に硬質であるた
め、破断時に中心部から脱落したものと思われる。
ッシーカーボン成形体をＨＩＰ処理することによって得
られる黒鉛結晶は、図３に示す様なほぼ球状のミセル状
部分を中心とする放射状結晶配列の塊状黒鉛結晶体が無
数に隣接した集合体を構成している（図１，２）。尚図
１では、放射状結晶配列の塊状結晶体における中心部の
ミセル部分の殆んどが欠落して空胴になっているが、こ
れはミセル部分が他の部分に比べて非常に硬質であるた
め、破断時に中心部から脱落したものと思われる。
【００１１】そして該球状ミセル部分は、その断面を示
す図４からも明らかである様に、外周側からオニオン状
の結晶配列を示す黒鉛結晶が層状に中心方向へ重なって
おり、中心部に核の存在が確認される。この核部分のサ
イズは、図５で示した様な構造式で表されるフラーレン
Ｃ60またはＣ70のサイズに近く、従ってこの核はフラー
レンＣ60またはＣ70であるものと思われる。
す図４からも明らかである様に、外周側からオニオン状
の結晶配列を示す黒鉛結晶が層状に中心方向へ重なって
おり、中心部に核の存在が確認される。この核部分のサ
イズは、図５で示した様な構造式で表されるフラーレン
Ｃ60またはＣ70のサイズに近く、従ってこの核はフラー
レンＣ60またはＣ70であるものと思われる。
【００１２】この様に本発明によれば、生成率からする
と極く微量ではあるが、工業的に実現可能なＨＩＰ処理
技術を利用するものであるから、大量のグラッシーカー
ボンを原料としてフラーレン状物質を核とする塊状カー
ボン成形体を製造することができる。
と極く微量ではあるが、工業的に実現可能なＨＩＰ処理
技術を利用するものであるから、大量のグラッシーカー
ボンを原料としてフラーレン状物質を核とする塊状カー
ボン成形体を製造することができる。
【００１３】尚ＨＩＰ処理の好ましい条件が温度2000〜
3000℃，圧力1000〜3000気圧の範囲であることは先に述
べたが、グラッシーカーボン成形体が薄過ぎると、上記
の様な黒鉛結晶及びフラーレン状物質が生成し難くなる
傾向があるので、ＨＩＰ処理される成形体は３mm以上、
より好ましくは５mm以上の厚さのものを使用することが
望まれる。
3000℃，圧力1000〜3000気圧の範囲であることは先に述
べたが、グラッシーカーボン成形体が薄過ぎると、上記
の様な黒鉛結晶及びフラーレン状物質が生成し難くなる
傾向があるので、ＨＩＰ処理される成形体は３mm以上、
より好ましくは５mm以上の厚さのものを使用することが
望まれる。
【００１４】黒鉛結晶及びフラーレン状物質の生成機構
については未解明であるが、高温高圧のＨＩＰ条件下
で、微量の水素を含むグラッシーカーボン成形体から発
生した低分子炭化水素または易結晶性成分が、成形体外
部へ放出されずに内部で等方的に圧縮されると共に高温
に加熱された結果、まず非晶質のグラッシーカーボン中
にフラーレン状の核が生成し、その回りに黒鉛結晶がオ
ニオン状に配列しつつ生成して球状のミセル粒子とな
り、更に該ミセル粒子を中心として水素成分を含む高圧
のガスを介して放射状に黒鉛結晶が成長するものと推察
される。
については未解明であるが、高温高圧のＨＩＰ条件下
で、微量の水素を含むグラッシーカーボン成形体から発
生した低分子炭化水素または易結晶性成分が、成形体外
部へ放出されずに内部で等方的に圧縮されると共に高温
に加熱された結果、まず非晶質のグラッシーカーボン中
にフラーレン状の核が生成し、その回りに黒鉛結晶がオ
ニオン状に配列しつつ生成して球状のミセル粒子とな
り、更に該ミセル粒子を中心として水素成分を含む高圧
のガスを介して放射状に黒鉛結晶が成長するものと推察
される。
【００１５】従来、ＨＩＰの様な等方的圧力が加わった
場合、黒鉛結晶の成長はむしろ抑制されると考えられて
いたが、本発明の様に予備成形され且つ微量の水素を含
むグラッシーカーボン成形体に等方的高圧と高熱を加え
ると、成形体内部で水素ガスが発生し、このガス圧の影
響を受けて結晶化が促進され、黒鉛結晶及びフラーレン
状物質の生成が誘発されたものと考えている。
場合、黒鉛結晶の成長はむしろ抑制されると考えられて
いたが、本発明の様に予備成形され且つ微量の水素を含
むグラッシーカーボン成形体に等方的高圧と高熱を加え
ると、成形体内部で水素ガスが発生し、このガス圧の影
響を受けて結晶化が促進され、黒鉛結晶及びフラーレン
状物質の生成が誘発されたものと考えている。
【００１６】ちなみにグラッシーカーボンの成形体を使
用した場合でも、これらが水素をほとんど含まないもの
である場合は、前述の様な好ましいＨＩＰ条件下におい
ても黒鉛結晶及びフラーレン状物質は生成せず、実質的
にグラッシーカーボンのみの圧密体しか得られない。尚
フラーレン状物質の生成率を高めるうえで好ましい水素
含有量は50〜5000ppm の範囲であり、この様な水素含量
のグラッシーカーボン成形体は、たとえばフェノールホ
ルムアルデヒド系樹脂、フラン系樹脂、キシレン系樹
脂、メラミン系樹脂、アニリン系樹脂等の熱硬化性樹脂
よりなる成形体をＮ2 やＡｒ等の不活性ガス雰囲気中で
予備焼成し、未だ水素発生が完結しておらない温度、換
言すると低分子炭化水素が未放出で少量残存する温度で
予備焼成を終える方法、あるいは、低分子炭化水素を残
存する不完全焼成状態のグラッシーカーボンを事後的に
加圧成形する方法等によって得ることができる。
用した場合でも、これらが水素をほとんど含まないもの
である場合は、前述の様な好ましいＨＩＰ条件下におい
ても黒鉛結晶及びフラーレン状物質は生成せず、実質的
にグラッシーカーボンのみの圧密体しか得られない。尚
フラーレン状物質の生成率を高めるうえで好ましい水素
含有量は50〜5000ppm の範囲であり、この様な水素含量
のグラッシーカーボン成形体は、たとえばフェノールホ
ルムアルデヒド系樹脂、フラン系樹脂、キシレン系樹
脂、メラミン系樹脂、アニリン系樹脂等の熱硬化性樹脂
よりなる成形体をＮ2 やＡｒ等の不活性ガス雰囲気中で
予備焼成し、未だ水素発生が完結しておらない温度、換
言すると低分子炭化水素が未放出で少量残存する温度で
予備焼成を終える方法、あるいは、低分子炭化水素を残
存する不完全焼成状態のグラッシーカーボンを事後的に
加圧成形する方法等によって得ることができる。
【００１７】ところで本発明法によれば、前記図１〜４
に示した様に放射状の結晶配列を有する塊状黒鉛結晶体
の中心部に、オニオン状の結晶配列を有する球状（ミセ
ル状）黒鉛結晶体が存在し、且つ該球状黒鉛結晶体の中
心部にフラーレン状物質が存在するＨＩＰ成形体を得る
ことができ、該成形体における黒鉛結晶部分を破砕した
後、トルエン、ベンゼン等の有機溶剤を用いて溶剤抽出
を行なうと、フラーレン状物質のみを分離抽出すること
ができる。
に示した様に放射状の結晶配列を有する塊状黒鉛結晶体
の中心部に、オニオン状の結晶配列を有する球状（ミセ
ル状）黒鉛結晶体が存在し、且つ該球状黒鉛結晶体の中
心部にフラーレン状物質が存在するＨＩＰ成形体を得る
ことができ、該成形体における黒鉛結晶部分を破砕した
後、トルエン、ベンゼン等の有機溶剤を用いて溶剤抽出
を行なうと、フラーレン状物質のみを分離抽出すること
ができる。
【００１８】この場合、フラーレン状物質をとり囲むオ
ニオン状結晶配列の球状黒鉛結晶体は、その外周側の放
射状結晶配列の塊状黒鉛結晶体に比べて著しく硬質であ
り、塊状黒鉛結晶体の中心部から簡単に脱落するので、
この球状黒鉛結晶体を塊状黒鉛結晶体から分離すること
も容易である。従ってまず黒鉛結晶体から球状黒鉛結晶
体を分離し、次いで該球状黒鉛結晶体からその中心部に
存在するフラーレン状物質を分離する手順を採用すれ
ば、フラーレン状物質の抽出は一層容易となる。また上
記球状黒鉛結晶体は、それ自身かなり硬質であるばかり
でなく略球状で潤滑性に優れたものであるから、それ自
体で潤滑剤として利用したり、あるいは触媒等として活
用することも可能である。
ニオン状結晶配列の球状黒鉛結晶体は、その外周側の放
射状結晶配列の塊状黒鉛結晶体に比べて著しく硬質であ
り、塊状黒鉛結晶体の中心部から簡単に脱落するので、
この球状黒鉛結晶体を塊状黒鉛結晶体から分離すること
も容易である。従ってまず黒鉛結晶体から球状黒鉛結晶
体を分離し、次いで該球状黒鉛結晶体からその中心部に
存在するフラーレン状物質を分離する手順を採用すれ
ば、フラーレン状物質の抽出は一層容易となる。また上
記球状黒鉛結晶体は、それ自身かなり硬質であるばかり
でなく略球状で潤滑性に優れたものであるから、それ自
体で潤滑剤として利用したり、あるいは触媒等として活
用することも可能である。
【００１９】更にフラーレン状物質を核とする球状黒鉛
結晶体と放射状の塊状黒鉛結晶体とが集合一体化したＨ
ＩＰ成形体はグラファイトとしての優れた物理的、化学
的特性、たとえば耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性、導電
性、熱伝導性等を有しているので、その性質を利用して
電気・電子部品材料をはじめとする様々の用途に利用す
ることもできる。
結晶体と放射状の塊状黒鉛結晶体とが集合一体化したＨ
ＩＰ成形体はグラファイトとしての優れた物理的、化学
的特性、たとえば耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性、導電
性、熱伝導性等を有しているので、その性質を利用して
電気・電子部品材料をはじめとする様々の用途に利用す
ることもできる。
【００２０】また核として生成するフラーレン状物質
は、前述の如くサッカーボール状あるいはラグビーボー
ル状等の３次元中空分子からなるフラーレンと思われ、
その形状特性を生かした潤滑剤としての利用、あるいは
中空部分にアルカリ金属、希土類金属等をドープするこ
とによる超電導材料、触媒、発光素子等としての利用が
可能であり、更には球状構造を保ったままで炭化水素や
窒素化合物等を化学的処理により付加することも可能で
あり、それにより医薬品分野等への応用も期待される。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明はもとより下記実施例に限定されるものではない。
は、前述の如くサッカーボール状あるいはラグビーボー
ル状等の３次元中空分子からなるフラーレンと思われ、
その形状特性を生かした潤滑剤としての利用、あるいは
中空部分にアルカリ金属、希土類金属等をドープするこ
とによる超電導材料、触媒、発光素子等としての利用が
可能であり、更には球状構造を保ったままで炭化水素や
窒素化合物等を化学的処理により付加することも可能で
あり、それにより医薬品分野等への応用も期待される。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明はもとより下記実施例に限定されるものではない。
【００２１】
実施例１ 粉末状のフェノールホルムアルデヒド樹脂をホットプレ
スにて直径80mm、厚さ６mmの円盤状に成形し、次いで窒
素ガス雰囲気中で残留水素濃度が５００ppm となる様に
予備焼成した。この予備焼成体に対し、超高温ＨＩＰ装
置を使用して２６００℃×８００気圧×１２０分の処理
を施した。得られたＨＩＰ処理体は、外面側に約１．５
mmの厚さでグラッシーカーボン層を有し、中央部が黒鉛
結晶の集合体からなるものであって、その結晶構造は図
１，２に示す通りであり、中心部に球状の黒鉛結晶を有
する放射状の結晶配列の塊状黒鉛結晶体の集合体からな
るものであった。また該塊状黒鉛結晶体の中心部に存在
する球状黒鉛結晶体（図３）を更に切断してその断面を
透過型電子顕微鏡写真によって観察したところ、図４に
示す如くオニオン状の結晶配列を有する黒鉛結晶が外周
面から中心方向へ密に積層しており、その中心部に核と
してフラーレン状物質が生成していることが確認され
た。
スにて直径80mm、厚さ６mmの円盤状に成形し、次いで窒
素ガス雰囲気中で残留水素濃度が５００ppm となる様に
予備焼成した。この予備焼成体に対し、超高温ＨＩＰ装
置を使用して２６００℃×８００気圧×１２０分の処理
を施した。得られたＨＩＰ処理体は、外面側に約１．５
mmの厚さでグラッシーカーボン層を有し、中央部が黒鉛
結晶の集合体からなるものであって、その結晶構造は図
１，２に示す通りであり、中心部に球状の黒鉛結晶を有
する放射状の結晶配列の塊状黒鉛結晶体の集合体からな
るものであった。また該塊状黒鉛結晶体の中心部に存在
する球状黒鉛結晶体（図３）を更に切断してその断面を
透過型電子顕微鏡写真によって観察したところ、図４に
示す如くオニオン状の結晶配列を有する黒鉛結晶が外周
面から中心方向へ密に積層しており、その中心部に核と
してフラーレン状物質が生成していることが確認され
た。
【００２２】実施例２ ピッチ中のメソフェーズ成分を抽出したメソカーボンマ
イクロビーズを、フェノールホルムアルデヒド樹脂で囲
んだ状態でホットプレス成形し、直径50mm、厚さ６mmの
円盤状成形体を得た（メソカーボンマイクロビーズの部
分は直径40mm、厚さが４mm）。この成形体を、窒素ガス
雰囲気中で残留水素濃度が８００ppm となるまで予備焼
成した後、該予備成形体に対し超高温ＨＩＰ装置を用い
て３０００℃×２０００気圧×６０分の処理を施した。
得られたＨＩＰ処理体は、実施例１で得たのとほぼ同様
の黒鉛結晶からなり、オニオン状の結晶構造を有する球
状黒鉛結晶の中心部にフラーレン状物質の存在が確認さ
れた。
イクロビーズを、フェノールホルムアルデヒド樹脂で囲
んだ状態でホットプレス成形し、直径50mm、厚さ６mmの
円盤状成形体を得た（メソカーボンマイクロビーズの部
分は直径40mm、厚さが４mm）。この成形体を、窒素ガス
雰囲気中で残留水素濃度が８００ppm となるまで予備焼
成した後、該予備成形体に対し超高温ＨＩＰ装置を用い
て３０００℃×２０００気圧×６０分の処理を施した。
得られたＨＩＰ処理体は、実施例１で得たのとほぼ同様
の黒鉛結晶からなり、オニオン状の結晶構造を有する球
状黒鉛結晶の中心部にフラーレン状物質の存在が確認さ
れた。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、グ
ラッシーカーボンを原料とし、加工乃至処理技術として
確立しているＨＩＰ処理法を利用することによって、フ
ラーレン状物質を核とする特殊な構造の塊状カーボン成
形体を提供し得ることになった。
ラッシーカーボンを原料とし、加工乃至処理技術として
確立しているＨＩＰ処理法を利用することによって、フ
ラーレン状物質を核とする特殊な構造の塊状カーボン成
形体を提供し得ることになった。
【図１】本発明で得た黒鉛結晶を示す図面代用顕微鏡写
真である。
真である。
【図２】本発明で得た黒鉛結晶を示す図面代用顕微鏡写
真である。
真である。
【図３】図１における放射状黒鉛結晶の中心部に生成し
た球状黒鉛結晶を示す図面代用顕微鏡写真である。
た球状黒鉛結晶を示す図面代用顕微鏡写真である。
【図４】図１に示す球状黒鉛結晶を更に切断して得られ
る、中心部にフラーレン状物質を有するオニオン状結晶
配列の黒鉛結晶を示す図面代用透過型電子顕微鏡写真で
ある。
る、中心部にフラーレン状物質を有するオニオン状結晶
配列の黒鉛結晶を示す図面代用透過型電子顕微鏡写真で
ある。
【図５】フラーレンＣ60の分子構造を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 中心部にフラーレン状の核を有し、その
外周にオニオン状結晶配列の黒鉛が層状に重なり、更に
その外周側に放射状結晶配列の黒鉛を有するものである
ことを特徴とする三層構造の塊状カーボン成形体および
その集合体。 - 【請求項２】微量の水素を含むグラッシーカーボンより
なる成形体を、熱間静水圧加圧処理することを特徴とす
る請求項１記載の塊状カーボン成形体およびその集合体
の製法。 - 【請求項３】 成形体中の水素含有量が50〜5000ppm で
ある請求項２記載の製法。 - 【請求項４】 熱間静水圧加圧処理を、2000〜3000℃、
1000〜3000気圧の条件で行なう請求項２または３記載の
製法。 - 【請求項５】 熱間静水圧加圧処理は、グラッシーカー
ボン成形体をまず所定圧力まで昇圧し、次いで所定温度
まで昇温することによって行なう請求項４記載の製法。 - 【請求項６】 微量の水素を含むグラッシーカーボン成
形体が、フェノール系樹脂を窒素ガスまたは不活性ガス
中で仮焼することによって得たものである請求項２〜５
のいずれかに記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040255A JPH05208805A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 塊状カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040255A JPH05208805A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 塊状カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05208805A true JPH05208805A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=12575577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4040255A Withdrawn JPH05208805A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 塊状カーボン成形体およびその集合体並びにそれらの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05208805A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11489161B2 (en) | 2019-10-25 | 2022-11-01 | Lyten, Inc. | Powdered materials including carbonaceous structures for lithium-sulfur battery cathodes |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4040255A patent/JPH05208805A/ja not_active Withdrawn
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