JPH1036677A

JPH1036677A - 充填剤入り熱可塑性ｂ段階ピッチプレフォームとそれから作った複合体

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Publication number: JPH1036677A
Application number: JP8183326A
Authority: JP
Inventors: Sidney Singer Leonard; レナード・シドニー・シンガー; Thomas Orient David; デーヴィッド・トーマス・オリエント
Original assignee: BP Corp North America Inc
Current assignee: BP Corp North America Inc
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【解決手段】少なくとも４００℃のＴＭＡ変形温度を
有する高度に反応したメソフェースピッチとともに炭素
繊維、コークス粉、粉末黒鉛等のような微粒状充填剤を
含む充填剤入り熱可塑性ピッチおよびその製造法。【効果】充填剤入りピッチは、成形操作で成形ならび
に高密度化させることができ、とくに、炭素−炭素複合
体用成形プレフォームを得るのに有用である。該熱可塑
性プレフォームは、型および加圧容器を用いることな
く、通常の炭化操作で、熱硬化ならびに高密度化させる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末状充填剤、お
よび炭素−炭素複合体の製造に使用可能なピッチマトリ
ックスを含む組成物、ならびに該組成物からつくった複
合体に関する。

【０００２】より詳細には、本発明は、粉末状充填剤お
よびピッチマトリックスを含むＢ段階の熱成形可能な組
成物、ならびに該組成物からプレフォームおよび成形品
を作る方法に関する。

【０００３】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】炭素
−炭素複合体は周知であって、極温および極圧において
良好な機械的性状を必要とする多くの用途に広く用いら
れている。概して、炭素−炭素複合体は、炭素繊維、黒
鉛繊維、炭素粒子等のような炭素質強化材を、炭素マト
リックス中に分散させた不均質配合物を含んでいる。炭
素−炭素複合体は、たとえば、炭素質強化材に液状のピ
ッチまたは有機樹脂を含浸させることによって生成した
加工構造物を炭化することによってつくることができ
る。

【０００４】含浸法で通常用いられる有機樹脂は、業界
でＡ段階の熱硬化性樹脂と呼ばれる低分子量、溶解可能
で、しばしば液状の樹脂または樹脂前駆物質であって、
たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、種々の硬化
可能なアクリル樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等を含
むことができる。該樹脂は、含浸工程中または工程後に
反応が進行し、すなわち、さらに重合して、不完全硬
化、すなわちＢ段階状態の含浸強化材となる。Ｂ段階の
含浸材、すなわちプレプレグは熱可塑性を残しており、
最後に硬化して複合体物品となる前に、必要に応じて、
レイアップ、巻織、ないしは他の方法で加工し、さらに
成形または造形することができる。熱硬化複合体は、つ
ぎに加熱工程で炭化または熱分解して、マトリックス樹
脂を分解させ、炭素−炭素複合体成形品となる。炭化法
で使用される高温によって、ボイド、ブリスターや他の
欠陥を生じさせる揮発性低分子量副生物が生成する。こ
のような欠陥は、炭化工程を加圧下で、型の中で行うこ
とによって最小限にとどめることができる。

【０００５】含浸材がピッチの場合には、含浸強化材を
炭化させるのに、通常、型または他の容器の使用が必要
である。硬化、または熱硬化した有機樹脂とは異なり、
ピッチは加熱すると溶融し、液状になって流動する。収
納容器は炭化工程中、ピッチ成分の損失を防ぐのに必要
であり、かつまた、ピッチ含浸強化材を所望の形状に拘
束するためにも必要であろう。さらに、ピッチの炭化中
に発生する揮発分は溶融ピッチを発泡させて、ボイドや
他の欠陥を有する多孔質、低密度の構造物をもたらすこ
とが多い。ピッチ系複合体の従来技術の製造法は、一般
に、このような問題をできるだけ少なくするために、炭
化工程中に、通常、型又は類似の圧力容器を用いて、か
なりの圧力を加えることに依存している。

【０００６】ピッチ系炭素−炭素複合体の公知の製造法
は、複雑な形状物の製造にはあまり役に立たない。成型
品を注型するには高価な型および圧力設備の利用が必要
となる。複合体の注型における発泡およびボイドの生成
を減らすのは難しく、ボイドやクラックを埋め、得られ
る複合体物品のかさ密度を高めるには、補足的な含浸お
よび炭化後処理の必要な場合が多い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉末状充填
剤、および少なくとも約４００℃の熱機械分析（ＴＭ
Ａ）による変形温度を有する高度に反応したメソフェー
スピッチを含む熱可塑性的に変形可能な組成物ならびに
該組成物の調製法である。本発明は、また、ホットプレ
スまたは圧力と熱を加える他の手段によって成形ならび
に高密度化させ、成形後も、まだ、熱可塑性的に変形可
能なプレフォームとすることができる組成物を用いて炭
素複合体を製造する方法ということもできる。プレフォ
ームは、好ましくは実質的に非反応性雰囲気中で加熱し
て、ピッチを熱硬化かつ炭化することによって、炭素−
炭素複合体成形品に変えることができる。

【０００８】本発明の熱可塑性炭素繊維強化ピッチ組成
物は、高度に反応した、すなわちＢ段階のメソフェース
ピッチマトリックス中に分散した充填剤を含んでいる。

【０００９】本発明の実施に有用な粉末状充填剤は、炭
化温度に耐えることができる微粉砕された不活性微粒状
物質である。炭化水素またはコールタール源から得られ
る一般に入手可能な充填剤には、粉砕または粉末状コー
クスやコークス粉のみならず粉末黒鉛等がある。必要な
熱安定性を有する他の充填剤には、セラミック粉、粉末
炭化珪素、アルミナ等がある。

【００１０】本発明の組成物のピッチマトリックス成分
は、高度に反応、又は重合したメソフェースピッチを含
んでいる。メソフェースピッチとは、等方性ピッチを約
３５０から５００℃の範囲の温度に加熱して得られる光
学的異方性の溶解不能物質を指すのに用いる業界で認め
られている用語である。メソフェース含量の多いピッチ
は、等方性ピッチから可溶な成分を除くことによって生
成させることもできる。しかし、溶剤抽出を用いて生成
させたメソフェースピッチは、概して、同一メソフェー
ス含量を有する熱的に生成させたメソフェースピッチよ
りも軟化点が約８０℃低く、かつ多量の揮発分を含んで
いる。したがって、溶剤抽出によるメソフェースピッチ
は、本発明の目的にはあまり好ましくない。メソフェー
スピッチの特性および製造法は、参考資料として本明細
書に収録した米国特許第４，００５，１８３号ならびに
米国特許第３，９７６，７２９号、同第４，０３２，４
３０号、同第４，２０９，５００号および同第４，３０
３，６３１号に詳細に記述かつ説明されている。

【００１１】メソフェースピッチは４００℃をかなり下
回る温度で通常軟化して、溶融する。本発明の実施に有
用なピッチ成分は、ある点では、Ａ段階の液状有機樹脂
又は樹脂前駆物質をＢ段階の高分子量樹脂状物質に転化
させるのに似た方法で、メソフェースピッチから生成さ
せる、さらに重合、又は高度に反応させた樹脂状半固形
物である。メソフェースピッチ成分の重合度は、ピッチ
系生成物が樹脂状になり、もはや液体ではなくなり、少
なくとも４００℃、好ましくは約４００ないし約５００
℃の熱機械分析（ＴＭＡ）による変形温度を有するま
で、約３５０から５００℃、好ましくは約３８０から４
５０℃の範囲の温度に加熱して高度に反応化させる。選
択した特定のＴＭＡ変形温度は、幾分かは、所望の熱可
塑性の度合いによる。低い値は、次の炭化工程に、入念
に選んだ加熱スケジュールを必要とする容易に成形可能
な組成物に対応する。ＴＭＡ変形温度の高い値は、成形
は難しいが、形状の減損なしに、容易かつ迅速に熱硬化
不融構造物に転化する樹脂に対応する。約４７０℃をは
るかに上回り、とくに約５００℃を上回るＴＭＡ変形温
度を有する樹脂は、完全に熱硬化する以前に、高密度化
および成形が困難となる。ＴＭＡ変形温度は業界で認め
られている高分子物質の特性値である。ＴＭＡ変形温度
の測定法は「ＴｈｅｒｍａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚ
ａｔｉｏｎｏｆＰｏｌｙｍｅｒｉｃＭａｔｅｒｉ
ａｌｓ」、Ｗ．Ｗ．ＷｅｎｄｌａｎｄｔおよびＰ．Ｋ．
Ｇａｌｌａｇｈｅｒ共著、ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓ
ｓ，Ｉｎｃ．、ＮｅｗＹｏｒｋ、１９８１年発行に
述べられている。

【００１２】熱可塑性の充填剤入り組成物は、混合工程
において、約６ないし約８０重量％，好ましくは２５な
いし約６７重量％の微粒状充填剤、および相対的に、約
９４ないし約２０重量％、好ましくは７５ないし約３３
重量％の液状、溶融メソフェースピッチを混合し、つぎ
に所望の反応進行度が得られるまで含浸強化材を加熱す
ることにより、メソフェースピッチを重合させて生成さ
せることができる。液状の等方性ピッチを使用すること
もできるが、充填剤とピッチとの混合物の始めの処理
に、等方性ピッチをメソフェースピッチに転化させるの
に適する温度および時間が含まれるものとする。

【００１３】該熱処理は、ピッチの酸化を防ぐために、
非反応性雰囲気中で行うのが好ましい。高温のピッチ
は、酸素のようなすぐ手に入る酸化性ガスと反応して酸
化熱硬化物となり、もはや熱可塑性的に変形させること
はできない。本発明の熱可塑性組成物を調製する場合に
は、ピッチを溶融するにせよ、あるいはＴＭＡ変形温度
を高めるにせよ、または組成物を成形するにせよ、ピッ
チの加熱は、空気を排除しながら、、好ましくは、真空
または実質的に非反応性不活性ガス、たとえば窒素もし
くはアルゴンのような不活性雰囲気中で行う。溶融工程
中に閉じ込められたガスを除去するために、真空パージ
操作を用いることも好ましいであろう。

【００１４】熱可塑性組成物は、ピッチ成分を高度に反
応、すなわちＢ段階にする熱処理後、さらに加工する必
要があるまで冷却して貯蔵するか、又は直ちに成形なら
びに高密度化操作にかけることができる。成形工程は、
たとえば熱可塑性組成物を、キャビティ型を用い、熱と
圧力とを加えて所望の形状に成形する圧縮成形操作のよ
うに行うことができる。使用する温度と時間は、メソフ
ェースピッチをできるだけさらに高度に反応させずに成
形操作を行うように選択する。通常、前記温度は、ＴＭ
Ａ変形温度を、概ね約４０ないし約８０℃上回る温度が
使用される。ピッチのＴＭＡ変形温度は、一般に４５０
℃では０．５℃／分、あるいは５５０℃では２２℃／分
の割合で上昇するので、さらに反応の進行をできるだけ
少なくし、かつピッチを炭化し、組成物を熱硬化した硬
質の処理しにくい塊に変える可能性を無くすように、一
連の短い成形操作に続く急冷を用いるのが望ましいと思
われる。

【００１５】成形操作は、また、ボイドや気孔率を無く
すことにより熱可塑性組成物を高密度化するのにも役立
つ。加圧成形操作後、高度に反応したピッチのかさ密度
は、約０．５ないし１．３ｇ／ｃｍ³、好ましくは約
１．１５ないし約１．３ｇ／ｃｍ³の範囲にある。ピッ
チのかさ密度が、ボイドの無いピッチの密度に等しい組
成物が最も好ましく、ほとんどのピッチの場合に、かさ
密度は概して１．２９−１．３６ｇ／ｃｍ³の範囲内、
または約１．３ｇ／ｃｍ³である。

【００１６】組成物は、圧縮および成形工程後、５ない
し約６０容量％，好ましくは２０ないし約６０容量％，
より好ましくは３０ないし５０容量％の微粒状強化材を
含み、残りは前記範囲の密度を有するピッチである。充
填剤入り組成物の総体的密度は、幾分かは、充填剤含量
や使用する充填剤の密度にもより、加圧後は約１．１な
いし約１．８ｇ／ｃｍ³の範囲にある。

【００１７】本発明の熱可塑性組成物の製造および成形
または造形に用いる方法は、図面を参照すれば一層よく
理解されよう。さて、該プロセスを概ね一連の工程とし
てフロー略図に示す図１に立ち返って説明すると、混合
工程１０で微粒子１１とピッチ１２が混合される。混合
は、ピッチを溶融させる温度および諸条件下、概して３
００ないし４００℃の範囲内で行われる。ピッチと充填
剤との混合物は、つぎに３５０ないし５００℃、好まし
くは３８０−４５０℃の範囲の温度で熱処理されて、ピ
ッチは少なくとも４００℃の所望のＴＭＡ変形温度まで
高度に反応、すなわち重合する。幾分かは、使用温度、
成型品の大きさ、および使用する特定ピッチにもよる所
要時間は、高温および部分的に反応の進んだピッチを用
いる場合の僅か１０分から、低温、大きな成型品および
／または高流動化ピッチを用いる場合の６時間以上であ
ることができる。所望ならば、必要となるまで冷却して
貯蔵することができるＢ段階の熱可塑性組成物１７を熱
および機械的圧力を用いる成形操作１８でさらに加工し
て、該物質を成形ならび高密度化することができる。得
られる熱成形可能な成形プレフォーム１９は約１．１な
いし約１．８ｇ／ｃｍ³の総体的密度を有し、反応の進
んだピッチ成分は０．５ないし約１．３ｇ／ｃｍ³のか
さ密度を有する。

【００１８】ところで図２に立ち返って説明すると、た
とえば焼成コークス粉のような微粉状充填剤１１’およ
び粉砕または粉末ピッチ１２’をまず混合装置２０で固
形物として十分に混合するプロセスの態様が示されてい
る。混合した固形物を、つぎに図示のように、都合良く
平らな浅い皿の形をした容器２２に入れて、不活性ガス
雰囲気を保つことができるオーブン２５または類似の加
熱装置に移行させる。ピッチと充填剤との混合物は、次
いでピッチを溶融させるために、まず３００ないし４０
０℃の範囲の温度に加熱し、さらに、少なくとも４００
℃のＴＭＡ変形温度まで、樹脂を高度に反応させるのに
必要な時間の間、４００ないし５００℃の範囲の温度に
加熱する。次にＢ段階の充填剤入り熱可塑性ピッチ２７
を冷却して、容器２２から分離し、Ｂ段階の充填剤入り
熱可塑性シート２８として、次の成形操作に直接用いる
か、または以後の成形工程に用いるために、粉砕して粉
末状物質２９とすることができる。

【００１９】連続プロセスの一部として行うこともでき
る成形ならびに高密度化操作は、Ｂ段階、充填剤入り熱
可塑性ピッチの形状によってさまざまである。図３でわ
かるように、図２のようなバッチまたは連続プロセスで
作ることができるＢ段階の充填剤入り熱可塑性シート２
８’を、適当な大きさに切断し、かつ加熱した型３５の
中に入れて不活性雰囲気中で、ＴＭＡ変形温度を上回る
温度に急速に加熱し、迅速に加圧３６してホットプレス
し、さらに冷却して成形プレフォーム３７とすることが
できる。図４の別の態様では、微粉砕物質２９’の形を
した充填剤入りＢ段階の熱可塑性ピッチを使用する。該
物質は、充填剤入りピッチをペレット化するか、または
図２に述べ、かつ示したプロセスを用いて調製すること
ができる高度に反応した充填剤入りピッチシートを細断
もしくは粉砕して作ることができる。微粒状物質は、好
ましくは真空にした型３５’の中に入れ、つぎに不活性
雰囲気中でホットプレス３６’して、充填剤入り熱可塑
性ピッチの円筒形プレフォーム３７’を作ることによっ
て成形することができる。

【００２０】本発明の充填剤入り熱可塑性ピッチ組成物
を、たとえば引抜成形、シート押出等のような一体化法
で調製し、かつ成形し、さらに加熱した熱可塑性組成物
をローラー間か、または二本ロール機のニップの間もし
くは同様の装置に通すような機械的圧力を加える別の装
置を用いて圧縮または高密度化させることもできること
は明らかであろう。

【００２１】別の態様は、充填剤入りＢ段階の熱可塑性
ピッチで作ったシートを得、シートを加熱してピッチ成
分を軟化させ、ついでシートをさらに加熱して、充填剤
入りシートを、シート表面を接触させるように配設した
複数のローラー間に通すことにより、シートを成形なら
びに高密度化操作にかけてシートを高密度化し、さらに
成形することをもくろむものである。成形ならびに高密
度化された充填剤入り熱可塑性シートすなわちプレフォ
ームは、つぎに高温炭化炉に通すことによって熱硬化な
らびに炭化させて、炭素−炭素複合体シートとすること
ができる。このプロセスは、バッチまたは連続操作のい
ずれでもよく、また、適切な形状のローラーおよびダイ
の使用により、相当な長さのシート構造物、または矩
形、楕円形、溝形等のような他の断面や輪郭を有するシ
ート構造物とするのに用いることができることは理解さ
れよう。

【００２２】

【実施例】本発明は、下記実施例を考察することにより
さらによく理解されよう。これらの実施例は、本発明の
原理およびその実施を説明するために提供するものであ
って、本発明を限定しようとするものではない。

【００２３】下記の実施例において、成形物の密度は物
品の重量と測定寸法とから計算によって求めた。密度
は、幾つかの場合に、浸漬法によって、それぞれ確か
め、±．０５ｇ／ｃｍ³以内で一致することを認めた。
複合体のＴＭＡ変形温度は、窒素雰囲気中４５０℃にお
いて、種々の時間の間、一連の５０ｇのメソフェースピ
ッチ試料を加熱し、さらに試料ごとにＴＭＡ変形温度を
測定することによって得たデータを時間／ＴＭＡ変形温
度にプロットして判断した。処理前のピッチのＴＭＡ変
形温度は２１５℃であった。他の加熱温度に適合させる
補間は４５０℃のデータから計算によって行うことがで
きる。

【００２４】下記実施例におけるＴＭＡ変形温度は、対
照例Ｂ以外は、十分に微粉砕した粉末ピッチを圧縮して
作った試験体を用いて測定した。成形体は試料ホルダー
の中に入れ、試料表面にプローブをつけた。対照例Ｂ試
験体の値は、予め微粉砕しなかったピッチから作り、熱
伝導をさらに良くするために、成形体に事前に加工した
開口部に熱電対を挿入した成形体について測定した。２
種類の試料処理法は再現可能であったが、粉末圧縮法
は、主として微粉砕工程中のピッチの酸化により約４０
℃高い値を示した。

【００２５】下記実施例で用いるメソフェースピッチは
周知の方法で調製した。メソフェース含量が７０重量％
（光学的方法による）で、Ｍｅｔｔｌｅｒ軟化点が約３
２５℃の典型的なメソフェースピッチを、１．２３３ｇ
／ｃｍ³の密度および１２０．５℃の軟化点を有し、
０．８３重量パーセントのキノリン不溶分（７５℃にお
けるキノリン抽出により測定）を含有する前駆物質石油
ピッチの４００℃における加熱および水蒸気散布によっ
て調製した。元素分析によれば、前駆物質ピッチはＣ＝
９３．３％；Ｈ＝５．６％；Ｓ＝０．９４％であった。
灰分は０．０４４％であった。

【００２６】実施例１ピッチ系炭素繊維を１／４”の長さに細断し、細断繊維
３ｇを粉末メソフェースピッチ７ｇと混合した。室温下
で８３００ｐｓｉの圧力を用いて加圧により圧縮して２
１／４”の円板にした。圧縮した混合物は真空下で１
３／４時間を要して４００℃に加熱し、次に２気圧の
窒素雰囲気中で３／４時間を要して４５０℃に加熱し、
その温度に７１／２時間保持した後冷却した。該物質
のＴＭＡ変形温度は４５０−４７０℃と判断された。

【００２７】冷却した熱可塑性複合体を粉砕して、直径
２．４３”の円板型に入れ、窒素雰囲気中で５２５℃に
加熱した。該物質は、次に５２５℃および９５００ｐｓ
ｉでホットプレスした後冷却して、１．３３ｇ／ｃｍ³
の密度を有する２．４３”×０．１”の熱可塑性円板プ
レフォームを得た。該円板を窒素雰囲気中で５５２℃に
加熱することにより円板の熱硬化が達成された。

【００２８】実施例２実質的に実施例１の方法に従って、焼成石油コークス粉
（粒子の５５％は２００メッシュよりも小）とメソフェ
ースピッチとの混合物から２．４”の円板を調製した。
充填剤とピッチとの比率は３０／７０であった。得られ
た熱可塑円板プレフォームは２．４３”×０．１”で、
密度が１．４８ｇ／ｃｍ³であった。円板プレフォーム
は５５２℃で熱硬化した。

【００２９】実施例３焼成石油コークス粒子とメソフェースピッチとの３０／
７０混合物を用い、実質的に実施例１の方法を繰返し
た。粒度範囲は２０メッシュをパスして、３５メッシュ
にとどまり、０．２４から０．８４ｍｍの粒径に相当し
た。得られた円板プレフォームは厚さが０．１４インチ
で密度が１．４６ｇ／ｃｍ³であった。円板は実施例１
の方法により熱硬化した。

【００３０】対照例Ａメソフェースピッチ（５０ｇ）を窒素雰囲気中で４時間
を要して４５０℃に加熱した後、さらに６時間その温度
に保った。２つの試料のＴＭＡ変形温度は４４６℃と４
４８℃であった。高度に反応した、すなわちＢ段階のピ
ッチを、つぎに粉末にして、直径２１／４”の円板型
に入れた。空気を排除するために型を工具鋼箔で包み、
５１５℃に加熱して２０００ｐｓｉに加圧した。室温に
冷却後取出した２１／４”の円板の高密度化熱可塑性
ピッチは、厚さがほぼ０．１”で密度が１．３１ｇ／ｃ
ｍ³であった。

【００３１】次に熱可塑性円板を型に入れないで５５０
℃に加熱してピッチを熱硬化させた。１０００、２００
０および３０００℃の温度で熱処理を行うことにより、
種々の熱硬化試料はうまく炭化し、３０００℃で処理し
た物質の場合に１．６−２．０／ｃｍ³という最低均一
密度を示した。

【００３２】対照例Ｂメソフェースピッチを４５０℃で５時間熱処理して、４
３５℃のＴＭＡ変形温度を有する高度に反応したメソフ
ェースピッチを得た。高度に反応したメソフェースピッ
チの粉末試料を室温で加圧して、直径が１．２６”、高
さが１”の円筒形ペレットを得た。該ペレットを２１
／４”の円板型に入れて、窒素雰囲気中で１１．２℃／
分の速度で４７０℃に熱し、さらに５分を要して５００
℃に加熱し、５００℃で８０００ｐｓｉの加圧力を用い
て加圧した。室温まで加圧冷却した後、型から取出した
円板は熱可塑性でＴＭＡ変形温度が４５５℃であり、本
発明の方法の成形工程は、高度に反応したメソフェース
ピッチ成分を熱硬化もコークス化もさせないことを示す
ものである。この対照例Ｂの物質のＴＭＡ変形温度は微
粉砕せずに調製した圧縮試験体について測定した。

【００３３】したがって本発明は、高度に反応した、す
なわちＢ段階のメソフェースピッチと微粒状充填剤とを
含む熱可塑性組成物であることがわかる。ピッチ成分は
少なくとも４００℃のＴＭＡ変形温度を有する。全般的
な組成物は、１．１ないし約１．８ｇ／ｃｍ³の密度を
有し、５ないし約６０容量％の充填剤、および、相対的
に９５ないし約４０容量％の０．５ないし約１．３ｇ／
ｃｍ³の密度を有する高度に反応したメソフェースピッ
チよりなる。該組成物は、充填剤およびピッチを配合し
て、混合し、加熱して、ピッチを溶融させて液体とし、
熱処理して少なくとも４００℃のＴＭＡ変形温度までピ
ッチの反応を進め、さらにＴＭＡ変形温度を上回る温度
で加圧して、組成物を成形ならびに高密度化する工程を
含むプロセスによって調製される。本発明の組成物は、
通常の炭化プロセスを用い、組成物を１０００℃を上回
る高温で炭化することによる炭素−炭素複合体の製造に
とくに有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】総体的に、本発明の充填剤入り熱可塑性組成物
および成形品の調製法を示す工程系統図である。

【図２】粉砕した熱可塑性シート、または充填剤入りシ
ートの形をした本発明のＢ段階の充填剤入りピッチ組成
物製造法の略図である。

【図３】充填剤入り熱可塑性シートを加圧することによ
り成形プレフォームを生成させる成形操作の略図であ
る。

【図４】充填剤入り熱可塑性圧縮成形円筒体を製造する
第２の別の態様の略図である。

【図５】本発明の充填剤入り熱可塑性組成物を製造する
状態を示す略図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｋ 7/06 Ｃ１０Ｃ 3/10 Ｃ１０Ｃ 3/02 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ａ 3/10 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】約６ないし約８０重量％の粉末状充填
剤、および９４ないし約２０重量％の高度に反応したメ
ソフェースピッチを含む熱可塑性組成物。
【請求項２】変形温度が４００ないし５００℃の範囲
にある高度に反応したメソフェースピッチ、および５な
いし約７５容量％の粉末状充填剤を含む熱可塑性組成物
において、該組成物が１．１ないし約１．８ｇ／ｃｍ³
のかさ密度を有する熱可塑性組成物。
【請求項３】高度に反応したメソフェースピッチ成分
のかさ密度が０．５ないし約１．３ｇ／ｃｍ³である請
求項１または２に記載の組成物。
【請求項４】（ａ）粉末状充填剤をピッチと混合し、
かつ加熱して充填剤入りピッチ混合物とし；（ｂ）該充填剤入りピッチ混合物を加熱して、該ピッチ
を少なくとも４００℃のＴＭＡ変形温度まで重合又は高
度に反応させる工程を含む充填剤入り熱可塑性ピッチ組
成物の製造方法。
【請求項５】前記ＴＭＡ変形温度を上回る温度にて加
圧することにより、前記充填剤入り熱可塑性ピッチ組成
物を成形かつ高密度化して、密度が１．１ないし約１．
８ｇ／ｃｍ³の範囲の熱可塑性組成物を得る工程をさら
に含む請求項４記載の方法。
【請求項６】（ａ）粉末状充填剤をピッチと混合し、
かつ加熱してピッチを溶融させ；（ｂ）ピッチを不活性雰囲気中で４００ないし５００℃
のＴＭＡ変形温度まで重合又は高度に反応させ；（ｃ）ＴＭＡ変形温度を上回る温度において、充填剤入
りピッチに機械的圧力を加えて、密度を１．１ないし約
１．８ｇ／ｃｍ³の値まで高める工程を含む充填剤入り
熱可塑性ピッチ組成物の製造方法。
【請求項７】粉末状充填剤が炭素繊維、微粉砕コーク
ス、コークス粉、および粉末黒鉛よりなる群から選ばれ
る請求項４、５または６に記載の方法。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１つの項に
記載の熱硬化構造物を、約１０００℃を上回る温度に加
熱して炭化させることによってつくった炭素ー炭素複合
体。
【請求項９】前記温度が約３０００℃を上回る請求項
８記載の複合体。