JPH06102530B2 - 黒鉛質成形体の製造方法 - Google Patents
黒鉛質成形体の製造方法Info
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- JPH06102530B2 JPH06102530B2 JP60087264A JP8726485A JPH06102530B2 JP H06102530 B2 JPH06102530 B2 JP H06102530B2 JP 60087264 A JP60087264 A JP 60087264A JP 8726485 A JP8726485 A JP 8726485A JP H06102530 B2 JPH06102530 B2 JP H06102530B2
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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
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、黒鉛粉末とメソフエーズピツチとから成る黒
鉛質成形体の製造方法に関するものである。
鉛質成形体の製造方法に関するものである。
一般に、黒鉛電極等の炭素材を製造する場合には、コー
クス等の、そのもの自身では粘性を持たず、そのままで
は加圧成形体が得られない骨材に、骨材100重量部に対
して30〜40重量部のピツチをバインダーとして加え、混
練、成型、焼成という工程を経て製造する方法が広く行
われている。しかしながら、この場合、バインダーピツ
チが溶融炭化する300〜600℃の温度領域において約１℃
/hrという緩慢な昇温速度を必要とし、また、ピツチの
炭化収率が50〜60％と低いために多量の気孔が生成し、
緻密性を付与するためにはバインダーピツチの再含浸、
二次焼成を必要とする等の問題がある。
クス等の、そのもの自身では粘性を持たず、そのままで
は加圧成形体が得られない骨材に、骨材100重量部に対
して30〜40重量部のピツチをバインダーとして加え、混
練、成型、焼成という工程を経て製造する方法が広く行
われている。しかしながら、この場合、バインダーピツ
チが溶融炭化する300〜600℃の温度領域において約１℃
/hrという緩慢な昇温速度を必要とし、また、ピツチの
炭化収率が50〜60％と低いために多量の気孔が生成し、
緻密性を付与するためにはバインダーピツチの再含浸、
二次焼成を必要とする等の問題がある。
これらの問題を解決するため、種々の改良法が提案され
ているが、例えば、特開昭52−24211号公報では、骨材
とバインダーピツチの混合手法に関する改良技術が述べ
られている。
ているが、例えば、特開昭52−24211号公報では、骨材
とバインダーピツチの混合手法に関する改良技術が述べ
られている。
該公報には炭素質又は黒鉛質などの粉末をピッチ類に混
合し、この混合物を350〜450℃で加熱し、該ピツチ類か
ら生成するメソフエーズが添加した炭素質又は黒鉛質１
重量部に対して少くとも0.3重量部となる様に処理した
後、炭素質又は黒鉛質粉末とメソフエーズとをピツチか
ら分離し、そのまま加圧成形し、焼成することよりなる
炭素質成形体の製造方法、または該ピツチ類の熱処理の
際、該ピツチ類のほぼ全量がメソフエーズに移行する様
に加熱処理した後に得られた炭素質又は黒鉛質とメソフ
エーズとを粉砕し、そのまま加圧成形し、焼成すること
を特徴とするメソフエーズの付着した炭素質又は黒鉛質
よりなる炭素成形体の製造方法が開示されている。
合し、この混合物を350〜450℃で加熱し、該ピツチ類か
ら生成するメソフエーズが添加した炭素質又は黒鉛質１
重量部に対して少くとも0.3重量部となる様に処理した
後、炭素質又は黒鉛質粉末とメソフエーズとをピツチか
ら分離し、そのまま加圧成形し、焼成することよりなる
炭素質成形体の製造方法、または該ピツチ類の熱処理の
際、該ピツチ類のほぼ全量がメソフエーズに移行する様
に加熱処理した後に得られた炭素質又は黒鉛質とメソフ
エーズとを粉砕し、そのまま加圧成形し、焼成すること
を特徴とするメソフエーズの付着した炭素質又は黒鉛質
よりなる炭素成形体の製造方法が開示されている。
該方法の特徴として、 （ｉ） メソフエーズは添加物周囲に付着するので混練
工程を必要としない。
工程を必要としない。
（ii） メソフエーズの炭化収率が高く、炭化時に軟化
媒融状態を通らない為、100℃/hr以上の昇温速度をとる
ことができる。
媒融状態を通らない為、100℃/hr以上の昇温速度をとる
ことができる。
（iii） ピツチ中で生成するメソフエーズは炭素質、
黒鉛質の小さな隙間にも浸入するので炭素質、黒鉛質自
体の気孔率が炭素化成形体に影響しない。
黒鉛質の小さな隙間にも浸入するので炭素質、黒鉛質自
体の気孔率が炭素化成形体に影響しない。
などが挙げられている。
また、特公昭58−39770号公報には炭素質骨材、瀝青物
ならびに液体媒体からなるスラリーから液状媒体可溶分
の全量もしくは一部を過して固形物を分取し、この固
形物を加圧成形後熱処理することを特徴とする炭素質成
形体の製造方法が開示されている。使用される骨材は各
種コークス、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラツク、
炭素繊維等であり、200ミクロンの篩を通過する粉末を
半量以上含んでいることが望ましい。結合材である瀝青
物としては、コールタール、コールタールピツチ、石油
ピツチ、アスフアルト及びこれらの混合物であるが、該
発明ではこれらの瀝青物を物理的、化学的方法によつ
て、いわゆるγ−レジン（キノリン可溶、ベンゼン可溶
分）の全量あるいは一部分を除去したものを使用するこ
とを特徴としている。
ならびに液体媒体からなるスラリーから液状媒体可溶分
の全量もしくは一部を過して固形物を分取し、この固
形物を加圧成形後熱処理することを特徴とする炭素質成
形体の製造方法が開示されている。使用される骨材は各
種コークス、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラツク、
炭素繊維等であり、200ミクロンの篩を通過する粉末を
半量以上含んでいることが望ましい。結合材である瀝青
物としては、コールタール、コールタールピツチ、石油
ピツチ、アスフアルト及びこれらの混合物であるが、該
発明ではこれらの瀝青物を物理的、化学的方法によつ
て、いわゆるγ−レジン（キノリン可溶、ベンゼン可溶
分）の全量あるいは一部分を除去したものを使用するこ
とを特徴としている。
結合材ピツチを炭素質微粉の表面に充分ゆきわたらせる
事が困難な為に、緻密で強度の高いものを得るために微
粉体を配合しても均質な成形体を得ることができなかつ
た従来法に比べ、該方法を用いれば瀝青物中の有効粘結
成分を微粉体に均一に分散させることが容易となる。カ
ーボンブラツクのような極微粉を使用する場合には、従
来法ではカーボンブラツク表面に粘結成分をゆきわたら
せる別工程を必要としたのに対し、該発明の方法では同
時浸漬が可能となるなどの利点がある。又、従来３〜６
ケ月を要した工程が直接黒鉛化も可能な該方法によれば
７〜10日に短縮できること、混捏、冷却、二次粉砕等の
従来工程で発生した有害なダスト、ミストは該方法では
有機媒体中に溶解除去できるので作業環境が良好に保持
できることなどの利点も示されている。
事が困難な為に、緻密で強度の高いものを得るために微
粉体を配合しても均質な成形体を得ることができなかつ
た従来法に比べ、該方法を用いれば瀝青物中の有効粘結
成分を微粉体に均一に分散させることが容易となる。カ
ーボンブラツクのような極微粉を使用する場合には、従
来法ではカーボンブラツク表面に粘結成分をゆきわたら
せる別工程を必要としたのに対し、該発明の方法では同
時浸漬が可能となるなどの利点がある。又、従来３〜６
ケ月を要した工程が直接黒鉛化も可能な該方法によれば
７〜10日に短縮できること、混捏、冷却、二次粉砕等の
従来工程で発生した有害なダスト、ミストは該方法では
有機媒体中に溶解除去できるので作業環境が良好に保持
できることなどの利点も示されている。
また、本発明者らは特開昭52−24211号公報で、黒鉛粉
末とキノリン不溶分が70重量％以下、メソフエーズ含有
量が40％以上、加熱溶融温度上限が400℃、1000℃での
炭素化収率が少くとも70重量％であるメソフエーズ含有
ピツチ粉末とを混合して得られる粉体を加圧成形して生
成形体を得、更に生成形体を不活性雰囲気中700℃以上
で焼成することを特徴とする体積固有抵抗5mΩ・cm以
下、曲げ強度200kg/cm2以上、焼成前後の体積変化量３
％以下、重量変化量３％以下の成形体を製造する方法を
提案している（特願昭59−199737号（特開昭61−77667
号））。
末とキノリン不溶分が70重量％以下、メソフエーズ含有
量が40％以上、加熱溶融温度上限が400℃、1000℃での
炭素化収率が少くとも70重量％であるメソフエーズ含有
ピツチ粉末とを混合して得られる粉体を加圧成形して生
成形体を得、更に生成形体を不活性雰囲気中700℃以上
で焼成することを特徴とする体積固有抵抗5mΩ・cm以
下、曲げ強度200kg/cm2以上、焼成前後の体積変化量３
％以下、重量変化量３％以下の成形体を製造する方法を
提案している（特願昭59−199737号（特開昭61−77667
号））。
さらに、本発明者らは上記方法に残されていたメソフエ
ーズ含有ピツチ粉末を得る迄の工程が長いという問題点
を解決するため （１） 黒鉛質炭素、炭素質炭素、無機化合物、金属及
び金属化合物から選ばれた１種又は２種以上の素材をメ
ソフエーズピツチ前駆体を含むタール留分中に懸濁させ
る工程， （２） 該懸濁系を加熱して、タール留分中に含有され
る軽質留分を不活性ガスの吹込み又は減圧吸引により留
去し、該メソフエーズピツチ前駆体を350〜500℃で熱処
理してキノリン可溶分を５〜90％含むメソフエーズ含有
ピツチを該素材表面に生成せしめた炭素質前駆体を得る
工程， （３） 該炭素質前駆体を成形してメソフエーズ含有ピ
ツチを含む生成形体とする工程， （４） 該生成形体を不活性雰囲気下で炭素化ないし黒
鉛化反応に供して該メソフエーズ含有ピツチに由来する
炭素質又は黒鉛質を含有せしめる工程， の４工程から成る炭素系複合成形体の製造方法を提案し
ている。（特願昭59−255270号（特開昭61−136906
号）） また、黒鉛質炭素とメソフエーズピツチに由来する炭素
質又は黒鉛質から成る炭素系複合成形体の製造に関して
は、さらに広い範囲のメソフエーズピツチ原料と熱処理
条件を使用しうる方法として、 （１） 黒鉛粉末をメソフエーズピツチ前駆体を含むタ
ール留分中に懸濁させる工程， （２） 該懸濁系に不活性ガスを吹込みながら又は減圧
下に350〜550℃で熱処理し、メソフエーズピツチを黒鉛
粒子上に生成せしめた炭素質前駆体を得る工程， （３） 該炭素質前駆体を400〜800℃で加圧成形し、生
成形体とする工程， （４） 該生成形体を不活性雰囲気下で炭素化又は黒鉛
化する工程， の４工程から成る黒鉛質成形体の製造方法を提案してい
る。（特願昭60−63329号（特開昭61−251505号）） 〔発明が解決しようとしている問題点〕 特開昭52−24211号公報記載の方法は、メソフエーズ生
成後多量のピツチをキノリン等の有機溶媒で分離する工
程が必要であり、分離したメソフエーズとコークスはベ
ンゼン、アセトンで洗浄後更に減圧乾燥工程を経ること
の必要性が実施例で開示されており、プロセス的にみて
も混練工程にかわる煩雑な処理工程が必要である。
ーズ含有ピツチ粉末を得る迄の工程が長いという問題点
を解決するため （１） 黒鉛質炭素、炭素質炭素、無機化合物、金属及
び金属化合物から選ばれた１種又は２種以上の素材をメ
ソフエーズピツチ前駆体を含むタール留分中に懸濁させ
る工程， （２） 該懸濁系を加熱して、タール留分中に含有され
る軽質留分を不活性ガスの吹込み又は減圧吸引により留
去し、該メソフエーズピツチ前駆体を350〜500℃で熱処
理してキノリン可溶分を５〜90％含むメソフエーズ含有
ピツチを該素材表面に生成せしめた炭素質前駆体を得る
工程， （３） 該炭素質前駆体を成形してメソフエーズ含有ピ
ツチを含む生成形体とする工程， （４） 該生成形体を不活性雰囲気下で炭素化ないし黒
鉛化反応に供して該メソフエーズ含有ピツチに由来する
炭素質又は黒鉛質を含有せしめる工程， の４工程から成る炭素系複合成形体の製造方法を提案し
ている。（特願昭59−255270号（特開昭61−136906
号）） また、黒鉛質炭素とメソフエーズピツチに由来する炭素
質又は黒鉛質から成る炭素系複合成形体の製造に関して
は、さらに広い範囲のメソフエーズピツチ原料と熱処理
条件を使用しうる方法として、 （１） 黒鉛粉末をメソフエーズピツチ前駆体を含むタ
ール留分中に懸濁させる工程， （２） 該懸濁系に不活性ガスを吹込みながら又は減圧
下に350〜550℃で熱処理し、メソフエーズピツチを黒鉛
粒子上に生成せしめた炭素質前駆体を得る工程， （３） 該炭素質前駆体を400〜800℃で加圧成形し、生
成形体とする工程， （４） 該生成形体を不活性雰囲気下で炭素化又は黒鉛
化する工程， の４工程から成る黒鉛質成形体の製造方法を提案してい
る。（特願昭60−63329号（特開昭61−251505号）） 〔発明が解決しようとしている問題点〕 特開昭52−24211号公報記載の方法は、メソフエーズ生
成後多量のピツチをキノリン等の有機溶媒で分離する工
程が必要であり、分離したメソフエーズとコークスはベ
ンゼン、アセトンで洗浄後更に減圧乾燥工程を経ること
の必要性が実施例で開示されており、プロセス的にみて
も混練工程にかわる煩雑な処理工程が必要である。
一方、特公昭58−39770号公報記載の方法では、骨材の2
0〜50倍量にも及ぶベンゼン、トルエン等の有機溶媒を
必要とすること、γ−レジンの回収工程を必要とするこ
となど、工程上の新たな問題が派生することは明らかで
ある。
0〜50倍量にも及ぶベンゼン、トルエン等の有機溶媒を
必要とすること、γ−レジンの回収工程を必要とするこ
となど、工程上の新たな問題が派生することは明らかで
ある。
本発明者らが先に特願昭59−255270号（特開昭61−3690
6号）で提案した方法は、特願昭59−199737号（特開昭6
1−77667号）の方法に比して工程が短縮されており、ま
た、フイラーとして適当な黒鉛粉末を用い、黒鉛に対し
て適当な比率のピツチ量を選ぶことによつて特願昭59−
199737号の方法で得られたと同様、導電性が高く、炭化
時の収縮が小さい等の特徴をもつた黒鉛質成形体を得る
ことができるが、メソフエーズピツチ中のキノリン不溶
分の制限等に尚頻雑さを残したものであつた。
6号）で提案した方法は、特願昭59−199737号（特開昭6
1−77667号）の方法に比して工程が短縮されており、ま
た、フイラーとして適当な黒鉛粉末を用い、黒鉛に対し
て適当な比率のピツチ量を選ぶことによつて特願昭59−
199737号の方法で得られたと同様、導電性が高く、炭化
時の収縮が小さい等の特徴をもつた黒鉛質成形体を得る
ことができるが、メソフエーズピツチ中のキノリン不溶
分の制限等に尚頻雑さを残したものであつた。
本発明者らが特願昭60−63329号（特開昭61−251505
号）で提案した方法は、上記の頻雑さを排し、広い範囲
のメソフエーズピツチと熱処理条件の使用を可能にした
ものである。しかし、尚４工程を要するため一層の工程
短縮と得られる成形体の性能向上が望まれていた。
号）で提案した方法は、上記の頻雑さを排し、広い範囲
のメソフエーズピツチと熱処理条件の使用を可能にした
ものである。しかし、尚４工程を要するため一層の工程
短縮と得られる成形体の性能向上が望まれていた。
（発明の目的） 本発明の目的は、黒鉛粉とメソフエーズ前駆体を含むタ
ールから、より簡略化された方法によつて、高強度、高
速炭化性、寸法安定性、高導電性に優れた黒鉛質成形体
の製法を提供することにある。
ールから、より簡略化された方法によつて、高強度、高
速炭化性、寸法安定性、高導電性に優れた黒鉛質成形体
の製法を提供することにある。
（発明の構成） 本発明者らは、この目的達成のために鋭意検討を行なつ
た結果、黒鉛粉末とメソフエーズ前駆体含有タールから
特願昭60−63329（特開昭61−251505号）号の方法で得
られた黒鉛−メソフエーズピツチ混合粉末は、予備焼成
を必要とせず、直接800℃以上で加圧成形（ホツトプレ
ス）することによつて、クラツクを発生することなく、
高強度で緻密性の黒鉛質成形体を与えることを見出し
た。本発明の方法で得られた成形体は、特願昭60−6332
9号（特開昭61−251505号）の方法に比して、同等以上
の強度、導電性をもつほか、ガス不透過性に優れた特徴
を有している。さらに、表面に凹凸をもつた型材を用い
て成形した場合にもクラツクを生ずることがないため、
複雑な形状の成形体を作ることも可能である。すなわ
ち、本発明は、 1. 黒鉛粉末をメソフエーズピツチ前駆体を含むタール
留分中に懸濁させる工程， 2. 該懸濁系に不活性ガスを吹込みながら、又は減圧下
に350〜550℃で熱処理し、メソフエーズピツチを黒鉛粒
子上に生成せしめた炭素質前駆体を得る工程， 3. 該炭素質前駆体を800〜3000℃で加圧成形する工
程， より成る黒鉛質成形体の製造方法である。
た結果、黒鉛粉末とメソフエーズ前駆体含有タールから
特願昭60−63329（特開昭61−251505号）号の方法で得
られた黒鉛−メソフエーズピツチ混合粉末は、予備焼成
を必要とせず、直接800℃以上で加圧成形（ホツトプレ
ス）することによつて、クラツクを発生することなく、
高強度で緻密性の黒鉛質成形体を与えることを見出し
た。本発明の方法で得られた成形体は、特願昭60−6332
9号（特開昭61−251505号）の方法に比して、同等以上
の強度、導電性をもつほか、ガス不透過性に優れた特徴
を有している。さらに、表面に凹凸をもつた型材を用い
て成形した場合にもクラツクを生ずることがないため、
複雑な形状の成形体を作ることも可能である。すなわ
ち、本発明は、 1. 黒鉛粉末をメソフエーズピツチ前駆体を含むタール
留分中に懸濁させる工程， 2. 該懸濁系に不活性ガスを吹込みながら、又は減圧下
に350〜550℃で熱処理し、メソフエーズピツチを黒鉛粒
子上に生成せしめた炭素質前駆体を得る工程， 3. 該炭素質前駆体を800〜3000℃で加圧成形する工
程， より成る黒鉛質成形体の製造方法である。
（発明の具体的説明） （１） 黒鉛粉末をタール留分に懸濁させる工程 黒鉛粉末としては、鱗状天然黒鉛、土状天然黒鉛、人造
黒鉛などを用いることができる。更に本発明の方法を効
果的ならしめるためには、常温での加圧成形で成形体を
形成しうる黒鉛粉末（たとえば日本黒鉛工業（株）製CP
B及びASP−1000（商品名）やLONZA社製KS−2.5（商品
名））を用いることが好ましい。
黒鉛などを用いることができる。更に本発明の方法を効
果的ならしめるためには、常温での加圧成形で成形体を
形成しうる黒鉛粉末（たとえば日本黒鉛工業（株）製CP
B及びASP−1000（商品名）やLONZA社製KS−2.5（商品
名））を用いることが好ましい。
メソフエーズピツチの原料となるタール留分は種類を限
定する必要はなく、広く石炭系、石油系などを用いるこ
とができる。ただし、最終成形体中に重金属や硫黄など
の混入が忌避される場合には、ナフサ分解で得られるエ
チレンヘビーエンドタールが石炭タールや石油の重質成
分タールより好ましい。尚、必要に応じて、適切な溶媒
を添加し、懸濁を容易にすることも可能である。
定する必要はなく、広く石炭系、石油系などを用いるこ
とができる。ただし、最終成形体中に重金属や硫黄など
の混入が忌避される場合には、ナフサ分解で得られるエ
チレンヘビーエンドタールが石炭タールや石油の重質成
分タールより好ましい。尚、必要に応じて、適切な溶媒
を添加し、懸濁を容易にすることも可能である。
黒鉛粉末に対するタール留分の量は、タールの組成によ
つて異なり、黒鉛粉末上に生成するメソフエーズピツチ
の量が、黒煙100重量部に対して３〜150重量部、好まし
くは５〜50重量部に選ばれる。
つて異なり、黒鉛粉末上に生成するメソフエーズピツチ
の量が、黒煙100重量部に対して３〜150重量部、好まし
くは５〜50重量部に選ばれる。
（２） 素材表面におけるメソフエーズの生成工程黒鉛
粉末とタール留分より成るスラリーを350〜550℃、好ま
しくは400〜500℃で熱処理することによつて黒鉛表面に
メソフエーズピツチが生成される。この際、スラリーを
窒素ガス、炭酸ガス、アルゴン等の不活性ガス流通下、
又は例えば10〜100mmHgの減圧下で反応温度まで昇温
し、所定時間保持した後に冷却し、黒鉛とメソフエーズ
ピツチの複合体を得る。
粉末とタール留分より成るスラリーを350〜550℃、好ま
しくは400〜500℃で熱処理することによつて黒鉛表面に
メソフエーズピツチが生成される。この際、スラリーを
窒素ガス、炭酸ガス、アルゴン等の不活性ガス流通下、
又は例えば10〜100mmHgの減圧下で反応温度まで昇温
し、所定時間保持した後に冷却し、黒鉛とメソフエーズ
ピツチの複合体を得る。
熱処理を不活性ガス流通下又は減圧下に行なうため、タ
ール中の軽質留分が留去され、比較的組成の均一なメソ
フエーズ前駆体のみがメソフエーズ化されることとな
り、生成したメソフエーズは比較的均質で粘着性に富
み、かつ炭化収率の高いものとなる。水素供与体を供給
しながら熱処理を行なえばより均質なメソフエーズが得
られるが、必ずしもその必要はない。メソフエーズピツ
チ中のキノリン可溶分は、40％以下が適当である。
ール中の軽質留分が留去され、比較的組成の均一なメソ
フエーズ前駆体のみがメソフエーズ化されることとな
り、生成したメソフエーズは比較的均質で粘着性に富
み、かつ炭化収率の高いものとなる。水素供与体を供給
しながら熱処理を行なえばより均質なメソフエーズが得
られるが、必ずしもその必要はない。メソフエーズピツ
チ中のキノリン可溶分は、40％以下が適当である。
尚、熱処理温度が350℃より低い場合はメソフエーズ形
成に長時間を要し、550℃より高い場合は粘着成分が著
るしく減少するので好ましくない。
成に長時間を要し、550℃より高い場合は粘着成分が著
るしく減少するので好ましくない。
（３） 炭素質前駆体の成形工程 熱処理によつて得られた黒鉛とメソフエーズピツチの複
合体は、粉砕後黒鉛製モールド等を用いて、真空下又は
不活性ガス雰囲気下に800℃以上、好ましくは900℃以上
でホツトプレス成形し、黒鉛質成形体を得ることができ
る。他の炭素前駆体については直接ホツトプレスするこ
とができず、予備焼成する手段がとられていた。（炭素
材科学会第11回年会予稿集p.146（1984））これに対し
て、本発明の黒鉛−メソフエーズピツチ複合体の場合
は、予備焼成を必要とせず、しかもプレス面が平滑な場
合のみならず凹凸を有する場合にもクラツクを生ずるこ
となく、又融着することもなく、直接ホツトプレス成形
が可能であり、本発明方法の大きな特徴をなしている。
合体は、粉砕後黒鉛製モールド等を用いて、真空下又は
不活性ガス雰囲気下に800℃以上、好ましくは900℃以上
でホツトプレス成形し、黒鉛質成形体を得ることができ
る。他の炭素前駆体については直接ホツトプレスするこ
とができず、予備焼成する手段がとられていた。（炭素
材科学会第11回年会予稿集p.146（1984））これに対し
て、本発明の黒鉛−メソフエーズピツチ複合体の場合
は、予備焼成を必要とせず、しかもプレス面が平滑な場
合のみならず凹凸を有する場合にもクラツクを生ずるこ
となく、又融着することもなく、直接ホツトプレス成形
が可能であり、本発明方法の大きな特徴をなしている。
得られた成形体は、強度、導電性に優れ、また、ガス不
透過性の特徴をもつ。これらの特性は、800〜1500℃で
の成形で達成されるが、さらに要求される特性に応じて
3000℃までの温度を用いることができる。所定温度に至
る昇温速度は150−3000℃／時、圧力は50〜200kg/cm
2（ゲージ）の範囲で行なうことができる。
透過性の特徴をもつ。これらの特性は、800〜1500℃で
の成形で達成されるが、さらに要求される特性に応じて
3000℃までの温度を用いることができる。所定温度に至
る昇温速度は150−3000℃／時、圧力は50〜200kg/cm
2（ゲージ）の範囲で行なうことができる。
（本発明方法の特長及び応用例） 本発明の方法により予備焼成を要することなく、直接
ホツトプレス成形により、複雑形状の成形体を得ること
ができる。また、得られた成形体は強度、導電性に優
れ、さらにガス不透過性の特徴をもつ。
ホツトプレス成形により、複雑形状の成形体を得ること
ができる。また、得られた成形体は強度、導電性に優
れ、さらにガス不透過性の特徴をもつ。
本発明の方法で得られた黒鉛質成形体は、燃料電池のガ
ス分離板をはじめ各種バイポーラプレート、電気分解用
黒鉛電極、黒鉛質るつぼおよびボート、半導体製造用治
具などに用いることができる。
ス分離板をはじめ各種バイポーラプレート、電気分解用
黒鉛電極、黒鉛質るつぼおよびボート、半導体製造用治
具などに用いることができる。
以下実施例を以つて本発明の内容を更に具体的に説明す
る。
る。
実施例１ 減圧乾燥器中150℃で２時間脱気乾燥した鱗状黒鉛（日
本黒鉛工業（株）製、商品名CPB）23.6gを、内容積250m
lの内筒を備え留出物のピツチ中への還流を防いだ反応
器に充填し、さらにナフサの熱分解で生成したナフサ分
解残渣タール（常圧換算沸点170℃以上）75.7gを加えて
スラリーを形成した。反応器内筒底部にアルゴンを毎分
1.7（STP）供給しながら、予め475℃に保つた溶融塩
浴に反応器を浸漬した。16分後に反応温度473℃に達し
た後15分保持し、冷却してメソフエーズピツチを24.3重
量％含む天然黒鉛−メソフエーズピツチ複合体を得た。
JIS−K2425遠心法で求めた該複合体中に含まれるメソフ
エーズピツチのキノリン不溶分は92.0％であつた。
本黒鉛工業（株）製、商品名CPB）23.6gを、内容積250m
lの内筒を備え留出物のピツチ中への還流を防いだ反応
器に充填し、さらにナフサの熱分解で生成したナフサ分
解残渣タール（常圧換算沸点170℃以上）75.7gを加えて
スラリーを形成した。反応器内筒底部にアルゴンを毎分
1.7（STP）供給しながら、予め475℃に保つた溶融塩
浴に反応器を浸漬した。16分後に反応温度473℃に達し
た後15分保持し、冷却してメソフエーズピツチを24.3重
量％含む天然黒鉛−メソフエーズピツチ複合体を得た。
JIS−K2425遠心法で求めた該複合体中に含まれるメソフ
エーズピツチのキノリン不溶分は92.0％であつた。
該複合体約4gを粉砕後内径約50mmの黒鉛型に充填し、0.
4TON/cm2（ゲージ）の圧力を印加しながら105分間で110
0℃まで昇温し、５分間保持した。500℃まで降温後圧力
を解放し、室温まで冷却して黒鉛質成形体を得た。該成
形体は直径50.2mm、厚さ1.0mm、かさ密度1.96、四端子
法による平面方向の体積固有抵抗0.8mΩ・cm、曲げ強度
588kg/cm2であつた。又、該成形体の8.6cm2の範囲に室
温で1kg/cm2（ゲージ）の窒素圧をかけ、反対側へのガ
ス透過を10分間石鹸膜流量計で観測したが、ガス透過は
認められなかつた。
4TON/cm2（ゲージ）の圧力を印加しながら105分間で110
0℃まで昇温し、５分間保持した。500℃まで降温後圧力
を解放し、室温まで冷却して黒鉛質成形体を得た。該成
形体は直径50.2mm、厚さ1.0mm、かさ密度1.96、四端子
法による平面方向の体積固有抵抗0.8mΩ・cm、曲げ強度
588kg/cm2であつた。又、該成形体の8.6cm2の範囲に室
温で1kg/cm2（ゲージ）の窒素圧をかけ、反対側へのガ
ス透過を10分間石鹸膜流量計で観測したが、ガス透過は
認められなかつた。
実施例２−５ 実施例１と同様の実験において、鱗状黒鉛とナフサ分解
残渣タールの仕込量、熱処理温度及び時間を変更して熱
処理し、他は同様にして黒鉛成形体を得た。ただし、実
施例２では熱処理の仕込原料にキノリンを加え、実施例
２及び３では黒鉛型への混合粉体の仕込量を約6gとし
た。また、実施例５ではホツトプレス温度を1050℃とし
た。条件及び得られた結果を第１表に示す。
残渣タールの仕込量、熱処理温度及び時間を変更して熱
処理し、他は同様にして黒鉛成形体を得た。ただし、実
施例２では熱処理の仕込原料にキノリンを加え、実施例
２及び３では黒鉛型への混合粉体の仕込量を約6gとし
た。また、実施例５ではホツトプレス温度を1050℃とし
た。条件及び得られた結果を第１表に示す。
実施例６−９ 実施例１−５の実験で用いた黒鉛型の試料充填部の底面
に、断面が三角形（底辺1.5mm、高さ1.5mm）の溝を1.5m
mの間隔で入れた直径50mm、厚さ5mmの黒鉛板を装入し、
実施例１−４で得られた黒鉛−メソフエーズピツチ混合
粉体をそれぞれ約8g充填し、同様の条件でホツトプレス
成形した。その結果、いずれの実験においても、クラツ
クを生ずることなく、断面が三角形の突起を有する黒煙
質成形体が得られ、黒鉛板からの分離も容易に行なうこ
とができた。
に、断面が三角形（底辺1.5mm、高さ1.5mm）の溝を1.5m
mの間隔で入れた直径50mm、厚さ5mmの黒鉛板を装入し、
実施例１−４で得られた黒鉛−メソフエーズピツチ混合
粉体をそれぞれ約8g充填し、同様の条件でホツトプレス
成形した。その結果、いずれの実験においても、クラツ
クを生ずることなく、断面が三角形の突起を有する黒煙
質成形体が得られ、黒鉛板からの分離も容易に行なうこ
とができた。
Claims (1)
- 【請求項１】黒鉛質炭素とメソフエーズピツチに由来す
る炭素質又は黒鉛質から成る炭素系複合成形体の製造方
法において、 （１） 黒鉛粉末をメソフエーズピツチ前駆体を含むタ
ール留分中に懸濁させる工程， （２） 該懸濁系に不活性ガスを吹込みながら又は減圧
下に350〜550℃で熱処理し、メソフエーズピツチを黒鉛
粒子上に生成せしめた炭素質前駆体を得る工程， （３） 該炭素質前駆体を800〜3000℃で加圧成形する
工程， の３工程を用いることを特徴とする黒鉛質成形体の製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60087264A JPH06102530B2 (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 黒鉛質成形体の製造方法 |
| US07/196,760 US4929404A (en) | 1984-09-25 | 1988-05-17 | Graphitic or carbonaceous moldings and processes for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60087264A JPH06102530B2 (ja) | 1985-04-23 | 1985-04-23 | 黒鉛質成形体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251504A JPS61251504A (ja) | 1986-11-08 |
| JPH06102530B2 true JPH06102530B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=13909909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60087264A Expired - Lifetime JPH06102530B2 (ja) | 1984-09-25 | 1985-04-23 | 黒鉛質成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102530B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7184014B2 (en) | 2000-10-05 | 2007-02-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
| US7224339B2 (en) | 2000-08-18 | 2007-05-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device, method of driving the same, and method of driving a portable information device having the liquid crystal display device |
| US7227542B2 (en) | 2001-02-09 | 2007-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of driving the same |
| US7250927B2 (en) | 2000-08-23 | 2007-07-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Portable information apparatus and method of driving the same |
| US7489291B2 (en) | 1996-09-27 | 2009-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrooptical device and method of fabricating the same |
| US7642559B2 (en) | 1999-06-04 | 2010-01-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and electronic device |
| US9552775B2 (en) | 2000-08-08 | 2017-01-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and driving method of the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3876913T2 (de) * | 1987-09-18 | 1993-05-27 | Mitsubishi Petrochemical Co | Herstellung von kohlenstoffhaltigen pulvern und ihre granulierung. |
-
1985
- 1985-04-23 JP JP60087264A patent/JPH06102530B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7489291B2 (en) | 1996-09-27 | 2009-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrooptical device and method of fabricating the same |
| US7532208B2 (en) | 1996-09-27 | 2009-05-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrooptical device and method of fabricating the same |
| US7642559B2 (en) | 1999-06-04 | 2010-01-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and electronic device |
| US8853696B1 (en) | 1999-06-04 | 2014-10-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and electronic device |
| US9123854B2 (en) | 1999-06-04 | 2015-09-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and electronic device |
| US9368680B2 (en) | 1999-06-04 | 2016-06-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and electronic device |
| US9552775B2 (en) | 2000-08-08 | 2017-01-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and driving method of the same |
| US7224339B2 (en) | 2000-08-18 | 2007-05-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device, method of driving the same, and method of driving a portable information device having the liquid crystal display device |
| US7250927B2 (en) | 2000-08-23 | 2007-07-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Portable information apparatus and method of driving the same |
| US7184014B2 (en) | 2000-10-05 | 2007-02-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
| US7518592B2 (en) | 2000-10-05 | 2009-04-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
| US7227542B2 (en) | 2001-02-09 | 2007-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of driving the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61251504A (ja) | 1986-11-08 |
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