JPH0645504B2 - 高密度・高強度炭素材料の製造方法 - Google Patents
高密度・高強度炭素材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH0645504B2 JPH0645504B2 JP61285687A JP28568786A JPH0645504B2 JP H0645504 B2 JPH0645504 B2 JP H0645504B2 JP 61285687 A JP61285687 A JP 61285687A JP 28568786 A JP28568786 A JP 28568786A JP H0645504 B2 JPH0645504 B2 JP H0645504B2
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- carbon material
- density
- strength carbon
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、製鋼用電極、電気用ブラシ、原子炉用材料、
機械用材料等広い範囲で使用される高密度・高強度炭素
材料の製造方法に関するものである。
機械用材料等広い範囲で使用される高密度・高強度炭素
材料の製造方法に関するものである。
「従来の技術」 通常、炭素材料は骨材コークスにバインダーを添加して
混ねつ、成形、焼成さらには黒鉛化処理の工程を経るこ
とによって製造される。
混ねつ、成形、焼成さらには黒鉛化処理の工程を経るこ
とによって製造される。
しかし、この方法によれば骨材コークスにバインダーを
添加して混ねつする工程が複雑で製造コストの増加をも
たらすほか、混ねつ工程で発生する骨材コークスおよび
バインダーからのガス、粉塵等により、作業環境が劣悪
になり衛生上問題があった。
添加して混ねつする工程が複雑で製造コストの増加をも
たらすほか、混ねつ工程で発生する骨材コークスおよび
バインダーからのガス、粉塵等により、作業環境が劣悪
になり衛生上問題があった。
また、かかる方法によって製造された炭素材料は、骨材
コークスの多孔質性とバインダーとして使用するタール
ピッチや合成樹脂類の存在に起因して、焼成過程で発生
する揮発分により多孔質となるため、ち密で高強度にな
り難く、密度は１．５〜１．７ｇ／cm3程度であり、曲
げ強度もせいぜい５００kg／cm2どまりである。
コークスの多孔質性とバインダーとして使用するタール
ピッチや合成樹脂類の存在に起因して、焼成過程で発生
する揮発分により多孔質となるため、ち密で高強度にな
り難く、密度は１．５〜１．７ｇ／cm3程度であり、曲
げ強度もせいぜい５００kg／cm2どまりである。
従来、前記の如き慣用的な製造方法が持つ欠点を解消す
るため、炭素質炭素または黒鉛質炭素をメソフェーズ含
有ピッチに添加し熱処理を行い、得られた熱処理物をそ
のままあるいは粉砕後、成形、焼成あるいは黒鉛化処理
することによる高密度・高強度炭素材料の製造方法が、
例えば、特開昭６１−１３６９０６号公報に開示されて
いる。
るため、炭素質炭素または黒鉛質炭素をメソフェーズ含
有ピッチに添加し熱処理を行い、得られた熱処理物をそ
のままあるいは粉砕後、成形、焼成あるいは黒鉛化処理
することによる高密度・高強度炭素材料の製造方法が、
例えば、特開昭６１−１３６９０６号公報に開示されて
いる。
「発明が解決しようとする問題点」 前記特開昭６１−１３６９０６号公報の方法によれば、
炭素質炭素あるいは黒鉛質炭素にメソフェーズ含有ピッ
チを均一に付着させることが可能であり、その熱処理物
をそのままあるいは粉砕後、成形、焼成することにより
高密度な炭素材料が得られるとしているが、粘結成分の
調整をメソフェーズ含有ピッチを付着させる熱処理工程
で行っているので粘結力の調整が十分でなく、得られる
炭素材料の曲げ強度は３００〜７００kg／cm2程度であ
るため製品の用途が限定されるという問題点があった。
炭素質炭素あるいは黒鉛質炭素にメソフェーズ含有ピッ
チを均一に付着させることが可能であり、その熱処理物
をそのままあるいは粉砕後、成形、焼成することにより
高密度な炭素材料が得られるとしているが、粘結成分の
調整をメソフェーズ含有ピッチを付着させる熱処理工程
で行っているので粘結力の調整が十分でなく、得られる
炭素材料の曲げ強度は３００〜７００kg／cm2程度であ
るため製品の用途が限定されるという問題点があった。
本発明は、かくの如き従来の問題を解決することを目的
とする。
とする。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、タール類あるいはピッチ類に炭素質粉末ある
いは黒鉛質粉末を加え、３００〜６００℃の温度範囲で
撹拌しながら加熱したのち、タール中油、ベンゼン、ト
ルエン、ピリジンのうち、いずれか１種の溶剤で抽出
し、得られた抽出残留物を２００〜４５０℃の温度範囲
で仮焼処理したのち、成形、焼成することを特徴とする
高密度・高強度炭素材料の製造方法である。
いは黒鉛質粉末を加え、３００〜６００℃の温度範囲で
撹拌しながら加熱したのち、タール中油、ベンゼン、ト
ルエン、ピリジンのうち、いずれか１種の溶剤で抽出
し、得られた抽出残留物を２００〜４５０℃の温度範囲
で仮焼処理したのち、成形、焼成することを特徴とする
高密度・高強度炭素材料の製造方法である。
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明において用いるタール類あるいはピッチ類として
は、特に種類は限定されず石炭系、石油系のいずれも使
用できる。
は、特に種類は限定されず石炭系、石油系のいずれも使
用できる。
本発明において用いる炭素質粉末あるいは黒鉛質粉末と
して、例えば石炭コークス、ピッチコークス、石油コー
クス、カーボンブラック、天然黒鉛、キッシュグラファ
イト等をあげることができる。
して、例えば石炭コークス、ピッチコークス、石油コー
クス、カーボンブラック、天然黒鉛、キッシュグラファ
イト等をあげることができる。
撹拌機能を持つ反応器にタール類またはピッチ類と前記
炭素質粉末または黒鉛質粉末を装入し撹拌を行い前記粉
末をタール類またはピッチ類中に分散させた状態で熱処
理を行う。
炭素質粉末または黒鉛質粉末を装入し撹拌を行い前記粉
末をタール類またはピッチ類中に分散させた状態で熱処
理を行う。
熱処理温度は３００〜６００℃とする。
３００℃より低いと粘結成分、例えばβ成分の生成が十
分でなく、６００℃より高いと粘結成分がコークス化し
好ましくない。
分でなく、６００℃より高いと粘結成分がコークス化し
好ましくない。
こうして得られた熱処理物を溶剤で抽出する。
使用する溶剤としては、粘結成分を残存させるためにタ
ールピッチに対してキノリンよりも若干抽出力の低い溶
剤、例えばベンゼン、トルエン、ピリジン、タール中油
のうち、いずれか１種を用いる。
ールピッチに対してキノリンよりも若干抽出力の低い溶
剤、例えばベンゼン、トルエン、ピリジン、タール中油
のうち、いずれか１種を用いる。
つぎに、抽出後の残留物を分別するが、分別方法として
は減圧ろ過、加熱ろ過、遠心分離、重力沈降等が実施可
能である。
は減圧ろ過、加熱ろ過、遠心分離、重力沈降等が実施可
能である。
得られた抽出残留物は、２００〜４５０℃の温度範囲で
仮焼処理して溶剤を揮発除去し、引続きバインダーを使
用せずそのまま成形し、焼成し、必要に応じて黒鉛化処
理する。
仮焼処理して溶剤を揮発除去し、引続きバインダーを使
用せずそのまま成形し、焼成し、必要に応じて黒鉛化処
理する。
前記溶剤の除去において、仮焼処理して溶剤成分を揮発
除去するとともに、粘結成分の一部を重縮合反応させる
ことにより粘結力を調節することが必要である。
除去するとともに、粘結成分の一部を重縮合反応させる
ことにより粘結力を調節することが必要である。
何故なら粘結成分は成形体の焼成時にバインダーとして
の役割をなし、焼結性を付与する一方で、成形体焼成時
に多量のガスを発生するため、多量の粘焼成分を残存さ
せた場合には焼成時に成形体に膨れや割れが発生し、工
業的に有用な大形ブロックの製造が困難となるからであ
る。
の役割をなし、焼結性を付与する一方で、成形体焼成時
に多量のガスを発生するため、多量の粘焼成分を残存さ
せた場合には焼成時に成形体に膨れや割れが発生し、工
業的に有用な大形ブロックの製造が困難となるからであ
る。
仮焼処理は、こうした粘結成分の反応性を事前に制御で
きるので大型の炭素材料を工業的に安定して製造するた
めに必要な処理である。
きるので大型の炭素材料を工業的に安定して製造するた
めに必要な処理である。
なお、仮焼温度が２００℃以下では粘結成分の重縮合反
応が進行し難く、一方４５０℃を超えると粘結成分のバ
インダー能力が失われるため、仮焼処理は２００〜４５
０℃の温度範囲で実施しなくてはならない。
応が進行し難く、一方４５０℃を超えると粘結成分のバ
インダー能力が失われるため、仮焼処理は２００〜４５
０℃の温度範囲で実施しなくてはならない。
仮焼処理された抽出残留物は、そのままあるいは粉砕後
バインダーを使用せずに成形、焼成し、さらには必要に
応じて黒鉛化処理することにより、高密度で高強度な炭
素材料が得られる。
バインダーを使用せずに成形、焼成し、さらには必要に
応じて黒鉛化処理することにより、高密度で高強度な炭
素材料が得られる。
「実施例」 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１ タールピッチ（軟化点９０℃）９５００ｇと仮焼した石
炭コークス５００ｇをオートクレーブに入れ、撹拌しな
がら４５０℃で１時間加熱したのち、内容物にタール中
油を加えて抽出処理しろ過して抽出残留物を得た。
炭コークス５００ｇをオートクレーブに入れ、撹拌しな
がら４５０℃で１時間加熱したのち、内容物にタール中
油を加えて抽出処理しろ過して抽出残留物を得た。
この残留物を３５０℃で５時間仮焼きしたのち粉砕、成
形し、続いて１０００℃で焼成し、さらに２５００℃で
黒鉛化した。
形し、続いて１０００℃で焼成し、さらに２５００℃で
黒鉛化した。
実施例２ タールピッチ（軟化点９０℃）９５００ｇと黒鉛粉末５
００ｇをオートクレーブに入れ、撹拌しながら４５０℃
で２時間加熱したのち、実施例１と同様の方法で抽出、
仮焼、粉砕、成形、焼成、黒鉛化した。
００ｇをオートクレーブに入れ、撹拌しながら４５０℃
で２時間加熱したのち、実施例１と同様の方法で抽出、
仮焼、粉砕、成形、焼成、黒鉛化した。
実施例３ タールピッチ（軟化点９０℃）９５００ｇと黒鉛粉末５
００ｇをオートクレーブに入れ、撹拌しながら４５０℃
で１時間加熱したのち、内容物をベンゼンを加えて抽出
し、ろ過して抽出残留物を得た。ついで、実施例１と同
様の方法で仮焼、粉砕、成形、焼成、黒鉛化した。
００ｇをオートクレーブに入れ、撹拌しながら４５０℃
で１時間加熱したのち、内容物をベンゼンを加えて抽出
し、ろ過して抽出残留物を得た。ついで、実施例１と同
様の方法で仮焼、粉砕、成形、焼成、黒鉛化した。
実施例４ 抽出溶剤をベンゼンに代えてトルエンとした以外は実施
例３と同様の方法で黒鉛化ブロックを得た。
例３と同様の方法で黒鉛化ブロックを得た。
実施例５ 抽出溶剤をピリジンとした以外は実施例３と同様の方法
で黒鉛化ブロックを得た。
で黒鉛化ブロックを得た。
比較例１ タールピッチ（軟化点９０℃）９５００ｇをオートクレ
ーブに入れ、撹拌しながら４５０℃で１時間加熱したの
ち、実施例１と同様の方法で抽出、仮焼、粉砕、成形、
焼成、黒鉛化した。
ーブに入れ、撹拌しながら４５０℃で１時間加熱したの
ち、実施例１と同様の方法で抽出、仮焼、粉砕、成形、
焼成、黒鉛化した。
前記各実施例および比較例において得られた黒鉛化ブロ
ックの特性値は、第１表のとおりである。
ックの特性値は、第１表のとおりである。
「発明の効果」 以上述べた如く、本発明の高密度・高強度炭素材料の製
造方法により、混ねつ工程を経ないで容易に、曲げ強度
が８００kg／cm2以上という極めて高強度の高密度炭素
材料を製造することができる。
造方法により、混ねつ工程を経ないで容易に、曲げ強度
が８００kg／cm2以上という極めて高強度の高密度炭素
材料を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−157791（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−125210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−136906（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】タール類あるいはピッチ類に炭素質粉末あ
るいは黒鉛質粉末を加え、３００〜６００℃の温度範囲
で撹拌しながら加熱したのち、タール中油、ベンゼン、
トルエン、ピリジンのうち、いずれか１種の溶剤で抽出
し、得られた抽出残留物を２００〜４５０℃の温度範囲
で仮焼処理したのち、成形、焼成することを特徴とする
高密度・高強度炭素材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285687A JPH0645504B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 高密度・高強度炭素材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61285687A JPH0645504B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 高密度・高強度炭素材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63139051A JPS63139051A (ja) | 1988-06-10 |
| JPH0645504B2 true JPH0645504B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=17694744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61285687A Expired - Fee Related JPH0645504B2 (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 高密度・高強度炭素材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645504B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5825705B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2015-12-02 | 東洋炭素株式会社 | カーボンブラシ |
| JP7191766B2 (ja) * | 2019-05-24 | 2022-12-19 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | 難黒鉛化性炭素材料の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5839770B2 (ja) * | 1974-12-28 | 1983-09-01 | トウヨウカ−ボン カブシキガイシヤ | タンソシツセイケイタイノセイゾウホウ |
| JPS6025364B2 (ja) * | 1978-05-11 | 1985-06-18 | 川崎製鉄株式会社 | 高密度炭素材用原料の製造方法 |
| JPS56134507A (en) * | 1980-03-21 | 1981-10-21 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Making method of high-quality carbonaceous shaped article |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61285687A patent/JPH0645504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63139051A (ja) | 1988-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |