JPS6059167B2 - Manufacturing method of carbon molded body - Google Patents
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は炭素成形体の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for manufacturing a carbon molded body.
さらに詳しくは、流れ特性が良好で且つ反応性を有しそ
れ自体で、あるいは種々の炭素化材料、充填物質等と混
合して優れた成形性および炭化収率を示す新規な粒状な
いし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を用い、
優れた強度および高い硬度を持つ炭素成形体を製造する
方法に関する。従来、フェノール●ホルムアルデヒド樹
脂の代表的なものとしてノボラック樹脂とレゾール樹脂
とが知られている。ノボラック樹脂は、通常、フェノー
ル対ホルムアルデヒドのモル比が例えば1対0.7〜0
.9となるようなフェノール過剰の条件下で、例えばシ
ユウ酸の如き酸触媒の存在下(通常0.2〜2%)でフ
ェノールとホルマリンとを反応させることによつて製造
される。かような方法で得られるノボラック樹脂は、フ
ェノールが主としてメチレン基によつて結合された3〜
5量体が主成分をなし、遊離メチロール基を殆んど含有
せず、従つてそれ自体では自己架橋性を有せず、熱可塑
性を有する。そこでノボラック樹脂は、例えばヘキサメ
チレンテトラミン(ヘキサミン)の如きそれ自体ホルム
アルデヒド発生剤であると共に有機塩基(触媒)発生剤
でもある架橋剤と加熱下で反応させるか、又は例えば固
体酸触媒とバラホルムアルデヒド等と混合し、加熱反応
させることによつて、硬化樹脂とすることができる。ノ
ボラック樹脂は粉末状で取扱いが容易であるが、成形体
を加熱硬化させる際成形体の表面から内部に向つて硬化
反応が進行し、しばしば内部が充分に硬化していない硬
化物を与える。More specifically, it is a novel granular or powdered phenol that has good flow characteristics and reactivity, and exhibits excellent moldability and carbonization yield by itself or when mixed with various carbonized materials, fillers, etc.・Using formaldehyde resin,
The present invention relates to a method for producing a carbon molded body having excellent strength and high hardness. Conventionally, novolac resins and resol resins are known as representative phenol-formaldehyde resins. Novolac resins usually have a molar ratio of phenol to formaldehyde, e.g. 1:0.7 to 0.
.. It is produced by reacting phenol with formalin in the presence of an acid catalyst such as oxalic acid (usually 0.2 to 2%) under conditions in which there is an excess of phenol such that the amount of phenol is 9. The novolak resin obtained by such a method consists of 3- to
The pentamer is the main component, contains almost no free methylol groups, and therefore does not have self-crosslinking properties by itself and has thermoplasticity. The novolak resin is then reacted under heat with a cross-linking agent which is itself a formaldehyde generator and also an organic base (catalyst) generator, such as hexamethylenetetramine (hexamine), or with a solid acid catalyst such as paraformaldehyde, etc. A cured resin can be obtained by mixing with the resin and subjecting it to a heating reaction. Novolac resins are powdered and easy to handle, but when a molded product is heated and cured, the curing reaction proceeds from the surface of the molded product toward the inside, often resulting in a cured product whose interior is not sufficiently cured.
そのため、このような硬化物を炭化焼成に付すときには
、内部においてガスが発生して成形品に亀裂やガスぶく
れを生じ、炭化焼成が進むにつれてこの亀裂やガスぶく
れが更に顕著となり、満足な品質の炭素成形体を製造す
ることは非常に困難である。また、レゾール樹脂は通常
溶液として供給され従つて、脱溶媒してそれ自体で成形
品とすることは脱溶媒の際発泡しつつゲル化反応が進行
するので非常に困難である。Therefore, when such a hardened product is subjected to carbonization firing, gas is generated inside the molded product, causing cracks and gas blisters in the molded product, and as the carbonization firing progresses, these cracks and gas blisters become more noticeable, resulting in unsatisfactory results. It is very difficult to produce quality carbon molded bodies. Furthermore, since resol resins are usually supplied as a solution, it is very difficult to remove the solvent and make a molded product by itself because the gelation reaction proceeds while foaming occurs during the removal of the solvent.
そのため、充填物質を用いて脱溶媒して成形することが
普通行なわれているが、このような成形品を炭化焼成に
付すときには、上記ノボラック樹脂の場合と同様にガス
ぶくれや亀裂が生じ、強度あるいは硬度の点で満足な品
質の炭素成形体を製造することは非常に困難てある。l
また、比較的近年に至つて、ノボラック樹脂を高温下
で加熱して可成り縮合度の大きなものを得、これを精製
して低縮合物を分離、除去してフェノール基が7〜1噸
メチレン基で結合された比較的高縮合体を得、これを加
熱溶融紡糸してノボラック樹脂繊維を形成し、これを塩
酸・ホルムアルデヒド混合水溶中に浸漬して、室温から
徐々に加温して長時間かけて該繊維の外部から硬化反応
を進行させることにより硬化ノボラック樹脂繊維を製造
する方法が提案された(特公昭48−11284号)。For this reason, it is common practice to use a filler substance to desolvent and mold the product, but when such a molded product is subjected to carbonization firing, gas blisters and cracks occur, similar to the case with the novolac resin described above. It is extremely difficult to produce carbon molded bodies of satisfactory quality in terms of strength or hardness. l
In addition, in relatively recent years, novolak resins have been heated at high temperatures to obtain products with a considerably high degree of condensation, and this has been purified to separate and remove low condensates, resulting in 7 to 1 methylene phenolic groups. A relatively high condensate bonded by groups is obtained, and this is heated and melt-spun to form a novolac resin fiber, which is immersed in a mixed aqueous solution of hydrochloric acid and formaldehyde, and heated gradually from room temperature for a long period of time. A method of producing cured novolac resin fibers by proceeding the curing reaction from the outside of the fibers was proposed (Japanese Patent Publication No. 11284/1984).
しかしながら、上記の如くして製造した硬化ノボラック
繊維を截断又は粉砕したものは高価なものとなるばかり
でなく、成形材料として流れ特性のよい粒状又は粉末状
のものとすることはできない。However, cutting or crushing the cured novolak fibers produced as described above is not only expensive, but also cannot be used as a molding material in the form of granules or powders with good flow characteristics.
上記硬化ノボラック樹脂繊維と他の炭化材料との組成物
から成る成形体から炭素成形体を製造する方法も、ごく
最近になつて提案されている(特開昭54−77293
号参照)。A method for producing a carbon molded body from a molded body made of a composition of the above-mentioned cured novolac resin fibers and other carbonized materials has also been proposed very recently (Japanese Patent Laid-Open No. 77293/1983).
(see issue).
しかしながら、硬化ノボラック樹脂繊維は上記の如く流
れ特性のよい粒状ないし粉末状樹脂ではなくしかも反応
性がないためバインダーとなる他の炭化材料を必ず必要
とするなどの点で難点があり、それ故例えば射出成形時
においてノズル詰りを生じたりあるいは該繊維か均一に
分散した成形体を製造することが困難となるなどの点が
みられる。また近年にいたつて、フェノール類とホルム
アルデヒドとを少くとも含窒素系化合物の存在下で反応
させて得られる縮合物に親水性高分子化合物を添加し、
反応させて粒状ないし粉末状樹脂を製造する方法が発表
されているが(特公昭53一42077号)、この方法
で得られる樹脂の非ゲル化物は約5〜6%という多量の
遊離フェノールを含有し(同実施例1〜4)、そのゲル
化物(同実施例.5)は極めて硬い非反応性樹脂となる
ばかりでなく、該樹脂は触媒として用いた含窒素化合物
や親水性高分子化合物を含有する。However, as mentioned above, cured novolac resin fibers are not granular or powdered resins with good flow characteristics, and are not reactive, so they always require other carbonized materials as binders. There are problems such as nozzle clogging during injection molding or difficulty in producing a molded article in which the fibers are uniformly dispersed. In addition, in recent years, hydrophilic polymer compounds have been added to the condensate obtained by reacting phenols and formaldehyde in the presence of at least a nitrogen-containing compound.
A method for producing granular or powdered resin through reaction has been published (Japanese Patent Publication No. 53-142077), but the non-gelled resin obtained by this method contains a large amount of free phenol, about 5 to 6%. (Examples 1 to 4), and the gelled product (Example 5) not only becomes an extremely hard non-reactive resin, but also the resin does not absorb the nitrogen-containing compound or hydrophilic polymer compound used as a catalyst. contains.
そのためこれを充填剤として用いて得られる成形品自体
の性能を低下せしめるだけでなく、その成形品から得ら
れる.炭素成形体に亀裂やガスぶくれを生じる欠点があ
る。さらに、フェノールとホルムアルデヒドを塩基性水
溶液中で反応させて得られるプレポリマーを保護コロイ
ドと混合し、酸性下で不活性固形ビー・ズ状に凝固させ
る方法も公知であるが(特公昭51一13491号)、
これは所謂レゾール樹脂硬化物に相当し、反応性を有せ
ず、その上塩類や酸、その他保護コロイドを含有するた
めに同様にこれを充填剤として用いて得られる成形品自
体の性能を低下せしめるだけでなく、その成形品から得
られる炭素成形体に亀裂やガスぷくれを生じる欠点があ
る。Therefore, it not only deteriorates the performance of the molded product obtained by using it as a filler, but also reduces the performance of the molded product. It has the drawback of causing cracks and gas blisters in the carbon molded body. Furthermore, a method is known in which a prepolymer obtained by reacting phenol and formaldehyde in a basic aqueous solution is mixed with a protective colloid and coagulated into inert solid beads under acidic conditions (Japanese Patent Publication No. 51-13491). issue),
This corresponds to a so-called cured resol resin, which has no reactivity and also contains salts, acids, and other protective colloids, which similarly reduces the performance of molded products obtained by using it as a filler. In addition to this, it also has the disadvantage of causing cracks and gas blisters in the carbon molded product obtained from the molded product.
上記の如く、従来フェノール●ホルムアルデヒド樹脂を
成形品の充填剤として使用する試みはなされているが、
成形品の充填剤として見ると、フェノール・ホルムアル
デヒド樹脂を充填剤に適した形状あるいは形態のものと
して取得すること自体が第1に困難であり、また成形品
特に炭素化用成形品に対し望ましくない影響を与える物
質を含有するという問題を有している。本発明者らは、
先に上記の如き欠点を有さない新規なフェノール●ホル
ムアルデヒド樹脂の粒状ないし粉末状体および製造方法
を提供した。As mentioned above, attempts have been made to use phenol-formaldehyde resin as a filler in molded products, but
When viewed as a filler for molded products, it is difficult to obtain phenol-formaldehyde resin in a shape or form suitable for use as a filler, and it is also undesirable for molded products, especially molded products for carbonization. It has the problem of containing substances that have an impact. The inventors
Previously, we have provided a new phenol-formaldehyde resin in granular or powder form and a method for producing it, which do not have the above-mentioned drawbacks.
それ故、本発明の目的は、新規な粒状ないし粉末状樹脂
を炭素化材料として用いて炭素成形体を製造する方法を
提供することにある。本発明の他の目的は、粒状ないし
粉末状であつて流れ特性が良好な粒状ないし粉末状樹脂
を炭素化材料として用いて、優れた強度および高い硬度
を有する炭素成形体を製造する方法を提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body using a new granular or powdered resin as a carbonized material. Another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body having excellent strength and high hardness using a granular or powdery resin having good flow characteristics as a carbonized material. It's about doing.
本発明の更に他の目的は、粒状ないし粉末状樹脂を炭素
化材料として用いることによつて、それを用いた前駆成
形体(炭素化用成形体)から高い炭化収率て炭素成形体
を製造する方法を提供することにある。Still another object of the present invention is to produce a carbon molded body with a high carbonization yield from a precursor molded body (a molded body for carbonization) using the granular or powdered resin as a carbonization material. The goal is to provide a way to do so.
本発明の更に他の目的は、それ単独で又は他の樹脂との
反応性を有する粒状ないし粉末状樹脂を炭素化材料とし
て用いることによつて、亀裂やガスぶくれが少なく且つ
内部と外部とで品質むらの殆んどない前駆成形体を製造
し、かくして該前駆成形体から亀裂やガスぶくれがなく
且内部と外部とが均質な炭素成形体を製造する方法を提
供することにある。Still another object of the present invention is to use a granular or powdered resin that is reactive with itself or with other resins as a carbonization material, so that cracks and gas blisters are reduced, and the interior and exterior are bonded. It is an object of the present invention to provide a method for producing a precursor molded body with almost no unevenness in quality, and thus producing a carbon molded body having no cracks or gas blisters and having a homogeneous inside and outside.
本発明の更に他の目的は、優れた強度および高い硬度を
有するスポンジ状炭素成形体を製造する方法を提供する
ことにある。Still another object of the present invention is to provide a method for producing a sponge-like carbon molded body having excellent strength and high hardness.
本発明の更に他の目的は、優れた強度および高い硬度を
有し且つ極めて大きな比表面積を有する炭素成形体を製
造する方法を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body having excellent strength, high hardness, and an extremely large specific surface area.
本発明の更に他の目的は、優れた強度および高い硬度を
有し且つ導体から半導体に亘る導電性を示す炭素成形体
を製造する方法を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded body having excellent strength and high hardness and exhibiting conductivity ranging from a conductor to a semiconductor.
本発明の更に他の目的は、優れた強度および高い硬度を
有し且つ優れた耐熱性、耐摩耗性、摺動特性あるいは耐
化学薬品性を示す炭素成形体を製造する方法を提供する
ことにある。Still another object of the present invention is to provide a method for producing a carbon molded article that has excellent strength and high hardness, and also exhibits excellent heat resistance, wear resistance, sliding properties, and chemical resistance. be.
本発明の更に他の目的および利点は以下の説明から明ら
かとなる。Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明のかかる目的および利点は、本発明によれば、(
4)粒径0.1〜150ミクロンの球状一次粒子および
二次凝集物を含有し、そして(B)KBr錠剤法による
赤外線吸収スペクトルにおいて1600cTn−1の吸
収強度をDl6OOl99O〜1015cm−1の範囲
の最も大きな吸収強度をD99O″1015)890c
m−1の吸収強度をD89O
とした場合、
を示す、
の粒状ないし粉末状のフェノール●ホルムアルデヒド樹
脂を少くとも含有する熱成形可能な樹脂組成物、又は該
粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂の
熱成形可能なもの単独から前駆成形体を熱成形し、次い
で前駆成形体を炭化焼成せしめることを特徴とする、炭
素成形体の製造方法によつて達成される。Such objects and advantages of the present invention are, according to the present invention, (
4) Contains spherical primary particles and secondary aggregates with a particle size of 0.1 to 150 microns, and (B) has an absorption intensity of 1600 cTn-1 in the range of Dl6OOl99O to 1015 cm-1 in the infrared absorption spectrum by KBr tablet method. The highest absorption intensity is D99O″1015)890c
When the absorption intensity of m-1 is D89O, a thermoformable resin composition containing at least a granular or powdered phenol-formaldehyde resin, or a heat-formable resin composition of the granular or powdered phenol-formaldehyde resin, This is achieved by a method for producing a carbon molded body, which is characterized in that a precursor molded body is thermoformed from a moldable material alone, and then the precursor molded body is carbonized and fired.
本発明において用いられる上記粒状ないし粉末状フェノ
ール●ホルムアルデヒド樹脂は、フェノール、又は少く
とも(4)重量%特に少くとも7呼量%のフェノールを
含有するフェノールと例えばo−クレゾール、m−クレ
ゾール、p−クレゾール、ビス−フェノールA,sO−
、m一又はp一C2〜C4アルキルフェノール、p−フ
ェニルフェノール、キシレノール、レゾルシノール等公
知のフェノール遊導体の1種又はそれ以上との混合物と
ホルムアルデヒドとの縮合物を包含する。The granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is composed of phenol or phenol containing at least (4)% by weight of phenol, especially at least 7% by weight, such as o-cresol, m-cresol, p-cresol, etc. -Cresol, bis-phenol A, sO-
, m- or p-C2-C4 alkylphenol, p-phenylphenol, xylenol, resorcinol, etc., and a mixture of one or more of the known phenol radicals such as formaldehyde and a condensate thereof.
本発明において用いられる上記粒状ないし粉末状フェノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂は上記した(4)および(
B)の特性を有する。前記(4)および(B)の特定に
おいて、(4)の球状一次粒子およびその二次凝集物の
粒径が0.1〜150ミクロンであるという特定、とい
う特定、はいずれも後述する測定法に基づくものである
。The above-mentioned granular or powdered phenol formaldehyde resin used in the present invention is the above-mentioned (4) and (
It has the characteristics B). In the specification of (4) and (B) above, the specification that the particle size of the spherical primary particles and their secondary aggregates in (4) is 0.1 to 150 microns is determined by the measurement method described below. It is based on
上記粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂の第1の特徴は、従来公知のノボラック樹脂の硬化製
品又はレゾール樹脂の硬化製品を粉砕することは極めて
困難であるがそれを強いて粉砕したもの、或は従来公知
の硬化ノボラック樹脂繊維を粉砕したもの等とは全く異
つて、前記(4)に特定するとおり球状一次粒子および
その二次凝集物で、粒径が0.1〜150ミクロンのも
の、好ましくは0.1〜100ミクロンのものを含有す
る。上記粒状ないし粉末状フェノール●ホルムアルデヒ
ド樹脂は、通常その少くとも30%、好ましくは少くと
も50%が粒径0.1〜150ミクロン、さらに好まし
くは0.1〜100ミクロンの球状一次粒子およびその
二次凝集物から成る。この30%又は50%という表示
は、後記の粒径測定法において定義するとおり、倍率が
100〜100@の光学顕微鏡の1つの視野における全
体の粒子(二次凝集物を含む)の数の30%又は50%
という意味である。特に好ましいものは、該粒状ないし
粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂の70乃至実
質的に100%が粒径0.1〜150ミクロンの球状一
次粒子および二次凝集物から成るものである。特に好ま
しいものは、上記定義による光学顕微ノ鏡写真の視野の
粒子の数(5つの視野の平均値として)の少くとも30
%、特に少くとも50%就中70乃至実質的に100%
が0.1〜100ミクロン、より好ましくは0.1〜5
0ミクロンの範囲の球状一次粒子およびその二次凝集物
から成る。The first characteristic of the above-mentioned granular or powdered phenol formaldehyde resin is that it is extremely difficult to crush a conventionally known cured product of novolak resin or cured product of resol resin, but it can be Completely different from the known pulverized cured novolac resin fibers, these are spherical primary particles and secondary aggregates thereof, as specified in (4) above, with a particle size of 0.1 to 150 microns, preferably Contains 0.1 to 100 microns. The granular or powdered phenol-formaldehyde resin usually has at least 30%, preferably at least 50%, spherical primary particles and secondary particles with a particle size of 0.1 to 150 microns, more preferably 0.1 to 100 microns. Consists of secondary aggregates. This indication of 30% or 50% means 30% of the total number of particles (including secondary aggregates) in one field of view of an optical microscope with a magnification of 100 to 100@, as defined in the particle size measurement method described below. % or 50%
That is what it means. Particularly preferred is one in which 70 to substantially 100% of the granular or powdered phenol-formaldehyde resin consists of spherical primary particles and secondary aggregates having a particle size of 0.1 to 150 microns. Particularly preferred are at least 30 particles (as the average value of 5 fields) of the optical microscopic field according to the above definition.
%, especially at least 50% of which 70 to substantially 100%
is 0.1 to 100 microns, more preferably 0.1 to 5
It consists of spherical primary particles in the 0 micron range and their secondary aggregates.
上記の粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド
樹脂は、以上のとおり、上記の球状一次粒子およびその
二次凝集物の微小粒子が中心となつて形成されたもので
あるから、極めて微小であつて、全体の少くとも5鍾量
%、好ましくは7鍾フ量%、特に好ましくは全体の少な
くとも8唾量%は100タイラーメツシユの篩を通過す
る。As mentioned above, the above granular or powdered phenol formaldehyde resin is formed mainly of the above spherical primary particles and microparticles of secondary aggregates thereof, so it is extremely small and the whole is extremely small. At least 5% by weight, preferably 7% by weight, particularly preferably at least 8% by weight of the total, passes through a 100 sieve mesh.
このような篩を通過するという表示は、本発明で用いら
れる粒状ないし粉末状フェノール●ホルムアルデヒド樹
脂を該篩で篩う操作において、該粒状ないし粉末状樹脂
を軽く手でもみほぐすとか、はけ様のもので篩目上の粒
子を軽く押したり、ならしたりするとか、或は手で軽く
叩く等の該粒子(二次凝集物を含む)を強制的に破壊す
るようなものでない力が加わることを何等排除するもの
ではない。さらに、本発明で用いられる粒状ないし粉末
状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂は前記(B)で特
定されているとおり、赤外線吸収スペクトルにおいて、
という特性を有する。This indication that the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is passed through the sieve is indicated by the fact that the granular or powdered resin is lightly rubbed by hand or brushed. A force that does not forcibly destroy the particles (including secondary aggregates) is applied, such as lightly pushing or smoothing the particles on the sieve with a sieve, or tapping them with your hand. This does not exclude anything. Furthermore, as specified in (B) above, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention has the following properties in the infrared absorption spectrum:
It has the following characteristics.
また、本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノール
・ホルムアルデヒド樹脂の好ましいものは、D89O〜
1015/Dl6CX)が0.3〜7.へ特に0.4〜
5.0であり、さらにDB9O/Dl6lが0.1〜0
.9s特に0.12〜0.8という特性を有する。Further, preferred granular or powdered phenol/formaldehyde resins used in the present invention are D89O~
1015/Dl6CX) is 0.3 to 7. Especially from 0.4 to
5.0, and DB9O/Dl6l is 0.1 to 0.
.. 9s especially has a characteristic of 0.12 to 0.8.
赤外線吸収スペクトルにおいて、Dl6OOのピークが
ベンゼン核に帰属する吸収を示し、D98O〜1015
のピークがメチロール基に帰属する吸収を示し、さらに
D89Oのピークがベンゼン核の孤立の水素原子に帰属
する吸収を示すことはフェノール・ホルムアルデヒド樹
脂に関して既に広く知られている。In the infrared absorption spectrum, the Dl6OO peak shows absorption attributed to the benzene nucleus, and D98O~1015
It is already widely known regarding phenol-formaldehyde resins that the peak D89O shows an absorption attributed to the methylol group, and the peak D89O shows an absorption attributed to the isolated hydrogen atom of the benzene nucleus.
本発明に用いられる粒状ないし粉末状フェノール3ホル
ムアルデヒド樹脂がD99O″1015/Dl6OO:
0.2〜9.0という特性値を示すことは、本発明で用
いられる粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアールデ
ヒド樹脂は少くとも或る程度の量のメチロール基を含有
し、そのメチロール基含量は可成り大巾に変わり得るこ
とを示している。The granular or powdered phenol-3 formaldehyde resin used in the present invention is D99O''1015/Dl6OO:
The characteristic value of 0.2 to 9.0 means that the granular or powdered phenol formaldehyde resin used in the present invention contains at least a certain amount of methylol groups, and the methylol group content is This shows that it can change considerably.
殊にD99O〜10,,=0.3〜7.0、就中0。4
〜5.0という本発明において好適に用いられるフェノ
ール●ホルムアルデヒド樹脂は適度の濃度のメチロール
基を含有し且つより安定である。Especially D99O~10,,=0.3~7.0, especially 0.4
5.0, the phenol-formaldehyde resin preferably used in the present invention contains an appropriate concentration of methylol groups and is more stable.
さらに、本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂の赤外線吸収スペクトルにお
けるD89O/Dl.O=0.09〜1.へより好適な
樹脂がD89O/Dl6CO=0.1〜0.9s就中0
.12〜0.8という特性を示すという事実は、本発明
において用いられる粒状ないし粉末状フェノール・ホル
ムアルデヒド樹脂はそのフェノール骨格の反応部位(オ
ルト及びバラ位)が可成りメチレン結合又はメチロール
基によつて適度に封鎖されている事実を示す。Furthermore, D89O/Dl. in the infrared absorption spectrum of the granular or powdered phenol formaldehyde resin used in the present invention. O=0.09-1. A more suitable resin is D89O/Dl6CO=0.1-0.9s, of which 0
.. The fact that the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention exhibits a characteristic of 12 to 0.8 is due to the fact that the reactive sites (ortho and para positions) of the phenol skeleton are significantly affected by methylene bonds or methylol groups. Indicates the fact that it is moderately blocked.
従来公知のレゾール樹脂の硬化物は一般に、D99O″
1015/DllOおよびD89O/Dl6OOの双方
或はどちらか一方が本発明において用いられるフェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂の上記特性値の下限よ?りも
低く、またノボラック樹脂のヘキサミンにより硬化物も
またD89。Cured products of conventionally known resol resins are generally D99O″
1015/DllO and/or D89O/Dl6OO are the lower limits of the above characteristic values of the phenol-formaldehyde resin used in the present invention? Also, the novolac resin cured with hexamine has a D89.
/D1&)。の特性値が本発明でa用いられるフェノー
ル●ホルムアルデヒド樹脂の0.09という下限よりも
一般に低い値となる。本発明で用いられる粒状ないし粉
末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂は、元素分析に
よれば実質的に炭素、水素および酸素から成り、下記組
成(全体で10鍾量%)
を有することも明らかとされている。/D1&). The characteristic value of is generally lower than the lower limit of 0.09 of the phenol-formaldehyde resin used in the present invention. According to elemental analysis, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is found to consist essentially of carbon, hydrogen, and oxygen, and to have the following composition (total weight: 10%): .
上記の粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド
樹脂はさらに、液体クロマトグラフィーによる測定値と
して遊離フェノール含有量が500ppm以下てあり、
好適な製品は該遊離フェノール含有量が400ppm以
下、就中300ppm以下である。The above granular or powdered phenol formaldehyde resin further has a free phenol content of 500 ppm or less as measured by liquid chromatography,
Preferred products have a free phenol content of less than 400 ppm, especially less than 300 ppm.
前記特公昭53−42077号に開示された方法により
得られる粒状ないし粉末状樹脂は0.3〜約6,重量%
という極めて多量の遊離フェノールを含有するのに対し
て、本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノール●
ホルムアルデヒド樹脂の遊離フェノール含有量はこのよ
うに極めて少量てあり、それ故その取扱いが極めて容易
であり且つ安全である。本発明で用いられる粒状ないし
粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂は、後に記述
する製造方法に従つて硬化反応がそれ程充分に進行して
ないもの、或いは硬化反応が比較的進行したもののいず
れの状態をとることもできる。The granular or powdered resin obtained by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-42077 contains 0.3 to about 6% by weight.
In contrast, the granular or powdered phenol used in the present invention contains an extremely large amount of free phenol.
The free phenol content of formaldehyde resins is thus extremely low, making its handling extremely easy and safe. The granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention may be in either a state in which the curing reaction has not progressed sufficiently or in which the curing reaction has progressed relatively, according to the manufacturing method described later. You can also do it.
その結果、本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂には、熱的には、後に記載
した加熱融着測定法に従つて100℃の温度で5分間加
圧した場合に、(a)少くともその1部が融着して塊状
ないし板状体となるもの、及び(b)実質的に溶融又は
溶着せずに粒状ないし粉末状の形態をとるものの双方が
含まれる。上記(a)の粒状ないし粉末状フェノール●
ホルムアルデヒド樹脂は、その10Vを、実質的に無水
のメタノール500m1中で、加熱還流した場合に、下
記式式中、WOは使用した該樹脂の重量(q)、 W1
は加熱還流後に残存した該樹脂の重 量(y)、
Sは該樹脂のメタノール溶解度(重量
%)
を示す、
で表わされるメタノール溶解度が2瞠量%以上を示す。As a result, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention has thermal properties such as (a ) At least a portion of the material is fused to form a lump or a plate, and (b) it is not substantially melted or welded and takes the form of granules or powder. Granular or powdered phenol of (a) above●
When the formaldehyde resin is heated to reflux at 10 V in 500 ml of substantially anhydrous methanol, the following formula is obtained: WO is the weight (q) of the resin used, W1
is the weight (y) of the resin remaining after heating and refluxing, and S is the methanol solubility (wt%) of the resin.
また、本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノール
・ホルムアルデヒド樹脂は、後述する製造方法から明ら
かなとおり、反応系内に含窒素塩基性化合物あるいは親
水性高分子化合物を実質的に含有しない製造方法により
製造されるため、通常含窒素塩基性化合物あるいは親水
性高分子化合物を実質的に含有していない。このような
含窒素塩基性化合物や親水性高分子化合物は、炭化焼成
の際しばしば炭素成形体にクラックやガスぶくれを発生
させる原因となる。本発明において用いられる上記粒状
ないし粉末状フェノール◆ホルムアルデヒド樹脂は、(
イ)下記組成、
塩酸(HCl)濃度が5〜28重量%、(好ましくは1
0〜25重量%、就中15〜2踵量%)、ホルムアルデ
ヒド(HCHO)濃度が3〜25重量%(好ましくは5
〜2唾量%、就中7〜15重量%)で、且つ塩酸とホル
ムアルデヒドの合計濃度が15〜40重量%(好ましく
は20〜35重量%、就中25〜32重量%)である塩
酸−ホルムアルデヒド浴に、
(ロ)下記式、
浴比=上記塩酸−ホルムアルデヒド浴の1
フェノール類の重量
で表わされる浴比が少くとも8以上(好ましくは10以
上、就中15〜40)となるように維持して、(ハ)該
塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノール類を接触させ、
且つこの接触を、フェノール類が該浴と接触した後白濁
を生成し(好ましくは白濁を生成する前に透明溶液を形
成し)、然る後少くともピング色の粒状ないし粉末状の
固形物が形成されるように行うことによつて製造するこ
とができる。Furthermore, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is manufactured by a manufacturing method that does not substantially contain nitrogen-containing basic compounds or hydrophilic polymer compounds in the reaction system, as is clear from the manufacturing method described below. Since it is manufactured, it usually does not substantially contain nitrogen-containing basic compounds or hydrophilic polymer compounds. Such nitrogen-containing basic compounds and hydrophilic polymer compounds often cause cracks and gas blisters in the carbon molded body during carbonization firing. The above granular or powdered phenol◆formaldehyde resin used in the present invention is (
b) The following composition, hydrochloric acid (HCl) concentration of 5 to 28% by weight, (preferably 1
0 to 25% by weight, especially 15 to 2% by weight), formaldehyde (HCHO) concentration is 3 to 25% by weight (preferably 5% by weight).
-2% by weight, especially 7-15% by weight), and the total concentration of hydrochloric acid and formaldehyde is 15-40% by weight (preferably 20-35% by weight, especially 25-32% by weight). In the formaldehyde bath, (b) the following formula, bath ratio = 1 of the above hydrochloric acid-formaldehyde bath
(c) bringing the phenol into contact with the hydrochloric acid-formaldehyde bath while maintaining the bath ratio expressed by weight of the phenol to be at least 8 or more (preferably 10 or more, especially 15 to 40);
and this contact is carried out so that the phenol forms a white cloud after contact with the bath (preferably a clear solution is formed before forming a white cloud), and then at least a pink granular or powdery solid is formed. It can be manufactured by performing a process such that it is formed.
上記(1)の塩酸−ホルムアルデヒド浴の組成としては
、上記イ,口,ハの3条件の他に、さらに条件二として
、が少くとも2以上、殊に2.5以上、就中3以上とな
るようにすることが好適である。Regarding the composition of the hydrochloric acid-formaldehyde bath in (1) above, in addition to the three conditions (a), (c), and (c) above, condition 2 is such that the composition is at least 2 or more, especially 2.5 or more, especially 3 or more. It is preferable to do so.
上記条件二のモル比の上限は特に限定されないが、20
以下、特に15以下が好適である。上記モル比は特に4
〜15.就中8〜10が好適である。上記製造法の特徴
は、かように塩酸(HCl)濃度が可成り高濃度でしか
もフェノール類に対してホルムアルデヒドを過剰に含有
する塩酸−ホルムアルデヒド水浴液の浴を、浴比が8以
上、好ましくは10以上という大きな比率でフェノール
類と接触させることにある。かようなフェノ−ルーホル
ムアルデヒドの反応条件は、既述のとおり従来公知のノ
ボラック樹脂およびレゾール樹脂製造の反応条件とは根
本的に異つている。塩酸−ホルムアルデヒド浴にフェノ
ール類を添加して白濁を生成する前の段階においては、
該浴を攪拌して添加したフェノール類と該浴とがなるべ
く均一な透明溶液を形成するようにし、また白濁が生成
した時点以降淡いピング色の固形物が形)成されるまで
の期間は該浴(反応液)に例えば攪拌の如き機械的剪断
力を与えないようにすることが好ましい。The upper limit of the molar ratio in the above condition 2 is not particularly limited, but is 20
Below, 15 or less is particularly suitable. The above molar ratio is especially 4
~15. Of these, 8 to 10 are preferred. The feature of the above production method is that a hydrochloric acid-formaldehyde aqueous bath having a fairly high concentration of hydrochloric acid (HCl) and containing an excess of formaldehyde relative to phenols is used, preferably at a bath ratio of 8 or more. The purpose is to contact the phenols at a large ratio of 10 or more. As mentioned above, such reaction conditions for phenol-formaldehyde are fundamentally different from the reaction conditions for producing conventionally known novolac resins and resol resins. At the stage before adding phenols to the hydrochloric acid-formaldehyde bath to generate cloudiness,
The bath is stirred so that the added phenols and the bath form a transparent solution as uniform as possible, and the period from the time when white turbidity is formed until the formation of a pale pink solid is as follows. It is preferable not to apply mechanical shearing force such as stirring to the bath (reaction liquid).
添加するフェノール類は、フェノール類そのものでもよ
いが、フェノールをホルマリン、塩酸水門溶液或は水等
で希釈したものでもよい。The phenol to be added may be the phenol itself, or may be a diluted phenol with formalin, hydrochloric acid sluice solution, water, or the like.
また、フェノール類(又はその希釈溶液)を添加する際
の塩酸一ホルムアルデヒド浴の温度は90℃以下、特に
70℃以下の温度が好適である。Further, the temperature of the hydrochloric acid monoformaldehyde bath when adding phenols (or a diluted solution thereof) is preferably 90°C or lower, particularly 70°C or lower.
該浴の温度が40℃以上、殊に50′C以上に高い場合
は、)フェノール類とホルムアルデヒドとの反応速度は
大となるから、フェノール類を殊に該ホルマリン溶液で
希釈した希釈溶液として該浴に添加するのが好適である
。またこの場合には、反応速度が大であるから、フェノ
ール類殊にその希釈溶液を細流又はなるべく微小の細滴
の形で該浴と接触せしめるのが好ましい。該浴温が40
℃以上、殊に50℃以上に高い場合には、この浴にフェ
ノール類又はその希釈溶液を接触すると、該浴温が高け
れば高い程フェノール類とホルムアルデヒドとの反応速
度は大となり、該接触の後数分以内の短時間或は瞬時に
白濁が生成し、且つ急速にピング色の粒状ないし粉末状
の固形物が形成される。When the temperature of the bath is higher than 40°C, especially higher than 50'C, the rate of reaction between phenols and formaldehyde becomes high. Preferably, it is added to the bath. Also in this case, since the reaction rate is high, it is preferred that the phenol, especially its dilute solution, be brought into contact with the bath in the form of a trickle or preferably fine droplets. The bath temperature is 40
℃ or higher, especially 50℃ or higher, when phenols or their diluted solutions are brought into contact with this bath, the higher the bath temperature, the faster the rate of reaction between phenols and formaldehyde. A white turbidity forms within a short time or instantaneously within several minutes, and a pink-colored granular or powdery solid is rapidly formed.
塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度を40℃以下、好まし
くは5ア〜35℃殊に100〜30℃に保ち、この浴に
フェノール類又はその前記希釈溶液、好ましくは水によ
る希釈溶液を添加し、白濁が生成した後ほぼ50℃以下
、好ましくは45℃以下の温度で所望の反応を完了した
粒状ないし粉末状固形物は、硬化反応がそれ程充分に進
行していないから、一般に後述する100℃熱融着試験
において熱融着性を示すものとなる。The temperature of the hydrochloric acid-formaldehyde bath is maintained at 40°C or less, preferably 5°C to 35°C, especially 100°C to 30°C, and phenols or the diluted solution thereof, preferably water, are added to this bath to prevent cloudiness. For granular or powdered solids that have undergone the desired reaction at a temperature of approximately 50°C or lower, preferably 45°C or lower, the hardening reaction has not progressed sufficiently, so they are generally heat-sealed at 100°C as described below. It shows heat fusion properties in the test.
他方、該塩酸−ホルムアルデヒド浴の温度を40℃以下
、好ましくは15ル〜35′Cに保ち、この浴に添加す
べきフェノール類又はその前記希釈溶液の実質的全量を
攪拌下に添加して透明溶液を形成させ、しかる後非攪拌
状態で白濁を生成させ、次いて昇温又は昇温することな
く淡ピング色の粒状ないし粉末状の固形物を生成させ、
この固形物を50−℃よりも高い温度、好ましくは70
0〜95℃の温度に加熱して所望の反応を完了したもの
は、硬化反応がより進行するから、100′Cの熱融着
性は低下するか又は実質的になくなり、或はより高温例
えは200℃における熱融着性を示すもの又はそのよ.
うな高温においても熱融着性を実質的に有しないものと
なる。On the other hand, the temperature of the hydrochloric acid-formaldehyde bath is maintained at 40° C. or lower, preferably 15° C. to 35° C., and substantially the entire amount of the phenol to be added or the diluted solution thereof is added to the bath under stirring to obtain a transparent solution. Forming a solution, then producing a white turbidity under non-stirring conditions, and then producing a light pink granular or powdery solid with or without increasing the temperature;
This solid is heated at a temperature above 50-°C, preferably at 70°C.
When the desired reaction is completed by heating to a temperature of 0 to 95°C, the curing reaction progresses more, so the heat fusion properties at 100'C are reduced or substantially eliminated, or even at higher temperatures, e.g. indicates thermal adhesiveness at 200°C or similar.
Even at such high temperatures, it has substantially no heat fusion properties.
上記方法で用いるフェノール類としては、フェノールが
最も好適てあるが、少くとも5睡量%特に少くとも7呼
量%のフェノールを含有するもの5であればo−クレゾ
ール、m−クレゾール、p−クレゾール、ビス−フェノ
ールA,.O−、m一又はP−C2〜C4アルキルフェ
ノール、p−フェニルフェノール、キシレノール、レゾ
ルシノール等公知のフェノール誘導体の1種又はそれ以
上との1混合物であつてよい。The most suitable phenol to be used in the above method is phenol, but those containing at least 5% phenol, particularly at least 7% phenol, include o-cresol, m-cresol, p-cresol, and p-cresol. Cresol, bis-phenol A, . It may be a mixture with one or more of the known phenol derivatives such as O-, m- or P-C2-C4 alkylphenol, p-phenylphenol, xylenol, resorcinol.
以上の如くして該浴中に生成し、所望の反応が完了した
粒状ないし粉末状のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂
の固形物は、該塩酸−ホルムアルデヒド浴から分離し、
これを水洗い、好ましくは付着する塩酸をアルカリ水溶
液、例えばアンモニア水又はメタノール性アンモニア水
で中和し更に水洗することによつて所望の製品とするこ
とができる。The granular or powdery phenol-formaldehyde resin solids produced in the bath as described above and in which the desired reaction has been completed are separated from the hydrochloric acid-formaldehyde bath,
The desired product can be obtained by washing the product with water, preferably neutralizing the adhering hydrochloric acid with an alkaline aqueous solution, such as aqueous ammonia or methanolic aqueous ammonia, and then washing with water.
この場合、反応が完結するまで50℃以下の温度を維持
して得られた固形物は、一般にメタノールに対する溶解
性が高いので、中和にはアンモニア水を用いるのが好ま
しい。本発明方法は、上記粒状ないし粉末状のフェノノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂の単独又は該粒状ないし粉
末状樹脂を少くとも含有する樹脂組成物から熱成形によ
り前駆成形体を製造することにより先ず行なわれる。In this case, it is preferable to use aqueous ammonia for neutralization since the solid material obtained by maintaining the temperature at 50° C. or lower until the reaction is completed generally has a high solubility in methanol. The method of the present invention is carried out by first producing a precursor molded body by thermoforming from the above granular or powdered phenol formaldehyde resin alone or a resin composition containing at least the granular or powdered resin.
単独で用いられる上記粒状ないし粉末状のフェノール・
ホルムアルデヒド樹脂又は上記樹脂組成物は当然に熱成
形可能でなければならない。The above granular or powdered phenol used alone
The formaldehyde resin or the resin composition described above must naturally be thermoformable.
単独で用いられる上記粒状ないし粉末状のフェノール・
ホルムアルデヒド樹脂としては、それ故、加熱融着測定
法に従つて100℃の温度で5分間保持した場合に少く
ともその一部が融着するものである前記した(a)のフ
ェノール●ホルムアルデヒド樹脂又はこの(a)のフェ
ノール・ホルムアルデヒド樹脂と同様な加熱融着測定法
に従つて実質的に溶融又は融着しないものである前記し
た(b)のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂との混合
物が好ましく用いられる。後者(混合物)の場合、(b
)のフェノール●ホルムアルデヒド樹脂はフィラーとし
てそして(a)のフェノール●ホルムアルデヒド樹脂は
バインダーとして前駆成形体において作用している。粒
状ないし粉末状フェノール●ホルムアルデヒド樹脂を含
有する上記樹脂組成物の場合には、該フェノール・ホル
ムアルデヒド樹脂はこれに対し必ずしも加熱融着測定法
に従つて少くともその1部が融着する性質のもの(a)
又はそれ(a)と(b)との混合物である必要はない。The above granular or powdered phenol used alone
As a formaldehyde resin, therefore, the above-mentioned phenol-formaldehyde resin (a) is one that is at least partially fused when held at a temperature of 100°C for 5 minutes according to the thermal fusion measurement method. A mixture with the above-mentioned phenol-formaldehyde resin (b) which does not substantially melt or fuse according to the same thermal fusion measurement method as the phenol-formaldehyde resin (a) is preferably used. In the latter case (mixture), (b
The phenol-formaldehyde resin of (a) acts as a filler and the phenol-formaldehyde resin of (a) acts as a binder in the precursor molding. In the case of the above resin composition containing a granular or powdered phenol-formaldehyde resin, the phenol-formaldehyde resin must have the property that at least a part of it fuses according to the thermal fusion measurement method. (a)
Or it does not need to be a mixture of (a) and (b).
すなわち、該樹脂組成物が、粒状ないし粉末状フェノー
ル●ホルムアルデヒド樹脂以外にそれが存在するために
熱成形が可能となるバインダーを含有する限り、該粒状
ないし粉末状フェノール●ホルムアルデヒド樹脂は融着
性のもの(a)である必要はない。換言すれば、粒状な
いし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂は、バイ
ンダーとして作用しうる他の樹脂が存在するならは、融
着性のもの(a)であつても、溶融又は融着しないもの
(b)であつても同様に用いられる。前述したところか
ら明らかなとおり、本発明において重要なことは、上記
粒状ないし粉末状フェノrル・ホルムアルデヒド樹脂を
前駆成形体の構成成分として使用するということであつ
て、該樹脂が前駆成形体にとつてフィラーであるがバイ
ンダーであるかということではない。That is, as long as the resin composition contains, in addition to the granular or powdered phenol-formaldehyde resin, a binder that enables thermoforming due to its presence, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin has a fusible property. It does not have to be thing (a). In other words, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin may be fusible (a) but not meltable or fusible (b) if there is another resin that can act as a binder. It is also used in the same way. As is clear from the foregoing, what is important in the present invention is that the granular or powdered phenol formaldehyde resin is used as a component of the precursor molded body, and that the resin is used in the precursor molded body. It is a filler, but not a binder.
融着性であるか(a)そうでないか(b)は前駆成形体
を製造する上では考慮しなければならないが、(a)又
は(b)のいずれの粒状ないし粉末状フェノール●ホル
ムアルデヒド樹脂を用いようとも炭化焼成によつて優れ
た強度と優れた硬度を有する炭素成形体を与えることに
変わりはない。本発明方法において、前記前駆成形体が
粒状ないし粉末状フェノール●ホルムアルデヒド樹脂単
独から成り且つ該粒状ないし粉末状樹脂が融着性を有す
るもの(a)と融着性を有さないもの(b)との混合物
である場合、上記融着性を有するもの(a)は全体の少
くとも10重量%、より好ましくは2鍾量%、特に3鍾
量%を占める。Whether it is fusible (a) or not (b) must be considered when manufacturing the precursor molded body, but either (a) or (b) granular or powdered phenol/formaldehyde resin can be used. Regardless of the use, carbonization and firing will still yield a carbon molded body with excellent strength and hardness. In the method of the present invention, the precursor molded body is composed of a granular or powdered phenol-formaldehyde resin alone, and the granular or powdered resin has fusibility (a) and (b) it does not have fusibility. In the case of a mixture with the above-mentioned fusion bonding property, (a) accounts for at least 10% by weight of the total weight, more preferably 2% by weight, especially 3% by weight.
本発明方法において、粒状ないし粉末状フェノール・ホ
ルムアルデヒド樹脂を少くとも含有する樹脂組成物は、
該粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂
以外にさらに他の炭素化材料を含有することができる。
上記炭素化材料は硬化性樹脂(第1の炭素化材料)であ
ることができる。第1の炭素化材料としては熱硬化性樹
脂が好ましい。例えばレゾール樹脂、ノボラック樹脂、
エポキシ樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂又は炭素樹脂
等が好ましく用いられる。これらの炭素化材料はバイン
ダーとして作用し得るので、このような炭素化材料を用
いる場合には、一緒に用いる粒状ないし粉末状フェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂は融着性を有するもの(a)
であつても有さないもの(b)であつてもよい。いずれ
の粒状ないし粉末状フェノール●ホルムアルデヒド樹脂
であつても、これらの樹脂はフェノール類の初期反応生
成物である白濁状微小粒子がさらにホルムアルデヒドと
反応して生長したものであるから、炭素の含有率が高く
、常温では極めて安定で、しかもそれ自体相当量のメチ
ロール基を含有するから加熱した際に反応性を示し、上
記第1の炭素化材料と一体化した前駆体を与える。また
、本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノール●ホ
ルムアルデヒド樹脂は、上記のとおり非常に微粒であつ
て大きな表面積を有するから、第1の炭素化材料と均一
に分散し合うことが容易であり、そのため比較的少い量
で用いても炭化焼成によつて、高い炭化収率で気密性に
優れ且つガスぶくれ等を有さない炭素成形体を与える。
本発明方法において用いられる粒状ないし粉末状フェノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂が炭素化材料として優れて
いる事実は、例えば1000℃の温度で前駆成形体を炭
化焼成した場合、前駆成形体がレゾール樹脂硬化体のと
きには炭化収率50〜54重量%であるのに対し、前駆
成形体が上記粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアル
デヒド樹脂単独から成るかあるいはレゾール樹脂5踵量
部(固形分として)と上記粒状ないし粉末状フェノール
・ホルムアルデヒド樹脂5呼量部との混合物から成ると
きには炭化収率60〜7鍾量%であることから明らかで
ある。本発明で用いられる粒状ないし粉末状フェノール
・ホルムアルデヒド樹脂を前駆成形体とせずに粒状ない
し粉末状のままで同温度で炭化焼成した場合の炭化収率
が54〜5鍾量%である事実をも勘案すれば、本発明て
用いられる粒状ないし粉末状フェノール●ホルムアルデ
ヒド樹脂は、それ自体で反応性を有すると共に他の樹脂
とも反応性を有するため前駆成形体から高い炭化収率で
炭素成形体を与えるものと信じられる。上記第1の炭素
化材料は、上記粒状ないし粉末状フェノール●ホルムア
ルデヒド樹脂と混合し熱・成形して製造した前駆成形体
を炭化焼成したとき、該炭素化材料のみからなる前駆成
形体を炭化焼成したときよりも高い炭化収率で炭素成形
体を与え得るものと云える。樹脂組成物に用いられる炭
素化材料は更に第2・の炭素化材料であることもできる
。In the method of the present invention, the resin composition containing at least granular or powdered phenol formaldehyde resin is
In addition to the granular or powdered phenol-formaldehyde resin, other carbonized materials may be contained.
The carbonized material may be a curable resin (first carbonized material). Thermosetting resin is preferred as the first carbonized material. For example, resol resin, novolak resin,
Epoxy resin, furan resin, melamine resin, carbon resin, etc. are preferably used. These carbonized materials can act as binders, so when using such carbonized materials, the granular or powdered phenol/formaldehyde resin used together must have fusibility (a)
(b) may be present or absent. Regardless of the granular or powdered phenol-formaldehyde resin, these resins are the product of cloudy microparticles, which are the initial reaction product of phenols, which react with formaldehyde and grow, so the carbon content is low. is high and extremely stable at room temperature, and since it itself contains a considerable amount of methylol groups, it exhibits reactivity when heated, providing a precursor that is integrated with the first carbonized material. In addition, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is very fine and has a large surface area as described above, so it is easy to uniformly disperse with the first carbonized material. Therefore, even if it is used in a relatively small amount, by carbonization firing, a carbon molded body with a high carbonization yield, excellent airtightness, and no gas blisters can be obtained.
The fact that the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the method of the present invention is excellent as a carbonization material is that when the precursor molded body is carbonized and fired at a temperature of 1000°C, for example, when the precursor molded body is a cured resol resin body, The carbonization yield is 50 to 54% by weight, whereas the precursor molded body consists of the above granular or powdered phenol/formaldehyde resin alone, or 5 parts of resol resin (as solid content) and the above granular or powdered phenol. - It is clear that when the mixture is made of a mixture with 5 parts of formaldehyde resin, the carbonization yield is 60-7% by weight. It is also known that when the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is carbonized and fired at the same temperature without using it as a precursor molded body, the carbonization yield is 54 to 5% by weight. Taking this into consideration, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin used in the present invention is reactive on its own and with other resins, so it can give a carbon molded body from a precursor molded body with a high carbonization yield. I can believe it. When the first carbonized material is mixed with the granular or powdered phenol/formaldehyde resin, heated and molded, and carbonized and fired, the precursor molded body made only of the carbonized material is carbonized and fired. It can be said that it is possible to give a carbon molded body with a higher carbonization yield than when using this method. The carbonized material used in the resin composition can also be a second carbonized material.
第2の炭素化材料としては、例えばコークス、無煙炭、
粘結歴青炭、ピッチ又は熱硬化性樹脂の硬化物が好まし
く用いられる。この第2の炭素化材料は粒状ないし粉末
状フエ)−ル・ホルムアルデヒド樹脂とは第1の炭素化
材料と比較して比較的反応性に乏しいが、それ自体既に
相当程度炭化しているかあるいは比較的高い炭化収率を
与え得るものと云える。Examples of the second carbonized material include coke, anthracite,
Caking bituminous coal, pitch, or a cured product of thermosetting resin is preferably used. This second carbonized material has relatively low reactivity with the granular or powdered formaldehyde resin compared to the first carbonized material, but is itself already carbonized to a considerable extent or is relatively less reactive than the first carbonized material. It can be said that this method can provide a high carbonization yield.
コークス、無煙炭、熱硬化性樹脂の硬化物はフィラーと
して、ピッチはバインダーとして、そして粘結歴青炭は
フィラーとして又はバインダーとして、前駆成形体にお
いて作用せしめることができる。また、樹脂組成物に用
いられる炭素化材料はさらに第3の炭素化材料であるこ
ともできる。Coke, anthracite, and cured thermosetting resins can act as fillers, pitch as binders, and caking bituminous coal as fillers or binders in the precursor moldings. Moreover, the carbonized material used in the resin composition can also be a third carbonized material.
第3の炭素化材料としては、第1には炭水化物、炭水化
物の誘導体又は炭水化物を主成分とする天然物例えばセ
ルローズ(レーヨン)、デンプン、糖の如き炭水化物、
カルボキシメチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルロ
ーズ、アセチルセルローズの如き炭水化物の誘導体ある
いは木粉、リンター、ヤシガラ、モミガラ、穀物粉の如
き炭水化物を主成分とする天然物;第2には熱可塑性樹
脂例えばポリアミド、ポリビニルアセテート、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン又はポリアクリロニトリル系樹脂、
あるいは硬化性樹脂の硬化物以外の熱不融性樹脂例えば
ポリビニルアルコール又はポリビニルホルマール等が好
ましく用いられる。上記第3の炭素化材料は、一般に炭
化収率が低く、これを用いた前駆成形体を炭化焼成して
得られた炭素成形体に、空隙を与え且つしはしば活性化
された内壁を持つ空隙を与える。すなわち、炭素成形体
は多孔質体として得られる。本発明方法によれば、この
ような多孔質体として炭素成形体を得た場合においてさ
え、一般に高い強度と高い硬度とを有する炭素成形体を
製造することができる。本発明方法において、粒状ない
し粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を少くとも
含有する樹脂組成物は前記炭素成形体と独立にさらに無
機充填剤を含有することができる。As the third carbonized material, firstly, carbohydrates, carbohydrate derivatives, or natural products containing carbohydrates as main components, such as carbohydrates such as cellulose (rayon), starch, and sugar;
Carbohydrate derivatives such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, acetyl cellulose, or carbohydrate-based natural products such as wood flour, linters, coconut husk, rice husk, and grain flour; secondly, thermoplastic resins such as polyamide and polyvinyl acetate; , vinyl chloride, vinylidene chloride or polyacrylonitrile resin,
Alternatively, heat-infusible resins other than cured products of curable resins, such as polyvinyl alcohol or polyvinyl formal, are preferably used. The third carbonized material generally has a low carbonization yield, and a carbon molded body obtained by carbonizing and firing a precursor molded body using the third carbonized material has voids and often an activated inner wall. Give a void to have. That is, the carbon molded body is obtained as a porous body. According to the method of the present invention, even when a carbon molded body is obtained as such a porous body, it is possible to produce a carbon molded body that generally has high strength and high hardness. In the method of the present invention, the resin composition containing at least a granular or powdered phenol-formaldehyde resin may further contain an inorganic filler independently of the carbon molded article.
無機充填材は上記炭素化材料と異なり前駆成形体を炭化
焼成した際にも炭化されることなく炭素成形体中にその
ままの組成であるいは還元されて残存するものてある。Unlike the above carbonized materials, the inorganic filler remains in the carbon molded body as it is or after being reduced without being carbonized even when the precursor molded body is carbonized and fired.
かかる無機充填材は、それ故得られる炭素成形体中に残
存することにより該炭素成形体に対し耐熱性、半導電性
などの特性を付与するかあるいは該炭素成形体のある種
の特性を積極的に改善する際に用いられる。例えば、シ
リカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、炭酸カルシウム、
ケイ酸カルシウムあるいは貴金属、例えば金、銀、パラ
ジウム、白金等をあげることがてきる。貴金属を含有す
る多孔質の炭素成形体は、そのような貴金属が触媒とし
て用いられる反応に対し触媒として用いることができる
。本発明方法において、粒状ないし粉末状フェノール●
ホルムアルデヒド樹脂を少くとも含有する上記樹脂組成
物は、(1)粒状ないし粉末状フェノール●ホルムアル
デヒド樹脂および
(11)硬化性樹脂(第1の炭素化材料)および/また
は
(Iii)上記第2又は第3の炭素化材料又は無機充填
剤から成るものと理解することができる。Therefore, such inorganic fillers, by remaining in the carbon molded body obtained, impart properties such as heat resistance and semiconductivity to the carbon molded body, or positively improve certain properties of the carbon molded body. It is used to improve the situation. For example, silica, alumina, silica/alumina, calcium carbonate,
Mention may be made of calcium silicates or precious metals such as gold, silver, palladium, platinum, etc. Porous carbon molded bodies containing noble metals can be used as catalysts for reactions in which such noble metals are used as catalysts. In the method of the present invention, granular or powdered phenol●
The above-mentioned resin composition containing at least formaldehyde resin comprises (1) granular or powdered phenol-formaldehyde resin and (11) curable resin (first carbonized material) and/or (Iiii) the above-mentioned second or 3 carbonized materials or inorganic fillers.
本発明方法において、前記前駆成形体が上記樹脂組成物
から成る場合には、上記粒状ないし粉末状フェノール・
ホルムアルデヒド樹脂が全組成物の少くとも1鍾量%を
占め、且つ上記粒状ないし粉末状フェノール●ホルムア
ルデヒド樹脂の熱成形可能なもの(前記した(a)の樹
脂)および/または上記第2の炭素化材料の単独または
合計量が全組成物の少くとも2唾量%を占めることが好
ましい。In the method of the present invention, when the precursor molded body is made of the resin composition, the granular or powdery phenol
The formaldehyde resin occupies at least 1 weight % of the total composition, and the granular or powdered phenol described above, the thermoformable formaldehyde resin (resin (a) described above) and/or the second carbonized Preferably, the ingredients alone or in total amount to at least 2% by volume of the total composition.
より好ましくは、上記粒状ないし粉末状フェノール・ホ
ルムアルデヒド樹脂が全組成物の少くとも2鍾量%を占
め且つ熱成形可能な粒状ないし粉末状フェノール・ホル
ムアルデヒド樹脂および/または上記第2の炭素化材料
の単独または合計量が全組成物の少くとも30重量%を
占める。More preferably, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin accounts for at least 2 weight percent of the total composition and the thermoformable granular or powdered phenol-formaldehyde resin and/or the second carbonized material Alone or in combined amounts, they represent at least 30% by weight of the total composition.
就中、上記粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデ
ヒド樹脂が全組成物の3睡量%を占め且つ熱成形可能な
粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド樹脂お
よび/または上記第2の炭素化材料の単独または合計量
が全組成物の少くとも4呼量%を占めるのが特に好まし
い。本発明方法は、上記した如く、粒状ないし粉末状の
フェノール●ホルムアルデヒド樹脂単独又は粒状ないし
粉末状のフェノール●ホルムアルデヒド樹脂を少くとも
含有する樹脂組成物から熱成形により先ず前駆成形体を
製造する。In particular, the granular or powdered phenol-formaldehyde resin accounts for 3% by weight of the total composition, and the thermoformable granular or powdered phenol-formaldehyde resin and/or the second carbonized material are used alone or in combination. It is particularly preferred that the amount accounts for at least 4% by weight of the total composition. In the method of the present invention, as described above, a precursor molded body is first produced by thermoforming from a granular or powdered phenol-formaldehyde resin alone or a resin composition containing at least a granular or powdered phenol-formaldehyde resin.
上記樹脂組成物は、上記した如き各種の構成成分を例え
ば、ミキサー、ニーダー、ローラー等によりそれ自体公
知の方法で混合して製造することができる。The resin composition can be produced by mixing the various constituent components as described above, for example, using a mixer, kneader, roller, etc., by a method known per se.
前駆成形体を熱成形により成形するには、粒状ないし粉
末状フェノール●ホルムアルデヒド樹脂単独の場合には
融着する成分(a)が少くとも融解する温度以上の温度
(例えば約50〜約200℃)で、上記樹脂組成物の場
合にはその中のバインダー成分か少くとも融解する温度
以上の温度(例えば約100〜約150′C)で、それ
自体公知の方法例えば射出成形、ブレス成形又は金型成
形等により、所望の形状に加熱・加圧すればよい。In order to mold the precursor molded body by thermoforming, in the case of granular or powdered phenol/formaldehyde resin alone, the temperature is at least at least the temperature at which the component (a) to be fused is melted (for example, about 50 to about 200°C). In the case of the above-mentioned resin composition, the resin composition may be processed by a method known per se, such as injection molding, press molding, or molding, at a temperature at least higher than the temperature at which the binder component therein melts (for example, about 100 to about 150'C). What is necessary is just to heat and pressurize it into a desired shape by molding etc.
これらの熱成形はいずれも外部加熱によるが、本発明に
よれば、それ自体て又は他の樹脂と反応性を有し且つ非
常に小粒て大きい表面積を有する粒状ないし粉末状フェ
ノール●ホルムアルデヒド樹脂を用いているために、粒
状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒド単独を用
いた場合はもちろん樹脂組成物を用いた場合にも他の樹
脂と相互に均一に分散し合い且つ加熱により均一に反応
するため、得られた前駆成形体は内部まで実質的に均一
に硬化せしめられ、炭化焼成の際に炭素成形体にクラッ
クやガスぶくれを生ずるような分解ガスを発生しない。All of these thermoforming methods involve external heating, but according to the present invention, a granular or powdered phenol-formaldehyde resin that is reactive with itself or with other resins and has very small particles and a large surface area is used. Therefore, not only when granular or powdered phenol/formaldehyde is used alone, but also when a resin composition is used, it is mutually uniformly dispersed with other resins and reacts uniformly with heating, so that it can be obtained. The precursor molded body is hardened substantially uniformly to the inside, and no decomposed gases that would cause cracks or gas blisters in the carbon molded body are generated during carbonization firing.
レゾール樹脂のみを用いて製造した前駆成形体は、これ
に対し、外部加熱により熱が付与される表面部と熱が伝
わり難い内部とでは硬化の程度が異なるため、多くの場
合表面部が完全に硬化されしかしながら内部が未硬化で
ある、炭素成形体用としては望ましくない成形体となる
。すなわち、内部が未硬化である前駆成形体を炭化焼成
すると、その際内部から分解ガスを発生し、クラックや
ガスぶくれを有する炭素成形体を与えることになる。本
発明方法は、次いで上記前駆成形体を炭化焼成すること
により行なわれる。In contrast, in the case of precursor molded bodies manufactured using only resol resin, the degree of curing differs between the surface area where heat is applied by external heating and the interior area where heat is difficult to transmit, so in many cases the surface area is completely cured. This results in a molded product that is cured but has an uncured interior, which is not desirable for use as a carbon molded product. That is, when a precursor molded body whose inside is uncured is carbonized and fired, decomposition gas is generated from the inside, resulting in a carbon molded body having cracks and gas blisters. The method of the present invention is then carried out by carbonizing and firing the precursor molded body.
炭化焼成は好ましくは約450′C以上の温度で、より
好ましくは約500′C〜約2500℃の間の温度で実
施される。The carbonization calcination is preferably carried out at a temperature of about 450'C or higher, more preferably between about 500'C and about 2500C.
また、炭化焼成は、非酸化性雰囲気下、通常分子状酸素
を実質的に含まない雰囲気下、例えば窒素、ヘリウム、
水素および一酸化炭素から選ばれる少くとも1種を主た
る雰囲気の気体として含有する雰囲気下て実施する。炭
化焼成を実施する際の適切な昇温速度は、前駆成形体の
厚みあるいは気密性によつて異なる。Carbonization firing is performed under a non-oxidizing atmosphere, usually an atmosphere that does not substantially contain molecular oxygen, such as nitrogen, helium,
The test is carried out in an atmosphere containing at least one selected from hydrogen and carbon monoxide as the main atmospheric gas. An appropriate temperature increase rate when performing carbonization firing differs depending on the thickness or airtightness of the precursor molded body.
一般に、厚みや気密性の大きい前駆成形体となるほど、
ゆつくりと昇温するようにするのが望ましい。昇温速度
は約10′C/時から約2000℃/時に至る。炭化焼
成の温度および雰囲気は、得られる炭素成形体の性質に
与える影響は大きい。In general, the thicker and more airtight the precursor molding, the
It is desirable to raise the temperature slowly. The heating rate is from about 10'C/hour to about 2000C/hour. The temperature and atmosphere of carbonization firing have a large influence on the properties of the obtained carbon molded body.
例えば、水蒸気、二酸化炭素、これらの混合物あるいは
これらと上記した非酸化性ガスとの混合物の雰囲気下で
約700たC〜約1000℃の温度て炭化焼成を実施す
る場合には、比較的比表面積の大きな炭素成形体が得ら
れる。For example, when carrying out carbonization firing at a temperature of about 700°C to about 1000°C in an atmosphere of water vapor, carbon dioxide, a mixture thereof, or a mixture of these and the above-mentioned non-oxidizing gas, the specific surface area is relatively small. A large carbon molded body is obtained.
また、例えば、炭化焼成を約5000C〜約800℃で
実施する場合の条件は半導体の範囲にある導電性を持つ
炭素成形体の製造に好適であり、約800℃〜約200
0℃で実施する場合の条件は、熱交換器用バイブあるい
は電極等に好適な導電性の高い炭素成形体の製造に好適
である。Further, for example, the conditions in which carbonization firing is carried out at about 5000C to about 800C are suitable for producing a carbon molded body with conductivity in the semiconductor range, and at about 800C to about 200C.
The conditions when carried out at 0° C. are suitable for producing a highly conductive carbon molded body suitable for heat exchanger vibes, electrodes, and the like.
本発明方法によれば、既に前述したところから理解でき
るとおり、強度および硬度の高い炭素成形体を、高密度
のものとしてあるいは低密度のものとして(多孔質体と
して)得るか、表面積の大きいものとして得るかあるい
は小さいものとして得るか、半導体の導電性を示すもの
として得るかあるいは導体の導電性を示すものとして得
るか等々は、前駆成形体を構成する構成成分の種類ある
いは量割合によるのはもちろん、前駆成形体の成形条件
(例えば高密度の炭素成形体を得るには高圧下で加熱成
形するのが望ましい)あるいは炭化焼成の条件例えば雰
囲気、温度等によつてある程度の範囲で変えることがで
きる。According to the method of the present invention, as can be understood from the above description, a carbon molded body with high strength and hardness can be obtained as a high-density or low-density (porous body), or a carbon molded body with a large surface area can be obtained. Whether it is obtained as a solid or a small object, whether it is obtained as a substance exhibiting the conductivity of a semiconductor or a substance exhibiting the conductivity of a conductor, etc., depends on the type or amount ratio of the constituent components constituting the precursor molded body. Of course, this can be changed to a certain extent depending on the molding conditions of the precursor compact (for example, it is desirable to heat-form under high pressure to obtain a high-density carbon compact) or the carbonization firing conditions, such as atmosphere, temperature, etc. can.
本発明方法により得られた炭素成形体は、実質的に不定
形炭素からなる。The carbon molded article obtained by the method of the present invention consists essentially of amorphous carbon.
このことはX一線回折l図に回折角(2θ)23〜24
度付近のプロードなピークが存在することによつて確か
められた。また、粒状ないし粉末状フェノール●ホルム
アルデヒド樹脂、特に溶融又は融着しないもの(b)と
バインダーとなる他の樹脂とを用いて本発明方法・に従
つて特に比較的低温で炭化焼成して製造された炭素成形
体は、該炭素成形体を陽極として用いて電解エッチング
処理することにより粒状ないし粉末状の形状の形状の界
面を発現することがある。本発明方法で得られた炭素成
形体は、優れた強度と硬度とを有しまた優れた耐熱性、
耐摩耗性、摺動特性あるいは耐化学薬品性を示す。This means that the diffraction angle (2θ) is 23 to 24 in the X-line diffraction diagram.
This was confirmed by the presence of a broad peak near the temperature. It is also produced by carbonizing and firing at a relatively low temperature according to the method of the present invention using a granular or powdered phenol-formaldehyde resin, especially one that does not melt or fuse (b), and another resin that serves as a binder. The carbon molded body may develop a granular or powder-like interface by electrolytically etching the carbon molded body using the carbon molded body as an anode. The carbon molded article obtained by the method of the present invention has excellent strength and hardness, and also has excellent heat resistance and
Shows wear resistance, sliding properties, or chemical resistance.
それ故、本発明方法で得られた炭素成形体は、例えば軸
受、ギヤー、ベアリング、航空機のブレ−キ、モーター
のブラシ等の摺動材;熱交換器、ラシヒリング、バブラ
ー触媒担体等の耐蝕材;電子装置用ヒーター、ソーラハ
ウス用ヒーター等のヒーター類;真空炉の断熱板、高温
炉用保護管等の断熱材;力性ソーダ用、燃料電池用ある
いは精練用等の電極;半導体、電波反射カサ等の電気;
電子部品;等に好適に使用することができる。Therefore, the carbon molded body obtained by the method of the present invention can be used, for example, in sliding materials such as bearings, gears, bearings, aircraft brakes, and motor brushes; and in corrosion-resistant materials such as heat exchangers, Raschig rings, bubbler catalyst carriers, etc. Heaters such as heaters for electronic equipment and solar house heaters; Insulating materials such as insulation boards for vacuum furnaces and protection tubes for high temperature furnaces; Electrodes for hydric soda, fuel cells, and scouring; Semiconductors, radio wave reflection Electricity such as umbrellas;
It can be suitably used for electronic parts, etc.
また、優れた強度、硬度さらには耐摩耗性等を有するた
め例えばタイプ活字あるいは砥粒として用いることがで
き;優れた耐化学薬品性を有するため例えば生体用骨材
あるいは分析機器ないしはセラミック・ガラス加工用治
具として用いることもできる。更に、大きな比表面積を
有するものあるいは触媒金属を含有もしくは後加工で付
与せしめたものでは、例えばエアフィルター、オゾンフ
ィルター、水フィルター、オイルフィルター等のフィル
ター類;車のキヤニスターニ溶剤回収装置の吸着材ある
いは各種反応の触媒等として好適に使用し得る。In addition, it has excellent strength, hardness, and wear resistance, so it can be used as typesetting or abrasive grains; it has excellent chemical resistance, so it can be used, for example, as biological aggregate, analytical equipment, or ceramic/glass processing. It can also be used as a tool. In addition, filters with a large specific surface area or containing catalytic metals or added through post-processing include filters such as air filters, ozone filters, water filters, and oil filters; adsorbents in car Canistani solvent recovery equipment; It can be suitably used as a catalyst for various reactions.
以下実施例により本発明を更に具体的に詳述する。The present invention will be described in more detail below with reference to Examples.
10.1〜150μ粒子の測定法
1つの試料から約0.1f1のサンプルをサンプリング
する。10. Method for measuring 1-150μ particles: Sample approximately 0.1f1 from one sample.
このようなサンプリングを1つの−試料について異なる
場所から5回行なう。サンプリングした各約0.1yの
サンプルの各1部を、それぞれ顕備鏡観察用スライドグ
ラス上に載せる。Such sampling is carried out five times from different locations for one sample. One part of each approximately 0.1y sampled sample was placed on a slide glass for microscope observation.
スライドグラス上に載せたサンプルは観察を容易とする
ため、できるだけ粒子同.志が重なり合わないように拡
げる。顕微鏡観察は、光学顕微鏡下視野に粒状ないし粉
末状物および/またはその二次凝集物が10〜50個程
度存在する箇処について行うようにする。To facilitate observation of the sample placed on a glass slide, the particles should be kept as similar as possible. Expand your aspirations so that they do not overlap. Microscopic observation is performed at locations where about 10 to 50 granular or powdery substances and/or secondary aggregates thereof are present in the field of view under an optical microscope.
通常倍率1σ〜103倍で観察するのが望まし.い。光
学顕微鏡下視野に存在する全ての粒子の大きさを光学顕
微鏡下視野中のメジャーにより読みとり記録する。0.
1〜150μの粒子の含有率(%)は次式にて求められ
る。It is usually desirable to observe at a magnification of 1σ to 103 times. stomach. The sizes of all particles present in the field of view under the light microscope are read and recorded using a tape measure in the field of view under the light microscope. 0.
The content (%) of particles with a size of 1 to 150 μ is determined by the following formula.
0.1〜150μ粒子の含有率(%)−\刈00一NO
NO:顕微鏡下視野で寸法を読みとつた粒子の 全個数
N1:NOのうち0.1〜150μの寸法を有する粒子
の 個数1つの試料について5つのサンプルの結果の平
均値として0.1〜150μの粒子の含有率を表わす。Content rate (%) of 0.1 to 150μ particles - \Kari 001 NO
NO: Total number of particles whose size was read under a microscope N1: Number of particles with a size of 0.1 to 150 μ out of NO. 0.1 to 150 μ as the average value of the results of 5 samples for one sample represents the content of particles.
2100タイラーメツシユ篩通過量
乾燥試料を、必要により十分に手で軽くもみほぐしたの
ち、その約10fを精秤し、5分間て少量ずつ100タ
イラーメツシユの篩振とう機(篩の寸法;200mφ、
振とう条件;200RPM)に投入し、試料投入後更に
1紛間振とうさせる。Amount passed through a 2100 Tyler mesh sieve: After thoroughly kneading the dried sample by hand if necessary, approximately 10 f of it was accurately weighed, and a 100 Tyler mesh sieve was shaken in small portions over 5 minutes (sieve dimensions; 200mφ,
Shaking conditions: 200 RPM), and after adding the sample, shake for one more time.
100タイラーメツシユ通過量は次式にて求める。The amount of passage through the 100 tile mesh is calculated using the following formula.
100タイラーメツシユ通過量(重量%)σ。100 Tyler mesh passing amount (weight %) σ.
;投入量(f)ω1 :100タイラーメツシユ篩を通
過せずに篩上に残存した量(y)3赤外線吸収スペクト
ルの測定および吸収強度の求め方(添付図面の第1図参
照)株式会社日立製作所の赤外線分光光度計
(22曜)を用い、通常のKBr錠剤法により調製した
測定用試料について赤外線吸収スペクトルを測定した。; Input amount (f) ω1: 100 Amount remaining on the sieve without passing through the Tyler mesh sieve (y) 3 Measurement of infrared absorption spectrum and determination of absorption intensity (see Figure 1 of the attached drawings) Co., Ltd. Using an infrared spectrophotometer (Yo 22) manufactured by Hitachi, Ltd., an infrared absorption spectrum was measured for a measurement sample prepared by a conventional KBr tablet method.
特定波長における吸収強度は次のようにして求めた。測
定した赤外線吸収スペクトル図における、吸収強度を求
めようとするピークにベースラインを引く、そのピーク
の頂点の透過率をTpで表わし、その波長におけるベー
スラインの透過率をTbで表わすと、その特定波長にお
ける吸収強度Dは下記式で与えられる。従つて、例えば
890c7x−1のピークの吸収強度と6(1)礪−1
のピークの吸収強度との比は、上記式で走めたそれぞれ
の吸収強度の比(D89O/DO6OO)と7て与えら
れる。The absorption intensity at a specific wavelength was determined as follows. In the measured infrared absorption spectrum diagram, draw a baseline at the peak whose absorption intensity is to be determined.If the transmittance at the apex of the peak is expressed as Tp, and the transmittance of the baseline at that wavelength is expressed as Tb, then the specific The absorption intensity D at the wavelength is given by the following formula. Therefore, for example, the absorption intensity of the 890c7x-1 peak and 6(1)x-1
The ratio of the peak absorption intensity to the peak absorption intensity is given by the ratio of the respective absorption intensities (D89O/DO6OO) calculated using the above equation.
100℃における熱融着性
100タイラーメツシユ通過の試料約5yを2枚の0.
2TS!t厚ステンレス板の間に挿入したものを準備し
、これを予め100℃に加温した熱ブレス機((株)神
藤金属工業所製、単動圧縮成型機)で5分間、初圧50
k9でブレスした。Approximately 5y of a sample passed through a heat-sealable 100 tyler mesh at 100°C was placed on two 0.
2TS! Prepare a material inserted between t-thick stainless steel plates, and apply an initial pressure of 50°C for 5 minutes using a heat press machine (manufactured by Shinto Metal Industry Co., Ltd., single-action compression molding machine) that has been preheated to 100°C.
Blessed with k9.
ブレスを解放したのち、2枚のステンレス板の間から熱
ブレスされた試料を取り出した。取り出した試料が溶融
または融着により明らかに固着して平板を形成している
ものを試料が融着性を有していると判定し、熱ブレス前
後でほとんど差異がみられないものを試料が不融性を有
すると判定した。5 メタノール溶解性
試料約10qを精秤し(その精秤重量をW。After releasing the press, the heat-pressed sample was taken out from between the two stainless steel plates. If the sample taken out is clearly fixed to form a flat plate due to melting or fusion, it is determined that the sample has fusion properties, and if there is almost no difference between before and after heat pressing, the sample is judged to have adhesive properties. It was judged to be infusible. 5. Accurately weigh about 10q of methanol-soluble sample (the exact weighed weight is W).
とする)、実質的に無水のメタノール約500mt中で
,3紛間還流下に加熱処理する。ガラスフィルター(N
O.3)でp過し、更にフィルター残試料をフィルター
上で約100mtのメタノールで洗浄し、次いでフィル
ター残試料を40℃の温度で5時間乾燥した(その精秤
重量をW1とする)。次式にてメタノール溶解度(S1
%)を求めた。メタノール溶解度(S1重量%)=V×
6フリーフェノール含量の定量
100タイラーメツシユ通過の試料約10fを精秤し、
実質的に無水のメタノール190y中で30分間還流下
に加熱処理する。) and heat treated under reflux in about 500 mt of substantially anhydrous methanol. Glass filter (N
O. 3), and the filter residue sample was further washed on the filter with about 100 mt of methanol, and then the filter residue sample was dried at a temperature of 40° C. for 5 hours (the exact weighed weight is W1). Methanol solubility (S1
%) was calculated. Methanol solubility (S1% by weight) = V×
Quantification of 6-free phenol content: Approximately 10 f of the sample passed through a 100-meter mesh was accurately weighed.
Heat treated under reflux for 30 minutes in 190y of substantially anhydrous methanol.
ガラスフィルター(NO.3)で洒過したp液を、高速
液体クロマトグラフィー(米国、ウオーターズ社製60
00A)−にかけ沖液中のフェノール含量を定量し、別
個に作成した検量線から該試料中のフリーフェノール含
量を求めた。高速液体クロマトグラフィーの操作条件は
次のとおりである。The p liquid filtered through a glass filter (No. 3) was subjected to high performance liquid chromatography (60
00A) - The phenol content in the Kakeki liquid was quantified, and the free phenol content in the sample was determined from a separately prepared calibration curve. The operating conditions for high performance liquid chromatography are as follows.
枦液中のフェノール含量は、予め作成した検量線(フェ
ノール含量とフェノールに基づくピークの高さとの関係
)から求めた。The phenol content in the citrus liquid was determined from a previously prepared calibration curve (relationship between phenol content and peak height based on phenol).
70H基値
水酸基価測定法(化粧品原料基準注解、第一版薬事日報
社昭和5Cfr.、一般試験法377)に準じて測定す
る。Measurement is performed according to the 70H base value hydroxyl value measurement method (Cosmetic Raw Materials Standard Commentary, 1st edition, Yakuji Nipposha Showa 5Cfr., General Test Method 377).
嵩密度
100m1の指標のところですり切になつている100
m1のメスシリンダーに、メスシリンダーのふち上方2
C771のところから、100タイラーメツシユ通過の
試料を注ぎ込む。100 which is cut off at the bulk density 100m1 index
Into the m1 graduated cylinder, place 2 above the edge of the graduated cylinder.
From C771, pour in the sample that has passed through the 100 tiler mesh.
次式によつて嵩密度を求める。0炭素成形体の硬度 ビッカース法微少硬度計で荷重500k9で測定した。The bulk density is determined by the following formula. Hardness of 0 carbon molded body It was measured using a Vickers microhardness tester under a load of 500k9.
1炭素成形体の曲げ強度JIS−K−6911に準じて
測定した。The bending strength of a carbon molded body was measured according to JIS-K-6911.
2炭素成形体の気体透過度
ASTMD−1434に準じた装置でヘリウムガスを用
いて、体積変化法で測定した。Gas permeability of the 2-carbon molded body was measured by a volume change method using helium gas with an apparatus according to ASTM D-1434.
:3炭素成形体の耐熱性
空気中5℃/Minの昇温速度で昇温するT.G.A装
置を用い減量開始温度て測定した。:3 Heat resistance of carbon molded bodyT. G. The weight loss starting temperature was measured using apparatus A.
14炭素成形体のX線回折図形
試料を炭化タングステンデイクス型粉砕装置で粉砕し、
ニッケルフィルターを用いてCuKa線によりデイフラ
クトメーターで測定した。14 The X-ray diffraction pattern sample of the carbon compact was crushed using a tungsten carbide Dix-type crusher,
It was measured with a diffractometer using a CuKa line using a nickel filter.
15炭素成形体の電気比抵抗 JIS−R−7202に準じ、電圧降下法で測定した。15 Electrical specific resistance of carbon molded body It was measured by the voltage drop method according to JIS-R-7202.
参考例1:1)2eのセパラブルフラスコに、塩酸とホ
ルムアルデヒドの各種組成(第1表に記載)からなる2
5℃の混合水溶液各々1,500gを入れ、さらに部重
量%のフェノール(残り2重量%は水)と3踵量%のホ
ルマリンおよび水を用いて調整した8踵量%のフェノー
ルと5重量%のホルムアルデヒドとを含む混合水溶液(
25℃)を各々62.5f添加した。Reference Example 1: 1) In a 2e separable flask, 2 containing various compositions of hydrochloric acid and formaldehyde (listed in Table 1) was added.
Pour 1,500 g of each mixed aqueous solution at 5°C, and add 8% phenol and 5% phenol prepared using 3% formalin and water. A mixed aqueous solution containing formaldehyde (
25° C.) were added at 62.5 f each.
添加して四秒間攪拌した後6紛間静置した。6紛間の静
置している間、各々のセパラブルフラスコ内の内容物は
、あるものは透明な状態のままであり(第1表のRur
lNO.lおよび20)、又あるものは透明から白濁に
移り(第1表のRunNO.3,9および13)、又あ
るものは透明状態から白濁して後更に淡いピング色に変
色した(第1表のRunNO.2,4〜8,10〜17
および19)。After adding and stirring for 4 seconds, the mixture was left to stand for 6 minutes. 6. While the mixture was standing still, some of the contents in each separable flask remained transparent (Rur in Table 1).
lNO. 1 and 20), some changed from transparent to cloudy (Run No. 3, 9 and 13 in Table 1), and some changed from transparent to cloudy and then changed to a pale pink color (Run No. 3, 9 and 13 in Table 1). Run NO.2, 4-8, 10-17
and 19).
このピング色に変色したものには顕微鏡観察すると既に
埠状物、球状物の凝集体および少量の粉状物がみられた
。次に各々のセパラブルフラスコの内容物を時々攪拌し
ながら、さらに6紛間で80℃まで昇温し、次いで80
〜87Cの温度で1紛間保持して反応生生成物を得た。
かくして得た反応生成物を40〜45℃の温水で洗浄し
、0.5重量%のアンモニアと5濾量%のメタノールか
らなる混合水溶液中、60℃の温度で3紛間処理し、再
度40〜45℃の温水で洗い次いて80′Cで2時間乾
燥した。かくして得た各種組成の塩酸とホルムアルデヒ
ドからなる混合水溶液から得られた反応生成物の性質を
第2表に記載した。(2) 一方、比較のため以下の実
験を行つた。When observed under a microscope, the material that had changed color to a pinkish color already contained lump-like substances, aggregates of spherical substances, and a small amount of powdery substances. Next, while occasionally stirring the contents of each separable flask, the temperature was further increased to 80°C by 6 minutes, and then the temperature was increased to 80°C.
A reaction product was obtained by holding one powder at a temperature of ~87C.
The reaction product thus obtained was washed with hot water at 40 to 45°C, treated with 3 powders at a temperature of 60°C in a mixed aqueous solution consisting of 0.5% by weight of ammonia and 5% by weight of methanol, and then pulverized again at 40°C. Washed with warm water at ~45°C and dried at 80'C for 2 hours. Table 2 shows the properties of the reaction products obtained from the mixed aqueous solutions of hydrochloric acid and formaldehyde of various compositions thus obtained. (2) On the other hand, the following experiment was conducted for comparison.
1eのセパラブルフラスコに、蒸留したフェノール28
2yと3種量%のホルマリン369yおよび2鍾量%の
アンモニア水150fを入れ、攪拌しながら室温から7
0℃にまで6紛間で昇温し、さらに70〜77Cの温度
で9紛間攪拌・加熱した。1e separable flask, distilled phenol 28
Add 2y, 3% formalin 369y, and 2% ammonia water 150f, and heat from room temperature to 7% while stirring.
The temperature was raised to 0°C in 6 batches, and further stirred and heated at a temperature of 70 to 77C for 9 batches.
次いで放冷し、300fのメタノールを少量ずつ加えな
がら40TsnHgの減圧下に共沸蒸留により脱水を行
ない、溶剤としてメタノールを700y加えて黄褐色透
明レゾール樹脂溶液を取り出した。かくして得たレゾー
ル樹脂の一部を減圧下に脱溶媒すると、激しく発泡して
ゲル化した。このゲル化物を更に窒素ガス下、160℃
の温度で6紛間熱硬化し、得られた硬化発泡体を粉砕し
.て、100タイラーメツシユの篩を通過した粉末を少
量得た。この場合、熱硬化レゾール樹脂は極めて硬く、
各種の粉砕機やボールミルあるいは螢光X線用の振動ミ
ルを用いても100メッシュバスの粉末を得るのは非常
に困難であつた。!かくして得た熱硬化レゾール樹脂粉
末を上述したのと同一条件で、0.5重量%のアンモニ
アと5鍾量%のメタノールからなる混合水溶液で処理し
、温水で洗い、次いで乾燥した。かくして得た試料の性
質を第2表にRunNO.2lとして記載・した。次に
、1eのセパラブルフラスコに、フェノール390y1
3踵量%のホルマリン370g、シユウ酸1.5yおよ
び水390yを入れ、攪拌しながら6紛間で90℃にま
で昇温し、90〜9(代)の温度で6紛間攪拌・加熱し
た。Next, the mixture was allowed to cool, and dehydration was carried out by azeotropic distillation under a reduced pressure of 40 TsnHg while adding 300 f of methanol little by little. 700 Y of methanol was added as a solvent to take out a yellow-brown transparent resol resin solution. When a portion of the thus obtained resol resin was desolvated under reduced pressure, it foamed violently and turned into a gel. This gelled product was further heated at 160°C under nitrogen gas.
The 6 powders were thermally cured at a temperature of A small amount of powder that passed through a 100-meter mesh sieve was obtained. In this case, the thermosetting resol resin is extremely hard;
Even if various types of crushers, ball mills, or vibrating mills for fluorescent X-rays were used, it was extremely difficult to obtain a powder of 100 mesh size. ! The thermosetting resol resin powder thus obtained was treated with a mixed aqueous solution consisting of 0.5% by weight ammonia and 5% by weight methanol under the same conditions as described above, washed with warm water, and then dried. The properties of the samples thus obtained are shown in Table 2 under Run No. It was written and written as 2l. Next, add phenol 390y1 to the separable flask 1e.
370 g of 3% formalin, 1.5 y of oxalic acid, and 390 y of water were added, and the temperature was raised to 90°C with 6 powders while stirring, and the 6 powders were stirred and heated at a temperature of 90 to 9 (range). .
次に35重量%の塩酸1.0yを加え、更に90〜92
℃の温度で6紛間攪拌、加熱した。次いで、水を500
y加えて冷却し、サイホンにより水を除き、30w0n
Hgの減圧下に加熱して、10CfCの温度で3時間、
更に昇温して180℃の温度で3時間減圧、加熱した。
得られたノボラック樹脂は冷却すると黄褐色の固体とし
て得られた。このものは軟化温度が78〜80℃であり
、液体クロマトグラフィーにより定量したフリーフェノ
ール含量が0.7鍾量%のものであつた。上記のノボラ
ック樹脂を粉砕して、ヘキサメチレンテトラミン15重
量%を混合し、混合物を窒素ガス中、16(代)の温度
で12紛間熱硬化、次いで、ボールミルで粉砕して10
0タイラーメツシユの篩を通過せしめた。Next, add 1.0y of 35% by weight hydrochloric acid and further add 90-92%
The mixture was stirred and heated at a temperature of 6°C. Next, add 500 ml of water
Add y, cool, remove water with a siphon, and add 30w0n
Heated under reduced pressure of Hg at a temperature of 10 CfC for 3 hours.
The temperature was further increased, and the mixture was heated under reduced pressure at a temperature of 180° C. for 3 hours.
The obtained novolak resin was obtained as a tan solid upon cooling. This product had a softening temperature of 78 to 80°C and a free phenol content of 0.7% by weight as determined by liquid chromatography. The above novolak resin was pulverized, mixed with 15% by weight of hexamethylenetetramine, and the mixture was heat cured at a temperature of 16 (in the range) in nitrogen gas, and then ground in a ball mill to 10 % by weight.
I let it pass through the sieve of 0 Tyler Metshiyu.
かくして得た粉末は、上述したのと同一の条件で、0.
5重量%のアンモニアと5鍾量%のメタノールからなる
混合水溶液で処理し、温水で洗い、次いで乾燥した。か
くして得た試料の性質をRurlNO.22として第2
表に記載した。更に、上記ノボラック樹脂を孔径0.2
5Tn,φ、孔数120の紡糸口金を用いて、136〜
138℃の温度で溶融紡糸を行なつた。The powder thus obtained was prepared under the same conditions as described above.
It was treated with a mixed aqueous solution consisting of 5% by weight ammonia and 5% by weight methanol, washed with warm water, and then dried. The properties of the sample thus obtained were determined by RurlNO. 2nd as 22
It is listed in the table. Furthermore, the above novolac resin was made with a pore size of 0.2
Using a spinneret with 5Tn, φ and 120 holes, 136~
Melt spinning was carried out at a temperature of 138°C.
得られた平均繊度2.1デニールの紡出糸を塩酸濃度1
.鍾量%とホルムアルデヒド濃度1鍾量%からなる混合
水溶液に20〜21℃の温度て6紛間浸漬し、次いて9
7℃の温度にまて5時間を要して昇温し、97〜部℃の
温度で1叫間保持した。かくして得た硬化ノボラック繊
維を上述したのと同一の条件で温水洗後0.5重量%の
アンモニアと5唾量%のメタノールからなる混合水溶液
で処理し、温水で洗い、次いで乾燥した。このものをボ
ールミルで粉砕した。100タイラーメツシユの篩を通
過したものの性質をRur]NO.23として第2表に
記載した。The obtained spun yarn with an average fineness of 2.1 denier was treated with hydrochloric acid at a concentration of 1
.. The powder was immersed at a temperature of 20 to 21°C for 6 minutes in a mixed aqueous solution consisting of 1% by weight and 1% by formaldehyde concentration, and then
The temperature was raised to 7°C over a period of 5 hours, and the temperature was maintained at 97°C for 1 hour. The thus obtained cured novolak fibers were washed with warm water under the same conditions as described above, treated with a mixed aqueous solution consisting of 0.5% by weight ammonia and 5% by weight methanol, washed with warm water, and then dried. This material was ground in a ball mill. Rur] NO. 23 in Table 2.
1)第1表には使用した塩酸、ホルムアルデヒドおよび
酸塩とホルムアルデヒドの合計濃度、およびホルムアル
デヒド対フェノールのモル比を示した。1) Table 1 shows the total concentrations of hydrochloric acid, formaldehyde and acid salts and formaldehyde used, and the molar ratio of formaldehyde to phenol.
また、第2表には得られた試料の顕微鏡観察による1〜
50μ、1〜100μ、更に1〜150μの粒子の含有
率、得られた試料を100タイラーメツシユの篩にかけ
た場合の篩通過量(100メッシュバス)および得られ
た試料の赤外線吸収スペクトル法による990〜101
5crf1−1と890CTn−1の1600c『1に
対する吸収波長強度比(IR強度比)を示した。In addition, Table 2 shows the results of microscopic observation of the obtained samples.
The content of particles of 50 μ, 1 to 100 μ, and further 1 to 150 μ, the amount passed through the sieve (100 mesh bath) when the obtained sample is passed through a 100-meter mesh sieve, and the infrared absorption spectroscopy of the obtained sample. 990-101
The absorption wavelength intensity ratio (IR intensity ratio) of 5crf1-1 and 890CTn-1 to 1600c'1 is shown.
第1表におけるRurlNO.l,2,3,6,l7お
よび20の実験では、セパラブルフラスコの底に粘着性
の樹脂や硬く大きな塊状物又は板状物が多く生成した。RurlNO. in Table 1. In experiments 1, 2, 3, 6, 17, and 20, many sticky resins and hard large lumps or plate-like substances were formed at the bottom of the separable flask.
また、RunNO.l,2および20の実験では、使用
した50yのフェノールから固形物が49fより少い量
で得られたにすぎなかつた。RunNO.l,2,3,
6,l7および20について第2表に記載した1〜50
μ、1〜100μおよび1〜150μ粒子の含有率(%
)および100メッシュバス(重量%)の数値は、粘着
性樹脂、塊状物及び板状物を含めた全固形物に対する粒
状ないし粉末状物についての値である。Also, Run NO. In experiments 1, 2 and 20, only less than 49f of solids were obtained from the 50y of phenol used. Run NO. l, 2, 3,
1 to 50 listed in Table 2 for 6, l7 and 20
μ, content of 1-100μ and 1-150μ particles (%
) and 100 mesh bath (wt%) values are for granules or powders relative to total solids, including sticky resin, lumps, and platelets.
しかしながら、これらの実験において生成した固形物の
内の粒状ないし粉末状物のみの中の1〜50μ、1〜1
00μおよび1〜150μ粒子の含有率(%)および1
00メッシュバス(重量%)はそれぞれ第2表にカツコ
て閉じて示した値であつた。第2表に記載した結果をも
含めた上記実験事実から、RurlNO.l,2,3,
6,l7および20は製造方法としては推奨できない。However, in these experiments, 1 to 50μ, 1 to 1 of only granular or powdery solids produced
Content (%) of 00μ and 1-150μ particles and 1
The 00 mesh bath (weight %) was the value shown in Table 2. From the above experimental facts including the results listed in Table 2, RurlNO. l, 2, 3,
6, l7 and 20 are not recommended as manufacturing methods.
しかしながら、それらの製造方法であつても生成された
粒状ないし粉末状物に限つてみれはこれらの粒状ないし
粉末状物は本発明の粒状ないし粉末状に充分に包含され
る特性を有している。参考例2
20′の反応容器5個の夫々に、2鍾量%の塩酸と11
重量%のホルムアルデヒドからなる混合水溶液を第3表
に示した浴比となるように10.24〜11.65k9
入れた。However, even with these manufacturing methods, the granules or powders produced have characteristics that are fully included in the granules or powders of the present invention. . Reference Example 2 In each of five 20' reaction vessels, 2% hydrochloric acid and 11
A mixed aqueous solution consisting of formaldehyde of 10.24 to 11.65 k9 by weight% was adjusted to the bath ratio shown in Table 3.
I put it in.
それぞれのフラスコに、23℃の温度で攪拌しながら、
フェノール叩重量%とホルムアルデヒド3.7重量%か
らなる混合水溶液を撞各々1.8k9、1.5k9、0
.9k9、0.7k9、0.4k9および0.25k9
加えた。この場合の浴比は各々7.3,8.5,13.
5,17.0,28.9および45.6であつた。いず
れの場合もフェノール混合水溶液を投入後更に攪拌し続
けていると、40〜1加秒間で急激に白濁と同時に攪拌
を中止し、そのまま静置した。内温が徐々に上昇し、内
容物は次第に淡いピング色に変色し、白濁してから3紛
後にはいずれにもスラリー状あるいは樹脂状物の生成が
みられた。次いで−各々の内容物を攪拌しながら75℃
まで2時間で昇温し、次いで75〜76℃の温度で3紛
間、攪拌、加熱した。この場合、浴比7.3の系は攪拌
棒に樹脂状の硬化物が大量に溶着し、攪拌が非常に困難
となつた。又内容物はいずれの場合も昇温時に淡いピン
グ色に変り、更に赤に変化した。次いで内容物を水洗し
た後、0.1重量%のアンモニアと55重量%のメタノ
ールとの混合水溶液中、50゜Cの温度で6紛間処理し
、更に80℃の温水で6紛間洗浄した。To each flask, at a temperature of 23°C, with stirring,
A mixed aqueous solution consisting of 3.7% by weight of phenol and 3.7% by weight of formaldehyde was mixed with 1.8k9, 1.5k9, and 0, respectively.
.. 9k9, 0.7k9, 0.4k9 and 0.25k9
added. The bath ratios in this case are 7.3, 8.5, and 13.
5, 17.0, 28.9 and 45.6. In either case, when stirring was continued after adding the phenol mixed aqueous solution, the mixture suddenly became cloudy in 40 to 1 seconds, and at the same time, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand still. As the internal temperature gradually rose, the contents gradually changed to a pale pink color, and three times after the contents became cloudy, a slurry-like or resin-like substance was observed in each case. Then - the contents of each were heated to 75°C with stirring.
The temperature was raised over 2 hours, and then stirred and heated at a temperature of 75 to 76°C for three times. In this case, in the system with a bath ratio of 7.3, a large amount of cured resin material adhered to the stirring rod, making stirring very difficult. Moreover, in both cases, the contents changed to a pale pink color and further turned red when the temperature was increased. Next, the contents were washed with water, and then treated with 6 powders at a temperature of 50°C in a mixed aqueous solution of 0.1% by weight ammonia and 55% by weight methanol, and further washed with warm water at 80°C for 6 cycles. .
得られた粒状ないし粉末状物または塊状物を手て軽くも
みほぐし100℃の温度で2時間乾燥した。乾燥後の水
分率はいずれも0.2重量%以下であつた。内容物は反
応の浴比が小さい方から試料31,32,33,34,
35および36とする。第3表には、反応開始から白濁
して3吟後まての間の反応系内の最高到達温度、反応生
成物の収率、顕微鏡観察による球状一次粒子の有無、反
応生成物に占める100タイラーメツシユ通過物の含有
率、反応生成物の100℃で熱融着性、反応生成物の元
素分析値および反応生成分の0H基価を示した。The resulting granules, powders, or lumps were lightly kneaded by hand and dried at a temperature of 100° C. for 2 hours. The moisture content after drying was 0.2% by weight or less in all cases. The contents are samples 31, 32, 33, 34, from the side with the lowest reaction bath ratio.
35 and 36. Table 3 shows the maximum temperature reached in the reaction system from the start of the reaction until 3 minutes after it became cloudy, the yield of the reaction product, the presence or absence of spherical primary particles as observed by microscopy, and the percentage of 100% of the reaction product. The content of the material passing through the Tyler mesh, the thermal fusibility of the reaction product at 100°C, the elemental analysis value of the reaction product, and the OH group value of the reaction product were shown.
第3表において、RunNO.22の生成物の0H基価
値は変動が大きく測定できなかつた。In Table 3, Run NO. The 0H group value of No. 22 product varied widely and could not be measured.
第3表においてRLlIlNO3lの実験では、フラス
コの底に生成した固形物全体の約70%に達する板状物
および塊状物が生成した。In Table 3, the RLlIlNO3l experiment produced plates and lumps amounting to about 70% of the total solids formed at the bottom of the flask.
粒状ないし粉末状物は生成した固形物全体の約30%に
すぎなかつたが、そのうちの約95%は100メッシュ
の篩を通過した。なお、RunNO.3lにおける球状
一次粒子の有無が少いとあるのは、粒状ないし粉末状物
の固形物に占める割合が約30%と小さいことによる。
従つて、RunNO.3lの方法は製造方法としては推
奨できないが、生成した粒状ないし粉末状物は本発明の
粒状ないし粉末状物に包含される。RunNO.3l〜
36の粒状ないし粉末状物は全て、そのほぼ全量が1〜
100μの粒径のものであつた。参考例3
5個の1eのセパラブルフラスコの夫々に、18重量%
の塩酸と9重量%のホルムアルデヒドとを含む25℃の
混合水溶液1000yを入れた。Granules or powders accounted for only about 30% of the total solids produced, but about 95% of them passed through a 100 mesh sieve. Note that Run NO. The reason why the presence or absence of spherical primary particles in 3L is small is because the proportion of granular or powdery substances in the solid matter is as small as about 30%.
Therefore, Run NO. Although the method of 3L is not recommended as a manufacturing method, the produced granules or powders are included in the granules or powders of the present invention. Run NO. 3l~
Almost all of the 36 granular or powdery substances are 1-
The particle size was 100μ. Reference Example 3 18% by weight was added to each of the 5 1e separable flasks.
1000 y of a mixed aqueous solution at 25°C containing 9% by weight of hydrochloric acid and 9% by weight of formaldehyde was added.
室温は15℃であつた。これらの夫々を攪拌しながら、
フエノール40yを水5クを用いて希釈した希釈液を、
夫々に一度に投入した。いずれの場合も、希釈液を投入
後50秒間て攪拌を停止して静止したが、夫々攪拌停止
後62〜6聞′で急激に白濁し、乳白色の生成物が観察
され、これら乳白色の生成物は次第にピングに変色した
。夫々の液温は25℃から徐々に上り、希釈液投入後1
6〜17分間で35〜36′Cのピークに達し、再び降
下した。希釈液を投入後、0.峙間(Run陥.41)
、1時間(Run陽.42)、2時間(RLlrlNO
.43)、6時間(RunNO.44)、24時間(R
urlNO.45)、n時間(RunNO.46)室温
下に放置後、内容物を水洗し、1重量%のアンモニア水
中、15〜17゜Cの温度で6時間処理後、水洗次いで
脱水し、40℃の温度で6時間乾燥した。第4表には、
得られた乾燥試料の100タイラーメツシユ篩通過率、
1.R強度比、メタノール溶解量、フリーフェノール含
量を示した。Room temperature was 15°C. While stirring each of these,
A diluted solution prepared by diluting 40 y of phenol with 5 q of water,
I put it into each at once. In both cases, stirring was stopped for 50 seconds after the diluent was added and the mixture stood still, but after 62 to 6 minutes after the diluent was added, it suddenly became cloudy and a milky white product was observed. gradually changed color to ping. The temperature of each liquid gradually rose from 25℃, and after adding the diluted liquid,
It reached a peak of 35-36'C in 6-17 minutes and dropped again. After adding the diluent, 0. Chichima (Run-ka.41)
, 1 hour (Runyo.42), 2 hours (RLlrlNO
.. 43), 6 hours (Run NO. 44), 24 hours (R
urlNO. 45), after being left at room temperature for n hours (Run No. 46), the contents were washed with water, treated in 1% by weight ammonia water at a temperature of 15 to 17°C for 6 hours, washed with water, dehydrated, and heated to 40°C. Dry at temperature for 6 hours. In Table 4,
Passage rate of the obtained dry sample through a 100-meter mesh sieve,
1. R intensity ratio, methanol dissolution amount, and free phenol content are shown.
尚、RunNO.4l〜RunNO.46の試料はいず
れも熱溶融着試験において60℃の温度で融着した。添
付図面の第1図には、RunNO.44の試料の赤外線
吸収スペクトル図を示した。第1図には赤外線吸収スペ
クトル図から吸収強度Dを求める際に必要とされる、T
pおよびT,の求め方も図解した。あるピークにベース
ラインを引き、その波長においてTpおよびT,が図解
したようにして求められる。参考例4攪拌棒の付いた1
000eの反応容器に、18.5重量%の塩酸と8.5
重量%のホルムアルデヒドからなる18゜Cの混合水溶
液を800k9入れ、該混合水溶液を攪拌しながら20
℃の羽重量%フェノール水溶液を36.4k9投入した
。In addition, Run NO. 4l~Run NO. All 46 samples were fused at a temperature of 60° C. in the thermal fusion bonding test. In FIG. 1 of the accompanying drawings, Run NO. The infrared absorption spectra of 44 samples are shown. Figure 1 shows the T
The method for determining p and T is also illustrated. A baseline is drawn at a certain peak, and Tp and T, at that wavelength are determined as illustrated. Reference example 4 1 with stirring bar
000e reaction vessel, 18.5% by weight hydrochloric acid and 8.5% by weight
800k9 of a mixed aqueous solution at 18°C consisting of formaldehyde of % by weight was added, and the mixed aqueous solution was heated to 20°C while stirring.
36.4k9 of an aqueous solution of phenol containing % by weight of feathers at ℃ was added.
該フェノール水溶液を全量投.入して(1)秒間攪拌し
た後、攪拌を停止して2時間静置した。反応容器内では
該フェノール水溶液を全量投入後8聞2後に急激な白濁
がみられ、次第に淡いピング色に変色すると共に内温が
徐々に34.5℃に迄上昇し、再び降下した。次いで、
反応生成.物の生成した混合水溶液の系を再度攪拌しな
がら反応容器の底部に取り付けたバルブを開いて内容物
を取り出し、ノーメックスの不織布を用いて、反応生成
物と該塩酸とホルムアルデヒドからなる混合水溶液とを
分離した。かくして得た反応生成物を水洗、脱水した後
18℃の0.5重量%アンモニア水溶液に一昼夜浸漬し
た後再び水洗、脱水して含水率が15重量%の反応生成
物を44.6kg得た。上記方法で得た反応生成物の2
.0k9を40℃の温度で3時間乾燥して試料1.7k
gを得た(RunNO.47)。第5表には、かくして
得た乾燥試料の顕微鏡観察による0.1〜50μと0.
1〜100μ粒子の含有率、100タイラーメツシユの
篩にかけた場合の通過量(100メッシュバス)、赤外
吸収スペクトル法による990〜1015c71−1と
890c!n−1の1600cm−1に対する吸収波長
強度比(IR強度比)およびメタノール溶解度を示した
。Pour the entire amount of the phenol aqueous solution. After stirring for (1) second, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 2 hours. Eight and a half hours after the entire amount of the phenol aqueous solution was added, a sudden white cloudiness was observed in the reaction vessel, and the color gradually changed to a light pink color, and the internal temperature gradually rose to 34.5°C, and then dropped again. Then,
Reaction generation. While stirring the mixed aqueous solution system again, open the valve attached to the bottom of the reaction vessel to take out the contents, and use a Nomex nonwoven fabric to separate the reaction product and the mixed aqueous solution consisting of hydrochloric acid and formaldehyde. separated. The reaction product thus obtained was washed with water, dehydrated, immersed in a 0.5 wt% ammonia aqueous solution at 18°C for a day and night, and then washed again with water and dehydrated to obtain 44.6 kg of a reaction product with a water content of 15 wt%. Reaction product 2 obtained by the above method
.. 0k9 was dried at a temperature of 40℃ for 3 hours to obtain a sample of 1.7k.
g (Run No. 47). Table 5 shows 0.1 to 50μ and 0.1μ to 0.1μ by microscopic observation of the dried sample thus obtained.
Content of 1 to 100 micron particles, amount passed through a 100 taylor mesh sieve (100 mesh bath), 990 to 1015c71-1 and 890c by infrared absorption spectroscopy! The absorption wavelength intensity ratio (IR intensity ratio) of n-1 to 1600 cm-1 and methanol solubility are shown.
実施例1
RunN012の生成物(フィラーとして)100yと
RunNO.2lで用いたレゾール樹脂(未硬化物、固
刑分換算で100y)とを混合した。Example 1 The product of RunNO12 (as filler) 100y and RunNO. The resol resin (uncured product, 100 y in terms of prison sentence) used in 2 liters was mixed.
この得られた横脂混合物を室温で一昼夜乾燥し、次いで
80℃のオープン乾燥器中にて3@間乾燥した。得られ
たものの一定量を予め150℃に加熱した金型を用いて
200k9/cイの加圧下に3吟間処理し、寸法が幅2
0?、厚さ3wn1長さ120Tmの成形品を5個作成
した。対照品として、フィラーとして、RunNO.2
l、R即NO.22、RunNO.23で得た生成物(
硬化物)、各々100タイラーメツシユ篩を通過せしめ
た木,”粉、カーボンブラック、シリカ粉末を用い、R
unNO.2lで用いたレゾール樹脂と各々等量混合し
、上記したのと同様の方法で各種フィラーとレゾール樹
脂からなる寸法が幅20悶、厚さ約3WrIn1長さ1
20mの成形品(前駆体)を各々5個作成した。The obtained side fat mixture was dried at room temperature for a day and night, and then dried for 3 hours in an open dryer at 80°C. A certain amount of the obtained material was processed for 3 minutes under a pressure of 200 k9/cm using a mold preheated to 150°C, and the dimensions were 2 in width.
0? , 5 molded products each having a thickness of 3wn1 and a length of 120Tm were created. As a control product and as a filler, RunNO. 2
l, R immediate NO. 22, Run NO. The product obtained in 23 (
Cured product), wood powder, carbon black, and silica powder each passed through a 100-meter mesh sieve, R
unNO. Mix equal amounts of each with the resol resin used in 2L, and use the same method as described above to make the dimensions of the various fillers and resol resin 20cm wide, 3WrIn1 thick, 1L long.
Five molded products (precursors) each having a length of 20 m were created.
次に、これらの前駆体を窒素ガス流通下、室温から10
00℃にまで30℃/時の速度で昇温せしめ、さらに1
000℃の温度で6@間保持した。その後、徐冷して炭
化焼成物(炭素成形体)を得た。第6表には、用いたフ
ィラーの種類、炭化焼成物の長さ保持率(前駆体に対し
て)、炭化収率(前駆体に対して)、ビッカース硬度、
気体透過度および曲げ強度を示した。第6表において、
RunNO.52、RunNO.53およびRurlN
O.55の炭化焼成物はいずれもクラックおよび/また
はガスぶくれが発生して曲がつたり、破壊しており、長
さ保持率の測定は困難であつた。Next, these precursors were heated from room temperature to 10% under nitrogen gas flow.
The temperature was raised to 00°C at a rate of 30°C/hour, and then
The temperature was maintained at 000°C for 6 days. Thereafter, it was slowly cooled to obtain a carbonized fired product (carbon compact). Table 6 shows the type of filler used, the length retention rate of the carbonized fired product (relative to the precursor), the carbonization yield (relative to the precursor), the Vickers hardness,
Gas permeability and bending strength were shown. In Table 6,
Run NO. 52, Run NO. 53 and RurlN
O. All of the carbonized and fired products No. 55 had cracks and/or gas blisters, were bent, and were broken, making it difficult to measure the length retention rate.
又、硬度のバラツキも大きい。実施例2
RunN0.42の生成物(フィラーとして)とRun
NO.2lで用いたレゾール樹脂(未硬化物)を種々の
割合に混合して、(RunNO6l〜RunNO.68
とする)室温下に2橋間風乾し、次いて60゜Cの温度
で6吟間乾燥した。In addition, there is a large variation in hardness. Example 2 Product of RunN0.42 (as filler) and Run
No. The resol resin (uncured product) used in 2l was mixed in various proportions to prepare (Run NO. 6l to Run NO. 68).
) The sample was air-dried at room temperature for 2 hours, and then dried at a temperature of 60°C for 6 minutes.
夫々の試料約50yを1蒔分し、加熱ブレス機の間で予
め150℃に加温しておいた金型を用いて300k9/
Cltの加圧下に2紛間処理し、寸法が幅13Trm1
厚さ3.2〜3.4T!r!n1長さ10hの成形品を
夫々の試料について各10fW1得た。次に、これらの
成形品(炭化焼成の為の前駆体)を窒素ガス流通下に室
温から100℃まで3紛間で昇温し、100゜Cの温度
で3扮間保持した後、再び1500℃の温度にまで(イ
)時間を要して昇温後、1500℃の温度に2時間保持
した。更に窒素ガスを流し続けながら、12時間放冷し
て、炭化焼成した試料(炭化焼成品)を取り出した。第
7表にはRunNO.6l〜RunNO.68の実験に
おけるRurlNO.42の生成物とレゾール樹脂(固
形分換算)の混合割合、前駆体の外観と比重、炭化焼成
品各■個のうちクラックやガスぶくれが顕著に観察され
ないもの(良品)の本数、良品を用いて測定した比重、
炭化収率、曲け強度および電気比抵抗を示した。Approximately 50y of each sample was sown into 300k9 pieces using a mold preheated to 150°C in a heating press machine.
Two powders are processed under pressure of Clt, and the dimensions are width 13Trm1
Thickness 3.2~3.4T! r! A molded article having n1 length of 10 h and 10 fW1 of each sample was obtained. Next, these molded products (precursors for carbonization firing) were heated from room temperature to 100°C in 3 steps under nitrogen gas flow, held at 100°C for 3 days, and heated again to 1500°C. It took (a) time to raise the temperature to 1500°C, and then the temperature was maintained at 1500°C for 2 hours. Further, while continuing to flow nitrogen gas, the sample was left to cool for 12 hours, and the carbonized and fired sample (carbonized and fired product) was taken out. Table 7 shows Run NO. 6l~Run NO. RurlNO.68 in experiment. The mixing ratio of the product of No. 42 and the resol resin (in terms of solid content), the appearance and specific gravity of the precursor, the number of carbonized and fired products with no noticeable cracks or gas blisters (non-defective products), and the number of non-defective products. Specific gravity measured using
The carbonization yield, bending strength and electrical resistivity were shown.
尚、RUIlNO.6lは良品が得られなかつたので、
比重と炭化収率のみを示した。Furthermore, RUI1NO. Since I couldn't get a good product for 6l,
Only specific gravity and carbonization yield are shown.
又、いずれの炭化焼成品も破断面にはガラス状の光沢が
観察され、又、X線回折図形において23〜24が付近
にプロードなピークを有していた。In addition, a glass-like luster was observed on the fractured surface of each carbonized and fired product, and the X-ray diffraction pattern had a broad peak near 23 and 24.
実施例3RUT1N0.35の生成物(フィラーとして
)4鍾量部とRunNO.2lで用いたレゾール樹脂(
未硬化物、固形分換算)6鍾量部とからなる前駆体試料
4鉢を実施例2と同様の方法て作成した。Example 3 4 parts by weight of the product of RUT1N0.35 (as filler) and Run NO. The resol resin used in 2l (
Four pots of precursor samples each consisting of 6 weighing parts (uncured product, solid content equivalent) were prepared in the same manner as in Example 2.
夫々各5本の試料をヘリウムガスの流通下に室温から4
0℃/時の速度で、3500C(RunNO.7l)、
450℃(RunNO.72)、5500C(Rurl
NO.73)、6500C(RunNO.74)、80
0入箸℃(RunNO.75)、1000℃(RunN
O.76)、1500℃(RunNO.77)、180
00C(RLlrlrl!0.78)または2,100
℃(RllrlNO.79)に迄昇温して、夫々の温度
(炭素化温度)で3時間保持後、放冷した。第8表には
、得られた夫々の炭化焼成品の元素分析による炭素含有
率、比重、曲げ強度、電気比抵抗およびX線回折角を示
した。Five samples each were heated from room temperature to four times under a flow of helium gas.
3500C (Run NO. 7l) at a rate of 0°C/hour,
450℃ (Run No. 72), 5500C (Run No. 72)
No. 73), 6500C (Run NO. 74), 80
0°C (Run No. 75), 1000°C (Run No.
O. 76), 1500°C (Run No. 77), 180
00C (RLlrlrl!0.78) or 2,100
The temperature was raised to .degree. C. (Rllrl NO.79), maintained at each temperature (carbonization temperature) for 3 hours, and then allowed to cool. Table 8 shows the carbon content, specific gravity, bending strength, electrical resistivity, and X-ray diffraction angle of each carbonized and fired product obtained by elemental analysis.
実施例4
RUI1N0.34の生成物(フィラーとして)5鍾量
部と、RunNO.2lで用いたレゾール樹脂(未硬化
物)、RunNO.22で得たノボラック樹脂(ヘキサ
メチレンテトラミン10重量%含有物)、RunNO.
44の生成物(熱融着性品)、RunNO.47の生成
物(熱融着性品)、フラン樹脂(ヒタフランー303;
日立化成(株)製)、エポキシ樹脂(エピコート815
;シェル化学(株))またはコールタールピツテ(軟化
点125℃、キノリン不溶解物13.6%;アライドケ
ミカル(株))とを固形分換算で各々5鍾量部用いて実
施例2の方法に準じて混合し、各種組成の混合物を得た
。Example 4 5 parts by weight of the product of RUI1N0.34 (as filler) and Run NO. The resol resin (uncured product) used in 2L, Run NO. The novolak resin obtained in No. 22 (containing 10% by weight of hexamethylenetetramine), Run NO.
44 product (thermal adhesive product), Run NO. 47 product (thermal adhesive product), furan resin (Hitafuran-303;
Hitachi Chemical Co., Ltd.), epoxy resin (Epicoat 815
; Shell Chemical Co., Ltd.) or coal tar pitte (softening point 125°C, quinoline insoluble matter 13.6%; Allied Chemical Co., Ltd.) was used in the method of Example 2, using 5 parts each in terms of solid content. Mixtures of various compositions were obtained.
次いで、各種組成の混合物を一試料当り2.5g彩り実
施例2に準じて成形し、寸法が幅13Tmt、厚さ10
0Tfrmの成形品(前駆体)を夫々10個得た。Next, 2.5g of mixtures of various compositions were colored per sample and molded according to Example 2, and the dimensions were 13Tmt in width and 10Tm in thickness.
Ten 0Tfrm molded products (precursors) were obtained.
上記方法で得た前駆体を窒素ガスに流通下に室温から徐
々に1000℃に迄2橋間を要して昇温し、1000℃
の温度に60分間保持後、放冷した。第9表には、用い
た樹脂の種類と炭化焼成して得た試料各10本のうち、
クラックやガスぶくれのみられないものの本数(良品)
と良品の炭化収率および曲げ強度を示した。The precursor obtained by the above method was heated gradually from room temperature to 1000°C over two hours while flowing nitrogen gas, and then heated to 1000°C.
After maintaining the temperature for 60 minutes, it was allowed to cool. Table 9 shows the types of resin used and 10 samples each obtained by carbonization firing.
Number of items with no cracks or gas blisters (good items)
The carbonization yield and bending strength of a good product were shown.
実施例5
早NO.36の生成物、予め窒素雰囲気下500℃の温
度で熱処理後粉砕した100タイラーメツシユパスのヤ
シガラ粉末、100タイラーメツシユパスの小麦粉、1
00タイラーメツシユパスのポリビニルアルコールまた
は100タイラーメツシユパスのシリカ粉末を夫々4唾
量部と、RurlNO.43の生成物60重量部とから
なる5種類の混合物(RunNO.9l−RunNO,
95とする)、またはRunNO.43の生成物(Ru
nNO,96)単独を小型のエクストルダー(住友重工
(株)“製、タイプ;y待■4)から150℃の温度で
2〜3?φの索を押出した。Example 5 Early NO. 36 product, 100 tyler mesh powder of coconut shell powder, 100 tyler mesh flour, pulverized after heat treatment at a temperature of 500° C. under nitrogen atmosphere, 1
00 Tyler mesh pass polyvinyl alcohol or 100 Tyler mesh pass 4 parts each of silica powder and Rurl NO. 43 products (RunNO.9l-RunNO,
95) or Run NO. 43 product (Ru
NNO, 96) alone was extruded into a rope of 2 to 3 φ from a small extruder (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., type: 4) at a temperature of 150°C.
その後、水冷して約10wnの長さに切断したものを8
0℃の温度で5時間乾燥して、炭化焼成用の前駆体とし
た。次いで、上記の前駆体に、80′Cの熱水中を通過
せしめた水蒸気含有窒素を送り続けながら、室温から9
00℃の温度に迄6粉間で昇温し、さらに900℃の温
度に3紛間保持した後冷却して取り出した。After that, the pieces were cooled in water and cut into lengths of about 10wn.
It was dried at a temperature of 0° C. for 5 hours to obtain a precursor for carbonization and firing. The above precursor was then heated from room temperature to 90°C while continuing to feed steam-containing nitrogen passed through hot water at 80'C.
The temperature was raised to a temperature of 00°C for 6 powders, and then kept at a temperature of 900°C for 3 powders, then cooled and taken out.
第1咳には、使用原料の種類と組成、炭化焼成品の炭化
収率(前駆体に対して)、見掛密度、BET法(N2法
)による比表面積および20℃におけるベンゼンの飽和
吸着量を示した。The first cough includes the type and composition of the raw materials used, the carbonization yield of the carbonized and fired product (relative to the precursor), the apparent density, the specific surface area by the BET method (N2 method), and the saturated adsorption amount of benzene at 20°C. showed that.
添付図面の第1図は、本発明に用いられる粒状ないし粉
末状のフェノール●ホルムアルデヒド樹脂の1例の赤外
線吸収スペクトル図である。FIG. 1 of the accompanying drawings is an infrared absorption spectrum diagram of an example of a granular or powdery phenol formaldehyde resin used in the present invention.
Claims (1)
よび二次凝集物を含有し、そして (B)KBr錠剤法による赤外線吸収スペクトルにおい
て1600cm^−^1の吸収強度をD_1_6_0_
0、990〜1015cm^−^1の範囲の最も大きな
吸収強度をD_9_9_0〜_1_0_1_5、890
cm^−^1の吸収強度をD_8_9_0とした場合、
D_9_9_0〜_1_0_1_5/D_1_6_0_
0=0.2=0.9、D_8_9_0/D_1_6_0
_0=0.09〜1.0を示す、粒状ないし粉末状のフ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂を少くとも含有する熱
成形可能な樹脂組成物、又は該粒状ないし粉末状フェノ
ール・ホルムアルデヒド樹脂の熱成形可能なもの単独か
ら前駆成形体を熱成形し、次いで前駆成形体を炭化焼成
せしめることを特徴とする、炭素成形体の製造方法。 2 該粒状ないし粉末状樹脂の少なくとも30%が粒径
0.1〜150ミクロンの球状一次粒子およびその二次
凝集物から成る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 該粒状ないし粉末状樹脂は、KBr錠剤法による赤
外線吸収スペクトルにおいて、D_9_9_0=_1_
0_1_5/D_1_6_0_0が0.3〜7.0であ
る特許請求の範囲第1項又は2項に記載の方法。 4 該粒状ないし粉末状樹脂は、KBr錠剤法による赤
外線吸収スペクトルにおいて、D_8_9_0/D_1
_6_0_0が0.1〜0.9である特許請求の範囲第
1〜3項のいずれかに記載の方法。 5 該粒状ないし粉末状樹脂の少なくとも50重量%が
100タイラーメツシユの篩を通過しうる大きさである
特許請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。 6 該粒状ないし粉末状樹脂は液体クロマトグラフィー
による測定値として遊離フェノール含有量が500pp
m以下である特許請求の範囲第1〜5項のいずれかに記
載の方法。 7 該粒状ないし粉末状樹脂は元素分析値として実用的
に炭素、水素および酸素から成り、下記の組成C:70
〜80重量%、 H:5〜7重量%および O:17〜21重量%、 (全体で100重量%) を有する特許請求の範囲第1〜6項のいずれかに記載の
方法。 8 該粒状ないし粉末状樹脂は、本文に記載した加熱融
着測定法に従つて100℃の温度に5分間保持した場合
に、少くともその一部が融着するものである特許請求の
範囲第1〜7項のいずれかに記載の方法。 9 該粒状ないし粉末状樹脂は、その10gを、実質的
に無水のメタノール500ml中で、加熱還流した場合
に、下記式S=〔W_0−W_1〕/W_0×100式
中、W_0は使用した該樹脂の重量(g)、W_1は加
熱還流後に残存した該樹脂の重量(g)、 Sは該樹脂のメタノール溶解度 (重量%) を示す、 で表わされるメタノール溶解度が20重量%以上である
、特許請求の範囲第1〜8項のいずれかに記載の方法。 10 該粒状ないし粉末状の樹脂は、本文に記載した加
熱融着測定法に従つて100℃の温度に5分間保持した
場合に実質的に溶解又は融着しない、特許請求の範囲第
1〜7項のいずれかに記載の方法。 11 該粒状ないし粉末状フェノール・ホルムアルデヒ
ド樹脂の熱成形可能なもの単独が、本文に記載した加熱
融着測定法に従つて100℃の温度に5分間保持した場
合に少くともその一部が融着するもの単独から成るか又
はそれと同加熱融着測定法に従つて100℃の温度に5
分間保持した場合に実質的に溶融又は融着しないものと
から成る、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 12 上記加熱融着測定法に従つて100℃の温度に5
分間保持した場合にその少なくとも一部が融着するもの
と実質的に溶融又は融着しないものとから成り、上記少
くとも一部が融着するものが全体の少くとも10重量%
を占める、特許請求の範囲第11項に記載の方法。 13 上記熱成形可能な樹脂組成物が上記粒状ないし粉
末状のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂以外に更に他
の炭素化材料を含有する、特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 14 上記炭素化材料が硬化性樹脂である第1の炭素化
材料である特許請求の範囲第13項に記載の方法。 15 上記第1の炭素化材料が熱硬化性樹脂である、特
許請求の範囲第14項に記載の方法。 16 上記熱硬化性樹脂がレゾール樹脂、ノボラック樹
脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂又は尿素
樹脂である、特許請求の範囲第15項に記載の方法。 17 上記炭素化材料がコークス、無煙炭、粘結歴青炭
、ピッチ又は熱硬化性樹脂の硬化物から選ばれる第2の
炭素化材料である、特許請求の範囲第13項に記載の方
法。 18 上記炭素化材料が炭水化物、炭水化物の誘導体、
又は炭水化物を主成物とする天然物から選ばれる第2の
炭素化材料である、特許請求の範囲第13項に記載の方
法。 19 上記炭水化物がセルローズ、デンプン又は糖であ
る、特許請求の範囲第18項に記載の方法。 20 上記炭素化材料が熱可塑性樹脂、又は硬化性樹脂
の硬化物以外の熱不融性樹脂から選ばれる第3の炭素化
材料である、特許請求の範囲、第13項に記載の方法。 21 上記熱可塑性樹脂がポリアミド、ポリビニルアセ
テート、塩化ビニル、塩化ビニリデン又はポリアクリロ
ニトリル系樹脂である特許請求の範囲第20項に記載の
方法。22 上記熱不融性樹脂がポリビニルアルコール
又はポリビニルホルマールである特許請求の範囲第20
項に記載の方法。 23 上記熱成形可能な樹脂組成物が無機充填剤をさら
に含有する、特許請求の範囲第1項又は第13項に記載
の方法。 24 上記無機充填剤がシリカ、アルミナ、シリカ・ア
ルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、又は貴金
属である、特許請求の範囲第23項に記載の方法。 25 上記熱成形可能な樹脂組成物が (a)粒状ないし粉末状のフェノール・ホルムアルデヒ
ド樹脂および (b)硬化性樹脂(第1の炭素化材料) および/または (c)上記第2又は第3の炭素化材料又は無機充填剤か
ら成り、 上記(a)の粒状ないし粉末状樹脂が全組成物の少くと
も10重量%であり、且つ上記(a)の粒状ないし粉末
状樹脂の熱成形可能なものおよび/または上記(b)の
第2の炭素化材料の単独または合計量が全組成物の少く
とも20重量%である、特許請求の範囲第1項に記載の
方法。 26 上記(a)の粒状ないし粉末状樹脂が全組成物の
少くとも20重量%であり、且つ上記(a)の粒状ない
し粉末状樹脂の熱成形可能なものおよび/または上記(
b)の第2の炭素化材料の単独又は合計量が全組成物の
少くとも30重量%である、特許請求の範囲第25項に
記載の方法。 27 上記(a)の粒状ないし粉末状樹脂が全組成物の
少くとも30重量%であり、且つ上記(a)の粒状ない
し粉末状樹脂の熱成形可能なものおよび/または上記(
b)の第2の炭素化材料の単独又は合計量が全組成物の
少くとも40重量%である、特許請求の範囲第26項に
記載の方法。 28 上記炭化焼成を約450℃以上の温度で実施する
特許請求の範囲第1〜27項のいずれかに記載の方法。 29 上記炭化焼成を約500〜約2500℃の間の温
度で実施する特許請求の範囲第28項に記載の方法。3
0 上記炭化焼成を非酸化性雰囲気下で実施する特許請
求の範囲第1〜29項のいずれかに記載の方法。 31 上記非酸化性雰囲気が分子状酸素を実質的に含ま
ない特許請求の範囲第30項に記載の方法。 32 上記非酸化性雰囲気が窒素、ヘリウム、水素、お
よび一酸化炭素から選ばれる少くとも一種を主たる雰囲
気の気体として含有して成る、特許請求の範囲第30項
又は第31項に記載の方法。 33 上記炭化焼成を水素気又は二酸化炭素を含む雰囲
気下で実施する特許請求の範囲第1〜29項のいずれか
に記載の方法。[Scope of Claims] 1 (A) contains spherical primary particles and secondary aggregates with a particle size of 0.1 to 150 microns, and (B) has an absorption of 1600 cm^-^1 in the infrared absorption spectrum by the KBr tablet method. Strength is D_1_6_0_
The maximum absorption intensity in the range of 0,990 to 1015 cm^-^1 is D_9_9_0 to_1_0_1_5,890
If the absorption intensity of cm^-^1 is D_8_9_0,
D_9_9_0~_1_0_1_5/D_1_6_0_
0=0.2=0.9, D_8_9_0/D_1_6_0
A thermoformable resin composition containing at least a granular or powdered phenol-formaldehyde resin, or a thermoformable product of the granular or powdered phenol-formaldehyde resin, which exhibits _0 = 0.09 to 1.0. 1. A method for producing a carbon molded body, which comprises thermoforming a precursor molded body alone, and then carbonizing and firing the precursor molded body. 2. The method according to claim 1, wherein at least 30% of the granular or powdered resin comprises spherical primary particles and secondary aggregates thereof having a particle size of 0.1 to 150 microns. 3 The granular or powdered resin has an infrared absorption spectrum of D_9_9_0=_1_ by the KBr tablet method.
The method according to claim 1 or 2, wherein 0_1_5/D_1_6_0_0 is 0.3 to 7.0. 4 The granular or powdered resin has an infrared absorption spectrum of D_8_9_0/D_1 according to the KBr tablet method.
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein _6_0_0 is 0.1 to 0.9. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein at least 50% by weight of the granular or powdered resin has a size that allows it to pass through a 100-meter mesh sieve. 6 The granular or powdered resin has a free phenol content of 500 ppm as measured by liquid chromatography.
The method according to any one of claims 1 to 5, which is less than or equal to m. 7 The granular or powdered resin practically consists of carbon, hydrogen and oxygen according to elemental analysis values, and has the following composition C: 70
-80% by weight, H: 5-7% by weight, and O: 17-21% by weight (total 100% by weight). 8. The granular or powdered resin is at least partially fused when held at a temperature of 100°C for 5 minutes according to the thermal fusion measurement method described in the main text. The method according to any one of items 1 to 7. 9 When 10 g of the granular or powdered resin is heated under reflux in 500 ml of substantially anhydrous methanol, the following formula S=[W_0-W_1]/W_0×100, where W_0 is the amount of water used The weight of the resin (g), W_1 is the weight (g) of the resin remaining after heating and refluxing, S is the methanol solubility of the resin (wt%), and the methanol solubility represented by is 20 wt% or more, patent The method according to any one of claims 1 to 8. 10 Claims 1 to 7, wherein the granular or powdered resin does not substantially melt or fuse when held at a temperature of 100°C for 5 minutes according to the thermal fusion measurement method described in the main text. The method described in any of the paragraphs. 11 When the thermoformable particulate or powdered phenol-formaldehyde resin alone is held at a temperature of 100°C for 5 minutes according to the heat fusion measurement method described in the text, at least a portion of it is fused. or by heating it to a temperature of 100°C for 5 minutes according to the same thermal fusion measurement method.
2. A method according to claim 1, which does not substantially melt or fuse when held for minutes. 12 At a temperature of 100°C according to the heat fusion measurement method described above,
It consists of a material that at least partially fuses when held for a minute and a material that does not substantially melt or melt, and the above-mentioned material that is at least partially fused accounts for at least 10% by weight of the whole.
12. The method of claim 11, wherein the method comprises: 13. The method according to claim 1, wherein the thermoformable resin composition further contains other carbonized materials in addition to the granular or powdered phenol-formaldehyde resin. 14. The method of claim 13, wherein the carbonized material is a first carbonized material that is a curable resin. 15. The method of claim 14, wherein the first carbonized material is a thermosetting resin. 16. The method according to claim 15, wherein the thermosetting resin is a resol resin, a novolak resin, an epoxy resin, a furan resin, a melamine resin, or a urea resin. 17. The method according to claim 13, wherein the carbonized material is a second carbonized material selected from coke, anthracite, caking bituminous coal, pitch, or a cured product of a thermosetting resin. 18 The carbonized material is a carbohydrate, a carbohydrate derivative,
or the second carbonized material selected from natural products containing carbohydrates as a main component. 19. The method of claim 18, wherein the carbohydrate is cellulose, starch or sugar. 20. The method according to claim 13, wherein the carbonized material is a third carbonized material selected from thermoplastic resins and thermoinfusible resins other than cured products of curable resins. 21. The method according to claim 20, wherein the thermoplastic resin is polyamide, polyvinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride or polyacrylonitrile resin. 22 Claim 20, wherein the heat-infusible resin is polyvinyl alcohol or polyvinyl formal.
The method described in section. 23. The method of claim 1 or 13, wherein the thermoformable resin composition further contains an inorganic filler. 24. The method of claim 23, wherein the inorganic filler is silica, alumina, silica-alumina, calcium carbonate, calcium silicate, or a noble metal. 25 The thermoformable resin composition comprises (a) a granular or powdered phenol formaldehyde resin, (b) a curable resin (first carbonized material), and/or (c) the second or third carbonized material. consisting of a carbonized material or an inorganic filler, the granular or powdered resin of (a) above is at least 10% by weight of the total composition, and the granular or powdered resin of (a) above is thermoformable; 2. A method according to claim 1, wherein the amount of the second carbonized material of (b), alone or in total, is at least 20% by weight of the total composition. 26 The granular or powdered resin of (a) above is at least 20% by weight of the total composition, and the granular or powdered resin of (a) above is thermoformable and/or (
26. The method of claim 25, wherein the amount of the second carbonized materials of b), alone or in total, is at least 30% by weight of the total composition. 27 The granular or powdered resin of (a) above is at least 30% by weight of the total composition, and the granular or powdered resin of (a) above is thermoformable and/or (
27. The method of claim 26, wherein the amount of the second carbonized materials of b), alone or in total, is at least 40% by weight of the total composition. 28. The method of any of claims 1 to 27, wherein the carbonization calcination is carried out at a temperature of about 450°C or higher. 29. The method of claim 28, wherein said carbonizing calcination is carried out at a temperature between about 500 and about 2500<0>C. 3
0. The method according to any one of claims 1 to 29, wherein the carbonization firing is performed in a non-oxidizing atmosphere. 31. The method of claim 30, wherein the non-oxidizing atmosphere is substantially free of molecular oxygen. 32. The method according to claim 30 or 31, wherein the non-oxidizing atmosphere contains at least one selected from nitrogen, helium, hydrogen, and carbon monoxide as a main atmospheric gas. 33. The method according to any one of claims 1 to 29, wherein the carbonization firing is performed in an atmosphere containing hydrogen gas or carbon dioxide.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP56211541A JPS6059167B2 (en) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Manufacturing method of carbon molded body |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56211541A JPS6059167B2 (en) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Manufacturing method of carbon molded body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS58120509A JPS58120509A (en) | 1983-07-18 |
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ID=16607548
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP56211541A Expired JPS6059167B2 (en) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Manufacturing method of carbon molded body |
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Families Citing this family (3)
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-
1981
- 1981-12-30 JP JP56211541A patent/JPS6059167B2/en not_active Expired
Also Published As
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