特許
J-GLOBAL ID：200903010164152414
炭素複合体
発明者：
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出願人/特許権者：
代理人 (1件)：
中村 稔 (外9名)
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平11-504991
公開番号（公開出願番号）：特表2002-507956
出願日： 1998年06月20日
公開日（公表日）： 2002年03月12日
要約：
【要約】炭素複合体構造、例えば自動車エンジンピストンを、有機溶媒に可溶性の非結晶性粒子と、液相を有するバインダーとの混合物を本質的に含む、マトリックスを調製することによって、製造する。該非結晶性粒子は、また残留炭素-水素結合をも含む。未硬化の構造体を、該マトリックス混合物と、例えば該混合物に分散されたグラファイト等の炭素繊維および/または該混合物中に埋設されたグラファイト製布とを組み合わせることにより、形成する。この未硬化の構造体を、アルゴン等の不活性雰囲気内で、該構造体を熱分解することによって、硬化する。有利には、該グラファイト強化材料は、該マトリックスと組み合わせる前に、ガス状金属亜酸化物を、該グラファイト表面上に通す工程を含む方法により、ホイスカー形成処理に付される。
請求項（抜粋）：
1.(a)有機溶媒に可溶性の非結晶性炭素粒子と、液相を有する有機炭素プリカーサーで構成されるバインダーとから本質的になる、マトリックスを調製し、ここで該非結晶性炭素粒子は、更に残留炭素-水素結合を含むことによって特徴付けられ、(b)該マトリックスを含む該混合物と、強化材料とを配合して、未硬化の構造を形成し、および(c)該未硬化の構造を、非-酸化性条件下で、熱分解処理に掛けることによって、該未硬化の構造を硬化する、諸工程を含むことを特徴とする、炭素複合体構造の製造方法。2.該強化材料が、該マトリックス混合物に分散された、複数の不連続な強化材要素を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。3.該強化材料が、該マトリックス混合物に浸漬されれた、連続糸またはトウを含む、請求の範囲第1項に記載の方法。4.該強化材料が、該マトリックス混合物に分散された、複数の不連続な強化材要素および少なくとも1種の、該マトリックス中に埋設された連続糸またはトウ両者を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。5.該強化材料が、該マトリックス混合物で含浸されている織物を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。6.該強化材料が、該マトリックス混合物に分散された、複数の不連続な強化材要素および分散された該強化材を含有する該マトリックス混合物で含浸されている織物両者を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。7.有機溶媒が、該非結晶性炭素および該マトリックスのアモルファス炭素バインダーと組み合わされて、該非結晶性炭素およびバインダーの溶液を形成している、請求の範囲第1項に記載の方法。8.該有機溶媒が、少なくとも部分的に溶解している、該非結晶性炭素のスラリーを形成するように選択された量で存在する、請求の範囲第7項に記載の方法。9.該非結晶性炭素が、本質的に、部分的にか焼されたコークスからなり、該コークスが炭素との化学結合を含み、1200°C以下の温度にてガス状態になる、請求の範囲第1項に記載の方法。10.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。11.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第2項に記載の方法。12.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第3項に記載の方法。13.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第4項に記載の方法。14.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第5項に記載の方法。15.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第6項に記載の方法。16.該バインダーが、少なくとも50%の炭化収率を有するポリマー樹脂を含む、請求の範囲第7項に記載の方法。17.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第1項に記載の方法。18.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第2項に記載の方法。19.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第3項に記載の方法。20.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第4項に記載の方法。21.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第5項に記載の方法。22.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第6項に記載の方法。23.該バインダーが、ピッチを含む、請求の範囲第7項に記載の方法。24.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第1項に記載の方法。25.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第2項に記載の方法。26.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第3項に記載の方法。27.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第4項に記載の方法。28.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第5項に記載の方法。29.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第6項に記載の方法。30.該バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第7項に記載の方法。31.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第2項に記載の方法。32.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第3項に記載の方法。33.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第4項に記載の方法。34.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第5項に記載の方法。35.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第6項に記載の方法。36.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第7項に記載の方法。37.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第8項に記載の方法。38.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第9項に記載の方法。39.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第10項に記載の方法。40.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第11項に記載の方法。41.該強化材料が、本質的にグラファイト繊維を含む、請求の範囲第12項に記載の方法。42.該グラファイト繊維強化要素上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化要素をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含み、該グラファイト繊維の引張り強さが、実質的に該ホイスカー化工程により低下されない、請求の範囲第31項に記載の方法。43.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第32項に記載の方法。44.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第33項に記載の方法。45.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第34項に記載の方法。46.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第35項に記載の方法。47.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第36項に記載の方法。48.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第37項に記載の方法。49.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第38項に記載の方法。50.該グラファイト強化材料上に、炭化物ホイスカーを形成することによって、該強化材料をホイスカー形成処理に掛ける、予備工程を含む、請求の範囲第39項に記載の方法。51.該炭化物ホイスカーを、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ホイスカー形成処理すべき該グラファイト繊維上に、ガス状金属亜酸化物を通すことによって、該炭素繊維上に形成する、請求の範囲第42項に記載の方法: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物であり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得る。52.該炭化物ホイスカーを、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ホイスカー形成処理すべき該グラファイト材料上に、ガス状金属亜酸化物を通すことによって、該炭素材料上に形成する、請求の範囲第43項に記載の方法: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物てあり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得る。53.該炭化物ホイスカーを、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ホイスカー形成処理すべき該グラファイト材料上に、ガス状金属亜酸化物を通すことによって、該炭素材料上に形成する、請求の範囲第44項に記載の方法: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物であり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得る。54.該炭化物ホイスカーを、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ホイスカー形成処理すべき該グラファイト材料上に、ガス状金属亜酸化物を通すことによって、該炭素材料上に形成する、請求の範囲第45項に記載の方法: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物であり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得る。55.該炭化物ホイスカーを、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ホイスカー形成処理すべき該グラファイト材料上に、ガス状金属亜酸化物を通すことによって、該炭素材料上に形成する、請求の範囲第46項に記載の方法: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物であり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得る。56.該炭化物ホイスカーを、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ホイスカー形成処理すべき該グラファイト材料上に、ガス状金属亜酸化物を通すことによって、該炭素材料上に形成する、請求の範囲第47項に記載の方法: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物であり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得る。57.該炭化物ホイスカーが炭化珪素であり、かつ該ガス状金属亜酸化物がガス状一酸化珪素である、請求の範囲第51項に記載の方法。58.該炭化物ホイスカーが炭化珪素であり、かつ該ガス状金属亜酸化物がガス状一酸化珪素である、請求の範囲第52項に記載の方法。59.該炭化物ホイスカーが炭化珪素であり、かつ該ガス状金属亜酸化物がガス状一酸化珪素である、請求の範囲第53項に記載の方法。60.該炭化物ホイスカーが炭化珪素であり、かつ該ガス状金属亜酸化物がガス状一酸化珪素である、請求の範囲第54項に記載の方法。61.該炭化物ホイスカーが炭化珪素であり、かつ該ガス状金属亜酸化物がガス状一酸化珪素である、請求の範囲第55項に記載の方法。62.該炭化物ホイスカーが炭化珪素であり、かつ該ガス状金属亜酸化物がガス状一酸化珪素である、請求の範囲第56項に記載の方法。63.炭素表面をホイスカー形成処理する方法であって、該炭素表面を、以下の反応を行う条件下に維持しつつ、ガス状金属亜酸化物と接触させ: tMyOx+R'nR"m=tMyO(x-1)+R'nOt-m+mR"Oここで、MyOxは、標準的な金属酸化物であり、R'およびR"は、該金属酸化物を亜酸化物に還元するための還元剤であり、t、y、x、nおよびmは、化学量論的な定数であり、R'およびR"は金属または炭素であり得、従って対応するR'nOt-mおよびR"Oは、混合炭化物を生成する作用を有する、異なる金属亜酸化物であり得、あるいは一酸化炭素を生成する炭素であり得、かくして該ホイスカーが形成される、該元のグラファイト繊維の強度を実質的に低下することなしに、該炭素表面のホイスカー化処理を達成する工程を含む、上記方法。64.該ガス状亜酸化物がガス状一酸化珪素であり、それによって該炭素表面上に、炭化珪素ホイスカーが生成される、請求の範囲第63項に記載の方法。65.有機溶媒中に可溶性であることにより特徴付けられる、非結晶性炭素の粒子と、炭素を含むバインダーとの混合物を含むマトリックスから本質的になり、該非結晶性炭素粒子が、更に残留炭素-水素結合を含むことにより特徴付けられる、炭素複合体組成物。66.該バインダーの該炭素が、本質的にアモルファス炭素である、請求の範囲第65項に記載の組成物。67.該バインダーの該アモルファス炭素が、フェノール樹脂および/またはポリアリールアセチレン(PAA)を包含する熱硬化性樹脂を含む、請求の範囲第66項に記載の組成物。68.該バインダーの該アモルファス炭素が、ピッチを含む、請求の範囲第66項に記載の組成物。69.該炭素バインダーが、ピッチとポリマー樹脂との混合物を含む、請求の範囲第65項に記載の組成物。70.該炭素バインダーが、有機溶媒をも含む、請求の範囲第69項に記載の組成物。71.更に、挿入された強化構造をも含む、請求の範囲第65項に記載の組成物。72.該強化構造が、少なくとも一つの連続的な糸またはトウを含む、請求の範囲第71項に記載の組成物。73.該強化構造が、該マトリックス中に分散された、複数の不連続な強化要素を含む、請求の範囲第71項に記載の組成物。74.該強化構造が、本質的にグラファイト繊維で構成される、請求の範囲第71項に記載の組成物。75.該強化構造が、本質的にグラファイト繊維で構成される、請求の範囲第72項に記載の組成物。76.該強化構造が、本質的にグラファイト繊維で構成される、請求の範囲第73項に記載の組成物。77.更に、該マトリックス中に分散された、本質的にグラファイト繊維で構成される、複数の不連続な強化要素を含む、請求の範囲第67項に記載の組成物。78.マトリックス内に分散されて、炭素複合体組成物を形成する、複数の強化要素を含有させるのに適したマトリックスであって、該マトリックスが、本質的に、有機溶媒中に可溶性である非結晶性粒子と、液相を有する有機炭素プリカーサーで構成される、バインダーとの混合物を含み、該非結晶性炭素粒子が、更に残留炭素-水素結合を含むことにより特徴付けられる、上記マトリックス。79.該バインダーの該炭素が、本質的にアモルファス炭素である、請求の範囲第78項に記載のマトリックス。80.該バインダーの該アモルファス炭素が、50%を越える炭化収率を有する熱硬化性樹脂を含む、請求の範囲第79項に記載のマトリックス。81.該バインダーの該アモルファス炭素が、ピッチを含む、請求の範囲第79項に記載の混合物。82.更に有機溶媒を含み、該溶媒中に、該非結晶性炭素が、少なくとも部分的に溶質として存在する、請求の範囲第78項に記載のマトリックス。83.更に有機溶媒を含み、該溶媒中に、該非結晶性炭素が溶質として存在する、請求の範囲第79項に記載のマトリックス。84.更に有機溶媒を含み、該溶媒中に、該非結晶性炭素および該熱硬化性樹脂両者が、少なくとも部分的に溶質として存在する、請求の範囲第80項に記載のマトリックス。85.該マトリックスがスラリーを含む、請求の範囲第84項に記載のマトリックス。86.該非結晶性炭素粒子が、完全に、残留炭化水素および/または水素ガスを含む、炭素粒子で構成される、請求の範囲第78項に記載のマトリックス。87.該非結晶性炭素粒子が、完全に、残留炭化水素および/または水素ガスを含む、炭素粒子で構成される、請求の範囲第79項に記載のマトリックス。88.該非結晶性炭素粒子が、完全に、残留炭化水素および/または水素ガスを含む、炭素粒子で構成される、請求の範囲第65項に記載のマトリックス。89.該非結晶性炭素粒子が、完全に、残留炭化水素および/または水素ガスを含む、炭素粒子で構成される、請求の範囲第66項に記載のマトリックス。90.該非結晶性炭素粒子が、完全に、残留炭化水素および/または水素ガスを含む、炭素粒子・・・
IPC (3件)：
C04B 35/83
, C04B 35/52
, F02F 3/00
F02F 3/00 G
, C04B 35/52 E
, C04B 35/52 B
