JPH10152374A - 炭素製品製造用組成物 - Google Patents

炭素製品製造用組成物

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JPH10152374A
JPH10152374A JP8304506A JP30450696A JPH10152374A JP H10152374 A JPH10152374 A JP H10152374A JP 8304506 A JP8304506 A JP 8304506A JP 30450696 A JP30450696 A JP 30450696A JP H10152374 A JPH10152374 A JP H10152374A
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JP
Japan
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carbon black
carbon
composition
producing
pressure
Prior art date
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Withdrawn
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JP8304506A
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English (en)
Inventor
Tadashi Hashiguchi
正 橋口
Michihiro Ikeda
道弘 池田
Masaru Tobinaga
勝 飛永
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素粉の配合時にハンドリング性及び分散性
にすぐれた炭素製品製造用組成物を得る。 【解決手段】 カーボンブラックを含む炭素質骨材にバ
インダーを配合してなる炭素製品製造用組成物であっ
て、カーボンブラックとして下記のカーボンブラック加
圧成型体を粉化した炭素粉を用いてなる炭素製品製造用
組成物。密度ρ(g/cc)が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
1.173 以下 (ただしカーボンブラックの電子顕微鏡による算術平均
粒子径をD(nm)、DBP吸油量をL(ml/100
g)とする)で表されるカーボンブラック加圧成型体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素製品製造用組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の炭素製品は、コークス、カーボン
ブラック、黒鉛等の炭素質骨材に、ピッチ、樹脂等のバ
インダーを配合し、成型後、焼成して得られており、様
々な用途に用いられている。炭素質骨材としては、上記
のように種々のものが用いられているが、例えば、回転
電気機械の回転部に電流を導入したり、電流を取り出し
たりする場合の接触片である電気ブラシの場合のよう
に、電気比抵抗が大きく、かつ潤滑性のよいことから、
炭素質骨材の一部もしくは全部をカーボンブラックとす
る場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ンブラックを炭素質骨材として用いる場合、カーボンブ
ラックは、通常、製造直後の嵩密度が0.1g/cc程
度というきわめて小さい値を示し、使用時に発塵し使用
環境を悪化させる等の難点がある。そこで、ビーズ品と
呼ばれる造粒品が用いられており、嵩密度が0.3〜
0.5g/ccと未処理のカーボンブラックに比し大き
い数値を示す。しかしながら、計量時における粉塵発生
の抑制や輸送時の粉化防止効果は十分とはいえず、造粒
によっても、均一な混合に負荷がかかる傾向にあり、特
に配合量が少ない場合に著しい。そこで本発明者は、上
記の課題を解決するため種々の検討を行ない、本発明に
到達した。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、カーボンブラックを含む炭素質骨材にバインダーを
配合してなる炭素製品製造用組成物であって、カーボン
ブラックとして下記のカーボンブラック加圧成型体を粉
化したものを用いてなる炭素製品製造用組成物にある。
密度ρ(g/cc)が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
1.173 以下 (ただしカーボンブラックの電子顕微鏡による算術平均
粒子径をD(nm)、DBP吸油量をL(ml/100
g)とする)で表されるカーボンブラック加圧成型体。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本願発明の組成物は、特定のカーボンブラック加
圧成型体を粉化したものを含有してなる。すなわち、成
型体の密度ρ(g/cc)が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
1.173 以下 で表されるカーボンブラック加圧成型体である。より好
ましくは ρ=8.686×10-3D−4.031×10-3L+
0.543 以上、 ρ=3.123×10-3D−3.189×10-3L+
1.122 以下 更により好ましい範囲としては、 ρ=8.686×10-3D−4.031×10-3L+
0.543 以上、 ρ=3.123×10-3D−3.189×10-3L+
1.072 以下、がよい。
【0006】上記の各式において、D(nm)はカーボ
ンブラックの電子顕微鏡により算術平均粒子径、L(m
l/100g)はDBP吸油量である。ここで、DBP
吸油量は、JIS K6221−1982に準拠した方
法で測定した値である。また、カーボンブラックの上記
粒子径は、以下に示す方法による測定値である。カーボ
ンブラックをクロロホルムに投入し200KHzの超音
波を20分間照射し分散させた後、分散試料を支持膜に
固定する。これを透過型電子顕微鏡で写真撮影し、写真
上の直径と写真の拡大倍率により粒子径を計算する。こ
の操作を約1500回にわたって実施し、それらの値の
算術平均により求める。
【0007】なお、本発明のカーボンブラック成型体
は、粉化率が40%以下、より好ましくは20%以下と
したものが特に好ましい。粉化率としては、以下の測定
方法で求めることができる。カーボンブラック加圧成型
体を25±1g(W)まで精秤し、JIS K−622
1に準拠した直径200mm、目開き1mmの篩に入れ
る。この篩に受皿と蓋とを取付け、JIS K−622
1に準拠した震盪機で20秒間打撃を与えながら震盪す
る。震盪機から受皿を取り外し、受皿中のカーボンブラ
ックの重量を0.01gまで精秤し、これを震盪後の重
量(WR )とし、次式によって粉化率を算出する。 粉化率(%)=(WR /W)×100 粉化率を40%以下とすることにより、輸送中に成型体
に加わる振動や摩擦等の外力による粉化を防止でき、ハ
ンドリング性が特に優れたものとなる。また、加圧成型
に供される粉状又は顆粒状カーボンブラックの嵩密度と
カーボンブラック成型体の密度との比(以下、「嵩密度
比」ともいう。)が2.5〜8倍、より好ましくは3〜
7倍とするのが良い。この嵩密度比が2.5よりも低い
場合、成型体のハンドリング性が低下する傾向にある。
一方、嵩密度比が8を超えると、分散性が低下する傾向
にある。
【0008】このような加圧成型体を得るためのカーボ
ンブラックとしては、特に制限されず、ファーネスブラ
ック、アセチレンブラック等のいかなる製法によるもの
も使用しうる。また、これら各種のカーボンブラックを
各種の酸化剤等で後処理したものを使用することもでき
る。これら各種のカーボンブラックの粉末状、顆粒状の
ものを特に制限なく使用することができる。この場合の
顆粒状のものとしては、通常の湿式造粒、乾式造粒で得
られる造粒物の他ローラーコンパクタ等を用いて得られ
るフレーク状カーボンブラックでもよい。
【0009】成型に際して、使用する型としては、成型
時の印加圧力に耐えうる強度を有していれば如何なる材
質の型でもよい。例えば金属製の型としてはSUS30
4、SUS316等のステンレス製金型、炭素鋼金型、
タングステンカーバイド等の超鋼等が使用できる。又、
樹脂製型としては、ポリ四フッ化エチレン(PTF
E)、ポリ三フッ化塩化エチレン(PCTFE)、ポリ
四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン(FEP)等の
フッ素系樹脂製型、ナイロン、ポリエチレン、ポリカー
ボネイト、フェノール樹脂等のプラスチック類、更に複
合材料としてCFRP、GFRP等のFRP、セラミッ
クス製型としては、アルミナ、ジルコニア、ムライト等
が使用できる。成型に用いる型を、摺動可能なものとす
ることにより、加圧成型を容易に行うことができる。型
の大きさは制限されないが、実用的には1cc以上、好
ましくは100cc以上のものが挙げられる。1cc未
満ではカーボンブラックの輸送が煩雑となるためであ
る。また、必要に応じて、大型の成型体を作製し、これ
を適当な大きさに切断し、その集合体として輸送・使用
してもよい。得られるカーボンブラック成型体の体積が
1cc以上、好ましくは100cc以上とするのが、取
扱いやすく好適である。
【0010】加圧に使用するプレス機としては、油圧機
械式プレス機、油圧ハンドプレス機、機械式プレス機、
エアーシリンダー式プレス機等、加圧成型できるもので
あれば如何なるプレス成型機でもよい。型の形状も特に
制限されず、所望の成型体の形状にしたがって、三角形
あるいはその他の多角形の断面を有する柱状体、特に立
方体るるいは直方体の成型体とすることができ、取り扱
いの点からも好適である。カーボンブラックを上述の型
に入れ、加圧することにより成型する。加圧成型時の圧
力(成型圧力)は、2〜500kgf/cm2 、好まし
くは5〜400kgf/cm2 とするのがよい。成型圧
力が2kgf/cm2 を下回ると、粉化率が増加する傾
向にある。一方、成型圧力が500kgf/cm2 より
も高い場合ハンドリング性の向上はほとんど期待しえな
い。
【0011】本発明においては、上記カーボンブラック
成型体を粉化して用いる。粉化は、バインダーとともに
配合、ねつ合する際に行うのが好ましい。この場合、成
型に使用した型から取り出したままの大きさで使用して
も、混合機の投入口の大きさ以下とするために直径0.
1mm〜1cm程度に解砕したものを混合機に投入して
もよい。この解砕方法も特に限定されないが、例えば、
カッティングミル、ロータリークラッシャー、剪断ロー
ルミル等の剪断粉砕型粉砕機を使用すれば、粉砕時に粒
子の密度が圧密されることがないので、好適である。
【0012】バインダーとしては、ピッチ、各種樹脂
等、炭素製品製造の際に用いられているものを選ぶこと
ができる。配合比も、常法によることができ、カーボン
ブラックを含む(一部もしくは全部)骨材100重量部
に対し、バインダー10〜30重量部程度が通常であ
る。本発明における炭素質骨材は、少なくとも一部にカ
ーボンブラックを含み、コークス、黒鉛等の従来用いら
れているものを併用することもできる。前記の配合、混
合に際しては、通常の加熱ねつ合に用いられているニー
ダー等を選択しうる。本発明の炭素製品製造用組成物
は、常法により、成型(押出し、型込)したのち、焼
成、適宜含浸−再焼成をくりかえし、必要に応じて黒鉛
化し、製品とすることができる。
【0013】本発明の組成物は、炭素質骨材の配合時に
ハンドリングしやすく、作業環境等の汚染が少ない。さ
らに、分散性にすぐれているので、より均一な分散が容
易であり、ショア硬さ、電気比抵抗の大きい炭素製品を
得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、実施例により、さらに本発明を詳細に
説明する。 実施例1 37ton4本柱単動油圧プレス(ラム直径152.4
mm、王子機械工業株式会社製)及びSUS304製金
型(内法70mm×70mm、高さ40mm、三菱化成
エンジニアリング株式会社製)を用いて、下記の特性を
有する「三菱カーボンブラック#10」を加圧成型し
た。成型圧力は270.0kgf/cm2であった。 粒子径 84 nm DBP 86 ml/100g 嵩密度 0.165 g/cc
【0015】得られたカーボンブラック加圧成型体(密
度0.99g/cc)100重量部にフェノール樹脂1
5重量部を配合して、ニーダーで加熱下にねつ合して、
目的とする炭素製品製造用組成物を得た。作業時のハン
ドリング性、作業環境は極めて良好であった。この組成
物を用いて、常法により型押し成型した後、1000℃
で焼成し、約2500℃で黒鉛化してショア硬さ、電気
比抵抗の大きい黒鉛質電気機械用カーボンブラシを得
た。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンブラックを含む炭素質骨材にバ
    インダーを配合してなる炭素製品製造用組成物であっ
    て、カーボンブラックとして下記のカーボンブラック加
    圧成型体を粉化したものを用いてなる炭素製品製造用組
    成物。密度ρ(g/cc)が、 ρ=8.190×10-3D−3.824×10-3L+
    0.516 以上、 ρ=3.265×10-3D−3.334×10-3L+
    1.173 以下 (ただしカーボンブラックの電子顕微鏡による算術平均
    粒子径をD(nm)、DBP吸油量をL(ml/100
    g)とする)で表されるカーボンブラック加圧成型体。
  2. 【請求項2】 加圧成型体が、カーボンブラックを2〜
    500kgf/cm 2 で加圧成型されてなる請求項1記
    載の炭素製品製造用組成物。
JP8304506A 1996-11-15 1996-11-15 炭素製品製造用組成物 Withdrawn JPH10152374A (ja)

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JP8304506A JPH10152374A (ja) 1996-11-15 1996-11-15 炭素製品製造用組成物

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180027438A (ko) * 2015-07-09 2018-03-14 이머리스 그래파이트 앤드 카본 스위춰랜드 리미티드 낮은 점도를 갖는 고 전도성 카본 블랙

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180027438A (ko) * 2015-07-09 2018-03-14 이머리스 그래파이트 앤드 카본 스위춰랜드 리미티드 낮은 점도를 갖는 고 전도성 카본 블랙

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Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20040324