JPH0214877A - 炭素材の製造法 - Google Patents

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、ルツボ、放電加工電極材２機械用部品などに
使用する緻密質の炭素材の製造法に関する。

（従来の技術） これまで、炭素材は原料粉を粉砕しタールピッチ等の結
合材と配合し、これを加熱混練しく以下捏和という）さ
らに粉砕して捏和粉砕粉（以下捏和扮という）を得、こ
の担和粉を油圧プレスなどで成形後焼成し、あるいはさ
らに黒鉛化して得ていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、特開昭５１−３０２１２号公報に示されるよう
にタールピッチ等の結合材で平均粒径が１５μｍ以下の
微細な骨材を捏和する場合には。

捏和終了点の判断が難しくなる。その結果、捏和粉に含
まれる揮発分が変動し、焼成後亀裂、変形。

ふくれなどが発生する問題を引き起こしていた。

また、緻密な炭素材の組織を得るために骨材粒径を５μ
ｍ以下に粉砕する場合には、粉砕中に骨材の温度が上昇
し骨材表面を酸化して、これが得られる炭素材の物理特
性を低下させる問題を引き起こしていた。さらに、保健
衛生的な観点から捏和如 工程を見直すと、この工程では担化物中のタールピッチ
の蒸気が発生する状態で捏和終了点の判定をしなければ
ならず、好ましい作業環境ではない。

本発明は、これらの問題点を解決し、捏和粉中の揮発分
変動がなく焼成後亀裂、変形、ふくれが発生せず、物理
特性が良好な炭素材を提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、炭素材の製造法について研究を重ねた結
果、捏和工程を省き炭素原料粉に水溶性樹脂と水を加え
てスラリーとし、これをウォータジェット粉砕機により
スラリー中の骨材平均粒径を１５μｍ以下に粉砕し、鋳
込み成形後乾燥しさらに焼成あるいはさらに黒鉛化する
ことによって物理特性が良い炭素材が得られることを見
出した。

本発明は、炭素原料粉と水溶性樹脂と水あるいはさらに
添加物を加えてスラリーとし、該スラリーをウォータジ
ェット粉砕機によりスラリー中の骨材の平均粒径を１５
μｍ以下に粉砕し、鋳込み成形後乾燥焼成しあるいはさ
らに黒鉛化することを特徴とする炭素材の製造法に関す
る。

ここでいう炭素原料粉とは、たとえばピッチコークス粉
、油煙２人造黒鉛粉、天然黒鉛粉、膨張黒鉛粉などであ
り、これらを単独あるいは二種類以上混合して用いても
良い。また水溶性樹脂としては特に制限はないが、製品
の寸法精度の点から。

熱硬化性の水溶性フェノール樹脂が好ましい。添加物と
しては２分散剤、離型剤、解こう剤、湿潤剤及び無機添
加剤がある。分散剤は固体の炭素原料粉をスラリー中に
均一に分散させる為のもので。

イオン系、非イオン系など各種の界面活性剤があるが特
定するものではない。離型剤は鋳込んだ石膏型から成形
体を破損することなく抜き出す為のもので、ステアリン
酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸アマイドなどが知られているが特定するもので
はない。解こう剤、湿潤剤は、鋳込み成形で使用する石
膏型表面に形成される形成層の構造を制御して９石膏型
に吸水される水流の抵抗を低減するために用いられる。

即ち、鋳込み成形過程では、まず石膏型の吸水による水
流によって粒子が壁面に圧着され成形層を形成してゆく
から、凰の吸水性による抵抗が大きいほど成形層が型面
に圧着されて強い着肉層を造る。しかし９着肉層が密充
填になると型に吸われる水流の抵抗が増し粒子が型面に
移動しにくく着肉層が成長しない。そこで、解こう剤や
湿潤剤を添加する。解こう剤としては９例えばポリカル
ボン酸アンモニウム塩などがあるが特定するものではな
い。無機添加剤は用途に応じて添加するもので、炭化珪
素、アルミナ、マイカなどがあるが特定するものではな
い。添加物は、これらの分散剤、離型剤、解こう剤、湿
潤剤及び無機添加剤を用途に応じて一つあるいはそれ以
上添加する。

上記に示したこれらの炭素原料粉、水溶性樹脂あるいは
さらに添加物に水を加えてスラリーとする。このスラリ
ーをウォータジェット粉砕機により骨材の平均粒径を１
５μｍ以下に粉砕する。ウォータジェット粉砕機により
スラリー中の骨材を粉砕するのは、骨材の表面の酸化を
防止するためと骨材表面に粉砕で新たに生じた表面に樹
脂を良く被覆するためである。この粉砕で生じた表面は
メカノケミカル的に活性な面であるが、大気中で粉砕す
るときのように酸化が進むことはない。骨材の平均粒径
を１５μｍ以下とするのは、炭素材の組織を緻密にする
為である。

成形はこのスラリーの鋳込み法によシ行う。鋳込み法を
用いるのは、従来の炭素材の製造方法では不可能々複雑
で肉薄の成形体の製造が可能だからである。ここで言う
鋳込み法と言うのは、セラミックなどで用いられている
通常の方法であシ。

例えば、多孔質の石膏鋳型にスラリーを注入して成形体
を造る方法であり、排泥鋳込み、固形鋳込みなどの方法
があるが特定するものではない。ここで得られた成形体
を乾燥器に入れ、熱硬化性樹脂の場合乾燥と同時に硬化
も行う。

この成形体を不活性雰囲気中で焼成することにより、炭
素製品を得る。これらの炭素製品は、使用される用途及
び環境によっては、さらに黒鉛化を行う。

（実施例） 次に実施例により９本発明の詳細な説明する。

同、原料配合における部は重量部を示す。

実施例１ ＶＰ２３１Ｎ）１５０部に、水５０部及ヒステアリン酸
エマルジョン２部を加えてスラリーをつくつ九。ウォー
タジェット粉砕機によシこのスラリーの骨材粒径を１０
μｍＫ粉砕した。このスラリーを第１図に示す割型の石
膏型１に注入し、１０時間放置後余分のスラリーを排出
したのち、脱型して成形体をえた。この成形体を乾燥機
に入れ。

１０５℃の温度で乾燥した。これを非酸化性雰囲気中１
０００℃で焼成した。さらに、これを２５００℃以上の
温度で黒鉛化した。この炭素材の物理特性値を第１表に
示す。

比較例１ 平均粒径３０μｍの石炭系ピッチコークス粉１００部に
軟化点８０℃の中ピツチ５０部を加え。

双腕をニーダで捏和した。この捏和物を粉砕機で粉砕後
、油圧プレスによシ成形圧力１．　Ｏｔ　／ａｍ２で成
形した。これを非酸化性雰囲気中１０００℃で焼成した
。さらに、これを２５００℃以上の温度で黒鉛化した。

この炭素材の物理特性値を第１表に示す。

実施例２ ！！！、ＶＰ２３１Ｎ）２００部に、水８０部及びステ
アリン酸亜鉛エマルジョン２部を加えてスラリーをつく
った。ウォータジェット粉砕機によシこのスラリーの骨
材粒径を５μｍに粉砕した。このスラリーを第１図にし
めす割をの石膏部１に注入し、１０時間放置後余分のス
ラリーを排出したのち、脱型して成形体をえた。この成
形体を乾燥機に入れ、１０５℃の温度で乾燥した。これ
を非酸化性雰囲気中１０００℃で焼成した。この炭素材
の物理特性値を第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように、実施例の炭素材は比較例の
炭素材よシも、かさ密度及び曲げ強さ共に大きく、緻密
で機械的強度の大きい材料であることが示される。

（発明の効果） 本発明によれば、捏和工程がないので、タールピッチ等
の蒸気が発生せず作業環境が良好で、捏和終了判定がな
いので、物理特性に優れた炭素材を提供できる。本発明
は工業的な炭素材の製造法として優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に使用される石膏部の半断面図
である。 符号の説明 １・・・石膏型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．炭素原料粉と水溶性樹脂と水あるいはさらに添加物
   を加えてスラリーとし，該スラリーをウオータジエツト
   粉砕機によりスラリー中の骨材の平均粒径を１５μｍ以
   下に粉砕し，鋳込み成形後乾燥焼成あるいはさらに黒鉛
   化することを特徴とする炭素材の製造法。