JPS60195012A - 炭素質部材 - Google Patents
炭素質部材Info
- Publication number
- JPS60195012A JPS60195012A JP59049791A JP4979184A JPS60195012A JP S60195012 A JPS60195012 A JP S60195012A JP 59049791 A JP59049791 A JP 59049791A JP 4979184 A JP4979184 A JP 4979184A JP S60195012 A JPS60195012 A JP S60195012A
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- JP
- Japan
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- binder
- pitch
- alkyl
- aggregate
- carbonaceous material
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- Pending
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高密度、高強度および耐酸化性に優れた炭素
質部材に関するものである。
質部材に関するものである。
炭素質部材は製鉄、製鋼用炉材、電鋳設備、アルミニウ
ム精錬などにおける電極、あるいはメカニカルシールな
との摺動用部材として多用されている。この炭素質部材
に要求される特性は、高密度、高強度および耐酸化性で
ある。
ム精錬などにおける電極、あるいはメカニカルシールな
との摺動用部材として多用されている。この炭素質部材
に要求される特性は、高密度、高強度および耐酸化性で
ある。
従来、炭素質部材の製造においては結合剤として・ピッ
チデフエノール樹脂などが使用サレーｔｃイる。これら
は殆んどの場合、単独で使用し、両者を併用する場合も
、フェノール樹脂を併用することによって、室温で混線
できるという作業性を意図したものにすぎない。
チデフエノール樹脂などが使用サレーｔｃイる。これら
は殆んどの場合、単独で使用し、両者を併用する場合も
、フェノール樹脂を併用することによって、室温で混線
できるという作業性を意図したものにすぎない。
そこで、本発明者らは、ピッチ及びフェノール樹脂を結
合剤としての性能を向上すべく実験を重ねた結果、ＢＳ
成分（ベンゼン可溶成分）４０ｗｔ％以上、ＱＩ酸成分
キノリンネ可溶分）２０ｖｒｔ％以下であるピッチに対
して、フェノール樹脂の中でも特にアルキル変性フェノ
ール樹脂を組み合せ、かつ両者の比を特定の範囲に限定
すると、緻密。
合剤としての性能を向上すべく実験を重ねた結果、ＢＳ
成分（ベンゼン可溶成分）４０ｗｔ％以上、ＱＩ酸成分
キノリンネ可溶分）２０ｖｒｔ％以下であるピッチに対
して、フェノール樹脂の中でも特にアルキル変性フェノ
ール樹脂を組み合せ、かつ両者の比を特定の範囲に限定
すると、緻密。
強固なカーボンポンドを有すると共に、耐酸化性に優れ
た炭素質部材が得られることを知り、本発明を完成させ
たものである。
た炭素質部材が得られることを知り、本発明を完成させ
たものである。
以下、本発明をさらに詳述する。
１
ピッチの炭化組織は、次のように分類できる。
ピッチの炭化組織は石油系１石炭系を問わず、流れ構造
あるいは、これに近い構造を示す。一方、フェノール樹
脂はレゾール型、ノボラック型、熱硬化性、熱可塑性い
ずれにおいてもガラス状構造を示す。又、ピッチとフェ
ノール樹脂を併用した場合、上述の流れ構造、ガラス状
構造に加え、その界面附近にファインモザイク構造が現
われこれらの３層が共存した構造となる。
あるいは、これに近い構造を示す。一方、フェノール樹
脂はレゾール型、ノボラック型、熱硬化性、熱可塑性い
ずれにおいてもガラス状構造を示す。又、ピッチとフェ
ノール樹脂を併用した場合、上述の流れ構造、ガラス状
構造に加え、その界面附近にファインモザイク構造が現
われこれらの３層が共存した構造となる。
これらの炭化組織は、次のような特徴をもつ、まず、流
れ構造は配向しているため流れ構造に沿って、キレンを
発生し易くなシ、又これを結合材とする炭素質部材の強
度、熱伝導率等の物性に方向性が生じる。
れ構造は配向しているため流れ構造に沿って、キレンを
発生し易くなシ、又これを結合材とする炭素質部材の強
度、熱伝導率等の物性に方向性が生じる。
ガラス状構造は均一であるが、結晶の基本単位が非常に
／トさく、炭素としての結晶度が低いため、耐酸化性に
欠ける。
／トさく、炭素としての結晶度が低いため、耐酸化性に
欠ける。
一方、ファインモザイク構造は、比較的、基本単位の大
きい粒子の集合体であシ、結晶度も高い。
きい粒子の集合体であシ、結晶度も高い。
それ故、組織として均一であシ、耐酸化性も高く、炭素
質部材の結合剤として最適である。
質部材の結合剤として最適である。
本発明は、アルキル変性フェノール樹脂とＢＳ成分４０
％以上、ＱＩ成分２０チ以下のピッチを組合せ、両者の
比を特定の範囲内に限定することで、結合剤の炭化組織
を全面ファインモザイク構造にした炭素質部材を得たも
のである。
％以上、ＱＩ成分２０チ以下のピッチを組合せ、両者の
比を特定の範囲内に限定することで、結合剤の炭化組織
を全面ファインモザイク構造にした炭素質部材を得たも
のである。
アルキル変性フェノール樹脂は基本単位をＨ
とするものである。これ以外のフェノール樹脂は、ピッ
チと併用した場合、両者のなじみが乏しく全面ファイン
モザイク構造の炭化組織が得られない。
チと併用した場合、両者のなじみが乏しく全面ファイン
モザイク構造の炭化組織が得られない。
ピッチは石油系２石炭系いずれでもよいが、ＢＳ成分（
ベンゼン可溶成分）４０ｗｔ％、ＱＩ酸成分キノリンネ
可溶分） ２０ ｗｔ％以下のものを使用しなければな
らない。ＢＳ、ＱＩ酸成分、この範囲外のものは、溶融
後の粘度が高く、バインダーとしての分散性に欠けてい
たシする。第１図、第２図は、上記ピッチ／アルキル変
性フェノール樹脂の併用比（混合比）を変化させ、他の
条件は、下記゛のとおり同一とした場合の炭素質部材の
物性を示したものである。
ベンゼン可溶成分）４０ｗｔ％、ＱＩ酸成分キノリンネ
可溶分） ２０ ｗｔ％以下のものを使用しなければな
らない。ＢＳ、ＱＩ酸成分、この範囲外のものは、溶融
後の粘度が高く、バインダーとしての分散性に欠けてい
たシする。第１図、第２図は、上記ピッチ／アルキル変
性フェノール樹脂の併用比（混合比）を変化させ、他の
条件は、下記゛のとおり同一とした場合の炭素質部材の
物性を示したものである。
骨材 ；ピッチコークス１６Ｍ−
結合材；ピッチ及びアルキル変性フェノール樹脂の合計
量として外掛２０ ｗｔ４ 混 練；１５０℃Ｘ３０分、熱間混練 酸 形； １０００ ｋｇ／ｃｍ”、−軸加圧焼 成；
１２００℃ｘ１６Ｈ，還元焼成このようにピッチ／ア
ルキル変成フェノール樹脂の併用比（重量比）が０．２
〜５の範囲を外れると、緻密性２強度、または耐酸化性
に劣る。
量として外掛２０ ｗｔ４ 混 練；１５０℃Ｘ３０分、熱間混練 酸 形； １０００ ｋｇ／ｃｍ”、−軸加圧焼 成；
１２００℃ｘ１６Ｈ，還元焼成このようにピッチ／ア
ルキル変成フェノール樹脂の併用比（重量比）が０．２
〜５の範囲を外れると、緻密性２強度、または耐酸化性
に劣る。
０．２未満では結合剤の炭化組織が全面ファインそディ
ジとならず、フェノール樹脂特有の炭化組織であるガラ
ス状構造が一部存在し、前述したように耐酸化が欠ける
という欠点がある。又、５．０を越えると、ピッチ特有
の炭化組織である流れ構造が一部存在し、前述したよう
に、強度レベル。
ジとならず、フェノール樹脂特有の炭化組織であるガラ
ス状構造が一部存在し、前述したように耐酸化が欠ける
という欠点がある。又、５．０を越えると、ピッチ特有
の炭化組織である流れ構造が一部存在し、前述したよう
に、強度レベル。
不均一性の面から好しくない。
本発明で使用する骨材は、ピッチコークス、土状黒鉛、
リン状黒鉛、カーゼンブラック、カーデンフィイパー等
の炭素及び炭化珪素、炭化硼素。
リン状黒鉛、カーゼンブラック、カーデンフィイパー等
の炭素及び炭化珪素、炭化硼素。
炭化ジルコニウム等の炭化物、で一種するいは２種以上
複合して用いる。さらに部材の用途に応じは、骨材に対
して好ましくは、外掛で５〜５０ ｗｔ％である。５
ｗｔ％未満では、結合材の残炭量の少なさから、焼成後
、カーゲンポンドの生成量が少なく、部材の強度が低く
なる。５０ ｗｔ％を超えると、焼成中において結合材
からの揮発分の発生量が多く焼成キレンを生じ易い。又
、仁のキレン発生を防止するために、昇温速度を遅くす
ると焼成に時間を要し、生産性を低下させる。
複合して用いる。さらに部材の用途に応じは、骨材に対
して好ましくは、外掛で５〜５０ ｗｔ％である。５
ｗｔ％未満では、結合材の残炭量の少なさから、焼成後
、カーゲンポンドの生成量が少なく、部材の強度が低く
なる。５０ ｗｔ％を超えると、焼成中において結合材
からの揮発分の発生量が多く焼成キレンを生じ易い。又
、仁のキレン発生を防止するために、昇温速度を遅くす
ると焼成に時間を要し、生産性を低下させる。
結合材の添加法は、上述範囲内のピッチとアルキル変性
フェノール樹脂を予め熱間で混合し、溶融状態として添
加するか、これを冷却後、解砕したものを添加するか、
または、両者別々に添加し混線中に混合するという方法
がある。混線は骨材と結合剤とのなじみを考慮して、熱
間で行うのが好ましい０冷間で行、５場合は、結合材を
微細化し、分散性をよくする。さらに分散性をよくする
ためニ、コレニ、アルコール、ベンゼン、クレオンート
油、無水タール等の有機溶媒を適量添加してもよ □焼
成は、還元雰囲気下、不活性雰囲気下で８００〜２００
０℃程度で行う。又、必要に応じてピッチ。
フェノール樹脂を予め熱間で混合し、溶融状態として添
加するか、これを冷却後、解砕したものを添加するか、
または、両者別々に添加し混線中に混合するという方法
がある。混線は骨材と結合剤とのなじみを考慮して、熱
間で行うのが好ましい０冷間で行、５場合は、結合材を
微細化し、分散性をよくする。さらに分散性をよくする
ためニ、コレニ、アルコール、ベンゼン、クレオンート
油、無水タール等の有機溶媒を適量添加してもよ □焼
成は、還元雰囲気下、不活性雰囲気下で８００〜２００
０℃程度で行う。又、必要に応じてピッチ。
樹脂等を含浸、コーキング処理、さらに黒鉛化処理を行
ってもよい。
ってもよい。
以下、従来例と本発明実施例を示す。
配合の種類は、下記の２種を選んだ。
■）ピッチコークス ６０メツシュ以下１００部結合材
外掛 ２０部 ■）ピッチコークス ６０メツシユ以下 ７０部炭化珪
素 ３２５メツシユ以下 ３０部結合材 外掛 ２０部 バインダーのｆｔＭは、下記４種を選んだ０１）ＢＳ成
分５０ ｗｔ％、ＱＩ成分１２ ｗｔ％のピッチ１００
チ 従来例 ２）通常のフェノール樹脂１００係 従来例 ３） １）のピッチ／２）の樹脂＝１／１従来例 ４） １）のピッチ／アルキル変性フェノールｍ脂＝１
／１本発明例 混線は、１５０℃×４５分行い、冷却後、１０００に９
７ｃｍ”で静水圧成形し、１２００℃Ｘ８Ｈ還元焼成し
た。
外掛 ２０部 ■）ピッチコークス ６０メツシユ以下 ７０部炭化珪
素 ３２５メツシユ以下 ３０部結合材 外掛 ２０部 バインダーのｆｔＭは、下記４種を選んだ０１）ＢＳ成
分５０ ｗｔ％、ＱＩ成分１２ ｗｔ％のピッチ１００
チ 従来例 ２）通常のフェノール樹脂１００係 従来例 ３） １）のピッチ／２）の樹脂＝１／１従来例 ４） １）のピッチ／アルキル変性フェノールｍ脂＝１
／１本発明例 混線は、１５０℃×４５分行い、冷却後、１０００に９
７ｃｍ”で静水圧成形し、１２００℃Ｘ８Ｈ還元焼成し
た。
その結果を次表１に示す。
以上実施例が示すように、本発明で得られた炭素質部材
は、高密度、高強度及び耐酸化性に優れているため、製
鉄用炉材をはじめ、メカニカルシール、軸受等機械構造
用部材としても有用である。
は、高密度、高強度及び耐酸化性に優れているため、製
鉄用炉材をはじめ、メカニカルシール、軸受等機械構造
用部材としても有用である。
図である。
第１図
ピッ手／アルモル変Ａ先フェノール頗寸市比（ｗｆ、比
）第２図
）第２図
Claims (1)
- 結合材として、ＢＳ成分（ベンゼン可溶分）４０ ｗｔ
％以上、Ｑ ’Ｉ酸成分キノリンネ可溶分）２０ ｗｔ
係以下のピッチとアルキル変性フェノール樹脂を重量比
でピッチ／アルキル変性フェノール樹脂が０．２〜５に
組み合せて使用し、焼成してなる炭素質部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59049791A JPS60195012A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 炭素質部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59049791A JPS60195012A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 炭素質部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195012A true JPS60195012A (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12840971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59049791A Pending JPS60195012A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 炭素質部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787029B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-09-07 | Cabot Corporation | Material for chromatography |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59049791A patent/JPS60195012A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787029B2 (en) | 2001-08-31 | 2004-09-07 | Cabot Corporation | Material for chromatography |
| US7008534B2 (en) | 2001-08-31 | 2006-03-07 | Cabot Corporation | Material for chromatography |
| US7195713B2 (en) | 2001-08-31 | 2007-03-27 | Cabot Corporation | Material for chromatography |
| US7951297B2 (en) | 2001-08-31 | 2011-05-31 | Cabot Corporation | Material for chromatography |
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