JPS60221312A - 多孔性炭素焼結体 - 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、多孔性炭素焼結体に関する。

〈産業上の利用分野〉 一般に、炭素焼結体は、優れた耐熱性、高熱伝導塵、低
熱膨張率、高導電性、潤滑性、耐食性、脹 高純度性、放物理性等のほか、強度が温度に比例して増
す等の特徴があり、製鋼用大型電極のほか電機用ブラシ
、化学用不浸透炭素、シール・摺動材、るつぼの冶金用
、ヒーター発熱体、放電加工電極等の広範な用途に用い
られている。

〈従来の技術〉 従来の炭素焼結体は、予め成形したものを焼成原料とし
たときは、カーボンブラックの比表面積を が外ために結合剤が大量に必要となり、故に良質の焼結
体が得られないという理由から、グラファイトやコーク
スを主原料とするものが製造されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、この従来法による焼結体は、緻密なもの
しか得られていないため、例えば、ガスや液体がその表
面で反応することによりエネルギーを生成する所謂燃料
電池用の多孔性電極や、小孔を利用した触媒担体や物質
分離用フィルター等への用途に対しては全く不向きであ
った。これが、多孔性炭素焼結体の出現が望１れる所以
である。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者らは、多孔性を特徴とする炭素焼結体を得るべ
く検討の結果、本発明を完成した。

即ち、本発明は、水銀圧入法による細孔容積が０．２〜
１．４ｃｔ−／ｙであることを特徴とする多孔性炭素焼
結体である。

本発明の焼結体は、従来のものが不適であった上記の如
き用途に対しても適するものであり、かつ従来の焼結体
に比して軽量であるので、実用的価値が著しく高揚する
。

本発明の焼結体の原料どしては、ファーネスブラック、
チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブ
ラックや液状炭化水素を炉内において分子状酸素及び水
蒸気の存在下部分酸化反応せしめて合成ガス化と同時に
生成する高導電性カーボンブラック（特願昭５７−２３
１２２８、同５８−１６９０４５、同５８−１７５４８
５号明細書参照）等のカーボンブラック、グラファイト
、コークス等を用いることができるが、中でもカーボン
ブラックは簡便に良質の焼結体が得られる点で好ましい
。

結合剤については、品質上、用いない方が好オしいが、
多孔性を損なわない範囲内で用いることは差し支えない
。

さらに、カーボンブラックの焼結性を損わない範囲で各
種の付加的添加剤を配合することができる。このような
付加的添加剤としては、例えば、アルミナ、ベリリア、
マグネシア、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ムライト、ステ
アタイト、フォルステライト、ジルコン、コージェライ
ト、チタン酸バリウム、ジルコニア、シリカ、サーメッ
ト、炭化タングステン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化
アルミニウム、サイアロン、チタニア、フェライトなど
のセラミックス；炭素繊維、ボロン繊維、炭化けい素繊
維、アルミナ繊維、芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊維
などの無機繊維；炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウ
ム、クレー、ケイソウ土、ウオラストナイト、マイカ、
水酸化アルミニウム、水酸化リグネシウム、酸化亜鉛、
塩基性炭酸マグネシウム、アスベスト、ゼオライト、炭
酸マグネシウム、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化鉄
、セリサイト、シラスなどの無機フィラー；ウィスカー
（炭化ケイ素、窒化ケイ素など）等がある。

本発明の焼結体は、例えば、これらの炭素原料等を真空
または不活性雰囲気中において、圧力１００〜１０００
Ｋｇ／ｃＩＩおよび温度１ｏｏｏ〜３０００℃の条件下
で高周波誘導加熱による焼成で得ることができる。

得られる焼結体のもう一つの特徴は、従来のものに比し
て比重が小さいものも出来る点にある。

例えば、従来の炭素焼結体の比重（ＪＩＳ−Ｒ−７２２
２によるかさ比重）は１．４〜１．８であるが、本発明
では１．０以下のものも可能である。

本発明の炭素焼結体は、例えば、先に挙げた燃料電池用
多孔性電極、気体中の粉塵・不純物等固型物の分離や液
体中の固型物の分離用のフィルター（特ニ耐食性、耐熱
性の優れたフィルター）および良好なる通気性を活がし
た触媒担体の外に、パネルヒーター発熱体、更に、軽量
構造材、断熱材、曝気装置、化学吸着剤、電磁波シール
ド材、生体用材料等にも使用できる。

以上のようにして得られる本発明の炭素焼結体は、水銀
圧入法にょる細孔容積が０．２〜１．４　ｃｃ／りのも
のである。ｏ、ｚｃｃ／ｙ未満のものは多孔性の点で満
足なものではなく、１だ、１．４ｃｃ／を超過のものは
製造が難しい。

なお、ここで、水銀圧入法は、Ｌ　、　Ｃ、Ｄｒａｋｅ
ａｎｄ　ＨｏＬ、Ｒｉｔｔａ、　Ｉｎｄ、Ｅｎｇ、Ｃｈ
ｅｍ、　（Ａｎａｌ、ｅｄ、）貝、７８２．７８７　（
１９４５）に記載された方法である。

〈実施例〉 実施例１ 高導電性カーボンブラック、市販のアセチレンブラック
および同ファーネスブラックを用いて、高周波誘導加熱
方式のホットプレス装置により、２０００℃および２０
０Ｋｇ／ｃＪでａｏ分間加熱圧縮して炭素焼結体を得た
。得られた焼結体の水銀圧入法による細孔容積およびか
さ比重を測定した。

なお、かさ比重けＪＩＳＲ−７２２２に準拠して測定し
た。

比較のために、市販の黒鉛質炭素焼結体についても同様
の測定を行なった。結果は第１表の通り。

なお、ここで用いた高導電性カーボンブラックは次の方
法で製造したものである。

即ち、 Ｃ部分酸化反応による高導電性カーボンプラックの製造
） 原料液状炭化水素の性状が 初留温度　１８０〜１９０℃ １０チ留出温度　２０５〜２１５℃ ５０チ留出温度　２５０〜２６０℃ ９７チ留出温摩　３２０〜３４０℃ 粘度（８０℃）　約１０ｃｓｔ 炭素原子／水素原子（重量比）　１２．５なるエチレン
ヘビーエンドをシェルガス化プロセスの炉に使用した。

紋針の炉内温度１４００℃、炉内圧力３０Ｋｇ／−で炉
内へ供給する水蒸気の量を原料炭化水素１トン当り７２
０　Ｋｆ、メタン濃度０．３容量チで運転した。

この時得られた合成ガスの組成は、−酸化炭素５０．５
容量チ、水素４１゜８容量チ、炭酸ガス７．４容量チ、
その他０．３容量チであり、合成ガスと同時にＤＢＰ吸
油量４９０ｍ１／９の副生じたカーボンブラックを得た
。

（高導電性カーボンブラックの乾燥及び加熱処理）上記
の様にして得た高導電性カーボンブラックを５００℃、
１時間、窒素ガス雰囲気中で乾燥した。この乾燥カーボ
ンブラックは、水分含有率１重量−以下であった。

第１表 （注）＊：比較例 実施例２ 実施例１で用いたのと同じ高導電性カーボンブラック１
００重量部に市販の炭化ケイ素粉末または炭素繊維をそ
れぞれ３０重量部、２５重量部添加して混合した後、高
周波銹導加熱方式のホットプレス装置により２０００℃
、ｚｏｏＫｇ／ｃＪで３０分間加熱圧縮して炭素焼結体
を得た。

この焼結体の物性は第２表の通り。

第２表 特許出願人　三菱油化株式会社 代理人　弁理士　古　川　秀　利 代理人　弁理士　長　谷　正　久

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水銀圧入法による細孔容積が０．２〜１　、４　ＣＣ／
   −１＝１であることを特徴とする多孔性炭素焼結体。