JPH01264917A - 不浸透性炭素材の製造方法 - Google Patents
不浸透性炭素材の製造方法Info
- Publication number
- JPH01264917A JPH01264917A JP63092532A JP9253288A JPH01264917A JP H01264917 A JPH01264917 A JP H01264917A JP 63092532 A JP63092532 A JP 63092532A JP 9253288 A JP9253288 A JP 9253288A JP H01264917 A JPH01264917 A JP H01264917A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mesophase
- resin
- weight
- powder
- thermosetting resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/83—Carbon fibres in a carbon matrix
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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。
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〉
この発明は、熱伝導性、電気伝導性及び耐薬品性に優れ
ると共に、高い機械的強度を備えたガス不浸透性炭素材
の製造方法に関するものである。
ると共に、高い機械的強度を備えたガス不浸透性炭素材
の製造方法に関するものである。
〈従来技術とその課題〉
近年、軽量である上、寸法安定性、耐熱性、電気伝導性
、熱伝導性並びに耐薬品性に優れた素材として炭素成形
材が注目されるようになり、半導体製造の治工具、原子
炉材或いは電極等、多方面の分野においてその利用が推
進されている。
、熱伝導性並びに耐薬品性に優れた素材として炭素成形
材が注目されるようになり、半導体製造の治工具、原子
炉材或いは電極等、多方面の分野においてその利用が推
進されている。
中でも、特に“ガス不浸透性炭素材”は、ガスの透過遮
断物性のほか、低電気抵抗や良好な耐薬品性を示すこと
から、“リン酸型燃料電池の分離板”としての適用が注
目を集めている。なぜなら、リン酸型燃料電池の分離板
は、燃料として供給される水素と燃料用の空気との仕切
りの役目を果たすものであることから両者の混和を防止
する機能が必要であり、また、発生した電気や熱の良導
体であることや、更には約２００℃のリン酸に対する優
れた耐触性が要求されていたが、ガス不浸透性炭素材の
有する物性はこれらの要求特性に極めて近いものだった
からである。
断物性のほか、低電気抵抗や良好な耐薬品性を示すこと
から、“リン酸型燃料電池の分離板”としての適用が注
目を集めている。なぜなら、リン酸型燃料電池の分離板
は、燃料として供給される水素と燃料用の空気との仕切
りの役目を果たすものであることから両者の混和を防止
する機能が必要であり、また、発生した電気や熱の良導
体であることや、更には約２００℃のリン酸に対する優
れた耐触性が要求されていたが、ガス不浸透性炭素材の
有する物性はこれらの要求特性に極めて近いものだった
からである。
それ故、これまでにも“リン酸型燃料電池の分離板”等
としても十分に満足できる特性を備えたガス不浸透性炭
素材を実現すべく様々な提案がなされてきた。
としても十分に満足できる特性を備えたガス不浸透性炭
素材を実現すべく様々な提案がなされてきた。
例えば、特公昭５６−２２８３６号公報には、硬化し得
る樹脂（熱硬化性樹脂）と硬化フェノール樹脂繊維との
混和物を成形・硬化した後、これを８００℃以上の温度
で焼成して成る炭素材が示されている。ところが、該公
報に示された炭素材は、無定形炭素質であるので黒鉛質
の炭素材に比べ電気や熱の伝導性や耐リン酸性に劣ると
いう問題点に加えて、機械加工性（例えばリブ付の分離
板に加工する場合の溝の加工性）の点で十分に満足でき
るものではなかった。
る樹脂（熱硬化性樹脂）と硬化フェノール樹脂繊維との
混和物を成形・硬化した後、これを８００℃以上の温度
で焼成して成る炭素材が示されている。ところが、該公
報に示された炭素材は、無定形炭素質であるので黒鉛質
の炭素材に比べ電気や熱の伝導性や耐リン酸性に劣ると
いう問題点に加えて、機械加工性（例えばリブ付の分離
板に加工する場合の溝の加工性）の点で十分に満足でき
るものではなかった。
そこで、上記の電気伝導性、熱伝導性、耐リン酸性並び
に機械加工性を改善した炭素材として、熱硬化性樹脂に
黒鉛粉を混合した原料を焼成したものが提案された（特
開昭５７−７２２７３号、特開昭５９−１９５５１４号
、特開昭５９−２３２９０６号等）。
に機械加工性を改善した炭素材として、熱硬化性樹脂に
黒鉛粉を混合した原料を焼成したものが提案された（特
開昭５７−７２２７３号、特開昭５９−１９５５１４号
、特開昭５９−２３２９０６号等）。
しかしながら、これらの炭素材は、無定形炭素質（所謂
“グラッシーカーボン質”）のマトリックス中に電気や
熱の良導体でかつ耐リン酸性や機械加工性の良好な黒鉛
質粉末が分散したものであることから、確かに無定形炭
素質単独の場合に比べて電気伝導性、熱伝導性、耐リン
酸性及び機械加工性に優れた特性を有してはいたが、一
方で、熱硬化性樹脂を原料とした上記炭素材は、その炭
化焼成過程において「熱硬化性樹脂が著しく収縮するの
に対して黒鉛は全く収縮せず、そのため収縮率の差に起
因して両者の界面に亀裂が発生するのを防止できない」
との問題を抱えるものであり、従ってガス不浸透性に対
する信頼性が乏しいのを否めなかった。
“グラッシーカーボン質”）のマトリックス中に電気や
熱の良導体でかつ耐リン酸性や機械加工性の良好な黒鉛
質粉末が分散したものであることから、確かに無定形炭
素質単独の場合に比べて電気伝導性、熱伝導性、耐リン
酸性及び機械加工性に優れた特性を有してはいたが、一
方で、熱硬化性樹脂を原料とした上記炭素材は、その炭
化焼成過程において「熱硬化性樹脂が著しく収縮するの
に対して黒鉛は全く収縮せず、そのため収縮率の差に起
因して両者の界面に亀裂が発生するのを防止できない」
との問題を抱えるものであり、従ってガス不浸透性に対
する信頼性が乏しいのを否めなかった。
〈課題を解決するための手段〉
本発明者等は、上述のような観点から、ガス遮断性に優
れることは勿論、申し分のない電気伝導性、熱伝導性、
耐リン酸性並びに機械加工性を備え、リン酸型燃料電池
の分離板に適用しても十分に満足できる不浸透性炭素材
を提供すべく研究を行ったところ、［易黒鉛化物質であ
るメソフェーズ小球体やメソフェーズ粉は、その炭化焼
成の過程で収縮する」点に強い関心が向くこととなり、
「炭化焼成の過程で著しい収縮を見せる熱硬化性樹脂に
メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉を混合した場合
には、該メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉が熱硬
化性樹脂と同じく炭化焼成の際に収縮することから、マ
トリックスの熱硬化性樹脂との界面に収縮率差に基づく
亀裂の生成が抑制されるはずである」との推測の下に、
熱硬化性樹脂とメソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉
との混合物を出発物質とする炭素材について更に研究を
重ねた結果、［該混合物を炭化焼成したものは、“メソ
フェーズ小球体又はメソフェーズ粉由来の炭化物”と“
熱硬化性物質由来の炭化物”の両者の界面に亀裂が認め
られず、不浸透性に優れた炭素材となっている上、電気
伝導性、熱伝導性。
れることは勿論、申し分のない電気伝導性、熱伝導性、
耐リン酸性並びに機械加工性を備え、リン酸型燃料電池
の分離板に適用しても十分に満足できる不浸透性炭素材
を提供すべく研究を行ったところ、［易黒鉛化物質であ
るメソフェーズ小球体やメソフェーズ粉は、その炭化焼
成の過程で収縮する」点に強い関心が向くこととなり、
「炭化焼成の過程で著しい収縮を見せる熱硬化性樹脂に
メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉を混合した場合
には、該メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉が熱硬
化性樹脂と同じく炭化焼成の際に収縮することから、マ
トリックスの熱硬化性樹脂との界面に収縮率差に基づく
亀裂の生成が抑制されるはずである」との推測の下に、
熱硬化性樹脂とメソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉
との混合物を出発物質とする炭素材について更に研究を
重ねた結果、［該混合物を炭化焼成したものは、“メソ
フェーズ小球体又はメソフェーズ粉由来の炭化物”と“
熱硬化性物質由来の炭化物”の両者の界面に亀裂が認め
られず、不浸透性に優れた炭素材となっている上、電気
伝導性、熱伝導性。
耐リン酸性並びに機械加工性の面でも十分に満足できる
ものであり、更に、これに熱硬化性樹脂と同程度の炭化
収縮率を有する不融化繊維を混合すると、上記好ましい
特性がそのまま維持された上で機械的強度が一段と向上
するようになる」との知見を得るに至ったのである。
ものであり、更に、これに熱硬化性樹脂と同程度の炭化
収縮率を有する不融化繊維を混合すると、上記好ましい
特性がそのまま維持された上で機械的強度が一段と向上
するようになる」との知見を得るに至ったのである。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
「メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉：５〜７０Ｍ
量％、熱硬化性梼脂：１０〜６０重量％及び不融化繊維
：３〜６０重量％の混合物を成形した後、その成形物を
非酸化性雰囲気下で焼成することにより、優れたガス遮
蔽性、電気伝導性、熱伝導性、耐リン酸性並びに機械加
工性を兼備し、しかも高い強度を示す不浸透性炭素材を
安定製造し得るようにした点」を特徴としている。
「メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉：５〜７０Ｍ
量％、熱硬化性梼脂：１０〜６０重量％及び不融化繊維
：３〜６０重量％の混合物を成形した後、その成形物を
非酸化性雰囲気下で焼成することにより、優れたガス遮
蔽性、電気伝導性、熱伝導性、耐リン酸性並びに機械加
工性を兼備し、しかも高い強度を示す不浸透性炭素材を
安定製造し得るようにした点」を特徴としている。
本発明において対象とする熱硬化性樹脂は、炭化焼成す
ることによって炭化物を与えることができる樹脂であり
、例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、
エポキシ樹脂等を挙げることができるが、炭化収率の高
いフェノール樹脂やフラン樹脂が好ましく、できれば５
０重量％以上の炭化収率のものを選ぶのが良い。このよ
うな樹脂が出発原料であれば、十分に優れた不浸透性の
炭素材が得られる。
ることによって炭化物を与えることができる樹脂であり
、例えばフェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、
エポキシ樹脂等を挙げることができるが、炭化収率の高
いフェノール樹脂やフラン樹脂が好ましく、できれば５
０重量％以上の炭化収率のものを選ぶのが良い。このよ
うな樹脂が出発原料であれば、十分に優れた不浸透性の
炭素材が得られる。
また、メソフェーズ粉は、石油系或いは石炭系等の何れ
のピッチから製造したものでも良い。ただ、耐リン酸腐
食性や電池反応の安定性の面から不純物の少ない炭素材
が要求されるので、石炭系メソフェーズ粉の場合にはメ
ソフェーズ製造川原料は精製しておいた方が好ましい。
のピッチから製造したものでも良い。ただ、耐リン酸腐
食性や電池反応の安定性の面から不純物の少ない炭素材
が要求されるので、石炭系メソフェーズ粉の場合にはメ
ソフェーズ製造川原料は精製しておいた方が好ましい。
通常、石油系または石炭系の重質油或いはピッチを３５
０〜５００℃で熱処理すると、熱処理の初期には球晶と
称する光学的に異方性の球体がピンチの母相中に生成し
、更に熱処理を続けて行くと球晶が合体・成長を繰り返
してピッチ全体が光学的に異方性の物質、所謂“バルク
メソフェーズ”となる。上記の球晶やバルクメソフェー
ズは、熱処理条件によっても異なるが、−船釣には軟化
点を示さない。つまり、不融性というコークス的な性質
がある反面、揮発分を数重量％含有するというピッチ的
な性質をも併せ持つ炭素前駆体である。
０〜５００℃で熱処理すると、熱処理の初期には球晶と
称する光学的に異方性の球体がピンチの母相中に生成し
、更に熱処理を続けて行くと球晶が合体・成長を繰り返
してピッチ全体が光学的に異方性の物質、所謂“バルク
メソフェーズ”となる。上記の球晶やバルクメソフェー
ズは、熱処理条件によっても異なるが、−船釣には軟化
点を示さない。つまり、不融性というコークス的な性質
がある反面、揮発分を数重量％含有するというピッチ的
な性質をも併せ持つ炭素前駆体である。
本発明で対象とするメソフェーズ小球体とは前記“球晶
゛であり、メソフェーズ粉とは前記“バルクメソフェー
ズを粉砕したちの”である。
゛であり、メソフェーズ粉とは前記“バルクメソフェー
ズを粉砕したちの”である。
そして、例えば「炭素含有率が９２重量％以上であり、
９００℃までの揮発分が７〜２０重量％。
９００℃までの揮発分が７〜２０重量％。
５００℃まで加熱した時の線収縮率が１％以上で、その
平均粒子径が４０μｍ以下のメソフェーズ小球体」或い
は「上記メソフェーズ小球体と同一の性状を有するバル
クメソフェーズを平均粒径４゜μｍ以下に粉砕したメソ
フェーズ粉」が好ましい対象となる。
平均粒子径が４０μｍ以下のメソフェーズ小球体」或い
は「上記メソフェーズ小球体と同一の性状を有するバル
クメソフェーズを平均粒径４゜μｍ以下に粉砕したメソ
フェーズ粉」が好ましい対象となる。
ここで、炭素含有率が９２％未満の場合は、炭素以外の
元素が焼成過程で分解・ガス化して重量減少量が増加す
ると共に、炭素以外の原子が黒鉛化性を阻害し、熱伝導
性、電気伝導性、耐リン酸性が向上しない恐れがある。
元素が焼成過程で分解・ガス化して重量減少量が増加す
ると共に、炭素以外の原子が黒鉛化性を阻害し、熱伝導
性、電気伝導性、耐リン酸性が向上しない恐れがある。
また、９００℃までの揮発分が７重量％未満であると焼
成過程でマトリックスの熱硬化性樹脂との濡れ性が悪く
、メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉とマトリック
スとの界面に隙間（クランク）が発生し不浸透性の低下
を招く恐れがあり、一方、１３重量％を超えると、メソ
フェーズ小球体又はメソフェーズ粉内部から多量に発生
する揮発分により発泡乃至は多孔体となって不浸透性が
低下する点が懸念されるようになる。
成過程でマトリックスの熱硬化性樹脂との濡れ性が悪く
、メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉とマトリック
スとの界面に隙間（クランク）が発生し不浸透性の低下
を招く恐れがあり、一方、１３重量％を超えると、メソ
フェーズ小球体又はメソフェーズ粉内部から多量に発生
する揮発分により発泡乃至は多孔体となって不浸透性が
低下する点が懸念されるようになる。
そして、５００“Ｃまでに加熱した時の線収縮率とは、
メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉単独を２ｔ／ｃ
ＩＩ１以上の圧力で加圧成形し、得られた成形体から試
片を採取して測定した値である。この線収縮率が１％未
満の場合には、炭化・焼成後のメソフェーズ小球体或い
はメソフェーズ粉由来の炭素粒子と熱硬化性樹脂由来の
マトリックス炭素との界面に隙間が発生し不浸透性が低
下しがちとなるので好ましくない。
メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉単独を２ｔ／ｃ
ＩＩ１以上の圧力で加圧成形し、得られた成形体から試
片を採取して測定した値である。この線収縮率が１％未
満の場合には、炭化・焼成後のメソフェーズ小球体或い
はメソフェーズ粉由来の炭素粒子と熱硬化性樹脂由来の
マトリックス炭素との界面に隙間が発生し不浸透性が低
下しがちとなるので好ましくない。
本発明が対象とする不融化繊維は、石油系及び石炭系の
ピッチ繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維、セ
ルロース繊維、フェノール樹脂繊維等の有機繊維を不融
化処理した繊維である。不融化処理の方法としては、有
機繊維の種類によっても異なるが、通常、２００〜４０
０℃の温度で空気酸化させる方法が採用される。
ピッチ繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維、セ
ルロース繊維、フェノール樹脂繊維等の有機繊維を不融
化処理した繊維である。不融化処理の方法としては、有
機繊維の種類によっても異なるが、通常、２００〜４０
０℃の温度で空気酸化させる方法が採用される。
なお、これらの不融化繊維は、長さ０．５〜１０鶴の短
繊維、不織布、マット クロス等の何れの形態であって
も差し支えない。
繊維、不織布、マット クロス等の何れの形態であって
も差し支えない。
次に、かかる性状を有するメソフェーズ小球体又はメソ
フェーズ粉、熱硬化性樹脂、及び不融化繊維を用いた不
浸透性炭素材の製造条件について説明する。
フェーズ粉、熱硬化性樹脂、及び不融化繊維を用いた不
浸透性炭素材の製造条件について説明する。
メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉は、熱硬化性樹
脂及び不融化繊維との混合物に対して５〜７０重量％の
範囲の割合になるように配合される。この配合割合が５
重量％未満の場合には、メソフェーズ小球体又はメソフ
ェーズ粉の配合効果が得られず、熱伝導性、電気伝導性
、耐リン酸性並びに機械加工性が低下する。一方、７０
重量％を超えて配合すると、メソフェーズ小球体又はメ
ソフェーズ粉の表面積が増えて、熱硬化性樹脂により均
一にメソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉を結着でき
なくなって強度低下を招く。
脂及び不融化繊維との混合物に対して５〜７０重量％の
範囲の割合になるように配合される。この配合割合が５
重量％未満の場合には、メソフェーズ小球体又はメソフ
ェーズ粉の配合効果が得られず、熱伝導性、電気伝導性
、耐リン酸性並びに機械加工性が低下する。一方、７０
重量％を超えて配合すると、メソフェーズ小球体又はメ
ソフェーズ粉の表面積が増えて、熱硬化性樹脂により均
一にメソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉を結着でき
なくなって強度低下を招く。
また、不融化繊維は、メソフェーズ小球体又はメソフェ
ーズ粉と熱硬化性樹脂との混合物に対して３〜６０重量
％の範囲となるように配合される。
ーズ粉と熱硬化性樹脂との混合物に対して３〜６０重量
％の範囲となるように配合される。
なぜなら、この配合割合が３重量％未満の場合には不融
化繊維の配合効果が得られないので十分な強度を確保で
きず、一方、６０重量％を超えて配合すると、メソフェ
ーズ小球体又はメソフェーズ粉の配合割合にもよるが、
不融化繊維の表面積が増大して熱硬化性樹脂により均一
に不融化繊維を結着できなくなって、やはり強度低下を
招く。
化繊維の配合効果が得られないので十分な強度を確保で
きず、一方、６０重量％を超えて配合すると、メソフェ
ーズ小球体又はメソフェーズ粉の配合割合にもよるが、
不融化繊維の表面積が増大して熱硬化性樹脂により均一
に不融化繊維を結着できなくなって、やはり強度低下を
招く。
上記素材原料から不浸透性炭素材を製造するには、まず
、前述の如くに配合した素材原料混合物を金型に仕込み
、通常は１３０〜２００℃の温度下で５〜１５０ ｋｇ
／ｃｍ”の圧力を負荷して加圧成形する。次いで、この
成形体を必要に応じて１３０〜２００℃で１０〜３０時
間加熱することによって“後硬化”させる。後硬化した
成形体は、非酸化性雰囲気（例えばＮ２ガスや計ガスの
流通下）で昇温速度二０．５〜５０℃／ｈｒにて少なく
とも８００℃まで炭化焼成し、必要に応じて更に黒鉛化
して不浸透性炭素材とされる。
、前述の如くに配合した素材原料混合物を金型に仕込み
、通常は１３０〜２００℃の温度下で５〜１５０ ｋｇ
／ｃｍ”の圧力を負荷して加圧成形する。次いで、この
成形体を必要に応じて１３０〜２００℃で１０〜３０時
間加熱することによって“後硬化”させる。後硬化した
成形体は、非酸化性雰囲気（例えばＮ２ガスや計ガスの
流通下）で昇温速度二０．５〜５０℃／ｈｒにて少なく
とも８００℃まで炭化焼成し、必要に応じて更に黒鉛化
して不浸透性炭素材とされる。
以下、実施例によってこの発明を更に具体的に説明する
。
。
〈実施例〉
実施例 １
炭素含有率： ９３．３重量％、９００℃までの揮発分
： １０．３重量％、５００℃までの線収縮率が３％で
平均粒子径が１５μｍのメソフェーズ粉、 １０００°
Ｃにおける炭化収率が５２重四％のフェノール・ノボラ
ック樹脂粉末、及びＰＡＮの不融化短繊維（長さ１１１
）を第１表に示す配合割合で混合した後（第１表ではメ
ソフェーズ粉と不融化繊維の配合割合のみを示したが、
残部は配合熱硬化性樹脂である）、ｌｍＸ１ｍの平面積
を持つ金型に仕込み、温度：１８０℃、圧カニ ８０
ｋｇ／ｃｍ２で３０分間加熱・加圧成形して厚さｌ ｍ
ｍの成形体を得、次いでこの成形体を２０時間かけて２
００℃まで昇温してから、２００℃で２０時間保持して
“後硬化”させた。
： １０．３重量％、５００℃までの線収縮率が３％で
平均粒子径が１５μｍのメソフェーズ粉、 １０００°
Ｃにおける炭化収率が５２重四％のフェノール・ノボラ
ック樹脂粉末、及びＰＡＮの不融化短繊維（長さ１１１
）を第１表に示す配合割合で混合した後（第１表ではメ
ソフェーズ粉と不融化繊維の配合割合のみを示したが、
残部は配合熱硬化性樹脂である）、ｌｍＸ１ｍの平面積
を持つ金型に仕込み、温度：１８０℃、圧カニ ８０
ｋｇ／ｃｍ２で３０分間加熱・加圧成形して厚さｌ ｍ
ｍの成形体を得、次いでこの成形体を２０時間かけて２
００℃まで昇温してから、２００℃で２０時間保持して
“後硬化”させた。
次に、後硬化させた成形体を“粉コークスを詰めた容器
”内にて ４℃／ｈｒの速度で１０００℃まで昇温しで
炭化した後、アルゴン雰囲気中で４℃／ｍｉｎの速度で
２５００°Ｃまで昇温し、厚さ０．８鶴の黒鉛化物を得
た。
”内にて ４℃／ｈｒの速度で１０００℃まで昇温しで
炭化した後、アルゴン雰囲気中で４℃／ｍｉｎの速度で
２５００°Ｃまで昇温し、厚さ０．８鶴の黒鉛化物を得
た。
得られた黒鉛化物の物性を測定したが、この結果を第１
表に示す。
表に示す。
なお、第１表における「通気度」は、差圧１ ｋｇ／ｃ
ｍ２のＮ２ガスの通過量を室温にて測定することによっ
て求めた。
ｍ２のＮ２ガスの通過量を室温にて測定することによっ
て求めた。
また、「耐リン酸性」は、２００℃の１００％リン酸液
に１０００時間浸漬した後の初期重量に対する重量減量
率である。
に１０００時間浸漬した後の初期重量に対する重量減量
率である。
機械加工性は、直径２００ｍｍ、Ｊ！Ｊ−さ２鶴のダイ
ヤモンドブレードを２４３Ｏｒｐｍの速度で回転し、黒
鉛化物を１１１ｍ１ｎの送り速度で移動させて切断加工
を行い、このときの黒鉛化物のワレ発生の有無から判定
した。
ヤモンドブレードを２４３Ｏｒｐｍの速度で回転し、黒
鉛化物を１１１ｍ１ｎの送り速度で移動させて切断加工
を行い、このときの黒鉛化物のワレ発生の有無から判定
した。
実施例 ２
炭素含有率： ９２．８重量％、９００℃までの揮発分
７１２．０重量％、５００゛ｃまでの線収縮率が５％で
、平均粒子径が３０μｍのメソフェーズ小球体をメソフ
ェーズ粉の代わりに用い、硬化フェノール樹脂繊維の１
０１１長のチョップをＰＡＮ不融化繊維の代わりに用い
た以外は、実施例１と全く同じ方法で黒鉛化物を得た。
７１２．０重量％、５００゛ｃまでの線収縮率が５％で
、平均粒子径が３０μｍのメソフェーズ小球体をメソフ
ェーズ粉の代わりに用い、硬化フェノール樹脂繊維の１
０１１長のチョップをＰＡＮ不融化繊維の代わりに用い
た以外は、実施例１と全く同じ方法で黒鉛化物を得た。
得られた黒鉛化物の物性を測定し、その結果を同じく第
１表に示す。
１表に示す。
実施例 ３
炭素含有率： ９３．３重量％、９００℃までの揮発分
：９．８重量％、５００’Ｃまでの線収縮率が２％で平
均粒子径が３０μｍのメソフェーズ粉：５０重量部に、
フェノール・ノゾール樹脂液：２５重量部とＬｏａｍの
長さのピンチ繊維の不融化繊維：２５重量部を混練した
後、８０℃で１０分間乾燥した。
：９．８重量％、５００’Ｃまでの線収縮率が２％で平
均粒子径が３０μｍのメソフェーズ粉：５０重量部に、
フェノール・ノゾール樹脂液：２５重量部とＬｏａｍの
長さのピンチ繊維の不融化繊維：２５重量部を混練した
後、８０℃で１０分間乾燥した。
そして、このようにして得られた乾燥粉末を出発混合物
とした以外は、実施例１と同じ方法で黒鉛化物を製造し
た。
とした以外は、実施例１と同じ方法で黒鉛化物を製造し
た。
得られた黒鉛化物の物性を測定し、その結果を同じく第
１表に示す。
１表に示す。
比較例 １
固定炭素： ９７．０重量％、灰分：２重量％、揮発分
：１重量％で、平均粒径：１０μｍの天然黒鉛をメソフ
ェーズ粉の代わりに用いた以外は、実施例１と全く同じ
方法で黒鉛化物を製造した。
：１重量％で、平均粒径：１０μｍの天然黒鉛をメソフ
ェーズ粉の代わりに用いた以外は、実施例１と全く同じ
方法で黒鉛化物を製造した。
得られた黒鉛化物の物性を測定し、その結果を同じく第
１表に示す。
１表に示す。
比較例 ２
実施例１で用いたのと同一の原料を用い、配合割合のみ
を変えて、実施例１と同じ方法で黒鉛化物を製造した。
を変えて、実施例１と同じ方法で黒鉛化物を製造した。
得られた黒鉛化物の物性を測定し、その結果を同じく第
１表に示す。
１表に示す。
比較例 ３
フェノール・ノボラック樹脂：５０重量部と、硬化フェ
ノール樹脂繊維〔カイノール１１０１０ ：群栄化学に
、に、の商品名〕の１０ｍｍ長のチヨ・７プ：５０重量
部とを混合した後、実施例１と同じ方法で成形し、後硬
化し、炭化し、更に黒鉛化した。
ノール樹脂繊維〔カイノール１１０１０ ：群栄化学に
、に、の商品名〕の１０ｍｍ長のチヨ・７プ：５０重量
部とを混合した後、実施例１と同じ方法で成形し、後硬
化し、炭化し、更に黒鉛化した。
得られた黒鉛化物の物性を測定し、その結果を同しく第
１表に示す。
１表に示す。
なお、得られた１０００°Ｃ焼成品、２５００℃焼成品
とも機械加工は非常に困難であった。
とも機械加工は非常に困難であった。
〈効果の総括〉
以上に説明した如く、この発明によれば、ガス遮蔽性、
電気伝導性、熱伝導性、耐リン酸性１強度並びに機械加
工性が共に優れ、リン酸型燃料電池の分離板に適用した
としても十分に満足できる不浸透性炭素材を提供できる
など、産業上有用な効果がもたらされる。
電気伝導性、熱伝導性、耐リン酸性１強度並びに機械加
工性が共に優れ、リン酸型燃料電池の分離板に適用した
としても十分に満足できる不浸透性炭素材を提供できる
など、産業上有用な効果がもたらされる。
Claims (1)
- メソフェーズ小球体又はメソフェーズ粉：５〜７０重量
％、熱硬化性樹脂：１０〜６０重量％及び不融化繊維：
３〜６０重量％の混合物を成形した後、その成形物を非
酸化性雰囲気下で焼成することを特徴とする、不浸透性
炭素材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63092532A JPH01264917A (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | 不浸透性炭素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63092532A JPH01264917A (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | 不浸透性炭素材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264917A true JPH01264917A (ja) | 1989-10-23 |
Family
ID=14056970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63092532A Pending JPH01264917A (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | 不浸透性炭素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01264917A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534306A (ja) * | 2007-07-24 | 2010-11-04 | シエツフレル コマンディートゲゼルシャフト | 複数個の転動体を収容する、アンチフリクションベアリングのためのグラファイトから成るケージを製造する方法 |
-
1988
- 1988-04-14 JP JP63092532A patent/JPH01264917A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010534306A (ja) * | 2007-07-24 | 2010-11-04 | シエツフレル コマンディートゲゼルシャフト | 複数個の転動体を収容する、アンチフリクションベアリングのためのグラファイトから成るケージを製造する方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4041116A (en) | Method for the manufacture of carbon-carbon composites | |
| USRE42775E1 (en) | Isotropic pitch-based materials for thermal insulation | |
| JP3142587B2 (ja) | 炭素質組成物、燃料電池用炭素材およびその製造方法 | |
| CA2000664C (en) | Process for producing a porous carbon electrode substrate for a fuel cell | |
| JP2010507550A (ja) | 高純度原子炉用黒鉛 | |
| JPS6332863A (ja) | 炭素−黒鉛リザ−バ層及びその製造方法 | |
| US3993738A (en) | High strength graphite and method for preparing same | |
| JP3003935B2 (ja) | 成形断熱材とその製造方法 | |
| JPH01264917A (ja) | 不浸透性炭素材の製造方法 | |
| Vohler et al. | New forms of carbon | |
| KR102911780B1 (ko) | 고온에서 사용하기에 적합한 단열재 및 상기 단열재의 제조방법 | |
| JPH06102530B2 (ja) | 黒鉛質成形体の製造方法 | |
| JPH05325984A (ja) | 炭素質予備成形体とその製造方法並びに燃料電池用電極基板の製造方法 | |
| JPS63222072A (ja) | 不浸透性炭素材 | |
| JPH0768064B2 (ja) | 炭素繊維強化複合材料 | |
| JP3616829B2 (ja) | 炭素−炭化硼素焼結体、その製造方法およびこの焼結体を用いた材料 | |
| KR970008693B1 (ko) | 고밀도 탄소섬유강화 탄소복합재의 제조방법 | |
| JPS62138361A (ja) | 炭素材料よりなる高密度成形体の製造方法 | |
| JPH06135770A (ja) | 炭素質予備成形体とその製造方法並びに電極基板の製造方法 | |
| JPH0757741A (ja) | 炭素質予備成形体、および電極基板の製造方法 | |
| JPS63233074A (ja) | 不浸透性炭素材の製造方法 | |
| Jagtoyen et al. | Carbon fiber composite molecular sieves for gas separation | |
| JPH06329469A (ja) | 炭素質予備成形体、および電極基板の製造方法 | |
| JPH0151441B2 (ja) | ||
| JPH05270938A (ja) | 多孔質炭素材の製造方法 |