JPS6132247B2 - - Google Patents

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JPS6132247B2
JPS6132247B2 JP57033098A JP3309882A JPS6132247B2 JP S6132247 B2 JPS6132247 B2 JP S6132247B2 JP 57033098 A JP57033098 A JP 57033098A JP 3309882 A JP3309882 A JP 3309882A JP S6132247 B2 JPS6132247 B2 JP S6132247B2
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JP
Japan
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resin
nitrogen
granular
weight
powdered
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JP57033098A
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Japanese (ja)
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JPS58151316A (en
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Hiroaki Koyama
Shigeo Shimizu
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Kanebo Ltd
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Kanebo Ltd
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Publication date
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Priority to US06/452,622 priority patent/US4466932A/en
Priority to KR8205886A priority patent/KR870001275B1/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は炭素成形体の製造方法に関する。さら
に詳しくは、流れ特性が良好で且つ反応性を有し
それ自体で、あるいは種々の炭素化材料、充填物
質等と混合して優れた成形性および炭化収率を示
す新規な粒状ないし粉末状含窒素フエノール・ア
ルデヒド樹脂を用い、優れた強度および高い硬度
を持つ炭素成形体を製造する方法に関する。 従来、フエノール・アルデヒド樹脂の代表的な
ものとしてノボラツク樹脂とレゾール樹脂とが知
られている。ノボラツク樹脂は、通常、フエノー
ル対ホルムアルデヒドのモル比が例えば1対0.7
〜0.9となるようなフエノール過剰の条件下で、
例えばシユウ酸の如き酸触媒の存在下(通常0.2
〜2%)でフエノールとホルマリンとを反応させ
ることによつて製造される。かような方法で得ら
れるノボラツク樹脂は、フエノールが主としてメ
チレン基によつて結合された3〜5量体が主成分
をなし、遊離メチロール基を殆んど含有せず、従
つてそれ自体では自己架橋性を有せず、熱可塑性
を有する。 そこでノボラツク樹脂は、例えばヘキサメチレ
ンテトラミン(ヘキサミン)の如きそれ自体ホル
ムアルデヒド発生剤であると共に有機塩基(触
媒)発生剤でもある架橋剤と加熱下で反応させる
か、又は例えば固体酸触媒とパラホルムアルデヒ
ド等と混合し、加熱反応させることによつて、硬
化樹脂とすることができる。 ノボラツク樹脂は粉末状で取扱いが容易である
が、成形体を加熱硬化させる際成形体の表面から
内部に向つて硬化反応が進行し、しばしば内部が
充分に硬化していない硬化物を与える。そのた
め、このような硬化物を炭化焼成に付すときに
は、内部においてガスが発生して成形品に亀裂や
ガスぶくれを生じ、炭化焼成が進むにつれてこの
亀裂やガスぶくれが更に顕著となり、満足な品質
の炭素成形体を製造することは非常に困難であ
る。 また、レゾール樹脂は通常溶液として供給され
従つて、脱溶媒してそれ自体で成形品とすること
は脱溶媒の際発泡しつつゲル化反応が進行するの
で非常に困難である。そのため、充填物質を用い
て脱溶媒して成形することが普通行なわれている
が、このような成形品を炭化焼成に付すときに
は、上記ノボラツク樹脂の場合と同様にガスぶく
れや亀裂が生じ、強度あるいは硬度の点で満足な
品質の炭素成形体を製造することは非常に困難で
ある。 また、比較的近年に至つて、ノボラツク樹脂を
高温下で加熱して可成り縮合度の大きなものを
得、これを精製して低縮合物を分離、除去してフ
エノール基が7〜10個メチレン基で結合された比
較的高縮合体を得、これを加熱溶融紡糸してノボ
ラツク樹脂繊維を形成し、これを塩酸・ホルムア
ルデヒド混合水溶液中に浸漬して、室温から除々
に加温して長時間かけて該繊維の外部から硬化反
応を進行させることにより硬化ノボラツク樹脂繊
維を製造する方法が提案された(特公昭48−
11284号)。 しかしながら、上記の如くして製造した硬化ノ
ボラツク繊維を截断又は粉砕したものは高価なも
のとなるばかりでなく、成形材料として流れ特性
のよい粒状又は粉末状のものとすることはできな
い。 上記硬化ノボラツク樹脂繊維と他の炭化材料と
の組成物から成る成形体から炭素成形体を製造す
る方法も、ごく最近になつて提案されている(特
開昭54−77293号参照)。しかしながら、硬化ノボ
ラツク樹脂繊維は上記の如く流れ特性のよい粒状
ないし粉末状樹脂ではなくしかも反応性がないた
めバインダーとなる他の炭化材料を必ず必要とす
るなどの点で難点があり、それ故例えば射出成形
時においてノズル詰りを生じたりあるいは該繊維
が均一に分散した成型体を製造することが困難と
なるなどの点がみられる。 また近年にいたつて、フエノール類とホルムア
ルデヒドとを少くとも含窒素系化合物の存在下で
反応させて得られる縮合物に親水性高分子化合物
を添加し、反応させて粒状ないし粉末状樹脂を製
造する方法が発表されているが(特公昭53−
42077号)、この方法で得られる樹脂の非ゲル化物
は約5〜6%という多量の遊離フエノールを含有
し(同実施例1〜4)、そのゲル化物(同実施例
5)は極めて硬い非反応性樹脂となるばかりでな
く、親水性高分子化合物を含有する。そのためこ
れを充填剤として用いて得られる成形品自体の性
能を低下せしめるだけでなく、その成形品から得
られる炭素成形体に亀裂やガスぶくれを生じる欠
点がある。 さらに、フエノールとホルムアルデヒドを塩基
性水溶液中で反応させて得られるプレポリマーを
保護コロイドと混合し、酸性下で不活性固形ビー
ズ状に凝固させる方法も公知であるが(特公昭51
−13491号)、これは所謂レゾール樹脂硬化物に相
当し、反応性を有せず、その上塩類や酸、その他
保護コロイドを含有するために同様にこれを充填
剤として用いて得られる成形品自体の性能を低下
せしめるだけでなく、その成形品から得られる炭
素成形体に亀裂やガスぶくれを生じる欠点があ
る。 上記の如く、従来フエノール・ホルムアルデヒ
ド樹脂を成形品の充填剤として使用する試みはな
されているが、成形品の充填剤として見ると、フ
エノール・ホルムアルデヒド樹脂を充填剤に適し
た形状あるいは形態のものとして取得すること自
体が第1に困難であり、また成形品特に炭素化用
成形品に対し望ましくない影響を与える物質を含
有するという問題を有している。 本発明者らは、先に上記の如き欠点を有さない
新規な含窒素フエノール・アルデヒド樹脂の粒状
ないし粉末状体およびその製造方法を提供した。 それ故、本発明の目的は、新規な粒状ないし粉
末状含窒素樹脂を炭素化材料として用いて炭素成
形体を製造する方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、粒状ないし粉末状であつ
て流れ特性が良好な粒状ないし粉末状含窒素樹脂
を炭素化材料として用いて、優れた強度および高
い硬度を有する炭素成形体を製造する方法を提供
することにある。 本発明の更に他の目的は、粒状ないし粉末状含
窒素樹脂を炭素化材料として用いることによつ
て、それを用いた前駆成形体(炭素化用成形体)
から高い炭化収率で炭素成形体を製造する方法を
提供することにある。 本発明の更に他の目的は、それ単独で又は他の
樹脂との反応性を有する粒状ないし粉末状含窒素
樹脂を炭素化材料として用いることによつて、亀
裂やガスぶくれが少なく且つ内部と外部とで品質
むらの殆んどない前駆成形体を製造し、かくして
該前駆成形体から亀裂やガスぶくれがなく且内部
と外部とが均質な炭素成形体を製造する方法を提
供することにある。 本発明の更に他の目的は、優れた強度および高
い硬度を有するスポンジ状炭素成形体を製造する
方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、優れた強度および高
い硬度を有し且つ極めて大きな比表面積を有する
炭素成形体を製造する方法を提供することにあ
る。 本発明の更に他の目的は、優れた強度および高
い硬度を有し且つ導体から半導体に亘る導電性を
示す炭素成形体を製造する方法を提供することに
ある。 本発明の更に他の目的は、優れた強度および高
い硬度を有し且つ優れた耐熱性、耐摩耗性、摺動
特性あるいは耐化学薬品性を示す炭素成形体を製
造する方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、高い比表面積を有す
る含窒素炭素成形体を提供することにある。 本発明の更に他の目的および利点は以下の説明
から明らかとなる。 本発明のかかる目的および利点は、本発明によ
れば、 フエノール類、少くとも2個の活性水素を有す
る含窒素化合物およびアルデヒドとの縮合物から
成る粒状ないし粉末状樹脂であつて、 (A) 該粒状ないし粉末状樹脂は粒径0.1〜100ミク
ロンの球状一次粒子およびその二次凝集物を含
有し、そして (B) 該樹脂のKBr錠剤法による赤外線吸収スペク
トルにおいて、 1450〜1500cm-1の範囲の最も大きな吸収強度
をD1450〜1500、そして960〜1020cm-1の範囲の
最も大きな吸収強度をD960〜1020、 で表わした場合、 D960〜1020/D1450〜1500=0.1〜2.0 である、 の粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒ
ドを少くとも含有する熱成形可能な樹脂組成物、
又は該粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アル
デヒド樹脂の熱成形可能なもの単独から前駆成形
体を熱成形し、次いで前駆成形体を炭化焼成せし
めることを特徴とする、炭素成形体の製造方法に
よつて達成される。 本発明において用いられるかかる粒状ないし粉
末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂は、フエ
ノール、又は少くとも50重量%特に少くとも70重
量%のフエノールを含有するフエノールと例えば
o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾー
ル、ビス−フエノールA、o−、m−又はp−
C2〜C4アルキルフエノール、p−フエニルフエ
ノール、キシレノール、レゾルシノール等公知の
フエノール誘導体の1種又はそれ以上との混合物
と、少なくとも2個の活性水素を有する含窒素化
合物およびアルデヒドとの縮合物を包含する。 本発明の樹脂組成物における上記粒状ないし粉
末状含窒素樹脂は上記した(A)および(B)の特性を有
する。前記(A)および(B)の特定において、 (A)の球状一次粒子およびその二次凝集物の粒径
が0.1〜100ミクロンであるという特定、 (B)のD960〜1020/D1450〜1500=0.1〜2.0 という特定、 はいずれも後述する測定法に基づくものである。 上記粒状ないし粉末状含窒素樹脂の第1の特徴
は、従来公知のノボラツク樹脂の硬化製品又はレ
ゾール樹脂の硬化製品を粉砕することは極めて困
難であるがそれを強いで粉砕したもの、或は従来
公知の硬化ノボラツク樹脂繊維を粉砕したもの等
とは全く異つて、前記(A)に特定するとおりそれら
の殆んどが球状一次粒子およびその二次凝集物
で、粒径が0.1〜100ミクロンのもの、好ましくは
0.1〜50ミクロンのものを含有する。 上記粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、通常その
少くとも30%、好ましくは少くとも50%が粒径
0.1〜100ミクロン、さらに好ましくは0.1〜50ミ
クロンの球状一次粒子およびその二次凝集物から
成る。この30%又は50%という表示は、後記の粒
径測定法において定義するとおり、倍率が100〜
1000倍の光学顕微鏡の1つの視野における全体の
粒子(二次凝集物を含む)の数の30%又は50%と
いう意味である。特に好ましいものは、該粒状な
いし粉末状含窒素樹脂の70乃至実質的に100%が
粒径0.1〜100ミクロンの球状一次粒子およびその
二次凝集物から成るものである。 特に好ましいものは、上記定義による光学顕微
鏡写真の視野の粒子の数(5つの視野の平均値と
して)の少くとも30%、特に少くとも50%就中70
乃至実質的に100%が0.1〜50ミクロン、より好ま
しくは0.1〜20ミクロンの範囲の球状一次粒子お
よびその二次凝集物から成る。 上記の粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、以上の
とおり、上記の球状一次粒子およびその二次凝集
物の微小粒子が中心となつて形成されたものであ
るから極めて微小であつて、全体の少くとも50重
量%、好ましくは70重量%、特に好ましくは全体
の少くとも80重量%は150タイラーメツシユの篩
を通過する。このような篩を通過するという表示
は、本発明において用いられる粒状ないし粉末状
製品を該篩で篩う操作において、該粒状ないし粉
末状製品を軽く手でもみほぐすとか、はけ様のも
ので篩目上の粒子を軽く押したり、ならしたりす
るとか、或は手で軽く叩く等の該粒子(二次凝集
物を含む)を強制的に破壊するようなものでない
力が加わることを何等排除するものではない。 上記の粒状ないし粉末状含窒素樹脂はさらに、
前記(B)で特定されているとおり、赤外線吸収スペ
クトルにおいて、 D960〜1020/D1450〜1500=0.1〜2.0 好ましくは、更に D1280〜1360/D1450〜1500=0.15〜3.0 という特性を有する。 また、本発明に用いられる粒状ないし粉末状の
含窒素樹脂の好ましいものは、 D960〜1020/D1450〜1500=0.15〜0.6 好ましくは、更に D1280〜1360/D1450〜1500=0.2〜2.0 という特性を有し、特に好ましいものは、 D960〜1020/D1450〜1500=0.2〜0.4 好ましくは、更に D1280〜1360/D1450〜1500=0.3〜1.5 という特性を有する。 また、本発明に用いられる粒状ないし粉末状の
含窒素樹脂は、更に、 KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て、1580〜1650cm-1の範囲の最も大きな吸収強度
をD1580〜1650で表わした場合、 D1580〜1650/D1450〜1500=0.3〜4.5 (好ましくは0.75〜2.0、特に好ましくは1.0〜
1.5) である、赤外線吸収スペクトルにおける特徴を有
している。 一般に、三次元架橋構造を有する物質の各種官
能基の帰属を赤外線吸収スペクトルで確定するこ
とは難しい。すなわち赤外線吸収スペクトル図に
おけるピークが大きくシフトすることが多いから
である。 しかしながら、フエノール・アルデヒド樹脂や
種々の含窒素化合物の赤外線吸収スペクトルか
ら、本発明における赤外線吸収スペクトルにおけ
る上記吸収は、 960〜1020cm-1の吸収はメチロール基に帰属す
るピークであう、1280〜1360cm-1の吸収は炭素窒
素結合に帰属するピークであり、そして1450〜
1500cm-1の吸収は芳香族二重結合に帰属するピー
クであると決められた。 また、1580〜1650cm-1の吸収の帰属に明確にし
難いが、この吸収の強度を用いた上記比率
D1580〜1650/D1450〜1500の値は、窒素を含有しな
いフエノール・ホルムアルデヒド系樹脂における
その比率を明確に区別し得る値を示すため、本発
明の樹脂を特定するために同様に特徴的な吸収と
して認識できる。 本発明に用いられる粒状ないし粉末状含窒素樹
脂を特定するための1つのパラメーターである、
赤外線吸収スペクトルにおける上記の如き吸収強
度の比、例えばD960〜1020/D1450〜1500=0.1〜2.0
という範囲は本発明に用いられる含窒素樹脂がか
なりの程度の量でメチロール基を含有しており、
しかもそのメチロール基の含量もある程度の範囲
で調整し得るものである、というような構造と結
びついた特性値を表わしていると理解できる。 本発明で用いられる粒状ないし粉末状含窒素樹
脂は液体クロマトグラフイーによる測定値として
遊離フエノール含有量が通常500ppm以下であ
り、さらに好適な製品は該遊離フエノール含有量
が300ppm以下、就中100ppm以下である。前記
特公昭53−42077号に開示された方法により得ら
れる粒状ないし粉末状樹脂は0.3〜約6重量%と
いう極めて多量の遊離フエノールを含有するのに
対して、本発明で用いられる粒状ないし粉末状含
窒素樹脂の遊離フエノール含有量は極めて少量で
ある。この事実はこの種粒状ないし粉末状樹脂に
とつて使用上の重要な利点となる。 本発明で用いられる粒状ないし粉末状含窒素樹
脂は、多くのものが、少くとも1重量%好ましく
は2〜30重量%の窒素を含有することも明らかと
されている。 本発明で用いられる粒状ないし粉末状含窒素樹
脂は、後に記述する製造方法に従つて硬化反応が
それ程充分に進行してないもの、或いは硬化反応
が比較的進行したもののいずれの状態をとること
もできる。その結果、本発明で用いられる粒状な
いし粉末状含窒素樹脂には、熱的には、後に記載
した加熱融着測定法に従つて100℃の温度で5分
間加圧した場合に、(a)少くともその1部が融着し
て塊状ないし板状体となるもの、及び(b)実質的に
溶融又は融着せずに粒状ないし粉末状の形態をと
るものの双方が含まれる。 上記(a)の比較的融着性の大きな樹脂には、後に
記載する試験方法に従つてメタノールに対する溶
解性を測定すると20重量%以上、さらには30重量
%以上、多いものでは40重量%以上のメタノール
溶解性を示す樹脂が包含される。 本発明において用いられる粒状ないし粉末状樹
脂は先に述べた(A)および(B)の特性を有することを
特徴とする。 本発明において用いられる粒状ないし粉末状含
窒素樹脂は、粒径0.1〜100ミクロン、好ましくは
0.1〜50ミクロンの球状一次粒子およびその二次
凝集物を含有し(前記(A)の条件)好ましいものは
これらを少くとも50%含有し且つ通常少くともそ
の50重量%、好ましくは少くとも70重量%が150
タイラーメツシユ篩を通過し得る大きさを有する
ため、流動性が極めて良好であつて、他の炭素化
材料と容易に且つ比較的多量に混合することがで
きる。また、本発明で用いられる粒状ないし粉末
状含窒素樹脂は、少くともその多くのものが極め
て微小な球状の一次粒子を基本構成要素とするた
め、これを含有する本発明の熱硬化型の樹脂組成
物を硬化せしめた硬化成形物は機械的に優れた特
性、特に圧縮に対し強い抵抗性を示す。本発明で
用いられる粒状ないし粉末状含窒素樹脂は常温で
は極めて安定で、しかもそれ自体相当量のメチロ
ール基を含有するから加熱した際に反応性を示
し、後記実施例に示すとおり、物理的、機械的特
性のみならず、断熱性、耐熱性その他電気絶縁性
の如き電気的特性あるいは耐薬品性が極めて優れ
た硬化成形物を形成する。 本発明で用いられる粒状ないし粉末状含窒素樹
脂はさらに遊離フエノール含有量が通常500ppm
以下、好ましくは300ppm以下、就中100ppm以
下と少ない。フエノール含有量がこのように極め
て少ないため、本発明で用いられる粒状ないし粉
末状含窒素樹脂はその取扱いが極めて容易であり
且つ安全である。また、本発明において用いられ
る粒状ないし粉末状含窒素樹脂は上記の如く遊離
フエノール含量が極めて少ないため、これから前
駆成形体を得る際にフエノール類に起因する副反
応率が少なくなる。 また、本発明で用いられる粒状ないし粉末状含
窒素樹脂は、後述する製造方法から明らかなとお
り、反応系内に親水性高分子化合物を実質的に含
有しない製造方法により製造されるため、通常親
水性高分子化合物を実質的に含有していない。 本発明で用いられる粒状ないし粉末状含窒素フ
エノール・アルデヒド系共重合樹脂は以上述べた
とおり、極めて微細で、保存安定性及び流れ特性
が良好であり、或る程度のメチロール基を含有す
るので前駆成型体を成形し加熱した場合に反応性
を有するため均一な物性を持つ炭素成形体を与え
るという優えた特徴を有している。 本発明において用いられる上記粒状ないし粉末
状樹脂は、 (1) 下記組成 (イ) 塩酸(HCl)濃度が3〜28重量%、 (ロ) ホルムアルデヒド(HCHO)濃度が3〜
25重量%およびホルムアルデヒド以外のアル
デヒドの濃度が0〜10重量%、且つ (ハ) 塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度が10〜
40重量%、 である塩酸−アルムアルデヒド浴に、 (2) フエノール類と少くとも2個の活性水素を有
する含窒素化合物とを、下記式()、 浴比=上記塩酸−ホルムアルデヒド浴の重量/上記フエノール類の重量+上記含窒素化合物の重量 で表わされる浴比が少くとも8以上となるよう
に維持して、接触させることによつて製造する
ことができる。 上記(1)の塩酸−ホルムアルデヒド浴の組成とし
ては、上記(イ)、(ロ)、(ハ)の3条件の他に、さらに条
件(ニ)として 該浴中のホルムアルデヒド(モル)/該浴に接触するフエノール類(モル)と含窒素化合物(モル)との合計のモル
比 が少くとも2以上、殊に2.5以上、就中3以上と
なるようにすることが好適である。上記条件(ニ)の
モル比の上限は特に限定されないが、20以下、な
るようにすることが好適である。上記条件(ニ)のモ
ル比の上限は特に限定されないが、20以下、特に
15以下が好適である。上記モル比は特に4〜15、
就中8〜10が好適である。上記製造法の特徴は、
かように塩酸(HCl)濃度が可成り高濃度でしか
もフエノール類と含窒素化合物とに対してホルム
アルデヒドを過剰に含有する塩酸−ホルムアルデ
ヒド水溶液の浴を、浴比が8以上、好ましくは10
以上という大きな比率でフエノール類および含窒
素化合物と接触させることにある。 すなわち、更に説明すると、上記方法は上記の
如く塩酸とホルムアルデヒドのそれぞれの濃度が
3重量%以上であり、浴比が8以上という条件下
で行なわれるので、フエノール類と含窒素化合物
との合計重量に対する塩酸及びホルムアルデヒド
の重量比率はいずれも少くとも24重量%となる。
また、上記方法は上記の如く塩酸とホルムアルデ
ヒドとの合計濃度が10重量%以上で行なわれるの
で、フエノール類と含窒素化合物との合計重量に
対する塩酸とホルムアルデヒドの合計重量は80重
量%以上となる。かような反応条件は既述のとお
り従来公知のノボラツク樹脂およびレゾール樹脂
製造の反応条件とは根本的に異つている。 塩酸−ホルムアルデヒド浴にフエノール類と含
窒素化合物とを接触させる際の前記式()で表
わされる浴比は、10以上、殊に15〜40とすること
が好ましい。 塩酸−ホルムアルデヒド浴にフエノール類と含
窒素化合物とを接触させるにはフエノール類が該
浴と接触した後白濁が生成し、然る後粒状ないし
粉末状の固形物が形成されるように行う。該塩酸
−ホルムアルデヒド浴とフエノール類および含窒
素化合物との接触は、該塩酸−ホルムアルデヒド
浴中にフエノール類と含窒素化合物とを一緒に添
加するか又は含窒素化合物を添加したのちフエノ
ールを添加して最初に透明溶液を形成し、次いで
白濁を生成させ、しかる後粒状ないし粉末状の固
形物が形成されるように行うことが好適である。
この際、該浴にフエノール類を添加して白濁を生
成する前の段階においては、該浴を撹拌して添加
したフエノール類と含窒素化合物とが該浴となる
べく均一な透明溶液を形成するようにし、また白
濁が生成した時点以降固形物が形成されるまでの
期間はフエノール類と含窒素化合物との割合や反
応条件によつては該浴(反応液)に例えば撹拌の
如き機械的剪断力を与えないようにすることが好
ましい。 添加するフエノール類は、フエノール類そのも
のでもよいが、フエノールをホルマリン、塩酸水
溶液或は水等で希釈したものでもよい。 また、フエノール類又は、フエノール類と含窒
素化合物(又はそれらの希釈溶液)を添加する際
の、塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度又は予め含
窒素化合物を溶解せしめた塩酸−ホルムアルデヒ
ド浴の温度は、90℃以下、特に70℃以下の温度が
好適である。該浴の温度が40℃以上、殊に50℃以
上に高い場合は、フエノール類および含窒素化合
物とホルムアルデヒドとの反応速度は大となるか
ら、フエノール類、又はフエノール類と含窒素化
合物とを殊に該ホルマリン溶液で希釈した希釈溶
液として該浴に添加するのが好適である。またこ
の場合には、反応速度が大であるから、フエノー
ル類、又はフエノール類と含窒素化合物とを殊に
それらの希釈溶液の細流又はなるべく微小の細滴
の形で該浴に添加し接触せしめるのが好ましい。 該浴温が40℃以上、殊に50℃以上に高い場合に
は、この浴にフエノール類、又はフエノール類と
含窒素化合物、又はそれらの希釈溶液を接触せし
めると、該浴温が高ければ高い程フエノール類と
含窒素化合物との反応速度は大となり、該接触の
後数分以内の短時間或は瞬時に白濁が生成し、且
つ急速に粒状ないし粉末状の固形物が形成され
る。 塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度を40℃以下、
好ましくは5゜〜35℃、特に好ましくは10〜30℃
に保ち、この浴にフエノール類と含窒素化合物と
をそのまま又はその前記希釈溶液、好ましくはフ
エノールと含窒素化合物との水希釈釈溶液を添加
し、白濁が生成した後ほぼ50℃以下、好ましくは
45℃以下の温度で所望の反応を完了した粒状ない
し粉末状固形物は、硬化反応がそれ程充分に進行
していないから、一般に後述する加熱融着測定法
において熱融着性を示すものとなる。 他方、該塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度を40
℃以下、好ましくは15゜〜35℃に保ち、この浴に
添加すべきフエノール類と含窒素化合物とをその
まま又はその前記希釈溶液の実質的全量を撹拌下
に添加して透明溶液を形成させ、しかる後非撹拌
状態で白濁を生成させ、次いで昇温又は昇温する
ことなく淡ピンク色の粒状ないし粉末状の固形物
を生成させ、この固形物を50℃よりも高い温度、
好ましくは70゜〜95℃の温度に加熱して所望の反
応を完了したものは、硬化反応がより進行するか
ら、後述する熱融着測定法による100℃の熱融着
性は低下するか又は実質的に高くなり、或はより
高温例えば200℃における熱融着性を示すもの又
はそのような高温においても熱融着性を実質的に
有しないものとなる。 上記のいずれの場合も予め塩酸−ホルムアルデ
ヒド浴中に含窒素化合物を添加し次いでフエノー
ル類のみを添加することもできる。 上記方法で用いるフエノール類としては、フエ
ノールが最も好適であるが、少くとも50重量%特
に少くとも70重量%のフエノールを含有するもの
であればo−クレゾール、m−クレゾール、p−
クレゾール、ビス−フエノールA、o−、m−又
はp−C2〜C4アルキルフエノール、p−フエニ
ルフエノール、キシレノール、レゾルシノール等
公知のフエノール誘導体の1種又はそれ以上との
混合物であつてよい。 上記方法で用いる含窒素化合物としては、少く
とも2個の活性水素を分子内に有する化合物、好
ましくは分子内に、活性水素を有するアミノ基、
アミド基、チオアミド基、ウレイン基、及びチオ
ウレイン基より成る群から選ばれる基を少くとも
1個有する化合物が用いられる。 かかる含窒素化合物としては、例えば、尿素、
チオ尿素、尿素もしくはチオ尿素のメチロール誘
導体、アニリン、メラミン、グアニジン、グアナ
ミン、ジシアンジアミド、脂肪酸アミド、ポリア
ミド、トルイジン、シアヌール酸又はこれらの機
能的誘導体が挙げられる。これらは1種又は2種
以上で用いることができる。 以上の如くして該浴中に生成し、所望の反応が
完了した粒状ないし粉末状含窒素フエノール・ア
ルデヒド樹脂の固形物は、該塩酸−ホルムアルデ
ヒド浴から分離し、これを水洗し、好ましくは付
着する塩酸をアルカリ水溶液、例えばアンモニア
水又はメタノール性アンモニア水で中和し更に水
洗することによつて所望の製品とすることができ
る。この場合当然のことながらメタノール溶解性
が比較的高い樹脂にあつてはアルカリ水溶液で中
和を行なうのがよい。 本発明方法は、上記粒状ないし粉末状含窒素フ
エノール・アルデヒド樹脂の単独又は該粒状ない
し粉末状含窒素樹脂を少くとも含有する樹脂組成
物から熱成形により前駆成形体を製造することに
より先ず行なわれる。 単独で用いられる上記粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂又は上記樹脂組成物
は当然に熱成形可能でなければならない。 単独で用いられる上記粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂としては、それ故、
加熱融着測定法に従つて100℃の温度で5分間保
持した場合に少くともその一部が融着するもので
ある前記した(a)の含窒素フエノール・アルデヒド
樹脂又はこの(a)の含窒素フエノール・アルデヒド
樹脂と同様な加熱融着測定法に従つて実質的に溶
融又は融着しないものである前記した(b)の含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂との混合物が好まし
く用いられる。後者(混合物)の場合、(b)の含窒
素フエノール・ホルムアルデヒド樹脂はフイラー
としてそして(a)の含窒素フエノール・アルデヒド
樹脂はバインダーとして前駆成形体において作用
している。 粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒ
ド樹脂を含有する上記樹脂組成物の場合には、該
含窒素フエノール・アルデヒド樹脂はこれに対し
必ずしも加熱融着測定法に従つて少くともその1
部が融着する性質のもの(a)又はそれ(a)と(b)との混
合物である必要はない。すなわち、該樹脂組成物
が、粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデ
ヒド樹脂以外にそれが存在するために熱成形が可
能となるバインダーを含有する限り、該粒状ない
し粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂は融
着性のもの(a)である必要はない。換言すれば、粒
状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹
脂は、バインダーとして作用しうる他の樹脂が存
在するならば、融着性のもの(a)であつても、溶融
又は融着しないもの(b)であつても全く同様に用い
られる。 前述したところから明らかなとおり、本発明に
おいて重要なことは、上記粒状ないし粉末状含窒
素フエノール・アルデヒド樹脂を前駆成形体の構
成成分として使用するということであつて、該樹
脂が前駆成形体にとつてフイラーであるかバイン
ダーであるかということではない。融着性である
か(a)そうでないか(b)は前駆成形体を製造する上で
は考慮しなければならないが、(a)又は(b)のいずれ
の粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒ
ド樹脂を用いようとも炭化焼成によつて優れた強
度と優れた硬度を有する炭素成形体を与えること
に変わりはない。 本発明方法において、前記前駆成形体が粒状な
いし粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂単
独から成り且つ該粒状ないし粉末状含窒素樹脂が
融着性を有するもの(a)と融着性を有さないもの(b)
との混合物である場合、上記融着性を有するもの
(a)は全体の少くとも10重量%、より好ましくは20
重量%、特に30重量%を占める。 本発明方法において、粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂を少くとも含有する
樹脂組成物は、該粒状ないし粉末状含窒素フエノ
ール・アルデヒド樹脂以外にさらに他の炭素化材
料を含有することができる。 上記炭素化材料は硬化性樹脂(第1の炭素化材
料)であることができる。第1の炭素化材料とし
ては熱硬化性樹脂が好ましい。例えばレゾール樹
脂、ノボラツク樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹
脂、メラミン樹脂又は炭素樹脂等が好ましく用い
られる。これらの炭素化材料はバインダーとして
作用し得るので、このような炭素化材料を用いる
場合には、一緒に用いる粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂は融着性を有するも
の(a)であつても有さないもの(b)であつてもよい。 いずれの粒状ないし粉末状含窒素フエノール・
アルデヒド樹脂であつても、これらの樹脂はフエ
ノール類の初期反応生成物である白濁状微小粒子
がさらにホルムアルデヒドと反応して生長したも
のであるから、炭素の含有率が高く、常温では極
めて安定で、しかもそれ自体相当量のメチロール
基を含有するから加熱した際に反応性を示し、上
記第1の炭素化材料と一体化した前駆体を与え
る。また、本発明で用いられる粒状ないし粉末状
含窒素フエノール・アルデヒド樹脂は、上記のと
おり非常に微粒であつて大きな表面積を有するか
ら、第1の炭素化材料と均一に分散し合うことが
容易であり、そのため比較的少い量で用いても炭
化焼成によつて、高い炭化収率で気密性に優れ且
つガスぶくれ等を有さない炭素成形体を与える。 本発明方法において用いられる粒状ないし粉末
状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂が炭素化材
料として優れている事実は、例えば1000℃の温度
で前駆成形体を炭化焼成した場合、前駆成形体が
レゾール樹脂硬化体のときには炭化収率50〜54重
量%であるのに対し、前駆成形体が上記粒状ない
し粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂単独
から成るかあるいはレゾール樹脂50重量部(固形
分として)と上記粒状ないし粉末状含窒素フエノ
ール・アルデヒド樹脂50重量部との混合物から成
るときには炭化収率60〜70重量%であることから
明らかである。本発明で用いられる粒状ないし粉
末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂を前駆成
形体とせずに粒状ないし粉末状のままで同温度で
炭化焼成した場合の炭化収率が54〜58重量%であ
る事実をも勘案すれば、本発明で用いられる粒状
ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂
は、それ自体で反応性を有すると共に他の樹脂と
も反応性を有するため前駆成形体から高い炭化収
率で炭素成形体を与えるものと信じられる。 上記第1の炭素化材料は、上記粒状ないし粉末
状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂と混合し熱
成形して製造した前駆成形体を炭化焼成したと
き、該炭素化材料のみからなる前駆成形体を炭化
焼成したときよりも高い炭化収率で炭素成形体を
与え得るものと云える。 樹脂組成物に用いられる炭素化材料は更に第2
の炭素化材料であることもできる。第2の炭素化
材料としては、例えばコークス、無煙炭、粘結歴
青炭、ピツチ又は熱硬化性樹脂の硬化物が好まし
く用いられる。 この第2の炭素化材料は粒状ないし粉末状含窒
素フエノール・アルデヒド樹脂とは第1の炭素化
材料と比較して比較的反応性に乏しいが、それ自
体既に相当程度炭化しているかあるいは比較的高
い炭化収率を与え得るものと云える。コークス、
無煙炭、熱硬化性樹脂の硬化物はフイラーとし
て、ピツチはバインダーとして、そして粘結歴青
炭はフイラーとして又はバインダーとして、前駆
成形体において作用せしめることができる。 また、樹脂組成物に用いられる炭素化材料はさ
らに第3の炭素化材料であることもできる。 第3の炭素化材料としては、第1には炭水化
物、炭水化物の誘導体又は炭水化物を主成分とす
る天然物例えばセルローズ(レーヨン)、デンプ
ン、糖の如き炭水化物、カルボキシメチルセルロ
ーズ、ヒドロキシエチルセルローズ、アセチルセ
ルローズの如き炭水化物の誘導体あるいは木粉、
リンター、ヤシガラ、モミガラ、穀物粉の如き炭
水化物を主成分とする天然物;第2には熱可塑性
樹脂例えばポリアミド、ポリビニルアセテート、
塩化ビニル、塩化ビニリデン又はポリアクリロニ
トリル系樹脂、あるいは硬化性樹脂の硬化物以外
の熱不融性樹脂例えばポリビニルアルコール又は
ポリビニルホルマール等が好ましく用いられる。 上記第3の炭素化材料は、一般に炭化収率が低
く、これを用いた前駆成形体を炭化焼成して得ら
れた炭素成形体に、空隙を与え且つしばしば活性
化された内壁を持つ空隙を与える。すなわち、炭
素成形体は多孔質体として得られる。本発明方法
によれば、このような多孔質体として炭素成形体
を得た場合においてさえ、一般に高い強度と高い
硬度とを有する炭素成形体を製造することができ
る。 本発明方法において、粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂を少くとも含有する
樹脂組成物は前記炭素化材料と独立にさらに無機
充填剤を含有することができる。 無機充填剤は上記炭素化材料と異なり前駆成形
体を炭化焼成した際にも炭化されることなく炭素
成形体中にそのままの組成であるいは還元されて
残存するものである。 かかる無機充填材は、それ故得られる炭素成形
体中に残存することにより該炭素成形体に対し耐
熱性、半導電性などの特性を付与するかあるいは
該炭素成形体のある種の特性を積極的に改善する
際に用いられる。例えば、シリカ、アルミナ、シ
リカ・アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシ
ウムあるいは貴金属、例えば金、銀、パラジウ
ム、白金等をあげることができる。貴金属を含有
する多孔質の炭素成形体は、そのような貴金属が
触媒として用いられる反応に対し触媒として用い
ることができる。 本発明方法において、粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂を少くとも含有する
上記樹脂組成物は、 (i) 粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデ
ヒド樹脂 および (ii) 硬化性樹脂(第1の炭素化材料) および/または (iii) 上記第2又は第3の炭素化材料又は無機充填
剤 から成るものと理解することができる。 本発明方法において、前記前駆成形体が上記樹
脂組成物から成る場合には、上記粒状ないし粉末
状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂が全組成物
の少くとも10重量%を占め、且つ上記粒状ないし
粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂の熱成
形可能なもの(前記した(a)の樹脂)および/また
は上記第2の炭素化材料の単独または合計量が全
組成物の少くとも20重量%を占めることが好まし
い。 より好ましくは、上記粒状ないし粉末状含窒素
フエノール・アルデヒド樹脂が全組成物の少くと
も20重量%を占め且つ熱成形可能な粒状ないし粉
末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂および/
または上記第2の炭素化材料の単独または合計量
が全組成物の少くとも30重量%を占める。 就中、上記粒状ないし粉末状含窒素フエノー
ル・アルデヒド樹脂が全組成物の30重量%を占め
且つ熱成形可能な粒状ないし粉末状含窒素フエノ
ール・アルデヒド樹脂および/または上記第2の
炭素化材料の単独または合計量が全組成物の少く
とも40重量%を占めるのが特に好ましい。 本発明方法は、上記した如く、粒状ないし粉末
状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂単独又は粒
状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹
脂を少くとも含有する樹脂組成物から熱成形によ
り先ず前駆成形体を製造する。 上記樹脂組成物は、上記した如き各種の構成成
分を例えば、ミキサー、ニーダー、ローラー等に
よりそれ自体公知の方法で混合して製造すること
ができる。 前駆成形体を熱成形により成形するには、粒状
ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒド樹脂
単独の場合には融着する成分(a)が少くとも融解す
る温度以上の温度(例えば約50〜約200℃)で、
上記樹脂組成物の場合にはその中のバインダー成
分が少くとも融解する温度以上の温度(例えば約
100〜約150℃)で、それ自体公知の方法例えば射
出成形、プレス成形又は金型成形等により、所望
の形状に加熱・加圧すればよい。 これらの熱成形はいずれも外部加熱によるが、
本発明によれば、それ自体で又は他の樹脂と反応
性を有し且つ非常に小粒で大きい表面積を有する
粒状ないし粉末状含窒素フエノール・アルデヒド
樹脂を用いているために、粒状ないし粉末状含窒
素フエノール・アルデヒド単独を用いた場合はも
ちろん樹脂組成物を用いた場合にも他の樹脂と相
互に均一に分散し合い且つ加熱により均一に反応
するため、得られた前駆成形体は内部まで実質的
に均一に硬化せしめられ、炭化焼成の際に炭素成
形体にクラツクやガスぶくれを生ずるような分解
ガスを発生しない。 レゾール樹脂のみを用いて製造した前駆成形体
は、これに対し、外部加熱により熱が付与される
表面部と熱が伝わり難い内部とでは硬化の程度が
異なるため、多くの場合表面部が完全に硬化され
しかしながら内部が未硬化である、炭素成形体用
としては望ましくない成形体となる。すなわち、
内部が未硬化である前駆成形体を炭化焼成する
と、その際内部から分解ガスを発生し、クラツク
やガスぶくれを有する炭素成形体を与えることに
なる。 本発明方法は、次いで上記前駆成形体を炭化焼
成することにより行なわれる。 炭化焼成は好ましくは約450℃以上の温度で、
より好ましくは約500〜約2500℃の間の温度で実
施される。また、炭化焼成は、非酸化性雰囲気
下、通常分子状酸素を実質的に含まない雰囲気
下、例えば窒素、ヘリウム、水素および一酸化炭
素から選ばれる少くとも1種を主たる雰囲気の気
体として含有する雰囲気下で実施する。 炭化焼成を実施する際の適切な昇温速度は、前
駆成形体の厚みあるいは気密性によつて異なる。
一般に、厚みや気密性の大きい前駆成形体となる
ほど、ゆつくりと昇温するようにするのが望まし
い。昇温速度は約10℃/時から約2000℃/時に至
る。 炭化焼成の温度および雰囲気は、得られる炭素
成形体の性質に与える影響が少なくない。 例えば、水蒸気、二酸化炭素、これらの混合物
あるいはこれらと上記した非酸化性ガスとの混合
物の雰囲気下で約700゜〜約1000℃の温度で炭化
焼成を実施する場合には、比較的比表面積の大き
な炭素成形体が得られる。 また、例えば、炭化焼成を約500゜〜約800℃で
実施する場合の条件は半導体の範囲にある導電性
を持つ炭素成形体の製造に好適であり、約800℃
〜約2000℃で実施する場合の条件は、熱交換器用
パイプあるいは電極等に好適な導電性の高い炭素
成形体の製造に好適である。 本発明方法によれば、既に前述したところから
理解できるとおり、強度および硬度の高い炭素成
形体を、高密度のものとしてあるいは低密度のも
のとして(多孔質体として)得るか、表面積の大
きいものとして得るかあるいは小さいものとして
得るか、半導体の導電性を示すものとして得るか
あるいは導体の導電性を示すものとして得るか
等々は、前駆成形体を構成する構成成分の種類あ
るいは量割合によるのはもちろん、前駆成形体の
成形条件(例えば高密度の炭素成形体を得るには
高圧下で加熱成形するのが望ましい)あるいは炭
化焼成の条件例えば雰囲気、温度等によつてある
程度の範囲で変えることができる。 本発明方法により得られた炭素成形体は、実質
的に不定形炭素からなる。このことはX−線回折
図に回折角(2θ)23〜24度付近のブロードなピ
ークが存在することによつて確かめられた。 また、粒状ないし粉末状含窒素フエノール・ア
ルデヒド樹脂、特に溶融又は融着しないもの(b)と
バインダーとなる他の樹脂とを用いて本発明方法
に従つて特に比較的低温で炭化焼成して製造され
た炭素成形体は、該炭素成形体を陽極として用い
て電解エツチング処理することにより粒状ないし
粉末状の形状の界面を発現することがある。 本発明方法で得られた炭素成形体は、優れた強
度と硬度とを有しまた優れた耐熱性、耐摩耗性、
摺動特性あるいは耐化学薬品性を示す。 それ故、本発明方法で得られた炭素成形体は、
例えば軸受、ギアー、ベアリング、航空機のブレ
ーキ、モーターのブラシ等の摺動材;熱交換器、
ラシヒリング、バブラー触媒担体等の耐蝕材;電
子装置用ヒーター、ソーラハウス用ヒーター等の
ヒーター類;真空炉の断熱板、高温炉用保護管等
の断熱材;カ性ソーダ用、燃料電池用あるいは精
練用等の電極;半導体、電波反射ガサ等の電気;
電子部品;等に好適に使用することができる。 また、優れた強度、硬度さらには耐摩耗性等を
有するため例えばタイプ活字あるいは砥粒として
用いることができ;優れた耐化学薬品性を有する
ため例えば生体用骨材あるいは分析機器ないしは
セラミツク・ガラス加工用治具として用いること
もできる。 更に、大きな比表面積を有するものあるいは触
媒金属を含有もしくは後加工で付与せしめたもの
では、例えばエアフイルター、オゾンフイルタ
ー、水フイルター、オイルフイルター等のフイル
ター類;車のキヤニスター;溶剤回収装置の吸着
材あるいは各種反応の触媒等として好適に使用し
得る。特に、比表面積が大きく且つ窒素を含有す
るものでは、ベンゼン等の炭化水素溶剤のみなら
ずピリジンあるいはメルカプタンの如き異節原子
含有化合物をも吸着する能力が大きい。 以下実施例により本発明を更に具体的に詳述す
る。 1 0.1〜100μ粒子の測定法 1つの試料から約0.1gのサンプルをサンプ
リングする。このようなサンプリングを1つの
試料について異なる場所から5回行なう。 サンプリングした各約0.1gのサンプルの各
1部を、それぞれ顕微鏡観察用スライドグラス
上に載せる。スライドグラス上に載せたサンプ
ルは観察を容易とするため、できるだけ粒子同
志が重なり合わないように拡げる。 顕微鏡観察は、光学顕微鏡下視野に粒状ない
し粉末状物および/またはその二次凝集物が10
〜50個程度存在する箇処について行うようにす
る。通常倍率102〜103倍で観察するのが望まし
い。光学顕微鏡下視野に存在する全ての粒子の
大きさを光学顕微鏡下視野中のメジヤーにより
読みとり記録する。 0.1〜100μの粒子の含有率(%)は次式にて
求められる。 0.1〜100μ粒子の含有率(%)=N/N×100 N0:顕微鏡下視野で寸法を読みとつた粒子の
全個数 N1:N0のうち0.1〜100μの寸法を有する粒子の
個数 1つの試料についての5つのサンプルの結果の
平均値として0.1〜100μの粒子の含有率を表わ
す。 2 150タイラーメツシユ篩通過量 乾燥試料を、必要により十分に手で軽くもみ
ほぐしたのち、その約10gを精秤し、5分間で
少量ずつ150タイラーメツシユの篩振とう機
(篩の寸法;200mmφ、振とう条件;200RPM)
に投入し、試料投入後更に10分間振とうさせ
る。150タイラーメツシユ通過量は次式にて求
める。 150タイラーメツシユ通過量(重量%)=ω−ω/ω×100 ω:投入量(g) ω:150タイラーメツシユ篩を通過せずに篩
上に残存した量(g) 3 赤外線吸収スペクトルの測定および吸収強度
の求め方(添付図面の第1図参照) 株式会社日立製作所の赤外線分光光度計
(225型)を用い、通常のKBr錠剤法により調製
した測定用試料について赤外線吸収スペクトル
を測定した。 特定波長における吸収強度は次のようにして
求めた。測定した赤外線吸収スペクトル図にお
ける、吸収強度を求めようとするピークにベー
スラインを引く。そのピークの頂点の透過率を
tpで表わし、その波長におけるベースラインの
透過率をtbで表わすと、その特定波長における
吸収強度Dは下記式で与えられる。 D=logtb/tp 従つて、例えば960〜1020cm-1のピークの吸
収強度と1450〜1500のピークの吸収強度との比
は、上記式で求めたそれぞれの吸収強度の比
(D960〜1020/D1450〜1500)として与えられる。 4 100℃における熱融着性を調べるための熱融
着測定法 150タイラーメツシユ通過の試料約5gを2
枚の0.2mm厚ステンレスの間に挿入したものを
準備し、これを予め100℃に加温した熱プレス
機((株)神藤金属工業所製、単動圧縮成型機)で
5分間、初圧50Kgでプレスした。プレスを解放
したのち、2枚のステンレス板の間から熱プレ
スされた試料を取り出した。取り出した試料が
溶融または融着により明らかに固着して平板を
形成しているものを試料が融着性を有している
と判定し、熱プレス前後でほとんど差異がみら
れないものを試料が不融性を有すると判定し
た。 5 メタノール溶解性 試料約10gを精秤し(その精秤重量をW0
する)、実質的に無水のメタノール約500ml中で
30分間還流下に加熱処理する。ガラスフイルタ
ー(No.3)で過し、更にフイルター残試料
をフイルター上で約100mlのメタノールで洗浄
し、次いでフイルター残試料を40℃の温度で5
時間乾燥した(その精秤重量をW1とする)。次
式にてメタノール溶解度(S1%)を求めた。 メタノール溶解度(S1重量%)=W−W/W ×100 6 遊離フエノール含量の定量 150タイラーメツシユ通過の試料約10gを精
秤し、実質的に無水のメタノール190g中で30
分間還流下に加熱処理する。ガラスフイルター
(No.3)で過した液を、高速液体クロマト
グラフイー(米国、ウオーターズ社製6000A)
にかけ液中のフエノール含量を定量し、別個
に作成した検量線から該試料中の遊離フエノー
ル含量を求めた。 高速液体クロマトグラフイーの操作条件は次
のとおりである。 装置:米国ウオーターズ社製6000A カラム担体:μ−BondapakC18 カラム:径1/4インチ×長さ1フイート カラム温度:室温 溶離液:メタノール/水(3/7、容積比) 流速:0.5ml/分 デイテクター:UV(254nm)、Range0.01(1
mV) 液中のフエノール含量は、予め作成した検
量線(フエノール含量とフエノールに基づくピ
ークの高さとの関係)から求めた。 7 嵩密度 100mlの指標のところですり切になつている
100mlのメスシリンダーに、メスシリンダーの
ふち上方2cmのところから、100タイラーメツ
シユ通過の試料を注ぎ込む。次式によつて嵩密
度を求める。 嵩密度(g/ml)=W(g)/100(ml) W:100ml当りの重量(g) 8 炭素成形体の密度 試料を粉砕し、浮沈法にて測定した。 9 炭素成形体の硬度 ビツカース法微少硬度計で荷重500Kgで測定
した。 10 炭素成形体の曲げ強度 JIS−K−6911に準じて測定した。 11 炭素成形体の気体透過度 ASTM D−1434に準じた装置でヘリウムガ
スを用いて、体積変化法で測定した。 12 炭素成形体の耐熱性 空気中5℃/minの昇温速度で昇温するT.G.
A装置を用い減量開始温度で測定した。 13 炭素成形体のX線回折図形 試料を炭化タングステンデイスク型粉砕装置
で粉砕し、ニツケルフイルターを用いてCuK
α線によりデイフラクトメーターで測定した。 14 炭素成形体の電気比抵抗 JIS−R−7202に準じ、電圧降下法で測定し
た。 参考例 1 (1) 2のセパラブルフラスコに、塩酸とホルム
アルデヒドの各種組成(第1表に記載)からな
る25℃の混合水溶液各々1500gを入れ、さらに
98重量%のフエノール(残り2重量%は水)、
尿素および37重量%のホルマリン並びに水を用
いて調整した。20重量%のフエノール、20重量
%の尿素および14.6重量%のホルムアルデヒド
とを含む混合水溶液(25℃)を各々125g添加
した。添加して15秒間撹拌した後、60分間静置
した。60分間の静置している間、各々のセパラ
ブルフラスコ内の内容物は、あるものは透明な
状態のままであり(第1表のRun No.1および
20)、又あるものは透明から白濁に移り白濁の
ままであり(第1表のRun No.3、9および
18)、又あるものは透明状態から白濁して白色
の沈降物を与えた(第1表のRun No.2、4〜
8、10〜17および19)。この白色沈降物には、
顕微鏡観察すると既に球状物、球状物の凝集体
および少量の粉状物がみられた。次に各々のセ
パラブルフラスコの内容物を時々撹拌しなが
ら、さらに60分間で80℃にまで昇温し、次いで
80〜82℃の温度で15分間反応生成物を40〜45℃
の温水で洗浄し、0.5重量%のアンモニアと50
重量%のメタノールからなる混合水溶液中、60
℃の温度で30分間処理し、再度40〜45℃の温水
で洗い次いで80℃で2時間乾燥した。各種組成
の塩酸とホルムアルデヒドからなる混合水溶液
から得られた反応生成物の性質を第2表に記載
した。 (2) 一方、比較のため以下の実験を行つた。1
のセパラブルフラスコに、蒸留したフエノール
282gと37重量%のホルマリン369gおよび26重
量%のアンモニア水150gを入れ、撹拌しなが
ら室温から70℃にまで60分間で昇温し、さらに
70〜72℃の温度で90分間撹拌・加熱した。次い
で放冷し、300gのメタノールを少量ずつ加え
ながら40mmHgの減圧下に共沸蒸留により脱水
を行ない、溶剤としてメタノールを700g加え
て黄褐色透明のレゾール樹脂溶液を取り出し
た。 かくして得たレゾール樹脂の一部を減圧下に
脱溶媒すると、激しく発泡してゲル化した。こ
のゲル化物を更に窒素ガス下、160℃の温度で
60分間熱硬化し、得られた硬化発泡体を粉砕し
て、150タイラーメツシユの篩を通過した粉末
を少量得た。この場合、熱硬化レゾール樹脂は
極めて硬く、各種の粉砕機やボールミルあるい
は螢光X線用の振動ミルを用いても150メツシ
ユパスの粉末を得るのは非常に困難であつた。
かくして得た熱硬化レゾール樹脂粉末を上述し
たのと同一条件で、0.5重量%のアンモニアと
50重量%のメタノールからなる混合水溶液で処
理し、温水で洗い、次いで乾燥した。かくして
得た試料の性質を第2表にRun No.21として記
載した。 次に、1のセパラブルフラスコに、フエノ
ール390g、37重量%のホルマリン370g、シユ
ウ酸1.5gおよび水390gを入れ、撹拌しながら
60分間で90℃にまで昇温し、90〜92℃の温度で
60分間撹拌・加熱した。次に35重量%の塩酸
1.0gを加え、更に90〜92℃の温度で60分間撹
拌、加熱した。次いで、水を500g加えて冷却
し、サイホンにより水を除き、30mmHgの減圧
下に加熱して、100℃の温度で3時間、更に昇
温して180℃の温度で3時間減圧、加熱した。
得られたノボラツク樹脂は冷却すると黄褐色の
固体として得られた。このものは軟化温度が78
〜80℃であり、液体クロマトグラフイーにより
定量した遊離フエノール含量が0.76重量%のも
のであつた。 上記のノボラツク樹脂を粉砕して、ヘキサメ
チレンテトラミン15重量%を混合し、混合物を
窒素ガス中、160℃の温度で120分間熱硬化、次
いで、ボールミルで粉砕して150タイラーメツ
シユの篩を通過せしめた。かくして得た粉末
は、上述したのと同一の条件で、0.5重量%の
アンモニアと50重量%のメタノールからなる混
合水溶液で処理し、温水で洗い、次いで乾燥し
た。かくして得た試料の性質をRun No.22とし
て第2表に記載した。 更に、上記ノボラツク樹脂を孔径0.25mmφ、
孔数120の紡糸口金を用いて、136〜138℃の温
度で溶融紡糸を行なつた。得られた平均繊度21
デニールの紡出糸を塩酸濃度18重量%とホルム
アルデヒド濃度18重量%からなる混合水溶液に
20〜21℃の温度で60分間浸漬し、次いで97℃の
温度にまで5時間を要して昇温し、97〜98℃の
温度で10時間保持した。かくして得た硬化ノボ
ラツク繊維を上述したのと同一の条件で温水洗
後0.5重量%のアンモニアと50重量%のメタノ
ールからなる混合水溶液で処理し、温水で洗
い、次いで乾燥した。このものをボールミルで
粉砕した。150タイラーメツシユの篩を通過し
たものの性質をRun No.23として第2表に記載
した。 (3) 第1表には使用した塩酸、ホルムアルデヒド
および塩酸とホルムアルデヒドの合計濃度、フ
エノールと尿素との合計重量に対する塩酸−ホ
ルムアルデヒド溶液の重量の割合およびホルム
アルデヒド(モル)対フエノール(モル)と尿
素(モル)との合計のモル比を示した。また、
第2表には得られた試料の顕微鏡観察による
0.1〜50μおよび0.1〜100μの粒子の含有率、
得られた試料を150タイラーメツシユの篩にか
けた場合の篩通過量(150メツシユパス)およ
び得られた試料の赤外吸収スペクトル法による
960〜1020cm-1、1280〜1360cm-1および1580〜
1650cm-1における吸収強度の1450〜1500cm-1
吸収強度に対する吸収波長強度比(IR強度
比)を示した。
The present invention relates to a method for manufacturing a carbon molded body. More specifically, it is a novel granular or powdery compound that has good flow characteristics and reactivity, and exhibits excellent moldability and carbonization yield by itself or when mixed with various carbonized materials, fillers, etc. This invention relates to a method for producing a carbon molded article with excellent strength and high hardness using nitrogen phenol aldehyde resin. Conventionally, novolac resins and resol resins are known as typical phenolic aldehyde resins. Novolac resins usually have a molar ratio of phenol to formaldehyde, e.g. 1:0.7.
Under conditions of phenol excess such that ~0.9;
In the presence of an acid catalyst such as oxalic acid (usually 0.2
-2%) by reacting phenol with formalin. The novolac resin obtained by such a method is mainly composed of trimers to pentamers of phenols bonded mainly through methylene groups, contains almost no free methylol groups, and therefore cannot self-react by itself. It has no crosslinking properties and is thermoplastic. Therefore, the novolac resin is reacted under heat with a crosslinking agent which is itself a formaldehyde generator and also an organic base (catalyst) generator, such as hexamethylenetetramine (hexamine), or with a solid acid catalyst and paraformaldehyde, etc. A cured resin can be obtained by mixing with the resin and subjecting it to a heating reaction. Novolac resins are powdered and easy to handle, but when a molded product is heated and cured, the curing reaction proceeds from the surface of the molded product toward the inside, often resulting in a cured product whose interior is not sufficiently cured. Therefore, when such a cured product is subjected to carbonization firing, gas is generated inside the molded product, causing cracks and gas blisters in the molded product, and as the carbonization firing progresses, these cracks and gas blisters become more noticeable, resulting in unsatisfactory results. It is very difficult to produce quality carbon molded bodies. Furthermore, since resol resins are usually supplied as a solution, it is very difficult to remove the solvent and make a molded product by itself because the gelation reaction proceeds while foaming occurs during the removal of the solvent. For this reason, it is common practice to remove the solvent and mold the product using a filling material, but when such molded products are subjected to carbonization firing, gas blisters and cracks occur, similar to the case with the novolac resins mentioned above. It is very difficult to produce carbon molded bodies of satisfactory quality in terms of strength or hardness. In addition, in relatively recent years, novolak resins have been heated at high temperatures to obtain products with a fairly high degree of condensation, and this has been purified to separate and remove low condensates, resulting in phenol groups containing 7 to 10 methylene groups. A relatively high condensate bonded by groups is obtained, and this is heated and melt-spun to form a novolac resin fiber, which is immersed in a mixed aqueous solution of hydrochloric acid and formaldehyde, and heated gradually from room temperature for a long period of time. A method of producing cured novolak resin fibers was proposed by proceeding the curing reaction from the outside of the fibers (Japanese Patent Publication No. 1983-1999).
No. 11284). However, cutting or crushing the cured novolac fibers produced as described above is not only expensive, but also cannot be used as a molding material in the form of granules or powders with good flow characteristics. A method of producing a carbon molded article from a composition of the above-mentioned cured novolak resin fibers and other carbonized materials has also been recently proposed (see Japanese Patent Application Laid-open No. 77293/1983). However, as mentioned above, cured novolac resin fibers are not granular or powdered resins with good flow characteristics, and are not reactive, so they always require other carbonized materials as binders. There are problems such as nozzle clogging during injection molding or difficulty in producing a molded article in which the fibers are uniformly dispersed. In addition, in recent years, a hydrophilic polymer compound is added to a condensate obtained by reacting phenols and formaldehyde in the presence of at least a nitrogen-containing compound, and the reaction is performed to produce granular or powdered resin. Although a method has been announced (Special Publication 1973-
42077), the non-gelled resin obtained by this method contains a large amount of free phenol, approximately 5-6% (Examples 1 to 4), and the gelled product (Example 5) is an extremely hard non-gelled product. Not only is it a reactive resin, but it also contains a hydrophilic polymer compound. Therefore, it not only deteriorates the performance of the molded product obtained by using it as a filler, but also has the drawback of causing cracks and gas blisters in the carbon molded product obtained from the molded product. Furthermore, a method is known in which a prepolymer obtained by reacting phenol and formaldehyde in a basic aqueous solution is mixed with a protective colloid and coagulated into inert solid beads under acidic conditions (Japanese Patent Publication No. 51
-13491), which corresponds to the so-called cured resol resin product, has no reactivity, and also contains salts, acids, and other protective colloids, so it can also be used as a filler for molded products. Not only does it reduce its performance, but it also has the drawback of causing cracks and gas blisters in the carbon molded product obtained from the molded product. As mentioned above, attempts have been made to use phenol-formaldehyde resin as a filler in molded products. First of all, it is difficult to obtain it, and it also has the problem of containing substances that have an undesirable effect on molded products, especially molded products for carbonization. The present inventors have previously provided a new granular or powdery nitrogen-containing phenol aldehyde resin that does not have the above-mentioned drawbacks and a method for producing the same. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body using a novel granular or powdery nitrogen-containing resin as a carbonized material. Another object of the present invention is a method for producing a carbon molded body having excellent strength and high hardness using a granular or powdery nitrogen-containing resin having good flow characteristics as a carbonized material. Our goal is to provide the following. Still another object of the present invention is to use a granular or powdered nitrogen-containing resin as a carbonization material to produce a precursor molded article (a molded article for carbonization) using the same.
An object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body from a carbon material with a high carbonization yield. Still another object of the present invention is to use a granular or powdery nitrogen-containing resin that is reactive with itself or with other resins as a carbonization material, thereby reducing cracks and gas blisters and reducing internal damage. To provide a method for producing a precursor molded body with almost no unevenness in quality between the outside and the carbon molded body, and thus producing a carbon molded body having no cracks or gas blisters and having a homogeneous inside and outside. be. Still another object of the present invention is to provide a method for producing a sponge-like carbon molded body having excellent strength and high hardness. Still another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body having excellent strength, high hardness, and an extremely large specific surface area. Still another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body having excellent strength and high hardness and exhibiting conductivity ranging from a conductor to a semiconductor. Still another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded article that has excellent strength and high hardness, and also exhibits excellent heat resistance, wear resistance, sliding properties, and chemical resistance. be. Still another object of the present invention is to provide a nitrogen-containing carbon molded article having a high specific surface area. Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description. The objects and advantages of the present invention are, according to the present invention, a granular or powdered resin comprising a phenol, a nitrogen-containing compound having at least two active hydrogens, and a condensate with an aldehyde, comprising: (A) The granular or powdered resin contains spherical primary particles with a particle size of 0.1 to 100 microns and secondary aggregates thereof, and (B) the infrared absorption spectrum of the resin by the KBr tablet method is in the range of 1450 to 1500 cm -1 When the largest absorption intensity in the range of 960 to 1020 cm -1 is expressed as D 1450 to 1500 , and the largest absorption intensity in the range of 960 to 1020 cm -1 is expressed as D 960 to 1020, D 960 to 1020 / D 1450 to 1500 = 0.1 to 2.0. , a thermoformable resin composition containing at least granular or powdered nitrogen-containing phenolic aldehyde;
Or, by a method for producing a carbon molded body, which is characterized in that a precursor molded body is thermoformed from a thermoformable part of the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin, and then the precursor molded body is carbonized and fired. It will be achieved. Such granular or powdered nitrogen-containing phenolic aldehyde resins used in the present invention include phenols, or phenols containing at least 50% by weight of phenols, especially at least 70% by weight of phenols, such as o-cresol, m-cresol, p-cresol. Cresol, bis-phenol A, o-, m- or p-
A condensate of a mixture with one or more known phenol derivatives such as C 2 to C 4 alkylphenol, p-phenylphenol, xylenol, and resorcinol, and a nitrogen-containing compound having at least two active hydrogens and an aldehyde. includes. The granular or powdery nitrogen-containing resin in the resin composition of the present invention has the properties (A) and (B) described above. In specifying (A) and (B) above, (A) specifying that the particle size of the spherical primary particles and their secondary aggregates is 0.1 to 100 microns, (B) D 960 ~ 1020 / D 1450 ~ The specification of 1500 = 0.1 to 2.0 is based on the measurement method described later. The first feature of the granular or powdered nitrogen-containing resin is that it is extremely difficult to crush a conventionally known cured product of novolak resin or cured resol resin, but It is completely different from the known pulverized hardened novolac resin fibers, and as specified in (A) above, most of them are spherical primary particles and secondary aggregates thereof, with a particle size of 0.1 to 100 microns. things, preferably
Contains 0.1 to 50 microns. The above granular or powdered nitrogen-containing resin usually has at least 30%, preferably at least 50%, particle size.
It consists of spherical primary particles of 0.1 to 100 microns, more preferably 0.1 to 50 microns, and secondary aggregates thereof. This indication of 30% or 50% means that the magnification is 100 to 100%, as defined in the particle size measurement method described below.
It means 30% or 50% of the total number of particles (including secondary aggregates) in one field of view of a 1000x optical microscope. Particularly preferred is one in which 70 to substantially 100% of the granular or powdered nitrogen-containing resin consists of spherical primary particles and secondary aggregates thereof having a particle size of 0.1 to 100 microns. Particularly preferred is at least 30%, in particular at least 50% of the number of particles (as the average value of 5 fields) of the field of the optical micrograph according to the above definition.
The particles are comprised essentially 100% of spherical primary particles and secondary agglomerates thereof ranging from 0.1 to 50 microns, more preferably from 0.1 to 20 microns. As mentioned above, the above granular or powdered nitrogen-containing resin is formed mainly of the above spherical primary particles and microparticles of secondary aggregates thereof, so it is extremely small and has a small proportion of the total. A total of 50% by weight, preferably 70% by weight, particularly preferably at least 80% by weight of the total passes through a 150 sieve mesh. Such an indication that the granular or powdered product passes through the sieve may be indicated by gently kneading the granular or powdered product by hand, or by brushing the granular or powdered product with the sieve. Do not apply any force that does not forcibly destroy the particles (including secondary aggregates), such as lightly pushing or smoothing the particles on the sieve, or tapping them with your hand. It is not something to be excluded. The above granular or powdery nitrogen-containing resin further includes:
As specified in (B) above, in the infrared absorption spectrum, it has the following characteristics: D 960-1020 /D 1450-1500 = 0.1-2.0, and preferably, D 1280-1360 /D 1450-1500 = 0.15-3.0. . Further, the preferable granular or powdery nitrogen-containing resin used in the present invention is D 960-1020 / D 1450-1500 = 0.15-0.6, preferably further D 1280-1360 / D 1450-1500 = 0.2-2.0 Particularly preferred ones have the following characteristics: D 960-1020 /D 1450-1500 = 0.2-0.4, and more preferably, D 1280-1360 /D 1450-1500 = 0.3-1.5. Further, the granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention further has the largest absorption intensity in the range of 1580 to 1650 cm -1 expressed as D 1580 to 1650 in the infrared absorption spectrum by the KBr tablet method. D 1580 ~ 1650 / D 1450 ~ 1500 = 0.3 ~ 4.5 (preferably 0.75 ~ 2.0, particularly preferably 1.0 ~
1.5) It has the following characteristics in the infrared absorption spectrum. Generally, it is difficult to determine the attribution of various functional groups in a substance having a three-dimensional crosslinked structure using an infrared absorption spectrum. That is, this is because the peak in an infrared absorption spectrum diagram often shifts significantly. However, from the infrared absorption spectra of phenol aldehyde resins and various nitrogen-containing compounds, the above absorption in the infrared absorption spectrum of the present invention shows that the absorption at 960 to 1020 cm -1 is a peak belonging to the methylol group, and 1280 to 1360 cm -1 The absorption of is the peak attributed to the carbon-nitrogen bond, and 1450 ~
The absorption at 1500 cm -1 was determined to be the peak attributed to aromatic double bonds. Also, although it is difficult to clearly attribute the absorption of 1580 to 1650 cm -1 , the above ratio using the intensity of this absorption
The values of D 1580-1650 /D 1450-1500 indicate values that can clearly distinguish the ratio in phenol-formaldehyde resins that do not contain nitrogen, and therefore are similarly characteristic values for specifying the resin of the present invention. It can be recognized as absorption. One parameter for specifying the granular or powdery nitrogen-containing resin used in the present invention,
Ratio of the above absorption intensities in the infrared absorption spectrum, for example D 960 ~ 1020 / D 1450 ~ 1500 = 0.1 ~ 2.0
This range indicates that the nitrogen-containing resin used in the present invention contains a considerable amount of methylol groups,
Furthermore, it can be understood that the content of methylol groups can be adjusted within a certain range, indicating a characteristic value linked to the structure. The granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention usually has a free phenol content of 500 ppm or less as measured by liquid chromatography, and more preferred products have a free phenol content of 300 ppm or less, especially 100 ppm or less. It is. The granular or powdered resin obtained by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-42077 contains an extremely large amount of free phenol, from 0.3 to about 6% by weight, whereas the granular or powdered resin used in the present invention The free phenol content of nitrogen-containing resins is extremely small. This fact provides an important advantage in use for this type of granular or powdered resin. It has also been found that many of the granular or powdered nitrogen-containing resins used in the present invention contain at least 1% by weight of nitrogen, preferably 2 to 30% by weight. The granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention can be in either a state in which the curing reaction has not progressed sufficiently or in which the curing reaction has progressed relatively, according to the manufacturing method described later. can. As a result, thermally, the granular or powdery nitrogen-containing resin used in the present invention has (a) It includes both (b) those in which at least a portion thereof is fused to form a lump or plate-like body, and (b) those that are not substantially melted or fused and take the form of granules or powder. When the solubility of the resin in (a) above, which has relatively high fusibility, is measured in methanol according to the test method described later, it is 20% by weight or more, even 30% by weight or more, and even more than 40% by weight. Included are resins that exhibit methanol solubility of . The granular or powdered resin used in the present invention is characterized by having the properties (A) and (B) described above. The granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention has a particle size of 0.1 to 100 microns, preferably
Contains spherical primary particles of 0.1 to 50 microns and secondary aggregates thereof (condition (A) above), preferably at least 50% and usually at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight. Weight% is 150
Since it has a size that allows it to pass through a Tyler mesh sieve, it has extremely good fluidity and can be easily mixed with other carbonized materials in a relatively large amount. Further, since at least many of the granular or powdery nitrogen-containing resins used in the present invention have extremely small spherical primary particles as a basic constituent, the thermosetting resin of the present invention containing these particles The cured moldings obtained by curing the composition exhibit excellent mechanical properties, in particular strong resistance to compression. The granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention is extremely stable at room temperature, and since it itself contains a considerable amount of methylol groups, it exhibits reactivity when heated, and as shown in the examples below, it exhibits physical and A cured molded product is formed which has extremely excellent not only mechanical properties but also electrical properties such as heat insulation, heat resistance, electrical insulation, and chemical resistance. The granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention further has a free phenol content of usually 500 ppm.
It is preferably as low as 300 ppm or less, especially 100 ppm or less. Since the phenol content is extremely low, the granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention is extremely easy to handle and is safe. Further, since the granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention has an extremely low free phenol content as described above, the side reaction rate due to phenols is reduced when a precursor molded body is obtained from it. In addition, the granular or powdered nitrogen-containing resin used in the present invention is usually hydrophilic because it is produced by a production method that does not substantially contain a hydrophilic polymer compound in the reaction system, as is clear from the production method described below. Contains substantially no polymeric compounds. As mentioned above, the granular or powdered nitrogen-containing phenol/aldehyde copolymer resin used in the present invention is extremely fine, has good storage stability and flow characteristics, and contains a certain amount of methylol groups, so it is difficult to use as a precursor. Since it is reactive when a molded body is molded and heated, it has the excellent feature of providing a carbon molded body with uniform physical properties. The granular or powdered resin used in the present invention has (1) the following composition (a) a hydrochloric acid (HCl) concentration of 3 to 28% by weight, and (b) a formaldehyde (HCHO) concentration of 3 to 28% by weight.
25% by weight and the concentration of aldehydes other than formaldehyde is 0 to 10% by weight, and (c) the total concentration of hydrochloric acid and formaldehyde is 10 to 10% by weight.
(2) A phenol and a nitrogen-containing compound having at least two active hydrogens are added to a hydrochloric acid-almaldehyde bath of 40% by weight according to the following formula (), bath ratio = weight of the above hydrochloric acid-formaldehyde bath/ It can be produced by contacting them while maintaining the bath ratio represented by the weight of the phenols + the weight of the nitrogen-containing compound to be at least 8 or more. As for the composition of the hydrochloric acid-formaldehyde bath in (1) above, in addition to the three conditions (a), (b), and (c) above, the additional condition (d) is formaldehyde (mol) in the bath/ It is preferable that the total molar ratio of phenols (moles) and nitrogen-containing compounds (moles) in contact with the nitrogen-containing compound be at least 2 or more, particularly 2.5 or more, especially 3 or more. The upper limit of the molar ratio in the above condition (d) is not particularly limited, but it is preferably 20 or less. The upper limit of the molar ratio in the above condition (d) is not particularly limited, but is 20 or less, especially
15 or less is suitable. The above molar ratio is particularly 4 to 15,
Of these, 8 to 10 are preferred. The characteristics of the above manufacturing method are:
As described above, a bath of a hydrochloric acid-formaldehyde aqueous solution having a fairly high concentration of hydrochloric acid (HCl) and an excess of formaldehyde relative to phenols and nitrogen-containing compounds is prepared at a bath ratio of 8 or more, preferably 10.
The purpose is to contact the phenols and nitrogen-containing compounds at such a large ratio. That is, to explain further, the above method is carried out under the conditions that the respective concentrations of hydrochloric acid and formaldehyde are 3% by weight or more and the bath ratio is 8 or more, so that the total weight of phenols and nitrogen-containing compounds is The weight proportions of both hydrochloric acid and formaldehyde to the total amount of water are at least 24% by weight.
Furthermore, since the above method is carried out at a total concentration of hydrochloric acid and formaldehyde of 10% by weight or more, the total weight of hydrochloric acid and formaldehyde relative to the total weight of phenols and nitrogen-containing compounds is 80% by weight or more. As mentioned above, such reaction conditions are fundamentally different from the reaction conditions for producing novolac resins and resol resins known in the art. When the phenols and the nitrogen-containing compound are brought into contact with the hydrochloric acid-formaldehyde bath, the bath ratio represented by the above formula () is preferably 10 or more, particularly 15-40. The phenols and the nitrogen-containing compound are brought into contact with the hydrochloric acid-formaldehyde bath in such a way that after the phenols come into contact with the bath, a white turbidity is formed, and then a granular or powdery solid is formed. The contact between the hydrochloric acid-formaldehyde bath and the phenols and nitrogen-containing compounds can be carried out by adding the phenols and the nitrogen-containing compound together into the hydrochloric acid-formaldehyde bath, or by adding the nitrogen-containing compound and then adding the phenol. It is preferred to first form a clear solution, then to form a cloudy cloud, and then to form a granular or powdery solid.
At this time, before adding phenols to the bath to generate cloudiness, the bath is stirred so that the added phenols and nitrogen-containing compounds form a transparent solution as uniform as possible. Depending on the ratio of phenols and nitrogen-containing compounds and the reaction conditions, the bath (reaction liquid) may be subjected to mechanical shearing force such as stirring during the period from the time when cloudiness occurs until solid matter is formed. It is preferable not to give The phenol to be added may be the phenol itself, or may be a phenol diluted with formalin, an aqueous hydrochloric acid solution, water, or the like. Furthermore, when adding phenols or phenols and nitrogen-containing compounds (or diluted solutions thereof), the temperature of the hydrochloric acid-formaldehyde bath or the temperature of the hydrochloric acid-formaldehyde bath in which the nitrogen-containing compound has been dissolved in advance is 90°C. Below, a temperature of 70°C or lower is particularly suitable. If the temperature of the bath is higher than 40°C, especially higher than 50°C, the reaction rate between phenols and nitrogen-containing compounds and formaldehyde will be high, so phenols or phenols and nitrogen-containing compounds should not be used. It is preferable to add it to the bath as a dilute solution diluted with the formalin solution. In this case, since the reaction rate is high, the phenols, or the phenols and the nitrogen-containing compound, are added to the bath and brought into contact, especially in the form of a trickle of a diluted solution thereof or as fine droplets as possible. is preferable. When the bath temperature is 40°C or higher, especially 50°C or higher, when phenols, phenols and nitrogen-containing compounds, or diluted solutions thereof are brought into contact with this bath, the higher the bath temperature, the higher the temperature. The reaction rate between the phenols and the nitrogen-containing compound increases, and after the contact, white turbidity is formed within a short time or instantaneously within a few minutes, and granular or powdery solids are rapidly formed. Keep the temperature of the hydrochloric acid-formaldehyde bath below 40℃.
Preferably 5° to 35°C, particularly preferably 10 to 30°C
Add the phenols and the nitrogen-containing compound as they are or the diluted solution thereof, preferably a water-diluted solution of the phenol and the nitrogen-containing compound, to this bath, and after the formation of white turbidity, add the phenols and the nitrogen-containing compound to this bath.
For granular or powdered solids that have completed the desired reaction at a temperature of 45°C or lower, the curing reaction has not progressed sufficiently, so they generally exhibit thermal fusion properties in the thermal fusion measurement method described below. . On the other hand, the temperature of the hydrochloric acid-formaldehyde bath was set to 40
℃ or less, preferably 15° to 35° C., add the phenols and nitrogen-containing compounds to be added to the bath as they are or substantially the entire amount of the diluted solution thereof under stirring to form a transparent solution, After that, white turbidity is generated in a non-stirring state, and then a pale pink granular or powdery solid is generated without increasing the temperature, and this solid is heated at a temperature higher than 50°C.
Preferably, when the desired reaction is completed by heating to a temperature of 70° to 95°C, the curing reaction progresses more, so the thermal fusion properties at 100°C measured by the thermal fusion measurement method described below will be lowered or or exhibits heat-fusibility at higher temperatures, such as 200° C., or exhibits substantially no heat-fusibility even at such high temperatures. In any of the above cases, it is also possible to add the nitrogen-containing compound to the hydrochloric acid-formaldehyde bath in advance and then add only the phenols. As the phenol used in the above method, phenol is most suitable, but as long as it contains at least 50% by weight of phenol, especially at least 70% by weight, o-cresol, m-cresol, p-cresol, etc.
It may be a mixture with one or more of known phenol derivatives such as cresol, bis-phenol A, o-, m- or p- C2 - C4 alkylphenol, p-phenylphenol, xylenol, resorcinol, etc. . The nitrogen-containing compound used in the above method is a compound having at least two active hydrogens in the molecule, preferably an amino group having active hydrogen in the molecule,
A compound having at least one group selected from the group consisting of an amide group, a thioamide group, a urein group, and a thiouraine group is used. Examples of such nitrogen-containing compounds include urea,
Examples include thiourea, urea or methylol derivatives of thiourea, aniline, melamine, guanidine, guanamine, dicyandiamide, fatty acid amide, polyamide, toluidine, cyanuric acid, or functional derivatives thereof. These can be used alone or in combination of two or more. The granular or powdered solid nitrogen-containing phenol aldehyde resin produced in the bath as described above and having completed the desired reaction is separated from the hydrochloric acid-formaldehyde bath, washed with water, and preferably The desired product can be obtained by neutralizing the hydrochloric acid with an alkaline aqueous solution, such as aqueous ammonia or methanolic aqueous ammonia, and further washing with water. In this case, as a matter of course, if the resin has a relatively high methanol solubility, it is preferable to neutralize it with an aqueous alkaline solution. The method of the present invention is carried out by first producing a precursor molded body by thermoforming from the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin alone or a resin composition containing at least the granular or powdered nitrogen-containing resin. . Naturally, the granular or powdered nitrogen-containing phenolic aldehyde resin or the resin composition used alone must be thermoformable. Therefore, the granular or powdery nitrogen-containing phenol aldehyde resin used alone is
The nitrogen-containing phenol aldehyde resin of (a) above or the nitrogen-containing phenol aldehyde resin of (a) above, which is at least partially fused when held at a temperature of 100°C for 5 minutes according to the thermal fusion measurement method. A mixture with the above-mentioned nitrogen-containing phenol-aldehyde resin (b) that does not substantially melt or fuse according to the same thermal fusion measurement method as the nitrogen-containing phenol-aldehyde resin is preferably used. In the case of the latter (mixture), the nitrogen-containing phenol-formaldehyde resin (b) acts as a filler and the nitrogen-containing phenol-aldehyde resin (a) acts as a binder in the precursor molding. In the case of the above-mentioned resin composition containing a granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin, the nitrogen-containing phenol-aldehyde resin does not necessarily contain at least one part of the resin according to the thermal fusion measurement method.
It does not need to be (a) or a mixture of (a) and (b) in which the parts are fused. That is, as long as the resin composition contains, in addition to the granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin, a binder that enables thermoforming due to its presence, the granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin It does not need to be fusible (a). In other words, if a granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin is present with another resin that can act as a binder, even if it is fusible (a), it is not meltable or fusible (a). b) is used in exactly the same way. As is clear from the foregoing, what is important in the present invention is that the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin is used as a component of the precursor molded body, and that the resin is used in the precursor molded body. It's not really a filler or a binder. Whether the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde of either (a) or (b) is fusible (a) or not (b) must be considered when manufacturing the precursor molded body. No matter which resin is used, carbon molded bodies with excellent strength and hardness can still be obtained through carbonization and firing. In the method of the present invention, the precursor molded body is made of a granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin alone, and the granular or powdered nitrogen-containing resin has a fusibility and does not have fusibility. things (b)
If it is a mixture with
(a) is at least 10% by weight, more preferably 20% by weight of the total
% by weight, especially 30% by weight. In the method of the present invention, the resin composition containing at least a granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin may further contain other carbonized materials in addition to the granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin. . The carbonized material may be a curable resin (first carbonized material). Thermosetting resin is preferred as the first carbonized material. For example, resol resins, novolak resins, epoxy resins, furan resins, melamine resins or carbon resins are preferably used. These carbonized materials can act as binders, so when using such carbonized materials, the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin used together must have fusibility (a). It may also be (b), which does not have any Any granular or powdered nitrogen-containing phenol
Even when it comes to aldehyde resins, these resins are grown by the reaction of cloudy microparticles, which are the initial reaction products of phenols, with formaldehyde, so they have a high carbon content and are extremely stable at room temperature. Moreover, since it itself contains a considerable amount of methylol groups, it shows reactivity when heated, and provides a precursor that is integrated with the first carbonized material. Furthermore, since the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin used in the present invention is extremely fine and has a large surface area as described above, it is easy to uniformly disperse it with the first carbonized material. Therefore, even when used in a relatively small amount, a carbon molded body with a high carbonization yield, excellent airtightness, and no gas blisters can be obtained by carbonization firing. The fact that the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin used in the method of the present invention is excellent as a carbonization material is that when the precursor molded body is carbonized and fired at a temperature of 1000°C, the precursor molded body becomes a cured resol resin. When the carbonization yield is 50 to 54% by weight, the precursor molded body consists of the above granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin alone, or 50 parts by weight (as solid content) of the resol resin and the above granular or powdery nitrogen-containing phenol aldehyde resin. This is clear from the fact that when the mixture is composed of a mixture with 50 parts by weight of a powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin, the carbonization yield is 60 to 70% by weight. The carbonization yield is 54 to 58% by weight when the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin used in the present invention is carbonized at the same temperature without using it as a precursor molded body. Taking this into consideration, the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin used in the present invention has reactivity by itself and with other resins, so it can be molded into carbon from a precursor molded body with a high carbonization yield. It is believed that it gives the body. When the first carbonized material is mixed with the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin and thermoformed to produce a precursor molded body, which is carbonized and fired, the precursor molded body made only of the carbonized material is carbonized. It can be said that a carbon molded body can be obtained with a higher carbonization yield than when fired. The carbonized material used in the resin composition is further
It can also be a carbonized material. As the second carbonized material, for example, coke, anthracite, caking bituminous coal, pitch, or a cured product of thermosetting resin is preferably used. This second carbonized material has relatively low reactivity with the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin compared to the first carbonized material, but is itself already carbonized to a considerable extent or is relatively less reactive than the first carbonized material. It can be said that it can provide a high carbonization yield. coke,
Anthracite and cured thermosetting resins can be used as fillers, pitch can be used as binders, and caking bituminous coal can be used as fillers or binders in the precursor moldings. Moreover, the carbonized material used in the resin composition can also be a third carbonized material. As the third carbonized material, firstly, carbohydrates, carbohydrate derivatives, or natural products mainly composed of carbohydrates, such as carbohydrates such as cellulose (rayon), starch, and sugar, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and acetyl cellulose. carbohydrate derivatives such as or wood flour,
Natural products mainly composed of carbohydrates such as linters, coconut shells, rice hulls, and grain flours; secondly, thermoplastic resins such as polyamides, polyvinyl acetates,
Vinyl chloride, vinylidene chloride or polyacrylonitrile resins, or heat-infusible resins other than cured products of curable resins, such as polyvinyl alcohol or polyvinyl formal, are preferably used. The above-mentioned third carbonized material generally has a low carbonization yield, and the carbon molded body obtained by carbonizing and firing a precursor molded body using the third carbonized material provides voids and often has voids with an activated inner wall. give. That is, the carbon molded body is obtained as a porous body. According to the method of the present invention, even when a carbon molded body is obtained as such a porous body, it is possible to produce a carbon molded body that generally has high strength and high hardness. In the method of the present invention, the resin composition containing at least a granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin may further contain an inorganic filler independently of the carbonized material. Unlike the above-mentioned carbonized materials, the inorganic filler remains in the carbon molded body as it is or after being reduced without being carbonized even when the precursor molded body is carbonized and fired. Therefore, such inorganic fillers, by remaining in the carbon molded body obtained, impart properties such as heat resistance and semiconductivity to the carbon molded body, or positively improve certain properties of the carbon molded body. It is used when improving the situation. For example, silica, alumina, silica-alumina, calcium carbonate, calcium silicate, or noble metals such as gold, silver, palladium, platinum, etc. can be mentioned. Porous carbon molded bodies containing noble metals can be used as catalysts for reactions in which such noble metals are used as catalysts. In the method of the present invention, the resin composition containing at least a granular or powdery nitrogen-containing phenol-aldehyde resin comprises (i) a granular or powdery nitrogen-containing phenol-aldehyde resin and (ii) a curable resin (a first carbonized material) and/or (iii) the second or third carbonized material or inorganic filler. In the method of the present invention, when the precursor molded body is made of the resin composition, the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin accounts for at least 10% by weight of the total composition, and the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin The thermoformable nitrogen-containing phenolic aldehyde resin (resin (a) above) and/or the second carbonized material alone or in total may account for at least 20% by weight of the total composition. preferable. More preferably, the granular or powdered nitrogen-containing phenolic aldehyde resin accounts for at least 20% by weight of the total composition, and the thermoformable granular or powdered nitrogen-containing phenolic aldehyde resin and/or
or the second carbonized materials alone or in combination account for at least 30% by weight of the total composition. In particular, the granular or powdery nitrogen-containing phenolic aldehyde resin accounts for 30% by weight of the total composition, and the thermoformable granular or powdery nitrogen-containing phenolic aldehyde resin and/or the second carbonized material It is particularly preferred that the amounts alone or in total represent at least 40% by weight of the total composition. As described above, in the method of the present invention, a precursor molded body is first produced by thermoforming from a granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin alone or a resin composition containing at least a granular or powdered nitrogen-containing phenol-aldehyde resin. . The resin composition can be produced by mixing the various constituent components as described above, for example, using a mixer, kneader, roller, etc., by a method known per se. In order to mold the precursor molded body by thermoforming, in the case of a granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin alone, the temperature must be at least at least the melting temperature of the component (a) to be fused (for example, about 50 to about 200 °C). ℃),
In the case of the above-mentioned resin composition, the temperature is at least higher than the temperature at which the binder component therein melts (for example, about
100 to about 150[deg.] C.) and may be heated and pressurized into a desired shape by a method known per se, such as injection molding, press molding, or mold molding. All of these thermoforming methods involve external heating, but
According to the present invention, since a granular or powdery nitrogen-containing phenol aldehyde resin is used which is reactive with itself or with other resins and has very small particles and a large surface area, the granular or powdery nitrogen-containing phenol aldehyde resin is used. Not only when nitrogen phenol/aldehyde is used alone, but also when a resin composition is used, it is mutually uniformly dispersed with other resins and reacts uniformly with heating, so the obtained precursor molded body is substantially free from the inside. It is hardened uniformly and does not generate decomposition gas that would cause cracks or gas blisters in the carbon molded body during carbonization firing. In contrast, in the case of precursor molded bodies manufactured using only resol resin, the degree of curing differs between the surface area where heat is applied by external heating and the interior area where heat is difficult to transmit, so in many cases the surface area is completely cured. This results in a molded product that is cured but has an uncured interior, which is not desirable for use as a carbon molded product. That is,
When a precursor molded body whose interior is uncured is carbonized and fired, decomposition gas is generated from the inside, resulting in a carbon molded body having cracks and gas blisters. The method of the present invention is then carried out by carbonizing and firing the precursor molded body. Carbonization firing is preferably carried out at a temperature of about 450°C or higher,
More preferably, it is carried out at a temperature between about 500 and about 2500°C. Furthermore, carbonization firing is carried out under a non-oxidizing atmosphere, usually an atmosphere that does not substantially contain molecular oxygen, for example, containing at least one selected from nitrogen, helium, hydrogen, and carbon monoxide as the main atmosphere gas. Perform under atmospheric conditions. An appropriate temperature increase rate when performing carbonization firing differs depending on the thickness or airtightness of the precursor molded body.
Generally, it is desirable to raise the temperature more slowly as the thickness and airtightness of the precursor molded body increases. The heating rate ranges from about 10°C/hour to about 2000°C/hour. The temperature and atmosphere of carbonization firing have a considerable influence on the properties of the obtained carbon molded body. For example, when carrying out carbonization firing at a temperature of about 700° to about 1000°C in an atmosphere of water vapor, carbon dioxide, a mixture of these, or a mixture of these and the above-mentioned non-oxidizing gases, the specific surface area is relatively small. A large carbon molded body is obtained. In addition, for example, the conditions when carrying out carbonization firing at a temperature of about 500° to about 800°C are suitable for producing a carbon molded body with conductivity in the range of semiconductors;
The conditions in which the temperature is about 2000° C. are suitable for producing a highly conductive carbon molded body suitable for heat exchanger pipes, electrodes, and the like. According to the method of the present invention, as can be understood from the above description, a carbon molded body with high strength and hardness can be obtained as a high-density or low-density (porous body), or a carbon molded body with a large surface area can be obtained. Whether it is obtained as a solid or a small object, whether it is obtained as a substance exhibiting the conductivity of a semiconductor or a substance exhibiting the conductivity of a conductor, etc., depends on the type or amount ratio of the constituent components constituting the precursor molded body. Of course, this can be changed to a certain extent depending on the molding conditions of the precursor compact (for example, it is desirable to heat-form under high pressure to obtain a high-density carbon compact) or the carbonization firing conditions, such as atmosphere, temperature, etc. can. The carbon molded article obtained by the method of the present invention consists essentially of amorphous carbon. This was confirmed by the presence of a broad peak around the diffraction angle (2θ) of 23 to 24 degrees in the X-ray diffraction diagram. It is also produced by carbonizing and firing at a relatively low temperature according to the method of the present invention using a granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin, especially one that does not melt or fuse (b), and another resin that serves as a binder. The resulting carbon molded body may develop a granular or powder-like interface by electrolytically etching the carbon molded body using the carbon molded body as an anode. The carbon molded article obtained by the method of the present invention has excellent strength and hardness, and also has excellent heat resistance, abrasion resistance,
Indicates sliding properties or chemical resistance. Therefore, the carbon molded article obtained by the method of the present invention is
For example, sliding materials such as bearings, gears, bearings, aircraft brakes, motor brushes; heat exchangers,
Corrosion-resistant materials such as Raschig rings and bubbler catalyst carriers; Heaters such as heaters for electronic devices and solar house heaters; Insulating materials such as insulation plates for vacuum furnaces and protective tubes for high-temperature furnaces; For caustic soda, fuel cells, and scouring Electrodes for use; electricity such as semiconductors and radio wave reflecting gas;
It can be suitably used for electronic parts, etc. In addition, it has excellent strength, hardness, and wear resistance, so it can be used, for example, as typesetting or abrasive grains; because it has excellent chemical resistance, it can be used, for example, as aggregate for living organisms, analytical instruments, or ceramic/glass processing. It can also be used as a jig. Furthermore, those that have a large specific surface area or contain catalytic metals or have been added through post-processing, such as filters such as air filters, ozone filters, water filters, and oil filters; car canisters; and adsorbents for solvent recovery equipment. Alternatively, it can be suitably used as a catalyst for various reactions. In particular, those having a large specific surface area and containing nitrogen have a high ability to adsorb not only hydrocarbon solvents such as benzene but also compounds containing heteroatoms such as pyridine or mercaptan. The present invention will be described in more detail below with reference to Examples. 1. Method for measuring 0.1-100μ particles Sample approximately 0.1g of each sample. Such sampling is performed five times from different locations for one sample. One portion of each approximately 0.1 g sample was placed on a microscope slide glass. To facilitate observation of the sample placed on a slide glass, spread it out so that the particles do not overlap as much as possible. Microscopic observation shows that granular or powdery substances and/or their secondary aggregates are observed in the visual field under an optical microscope.
Do this for about 50 locations. It is usually desirable to observe at a magnification of 10 2 to 10 3 times. The sizes of all particles present in the field of view under the light microscope are read and recorded by a measurer in the field of view under the light microscope. The content (%) of particles of 0.1 to 100μ is determined by the following formula. Content rate (%) of 0.1 to 100 μ particles = N 1 /N 0 × 100 N 0 : Total number of particles whose dimensions have been read under the microscope field N 1 : Of particles with dimensions of 0.1 to 100 μ out of N 0 Number: The content of particles of 0.1 to 100μ is expressed as the average value of the results of five samples for one sample. 2. Amount passing through a 150-meter mesh sieve After massaging the dried sample thoroughly by hand if necessary, accurately weigh out approximately 10 g of it, and shake it through a 150-meter mesh sieve in small portions over 5 minutes (size of sieve). ;200mmφ, shaking conditions;200RPM)
After adding the sample, shake for another 10 minutes. The amount of passage through the 150 Tyler mesh is calculated using the following formula. 150 Amount passing through Tyler mesh (weight %) = ω 0 - ω 1 / ω 0 × 100 ω 0 : Input amount (g) ω 1 : Amount remaining on the sieve without passing through 150 Tyler mesh sieve (g ) 3 Measurement of infrared absorption spectrum and determination of absorption intensity (see Figure 1 of the attached drawings) Regarding the measurement sample prepared by the usual KBr tablet method using an infrared spectrophotometer (Model 225) manufactured by Hitachi, Ltd. Infrared absorption spectra were measured. The absorption intensity at a specific wavelength was determined as follows. In the measured infrared absorption spectrum diagram, draw a baseline at the peak whose absorption intensity is to be determined. The transmittance at the top of that peak is
When expressed as tp and the baseline transmittance at that wavelength is expressed as tb, the absorption intensity D at that specific wavelength is given by the following formula. D=logtb/tp Therefore, for example, the ratio of the absorption intensity of the peak between 960 and 1020 cm -1 and the absorption intensity of the peak between 1450 and 1500 cm -1 is the ratio of the respective absorption intensities calculated using the above formula (D 960 to 1020 / D 1450-1500 ). 4 Thermal adhesion measurement method for investigating thermal adhesion at 100℃
Prepare the material inserted between two sheets of 0.2 mm thick stainless steel, and press it with a heat press machine (single-action compression molding machine manufactured by Shinto Metal Industry Co., Ltd.) preheated to 100℃ for 5 minutes to create an initial pressure. Pressed at 50Kg. After releasing the press, the hot-pressed sample was taken out from between the two stainless steel plates. If the sample taken out is clearly fixed to form a flat plate due to melting or fusion, it is determined that the sample has fusible properties, and if there is almost no difference between before and after hot pressing, the sample is judged to be It was judged to be infusible. 5. Methanol solubility Accurately weigh approximately 10 g of the sample (the accurately weighed weight is defined as W 0 ), and dissolve it in approximately 500 ml of substantially anhydrous methanol.
Heat under reflux for 30 minutes. Filter through a glass filter (No. 3), wash the filter residue sample on the filter with about 100 ml of methanol, and then filter the filter residue sample at 40℃ for 5 minutes.
It was dried for an hour (the exact weighed weight is W 1 ). Methanol solubility (S 1 %) was determined using the following formula. Methanol solubility (S 1 % by weight) = W 0 − W 1 /W 0 ×100 6 Determination of free phenol content Approximately 10 g of a sample passed through a 150-meter mesh was accurately weighed, and 30 g of substantially anhydrous methanol was dissolved in 190 g of substantially anhydrous methanol.
Heat under reflux for a minute. The liquid passed through a glass filter (No. 3) was subjected to high-performance liquid chromatography (6000A manufactured by Waters, USA).
The phenol content in the applied solution was determined, and the free phenol content in the sample was determined from a separately prepared calibration curve. The operating conditions for high performance liquid chromatography are as follows. Equipment: 6000A manufactured by Waters Co., USA Column carrier: μ-BondapakC 18 Column: 1/4 inch diameter x 1 foot length Column temperature: Room temperature Eluent: Methanol/water (3/7, volume ratio) Flow rate: 0.5 ml/min Detector: UV (254nm), Range0.01 (1
mV) The phenol content in the liquid was determined from a previously prepared calibration curve (relationship between phenol content and peak height based on phenol). 7. Bulk density: It is cut off at the 100ml mark.
Pour the sample that has passed through the 100 ml mesh into a 100 ml graduated cylinder from 2 cm above the rim of the graduated cylinder. The bulk density is determined by the following formula. Bulk density (g/ml) = W (g)/100 (ml) W: Weight per 100 ml (g) 8 Density of carbon molded body A sample was crushed and measured by the float-sink method. 9 Hardness of carbon molded body Measured using a Bitkers microhardness tester at a load of 500 kg. 10 Bending strength of carbon molded body Measured according to JIS-K-6911. 11 Gas permeability of carbon molded body Measured by volume change method using helium gas with an apparatus according to ASTM D-1434. 12 Heat resistance of carbon molded body TG heated at a heating rate of 5℃/min in air
Measurement was performed using A device at the temperature at which weight loss started. 13 X-ray diffraction pattern of carbon compact The sample was crushed with a tungsten carbide disc type crusher, and CuK was crushed using a nickel filter.
It was measured using a diffractometer using alpha rays. 14 Electrical specific resistance of carbon molded body Measured by voltage drop method according to JIS-R-7202. Reference Example 1 (1) Put 1500 g of each mixed aqueous solution at 25°C consisting of various compositions of hydrochloric acid and formaldehyde (listed in Table 1) into 2 separable flasks, and
98% by weight phenol (the remaining 2% by weight is water),
Prepared using urea and 37% by weight formalin and water. 125 g each of a mixed aqueous solution (25° C.) containing 20% by weight phenol, 20% by weight urea and 14.6% by weight formaldehyde was added. After adding and stirring for 15 seconds, it was left to stand for 60 minutes. While standing for 60 minutes, some of the contents in each separable flask remained transparent (Run No. 1 and Table 1).
20), and some changed from transparent to cloudy and remained cloudy (Run No. 3, 9 and 9 in Table 1).
18), and some changed from transparent to cloudy and gave a white precipitate (Run No. 2, 4 to 4 in Table 1).
8, 10-17 and 19). This white precipitate contains
When observed under a microscope, spherical objects, aggregates of spherical objects, and a small amount of powder were already observed. Next, the contents of each separable flask were heated to 80°C for an additional 60 minutes with occasional stirring, and then
Incubate the reaction product at 40-45℃ for 15 minutes at a temperature of 80-82℃
Wash with warm water of 0.5% by weight ammonia and 50%
In a mixed aqueous solution consisting of 60% methanol by weight
℃ for 30 minutes, washed again with warm water at 40-45℃ and dried at 80℃ for 2 hours. Table 2 shows the properties of reaction products obtained from mixed aqueous solutions of hydrochloric acid and formaldehyde of various compositions. (2) On the other hand, the following experiment was conducted for comparison. 1
Distilled phenol in a separable flask.
Add 282g, 369g of 37% by weight formalin, and 150g of 26% by weight aqueous ammonia, raise the temperature from room temperature to 70℃ in 60 minutes while stirring, and then
Stir and heat for 90 minutes at a temperature of 70-72°C. Next, the mixture was allowed to cool, and dehydration was carried out by azeotropic distillation under a reduced pressure of 40 mmHg while adding 300 g of methanol little by little. 700 g of methanol was added as a solvent, and a transparent yellow-brown resol resin solution was taken out. When a portion of the thus obtained resol resin was desolvated under reduced pressure, it foamed violently and turned into a gel. This gelled product is further heated at a temperature of 160℃ under nitrogen gas.
After heat curing for 60 minutes, the resulting cured foam was crushed to obtain a small amount of powder that passed through a 150 Tyler mesh sieve. In this case, the thermosetting resol resin is extremely hard, and it is extremely difficult to obtain a powder of 150 mesh passes even using various types of crushers, ball mills, or vibrating mills for fluorescent X-rays.
The thus obtained thermosetting resol resin powder was mixed with 0.5% by weight of ammonia under the same conditions as described above.
It was treated with a mixed aqueous solution consisting of 50% by weight methanol, washed with warm water and then dried. The properties of the sample thus obtained are listed in Table 2 as Run No. 21. Next, put 390 g of phenol, 370 g of 37% by weight formalin, 1.5 g of oxalic acid, and 390 g of water into a separable flask, and while stirring.
Raise the temperature to 90℃ in 60 minutes, and at a temperature of 90-92℃
Stir and heat for 60 minutes. Then 35% by weight hydrochloric acid
1.0 g was added, and the mixture was further stirred and heated at a temperature of 90 to 92°C for 60 minutes. Next, 500 g of water was added and cooled, the water was removed by a siphon, and the mixture was heated under a reduced pressure of 30 mmHg and heated at a temperature of 100° C. for 3 hours.The temperature was further increased and the mixture was heated under reduced pressure at a temperature of 180° C. for 3 hours.
The resulting novolac resin was obtained as a tan solid upon cooling. This one has a softening temperature of 78
~80°C, and the free phenol content determined by liquid chromatography was 0.76% by weight. The above novolac resin was ground and mixed with 15% by weight of hexamethylenetetramine, the mixture was heat cured in nitrogen gas at a temperature of 160°C for 120 minutes, then ground in a ball mill and passed through a sieve of 150 Tyler mesh. I forced it. The powder thus obtained was treated with a mixed aqueous solution of 0.5% by weight ammonia and 50% by weight methanol under the same conditions as described above, washed with warm water and then dried. The properties of the sample thus obtained are listed in Table 2 as Run No. 22. Furthermore, the above novolac resin was made with a hole diameter of 0.25mmφ.
Melt spinning was carried out at a temperature of 136-138°C using a spinneret with 120 holes. Obtained average fineness 21
Denier spun yarn is mixed into an aqueous solution containing 18% by weight of hydrochloric acid and 18% by weight of formaldehyde.
It was immersed for 60 minutes at a temperature of 20-21°C, then raised to a temperature of 97°C over 5 hours, and held at a temperature of 97-98°C for 10 hours. The thus obtained cured novolak fibers were washed with hot water under the same conditions as described above, treated with a mixed aqueous solution consisting of 0.5% by weight ammonia and 50% by weight methanol, washed with warm water, and then dried. This material was ground in a ball mill. The properties of the material that passed through the 150 Tyler mesh sieve are listed in Table 2 as Run No. 23. (3) Table 1 shows the hydrochloric acid and formaldehyde used, the total concentration of hydrochloric acid and formaldehyde, the ratio of the weight of the hydrochloric acid-formaldehyde solution to the total weight of phenol and urea, and the ratio of formaldehyde (mol) to phenol (mol) and urea (mol). mol) and the total molar ratio is shown. Also,
Table 2 shows the results obtained by microscopic observation of the obtained samples.
Content of particles 0.1-50μ and 0.1-100μ,
The amount of passage through the sieve (150 mesh pass) when the obtained sample was passed through a 150-meter mesh sieve and the infrared absorption spectroscopy of the obtained sample
960~1020cm -1 , 1280~1360cm -1 and 1580~
The absorption wavelength intensity ratio (IR intensity ratio) of the absorption intensity at 1650 cm -1 to the absorption intensity between 1450 and 1500 cm -1 is shown.

【表】【table】

【表】 第1表におけるRun No.1、2、6、17および
20の実験では、セパラブルフラスコの底に粘着性
の樹脂や硬く大きな塊状物又は板状物が多く生成
した。 また、Run No.1、2および20の実験では、使
用した25gのフエノールと25gの尿素とから固形
物が49gより少い量で得られたにすぎなかつた。 Run No.1、2、3、6、17および20について
第2表に記載した0.1〜50μおよび0.1〜100μ粒
子の含有率(%)および150メツシユパス(重量
%)の数値は、粘着性樹脂、塊状物及び板状物を
含めた全固形物に対する粒状ないし粉末状物につ
いての値である。しかしながら、これらの実験に
おいて生成した固形物の内の粒状ないし粉末状物
のみの中の0.1〜50μおよび0.1〜100μ粒子の含
有率(%)および150メツシユパス(重量%)の
数値はそれぞれ第2表にカツコで閉じて示した値
であつた。 第2表に記載した結果をも含めた上記実験事実
から、Run No.1、2、3、6、17および20は製
造方法としては推奨できない。しかしながら、そ
れらの製造方法であつても生成された粒状ないし
粉末状物に限つてみればこれらの粒状ないし粉末
状物は本発明で用いられる粒状ないし粉末状含窒
素樹脂として充分に好適に使用される特性を有し
ている。 添付図面の第1図には、Run No.12で得られた
粒状ないし粉末状物の赤外線吸収スペクトル図を
示した。また、同第1図には赤外線吸収スペクト
ル図から吸収強度Dを求める際に必要とされる、
pおよびtbの求め方を図解した。あるピークに
ベースラインを引き、その波長においてtpおよ
びtbが図解したようにして求められる。 参考例 2 室温が21〜22℃の室内で20の反応容器6個の
夫々に、18重量%の塩酸と11重量%のホルムアル
デヒドからなる混合水溶液を10Kg入れた。それぞ
れのフラスコに、23℃の温度で撹拌しながら、フ
エノール30重量%、尿素20重量%およびホルムア
ルデヒド11重量%からなる混合水溶液を各々3.34
Kg、2.66Kg、1.60Kg、1.06Kg、0.74Kgおよび0.45
Kg加えた。この場合の浴比は各々7.0、8.5、
13.5、20.0、28.0および45.0であつた。いずれの
場合も該混合水溶液を投入後更に撹拌し続けてい
ると、10〜60秒間で急激に白濁した。白濁と同時
に撹拌を中止し、そのまま3時間静置した。内温
が徐々に上昇し、白濁してから30分後にはいずれ
にも白色のスラリー状あるいは樹脂状物の生成が
みられた。次いで各々の内容物を撹拌しながら水
洗した。この場合、浴比7.0の系は撹拌棒に樹脂
状の硬化物が大量に融着し、撹拌が非常に困難と
なつた。 次いで内容物を0.3重量%のアンモニア水溶液
中、30℃の温度でゆつくり撹拌しながら2時間処
理し、水洗後脱水した。得られた粒状ないし粉状
物または塊状物を手で軽くもみほごし40℃の温度
で3時間乾燥した。乾燥後の水分はいずれも0.5
重量%以下であつた。内容物は反応の浴比が小さ
い方から順にRun No.31、32、33、34、35および
36とする。 第3表には、反応開始から白濁して3時間後ま
での間の反応系内の最高到達温度、反応生成物の
収率、顕微鏡観察による球状一次粒子の有無、反
応生成物に占める150タイラーメツシユ通過分の
含有率、150メツシユパス品の嵩密度、反応生成
物の100℃での熱融着性、メタノール溶解度およ
び遊離フエノール含有量を示した。
[Table] Run No. 1, 2, 6, 17 and
In 20 experiments, many sticky resins and hard large lumps or plates were formed at the bottom of the separable flask. Also, in Run Nos. 1, 2, and 20, less than 49 g of solid was obtained from the 25 g of phenol and 25 g of urea used. The content (%) of 0.1-50μ and 0.1-100μ particles and 150 mesh pass (% by weight) listed in Table 2 for Run Nos. 1, 2, 3, 6, 17 and 20 are based on the adhesive resin, The value is for granular or powdery materials relative to the total solids including lumps and plate-like materials. However, the content (%) of 0.1 to 50 μ and 0.1 to 100 μ particles in only granular or powdered solids produced in these experiments and the numerical values of 150 mesh pass (% by weight) are shown in Table 2. It was the value shown when closed with a cutlet. From the above experimental facts including the results listed in Table 2, Run Nos. 1, 2, 3, 6, 17 and 20 cannot be recommended as manufacturing methods. However, even with these manufacturing methods, if we limit ourselves to the granular or powdery products produced, these granular or powdery products are sufficiently suitable for use as the granular or powdery nitrogen-containing resin used in the present invention. It has the following characteristics. FIG. 1 of the accompanying drawings shows an infrared absorption spectrum diagram of the granular or powdery material obtained in Run No. 12. In addition, FIG. 1 also shows the following information, which is required when determining the absorption intensity D from the infrared absorption spectrum diagram.
The method for determining t p and t b is illustrated. A baseline is drawn at a certain peak, and t p and t b at that wavelength are determined as illustrated. Reference Example 2 10 kg of a mixed aqueous solution consisting of 18% by weight hydrochloric acid and 11% by weight formaldehyde was placed in each of 20 6 reaction vessels in a room at a room temperature of 21 to 22°C. 3.34% of a mixed aqueous solution consisting of 30% by weight of phenol, 20% by weight of urea and 11% by weight of formaldehyde was added to each flask while stirring at a temperature of 23°C.
Kg, 2.66Kg, 1.60Kg, 1.06Kg, 0.74Kg and 0.45
Kg added. The bath ratios in this case are 7.0, 8.5, and
They were 13.5, 20.0, 28.0 and 45.0. In either case, when the mixed aqueous solution was continued to be stirred after being added, it rapidly became cloudy in 10 to 60 seconds. As soon as the mixture became cloudy, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 3 hours. Thirty minutes after the internal temperature gradually rose and the mixture became cloudy, a white slurry or resin-like substance was observed in each case. The contents of each were then washed with water while stirring. In this case, in the system with a bath ratio of 7.0, a large amount of resin-like cured material fused to the stirring rod, making stirring very difficult. Next, the contents were treated in a 0.3% by weight ammonia aqueous solution at a temperature of 30°C for 2 hours with gentle stirring, washed with water, and then dehydrated. The resulting granular, powdery or lumpy material was lightly kneaded by hand and dried at a temperature of 40° C. for 3 hours. The moisture content after drying is 0.5 in each case.
It was less than % by weight. The contents are Run No. 31, 32, 33, 34, 35 and
36. Table 3 shows the maximum temperature reached in the reaction system from the start of the reaction until 3 hours after it becomes cloudy, the yield of the reaction product, the presence or absence of spherical primary particles as determined by microscopic observation, and the proportion of 150 tyers in the reaction product. The content of the mesh-passed product, the bulk density of the 150-mesh-passed product, the thermal fusibility of the reaction product at 100°C, the methanol solubility, and the free phenol content are shown.

【表】 第3表において、Run No.21、22および23(第
1表参照比較例)の遊離フエノール含有量はいず
れも加熱硬化する前のレゾール樹脂とノボラツク
樹脂について測定した値で( )内に示した。 第3表においてRun No.31の実験では、フラス
コの底に生成した固形物全体の約80%に達する粘
着樹脂および塊状物が生成した。粒状ないし粉末
状物は生成した固形物全体の約20%にすぎなかつ
たが、そのうちの約85%は100メツシユの篩を通
過した。なお、Run No.31における球状一次粒子
の有無が少いとあるのは、粒状ないし粉末状物の
固形物に占める割合が約20%と小さいことによ
る。従つて、Run No.31の方法は製造方法として
は推奨できないが、生成した粒状ないし粉末状物
は本発明において好適に用いられる粒状ないし粉
末状物の特性を充分に備えている。なおRun
No.31〜36の粒状ないし粉末状物は全て、そのほ
ぼ全量が0.1〜100μの粒径のものであつた。 参考例 3 2のセパラブルフラスコに入れた20重量%の
塩酸と8重量%のホルムアルデヒドからなる24℃
の混合水溶液1250gを撹拌しながら、37重量%の
ホルマリンで20〜80重量%に希釈したフエノール
類と含窒素化合物との溶液を、フエノール類と含
窒素化合物との合計量が50gになるように調整し
て該浴に加えた。該溶液の添加と同時に白濁し、
瞬時に白色又はピンク色あるいは茶色に変色した
ものであり、該溶液を投入後10秒間で撹拌を停止
した。撹拌停止後60分間静置し、再び撹拌しなが
ら30分間に75℃にまで昇温後、73〜76℃の温度で
60分間保持した。各々の反応生成物を水洗し、次
いで0.3重量%のアンモニアと60重量%のメタノ
ールからなる混合水溶液中、45℃の温度で60分間
処理し水洗後80℃の温度で3時間乾燥した。 第4表には使用したフエノール類と含窒素化合
物の種類と割合、用いたフエノール類と含窒素化
合物との前記ホルマリンによる希釈溶液の濃度、
この希釈溶液添加60分後の反応生成物の色、反応
生成物の使用したフエノール類と含窒素化合物と
の合計量に対する収率、反応生成物中に占める
0.1〜50μ粒子の含有率、反応生成物の150メツシ
ユパス量および赤外吸収スペクトル強度比を示し
た。
[Table] In Table 3, the free phenol contents of Run No. 21, 22 and 23 (comparative examples shown in Table 1) are values measured for resol resin and novolac resin before heat curing, and are in parentheses. It was shown to. In Table 3, in the experiment of Run No. 31, sticky resin and lumps amounted to about 80% of the total solids formed at the bottom of the flask. Granules or powders accounted for only about 20% of the total solids produced, but about 85% of them passed through a 100 mesh sieve. The presence or absence of spherical primary particles in Run No. 31 is small because the proportion of granular or powdery materials in the solid matter is as small as about 20%. Therefore, although the method of Run No. 31 is not recommended as a manufacturing method, the produced granules or powders have sufficient characteristics of the granules or powders preferably used in the present invention. Furthermore, Run
Almost all of the granular or powdery materials Nos. 31 to 36 had a particle size of 0.1 to 100 μ. Reference Example 3 A mixture of 20% by weight hydrochloric acid and 8% by weight formaldehyde placed in the separable flask from 2 at 24°C.
While stirring 1250 g of a mixed aqueous solution, add a solution of phenols and nitrogen-containing compounds diluted to 20-80% by weight with 37% formalin so that the total amount of phenols and nitrogen-containing compounds is 50 g. Prepared and added to the bath. When the solution was added, it became cloudy,
The color instantly changed to white, pink, or brown, and stirring was stopped 10 seconds after the solution was added. After stopping the stirring, let it stand for 60 minutes, then raise the temperature to 75℃ for 30 minutes while stirring again, and then keep it at a temperature of 73 to 76℃.
Hold for 60 minutes. Each reaction product was washed with water, then treated in a mixed aqueous solution consisting of 0.3% by weight ammonia and 60% by weight methanol at a temperature of 45°C for 60 minutes, washed with water, and then dried at a temperature of 80°C for 3 hours. Table 4 shows the types and proportions of the phenols and nitrogen-containing compounds used, the concentrations of the diluted solutions of the phenols and nitrogen-containing compounds used in formalin,
The color of the reaction product 60 minutes after addition of this diluted solution, the yield of the reaction product based on the total amount of phenols and nitrogen-containing compounds used, and the proportion of the reaction product in the reaction product.
The content of 0.1-50μ particles, the amount of reaction product over 150 mesh passes, and the infrared absorption spectrum intensity ratio are shown.

【表】 参考例 4 6個の1のセパラブルフラスコの夫々に、18
重量%の塩酸と9重量%のホルムアルデヒドとを
含む18℃の混合水溶液1000gを入れた。室温は15
℃であつた。これらの夫々を撹拌しながら、先ず
尿素15gを溶解し、次いでフエノール80重量%と
ホルムアルデヒド5重量%とを含む混合希釈液25
gを各々に一度に投入した。いずれの場合も、希
釈液を投入後10秒間で撹拌を停止して静止した
が、夫々撹拌停止後18〜19秒で急激に白濁し、乳
白色の生成物が観察された。夫々の液温は18℃か
ら徐々に上り、希釈液投入後5〜7分間で31〜32
℃のピークに達し、再び降下した。希釈液を投入
後、0.5時間(Run No.61)、1時間(Run
No.62)、3時間(Run No.63)、6時間(Run
No.64)、24時間(Run No.65)、72時間(Run
No.66)室温下に放置後、内容物を水洗し、0.75
重量%のアンモニア水中、15〜17℃の温度で3時
間処理後、水洗、次いで脱水し、40℃の温度で6
時間乾燥した。 第5表には、得られた乾燥試料の150タイラー
メツシユ篩通過率、960〜1020cm-1のI.R強度比、
メタノール溶解量、遊離フエノール含量を示し
た。尚、Run No.61〜Run No.66の試料はいずれ
も熱融着試験において、100℃、5分で融着し
た。
[Table] Reference example 4 18
1000 g of a mixed aqueous solution containing 9% by weight of hydrochloric acid and 9% by weight of formaldehyde at 18° C. was added. Room temperature is 15
It was warm at ℃. While stirring each of these, first dissolve 15 g of urea, then add 25 g of diluted mixture containing 80% by weight of phenol and 5% by weight of formaldehyde.
g was added to each at once. In both cases, stirring was stopped 10 seconds after the diluent was added and the mixture became stationary, but 18 to 19 seconds after the stirring was stopped, the mixture suddenly became cloudy and a milky white product was observed. The temperature of each liquid gradually rose from 18℃ and reached 31-32 within 5-7 minutes after adding the diluent.
It reached a peak in °C and then fell again. After adding the diluted solution, run for 0.5 hours (Run No. 61), 1 hour (Run No. 61),
No. 62), 3 hours (Run No. 63), 6 hours (Run
No. 64), 24 hours (Run No. 65), 72 hours (Run
No.66) After leaving it at room temperature, wash the contents with water and 0.75
After treatment in wt.
Dry for an hour. Table 5 shows the passing rate of the obtained dry sample through a 150-meter mesh sieve, the IR intensity ratio of 960 to 1020 cm -1 ,
The amount of methanol dissolved and the free phenol content are shown. In addition, all of the samples of Run No. 61 to Run No. 66 were fused in a heat fusion test at 100° C. for 5 minutes.

【表】 参考例 5 撹拌棒の付いた1000の反応容器に、18.5重量
%の塩酸と8.5重量%のホルムアルデヒドからな
る22.5℃の混合水溶液を800Kg入れ、該混合水溶
液を撹拌しながら20℃の20重量%フエノールと10
重量%のハイドロキノンおよび20重量%の尿素か
らなる混合水溶液を40Kg投入した。 該混合水溶液を全量投入して20秒間撹拌した
後、撹拌を停止して2時間静置した。反応容器内
では該混合水溶液を全量投入後35秒後に急激な白
濁がみられ、次第に白色の粒状物が生成すると共
に内温が徐々に35.5℃に迄上昇し、再び降下し
た。次いで、反応生成物の生成した混合水溶液の
系を再度撹拌しながら反応容器の底部に取り付け
たバルブを開いて内容物を取り出し、ノーメツク
スの不織布を用いて、反応生成物と該塩酸とホル
ムアルデヒドからなる混合水溶液とを分離した。
かくして得た反応生成物を水洗、脱水した後18℃
の0.5重量%アンモニア水溶液に一昼夜浸漬した
後再び水洗、脱水して含水率が15重量%の反応生
成物を29.9Kg得た。 上記方法で得た反応生成物の2.0Kgを40℃の温
度で3時間乾燥して試料1.7Kgを得た(Run
No.67)。 第6表には、かくして得た乾燥試料の顕微鏡観
察による0.1〜50μと0.1〜100μ粒子の含有率、
150タイラーメツシユの篩にかけた場合の通過量
(150メツシユパス)およびメタノール溶解度を示
した。
[Table] Reference Example 5 800 kg of a mixed aqueous solution at 22.5°C consisting of 18.5% by weight hydrochloric acid and 8.5% by weight formaldehyde was placed in a 1000°C reaction vessel equipped with a stirring rod, and the mixed aqueous solution was heated at 20°C while stirring. wt% phenol and 10
40 kg of a mixed aqueous solution consisting of hydroquinone (wt%) and urea (20wt%) was charged. After adding the entire amount of the mixed aqueous solution and stirring for 20 seconds, stirring was stopped and the mixture was left standing for 2 hours. In the reaction vessel, rapid cloudiness was observed 35 seconds after the entire amount of the mixed aqueous solution was added, white granules were gradually formed, and the internal temperature gradually rose to 35.5°C and then dropped again. Next, while stirring the mixed aqueous solution system of the reaction product again, open the valve attached to the bottom of the reaction vessel to take out the contents, and use a Nomex nonwoven fabric to remove the reaction product, the hydrochloric acid, and formaldehyde. The mixed aqueous solution was separated.
The reaction product thus obtained was washed with water, dehydrated, and then heated to 18°C.
After being immersed in a 0.5% by weight ammonia aqueous solution for a day and night, the product was washed again with water and dehydrated to obtain 29.9 kg of a reaction product with a water content of 15% by weight. 2.0Kg of the reaction product obtained by the above method was dried at a temperature of 40℃ for 3 hours to obtain 1.7Kg of sample (Run
No.67). Table 6 shows the content of 0.1-50μ and 0.1-100μ particles as determined by microscopic observation of the dried sample thus obtained;
The amount passed through a 150-meter mesh sieve (150 mesh pass) and methanol solubility are shown.

【表】 実施例 1 Run No.12の生成物(フイラーとして)100g
とRun No.21で用いたレゾール樹脂(未硬化物、
固形分換算で100g)とを混合した。この得られ
た樹脂混合物を室温で一昼夜乾燥し、次いで80℃
のオープン乾燥器中にて30分間乾燥した。得られ
たものの一定量を予め150℃に加熱した金型を用
いて200Kg/cm2の加圧下に30分間処理し、寸法が幅
20mm、厚さ3mm、長さ120mmの成型品を5個作成
した。 同様に、フイラーとして、Run No.40の生成
物、Run No.47の生成物、Run No.50の生成物、
Run No.22で得た生成物(硬化物)、各々100タイ
ラーメツシユ篩を通過せしめた木粉、カーボンブ
ラツク、シリカ粉末を用い、Run No.21で用いた
レゾール樹脂と各々等量混合し、上記したのと同
様の方法で各種フイラーとレゾール樹脂からなる
寸法が幅20mm、厚さ約3mm、長さ120mmの成形品
(前駆体)を各々5個作成した。 次に、これらの前駆体を窒素ガス流通下、室温
から1000℃にまで30℃/時の速度で昇温せしめ、
さらに1000℃の温度で60分間保持した。その後、
徐冷して炭化焼成物(炭素成形体)を得た。 第7表には、用いたフイラーの種類、炭化焼成
物の長さ保持率(前駆体に対して)、炭化収率
(前駆体に対して)、ビツカース硬度、気体透過度
および曲げ強度を示した。
[Table] Example 1 100g of Run No. 12 product (as filler)
and resol resin used in Run No. 21 (uncured material,
(100g in terms of solid content) were mixed. The resulting resin mixture was dried at room temperature overnight and then at 80°C.
Dry for 30 minutes in an open dryer. A certain amount of the obtained material was processed for 30 minutes under a pressure of 200Kg/cm 2 using a mold preheated to 150℃, and the dimensions were
Five molded products of 20 mm, thickness 3 mm, and length 120 mm were made. Similarly, as a filler, the product of Run No. 40, the product of Run No. 47, the product of Run No. 50,
Using the product (cured product) obtained in Run No. 22, wood flour, carbon black, and silica powder each passed through a 100-meter mesh sieve, equal amounts of each were mixed with the resol resin used in Run No. 21. Five molded products (precursors) each having dimensions of 20 mm in width, approximately 3 mm in thickness, and 120 mm in length were made from various fillers and resol resin in the same manner as described above. Next, these precursors were heated at a rate of 30°C/hour from room temperature to 1000°C under nitrogen gas flow,
It was further held at a temperature of 1000°C for 60 minutes. after that,
It was slowly cooled to obtain a carbonized fired product (carbon compact). Table 7 shows the type of filler used, length retention rate (relative to the precursor), carbonization yield (relative to the precursor), Vickers hardness, gas permeability, and bending strength of the carbonized fired product. Ta.

【表】 第7表において、Run No.75とRun No.76の炭
化焼成物はいずれもクラツクおよび/またはガス
ぶくれが発生して曲がつたり、破壊しており、長
さ保持率の測定は困難であつた。又、硬度のバラ
ツキも大きい。 実施例 2 Run No.65の生成物(フイラーとして)とRun
No.21で用いたレゾール樹脂(未硬化物)を種々
の割合に混合して、(Run No.79〜Run No.86と
する)室温下に24時間風乾し、次いで60℃の温度
で60分間乾燥した。夫々の試料約50gを10等分
し、加熱プレス機の間で予め150℃に加温してお
いた金型を用いて300Kg/cm2の加圧下に20分間処理
し、寸法が幅13mm、厚さ3.2〜3.4mm、長さ100mm
の成型品を夫々の試料について各10個得た。次
に、これらの成形品(炭化焼成の為の前駆体)を
窒素ガス流通下に室温から100℃にまで30分間で
昇温し、100℃の温度で30分間保持した後、再び
1500℃の温度にまで50時間を要して昇温後、1500
℃の温度に2時間保持した。更に窒素ガスを流し
続けながら、12時間放冷して、炭化焼成した試料
(炭化焼成品)を取り出した。 第8表にはRun No.79〜Run No.86の実験にお
けるRun No.65の生成物とレゾール樹脂(固形分
換算)の混合割合、前駆体の外観と比重、炭化焼
成品各10個のうちクラツクやガスぶくれが顕著に
観察されないもの(良品)の本数、良品を用いて
測定した比重、炭化収率、曲げ強度および電気比
抵抗を示した。 尚、Run No.79は良品が得られなかつたので、
比重と炭化収率のみを示した。 又、いずれの炭化焼成品も破断面にはガラス状
の光沢が観察され、又、X線回折図形において22
〜24゜付近にブロードなピークを有していた。
[Table] In Table 7, the carbonized and fired products of Run No. 75 and Run No. 76 were both bent and broken due to cracks and/or gas blisters, and the length retention rate was low. Measurement was difficult. Furthermore, there is a large variation in hardness. Example 2 Run No. 65 product (as filler) and Run
The resol resin (uncured product) used in No. 21 was mixed in various proportions (referred to as Run No. 79 to Run No. 86), air-dried at room temperature for 24 hours, and then heated to 60°C for 60 hours. Dry for a minute. Approximately 50 g of each sample was divided into 10 equal parts and processed under a pressure of 300 kg/cm 2 for 20 minutes using a mold preheated to 150°C in a hot press machine, and the dimensions were 13 mm wide. Thickness 3.2~3.4mm, length 100mm
Ten molded products were obtained for each sample. Next, these molded products (precursors for carbonization firing) were heated from room temperature to 100°C in 30 minutes under nitrogen gas flow, held at 100°C for 30 minutes, and then heated again.
It took 50 hours to reach the temperature of 1500℃, then the temperature reached 1500℃.
℃ temperature for 2 hours. Further, while continuing to flow nitrogen gas, the sample was left to cool for 12 hours, and the carbonized and fired sample (carbonized and fired product) was taken out. Table 8 shows the mixing ratio of the product of Run No. 65 and the resol resin (in terms of solid content) in the experiments of Run No. 79 to Run No. 86, the appearance and specific gravity of the precursor, and the results of each of the 10 carbonized and fired products. The number of specimens with no noticeable cracks or gas blisters (non-defective products), specific gravity, carbonization yield, bending strength, and electrical resistivity measured using non-defective products are shown. In addition, since we were unable to obtain a good product for Run No. 79,
Only specific gravity and carbonization yield are shown. In addition, a glass-like luster was observed on the fracture surface of all carbonized and fired products, and the X-ray diffraction pattern showed 22
It had a broad peak around ~24°.

【表】 実施例 3 Run No.41の生成物(フイラーとして)40重量
部とRun No.21で用いたレゾール樹脂(未硬化
物、固形分換算)60重量部とからなる前駆体試料
40本を実施例2と同様の方法で作成した。夫々各
5本の試料をヘリウムガスの流通下に室温から40
℃/時の速度で、350℃(Run No.87)、450℃
(Run No.88)、550℃(Run No.89)、650℃
(Run No.90)、800℃(Run No.91)、1000℃
(Run No.92)、1500℃(Run No.93)、1800℃
(Run No.94)または2100℃(Run No.95)に迄
昇温して、夫々の温度(炭素化温度)で3時間保
持後、放冷した。 第9表には、得られた夫々の炭化焼成品の元素
分析による炭素含有率、比重、曲げ強度、電気比
抵抗およびX線回折角を示した。
[Table] Example 3 Precursor sample consisting of 40 parts by weight of the product of Run No. 41 (as filler) and 60 parts by weight of the resol resin (uncured product, solid content equivalent) used in Run No. 21
40 pieces were made in the same manner as in Example 2. Five samples each were heated from room temperature to 40°C under helium gas flow.
350℃ (Run No.87), 450℃ at a rate of ℃/hour
(Run No.88), 550℃ (Run No.89), 650℃
(Run No.90), 800℃ (Run No.91), 1000℃
(Run No.92), 1500℃ (Run No.93), 1800℃
(Run No. 94) or 2100° C. (Run No. 95), held at each temperature (carbonization temperature) for 3 hours, and then allowed to cool. Table 9 shows the carbon content, specific gravity, bending strength, electrical resistivity, and X-ray diffraction angle of each carbonized and fired product obtained by elemental analysis.

【表】 実施例 4 Run No.13の生成物(フイラーとして)50重量
部と、Run No.21で用いたレゾール樹脂(未硬化
物)、Run No.22で得たノボラツク樹脂(ヘキサ
メチレンテトラミン10重量%含有物)、Run
No.63の生成物(熱融着性品)、Run No.67の生成
物(熱融着性品)、フラン樹脂(ヒタフラン−
303;日立化成(株)製)、エポキシ樹脂(エピコート
815;シエル化学(株))またはコールタールピツチ
(軟化点125℃、キノリン不溶解物13.6%;アライ
ドケミカル(株))とを固形分換算で各々50重量部用
いて実施例2の方法に準じて混合し、各種組成の
混合物を得た。 次いで、各種組成の混合物を一試料当り2.5g
採り実施例2に準じて成形し、寸法が幅13mm、厚
さ1.5〜1.7mm、長さ100mmの成形品(前駆体)を
夫々10個得た。上記方法で得た前駆体を窒素ガス
の流通下に室温から徐々に1000℃に迄24時間を要
して昇温し、1000℃の温度に60分間保持後、放冷
した。 第10表には、用いた樹脂の種類と炭化焼成して
得た試料各10本のうち、クラツクやガスぶくれの
みられないものの本数(良品)と良品の炭化収率
および曲げ強度を示した。
[Table] Example 4 50 parts by weight of the product of Run No. 13 (as a filler), the resol resin (uncured product) used in Run No. 21, and the novolak resin obtained in Run No. 22 (hexamethylenetetramine). 10% by weight), Run
Product of No. 63 (thermal adhesive product), Product of Run No. 67 (thermal adhesive product), Furan resin (Hythafuran)
303; manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), epoxy resin (Epicoat
815; Ciel Chemical Co., Ltd.) or coal tar pitch (softening point 125°C, quinoline insoluble matter 13.6%; Allied Chemical Co., Ltd.) according to the method of Example 2, using 50 parts by weight each in terms of solid content. and mixed to obtain mixtures of various compositions. Next, 2.5g of mixtures of various compositions per sample.
The molded products were molded according to Example 2 to obtain 10 molded products (precursors) each having dimensions of 13 mm in width, 1.5 to 1.7 mm in thickness, and 100 mm in length. The precursor obtained by the above method was heated gradually from room temperature to 1000°C over 24 hours while flowing nitrogen gas, maintained at 1000°C for 60 minutes, and then allowed to cool. Table 10 shows the type of resin used, the number of samples (good products) with no cracks or gas blisters among the 10 samples obtained by carbonization firing, and the carbonization yield and bending strength of the good products. .

【表】 実施例 5 No.50の生成物、予め窒素雰囲気下500℃の温
度で熱処理後粉砕した100タイラーメツシユパス
のヤシガラ粉末、100タイラーメツシユパスの小
麦粉、100タイラーメツシユパスのポリビニルア
ルコールまたは100タイラーメツシユパスのシリ
カ粉末を夫々40重量部と、Run No.35の生成物60
重量部とからなる5種類の混合物(Run No.103
〜Run No.107とする)、またはRun No.35の生成
物(Run No.108)単独を小型のエクストルウダ
ー(住友重工(株)製、タイプ;3AGM)から150℃
の温度で2〜3mmφの索を押出した。その後、水
冷して約10mmの長さに切断したものを80℃の温度
で5時間乾燥して、炭化焼成用の前駆体とした。 次いで、上記の前駆体に、80℃の熱水中を通過
せしめた水蒸気含有窒素を送り続けながら、室温
から900℃の温度に迄60分間で昇温し、さらに900
℃の温度に30分間保持した後冷却して取り出し
た。 第11表には、使用原料の種類と組成、炭化焼成
品の炭化収率(前駆体に対して)、見掛密度、
BET法(N2法)による比表面積および20℃にお
けるベンゼンの平衡吸着量を示した。
[Table] Example 5 Product of No. 50, coconut shell powder of 100 tyler mesh pulverized after heat treatment at a temperature of 500°C under nitrogen atmosphere, wheat flour of 100 tyler mesh, polyvinyl of 100 tyler mesh 40 parts by weight each of alcohol or 100% silica powder and 60% of the product of Run No. 35.
5 types of mixtures consisting of parts by weight (Run No.103
~ Run No. 107) or the product of Run No. 35 (Run No. 108) alone in a small extruder (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., type: 3AGM) at 150°C.
A rope with a diameter of 2 to 3 mm was extruded at a temperature of . Thereafter, the pieces were cooled with water and cut into lengths of about 10 mm, and dried at a temperature of 80° C. for 5 hours to obtain a precursor for carbonization and firing. Next, the temperature of the above precursor was raised from room temperature to 900°C in 60 minutes while continuing to feed nitrogen containing water vapor passed through hot water at 80°C, and then heated to 900°C.
After being kept at a temperature of 30°C for 30 minutes, it was cooled and taken out. Table 11 shows the type and composition of the raw materials used, the carbonization yield of the carbonized and fired product (relative to the precursor), the apparent density,
The specific surface area and equilibrium adsorption amount of benzene at 20°C by the BET method ( N2 method) are shown.

【表】 実施例 6 Run No.22で用いた未硬化のノボラツク樹脂
(ヘキサメチレンテトラミン10重量%配合品)を
65重量部マトリツクスとして用い、フイラーとし
てRun No.12の生成物、Run No.64の生成物、
Run No.21の粉末(硬化物)、Run No.22の粉末
(硬化物)およびRun No.23の粉末(硬化物)を
各々35重量部用いて粉末混合したものを、予め
160℃に加温したメルターに投入し、5Kg/cm2の加
圧下に直径1mmのノズルから押出して、寸法が50
mm角で深さ10mmの金型に受取つた。かくして得た
各々の板状物は室温にまで冷却した後80℃の温度
に加温した乾燥器中で8時間、更に120℃の温度
で4時間熱処理した後金型から取り出して粉砕
し、20メツシユの篩を通過せしめたものを前駆体
とした。 次いで、上記方法で得た前駆体を電気炉内に静
置し、85℃の熱水中を通過せしめた水蒸気含有窒
素を送り続けながら、炉内の温度を室温から850
℃に迄90分間で昇温し、更に850℃の温度に60分
間保持した。 第12表には、使用したフイラーの種類、混合粉
末のノズルからの押出し性、炭化焼成品の元素分
析による窒素含有率、BET法(N2法)による比
表面積およびエチルメルカプタンの吸着量を示し
た。
[Table] Example 6 The uncured novolak resin (containing 10% by weight hexamethylenetetramine) used in Run No. 22 was
65 parts by weight used as a matrix, and as a filler the product of Run No. 12, the product of Run No. 64,
A powder mixture of 35 parts by weight of each of Run No. 21 powder (cured product), Run No. 22 powder (cured product), and Run No. 23 powder (cured product) was prepared in advance.
It was put into a melter heated to 160℃ and extruded through a nozzle with a diameter of 1mm under a pressure of 5Kg/cm 2 to obtain a material with dimensions of 50℃.
It was received in a mm square mold with a depth of 10 mm. Each of the plate-shaped products thus obtained was cooled to room temperature, heat-treated in a dryer heated to 80°C for 8 hours, and further heated at 120°C for 4 hours, then removed from the mold and crushed. The material passed through the mesh sieve was used as a precursor. Next, the precursor obtained by the above method was placed in an electric furnace, and the temperature inside the furnace was raised from room temperature to 850°C while continuing to feed steam-containing nitrogen passed through hot water at 85°C.
The temperature was raised to 850°C in 90 minutes, and the temperature was further maintained at 850°C for 60 minutes. Table 12 shows the type of filler used, the extrudability of the mixed powder from the nozzle, the nitrogen content determined by elemental analysis of the carbonized and fired product, the specific surface area determined by the BET method ( N2 method), and the adsorption amount of ethyl mercaptan. Ta.

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

添付図面の第1図は、本発明に用いられる粒状
ないし粉末状の含窒素フエノール・ホルムアルデ
ヒド樹脂の1例の赤外線吸収スペクトル図であ
る。第1図中には、そのピークの特定波長におけ
る吸収強度を求める方法も図解してある。
FIG. 1 of the accompanying drawings is an infrared absorption spectrum diagram of an example of a granular or powdery nitrogen-containing phenol formaldehyde resin used in the present invention. FIG. 1 also illustrates a method for determining the absorption intensity at a specific wavelength of the peak.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 フエノール類、少くとも2個の活性水素を有
する含窒素化合物およびアルデヒドとの縮合物か
ら成る粒状ないし粉末状樹脂であつて、 (A) 該粒状ないし粉末状樹脂は粒径0.1〜100ミク
ロンの球状一次粒子およびその二次凝集物を含
有し、そして (B) 該樹脂のKBr錠剤法による赤外線吸収スペク
トルにおいて、 1450〜1500cm-1の範囲の最も大きな吸収強度
をD1450〜1500、そして960〜1020cm-1の範囲の
最も大きな吸収強度をD960〜1020、 で表わした場合、 D960〜1020/D1450〜1500=0.1〜2.0 である、 の粒状ないし粉末状の含窒素フエノール・アルデ
ヒド樹脂を少くとも含有する熱成形可能な樹脂組
成物、又は該粒状ないし粉末状含窒素フエノー
ル・アルデヒド樹脂の熱成形可能なもの単独から
前駆成形体を熱成形し、次いで前駆成形体を炭化
焼成せしめることを特徴とする、炭素成形体の製
造方法。 2 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂の少くとも30
%が粒径0.1〜100ミクロンの球状一次粒子および
その二次凝集物から成る特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 3 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、KBr錠剤
法による赤外線吸収スペクトルにおいて、 1280〜1360cm-1(炭素−窒素結合に帰属する吸
収ピーク)の範囲の最も大きな吸収強度を
D1280〜1360 で表わした場合、 D1280〜1360/D1450〜1500=0.15〜3.0 である、 特許請求の範囲第1又は2項に記載の方法。 4 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、KBr錠剤
法による赤外線吸収スペクトルにおいて、 D960〜1020/D1450〜1500が0.15〜0.6 である特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記
載された方法。 5 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、KBr錠剤
法による赤外線吸収スペクトルにおいて、 D1280〜1360/D1450〜1500が0.2〜2.0 である特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記
載の方法。 6 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂はKBr錠剤法
による赤外線吸収スペクトルにおいて、 D1280〜1360/D1450〜1500が0.3〜1.5 である特許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記
載の方法。 7 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は少くとも全
体の50重量%が150タイラーメツシユの篩を通過
しうる大きさである特許請求の範囲第1〜6項の
いずれかに記載の方法。 8 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は液体クロマ
トグラフイーによる測定値として遊離フエノール
含有量が500ppm以下である特許請求の範囲第1
〜7項のいずれかに記載の方法。 9 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、窒素を少
くとも1重量%含有する特許請求の範囲第1〜8
項のいずれかに記載の方法。 10 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は窒素を2
〜30重量%含有する特許請求の範囲第1〜9項の
いずれかに記載の方法。 11 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、150タ
イラーメツシユ通過の樹脂を初圧50Kgで100℃の
温度に5分間保持した場合に、少くともその一部
が融着するものである特許請求の範囲第1〜10
項のいずれかに記載の方法。 12 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂10gは、実
質的に無水のメタノール500ml中で、加熱還流し
た場合に、下記式 S=W−W/W×100 式中、W0は使用した該樹脂の重量(g)、 W1は加熱還流後に残存した該樹脂の重量
(g)、 Sは該樹脂のメタノール溶解度(重量%)を示
す、 で表わされるメタノール溶解度が20重量%以上で
ある特許請求の範囲第1〜11項のいずれかに記
載の方法。 13 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂は、150タ
イラーメツシユ通過の樹脂を初圧50Kgで100℃の
温度に5分間保持した場合に、実質的に溶融又は
融着しない特許請求の範囲第1〜10項のいずれ
かに記載の方法。 14 該粒状ないし粉末状含窒素樹脂の熱成形可
能なもの単独が、150タイラーメツシユ通過の樹
脂を100℃の温度に5分間保持した場合に少くと
もその一部が融着するもの単独から成るか又はそ
れと同条件下で実質的に溶融又は融着しないもの
とから成る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 15 150タイラーメツシユ通過の樹脂を100℃の
温度に5分間保持した場合にその少くとも一部が
融着するものと実質的に溶融又は融着しないもの
とから成り、上記の少くとも一部が融着するもの
が全体の少くとも10重量%を占める特許請求の範
囲第14項に記載の方法。 16 上記熱成形可能な樹脂組成物が上記粒状な
いし粉末状含窒素樹脂以外に更に他の炭素化材料
を含有する特許請求の範囲第1項に記載の方法。 17 上記炭素化材料が硬化性樹脂である第1の
炭素化材料である特許請求の範囲第16項に記載
の方法。 18 上記第1の炭素化材料が熱硬化性樹脂であ
る特許請求の範囲第17項に記載の方法。 19 上記熱硬化性樹脂がレゾール樹脂、ノボラ
ツク樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、メラミン
樹脂又は尿素樹脂である特許請求の範囲第18項
に記載の方法。 20 上記炭素化材料がコークス、無煙炭、粘結
歴青炭、ピツチ又は熱硬化性樹脂の硬化物から選
ばれる第2の炭素化材料である特許請求の範囲第
16項に記載の方法。 21 上記炭素化材料が炭水化物、炭水化物の誘
導体、又は炭水化物を主成分とする天然物から選
ばれる第2の炭素化材料である特許請求の範囲第
16項に記載の方法。 22 上記炭水化物がセルローズ、デンプン又は
糖である特許請求の範囲第21項に記載の方法。 23 上記炭素化材料が熱可塑性樹脂、又は硬化
性樹脂の硬化物以外の熱不融性樹脂から選ばれる
第3の炭素化材料である特許請求の範囲第16項
に記載の方法。 24 上記熱可塑性樹脂がポリアミド、ポリビニ
ルアセテート、塩化ビニル、塩化ビニリデン又は
ポリアクリロニトリル系樹脂である特許請求の範
囲第23項に記載の方法。 25 上記熱不融性樹脂がポリビニルアルコール
又はポリビニルホルマールである特許請求の範囲
第23項に記載の方法。 26 上記熱成形可能な樹脂組成物が無機充填剤
をさらに含有する特許請求の範囲第1項又は第1
6項に記載の方法。 27 上記無機充填剤がシリカ、アルミナ、シリ
カ・アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウ
ム、又は貴金属である特許請求の範囲第26項に
記載の方法。 28 上記熱成形可能な樹脂組成物が (a) 粒状ないし粉末状のフエノール・アルデヒド
含窒素樹脂 および (b) 硬化性樹脂(第1の炭素化材料) および/または (c) 上記第2又は第3の炭素化材料又は無機充填
剤 から成り、 上記(a)の粒状ないし粉末状含窒素樹脂が全組成
物の少くとも10重量%であり、且つ上記(a)の粒状
ないし粉末状含窒素樹脂の熱成形可能なものおよ
び/または上記(b)の第2の炭素化材料の単独また
は合計量が全組成物の少くとも20重量%である特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 29 上記(a)の粒状ないし粉末状含窒素樹脂が全
組成物の少くとも20重量%であり、且つ上記(a)の
粒状ないし粉末状含窒素樹脂の熱成形可能なもの
および/または上記(b)の第2の炭素化材料の単独
又は合計量が全組成物の少くとも30重量%である
特許請求の範囲第28項に記載の方法。 30 上記(a)の粒状ないし粉末状含窒素樹脂が全
組成物の少くとも30重量%であり、且つ上記(a)の
粒状ないし粉末状含窒素樹脂の熱成形可能なもの
および/または上記(b)の第2の炭素化材料の単独
又は合計量が全組成物の少くとも40重量%である
特許請求の範囲第29項に記載の方法。 31 上記炭化焼成を約450℃以上の温度で実施
する特許請求の範囲第1〜30項のいずれかに記
載の方法。 32 上記炭化焼成を約500〜約2500℃の間の温
度で実施する特許請求の範囲第31項に記載の方
法。 33 上記炭化焼成を非酸化性雰囲気下で実施す
る特許請求の範囲第1〜32項のいずれかに記載
の方法。 34 上記非酸化性雰囲気が分子状酸素を実質的
に含まない特許請求の範囲第33項に記載の方
法。 35 上記非酸化性雰囲気が窒素、ヘリウム、水
素、および一酸化炭素から選ばれる少くとも一種
を主たる雰囲気の気体として含有して成る特許請
求の範囲第33項又は第34項に記載の方法。 36 上記炭化焼成を水蒸気又は二酸化炭素を含
む雰囲気下で実施する特許請求の範囲第1〜32
項のいずれかに記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A granular or powdery resin comprising a phenol, a nitrogen-containing compound having at least two active hydrogens, and a condensate with an aldehyde, wherein (A) the granular or powdered resin is a granular or powdery resin; Contains spherical primary particles with a diameter of 0.1 to 100 microns and secondary aggregates thereof, and (B) In the infrared absorption spectrum of the resin by the KBr tablet method, the largest absorption intensity in the range of 1450 to 1500 cm -1 is D 1450 ~1500 , and the largest absorption intensity in the range of 960 to 1020 cm -1 is expressed as D 960 to 1020 , where D 960 to 1020 / D 1450 to 1500 = 0.1 to 2.0. A precursor molded body is thermoformed from a thermoformable resin composition containing at least a nitrogen phenol aldehyde resin, or a thermoformable version of the granular or powdered nitrogen-containing phenol aldehyde resin, and then a precursor molded body is formed. A method for producing a carbon molded body, characterized by carbonizing and firing. 2 At least 30% of the granular or powdered nitrogen-containing resin
% of spherical primary particles with a particle size of 0.1 to 100 microns and secondary aggregates thereof. 3 The granular or powdered nitrogen-containing resin has the largest absorption intensity in the range of 1280 to 1360 cm -1 (absorption peak attributed to carbon-nitrogen bonds) in the infrared absorption spectrum measured by the KBr tablet method.
The method according to claim 1 or 2, wherein when expressed as D1280-1360 , D1280-1360 / D1450-1500 =0.15-3.0. 4. The granular or powdered nitrogen-containing resin is described in any one of claims 1 to 3, wherein D960-1020 / D1450-1500 is 0.15-0.6 in an infrared absorption spectrum measured by the KBr tablet method. method. 5. The granular or powdered nitrogen-containing resin has a D 1280-1360 /D 1450-1500 of 0.2-2.0 in an infrared absorption spectrum determined by the KBr tablet method. Method. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the granular or powdered nitrogen-containing resin has a D 1280 to 1360 /D 1450 to 1500 of 0.3 to 1.5 in an infrared absorption spectrum measured by the KBr tablet method. . 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the granular or powdered nitrogen-containing resin has a size such that at least 50% by weight of the entire nitrogen-containing resin can pass through a sieve of 150 Tyler mesh. 8. Claim 1, wherein the granular or powdered nitrogen-containing resin has a free phenol content of 500 ppm or less as measured by liquid chromatography.
7. The method according to any one of items 7 to 7. 9 The granular or powdered nitrogen-containing resin contains at least 1% by weight of nitrogen.
The method described in any of the paragraphs. 10 The granular or powdered nitrogen-containing resin contains 2 nitrogen
10. The method according to any one of claims 1 to 9, containing ~30% by weight. 11 The granular or powdered nitrogen-containing resin is one in which at least a portion of the resin is fused when the resin passed through a 150 tyler mesh is held at a temperature of 100°C for 5 minutes at an initial pressure of 50 kg. Range 1st to 10th
The method described in any of the paragraphs. 12 When 10 g of the granular or powdery nitrogen-containing resin is heated under reflux in 500 ml of substantially anhydrous methanol, the following formula S=W 0 −W 1 /W 0 ×100 is obtained, where W 0 is used. The weight of the resin (g), W 1 is the weight (g) of the resin remaining after heating and refluxing, S indicates the methanol solubility (wt%) of the resin, and the methanol solubility is 20 wt% or more. A method according to any one of claims 1 to 11. 13. The granular or powdery nitrogen-containing resin does not substantially melt or fuse when the resin passed through a 150 tyler mesh is held at a temperature of 100°C for 5 minutes at an initial pressure of 50 kg. 10. The method according to any one of Item 10. 14 The thermoformable granular or powdered nitrogen-containing resin consists of a resin that is at least partially fused when the resin passed through a 150 tyler mesh is held at a temperature of 100°C for 5 minutes. or a material that does not substantially melt or fuse under the same conditions. 15 When the resin passed through the 150 tyler mesh is held at a temperature of 100°C for 5 minutes, at least a portion of it will fuse and a portion that will not substantially melt or fuse, and at least a portion of the above 15. The method of claim 14, wherein at least 10% by weight of the fused material is fused. 16. The method according to claim 1, wherein the thermoformable resin composition further contains another carbonized material in addition to the granular or powdery nitrogen-containing resin. 17. The method of claim 16, wherein the carbonized material is a first carbonized material that is a curable resin. 18. The method of claim 17, wherein the first carbonized material is a thermosetting resin. 19. The method according to claim 18, wherein the thermosetting resin is a resol resin, a novolak resin, an epoxy resin, a furan resin, a melamine resin or a urea resin. 20. The method according to claim 16, wherein the carbonized material is a second carbonized material selected from coke, anthracite, caking bituminous coal, pitch, or a cured product of a thermosetting resin. 21. The method according to claim 16, wherein the carbonized material is a second carbonized material selected from carbohydrates, derivatives of carbohydrates, or natural products containing carbohydrates as a main component. 22. The method of claim 21, wherein the carbohydrate is cellulose, starch or sugar. 23. The method according to claim 16, wherein the carbonized material is a third carbonized material selected from thermoplastic resins and thermoinfusible resins other than cured products of curable resins. 24. The method according to claim 23, wherein the thermoplastic resin is polyamide, polyvinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride or polyacrylonitrile resin. 25. The method according to claim 23, wherein the heat-infusible resin is polyvinyl alcohol or polyvinyl formal. 26 Claim 1 or 1, wherein the thermoformable resin composition further contains an inorganic filler
The method described in Section 6. 27. The method of claim 26, wherein the inorganic filler is silica, alumina, silica-alumina, calcium carbonate, calcium silicate, or a noble metal. 28 The thermoformable resin composition comprises (a) a granular or powdered phenol aldehyde nitrogen-containing resin, (b) a curable resin (first carbonized material), and/or (c) the second or 3, the granular or powdered nitrogen-containing resin of (a) above accounts for at least 10% by weight of the total composition, and the granular or powdered nitrogen-containing resin of (a) above. 2. A method according to claim 1, wherein the thermoformable material and/or the second carbonized material of (b), individually or in combination, is at least 20% by weight of the total composition. 29 The granular or powdered nitrogen-containing resin of (a) above is at least 20% by weight of the total composition, and the granular or powdered nitrogen-containing resin of (a) above is thermoformable and/or 29. The method of claim 28, wherein the amount of the second carbonized materials of b), alone or in total, is at least 30% by weight of the total composition. 30 The granular or powdered nitrogen-containing resin in (a) above is at least 30% by weight of the total composition, and the granular or powdered nitrogen-containing resin in (a) above is thermoformable and/or the nitrogen-containing resin in the above (a) is 30. The method of claim 29, wherein the amount of the second carbonized materials of b), alone or in total, is at least 40% by weight of the total composition. 31. The method according to any one of claims 1 to 30, wherein the carbonization calcination is carried out at a temperature of about 450°C or higher. 32. The method of claim 31, wherein said carbonizing calcination is carried out at a temperature between about 500 and about 2500<0>C. 33. The method according to any one of claims 1 to 32, wherein the carbonization firing is performed in a non-oxidizing atmosphere. 34. The method of claim 33, wherein the non-oxidizing atmosphere is substantially free of molecular oxygen. 35. The method according to claim 33 or 34, wherein the non-oxidizing atmosphere contains at least one selected from nitrogen, helium, hydrogen, and carbon monoxide as a main atmospheric gas. 36 Claims 1 to 32, wherein the carbonization firing is carried out in an atmosphere containing water vapor or carbon dioxide.
The method described in any of the paragraphs.
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