JPS59162113A - 貫流可能な多孔質の炭素製成形体の製造方法 - 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】 本発明は貫流可能な多孔質の炭素製成形体の製造方法に
関する。

炭素より成る多孔質成形体の製造方法は、ドイツ特許公
報第２，１５３，０４４号←トー刺キ輯にて公知である
。この糧の成形体は、高温安定性および高い温度変化安
定性に特徴がある。金属に比べてこれらの炭素成形体の
密度が低いこ　　　′とも強調することができる。

確に公知の成形体も、媒体の通過を許容する透過性の多
孔性を有している。しかし貫流可能な成形体として、例
えば熱ガス用フィルター、透過性電極、触媒担体等とし
て用いる為には、公知の方法で製造される成形体は通し
ていない。

何故ならばこれらの用途の場合には通過するガスまたは
甑体の量が−いからである。即ち、首孔が約１００μｍ
　丑での大きさしか有してぃない為に分力ｌの成形体で
はこれを達成できないのである。

本発明の課題は、充分に多量のガスまたは液体の通過全
許容し、その結果熱ガスフィルター、透過性電極、触媒
担体等として使用できる多孔質の炭素製成形体全製造す
ることを可能とする方法全提供することである。

この本発明の課題は、炭素粉末とコークス化可能な有機
系バインダーとより成る混合粉末を生の予備成形体に成
形し、次にこの予備成形体を出来るだけ粗い粒子に粉砕
しそしてそうして得られる粒状材料から、形成すべき透
過性成形体の所期の透過率に依存して０．２〜１０簡の
範囲内の粒子区分を篩により分別し、その後にこの粒子
分別物から２番目の生の成形体を成形し□その際この場
合に用いた圧縮圧は形成すべき成形体の所望の透過率が
大きければ大きい程小さい−、次に生の成形体を貫流可
能な多孔ηの成形体を形成する為に減圧下または不活性
ガス芥囲気下で６００へ１０００℃の範囲内の温度まで
でコークス化することによって解決さされる。

炭素粉末とコークス化可能なバインダーとの混合はニー
ダ−または混合機によって行なうことができる。しかし
ながら混合粉末を製造する場合には、ドイツ特許公報第
２，０４０，２５　’２号および同第２，１５２，４９
２号にて知られている方法に従って行なうのが特に有利
である。何故ならばそれによって、予備成形体が比較的
に高い多孔性および比較的に高い強度を有することを保
証するからである。

それ故に混合粉末を製造する為にピッチ、タール、合成
樹脂またはこれらの類似物より成るバインダーを最初に
、粉砕コークス、電気炉グラファイト、天然グラフ立イ
ト、木またはその他のｆＲ維累から得られる炭および／
またはカーホ′ンブラックより成る炭素粉末が予め懸濁
されている液体中に全部または部分的に溶解し、次にこ
の浴液を、溶剤と混和し得るがバインダーを浴解しない
かまたは浴解し難い水の如き液体中に導入し、次で、バ
インダーで被覆されそして沈殿しそしてそれによって泥
状物全形成する炭素粒子からデカンテーションによって
上澄みｇ全除きそして次に乾燥するのが合目的である。

混合粉末からの生の予備成形体の製造は公知′の方法、
例えば鍛造プレス葦たは射出成形、ケーキング（５ｃｈ
１ｉｃｋｅｒ　）またはこれらに類似の方法によって行
なう。この場合ドイツ特許公報第２，１５３，０４４号
にて公九の方法に従って最初に泥状物を乾燥させ、その
際に形成される粉宋全、成形の為に準備した型の中に入
れ、次に、バインダー全完全Ｋまたは部分的に溶解する
液体の蒸気にさらしそしてこれに続いて乾燥するのが更
に有利である。その場合、用いる泥状物中のバインダー
の割合は２５重重量上り多いのが有利である。

２査目の生の成形体を形成する為にも、ドイツ特許公報
第２，１３５，０４４号にて公知の方法全同様に用いる
のが有利である。この為には、２蒼目の生の成形体の為
の出発物質として準備した粒子分別物を、成形の為に準
備した型中に入れ、次に、バインダーを完全にまたは部
分的に溶解する液体の蒸気にさらしそしてこれに続いて
乾燥させる。

生の予備成形体の粉砕は、最終成形体の所望な透過性に
相応した主な粒子分別物が生ずる様ｖｃＨ整しであるジ
ョーブレーカ（ｊａｗ　ｂｒｅａｋｅｒ）によって行な
うのが合目的である。粒子の大きいものを選らべば選ら
ぶ程、最終成形体のガス−あるいは液体流量が１す−４
，を多いはずである。

粒子の選択は特に相、応する篩い分別物を選択すること
によって行なう。比較的に均一な粒子より成るか＼る粉
末から、鍛造プレスによって再び生の成形体を製造する
のが有利であり、その際に最終成形体の透過性は、同じ
粒子の場合には圧縮圧が小さければ小きい程、ますます
大きい。

この方法段階の場合には、ドイツ特許公報第２．０４０
，２５２号および同第２，１３２，４９２号から公知の
方法を混合粉末の製造に用いるのが、粉末粒子がバイン
ダー膜で均一に被覆されている結果として、２番目の生
の成形体を製造する際に必要とされる圧縮圧が非常に低
くともよくそしてそれにも拘わらず強度の比較的に高い
成形体が形成てれる限り、有利である。

予備成形体の粉砕後で且つその際に得られる粉子分別物
より成る２査目の成形体は粒状顆粒より成り、完成最後
成形体と同様に比較的大きい孔を有している。

透過性の多孔質成形体をそれを用いる除にコークス化温
度より高い温度に加熱すべき場合には、コークス化Ｋｆ
ｑいて、少なくともその使用温度に相当する温度−但し
出来る限り使用温度より高くにあるべきである−に成形
体全減圧または不活性ガス雰囲気下に加熱する温度処理
も行なう。

実施例１ 各粒子がフェノール・ホルムアルデヒド樹脂バインダー
でドイツ特許公報第２，０４０，２５２号にて公知の方
法によって均一に被覆された５００７の電気炉グラファ
イト粉末（王な粒度：６０μｍ〜８０μｍＮバインダー
の割合ｚＳＯＭ量％）を箱型中に充填しそしてプラグを
載せる。次に箱型’１１１０℃に予め力ｌ熱された乾燥
室に入れそしてそこに２時間放置する。

その後に、加熱はれた粉末組成物（１１−１ｂａｒの圧
力でプレス成形して住の予備成形物としそして冷却後に
型から出す。この成形体は、９８箇×９８、Ｘ９４．の
寸法と１．００グ／（１’７７１’の幾何学的密ｆｉ　
（ｇｅｏｍｅｔｒｉｓｃｈｅ　Ｄｉｃｈｔｅ　）　ｆ有
している。

生の予備成形体を最初Ｖ？−粗く砕き、次にジョーブレ
ーカによって更に粉砕する。こうして得られる粒子混合
物を色々な区分に篩い分ける。

１．４門〜２簡の粒度の顆粒４０１！を、Ｚｏ調×８０
間の底面を有する長方形の箱型中に均一に充填しそして
、顆粒混合物上１ｃ　５０　ｍｂａｒ　の圧力が加えら
れる様に重きが決められているプラグを負荷する。この
様にして調整された箱型を次に２時間に亘って、１４０
℃に予備加熱された乾燥室中に置きそして加熱する。そ
の後に箱型を再び増υ出しそして冷却後に型から出す。

顆粒板の形状のその生の成型体音、次にアルゴン雰囲気
下で８００℃に加熱することによってコークス化する。

その後に得られる成形体は７６　ｗｎ　Ｘ　６６筋×９
５簡の寸法および１，２０１７ｃｍ２゜分（２０ｍｍＷ
ｓ　）の空気通過度を有している。

実施例２ 実施例１に従って製造された１、　４．〜２簡の篩区分
の顆粒を、実施例１に記載されているのと同様に充填し
そして加熱する。但しその際に、圧縮圧が１００　ｍｔ
）ａｒ　　と成る様な重さのプラグを載せる。冷却およ
び離型の後に生の成形体として、実施例１の条件のもと
でよりも薄い板が得られる。コークス化の後に成形体は
７６膿×６６論ＸａＳ調の寸法および０．５７　ｔ／α
２６分（２０ｍｍＷＳ’）の空気通過度を有している。

実施例３ 笑施＠１に従って製造した０、９町〜１．４咽の篩区分
の顆粒を実施例２Ｖ？−相応して１００　ｍｂａｒの圧
力にてフレス成形しそして次に得られた生の成形体をコ
ークス化する。こうして製造された成形体は７’６　ｖ
ｐｍ×６６　ｍｍＸ　９　ｗｎの寸法および０、２２１
７ｃｍ”−分（２０ｍｉｓ　）の空気通過度金有してい
る。

実施例４ 各粒子がフェノール−ホルムアルデヒド樹脂バインダー
で被覆された実施例１ｖｃ相応する電気炉グラファイト
粉末を箱型中に充填する。この型ｕ　４　ｗｎの直径の
穿孔を有しそして粉末を充填するＡｆｆＯ所に２重に１
紙が張っである。被覆された粉末を一様に充填しｆＣ後
に１紙で被いそして、１００　ｍｂａｒの圧力が加わる
様に重さを選択しである同様に穿孔のあるプラグを載せ
る。

こうして準備された箱型を、７０℃に予備加熱し且つ約
０．５　ｍｂａｒ　の圧力まで減圧された真空乾燥室に
置く。その後に６００　ｍｂａｒ　の圧力までメタノー
ル蒸気を乾燥室に導入し、０．５時［…抜Ｖ（最初に再
び減圧しそして次ＶＣ通気させる。

冷却仮に生の予備成形体金離型し、次にこのものから一
実施例１に記載の如く一ガスーおよび液体透過性の炭素
製成形体を製造する。空気通過Ｗ　：　０．８１７ｃｍ
２（２０闇ｗｓ　　にで）。

実施例５ ９８０２の電気ｔグラファイト粉末（王な粒度二６０μ
ｍ〜　８０μｍ）全、４２０２のフェノールホルムアル
デヒド樹脂バインダーが＃解している５０重量％濃度の
アルコール浴液と混合する。次にこの混合物全乾燥室中
でアルコールを蒸発させることによって乾燥させそして
粉砕する。こうして得られる粉末を箱型中に充填し、乾
燥室中で１１０℃に加熱し、次ｆ７１１１：　８　ｂａ
ｒの圧力で圧縮しそして冷却後に離型する。この成形体
は９８□□□×９８箪×１２１調および１．２の幾何学
的密度を有している。

こうして形成された予備成形物から出発して、一実施例
１に記載の如く一２番目の生の成形体およびこれからコ
ークス、化によって透過性成形体を製造する。この成形
体の空気通過度は−２３ｆｆｉ＋＋ＩＷＢ　　のもとで
−０，７２７ｃｍ”、分である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炭素粉末とコークス化可能な有機系バインダーとよ
   り成る混合粉末を生の予備成形体に成形し、次にこの予
   備成形体を出来るだけ粗い粒子に粉砕しそしてそうして
   伶られる粒状材料から、形成すべき透過性成形体の所期
   の透過率に依存して０．２〜１０覇の範囲内の粒子区分
   を＠により分別し、その後にこの粒子分別物から２香目
   の生の成形体を成形し□その際この場合に用いた圧縮圧
   は形成すべき成形体の所望の透過率が大きければ大きい
   程小芒い−、次に２査目の生の成形体を貫流可能な多孔
   質の成形体を形成する為に減圧下または不活性ガス雰囲
   気下で６００〜１０００℃の範囲内の温度まででコーク
   ス化す、ること全特徴とする、貫流可能な多孔質の炭素
   製成形体の製造方法。 ２）混合粉末を製造する為にピッチ、タール、合成樹脂
   −１＋たけこれらの類似物より成るバインダーを最初ｒ
   Ｃ１粉砕コークス、電気炉グラファイト、天然グラファ
   イト、木またはその他の繊維素から得られる炭および／
   ″１．たけカーボンブランクより成る炭素粉末が予め懸
   濁されている液体中に全部または部分的に溶解し、次に
   この浴液を、浴剤と混和し得るがバインダーを溶解しな
   いか′！１′たは溶解し難い水の如き液体中に導入し、
   次で、バインダーで被ｅ１されそして沈殿しそしてそれ
   によって泥状物を形成する炭素粒子からデカンテーショ
   ンによって上澄み液を除きそして次に乾燥する特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ５）懸濁液全混合室中で混合ノズルによってキャリヤー
   液中に、炭素粒子がバインダーで均一に被撫される様に
   噴射導入する、特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４）生の予備化形体全形成する為に泥状物を最初に乾燥
   させ、その際に形成される粉末を、成形の為に準備した
   型の中に入れ、次に、バインダーを完全にまたは部分的
   に浴解する液体の蒸気にさらしそしてこれに続いて乾燥
   する、特許請求の範囲第２項または第５項記載の方法。 ５）用いる泥状９勿中のバインダーの割合が２５重黛チ
   より多い特許請求の範囲第２〜４項のいずれか１つに記
   載の方法。 ６）２番目の生の成形体を製造する為に粒子分別物を、
   成形の為に準備した型中に入れ、次に、バインダー金光
   全にまたは部分的に溶解する液体の蒸気にさらしそして
   これに続いて乾燥させる特許コＩｓ求の範囲第１〜５項
   のいずれか１つに記載の方法。 υ　貫流可能な多孔質の成形体をそｈを用いる隙にコー
   クス化温度より尚い温度に刀０熱する場合ＶＣハ、コー
   クス化に続いて、少なくともその使用温度ＶＣ’Ａ−Ｂ
   尚する温度に成形体金減圧育たは不活性ガス雰囲気下に
   加熱する篩温処理全行なう特許請求の範囲第１〜６項の
   いずれか１つに記載の方法。