JPH0147404B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高い電導度を有する熱分解炭素化物に
関する。さらに詳しくは、炭素−炭素二重結合に
隣接する炭素にハロゲン原子を有する不飽和化合
物を熱分解して得られる高導電性炭素系熱処理物
を与えるものである。 従来、高導電性熱分解炭素の生成に関しては、
炭化水素化合物の熱分解炭素が多く知られてい
る。例えばメタン、プロパン、プロピレン、ベン
ゼンなどの比較的低沸点炭化水素化合物を原料と
して、熱分解温度が1200℃〜2200℃で熱分解する
ことにより炭化物の得られることが知られてい
る。この炭化水素化合物の気相熱分解のほかに、
その他の有機化合物を原料に用いるものとしては
ハロゲンを含有する化合物の気相熱分解も知られ
ている。既に、日本化学会誌494（1979）、1690
（1979）では、１，２−ジクロルエチレンを700〜
1100℃の温度で熱分解をおこない、炭化水素化合
物に比較し、比較的低い温度で黒鉛基板上に熱分
解炭素が生成することが知られている。しかしこ
の方法で得られた熱分解炭素は必ずしも高い電導
度を示すものではない。 本発明者らは、低温で容易に気相熱分解が起
り、高い導電性を有する生成物を得る方法につい
て広く検討した結果、これまでの技術よりさらに
優れた方法を見出し本発明に到つた。すなわち、
二重結合に隣接する炭素にハロゲン原子を有する
不飽和化合物を用いると従来知られている炭化水
素化合物に比べ低温で熱分解生成物が得られ、し
かも基材上に均質な沈積物が得られやすいことを
見出し、さらに重要なことはより高い導電性を有
することを見出したものである。 すなわち、本発明の目的は二重結合に隣接する
炭素に少なくとも１つ以上のハロゲン原子を有す
る不飽和化合物を熱分解させて得られる高導電性
炭素系熱処理物およびその製造方法を提供するこ
とにある。 本発明に使用する二重結合に隣接する炭素にハ
ロゲン原子を有する不飽和化合物は、少なくとも
１つ以上のハロゲン原子を有する有機化合物一般
であり、脂肪族ではアリル位に芳香族ではたとえ
ばベンジル位にハロゲンを有するものが好まし
い。ここでハロゲン原子は塩素、臭素、ヨウ素が
好ましい。 すなわち、芳香環に隣接する炭素にハロゲン原
子が置換された化合物類； 例えばベンジルクロリド、ベンジルブロミド、
ベンジルヨージド、ベンジリデンジブロミド、ｐ
−キシリレンジクロリド、ｐ−キシリレンジブロ
ミド、Ｏ−キシリレンジクロリド、Ｏ−キシリレ
ンジブロミド、ｐ−キシリデンテトラブロミド、
α−クロロメチルナフタレン、 二重結合に隣接した炭素にハロゲン原子が置換
された脂肪族化合物類； 例えばアリルクロリド、アリルブロミド、アリ
ルヨージド、１，４−ジブロム−２−ブテン、
１，４−ジクロル−２−ブテン、あるいは脂環
族、ヘテロ環化合物であつてもよく、３，６−ジ
クロル−１−シクロヘキセン、１−クロロメチル
シクロペンテン、１−クロロメチルノルボルナジ
エン等が例示される。 熱分解は不活性雰囲気下500℃以上の温度でこ
れを行うことができる。特に基材の上に沈積する
ことは必要ではないが、適当な基材の存在下では
一般に均質な熱分解生成物の沈積がみられる。 成形体基材としては粉状、球状、不定形状、繊
維状、シート状、テープ状、管状、その他任意の
形状を有する基材を用いて、その上に沈積させる
ことができる。また本発明目的に用いられる耐熱
性を有する基材としては石英ガラス、アルミナ、
窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、炭素材等
が好ましいが特に基材によつて著しい影響を受け
るわけではない。 熱分解の温度は一般に500℃以上が用いられる。
なかでも600℃〜1000℃で容易に熱分解を行うこ
とができるが、さらに高温たとえば2000℃〜2500
℃程度でこれを行つてもよい。熱分解生成物は主
として炭素より成り、従来の熱分解物よりも低温
で容易に炭素主体分解物が沈積することに特徴が
ある。このことはアリル共嗚により容易にハロゲ
ンもしくはハロゲン化水素が脱離しやすいことが
関係していると考えられる。 熱分解に際しての加熱方法は直接加熱法と、基
材の外周部より間接的に基材表面を軸射加熱する
外熱式間接加熱法がとれる。 基材に沈積する炭素系被覆物の均質性からは後
者の外熱式間接加熱法が好ましい。 原料の炉内への導入は任意の方法で行うことが
できるが酸素等の反応性物質の不存在下でこれを
行なうことが必要である。ハロゲン置換化合物は
そのまま、あるいは不活性雰囲気ガス、例えばア
ルゴン、窒素、水素、等に同伴させ加熱部へ導入
してもよい。 このようにして製造される熱分解生成物は一般
に高導電性で、特に500S／cm以上の値を示すの
が特徴的である。 本発明における高導電性熱分解炭素はその高い
導電性に特徴があり、その特性を発揮する用途が
考えられる。特に絶縁性素材である石英ガラス、
セラミツク等に導電性を賦与できることにその一
つの効果を求めることができる。 以下、実施例によつて本発明を詳しく述べる
が、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例 １ 抵抗線加熱式横型管状電気炉（450mmL）に石
英ガラス製炉芯管（30mmφ×700mmL）を挿入
し、一方の炉芯管端部に、原料を貯え、供給する
ためのガラス製容器を入れ、さらにその上手より
不活性ガラスが導入できるように装置をたてた。 電気炉中央の炉芯管内に石英板（２cm×５cm）
を基材として置いた。ｐ−キシリレンジクロリド
2grを原料とし、上記ガラス製容器に入れ、窒素
ガスを毎分100ml流通させ、電気炉内を950℃に昇
温した。さらに石英ガラス製炉芯管の電気炉より
露出した部分に原料加熱用のリボンヒーターを巻
きつけ、その後、ｐ−キシリレンジクロリドをリ
ボンヒーターで150℃加熱し、気相で炉芯管内に
流し込み熱分解をおこなつた。１時間熱分解を縦
続した後、室温に冷却し、サンプルを取りだし
た。石英板上に均質な銀白色の光沢ある熱分解炭
素の沈積物が生じていた。 この熱分解沈積物の電導度は1170S／cm（室
温）を示した。同様にしてＯ−キシリレンジクロ
リド、ｐ−キシリレンジブロミド、アリルクロリ
ドを950℃の炉温で熱分解をおこなつた。 いずれも石英板上に均質な銀白色の光沢物熱分
解炭素の沈積物を得た。各々電導度（室温）を測
定したところ、940S／cm、1050S／cm、815S／cm
であつた。 比較例 １ 実施例１と同様にｐ−ジヨードベンゼン、ｐ−
ジクロルベンゼン、１，２−ジクロルエチレン
（トランス）、ベンゼンを950℃の炉温で熱分解を
おこなつた。ベンゼンは煤が微量生ずるのみで、
均質な熱分解炭素の沈積物は得られなかつた。
各々の電導度を測定したところ、前三者は
405S／cm、420S／cm、350S／cmといずれも本発
明に比し電導度は低いものであつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ装置で、ｐ−キシリレンジクロ
リドについて、熱分解温度を950℃、700℃、600
℃とかえ、基材に石英板を用い熱分解をおこなつ
た。得られた熱分解沈積物の電導度は各々950
℃；1060S／cm（0.7μ）、700℃；860S／cm
（0.5μ）、600℃；510S／cm（0.2μ）であつた。括
弧内は沈積物の膜厚を示す。 同一条件で、600℃で１，２−ジクロルエチレ
ンを熱分解すると電導度は35S／cmであつた。 実施例 ３ 実施例１と同じ装置でｐ−キシリレンジクロリ
ドについて基材をそれぞれアルミナ繊維、石英ウ
ール、炭素繊維にかえ、900℃で熱分解をおこな
つた。各々の繊維状に均質な被覆ができた。電導
度の測定結果を表１に示す。ここで膜厚は電顕写
真により測定した。炭素繊維は400S／cmの電導
度を有する繊維を基材に用いた。被覆された繊維
はいずれも同程度の電導度を示し高導電性が賦与
できた。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素−炭素二重結合に隣接する炭素に少なく
   とも１ケのハロゲン原子を有する不飽和有機化合
   物を不活性雰囲気下、少なくとも500℃以上の温
   度で熱分解することにより得られる高導電性炭素
   系熱処理物。