JPS6271637A - 炭素材同士をフツ素樹脂で融着した複合製品及びその製造方法 - Google Patents

炭素材同士をフツ素樹脂で融着した複合製品及びその製造方法

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JPS6271637A
JPS6271637A JP21179785A JP21179785A JPS6271637A JP S6271637 A JPS6271637 A JP S6271637A JP 21179785 A JP21179785 A JP 21179785A JP 21179785 A JP21179785 A JP 21179785A JP S6271637 A JPS6271637 A JP S6271637A
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JP
Japan
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carbon
carbon material
fluororesin
binder
composite product
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JP21179785A
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English (en)
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弘之 福田
重田 昌友
清美 大内
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Kureha Corp
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Kureha Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、一般に炭素質材料(以下炭素材と略記する)
およ゛びそれから得られる複合製品に係り、特に、炭素
材同士をフッ素樹脂で融着して製造された複合製品およ
びその製造方法に係る。
[従来の技術] 近年、炭素繊維、カーボン粒子等の炭N質材料を骨材と
づ゛る炭素質製品が様々な産業分野で使用されており、
技術の進歩や需要の増大などにともなって生産性、物理
的特性の向上など、より高度の要求がますます増大して
いる。
炭素材は、素材としての物性、例えば耐熱性。
耐薬品性1強度等に優れているが、これらの優れた物性
を更に有効に生かすべく、同質又は異質の炭素材同士を
組み合わせて接合した炭素質複合材の開発が進められて
いる。このような炭素質複合材は、従来単に接着剤を用
いて貼り合わせただけの複合製品として使われていたが
、耐薬品性、導電性、寸法安定性等に問題があった。近
年、炭素材同士を接着剤を用いて接合し、焼成すること
により仝休が一体的に炭素化された炭素複合製品ヒして
上述の諸問題を解決する方法が考案されている。
ところが、このような¥!造法による場合には、焼成工
程中に炭素材同士の膨張収縮率の差により炭素材同士が
その接着面で剥離したり、製品にクラックが生じたりし
、そのt、シ果生産収率の低下を招来することが多い。
このように、炭素質複合材においては、!!造時および
後の使用時に炭素材同士の剥離が生じない、製品にクラ
ックが生じない、等と同時に、最終製品は炭素材自身が
木来右する優れた特性、例えば耐熱性、耐薬品性1機械
的強度秀を保ドfしなければならないという厳しい要求
が課せられており、その製造には非常な困難が伴ってい
る。
本出願人は、以上のような状況に鑑み、炭素質複合材を
製造するべく炭スi材同1の接合方法について研究を重
ねた結果、可撓性黒鉛シートを炭素材の間に介在させる
と、前記黒鉛シートが焼成時において各々の炭素材の膨
張収縮差の緩VfJ層として作用し、望ましい14性を
有1′る炭素質複合材を生産性よく製造できることを見
い出し既にV1訂出願している(特願昭59−2808
98)。
[発明の課題] 本発明名等は、炭素材同士の接合方法についてI2意検
討した結果、フッ素樹脂を介在させて炭素材同士を融着
すると耐熱性および耐薬品性に優れる箸共に熱膨張に対
りる緩慢j作用、接着強度が改善された主に炭素材から
4【る複合製品が得られることを児い出し、本発明に到
達した。
ずなわら、本発明の目的は、優れた特性を有し、特に耐
熱性、耐薬品性、接着強度が改鐘された複合材を提供す
ることである。
更に本発明は、上記した従来技術の欠点を呈さない、優
れた特性を有する複合材の製造方法を提供することを目
的とする。
[課題を解決するための1段1 本発明の上記の目的は、炭素材同士の間にフッ素樹脂の
シートまたはディスパージョンを介在させで接合するこ
とによって達成される。
本発明で使用するフッ晃樹脂番ま一般に融点が200℃
以上のフッ素樹脂であり、特に限定されないが、たとえ
ば四フフ化エチレン樹脂(略称PTFE、融点327℃
、4.6にgflal熱変形温度121℃)、四フッ化
エチレンー六フッ化プロピ1ノン其1合樹脂(略称rE
P、融点250・−280℃。
4.6にg【/cIli熱変形温度72℃)、フッ化ア
ルコキシエヂレン樹脂〈略称PFA、融点300〜31
0℃。
4.6にりf/cIIi熱変形温度75℃)、フッ化工
’J−L/ ン’70ピレン樹脂(略称TFr’、融点
290〜300℃)などがある。これらのフッ素樹脂は
市販されている。
本発明においては上記フッ素樹脂を、たとえば50μ程
度のシートまたは約60重1%のディスパージョンとし
て使用Jる。このディスパージョンには坐位の界面活性
剤を添加1°ることができる。
本発明によって接合される炭素材は、物性の点で同質の
材料同士でも異質の材料同士でもよい。
本発明において使用する原料炭素材の例としては以下の
ものがあるが、勿論これに限定されるものではない。
■ 炭素繊維、炭素粒子、I!!化ピッチ粒子から選択
された炭素骨材とバインダーとからなる成形された炭素
材。バインダーとしては種々のもの、例えばフェノール
樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂。
石油系ピッチ又は石炭系ピッチから選ばれる1種類又は
2種類以上の組み合せたものが使用される。
■ 炭素繊維、炭素粒子、R化ピッチ粒子から選択され
た炭素骨材とバインダーとから成形し、更に800℃以
上で焼成した炭素材。バインダーとしては種々のもの、
例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂1右
油系ビッグ又は石炭系ピッチから選ばれる1種類又は2
14D類以上を組み合せたものが使用される。
■ 黒鉛粒子及び/又は易黒鉛化性カーボン粒子である
黒鉛骨材とバインダー、例えば石炭系ビツヂ、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、石油系ピッチとか
ら成る成形された炭素材。
■ ■の炭素材を800℃以上で焼成した炭素材。
本発明においては原料炭素材として、これらの炭素材を
任意の組み合わせで使用する。
本発明において上記炭素材同士を融着するには、炭素材
の間に上記フッ素樹脂を介して加熱、加圧して圧着すれ
ばよい。
たとえば、シート状のフッ素樹脂を用いる場合には、炭
素材の間にこのシートを挿入し、加熱、加圧する。また
フ′ツ素樹脂のディスパージョンを用いるは場合にはこ
れを炭素材の接合面に塗布し、乾燥侵、加熱、加圧する
この際の温度は使用するフッ素樹脂の融点より50℃低
い温度以上であり、圧力は2にg r / ci以上で
ある。接合圧が低い場合は融点以上の温度にすることが
好ましく、接合圧が高い場合には融点以下の温度でも接
合できる。フッ素樹脂が接合温度に達してから10秒以
上同じ圧力を維持すればよい。
その後常圧に戻すかまたはそのままの加圧下で冷却する
[発明の作用及び効果] 本発明によって得られる複合製品は炭素材本来の優れた
特性を示すと共に、たとえば150〜350℃の温度範
囲での熱膨張収縮の緩衝材として引用し、その製B時に
原料炭素材同士の接着面におtプる剥離発生がなく、ま
た製品にクラックが発生することもなく、良好な生産収
率で製造し19るという効果がある。このような本発明
の効果は特に接着剤のみによる接合の場合と比較すると
明らかである。
また本発明においてはフッ素樹脂を用いるため耐薬品性
に優れている。通常の炭素材同士の接合に用いられる接
着剤は耐薬品性に劣るために薬品にさらされる環境下で
使用すると接合面で剥離してしまう儒れがある。
通常用いられる接合剤は160℃位までしか使用でき/
Zいが、本発明の複合製品1よ使用したフッ素樹脂の融
点近くまでの高温で使用J−ることもできる。囚みに、
本発明の複合製品をフッ素樹脂の融点以上に温度を一ヒ
げてから冷却するという操作を数回繰り返したところ剥
離は発生しなかった。
さらに、本発明の複合製品はフッ素樹脂が介在している
ことによってたとえば90にg f / cM以上とい
う高い接着強度をもっている。従来、たとえば本出願人
による可撓性黒鉛シートを介在さけた炭素質複合製品で
はこの接着強度は2〜3にg f / ciであった。
従来、高温の薬品中で炭素買複合月を使用する場合には
、たとえば耐薬品性及び導電性を付与するために、高温
で焼成して全体をカーボンとする必要性があった。この
際、高温焼成による炭素材同士の接着面における剥離や
製品のクラックが生じないJ:うに、たとえば本出願人
は、可撓性黒鉛シートを応力緩和材としで使用して接合
した。しかし、炭素材とフッ素樹脂を使用して接合する
本発明では従来と異なり接合温度が低くできるため接合
部材それぞれの熱膨張の絶対値が小さくなり、熱膨張率
の差の大きい異質部材間でも接合が可能となる。また、
焼成の必要がなくなるためエネルギーコストや設備費も
大幅節約できる。
なお、本発明の複合製品における接合部はガス不透過性
にも優れており、一定差圧で接合部周辺辺長あたりの単
位時間あIこりガスリーク聞[(リークガス団)/(辺
長)・(差圧)]で表わづ゛ものとすると、たとえば後
述の実施例1の場合は3X 10’d / CI −h
r・1IIIAq、実施例2の場合は2X10−’me
/C1l hr−11AQ Tニアツタ。
上述のように本発明の炭素材を主とづる複合製品は特に
耐薬品性、耐熱性に優れているため、高温の薬品にさら
される環境で使用する複合製品として特に適している。
[実施例] 以下、非限定的な実施例により本発明をより詳細に説明
する。
1凰■」 東海カーボン(株)製炭素材(嵩密度1.85g/cc
、厚ざ2111ffl / Xタテ300mm xヨコ
25+nn+)と昭和電工(株)製炭素材(嵩密度1.
50(1/CC、厚さ0.8mll1xタテ300mm
xヨコ300n+m )との間に厚さ50μの三井フロ
ロケミカル(株)製四フッ化エチレン樹脂シートを挟み
、350℃まで加熱した後、この温度で50に!+[/
catに5分間加圧した。その後常圧で室温まで冷却し
た。
接着強度を測定するためこの炭素材の両面にエポキシ樹
脂を用いて冶具を取り伺り炭素材表面に垂直な方向に引
っ張ったところ、90にgf/cIliの力を加えたと
きフッ素樹脂シートは、11111t wずエボギシ樹
脂のところで破断した。このことからフッ素樹脂による
接着強度は90K(10/ci以上と推定された。
実施例2 実施例1で用いた炭素材の接合面に三井フOロクミカル
(株)製四フッ化エチレン樹脂ディスパージョンを塗布
し、乾燥しlこ後樹脂塗布面を合わせた。
350℃まで加熱し、この温度で50Kgf/cmで5
分間プレスした。ぞの復この圧力で室温まで冷141 
t。
た。
実施例1と同様に接着強度を測定したところ同じ結果が
得られた。
手続補正書 昭和60年11月ノ2日 2、発明の名称   炭素材同士をフッ素樹脂で融着し
た複合製品及びその製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名 称    (110) @羽化学工業株式会社4、
代 理 人   東京都新宿区新宿1丁目1番14号 
山口1ビル(郵便番4160)ffi話(03)  3
54−86235、補正命令の日付   自 発 6、補正により増加する発明の数 8、補正の内容 〈1〉  明細山中第9頁第6〜12行目を削除し、代
わりに[■ ■の炭素材を更に800℃以上で焼成した
炭素材。」を挿入する。
■ 同第14頁下から第8行目に「三井フロロケミカル
(株)」とあるを「ニチアス(株)]と補正する。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭素材と炭素材の間にフッ素樹脂を介して融着さ
    れた複合製品。
  2. (2)前記炭素材が、 [1]炭素骨材とバインダーとから成り、成形された炭
    素材、 [2]炭素骨材とバインダーとから成り、成形されて、
    更に焼成された炭素材、 [3]黒鉛骨材とバインダーとから成り、成形された炭
    素材、および [4]黒鉛骨材とバインダーとから成り、成形されて、
    更に焼成された炭素材、 より選択されたものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の複合製品。
  3. (3)前記フッ素樹脂が200℃以上の融点を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の複合製品。
  4. (4)炭素材と炭素材の間にフッ素樹脂を介して加熱、
    加圧して圧着することからなる、炭素材と炭素材の間に
    フッ素樹脂を介して融着された複合製品の製造方法。
  5. (5)前記炭素材を、 [1]炭素骨材とバインダーとから成り、成形された炭
    素材、 [2]炭素骨材とバインダーとから成り、成形されて、
    更に焼成された炭素材、 [3]黒鉛骨材とバインダーとから成り、成形された炭
    素材、および [4]黒鉛骨材とバインダーとから成り、成形されて、
    更に焼成された炭素材、 より選択することを特徴とする特許請求の範囲第4項に
    記載の方法。
  6. (6)前記フッ素樹脂が200℃以上の融点を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項または第5項に記
    載の方法。
  7. (7)前記フッ素樹脂がシート状であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第6項に記載の方法。
  8. (8)炭素部材と炭素部材との間にシート状フッ素樹脂
    を挿入し、加熱、加圧することを特徴とする特許請求の
    範囲第7項に記載の方法。
  9. (9)前記フッ素樹脂がディスパージョンであることを
    特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の方法。
  10. (10)炭素部材の接合面にフッ素樹脂ディスパージョ
    ンを塗布し、乾燥し、加熱、加圧することを特徴とする
    特許請求の範囲第9項に記載の方法。
  11. (11)2kgf/cm^2以上の圧力で前記フッ素樹
    脂の融点より50℃低い温度以上の接合温度に10秒以
    上保つことを特徴とする特許請求の範囲第4項〜第10
    項のいずれかに記載の方法。
JP21179785A 1985-09-25 1985-09-25 炭素材同士をフツ素樹脂で融着した複合製品及びその製造方法 Pending JPS6271637A (ja)

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US06/907,977 US4818640A (en) 1985-09-25 1986-09-16 Carbonaceous composite product produced by joining carbonaceous materials together by tetrafluoroethylene resin, and process for producing the same
DE19863632651 DE3632651A1 (de) 1985-09-25 1986-09-23 Zusammengesetztes kohlenstoffprodukt, das durch verbinden kohlenstoffhaltiger materialien mittels tetrafluorethylenharz hergestellt ist, sowie verfahren zu dessen herstellung
CA000519027A CA1291407C (en) 1985-09-25 1986-09-24 Composite product comprising carbon materials mutually joined by tetrafluoroethylene resin or electroconductive tetrafluoroethylene resin and process for producing the same
GB8623043A GB2181422B (en) 1985-09-25 1986-09-25 Carbonaceous composite product and process for producing it
FR8613424A FR2587696B1 (fr) 1985-09-25 1986-09-25 Produit composite carbone produit par la jonction de matieres carbonees avec une resine tetrafluoroethylene, et procede pour produire celui-ci

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562401A (en) * 1979-06-15 1981-01-12 Cerac Inst Sa Rotary vane machine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS562401A (en) * 1979-06-15 1981-01-12 Cerac Inst Sa Rotary vane machine

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