JPH0432798B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0432798B2 JPH0432798B2 JP61205761A JP20576186A JPH0432798B2 JP H0432798 B2 JPH0432798 B2 JP H0432798B2 JP 61205761 A JP61205761 A JP 61205761A JP 20576186 A JP20576186 A JP 20576186A JP H0432798 B2 JPH0432798 B2 JP H0432798B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- carbon plate
- dense
- glassy carbon
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガラス状炭素板に関し、更に詳しくは
表面層が緻密なのでその表面を鏡面にすることが
でき、また内部層は多孔質なので全体として軽量
であるガラス状炭素板に関する。この炭素板は表
面を鏡面とすることにより磁気ヘツドの基体に適
用することもできる。
表面層が緻密なのでその表面を鏡面にすることが
でき、また内部層は多孔質なので全体として軽量
であるガラス状炭素板に関する。この炭素板は表
面を鏡面とすることにより磁気ヘツドの基体に適
用することもできる。
従来の技術
フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂を徐々に加熱
して炭化すれば硬度、強度が高く、その破面がガ
ラス状を呈する所謂ガラス状炭素が得られる。
して炭化すれば硬度、強度が高く、その破面がガ
ラス状を呈する所謂ガラス状炭素が得られる。
ガラス状炭素はその製造過程における成形体の
加熱の際の収縮やガス抜けが悪い等の為、成形体
に亀裂が入つたり表面に気孔が発生したりし易
い。特に大きいものや厚みのある成形体ではこの
傾向が強く、そのために以前はルツボなど肉薄製
品に限られていた。
加熱の際の収縮やガス抜けが悪い等の為、成形体
に亀裂が入つたり表面に気孔が発生したりし易
い。特に大きいものや厚みのある成形体ではこの
傾向が強く、そのために以前はルツボなど肉薄製
品に限られていた。
近年セルローズの集合物、例えばシートに熱硬
化性樹脂を含浸し、硬化、焼成してガラス状炭素
を得る方法が提案されており、本発明者もいくつ
か出願している（特開昭60−3149、同60−
231470）。セルローズ繊維で強化すれば焼成時の
亀裂はかなり防止できるが緻密な肉厚製品は依然
むずかしい。
化性樹脂を含浸し、硬化、焼成してガラス状炭素
を得る方法が提案されており、本発明者もいくつ
か出願している（特開昭60−3149、同60−
231470）。セルローズ繊維で強化すれば焼成時の
亀裂はかなり防止できるが緻密な肉厚製品は依然
むずかしい。
またセルローズ繊維は炭化後もある程度繊維の
形が残るので、炭素材料の強度等の向上には望ま
しいが、その材料の表面を鏡面にする為研磨する
と複合材であるため部分的に熱膨脹係数、硬度等
が異なり鏡面になりにくい。
形が残るので、炭素材料の強度等の向上には望ま
しいが、その材料の表面を鏡面にする為研磨する
と複合材であるため部分的に熱膨脹係数、硬度等
が異なり鏡面になりにくい。
発明が解決しようとする問題点
ガラス状炭素は一般の炭素材料に較べて強度は
大きいので、強度上はある程度多孔質であつて
も、実用上問題がないことも多い。しかし炭素材
料の表面が多孔質だと種々の問題が生ずる。それ
に強度もできるだけ高い方がよい。一般の炭素材
料では表面を緻密に内部を多孔質にしたものは知
られているが、一般の炭素材料は強度が大きくな
いことや、製法上の問題等から殆んど実用化され
ていない。
大きいので、強度上はある程度多孔質であつて
も、実用上問題がないことも多い。しかし炭素材
料の表面が多孔質だと種々の問題が生ずる。それ
に強度もできるだけ高い方がよい。一般の炭素材
料では表面を緻密に内部を多孔質にしたものは知
られているが、一般の炭素材料は強度が大きくな
いことや、製法上の問題等から殆んど実用化され
ていない。
本発明者は種々研究した結果、炭素材料は強度
が大きければ、内部は多孔質であつても表面が緻
密であれば、使用上問題がないことが多いこと、
さらにガラス状炭素は強度が大きいので内部が多
孔質であつても、表面層が緻密であれば全体とし
て強度上も問題がないことに着目して本発明に到
達したものである。
が大きければ、内部は多孔質であつても表面が緻
密であれば、使用上問題がないことが多いこと、
さらにガラス状炭素は強度が大きいので内部が多
孔質であつても、表面層が緻密であれば全体とし
て強度上も問題がないことに着目して本発明に到
達したものである。
内部を多孔質とすることにより製法上は焼成の
際のガス抜けが材料の側面（周囲の縁）から円滑
に行われる。また材料が軽量化される効果があ
る。
際のガス抜けが材料の側面（周囲の縁）から円滑
に行われる。また材料が軽量化される効果があ
る。
本発明は先にセルローズ繊維の炭化物で補強し
た炭素板がその両側で、あるいは内部と表面層で
気孔率が異なるものを製造するための特殊の方法
を提案した（特願昭60−207758）。
た炭素板がその両側で、あるいは内部と表面層で
気孔率が異なるものを製造するための特殊の方法
を提案した（特願昭60−207758）。
この方法による炭素板は表面までセルローズ繊
維の炭化物が含まれているので、表面を鏡面とす
る場合は都合が悪い。
維の炭化物が含まれているので、表面を鏡面とす
る場合は都合が悪い。
本発明の目的は表面層が緻密で耐食性、潤滑性
が良好であり、摺動部に用いても炭素粉を生ぜ
ず、且つ軽量であること、また肉圧の材料でも良
好な特性をもつた炭素材料を提供することにあり
さらに他の目的は表面が鏡面である炭素材料を提
供することにある。
が良好であり、摺動部に用いても炭素粉を生ぜ
ず、且つ軽量であること、また肉圧の材料でも良
好な特性をもつた炭素材料を提供することにあり
さらに他の目的は表面が鏡面である炭素材料を提
供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明は上記目的のために全体をガラス状炭素
で構成した。通常の炭素材料では気孔の殆んどな
い緻密なものをつくることはむずかしいこと、摺
動部に使用したとき炭素粉の発生は避けられない
こと、強度や硬度も低い等の問題があるからであ
る。このガラス状炭素から成る炭素板は表面層が
緻密であり内部層は多孔質である。緻密な表面層
は殆んど通気性がなく、気孔も測定できない位わ
ずかである。その破面を観察すればガラス状を呈
している。
で構成した。通常の炭素材料では気孔の殆んどな
い緻密なものをつくることはむずかしいこと、摺
動部に使用したとき炭素粉の発生は避けられない
こと、強度や硬度も低い等の問題があるからであ
る。このガラス状炭素から成る炭素板は表面層が
緻密であり内部層は多孔質である。緻密な表面層
は殆んど通気性がなく、気孔も測定できない位わ
ずかである。その破面を観察すればガラス状を呈
している。
炭素板の内部層は熱硬化性樹脂と有機繊維の炭
化物であるガラス状炭素である。その気孔の多く
は開気孔であつてガスが通ることが出来る。気孔
は炭素材料の製造の過程において重要な役割を果
しており、この気孔を通してガスが炭素板の中を
板の面に平行に抜けることが出来るので、板の表
面層にガス抜け穴が生じることがない。従つて表
面層を緻密に保つことができる。また内部を多孔
質とすることにより炭素材料を軽量にすることが
できる。本発明によるガラス状炭素は強度も大き
いので内部が多孔質であつても、それが著しくな
い限り通常の用途に対して十分である。一般的に
はこの多孔質層の気孔率は30〜60％が適する。
化物であるガラス状炭素である。その気孔の多く
は開気孔であつてガスが通ることが出来る。気孔
は炭素材料の製造の過程において重要な役割を果
しており、この気孔を通してガスが炭素板の中を
板の面に平行に抜けることが出来るので、板の表
面層にガス抜け穴が生じることがない。従つて表
面層を緻密に保つことができる。また内部を多孔
質とすることにより炭素材料を軽量にすることが
できる。本発明によるガラス状炭素は強度も大き
いので内部が多孔質であつても、それが著しくな
い限り通常の用途に対して十分である。一般的に
はこの多孔質層の気孔率は30〜60％が適する。
本発明のガラス状炭素板は用途に応じて薄いも
のから厚いものまでつくることができるが、表面
層を厚くすることはむずかしい。
のから厚いものまでつくることができるが、表面
層を厚くすることはむずかしい。
従つて厚い炭素板ならば内部層を厚くすること
になる。表面層の厚さは用途上下限には制限があ
り、また上限は緻密性を保つにはあまり厚くする
ことは出来ない。一般的には表面層の厚さは0.1
〜1.0mmが適する。内部層は0.1mm以上の厚さであ
ることが好ましく、その上限には特に制限はな
い。
になる。表面層の厚さは用途上下限には制限があ
り、また上限は緻密性を保つにはあまり厚くする
ことは出来ない。一般的には表面層の厚さは0.1
〜1.0mmが適する。内部層は0.1mm以上の厚さであ
ることが好ましく、その上限には特に制限はな
い。
本発明においてガラス状炭素を製造するには一
般的にはフエノール樹脂、フラン樹脂、ジビニル
ベンゼン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。炭素板の
内部を多孔質にするには有機繊維の集合物、例え
ばシートに上記樹脂の硬化前の液状物を含有さ
せ、これを硬化、焼成する。含浸の量を調整する
ことにより気孔率を変えることが出来る。シート
等に樹脂含浸したものは、、特に含浸量を多くし
ない限り、ある程度の通気性があるので、焼成の
際のガス抜きには支障がない。有機繊維はPAN
系、ポリエステル系、セルローズ系などが使用で
きるが、PAN系やポリエステル系では焼成の際
分解し、大部分は揮散する。セルローズ系繊維は
分解揮散もするが一部は繊維の形状を保つたまま
炭化し、それがフエノール樹脂等の炭化物の中に
存在するので材料を補強する役割をする。
般的にはフエノール樹脂、フラン樹脂、ジビニル
ベンゼン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。炭素板の
内部を多孔質にするには有機繊維の集合物、例え
ばシートに上記樹脂の硬化前の液状物を含有さ
せ、これを硬化、焼成する。含浸の量を調整する
ことにより気孔率を変えることが出来る。シート
等に樹脂含浸したものは、、特に含浸量を多くし
ない限り、ある程度の通気性があるので、焼成の
際のガス抜きには支障がない。有機繊維はPAN
系、ポリエステル系、セルローズ系などが使用で
きるが、PAN系やポリエステル系では焼成の際
分解し、大部分は揮散する。セルローズ系繊維は
分解揮散もするが一部は繊維の形状を保つたまま
炭化し、それがフエノール樹脂等の炭化物の中に
存在するので材料を補強する役割をする。
この意味で有機繊維としてはセルローズ系が望
ましく、具体的な使用方法としては紙、綿布等の
セルローズシートに樹脂を含有し、そのままある
いは必要な厚みになるよう重ね合せて使用する。
ましく、具体的な使用方法としては紙、綿布等の
セルローズシートに樹脂を含有し、そのままある
いは必要な厚みになるよう重ね合せて使用する。
ガラス状炭素板の表面層を緻密にするには熱硬
化性樹脂のみを炭化するか、或いはセルローズ繊
維を含有させる場合は、樹脂を多く繊維に含浸
し、含浸した状態で気孔のないようにして炭化す
る。炭化後に表面を鏡面とした炭素板にするには
セルローズ繊維は使用しないで熱硬化性樹脂のみ
を炭化した方がよい。
化性樹脂のみを炭化するか、或いはセルローズ繊
維を含有させる場合は、樹脂を多く繊維に含浸
し、含浸した状態で気孔のないようにして炭化す
る。炭化後に表面を鏡面とした炭素板にするには
セルローズ繊維は使用しないで熱硬化性樹脂のみ
を炭化した方がよい。
セルローズ繊維は前記のように炭化して残留
し、炭素板の表面研摩のときに複合材を研摩する
ことになり鏡面を得ることが難しい。熱硬化性樹
脂を炭化して緻密な層をつくる一つの方法として
例えばフエノール樹脂等のフイルムあるいはシー
トを炭素板にする前の成形体の表面層にして炭化
する。この炭化物の層は薄いものであれば緻密に
することが出来る。
し、炭素板の表面研摩のときに複合材を研摩する
ことになり鏡面を得ることが難しい。熱硬化性樹
脂を炭化して緻密な層をつくる一つの方法として
例えばフエノール樹脂等のフイルムあるいはシー
トを炭素板にする前の成形体の表面層にして炭化
する。この炭化物の層は薄いものであれば緻密に
することが出来る。
本発明のガラス状炭素板は上記の熱硬化性樹脂
を含浸したシートの両側にフエノール樹脂のフイ
ルムあるいはシートを圧着し、樹脂を硬化、焼成
することによつて得ることができる。硬化、焼成
は圧着した成形体を黒鉛板、ステンレス板等で両
側から挟み、加圧したまま行うのが望ましい。焼
成は十分に時間をかけて昇温し、、徐々に行なう
必要がある。
を含浸したシートの両側にフエノール樹脂のフイ
ルムあるいはシートを圧着し、樹脂を硬化、焼成
することによつて得ることができる。硬化、焼成
は圧着した成形体を黒鉛板、ステンレス板等で両
側から挟み、加圧したまま行うのが望ましい。焼
成は十分に時間をかけて昇温し、、徐々に行なう
必要がある。
ガラス状炭素板を鏡面にするには研摩粒子を液
体に分散させてスラリーとしたものを用いるラツ
ピングなどが利用できる。
体に分散させてスラリーとしたものを用いるラツ
ピングなどが利用できる。
鏡面にしたガラス状炭素はこの上にスパツタ、
メツキ等によつて金属等をコーテイングして磁気
デイスク基板に使用することが出来る。
メツキ等によつて金属等をコーテイングして磁気
デイスク基板に使用することが出来る。
その他本発明のガラス状炭素板は粉末が発生し
ない耐摩耗性材料としてガラス、アルミニウム製
造用滑り板などの用途がある。この場合は特に鏡
面にしなくてもよい。
ない耐摩耗性材料としてガラス、アルミニウム製
造用滑り板などの用途がある。この場合は特に鏡
面にしなくてもよい。
実施例
市販の工業用紙（東洋紙(株)製、No.63）をフ
エノール樹脂（昭和高分子(株)製、BLS 3135、固
形分60％）30重量部にエタノール70重量部を加え
て希釈した液に浸漬し、引上げた後、160℃に５
分乾燥し、樹脂含浸紙とした。
エノール樹脂（昭和高分子(株)製、BLS 3135、固
形分60％）30重量部にエタノール70重量部を加え
て希釈した液に浸漬し、引上げた後、160℃に５
分乾燥し、樹脂含浸紙とした。
一方、希釈していない上記フエノール樹脂の液
中にテフロンフイルムを浸し、次いで引き上げ
160℃で５分間乾燥した後、室温に冷却し、テフ
ロンフイルムからフエノール樹脂フイルムを剥し
取つた。樹脂フイルムの厚みは0.3mmであつた。
中にテフロンフイルムを浸し、次いで引き上げ
160℃で５分間乾燥した後、室温に冷却し、テフ
ロンフイルムからフエノール樹脂フイルムを剥し
取つた。樹脂フイルムの厚みは0.3mmであつた。
前記した樹脂含浸紙を３枚重ね、さらにその両
側に上記のフエノール樹脂フイルムを配置し、こ
れをステンレス板に挟み、160℃に加熱し、同時
に10Kg／cm2で加圧し、20分間保持した。得られた
成形体は150×150mm、厚さ３mmである。この成形
体を黒鉛板に挟み、非酸化性雰囲気下、３℃／hr
の昇温速度で1000℃にした。得られた炭素板は
100mm×100mm、厚さ２mmである。そして表面の厚
さは0.15mm、従つて内部層は1.7mmとなる。
側に上記のフエノール樹脂フイルムを配置し、こ
れをステンレス板に挟み、160℃に加熱し、同時
に10Kg／cm2で加圧し、20分間保持した。得られた
成形体は150×150mm、厚さ３mmである。この成形
体を黒鉛板に挟み、非酸化性雰囲気下、３℃／hr
の昇温速度で1000℃にした。得られた炭素板は
100mm×100mm、厚さ２mmである。そして表面の厚
さは0.15mm、従つて内部層は1.7mmとなる。
表面層の気孔は殆んどなく、内部層は気孔率約
50％であり、全体としての嵩密度は1.2ｇ／cm3で
あつた。
50％であり、全体としての嵩密度は1.2ｇ／cm3で
あつた。
またこの炭素板は曲げ強度が900Kg／cm2であり、
その破面は表面がガラス状を呈していた。内部は
表面に較べガラス状の度合は小さいものであつ
た。
その破面は表面がガラス状を呈していた。内部は
表面に較べガラス状の度合は小さいものであつ
た。
このガラス状炭素板はラツピング研摩の一種で
ある公知のフロートポリツシング法で表面を研摩
した。
ある公知のフロートポリツシング法で表面を研摩
した。
このように得られたガラス状炭素板は表面に気
孔の全くない鏡面を呈していた。
孔の全くない鏡面を呈していた。
比較のため上記フエノールフイルム５枚を重
ね、上記と同様にして炭化してガラス状炭素をつ
くつた。このものは焼成時のガス抜けが成形体の
表面から起こる為、表面にガス抜け穴が多数あ
り、表面層が緻密にならなかつた。
ね、上記と同様にして炭化してガラス状炭素をつ
くつた。このものは焼成時のガス抜けが成形体の
表面から起こる為、表面にガス抜け穴が多数あ
り、表面層が緻密にならなかつた。
尚、このものの嵩比重は1.51ｇ／cm2であつた。
発明の効果
本発明によれば比較的厚みのあるガラス状炭素
でも表面層が緻密であり、また表面を鏡面とする
こともできるので、精密電子部品、磁性材用の基
体など各種の用途が期待できる。そして強度的に
も実用上問題なく、その上軽量なので扱い易い。
でも表面層が緻密であり、また表面を鏡面とする
こともできるので、精密電子部品、磁性材用の基
体など各種の用途が期待できる。そして強度的に
も実用上問題なく、その上軽量なので扱い易い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面層が緻密で、内部層が熱硬化性樹脂と有
機繊維の多孔質炭化物であるガラス状炭素板。 ２ 表面が鏡面である特許請求の範囲第１項記載
のガラス状炭素板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61205761A JPS6364906A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | ガラス状炭素板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61205761A JPS6364906A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | ガラス状炭素板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364906A JPS6364906A (ja) | 1988-03-23 |
| JPH0432798B2 true JPH0432798B2 (ja) | 1992-06-01 |
Family
ID=16512230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61205761A Granted JPS6364906A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | ガラス状炭素板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6364906A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07220735A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-18 | Nippon Carbon Co Ltd | 燃料電池電極用カーボンペーパーおよびその製造 方法 |
| RU2015101132A (ru) | 2012-06-15 | 2016-08-10 | БЛЮ КЬЮБ АйПи ЭлЭлСи | Стекловидная углеродная композиция |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2453204A1 (de) * | 1974-11-09 | 1976-05-13 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zum herstellen eines ganz oder teilweise poroesen koerpers aus glasartigem kohlenstoff |
| JPS59174510A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-03 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 炭素成形品の製造方法 |
| JPS6020471A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-01 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 燃料電池用部材の製造法 |
| JPS61190862A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 全炭素質燃料電池用部材及びその製造法 |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP61205761A patent/JPS6364906A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364906A (ja) | 1988-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |