JP2002154875A

JP2002154875A - 高温加熱金属成型体支持部材の製造方法

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Publication number: JP2002154875A
Application number: JP2000344746A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kobayashi; 正則小林; Yoshio Sagi; 良夫鷺; Tamio Haga; 民雄芳賀; Tatsuo Kobayashi; 辰男小林
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】８００℃以上という高温に加熱される高温加
熱金属成型体の支持に好適に用いられる均質な非黒鉛質
炭素材製の支持部材（例えば粉末冶金用金属粉末成型体
下敷板）を効率的に製造する。【解決手段】微細難黒鉛化性炭素材料を、熱硬化性樹
脂で被覆後に加圧成型し、成型体を焼成することによ
り、見掛密度が０．９〜１．５ｇ／ｍｌ、灰分が０．５
％未満である非黒鉛質炭素材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温で加熱される
金属成型体の支持に用いられる非黒鉛質炭素材からなる
支持部材の製造方法に関する。

【０００２】電子部品用ガラス封着における金属シェル
リング用治具（例えば特開平５−３１９９２９号公報）
あるいは粉末冶金において金属粉末成型体を還元性ある
いは非酸化性雰囲気中で焼結するに際して金属粉末成型
体を支持する下敷板（セッター）（例えば特開平８−１
９８６８５号公報）等として、軽量性ならびに熱伝導性
にも優れた炭素系材料からなる支持部材が用いられてい
る。これら高温加熱金属成型体の炭素系支持部材には、
８００℃以上の高温への加熱と冷却サイクルに耐える耐
熱衝撃性に加えて、高温加熱金属成型体への浸炭現象
（炭素の固体金属への拡散浸透による移行現象）を起さ
ないことが重要な特性として要求される。このような要
求は、金属成型体として鉄（Ｆｅ）系金属（Ｆｅ単体あ
るいは、Ｆｅを主体とするＦｅとニッケル（Ｎｉ）、コ
バルト（Ｃｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）
等の黒鉛化促進元素等あるいは他の元素との合金を含
む）を用いる場合に、特に強い。炭素（Ｃ）は重要なＦ
ｅとの合金元素であるが、予期せぬ浸炭は、金属製品に
おける目標組成からの局所的ずれを起し、もとより避け
るべきであり、また重度の浸炭は金属製品と支持部材と
の接触個所における焼付（すなわち両者の廃物化）につ
ながる。

【０００３】例えば、Ｆｅ系金属粉末成型体の還元性雰
囲気中での焼結に際して、炭素下敷板を用いる場合の浸
炭は、以下のようなメカニズムで進行する。

【０００４】すなわちＦｅ系金属粉末成型体を構成する
Ｆｅは一部酸化物となっており、焼結時に還元性雰囲気
を与える水素で、下式（１）の反応により還元される：Ｆｅ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂ →２Ｆｅ＋３Ｈ₂Ｏ・・・（１）ここで発生した水蒸気は、炭素下敷板のＣと反応して下
式（２）の反応により水性ガスを生ずる：Ｃ＋Ｈ₂Ｏ →ＣＯ＋Ｈ₂ ・・・（２）この水性ガスは、雰囲気の窒素と混合され、炭素含有Ｆ
ｅ系合金の製造のためのガス浸炭に用いられる弱浸炭性
搬送ガスと同様な組成となり、Ｆｅ系金属粉末成型体の
表面で活性化炭素（Ｃ）を生じて製品中に拡散浸透す
る。この反応は次式（３）、（４）で表される。ここ
で、右への反応が浸炭反応、左への反応は脱炭反応であ
る：２ＣＯ⇔〔Ｃ〕＋ＣＯ₂ ・・・（３）ＣＯ＋Ｈ₂⇔〔Ｃ〕＋Ｈ₂Ｏ・・・（４）さらに、発生する二酸化炭素は、下式（５）に従い、炭
素下敷板中のＣと反応して一酸化炭素を生じる。発生す
る水蒸気は炭素下敷板中のＣでさらに（２）式を進行さ
せるため、炭素下敷板と焼結金属体の界面では継続して
反応が進み、製品中への活性化炭素〔Ｃ〕の拡散浸透は
継続する：ＣＯ₂＋Ｃ→２ＣＯ・・・（５）このように、製品中へのガス浸炭作用が継続すると、製
品の表面にＦｅ₃Ｃが増大して製品品質を著しく低下さ
せる。また、Ｆｅよりも炭素との親和力の小さい黒鉛化
促進元素であるＮｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｉが含有される場
合には、Ｆｅ₃Ｃを不安定にさせることで、黒鉛の析出
を伴い、熱膨張率の違いから製品に割れを生ずることも
ある。

【０００５】さらに、継続的に（２）〜（５）式の反応
が進行すると、焼結金属体が炭素下敷板と焼き付けを起
こす場合もある。

【０００６】上記浸炭現象を防止するための提案もいく
つかなされている。

【０００７】例えば、Ｆｅより炭素との親和力の強い元
素として、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ等が知られており、炭素下敷板の表面にこれら元素の
炭化物の皮膜を形成すれば浸炭現象は防止可能である。
しかし、上記のような金属の炭化物皮膜を形成するため
には、プラズマ溶射法等の高価な処理法が必要なだけで
なく、形成された皮膜と、基材炭素下敷板との熱膨張率
の違いのため、高温への加熱−冷却サイクルの繰り返し
により、皮膜の剥離が起る。

【０００８】その他、炭素下敷板の表面にセラミック層
を形成して浸炭を防止するいくつかの方法も提案されて
いる。例えばクロム酸を塗布後に焼成して、酸化クロム
皮膜を形成する方法（特開平２−２１２３８５号公
報）、セラミック粉末を主体とする抄造シートを加熱圧
着する方法（特開平８−１９８６８５号公報）、酸化イ
ットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）をプラズマスプレーする方法（特
開２０００−５０９１０２号公報）などである。しか
し、これら皮膜はいずれも、基材炭素板との熱膨張率差
により、高温への加熱−冷却サイクルの繰り返しに耐え
得るものではなく、限られた寿命を示すのみである。

【０００９】他方、上記浸炭現象において主要な（２）
式の反応は、炭素下敷板を構成する炭素材が黒鉛質であ
る場合に促進され、黒鉛質材料と比べて化学的に安定な
非晶質炭素材においては抑制されることが知られてい
る。従って、熱硬化性樹脂を出発原料とした炭素化物で
あるガラス状炭素（非晶質炭素）の板状成形体（例えば
特開平１０−６７５５９号公報の方法により製造）を用
いることも提案されており、浸炭防止に効果があること
も実証されている。しかし、このガラス状炭素板は、熱
硬化性樹脂液を樹脂フィルム間に注入成形し、取り出し
たフィルムを加熱硬化し、更に黒鉛板間に挾持した後、
炭素化に伴う熱収縮を緩やかなものとするため極めて徐
々に炭素化を進めて得られるものである。従って、高価
なものとならざるを得ず、また衝撃に弱く、熱衝撃によ
る破損のおそれもあり、更に製造工程からしても寸法や
形状に制限があるという難点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来材料
の問題点に鑑み、本発明は８００℃以上という高温に加
熱される金属成型体の支持に好適に用いられ且つ均質な
非黒鉛質炭素材製の支持部材の効率的な製造方法を提供
することを主要な目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らの研究によれ
ば、上述の目的の達成のためには、熱硬化性樹脂で被覆
した微細難黒鉛化性炭素材料の成型体を焼成して炭素材
を形成することが好ましいことが見出された。より詳し
くは、本発明の高温加熱金属成型体支持部材の製造方法
は、微細難黒鉛化性炭素材料を、熱硬化性樹脂で被覆後
に加圧成型し、成型体を焼成することにより、見掛密度
が０．９〜１．５ｇ／ｍｌ、灰分が０．５％未満である
非黒鉛質炭素材とすることを特徴とするものである。

【００１２】本発明において、微細難黒鉛化性炭素材料
を被覆する熱硬化性樹脂は、微細難黒鉛化性炭素材料の
加圧成型を助け、自身は焼成により非晶質（非黒鉛質）
炭素に炭素化されて、微細難黒鉛化性炭素材料と一体化
されて全体として均質な非黒鉛質炭素材からなる支持部
材を与える効果を有する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明で用いる微細難黒鉛化性炭
素材料は、難黒鉛化性炭素材料の、繊維状あるいは粒状
（球状を含む）の微細化物であり、繊維状の微細化物は
数平均繊維径が７〜３０μｍ、数平均繊維長が０．０９
〜０．５ｍｍのものが好ましい。また、粒状（球状を含
む）の微細化物は粒径の平均（質量平均径）が１５０μ
ｍ〜２ｍｍのものが好ましく、特に０．３〜１ｍｍのも
のが好ましい。炭素材料の難黒鉛化性は、黒鉛化温度で
の炭素化に際し、大きな炭素結晶子成長が起らないこと
で判定され、ここでは、２８００℃、１０時間での炭素
化後の、炭素結晶子厚さ（Ｌｃ００２）が３００Å以
下、特に１００Å以下、の炭素材料が好ましく用いられ
る。

【００１４】本発明では、石油系ピッチを前駆体とし、
その微細化物を酸化雰囲気で不融化したものを用いるこ
とが好ましい。不融化は、難黒鉛化性炭素材料の炭素化
中における溶融を防止するためだけでなく、微細難黒鉛
化性炭素材料の難黒鉛化性を担保し、また被覆熱硬化性
樹脂の付着性を改善するために好ましい多孔性を微細難
黒鉛化性炭素材料に付与する上でも好ましい。

【００１５】微細難黒鉛化性炭素材料は、前駆体の不融
化処理を受けた結果として、５〜３０質量％の酸素含有
率を示すことが好ましい。酸素含有率が５％未満である
と、焼成時に加圧成型体の発泡が起り目的形状が得られ
ないことがある。また、高温焼成の際に結晶化度が上
り、目的の非黒鉛質炭素材を得るのが困難になる。他
方、酸素含有率が３０質量％を超えると、焼成の際に発
生する水分量が多くなり、炭素と水性ガス反応を起して
酸化消耗を加速させる問題がある。同様な理由により、
８００℃での固定炭素分が７０質量％以上であることが
好ましい。特に酸素含有率が５〜１０質量％の範囲の炭
素材料は、焼成に際し、良好な自己焼結性を示し、緻密
な構造で強度が格段に向上した非黒鉛質炭素材（支持部
材）を与えるので好ましい。

【００１６】本発明で、特に好ましく用いられる微細難
黒鉛化性炭素材料としては、例えば以下のようにして得
られた多孔質ピッチ系炭素材料が挙げられる。すなわ
ち、石油ピッチに対し、添加剤として沸点２００℃以上
の２乃至３環の芳香族化合物又はその混合物を加えて加
熱して溶融混合した後、成形しピッチ成形体を得る。次
にピッチに対し低溶解度を有しかつ添加剤に対して高溶
解度を有する溶剤で、ピッチ成形体から添加剤を抽出除
去し、得られた多孔性ピッチを酸化して不融化物を得
る。不融化後あるいはその前のいずれかの段階で微細化
を行い、微細難黒鉛化性炭素材料を得る。

【００１７】上記した芳香族添加剤は、例えばナフタレ
ン、メチルナフタレン、フェニルナフタレン、ベンジル
ナフタレン、メチルアントラセン、フェナンスレン、ビ
フェニル等の１種又は２種以上の混合物から選択され
る。ピッチに対する添加量は、ピッチ１００重量部に対
し３０〜７０重量部の範囲が好ましい。

【００１８】ピッチと添加剤の混合は、均一な混合を達
成するため、加熱し溶融状態で行う。ピッチと添加剤の
混合物は、添加剤を混合物から容易に抽出できるように
するため、粒径１ｍｍ以下の粒子に成形することが好ま
しい。成形は溶融状態で行ってもよく、また混合物を冷
却後粉砕する等の方法によってもよい。

【００１９】ピッチと添加剤の混合物から添加剤を抽出
除去するための溶剤としては、ブタン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ナフサ、ケロシン
等の脂肪族炭化水素主体の混合物、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、ブタノール等の脂肪族アルコール
類等が好適である。

【００２０】このような溶剤でピッチと添加剤の混合物
成形体から添加剤を抽出することによって、成形体の形
状を維持したまま、添加剤を成形体から除去することが
できる。この際に成形体中に添加剤の抜け穴が形成さ
れ、均一な多孔性を有するピッチ成形体が得られるもの
と推定される。

【００２１】次に、かくして得られた多孔性を示すピッ
チ成形体を酸化（不融化）する。酸化は、好ましくは常
温から４００℃までの温度で行なう。酸化剤としては、
Ｏ₂、Ｏ₃、ＳＯ₃、ＮＯ₂、これらを空気、窒素等で希釈
した混合ガス、または空気等の酸化性気体、あるいは硫
酸、硝酸、過酸化水素水等の酸化性液体を用いることが
できる。

【００２２】多孔性ピッチの酸化は、酸化剤として空気
又は空気と他のガス例えば燃焼ガス等との混合ガスのよ
うな酸素を含むガスを用いて、１２０℃〜３００℃で行
なうことが簡便であり、経済的にも有利である。

【００２３】上記のようにして得られた多孔質ピッチ系
炭素材料は、開放細孔を有することが特徴的であり、例
えば水銀圧入法により求めた直径３〜１００ｎｍの開放
細孔が０．０２〜０．１ｍｌ／ｇの比容積を示すものが
好適に用いられる。

【００２４】本発明においては、上記したような微細不
融化炭素材料、その炭素化物（例えば非酸化性雰囲気中
で９００〜１５００℃の温度での焼成化物）、あるいは
これらの混合物を、微細難黒鉛化性炭素材料として好適
に用いることができる。特に微細不融化炭素材料単独、
あるいはこれを主たる成分とするその炭素化物との混合
物、が好ましく用いられる。

【００２５】次いで、上記のようにして得られた微細難
黒鉛化性炭素材料を、熱硬化性樹脂で被覆して、圧縮成
型原材料を得る。熱硬化性樹脂による被覆は、微細難黒
鉛化性炭素材料に欠ける常温での結着性を付与し、所定
の形状への圧縮成型性を付与し、焼成時に自身は微細難
黒鉛化性炭素材料間の空隙を埋めて炭素化され、微細難
黒鉛化性炭素材料の炭素化物と一体の非黒鉛質炭素材を
与えるために用いられる。この場合、微細難黒鉛化性炭
素材料９０〜６０質量部に対し、熱硬化性樹脂を１０〜
４０質量部（炭素材料との合計量が１００質量部）とな
る割合で被覆することが好ましい。熱硬化性樹脂が１０
質量部未満では所定の効果を充分に得ることが困難であ
り、４０質量部を超えると、焼成の際に発生する揮発分
が多くなり、成型体が発泡するため、所定の形状の非黒
鉛質炭素材を得ることが困難となる。熱硬化性樹脂は、
焼成に際し、非黒鉛質炭素への炭素化率が高く、微細難
黒鉛化性炭素材料の炭素化物と良好なＣ／Ｃコンポジッ
トを形成しやすいため、熱可塑性樹脂より好ましく用い
られる。微細難黒鉛化性炭素材料の炭素化物と、熱硬化
性樹脂の炭素化物は、同様な非黒鉛質構造を与えるた
め、焼成後に熱膨張率を含めて全体として均質な耐熱衝
撃性の良好な非黒鉛質炭素材を与える。熱硬化性樹脂
は、少なくとも一部が液状であることが好ましく、例え
ばフェノール樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリイミド樹脂（前駆体）等が挙げられる。なかで
もフェノール樹脂が好ましく、特に微細難黒鉛化性炭素
材料に、まずレゾール型の液状フェノール樹脂を表面コ
ーティングしたのち、ノボラック型の固体フェノール樹
脂を付着する形態で用いることが好ましい。液状フェノ
ール樹脂と、固体フェノール樹脂とは、重量比で１：
０．５〜１：３の比で用いることが好ましい。

【００２６】次いで、熱硬化性樹脂で被覆した微細難黒
鉛化性炭素材料を圧縮成型して成型体を得る。本発明の
非黒鉛質炭素材支持部材の製造方法においては、原材料
として用いる被覆微細難黒鉛化性炭素材料が、全体とし
て粒状に近く、圧縮成形において基本的には任意の形状
付与が可能なことが特徴である。これは、前記特開平１
０−６７５５９号公報に記載の方法によるガラス状炭素
材の製造方法に対する重要な利点と解される。従って、
圧縮成型においては、平型により平板成型体を得ること
はもちろん、予め彫刻を施した型を用いることで、凹凸
や山形状を一体成型により賦与できる。例えば、本発明
の支持部材を、粉末冶金用の金属粉末成型体の下敷板と
して用いる場合、凹凸は、金属粉末成型体が小さい場合
に、金属粉末成型体同士が接触しないために好ましく、
山形状は、金属粉末成型体と炭素下敷板との接触面積を
低減するために好ましい。金属粉末成型体が接触したま
ま焼結すると、接触部が溶融する際に合一してしまう問
題が生じる。また、接触面積を低減することで、炭素下
敷板と金属との炭化反応面積を低減することで、金属焼
結用下敷板の寿命を向上させることが可能となる。

【００２７】圧縮成型は、一般に被覆した微細難黒鉛化
性炭素材料からなる原材料を型に充填して、型にかかる
面圧が投影断面積で５から１００ＭＰａになるように加
圧することにより行われる。面圧が５ＭＰａ未満である
と、成型後の成型体の強度が低いことで、焼成炉中に移
送する際に破損し易い。また、１００ＭＰａを超過する
と成型体の見掛け密度が上昇して、焼成時に焼成割れを
起こす問題を生じる。成型用の型は、成型時の面圧によ
り材質を選定する必要があり、成型面圧が５０ＭＰａ未
満であればカーボン型を用いることが可能であるが、５
０ＭＰａ以上の場合には、金属の型を用いることが好ま
しい。

【００２８】成型する場合に熱源を用いる熱間成型の場
合は、熱を受けた場合に熱硬化性樹脂が可塑化して難黒
鉛性炭素の空隙を埋めながらバインダーとして働く。さ
らに熱を加える事で硬化して成型体となる。特に、難黒
鉛化性炭素の表面に熱硬化性樹脂を被覆した場合には、
成型圧力による難黒鉛化性炭素の破壊を防止でき、難黒
鉛化性炭素の形状を維持した状態で空隙だけを埋められ
ることにある。従って、熱を加えない冷間成型と比較し
て、熱硬化性樹脂の可塑化を促進できる、例えば６０〜
１７０℃での、熱間成型は本発明にとって有効である。

【００２９】次に、圧縮成型体を、不活性ないしは非酸
化性雰囲気中で焼成して、焼成体を得る。微細難黒鉛化
性炭素材料及び熱硬化性樹脂は、炭素化の過程で水素や
メタン、二酸化炭素、一酸化炭素、水等を放出して炭素
化する。この場合の焼成温度としては１０００℃から２
０００℃が好ましく、さらに好ましくは１２００℃から
１５００℃である。難黒鉛化性炭素材料の場合は、１５
００℃を超えても、３０００℃までは、大きな構造変化
を受けないためである。また、必要に応じて２０００℃
以上の高純度処理やハロゲン処理を行ない、含有不純物
の純化処理を行なうことにより、灰分を例えば２００ｐ
ｐｍ以下に低減することも好ましい。この脱灰処理は、
原材料の純度が低い場合に有効である。特に、低い焼成
温度で含有不純物が残留する場合、金属粉末成型体を焼
結する際に含有不純物との反応することにより、製品品
質が低下してしまう。しかし、脱灰（純化）処理を行な
うことで、このような反応を抑制できるほかに、金属焼
結用下敷板に対する含有不純物の触媒作用による劣化を
未然に防止できる効果もある。

【００３０】

【実施例】以下、実施例および比較例により、本発明を
更に具体的に説明する。以下の例を含めて、本明細書中
に記載する物性値は、以下の方法により求めた値に基づ
く。

【００３１】（１）酸素含有率試料炭素材料を、０．１ｍｍ程度に粉砕後、１１５℃±
２℃で１時間乾燥して得られた粉末試料の約２ｍｇにつ
いて、Ｙａｎａｃｏ社製「ＭＴ−５」を用いて測定す
る。（２）固定炭素分ＪＩＳＫ２４２５「クレオソート油、加工タール、タ
ールピッチ試験方法」に記載の固定炭素分定量方法に従
い、８００℃での固定炭素分を測定する。（３）灰分ＪＩＳＫ２４２５「クレオソート油、加工タール、タ
ールピッチ試験方法」に記載のタールピッチの灰分定量
方法に従い測定する。（４）平均粒径ＪＩＳＫ１４７４「活性炭試験方法」記載の質量平均
粒径を測定する。（５）開放細孔比容積細孔径が３〜１００ｎｍの範囲の開放細孔比容積（ｍｌ
／ｇ）を水銀圧入法により測定する。

【００３２】（実施例１）微細難黒鉛化性炭素材料とし
て平均粒径が０．６２ｍｍの球状不融化石油系ピッチ粒
子（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１Ｂ」；酸素含有率
＝７．１％、固定炭素分＝７２．１％、開放細孔比容積
＝約０．０５ｍｌ／ｇ）８０質量部の表面を、レゾール
型液状フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製「レジト
ップＰＬ−４８０４」）８質量部で濡らした後、ノボラ
ック型固体フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製「Ｐ
Ｇ−２４１１」；平均粒径＝２０〜８０μｍ）を付着さ
せて、原材料とした。該原材料を、１７０℃に加熱した
平金型中に充填し、初温６０℃から昇温させて、内温１
５０℃以上において１０分間、投影断面積当り５ＭＰａ
の加圧により成型して、約７ｍｍ厚の平板状圧縮成型体
を得た。次いで、該成型体を黒鉛ルツボ内に平置きし、
該ルツボとともに焼成炉内に配置して、真空置換後、窒
素気流中、１５００℃で１時間焼成して寸法４２０ｍｍ
×２５０ｍｍ×６ｍｍの金属焼結用下敷板を得た。該下
敷板は、見掛密度が１．４２ｇ／ｍｌであり、灰分は
０．０４質量％であった。

【００３３】この金属焼結用下敷板上に、それぞれ１０
０ＭＰａの圧力で圧縮成型した直径２０ｍｍ×厚み５ｍ
ｍの円板状であり、鉄９９質量％＋黒鉛１質量％の混合
粉末からなる金属粉末成型体１および鉄９７質量％＋黒
鉛１質量％＋ニッケル２質量％の混合粉末からなる金属
粉末成型体２を載置し、１１２０℃のアンモニア改質ガ
ス（Ｈ₂：３０容量％、Ｎ₂：７０容量％）中で１時間保
持して、焼結した後、該焼結体および炭素下敷板の表面
を目視観察して、浸炭（焼結体表面の肌あれあるいは変
色）の有無を測定した。結果は、下記の基準により評価
した。Ａ：浸炭は認められない。Ｂ：焼結体および炭素下敷板の少なくとも一方に浸炭が
認められる。Ｃ：焼結体に顕著な浸炭が認められ、また炭素下敷板と
の焼付きを起している。

【００３４】次いで、上記１１２０℃での焼結試験によ
り問題のない炭素下敷板試料については、１１５０℃お
よび１１８０℃のアンモニア改質ガス（Ｈ₂：６０容量
％、Ｎ₂：４０容量％）中で１時間の同様の焼結試験を
行い、浸炭の有無を判定した。

【００３５】その結果、上記炭素下敷板はいずれの焼結
試験後においても、浸炭を示さず、満足な金属焼結用下
敷板であることが認められた。試験およびその結果の概
要を、以下の実施例および比較例とまとめて後記表１に
記す。

【００３６】（実施例２）球状不融化石油系ピッチ粒子
（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１Ｂ」）９０質量部
を、レゾール型液状フェノール樹脂（群栄化学工業
（株）製「レジトップＰＬ−４８０４」）４質量部およ
びノボラック型固体フェノール樹脂（群栄化学工業
（株）製「ＰＧ−２４１１」）６質量部で実施例１と同
様にして処理した原材料を用いて、実施例１と同様に炭
素下敷板を得、金属粉末成型体１および金属粉末成型体
２の焼結を行ない、浸炭状況の判定を行った。

【００３７】（実施例３）球状不融化石油系ピッチ粒子
（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１Ｂ」）６０質量部
を、レゾール型液状フェノール樹脂（群栄化学工業
（株）製「レジトップＰＬ−４８０４」）１６質量部お
よびノボラック型固体フェノール樹脂（群栄化学工業
（株）製「ＰＧ−２４１１」）２４質量部で実施例１と
同様にして処理した原材料を用いて、実施例１と同様
に、炭素下敷板を得、金属粉末成型体１および金属粉末
成型体２の焼結を行い、浸炭状況の判定を行った。

【００３８】（比較例１）市販黒鉛押出材（（株）エス
イーシー社製「ＰＳ−Ｇ１２」）から切り出した寸法が
４２０ｍｍ×２５０ｍｍ×６ｍｍの黒鉛シートを下敷板
として用いて、実施例１と同様に、金属粉末成型体１お
よび金属粉末成型体２の焼結を行ない、浸炭状況の判定
を行った。

【００３９】（比較例２）球状不融化石油系ピッチ粒子
（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１Ｂ」）９９．２質量
部に、２０．５％水溶性アクリル樹脂水溶液（中央理化
工業（株）製４１％アクリル樹脂水溶液の２倍希釈液）
０．８質量部を塗布した原材料を、１０ＭＰａの圧力で
圧縮成型して得た成型体を、実施例１と同様な条件で焼
して下敷板を得、これを用いて実施例１と同様に、金属
粉末成型体１および金属粉末成型体２の焼結を行ない、
浸炭状況の判定を行なった。

【００４０】（比較例３）平均粒径が９μｍの粒状不融
化石油系ピッチ粒子（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１
Ｐ」＝「ＫＨ−１Ｂ」の粉砕品）８０質量部と、熱硬化
性樹脂としての平均粒径が２０〜８０μｍの粒状ノボラ
ック型フェノール樹脂（カシュー樹脂工業（株）製「カ
シューＮｏ．０５」）２０質量部とを常温、常圧下で、
ヘンシェルミキサーにより混合して得た原材料を用いる
以外は、実施例１と同様に下敷板を得、金属粉末成型体
１および金属粉末成型体２の焼結を行い、浸炭状況の判
定を行った。その結果、金属粉末成型体１の１１８０℃
での焼結において浸炭が認められた。これは、粒状ノボ
ラック型固体フェノール樹脂としては、２０質量％で
は、微細難黒鉛化性炭素材料の空隙を埋めるには、不充
分であったためと考えられる。

【００４１】（参考例）球状不融化石油系ピッチ粒子
（呉羽化学工業（株）製「ＫＨ−１Ｂ」）９４．５質量
部を、レゾール型液状フェノール樹脂（群栄化学工業
（株）製「レジトップＰＬ−４８０４」）１．８質量部
およびノボラック型固体フェノール樹脂（群栄化学工業
（株）製「ＰＧ−２４１１」）２．７質量部で実施例１
と同様にして処理した原材料を用いて、実施例１と同様
に、炭素下敷板を得、金属粉末成型体１および金属粉末
成型体２の焼結を行い、浸炭状況の判定を行なった。金
属粉末成型体１に対しては１１５０℃まで浸炭しない
が、金属性成型体２では１１５０℃で浸炭を起した。こ
れは、熱硬化性樹脂量が少ないため、難黒鉛化性炭素の
表層部のみにコーティングされて成型は出来るが、内部
に空隙が多く存在するために酸化消耗が加速して進んだ
と考えられる。

【００４２】上記例の概要をまとめて、下表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、浸炭を起しにくい高温
加熱金属成型体支持用の均質な非黒鉛質炭素材を効率よ
く製造することが可能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芳賀民雄福島県いわき市錦町落合16 呉羽化学工業株式会社錦工場内 (72)発明者小林辰男福島県いわき市錦町落合16 呉羽化学工業株式会社錦工場内Ｆターム(参考） 4G032 AA09 AA13 AA14 AA52 BA01 GA06 GA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微細難黒鉛化性炭素材料を、熱硬化性樹
脂で被覆後に加圧成型し、成型体を焼成することによ
り、見掛密度が０．９〜１．５ｇ／ｍｌ、灰分が０．５
％未満である非黒鉛質炭素材とすることを特徴とする高
温加熱金属成型体支持部材の製造方法。
【請求項２】微細難黒鉛化性炭素材料が、石油ピッチ
成形体微細化物の不融化物、その炭素化物、又はこれら
の混合物である請求項１の製造方法。
【請求項３】微細難黒鉛化性炭素材料が、酸素含有率
が５〜３０質量％の難黒鉛化性炭素材料粒子である請求
項１または２の製造方法。
【請求項４】微細難黒鉛化性炭素材料が、酸素含有率
が５〜１０質量％の難黒鉛化性炭素材料粒子である請求
項１または２の製造方法。
【請求項５】難黒鉛化性炭素材料粒子の平均粒径が
０．３〜１ｍｍである請求項３または４の製造方法。
【請求項６】微細難黒鉛化性炭素材料が、８００℃の
固定炭素分が７０質量％以上の炭素材料である請求項１
〜５のいずれかの製造方法。
【請求項７】６０〜９０質量部の微細難黒鉛化性炭素
材料を、１０〜４０質量部の熱硬化性樹脂（微細難黒鉛
化性炭素材料との合計で１００質量部）で被覆後に、加
圧成型する請求項１〜６のいずれかの製造方法。
【請求項８】加圧成型に際し、成型体に表面凹凸を付
与する請求項１〜７のいずれかの製造方法。
【請求項９】焼成過程において脱灰処理を行い灰分が
２００ｐｐｍ以下の非黒鉛質炭素材とする請求項１〜８
のいずれかの製造方法。
【請求項１０】熱硬化性樹脂が液状熱硬化性樹脂であ
る請求項１〜９のいずれかの製造方法。
【請求項１１】微細難黒鉛化性炭素材料を液状熱硬化
性樹脂で被覆後に、更に固体熱硬化性樹脂を付着させて
から加圧成型する請求項１０の製造方法。