JPS58176110A - フッ化黒鉛中空体の製造法 - Google Patents
フッ化黒鉛中空体の製造法Info
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- JPS58176110A JPS58176110A JP57059733A JP5973382A JPS58176110A JP S58176110 A JPS58176110 A JP S58176110A JP 57059733 A JP57059733 A JP 57059733A JP 5973382 A JP5973382 A JP 5973382A JP S58176110 A JPS58176110 A JP S58176110A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はフッ化黒鉛の製造法に関し、特に炭素材料とし
て微小中空炭素球を使用することを特徴とするフッ化黒
鉛の製造法に関するものである。
て微小中空炭素球を使用することを特徴とするフッ化黒
鉛の製造法に関するものである。
従来、炭素とフッ素とから合成されたフッ化黒鉛として
（ＣＦ）ｎの構造を有するものが知られており、かかる
フッ化黒鉛（ＣＦ）ｎはその特異な諸性質から電池の活
物質、潤滑剤、防濡剤、防汚剤、撥水撥油剤などとして
広範な分野で工業的に高く評価されている。更に最近新
規な構造を有するフッ化黒鉛として比較的安価に収率よ
く製造できる（０２Ｆ）ｎ型フッ化黒鉛が、そのユニー
クな化学的、物理的特性から（ＣＦ）ｎと同様に工業材
料として注目されている。
（ＣＦ）ｎの構造を有するものが知られており、かかる
フッ化黒鉛（ＣＦ）ｎはその特異な諸性質から電池の活
物質、潤滑剤、防濡剤、防汚剤、撥水撥油剤などとして
広範な分野で工業的に高く評価されている。更に最近新
規な構造を有するフッ化黒鉛として比較的安価に収率よ
く製造できる（０２Ｆ）ｎ型フッ化黒鉛が、そのユニー
クな化学的、物理的特性から（ＣＦ）ｎと同様に工業材
料として注目されている。
これら２種のフッ化黒鉛の生成反応は次式で表わされる
。
。
２ｎＣ（ｓ） ＋ ｎＦ２ （ｆ） −＋ ２ （ＣＦ
）ｎ（Ｓ） ・−（１）４ｎＣ（ｓ） ＋ｎ、Ｆ２
（ｆ） −＋ ２（０２Ｆ ）ｎ（Ｓ） −−（２）上
記の反応において、フッ素としては、フッ素単独或は不
活性ガスによる希釈フッ素ガスが使用されるが、Ｃで表
示される炭素の種類は極めて多く、又構造が複雑である
ため、反応条件も多岐に亘シ、生成物の組成、結晶度も
それらに伴って多少異なることは炭素や黒鉛の性質が構
造と共に異なることに類似している。
）ｎ（Ｓ） ・−（１）４ｎＣ（ｓ） ＋ｎ、Ｆ２
（ｆ） −＋ ２（０２Ｆ ）ｎ（Ｓ） −−（２）上
記の反応において、フッ素としては、フッ素単独或は不
活性ガスによる希釈フッ素ガスが使用されるが、Ｃで表
示される炭素の種類は極めて多く、又構造が複雑である
ため、反応条件も多岐に亘シ、生成物の組成、結晶度も
それらに伴って多少異なることは炭素や黒鉛の性質が構
造と共に異なることに類似している。
さらに、これらフッ化黒鉛はその製造過程において種々
の技術的、軽済的問題の欠点がちシ、その一つは（ＣＦ
）ｎ型フッ化黒鉛においてはその熱分解温度がフッ化黒
鉛の生成温度域に近接している点である。例えば天然黒
鉛を炭素材料として用いた場合には５００℃以上の高温
と長時間の反応時間を要し、例えば６００℃付近でフツ
素化反応を２４時間行うと（ＣＦ）ｎ型フッ化黒鉛が得
られるが、こうして得られた（ＣＦ）ｎは６１０℃で分
解を起すため、その生成温度と熱分解温度との差は約１
０〜５０℃ときわめて近接している。更に加えてフッ化
黒鉛の生成反応と分解反応とはいずれも発熱反応である
ため、生成反応段階で温度が上昇し生成したフッ化黒鉛
が一旦ある温度を超えると熱分解を起し、更にこの熱分
解によってまた反応系の温度が上昇するという困難な問
題がある。このためフッ化黒鉛の分解が促進され、時に
は反応系全体の温度が生成したフッ化黒鉛の分解温度よ
り高い温度にまで上昇してしまうため、生成フッ化黒鉛
は無定形炭素とガス状フルオロカーボンと罠分解してし
まうのである。かかる実情から、従来（ＣＦ）ｎで表わ
されるフッ化黒鉛の収率は数１０チと極めて低いもので
あシこの収率を改善するための試みとして反応系温度を
常に生成フッ化黒鉛の温度に適合するよう制御したシ或
は反応を幾つかの段階に分けて行う方法が採られている
が、前者はその温度制御が難しく、また後者祉その製造
工程が複雑となるため工業的実用性に乏しい。
の技術的、軽済的問題の欠点がちシ、その一つは（ＣＦ
）ｎ型フッ化黒鉛においてはその熱分解温度がフッ化黒
鉛の生成温度域に近接している点である。例えば天然黒
鉛を炭素材料として用いた場合には５００℃以上の高温
と長時間の反応時間を要し、例えば６００℃付近でフツ
素化反応を２４時間行うと（ＣＦ）ｎ型フッ化黒鉛が得
られるが、こうして得られた（ＣＦ）ｎは６１０℃で分
解を起すため、その生成温度と熱分解温度との差は約１
０〜５０℃ときわめて近接している。更に加えてフッ化
黒鉛の生成反応と分解反応とはいずれも発熱反応である
ため、生成反応段階で温度が上昇し生成したフッ化黒鉛
が一旦ある温度を超えると熱分解を起し、更にこの熱分
解によってまた反応系の温度が上昇するという困難な問
題がある。このためフッ化黒鉛の分解が促進され、時に
は反応系全体の温度が生成したフッ化黒鉛の分解温度よ
り高い温度にまで上昇してしまうため、生成フッ化黒鉛
は無定形炭素とガス状フルオロカーボンと罠分解してし
まうのである。かかる実情から、従来（ＣＦ）ｎで表わ
されるフッ化黒鉛の収率は数１０チと極めて低いもので
あシこの収率を改善するための試みとして反応系温度を
常に生成フッ化黒鉛の温度に適合するよう制御したシ或
は反応を幾つかの段階に分けて行う方法が採られている
が、前者はその温度制御が難しく、また後者祉その製造
工程が複雑となるため工業的実用性に乏しい。
一方（Ｃ，Ｆ）ｎ型フッ化黒鉛は（ＣＦ）ｎに比べほぼ
同様の性質と用途を有しながら、その製造にあたっては
高価なフッ素の量が著しく節減できると共に、その新た
り特性によシ新しい用途が開拓きれつつあるが、その製
造法は、例えば黒鉛を１００〜７６０ 、ｍ、Ｈｆのフ
ッ素圧下において６００〜５００℃でフッ素化すること
により製造することができる。しかし、（０２Ｆ ）
ｎを高い選択率をもって得るためには反応に付すべき炭
素材料の結晶度が高いことが好ましいが、そのような結
晶度の高い黒鉛材料を原料とした場合、原料黒鉛が完全
にフッ素化されて（Ｃ’２Ｆ ） ｎを生成するに要す
る時間は、特に（Ｃ，Ｆ ） ｎを選択的に得るために
好ましいマイルドな反応条件下で社、極めて長く、例え
ば２００〜２５０ ｍｅｓｈ（Ｔｙｌｅ ｒ ）のマダ
ガスカル産天然黒鉛を５７５℃、フッ素圧２００−Ｈｆ
でフッ素と反応させた場合、その生成には１２０時間も
の長い時間を必要とする。
同様の性質と用途を有しながら、その製造にあたっては
高価なフッ素の量が著しく節減できると共に、その新た
り特性によシ新しい用途が開拓きれつつあるが、その製
造法は、例えば黒鉛を１００〜７６０ 、ｍ、Ｈｆのフ
ッ素圧下において６００〜５００℃でフッ素化すること
により製造することができる。しかし、（０２Ｆ ）
ｎを高い選択率をもって得るためには反応に付すべき炭
素材料の結晶度が高いことが好ましいが、そのような結
晶度の高い黒鉛材料を原料とした場合、原料黒鉛が完全
にフッ素化されて（Ｃ’２Ｆ ） ｎを生成するに要す
る時間は、特に（Ｃ，Ｆ ） ｎを選択的に得るために
好ましいマイルドな反応条件下で社、極めて長く、例え
ば２００〜２５０ ｍｅｓｈ（Ｔｙｌｅ ｒ ）のマダ
ガスカル産天然黒鉛を５７５℃、フッ素圧２００−Ｈｆ
でフッ素と反応させた場合、その生成には１２０時間も
の長い時間を必要とする。
このように（ＣＦ）ｎ、（０２Ｆ ）ｎともに収率、反
応速度の面で問題が多いものであシ、生成時間を短くす
るだめの試みとして、例えば、（１）小さい粒径の黒鉛
を用いる方法、（２）反応温度を上げる方法、（３）フ
ッ素圧を高くする方法などが行なわれているが、それぞ
れ（１）分解反応が起こりやすくなること、（２）生成
（ＣＦ）ｎ、（Ｃ２Ｆ）ｎ の純度が下がること、（
３）それ相応の効果が小さいという問題があった。
応速度の面で問題が多いものであシ、生成時間を短くす
るだめの試みとして、例えば、（１）小さい粒径の黒鉛
を用いる方法、（２）反応温度を上げる方法、（３）フ
ッ素圧を高くする方法などが行なわれているが、それぞ
れ（１）分解反応が起こりやすくなること、（２）生成
（ＣＦ）ｎ、（Ｃ２Ｆ）ｎ の純度が下がること、（
３）それ相応の効果が小さいという問題があった。
本発明者等はこれら問題点を解決すべく、フッ化黒鉛製
造用の炭素原料について研究を重ねた結果、微小中空炭
素球を炭素原料として用いたとき、（ＣＦ）ｎ ＋ （
０４Ｆ）ｎ のいずれにおいても反応が効率よく進行す
ることを見出し、本発明に到達したものである。
造用の炭素原料について研究を重ねた結果、微小中空炭
素球を炭素原料として用いたとき、（ＣＦ）ｎ ＋ （
０４Ｆ）ｎ のいずれにおいても反応が効率よく進行す
ることを見出し、本発明に到達したものである。
本発明では微小中空炭素球を用いることにより、（ＣＦ
）ｎの製造にあっては極めて反応速度を大にすることが
できるため分解を防ぐことができ、よって収率を飛躍的
に向上させることができるものである。また（ＣｚＦ）
ｎの製造にあってはカーボン原料の熱履歴等に影響され
ることなく比較的おだやかな条件下においても大きな反
応速度で収率よく製造が可能となり、極めて工業的に優
れたものとなる。
）ｎの製造にあっては極めて反応速度を大にすることが
できるため分解を防ぐことができ、よって収率を飛躍的
に向上させることができるものである。また（ＣｚＦ）
ｎの製造にあってはカーボン原料の熱履歴等に影響され
ることなく比較的おだやかな条件下においても大きな反
応速度で収率よく製造が可能となり、極めて工業的に優
れたものとなる。
本発明で用いられる微小中空炭素球は球状フェノール樹
脂を小滴状にスプレーしながら加熱発泡させると同時に
硬化させたのち焼成炭化きせる方法や、石油ピッチを低
沸点有機溶媒、水に懸濁させ、加熱発泡径炭化焼成する
方法等によって得られる、５〜１（ｈｏ：ｊ）２ｉの径
をもち嵩比重０．０５〜０．４９７ｃｍ”、肉厚０．５
〜５０μの炭素１００チの微小中空球であシ、製造条件
によって粒子径、肉厚、嵩比重等は自由に制御可能であ
るが、工業的には主として径２０〜５００μのものが製
造されておシ、本発明ではこの範囲のもので十分である
。このような微小中空炭素球をカーボン原料として用い
ることにより、（ＣＦ）ｎ、 （０２Ｆ）ｎ いずれ
の製造においても、反応速度の著しい短縮を図ることが
できる。
脂を小滴状にスプレーしながら加熱発泡させると同時に
硬化させたのち焼成炭化きせる方法や、石油ピッチを低
沸点有機溶媒、水に懸濁させ、加熱発泡径炭化焼成する
方法等によって得られる、５〜１（ｈｏ：ｊ）２ｉの径
をもち嵩比重０．０５〜０．４９７ｃｍ”、肉厚０．５
〜５０μの炭素１００チの微小中空球であシ、製造条件
によって粒子径、肉厚、嵩比重等は自由に制御可能であ
るが、工業的には主として径２０〜５００μのものが製
造されておシ、本発明ではこの範囲のもので十分である
。このような微小中空炭素球をカーボン原料として用い
ることにより、（ＣＦ）ｎ、 （０２Ｆ）ｎ いずれ
の製造においても、反応速度の著しい短縮を図ることが
できる。
微小中空炭素球とフッ素との反応条件としては、反応温
度３５０〜６００℃、フッ素分圧は１００〜７６０ ｍ
Ｈｆが適当である。この反応温度の如何で（ＣＦ）ｎあ
るいは（ＣｚＦ）ｎのいずれかが製造され、式はど厳密
ではないが、一般に５００℃以下では（０２Ｆ ） ｎ
が、５００℃以上では（ＣＦ）ｎ が製造でれる。反
応時間は粒度、肉厚によっても異なるが１０分〜数時間
で完遂させることができ、通常のカーボン原料を用いた
場合の百以下の反応時間とすることができる。
度３５０〜６００℃、フッ素分圧は１００〜７６０ ｍ
Ｈｆが適当である。この反応温度の如何で（ＣＦ）ｎあ
るいは（ＣｚＦ）ｎのいずれかが製造され、式はど厳密
ではないが、一般に５００℃以下では（０２Ｆ ） ｎ
が、５００℃以上では（ＣＦ）ｎ が製造でれる。反
応時間は粒度、肉厚によっても異なるが１０分〜数時間
で完遂させることができ、通常のカーボン原料を用いた
場合の百以下の反応時間とすることができる。
またフッ化黒鉛の収率は黒鉛に対し１００チであって未
反応カーボンが極めて少ないことも特徴であるが、勿論
、反応を中途で止めて部分的にフッ素化されたフッ化黒
鉛を造ることも自在である。
反応カーボンが極めて少ないことも特徴であるが、勿論
、反応を中途で止めて部分的にフッ素化されたフッ化黒
鉛を造ることも自在である。
このようにして得られる（ Ｃ’Ｆ ） ｎ または
（Ｃｔ Ｆ ） ｎは、フッ化黒鉛の微小中空球ともい
えるもので、軽量、断熱、撥水、撥油、潤滑性といった
特性を有する微小中空体として新しい用途が展開できる
。
（Ｃｔ Ｆ ） ｎは、フッ化黒鉛の微小中空球ともい
えるもので、軽量、断熱、撥水、撥油、潤滑性といった
特性を有する微小中空体として新しい用途が展開できる
。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
直径２５［１ｍｍ、高石２００ ｔｔａｎの１４４製反
応ａ％と外部加熱用ヒーターからなる反応装置を用いて
、嵩比重０．１、平均径８０μの微小中空炭素球３００
９を反応器内に仕込み、反応器を真空脱気後、フン素ガ
スを導入し、大気圧に達したのち２５℃／分で加熱し、
）・ソ素圧７６０ｍｍＨｆ。
応ａ％と外部加熱用ヒーターからなる反応装置を用いて
、嵩比重０．１、平均径８０μの微小中空炭素球３００
９を反応器内に仕込み、反応器を真空脱気後、フン素ガ
スを導入し、大気圧に達したのち２５℃／分で加熱し、
）・ソ素圧７６０ｍｍＨｆ。
３８０℃の反応温度でフ・ソ素化反応を行なったところ
、５時間で、（Ｃ２Ｆ ） ｎ ｋ生成したことカニＸ
線回折で確認てれ、生成した（ＣｚＦ）ｎ型フ・ノ化黒
鉛の組成はＣＦｏ、６５であった。
、５時間で、（Ｃ２Ｆ ） ｎ ｋ生成したことカニＸ
線回折で確認てれ、生成した（ＣｚＦ）ｎ型フ・ノ化黒
鉛の組成はＣＦｏ、６５であった。
比較のため８０μの人造黒鉛を用いて同一の反応を実施
したところ、完全にフ・ソ素イヒカ二行なわれて（Ｃ２
Ｆ ） ｎを生成するのに１９０時間以上を要した。
したところ、完全にフ・ソ素イヒカ二行なわれて（Ｃ２
Ｆ ） ｎを生成するのに１９０時間以上を要した。
実施例２
実施例１と同一の装置で嵩比重０．０７、平均径ｉｏｏ
μの微小中空炭素球６００ｆを入れ、外部よシ加熱しつ
つ器内をＮ２ ガス置換して、５００℃で反応を行な
ったところ４０分で（ＣＦ）。
μの微小中空炭素球６００ｆを入れ、外部よシ加熱しつ
つ器内をＮ２ ガス置換して、５００℃で反応を行な
ったところ４０分で（ＣＦ）。
が５９０？生成した。
比較のため１００μの天然黒鉛を用い同一条件で反応を
行なうと、５９０２の（ＣＦ）ｎの生成量を得るために
は８時間の反応時間を要した。
行なうと、５９０２の（ＣＦ）ｎの生成量を得るために
は８時間の反応時間を要した。
代理人 内 １） 明
代理人 萩 原 亮 −
Claims (1)
- カーボン原料とフッ素を反応させるフッ化黒鉛の製造方
法において、カーボン原料として微小中空炭素球を用い
ることを特徴とするフッ化黒鉛の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57059733A JPS58176110A (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | フッ化黒鉛中空体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57059733A JPS58176110A (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | フッ化黒鉛中空体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176110A true JPS58176110A (ja) | 1983-10-15 |
| JPS6135123B2 JPS6135123B2 (ja) | 1986-08-11 |
Family
ID=13121697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57059733A Granted JPS58176110A (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | フッ化黒鉛中空体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176110A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4931163A (en) * | 1985-10-04 | 1990-06-05 | Osaka Gas Co, Ltd. | Pitch fluoride |
| WO2016151629A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Kyushu University, National University Corporation | Halogenated carbon and method for manufacturing same |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62191617U (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-05 | ||
| JPH0625109U (ja) * | 1992-08-28 | 1994-04-05 | 日本紙業株式会社 | 組立紙器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5139597A (en) * | 1974-10-01 | 1976-04-02 | Nippon Carbon Co Ltd | Futsukakokuenno seizoho |
-
1982
- 1982-04-12 JP JP57059733A patent/JPS58176110A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5139597A (en) * | 1974-10-01 | 1976-04-02 | Nippon Carbon Co Ltd | Futsukakokuenno seizoho |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4931163A (en) * | 1985-10-04 | 1990-06-05 | Osaka Gas Co, Ltd. | Pitch fluoride |
| WO2016151629A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Kyushu University, National University Corporation | Halogenated carbon and method for manufacturing same |
| JP2018518433A (ja) * | 2015-03-24 | 2018-07-12 | 国立大学法人九州大学 | ハロゲン化カーボン及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6135123B2 (ja) | 1986-08-11 |
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