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公開番号2025054201
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2024154133
出願日2024-09-06
発明の名称炭素成形体の製造方法及び活性炭成形体の製造方法
出願人群栄化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B28B 1/30 20060101AFI20250328BHJP(セメント,粘土,または石材の加工)
要約【課題】強度が高い炭素成形体を製造できる炭素成形体の製造方法及び活性炭成形体の製造方法の提供。
【解決手段】炭素成形体の製造方法であって、成形用樹脂組成物と球状骨材とを含有する原料混合物の薄層を形成し、前記薄層の所望の領域にレーザーを照射し、前記薄層を焼結させて焼結薄層を形成する工程(a)と、前記工程(a)を複数回行い、前記焼結薄層が複数積層された一次成形体を得る工程(b)と、前記一次成形体に含まれる前記成形用樹脂組成物を硬化させて二次成形体を得る工程(c)と、前記二次成形体に含まれる有機成分を炭化して炭素成形体を得る工程(d)と、を含み、前記成形用樹脂組成物はフェノール樹脂と硬化剤とを含み、前記フェノール樹脂及び前記球状骨材の合計を100質量部としたときに、前記フェノール樹脂の割合が5質量部以上である、炭素成形体の製造方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
炭素成形体の製造方法であって、
成形用樹脂組成物と球状骨材とを含有する原料混合物の薄層を形成し、前記薄層の所望の領域にレーザーを照射し、前記薄層を焼結させて焼結薄層を形成する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）を複数回行い、前記焼結薄層が複数積層された一次成形体を得る工程（ｂ）と、
前記一次成形体に含まれる前記成形用樹脂組成物を硬化させて二次成形体を得る工程（ｃ）と、
前記二次成形体に含まれる有機成分を炭化して炭素成形体を得る工程（ｄ）と、
を含み、
前記成形用樹脂組成物はフェノール樹脂と硬化剤とを含み、
前記フェノール樹脂及び前記球状骨材の合計を１００質量部としたときに、前記フェノール樹脂の割合が５質量部以上である、炭素成形体の製造方法。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記球状骨材が球状カーボンを含む、請求項１に記載の炭素成形体の製造方法。
【請求項３】
前記フェノール樹脂及び前記球状骨材の合計を１００質量部としたときに、前記フェノール樹脂の割合が５～５０質量部である、請求項１に記載の炭素成形体の製造方法。
【請求項４】
前記一次成形体、前記二次成形体及び前記炭素成形体から選ばれる１つ以上に熱硬化性樹脂を含浸させる工程（α）と、含浸した前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程（β）とをさらに含む、請求項１に記載の炭素成形体の製造方法。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載の炭素成形体の製造方法により炭素成形体を得て、得られた前記炭素成形体を賦活する、活性炭成形体の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素成形体の製造方法及び活性炭成形体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素材料は、耐熱性、導電性、熱伝導性、化学安定性等の性質に優れていることから、炭素材料からなる炭素成形体は、電気、電子、機械、冶金、化学等の幅広い分野に広く使用されている。
炭素成形体は、コークス粉末等の炭素粉末を骨材として用い、ピッチやタール等の結合剤を配合して予備成形体を形成し、これを焼成して炭素化し、必要に応じて黒鉛化することで得られる。
しかし、所望の形状の炭素成形体を得るためには、炭素化又は黒鉛化の後に所望の形状となるように機械加工する必要があり、複雑な形状に加工するのは困難である。
【０００３】
そこで、積層造形法を利用して炭素成形体を製造する方法が提案されている。
例えば特許文献１には、炭素粉末の層を堆積し、所望の領域に結合剤をインクジェットする工程を繰り返した後に加熱して結合剤を硬化させ、得られた硬化物を炭化して炭素成形体を製造する方法が開示されている。
特許文献２には、炭素粉末の層を堆積し、所望の領域に結合剤をインクジェットする工程を繰り返した後に加熱して結合剤を硬化させ、得られた硬化物にピッチを含浸させた後に硬化及び炭化して炭素成形体を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１７－５３５４４５号公報
特表２０１８－５０２８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に記載の方法で得られる炭素成形体は、強度を十分に満足するものではない。
本発明は、強度が高い炭素成形体を製造できる炭素成形体の製造方法及び活性炭成形体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】
【０００６】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］炭素成形体の製造方法であって、
成形用樹脂組成物と球状骨材とを含有する原料混合物の薄層を形成し、前記薄層の所望の領域にレーザーを照射し、前記薄層を焼結させて焼結薄層を形成する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）を複数回行い、前記焼結薄層が複数積層された一次成形体を得る工程（ｂ）と、
前記一次成形体に含まれる前記成形用樹脂組成物を硬化させて二次成形体を得る工程（ｃ）と、
前記二次成形体に含まれる有機成分を炭化して炭素成形体を得る工程（ｄ）と、
を含み、
前記成形用樹脂組成物はフェノール樹脂と硬化剤とを含み、
前記フェノール樹脂及び前記球状骨材の合計を１００質量部としたときに、前記フェノール樹脂の割合が５質量部以上である、炭素成形体の製造方法。
［２］前記球状骨材が球状カーボンを含む、前記［１］の炭素成形体の製造方法。
［３］前記フェノール樹脂及び前記球状骨材の合計を１００質量部としたときに、前記フェノール樹脂の割合が５～５０質量部である、前記［１］又は［２］の炭素成形体の製造方法。
［４］前記一次成形体、前記二次成形体及び前記炭素成形体から選ばれる１つ以上に熱硬化性樹脂を含浸させる工程（α）と、含浸した前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程（β）とをさらに含む、前記［１］～［３］のいずれかの炭素成形体の製造方法。
［５］前記工程（ｃ）と前記工程（ｄ）との間に、前記工程（ｃ）で得られた前記二次成形体に熱硬化性樹脂を含浸させる工程（α１）と、前記二次成形体に含浸した前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程（β１）とをさらに含む、前記［４］の炭素成形体の製造方法。
［６］前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）との間に、前記工程（ｂ）で得られた前記一次成形体に熱硬化性樹脂を含浸させる工程（α２）をさらに含む前記［４］の炭素成形体の製造方法。
［７］前記工程（ｄ）の後に、前記工程（ｄ）で得られた前記炭素成形体に熱硬化性樹脂を含浸させる工程（α３）と、前記炭素成形体に含浸した前記熱硬化性樹脂を硬化させて三次成形体を得る工程（β３）と、前記三次成形体に含まれる有機成分を炭化して炭素成形体を得る工程（γ３）をさらに含む、前記［４］の炭素成形体の製造方法。
［８］前記［１］～［７］のいずれかの炭素成形体の製造方法により炭素成形体を得て、得られた前記炭素成形体を賦活する、活性炭成形体の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、強度が高い炭素成形体を製造できる炭素成形体の製造方法及び活性炭成形体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
例１、３、４、６、９で得られた二次成形体（Ｉ）の曲げ強度及び密度の結果を示すグラフである。
例３、４、６、９で得られた二次成形体（II）の曲げ強度及び密度の結果を示すグラフである。
例３、４、６、９で得られた炭素成形体（Ｘ）の曲げ強度及び密度の結果を示すグラフである。
例２、５、７、１０で得られた炭素成形体（Ｙ）の曲げ強度及び密度の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変形が可能である。
本明細書及び特許請求の範囲において、「～」で表される数値範囲は、～の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。例えばＡ～ＢはＡ以上Ｂ以下と同義である。
本明細書に開示の含有量、種々の物性値、性状値の数値範囲は、その下限値及び上限値を任意に組み合わせて新たな数値範囲とすることができる。
【００１０】
［炭素成形体の製造方法］
「第一の態様」
本実施形態の炭素成形体の製造方法は、以下に示す工程（ａ）～工程（ｄ）を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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