JP2002321987A

JP2002321987A - 接着黒鉛材及びその製法

Info

Publication number: JP2002321987A
Application number: JP2001131140A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Terada; 剛寺田
Original assignee: Nisshinbo Industries Inc; Nisshin Spinning Co Ltd
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】大型で、接着層の仕上がり状態が良好であ
り、かつ低いガス透過性を有する接着黒鉛材及びその製
法の提供。【解決手段】接合しあった第１の黒鉛材及び第２の黒
鉛材から構成され、かつその表面がガラス状カーボンで
コーティングされてなる接着黒鉛材の製法において、
（ａ）第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材をカーボン系接着
剤で接合した後、８０〜２５０℃で乾燥硬化し、続いて
３５０〜３５００℃で焼成炭化する工程、（ｂ）該焼成
炭化された接着層の目地を研磨により整えた後、研磨さ
れた目地の上に、最大粒径が第１の黒鉛材及び第２の黒
鉛材を構成する黒鉛粒子の最大粒径以下である黒鉛質粉
末と、熱硬化性樹脂とを混合して残炭率を９５重量％以
上に調整した黒鉛ペーストを塗布し、続いて８０〜２５
０℃で乾燥硬化させる工程、及び（ｃ）該黒鉛ペースト
を塗布された接着層の目地を再び研磨により整えた後、
全表面に熱硬化性樹脂を塗布し、続いて８００〜３５０
０℃で焼成炭化してガラス状カーボンを形成する工程、
を含むことを特徴とする接着黒鉛材の製法などを提供。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着黒鉛材及びそ
の製法に関し、さらに詳しくは、大型で、黒鉛母材の特
性を落とすことなく、特に低いガス透過性を有する接着
黒鉛材及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】黒鉛材は、耐熱性や耐腐食性に優れてい
るが、高温や腐食性の液体、ガス等を扱うときには、黒
鉛材に浸透性があるために、使用できない場合がある。
このため、液体やガス等の透過性が問題となる用途で
は、黒鉛材に、不浸透性の被膜、例えば、ガラス状カー
ボン等を被覆することにより対応している。

【０００３】また、黒鉛材は、その特性などから、ベア
リング材、金属溶融用ルツボ、放電加工用電極、炉内部
品、反応槽の内張りなどに、広範囲にわたって種々の用
途に利用されている。用途によっては、大型の黒鉛材が
要求されるが、大型の黒鉛材の製造には、新たな設備投
資を必要としたり、また黒鉛材が大きくなればなるほ
ど、熱処理時の中心部と外周部との温度差が大きくなる
等により、製造工程で割れを生じてしまう等により製造
することが極めて難しくなり、製造したとしても極めて
高価なものになってしまう。このため、黒鉛材同士を接
着剤で接合して、大型の接着黒鉛材を製造することが提
案されている。しかし、大型になればなるほど、接合し
にくく、接合部の物性が母材、すなわち黒鉛材の物性よ
り劣って使用できなくなるという問題点、例えば、ガス
等の透過性が大きいという問題点などがある。

【０００４】このガス等の透過性が大きいという問題
は、黒鉛材の接合において、通常、接合後に接着剤自体
を高温で熱処理して炭素化させるために、接着層に、収
縮による空隙ができることによる。そして、前述したよ
うに、黒鉛材の浸透性改善の点から、黒鉛材接着品にガ
ラス状カーボンを被覆したとしても、その接着層の端面
表面の、空隙に由来する隙間は、ガラス状カーボンで全
てを埋めることができないので、特に、接着層の厚みが
５０μｍを超える接着層（接合部分）では、液体やガス
が漏れる原因となるのである。このように、大型化のた
めや形状によっては、黒鉛材同士を接合する場合があ
り、その際、その黒鉛材接着品の接合部分（接着層）か
ら、特に、液体やガスが漏れ易い等の問題があった。

【０００５】こうした黒鉛材や炭素材の接着品のもつ問
題点を解決するため、従来から種々のものが提案されて
おり、例えば、特開平１１−２３６２７７号公報では、
大型又は複雑形状の黒鉛材を接合によって特性を落とす
ことなく、確実な接合で形成できる接着黒鉛材を得るた
めに、接着面を有する複数の同形状のセグメントを接合
することにより、円筒状のように中心軸の回りで点対象
な形状などを有する部分を形成し、接着面同士をカーボ
ンセメントの接着層を介して接合したものが提案されて
いる。また、特開平４−３３５０７９号公報では、主と
して液状熱硬化性樹脂プレポリマーと、ピッチ粉末及び
炭素粉末よりなる黒鉛材用接着剤が提案されている。

【０００６】しかしながら、これらの提案にも拘わら
ず、未だ上記の欠点をなくした、すなわち、大型化のた
めに黒鉛材同士を接合する場合、黒鉛母材の特性を落と
すことなく、簡便な方法によって得られる、接合部分の
仕上がり状態が良好であり、かつ低いガス透過性を有す
る接着黒鉛材は、見当らない。そのため、大型で、接合
部分の仕上がり状態が良好であり、かつ低いガス透過性
を有する接着黒鉛材の開発が強く望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の接着黒鉛材などが持つ問題点を解消し、大型で、
接着層の仕上がり状態が良好であり、かつ低いガス透過
性を有する接着黒鉛材及びその製法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため、最適な接着黒鉛材の開発について鋭
意検討を行った結果、黒鉛材の接着にカーボン系接着剤
を用いて焼成炭化した後、接着層の目地（すなわち接着
層の端面表面）に、最大粒径が母材の黒鉛材を構成する
黒鉛粒子より小さい黒鉛質粉末にフェノール樹脂などの
熱硬化性樹脂を混合させた残炭率が９５重量％以上であ
る黒鉛ペーストを塗り込み、さらに、接着黒鉛材に、カ
ルボジイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を塗布し炭化焼成
して、ガラス状カーボンの被膜を形成したところ、接着
層の仕上がり状態が良好で、かつ低いガス透過性を有す
る接着黒鉛材が得られることを見出した。本発明は、こ
れらの知見に基づいて、完成に至ったものである。

【０００９】すなわち、本発明の第１の発明によれば、
接合しあった第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材から構成さ
れ、かつその表面がガラス状カーボンでコーティングさ
れてなる接着黒鉛材の製法において、（ａ）第１の黒鉛
材及び第２の黒鉛材をカーボン系接着剤で接合した後、
８０〜２５０℃で乾燥硬化し、続いて３５０〜３５００
℃で焼成炭化する工程、（ｂ）該焼成炭化された接着層
の目地を研磨により整えた後、研磨された目地の上に、
最大粒径が第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材を構成する黒
鉛粒子の最大粒径以下である黒鉛質粉末と、熱硬化性樹
脂とを混合して残炭率を９５重量％以上に調整した黒鉛
ペーストを塗布し、続いて８０〜２５０℃で乾燥硬化さ
せる工程、及び（ｃ）該黒鉛ペーストを塗布された接着
層の目地を再び研磨により整えた後、全表面に熱硬化性
樹脂を塗布し、続いて８００〜３５００℃で焼成炭化し
てガラス状カーボンを形成する工程、を含むことを特徴
とする接着黒鉛材の製法が提供される。

【００１０】また、本発明の第２の発明によれば、第１
の発明において、（ｂ）工程に用いられる熱硬化性樹脂
は、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリカルボジイミド
樹脂、又はフルフラール−フェノール共重合体のいずれ
かであることを特徴とする接着黒鉛材の製法が提供され
る。

【００１１】さらに、本発明の第３の発明によれば、第
１の発明において、第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材の接
着層の厚みは、５０μｍ以上であることを特徴とする接
着黒鉛材の製法が提供される。

【００１２】本発明の第４の発明によれば、第１の発明
において、（ｃ）工程に用いられる熱硬化性樹脂は、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、
又はフルフラール−フェノール共重合体のいずれかであ
ることを特徴とする接着黒鉛材の製法が提供される。ま
た、本発明の第５の発明によれば、第１の発明におい
て、（ｃ）工程で形成されるガラス状カーボンコート層
の厚さは、少なくとも２〜３μｍであることを特徴とす
る接着黒鉛材の製法が提供される。

【００１３】さらに、本発明の第６の発明によれば、第
１〜５の発明に係わる接着黒鉛材の製法により得られる
ことを特徴とする接着黒鉛材が提供される。

【００１４】本発明は、上記した如く、接合しあった第
１の黒鉛材及び第２の黒鉛材から構成され、かつその表
面がガラス状カーボンでコーティングされてなる接着黒
鉛材の製法において、（ａ）黒鉛材の接着層に、カーボ
ン系接着剤を用いて焼成炭化する工程、（ｂ）接着層の
目地を研磨により整えた後、最大粒径が第１の黒鉛材及
び第２の黒鉛材を構成する黒鉛粒子の最大粒径以下であ
る黒鉛質粉末と、熱硬化性樹脂とを混合して残炭率を９
５重量％以上に調整した黒鉛ペーストを塗布し、続いて
８０〜２５０℃で乾燥硬化させる工程、及び（ｃ）接着
層の目地を再び研磨により整えた後、全表面に熱硬化性
樹脂を塗布し、続いて８００〜３５００℃で焼成炭化し
てガラス状カーボンを形成する工程、を含むことによ
り、接着層の仕上がり状態が良好で、かつ低いガス透過
性を有する接着黒鉛材の製法などに係わるものである
が、その好ましい態様としては、次のものが包含され
る。（１）第１の発明において、（ｂ）工程に用いられる黒
鉛ペーストは、残炭率が９５〜９９重量％であることを
特徴とする接着黒鉛材の製法。（２）第１の発明において、（ａ）工程が、８０〜２５
０℃で乾燥硬化した後、さらに、研磨により整えられる
ことを特徴とする接着黒鉛材の製法。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。１．第１及び第２の黒鉛材（ａ工程）本発明の接着黒鉛材及びその製法において、基体をなす
接合される第１及び第２の黒鉛材は、黒鉛材であれば、
特に限定されなく、同一の材質やグレードでも、異なっ
た材質やグレードであってもよい。本発明の接着黒鉛材
の用途によって、適宜、例えば熱伝導率が大きいもの
や、汎用グレードや半導体グレードのものなどが選択さ
れるが、接着黒鉛材の性能や性状を同一にするために、
第１及び第２の黒鉛材は、同一の材質が好ましい。ま
た、加工が容易であり、ある程度の機械的強度を有する
ものが好ましい。好ましい性状としては、かさ密度が
１．７０ｇ／ｃｍ^３以上であり、曲げ強度が３５ＭＰａ
（約３５０ｋｇ／ｃｍ^２）以上である。

【００１６】高純度の半導体グレードの黒鉛材として
は、例えば、市販されているものでは、ルカーボン社製
のＣＸ−２１２３、ＣＸ−２１１４、ＣＸ−２２０６
や、日本カーボン社製のＥＧＦ−２６２、ＥＧＦ−２６
４などが挙げられる。また、曲げ強さや硬度が必要な用
途では、例えば、メカニカルカーボン工業株式会社製の
ＭＣ−４５０３、ＭＣ−４５０４（商品名）などが挙げ
られ、一方、硬さが軟らかく、曲げ強さが比較的小さい
ものでは、例えば、メカニカルカーボン工業株式会社製
のＭＣ−４１０１、ＭＣ−４１０２などが挙げられる。

【００１７】２．カーボン系接着剤（ａ工程）本発明の接着黒鉛材及びその製法に用いられるカーボン
系接着剤は、樹脂、タール、ピッチなどのバインダー成
分に黒鉛粉末、カーボンブラックなどの炭素粉末や石油
コークスなどのコークス粉末といった導電性の粉末フィ
ラーを加えたものである。例えば、特開平４−３３５０
７９号公報に記載された、フェノール樹脂類などの液状
熱硬化性樹脂プレポリマー１００重量部に対してピッチ
粉末１〜５０重量部及び炭素粉末５〜１００重量部を混
合したものや、ポリカルボジイミド樹脂１００重量部に
対し、粉末フィラー１００〜５重量部、好ましくは９０
〜１０重量部を混合したものなどが挙げられる。また、
バインダー成分の樹脂は、適宜、接着強度を上げるため
に、２以上の樹脂を混合したり、硬化剤を配合してもよ
い。

【００１８】カーボン系接着剤の使用及び接着方法は、
通常、接合したい両基材（第１及び第２の黒鉛材）にカ
ーボン系接着剤をはさみ、接着剤層の厚さが、例えば２
００μｍ以下になるように、クランプ等により圧着さ
せ、その後比較的高温、例えば８０〜２５０℃、好まし
くは１５０〜２５０℃で乾燥硬化させる。硬化後、ガス
等の透過度を小さくするために、接合部の表面を研磨紙
などで整えるのが好ましい。そして、このカーボン系接
着剤をはさんだ基材を焼成炭化して接着させる。焼成炭
化は、真空中又は窒素ガス等の不活性ガス中で行い、焼
成温度は、必ず接着黒鉛材の使用温度より焼成温度を高
くし、通常、３５０〜３５００℃の範囲で、好ましくは
約１０００〜２０００℃程度である。カーボン系接着剤
のはさみ込む量（塗布量）は、接合する基材の両面に適
切な道具、例えば、ヘラで均一に塗布し、２０〜４０ｍ
ｇ／ｃｍ^２程度である。また、接着層の厚みは、本発明
の課題や目的から、５０μｍ以上が好ましい。接着層の
厚みが５０μｍ未満であると、黒鉛材接着品の接合部分
（接着層）から液体やガスが漏れ易い等の問題が生じる
恐れが少ないからである。

【００１９】また、本発明の接着黒鉛材及びその製法に
おいては、両基材の継ぎ目、すなわち目地に、ガス等の
透過度を小さくし、後述する黒鉛ペーストを塗り込むた
めに、焼成炭化して接着させた接合部（接着層）の表面
を研磨紙などで整える必要がある。

【００２０】３．黒鉛ペースト（ｂ工程）本発明の接着黒鉛材及びその製法においては、カーボン
系接着剤をはさんだ黒鉛基材を焼成炭化して接着させた
両基材の継ぎ目、すなわち接着層の目地に、最大粒径が
第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材を構成する黒鉛粒子の最
大粒径以下である黒鉛質粉末に熱硬化性樹脂を混合させ
た、残炭率が少なくとも９５％である黒鉛ペーストを塗
り込み、８０〜２５０℃で乾燥硬化させることに、最大
の特徴がある。

【００２１】黒鉛ペーストに用いられる黒鉛質粉末は、
その最大粒径が接着する両基材を構成する黒鉛粒子の最
大粒径以下にする必要があり、このことにより接着黒鉛
材のガス等の透過度を小さくすることができ、液体やガ
スなどの漏れを防止することができる。

【００２２】また、黒鉛ペーストに用いられる熱硬化性
樹脂は、バインダーとして加えられる。熱硬化性樹脂と
しては、例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリカ
ルボジイミド樹脂、及びフルフラール−フェノール共重
合体などが挙げられる。黒鉛ペーストにおける熱硬化性
樹脂の含有割合は、黒鉛ペーストを炭化焼成した後の残
炭率が少なくとも９５重量％、好ましくは９９重量％以
下になるように、用いる熱硬化性樹脂の残炭率によっ
て、適宜、選ばれる。例えば、熱硬化性樹脂として、樹
脂単体の残炭率が約７０重量％程度のフェノール樹脂を
用いた場合であれば、フェノール樹脂の含有割合を、黒
鉛ペーストの１６．７重量％以下（残りは、黒鉛質粉末
が８３．３重量％以上）にすることにより、残炭率を９
５重量％以上とすることができる。また、このフェノー
ル樹脂の含有割合を、黒鉛ペーストの３．３重量％以上
（残りは、黒鉛質粉末が９６．７重量％以下）にするこ
とにより、残炭率を９９重量％以下とすることができ
る。

【００２３】黒鉛ペーストの使用方法としては、前述し
たように、カーボン系接着剤をはさんだ黒鉛基材を焼成
炭化して接着させた両基材の継ぎ目、すなわち接着層の
目地に、適宜、目地の表面が滑らかになるように、この
特定の黒鉛ペーストの適量を適切な道具、例えば、ヘラ
で塗布し（塗り込み）、その後比較的高温、例えば８０
〜２５０℃、好ましくは１５０〜２５０℃で乾燥硬化さ
せる方法が取られる。硬化後、ガス等の透過度を小さく
するために、黒鉛ペーストを塗り込んだ接着層の目地の
表面を研磨紙などで整える必要がある。尚、黒鉛ペース
トを塗り込んだ接着層の目地としては、接着黒鉛材の少
なくとも片面の目地であり、適宜、用途に合わせて、黒
鉛ペーストを塗り込む面として、片面か、両面かが選択
される。さらに、黒鉛ペーストは、最終的には、８００
〜３５００℃での焼成炭化などの熱処理を行なう必要が
あるが、この熱処理は、後述するガラス状カーボンをコ
ーティングする工程における熱処理（焼成）とを兼ねる
ために、黒鉛ペースト単独の焼成炭化する熱処理は、省
略される。

【００２４】４．ガラス状カーボン（ｃ工程）本発明の接着黒鉛材においては、上記の第１、第２の黒
鉛材及び接着層の表面に、ガラス状カーボンをコーティ
ングしていることも、必須の構成要件である。両黒鉛材
と接着層の表面に、ガラス状カーボンの原料となる樹脂
を、部分的または全体に、含浸処理、或いは被覆処理、
或いは含浸と被覆の両処理を施し、炭素化することによ
り、接着黒鉛材の表面がガラス状カーボンでコーティン
グされる。

【００２５】ガラス状カーボンとしては、難黒鉛化性炭
素又はハードカーボンとも称されるものであり、有機物
質の固相炭化により生成したものであれば、どのような
原料及び製法のものでもよく、特に限定されない。ガラ
ス状カーボンの原料としては、セルロースや、フェノー
ル樹脂、フラン樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フルフ
ラール−フェノール共重合体などの熱硬化性樹脂などが
挙げられ、また、製法としては、これらの原料をもとに
各種のものが提案されている。本発明においては、熱伝
導性や熱膨張率などの熱的物性や、耐薬品性或いは耐腐
食性等が良好な、熱硬化性樹脂から製造されるものが好
ましい。

【００２６】樹脂を炭素化することによりコーティング
されるガラス状カーボンは、厚さが１〜２０μｍであ
り、少なくとも１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜３
μｍ必要である。また、ガラス状カーボンの原料となる
樹脂をコーティングする方法には、特に制限はなく、従
来用いられてきた方法の中から、適宜、選択することが
でき、例えば、含浸処理でも、被覆処理でも、又は含浸
処理と被覆処理の両処理がなされていてもよい。特に、
黒鉛材に、ある種の樹脂、例えばポリカルボジイミド、
フェノール樹脂等をコーティングし、これを焼成するこ
とでガラス状のカーボン被覆を形成する方法が好まし
い。含浸処理では、基体となる黒鉛材の黒鉛粒子間にガ
ラス状カーボンが充填した形態となり、被覆処理では、
基体黒鉛材の表面にガラス状カーボンからなる層が形成
される。本発明では、コーティングされたガラス状カー
ボンの厚みとは、ガラス状カーボンが存在する部分の厚
みのことである。第１、第２の黒鉛材及び接着層に、あ
る種の樹脂、例えばポリカルボジイミド、フェノール樹
脂等をコーティングし、これを焼成する方法としては、
非酸化性雰囲気下、例えば不活性ガス雰囲気中にて、８
００℃以上の温度で焼成する方法などが挙げられる。不
活性ガスとしては、通常窒素やアルゴンガスが用いら
れ、非酸化性雰囲気下で焼成される。また、不活性ガス
雰囲気に変えて、真空中で焼成してもよい。焼成温度と
しては、８００℃以上の温度が必要で、好ましくは１０
００〜３０００℃である。この時の昇温速度は、特に限
定されないが、品質のよい接着黒鉛材を得るために、１
０℃／分以下が望ましい。

【００２７】このガラス状カーボンは、黒鉛の結合材あ
るいは保護層として働くものであり、黒鉛粉末などが脱
離するのを防止し、また、黒鉛材接着品の接合部分から
の液体やガスの漏れも防止する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明について、実施例によりさらに
詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に特に限
定されるものではない。尚、実施例などにおけるガス透
過性は、ＪＩＳＫ７１２６のＡ法（差圧法）により、
窒素ガスの透過性を評価し、窒素ガスの透過度（単位：
ｍ^３（ＳＴＰ）・ｍ^−２・ｍｉｎ^−１・ＭＰａ^−１）を
測定（ｎ＝３）した。また、ガラス状カーボンを被覆し
た後の接合部の仕上がり状態を目視で評価し、仕上がり
状態が、注視して接合部が判別できる程度の良好な仕上
がりを「○」と、接合部が筋状に判別できる仕上がりを
「△」と、及び接合部が明瞭な筋状に判別できる悪い仕
上がりを「×」と判定した。

【００２９】［実施例１］先ず、予め、厚さ１ｍｍの黒
鉛円板（メカニカルカーボン工業株式会社製のＭＣ−４
３０８材、嵩密度が１．８０ｇ／ｃｍ^３、構成黒鉛粒子
の最大粒径が５０μｍ）を直径部分で２分割し、日清紡
製カーボン接着剤ＳＴ−２０１にて接合、２００℃で硬
化後、＃１０００の研磨紙で接合部を整えてから、窒素
ガス中で１０００℃で焼成し、接着層の厚みが約６０μ
ｍの黒鉛接着品を作製し、用意した。また、最大粒径が
８μｍの黒鉛質粉に、熱硬化性樹脂である、樹脂単独の
残炭率が７０％のポリカルボジイミド樹脂を樹脂分で５
％になるように混ぜて、残炭率が９８．５％の黒鉛ペー
ストを作成し、用意した。次に、上記黒鉛接着品の接合
部目地の部分（片面）に、上記の黒鉛ペーストを塗り込
み、２００℃で硬化させた後、＃１０００の研磨紙で目
地の部分を整えた。そして、目地に黒鉛ペーストを塗り
込んだ黒鉛材接着品の表面に、ポリカルボジイミド樹脂
を塗布して、１０００℃にて焼成し、約３μｍのガラス
状カーボンの被膜を形成した。ガラス状カーボンを被覆
した黒鉛接着品の窒素ガス透過性の測定結果を表１に示
す。黒鉛ペーストで目地を処理したものは、接合部のな
い黒鉛材ガラス状カーボン被覆品（参考例）と同等の低
い窒素ガス透過性を示した。また、ガラス状カーボンを
被覆した後の接合部の仕上がり状態の目視評価結果を表
１に示す。

【００３０】［実施例２］実施例２は、黒鉛接着品の接
着層厚みを約１５０μｍにした以外は、実施例１と同様
にして、ガラス状カーボンを被覆した黒鉛接着品を作製
した。この黒鉛接着品の窒素ガス透過性と接合部の仕上
がり状態を評価し、結果を表１に示す。実施例２の黒鉛
接着品は、実施例１と同様、接合部のない黒鉛材ガラス
状カーボン被覆品（参考例）と同等の低い窒素ガス透過
性を示した。

【００３１】［実施例３〜５］実施例３は、黒鉛ペース
トに最大粒径が２０μｍの黒鉛質粉末を用いた以外は、
実施例１と同様にして、ガラス状カーボンを被覆した黒
鉛接着品を作製した。また、実施例４は、黒鉛ペースト
に最大粒径が４６μｍの黒鉛質粉末を用いた以外は、実
施例１と同様にして、ガラス状カーボンを被覆した黒鉛
接着品を作製した。さらに、実施例５は、残炭率が９
８．５％の黒鉛ペーストを用いた以外は、実施例１と同
様にして、ガラス状カーボンを被覆した黒鉛接着品を作
製した。これらの黒鉛接着品の窒素ガス透過性と接合部
の仕上がり状態を評価し、結果を表１に示す。実施例３
〜５の黒鉛接着品は、実施例１、２と同様、接合部のな
い黒鉛材ガラス状カーボン被覆品（参考例）と同等の低
い窒素ガス透過性を示した。

【００３２】［参考例］実施例１で用いた黒鉛円板を分
割せずに、すなわち接着層を設けずにそのままで、ポリ
カルボジイミド樹脂を塗布して、１０００℃にて焼成
し、約３μｍのガラス状カーボンの被膜を黒鉛円板に形
成した。このものの窒素ガス透過性を評価し、結果を表
１に示す。

【００３３】［比較例１］比較例１は、黒鉛ペーストを
黒鉛接着品の接合部の目地に塗り込まなかった以外は、
実施例１と同様にして、ガラス状カーボンを被覆した黒
鉛接着品を作製した。この黒鉛接着品の窒素ガス透過性
と接合部の仕上がり状態を評価し、結果を表１に示す。
比較例１の黒鉛接着品は、接合部のない黒鉛材ガラス状
カーボン被覆品（参考例）と比較して、約４．５倍の高
い窒素ガス透過性を示した。

【００３４】［比較例２］比較例２は、黒鉛ペーストを
黒鉛接着品の接合部の目地に塗り込まなかった以外は、
実施例２と同様にして、ガラス状カーボンを被覆した黒
鉛接着品を作製した。この黒鉛接着品の窒素ガス透過性
と接合部の仕上がり状態を評価し、結果を表１に示す。
比較例２の黒鉛接着品は、接合部のない黒鉛材ガラス状
カーボン被覆品（参考例）に比較して、約１３倍の、ま
た、実施例２の黒鉛接着品と比較して、約１０倍の高い
窒素ガス透過性を示した。さらに、ガラス状カーボンを
被覆した後の接合部の仕上がり状態も、接合部が判別で
き、悪かった。

【００３５】［比較例３］比較例３は、黒鉛ペーストに
黒鉛円板の最大粒子径（５０μｍ）より大きい最大粒径
が８０μｍの黒鉛質粉末を用いた以外は、実施例１と同
様にして、ガラス状カーボンを被覆した黒鉛接着品を作
製した。この黒鉛接着品の窒素ガス透過性と接合部の仕
上がり状態を評価し、結果を表１に示す。比較例３の黒
鉛接着品は、接合部のない黒鉛材ガラス状カーボン被覆
品（参考例）に比較して、約２．５倍の高い窒素ガス透
過性を示した。さらに、ガラス状カーボンを被覆した後
の接合部の仕上がり状態も、接合部が判別でき、悪かっ
た。

【００３６】［比較例４］比較例４は、残炭率が９２％
の黒鉛ペーストを用いた以外は、実施例１と同様にし
て、ガラス状カーボンを被覆した黒鉛接着品を作製し
た。この黒鉛接着品の窒素ガス透過性と接合部の仕上が
り状態を評価し、結果を表１に示す。比較例４の黒鉛接
着品は、接合部のない黒鉛材ガラス状カーボン被覆品
（参考例）に比較して、約２．８倍の高い窒素ガス透過
性を示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明の接着黒鉛材は、黒鉛材同士を接
合する場合に、黒鉛母材の特性を落とすことなく、簡便
な方法によって得られ、特に、接着層の仕上がり状態が
良好で、かつ低いガス透過性を有するという効果を有す
る。そのために、接着黒鉛材の大型化に対応できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接合しあった第１の黒鉛材及び第２の黒
鉛材から構成され、かつその表面がガラス状カーボンで
コーティングされてなる接着黒鉛材の製法において、
（ａ）第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材をカーボン系接着
剤で接合した後、８０〜２５０℃で乾燥硬化し、続いて
３５０〜３５００℃で焼成炭化する工程、（ｂ）該焼成
炭化された接着層の目地を研磨により整えた後、研磨さ
れた目地の上に、最大粒径が第１の黒鉛材及び第２の黒
鉛材を構成する黒鉛粒子の最大粒径以下である黒鉛質粉
末と、熱硬化性樹脂とを混合して残炭率を９５重量％以
上に調整した黒鉛ペーストを塗布し、続いて８０〜２５
０℃で乾燥硬化させる工程、及び（ｃ）該黒鉛ペースト
を塗布された接着層の目地を再び研磨により整えた後、
全表面に熱硬化性樹脂を塗布し、続いて８００〜３５０
０℃で焼成炭化してガラス状カーボンを形成する工程、
を含むことを特徴とする接着黒鉛材の製法。
【請求項２】（ｂ）工程に用いられる熱硬化性樹脂
は、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリカルボジイミド
樹脂、又はフルフラール−フェノール共重合体のいずれ
かであることを特徴とする請求項１に記載の接着黒鉛材
の製法。
【請求項３】第１の黒鉛材及び第２の黒鉛材の接着層
の厚みは、５０μｍ以上であることを特徴とする請求項
１に記載の接着黒鉛材の製法。
【請求項４】（ｃ）工程に用いられる熱硬化性樹脂
は、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリカルボジイミド
樹脂、又はフルフラール−フェノール共重合体のいずれ
かであることを特徴とする請求項１に記載の接着黒鉛材
の製法。
【請求項５】（ｃ）工程で形成されるガラス状カーボ
ンコート層の厚さは、少なくとも２〜３μｍであること
を特徴とする請求項１に記載の接着黒鉛材の製法。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
接着黒鉛材の製法により得られることを特徴とする接着
黒鉛材。