特許ウォッチ

公開番号2024139057
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023049842
出願日2023-03-27
発明の名称炭素系製品の製造方法
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類C04B 35/532 20060101AFI20241002BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】アチェソン炉を用いた黒鉛化(加熱)だけでなく、製造プロセス全体でリードタイム短縮、熱エネルギーのロス低減に貢献できる炭素系製品の製造方法を提供する。
【解決手段】原ブロックが一対の電極間に配置され、前記原ブロックの周囲を囲む詰粉が配置された詰粉領域と、さらに前記詰粉領域を囲む断熱層と、を有する加熱炉を準備し、前記電極に電流を流し、前記原ブロックを加熱する加熱工程を含む炭素系製品の製造方法であって、前記原ブロックは炭素質粒子と、前記炭素質粒子を互いに結合する炭素前駆体からなるバインダと、からなり、前記詰粉領域は、前記電極に電流を流す方向である通電方向に前記原ブロックと隣り合う第1の領域と、前記通電方向の軸に沿って前記原ブロック及び前記第1の領域を囲む第2の領域と、からなり、前記加熱工程の初期段階において、ρ1>ρ2であり前記第1の領域よりも前記第2の領域の方が体積当たりの発熱量が大きいことを特徴とする炭素系製品の製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原ブロックが一対の電極間に配置され、前記原ブロックの周囲を囲む詰粉が配置された詰粉領域と、さらに前記詰粉領域を囲む断熱層と、を有する加熱炉を準備し、
前記電極に電流を流し、前記原ブロックを加熱する加熱工程を含む炭素系製品の製造方法であって、
前記原ブロックは炭素質粒子と、前記炭素質粒子を互いに結合する炭素前駆体からなるバインダと、からなり、
前記詰粉領域は、
前記電極に電流を流す方向である通電方向に前記原ブロックと隣り合う第１の領域と、
前記通電方向の軸に沿って前記原ブロック及び前記第１の領域を囲む第２の領域と、
からなり、
前記加熱工程の初期段階において、ρ
１
＞ρ
２
であり前記第１の領域よりも前記第２の領域の方が体積当たりの発熱量が大きいことを特徴とする炭素系製品の製造方法。
ρ
１
：原ブロックの固有抵抗
ρ
２
：詰粉領域の固有抵抗
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記原ブロックの前記加熱工程の過程でρ
１
＜ρ
２
となり前記第２の領域よりも前記第１の領域の方が体積当たりの発熱量が大きくなることを特徴とする請求項１に記載の炭素系製品の製造方法。
【請求項３】
前記炭素系製品の水銀圧入法における累積細孔容積が全細孔容積の５０％となる細孔径は、５０～５００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素系製品の製造方法。
【請求項４】
前記原ブロックは、前記炭素質粒子と前記バインダとが２次粒子を形成し、前記２次粒子の平均粒子径は５０～１０００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素系製品の製造方法。
【請求項５】
前記原ブロックは直方体であり最も長い方向を前記通電方向に向けて配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素系製品の製造方法。
【請求項６】
前記記載の炭素系製品の製造方法は、
前記炭素質粒子と前記バインダとを混錬し、炭素前駆体を得る混錬工程と、
前記炭素前駆体を成形し前記原ブロックを得る成形工程と、
前記原ブロックを加熱する請求項１又は２に記載の加熱工程と、
からなることを特徴とする炭素系製品の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素系製品の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
黒鉛材料をはじめとする炭素製品は、製品の製造段階で高温の熱処理を必要とする。黒鉛材料においては、炭素前駆体の成形体を焼成し、さらに３０００℃前後で黒鉛化するため、非常に大きなエネルギーを必要とし、原価低減や、リードタイムの短縮が課題となっている。
特に黒鉛化工程では、詰粉の加熱に多大の投入電力を要し、高温処理後における大量の詰粉の排除、処分処理を要し、連続化による稼動性向上の障害となっている。
【０００３】
特許文献１には、このような望ましくない現象の原因となる詰粉の充填を取り止めて黒鉛化工程の原価低減およびリードタイム短縮を行うことのできる黒鉛ブロックの製造方法として、少なくとも炭素材料骨材とバインダとを含有して形成された原ブロックを通電可能にして電極間に保持し、大気よりも酸素の少ない雰囲気中で、かつ前記原ブロックおよび電極の周囲に詰粉不存在の下で原ブロックに通電加熱を行って黒鉛化処理を行い、以って黒鉛ブロックを形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－２９２３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
黒鉛ブロックは、骨材であるコークスとバインダであるピッチを混錬したのち、適宜粉砕し、成形、焼成および黒鉛化のプロセスを経て製造される。特許文献１に記載された発明は、黒鉛化工程のみの原価低減、リードタイム短縮に関する発明であり、焼成以前の工程を含め、総合的に原価低減やリードタイムを短縮することが考慮されていない。
【０００６】
本発明では、アチェソン炉を用いた黒鉛化（加熱）だけでなく、製造プロセス全体でリードタイム短縮、熱エネルギーのロス低減に貢献できる炭素系製品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明の炭素系製品の製造方法は、以下の通りである。
【０００８】
（１）原ブロックが一対の電極間に配置され、前記原ブロックの周囲を囲む詰粉が配置された詰粉領域と、さらに前記詰粉領域を囲む断熱層と、を有する加熱炉を準備し、
前記電極に電流を流し、前記原ブロックを加熱する加熱工程を含む炭素系製品の製造方法であって、
前記原ブロックは炭素質粒子と、前記炭素質粒子を互いに結合する炭素前駆体からなるバインダと、からなり、
前記詰粉領域は、
前記電極に電流を流す方向である通電方向に前記原ブロックと隣り合う第１の領域と、
前記通電方向の軸に沿って前記原ブロック及び前記第１の領域を囲む第２の領域と、
からなり、
前記加熱工程の初期段階において、ρ
１
＞ρ
２
であり前記第１の領域よりも前記第２の領域の方が体積当たりの発熱量が大きいことを特徴とする炭素系製品の製造方法。
ρ
１
：原ブロックの固有抵抗
ρ
２
：詰粉領域の固有抵抗
【０００９】
また、本発明の炭素系製品の製造方法は、以下の態様であることが好ましい。
【００１０】
（２）前記原ブロックの前記加熱工程の過程でρ
１
＜ρ
２
となり前記第２の領域よりも前記第１の領域の方が体積当たりの発熱量が大きい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許