【事件の表示】
　特許第３１５１５８０号「炭素材料の製造法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１５１５８０号の訂正後の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
  本件特許第３１５１５８０号の請求項１、２に係る発明についての出願は、平成４年１２月４日に特許出願されたものであって、平成１３年１月２６日にその発明について特許の設定登録がなされたものである。
　これに対して、角田篤美（以下、「申立人」という）より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１４年２月６日付けで訂正請求がなされ、その後、当審より申立人に対して審尋がなされたが、何ら応答がなされなかったものである。
２．訂正の適否
２−１．訂正の内容
  本件訂正の内容は、本件特許明細書を訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに訂正しようとするものである。
（１）訂正事項ａ
　請求項１及び２を次のとおり訂正する。
「【請求項１】不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで常圧において炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法。
【請求項２】不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで前記一軸加圧成形時の圧力よりも低い圧力で一軸加圧しながら炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法。」
（２）訂正事項ｂ
　明細書中の段落【０００６】（本件特許掲載公報第２頁第３欄第１０〜１９行）を、次のとおり補正する。
「【０００６】【課題を解決するための手段】本発明は、不融化処理された炭素繊維の前駆繊維（以下、「不融化繊維」という）を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで常圧において炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法に関する。
　また本発明は、不融化繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで前記一軸加圧成形時の圧力よりも低い圧力で一軸加圧しながら炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法に関する。」
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張変更の存否
　上記訂正事項ａは、訂正前の請求項１、２において、一軸加圧成形の前段階を「一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、」と限定したものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当する。
　そして上記訂正事項ａは、明細書中の「不融化繊維を一軸加圧成形するためには、好ましくはまず処理容器内に不融化繊維を強制落下もしくは自由落下させ、一軸加圧容器内に積層あるいは自然沈積させて充填する。」との記載（本件特許掲載公報第２頁第４欄第１８〜２１行）からみて、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内においてなされたものであり、しかも実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
  また、上記訂正事項ｂは、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正事項ａの訂正に伴うものであり、減縮された特許請求の範囲の記載と明細書の記載を整合させるために明りょうでない記載の釈明を行うことを目的とする訂正に該当するものであって、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内においてなされた訂正であり、しかも実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものでもない。
２−３．まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正ずる法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立てについて
３−１．特許異議申立ての理由の概要
 申立人は、証拠方法として甲第１〜４号証を提出し、
（ｉ）請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるから、請求項１に係る発明の特許は特許法第２９条第１項第３号の規定に違反してされたものであり取り消されるべきものである旨、
（ｉｉ）請求項１、２に係る発明は、甲第１〜４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、請求項１、２に係る発明の特許は特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり取り消されるべきものである旨、主張している。
３−２．本件訂正発明
　特許権者が請求した上記訂正は、上述したとおり、認容することができるから、訂正後の本件請求項１、２に係る発明は、上記２−１．（１）の特許請求の範囲の請求項１、２に記載されたとおりのものである（以下、それぞれ「本件訂正発明１、２」という）。
３−３．甲各号証の記載内容
（１）甲第１号証：特開昭６３−２２２０７９号公報
（ａ）「分散媒と、自己接着可能で、かつ炭素化し得る短繊維とを混合、抄造した後、繊維形態を保ちつつ前記短繊維同士を互いに自己接着せしめ、次いで加熱して前記短繊維を炭素化することを特徴とする炭素繊維多孔体の製造方法。」（請求項１）
（ｂ）「分散媒としては、最も一般的には水を使用するが、各種の有機溶剤、たとえばメタノール、ヘキサン、ヘプタン、四塩化炭素などを用いることもできる。」（第２頁左上欄第１１〜１４行）
（ｃ）「抄造に際して、分散媒に、短繊維の分散性を向上させるための分散剤、たとえば繊維系グリコール酸ナトリウムや、中間素材の形態保持性をより向上させるためのバインダ、たとえばポリビニルアルコール、酢酸ビニル等を必要に応じて少量添加してもよい。これらは、後の炭素化工程で分解し、残存しないものであるものが好ましい。抄造は通常の抄造機等を用いて行えばよい。短繊維同士の自己接着は、最も典型的には、抄造し、乾燥した後の加熱により、短繊維を軟化せしめることによって行う。」（第３頁右上欄第１０行〜左下欄第１行）
（ｄ）「実施例１　水と、直径が１０μｍで、平均繊維長が６ｍｍである石炭質ピッチ系短繊維とを混合、撹拌し、抄造し、８０℃の熱風で乾燥した後、大気中にて５℃／分の昇温温度で２８０℃まで加熱して短繊維を不融化処理し、さらに２６０℃の温度下に８Ｋｇ／ｃｍ２で押圧して短繊維同士を自己接着せしめ、中間素材を得た。なお、分散媒たる水中には、バインダとして、短繊維に対して１０重量％のポリビニルアルコールを添加しておいた。次に、上記中間素材を、窒素雰囲気中にて１５００℃で５分間加熱し、短繊維を炭素化して多孔体を得た。」（第２頁右下欄第７〜１９行）
（２）甲第２号証：特開平４−２９４０５３号公報
（ａ）「炭化又は黒鉛化可能な結合剤を含浸した炭素繊維化可能な繊維の織布又は不織布と、炭化又は黒鉛化可能な結合剤を含浸した炭素繊維の織布又は不織布とを積層し、板状に加圧成形し、炭化又は黒鉛化処理する炭素板の製造方法。」（請求項１）
（ｂ）「【産業上の利用分野】本発明は、リン酸型燃料電池の電極用炭素板などとして好適な炭素板の製造方法に関する。」（第２頁第１欄第１５〜１７行）
（ｃ）「耐炎化処理とは、ピッチ系繊維以外の繊維を、例えば、酸素存在下、２００〜４５０℃程度の温度で加熱して表面に耐熱層を形成し、焼成時の溶融を防止する処理を言う。不融化処理とは、例えば、ピッチ系繊維を、酸素存在下、２００〜４５０℃程度の温度で加熱して表面に耐熱層を形成し、焼成時の溶融を防止する処理を言う。」（第２頁第２欄第３１〜３７行）
（ｄ）「炭素繊維化可能な繊維としては、炭素繊維の素材となりうる種々の繊維、例えば、ポリアクリロニトリル繊維、フェノール樹脂繊維、レーヨン、セルロース系繊維、ピッチ系繊維などが挙げられる。炭素繊維化可能な繊維は、耐炎化処理又は不融化処理されていてもよい。」（第２頁第２欄第４９行〜第３頁第３欄第４行）
（ｅ）「実施例１　フェノール樹脂［群栄化学工業（株）製、商品名レジトップＰＳ−４１０１］をアセトンに溶解し、５０重量％の樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液を、それぞれ、ノボラック型フェノール樹脂繊維の不織布［日本カイノール社製、商品名ＫＰ３２Ｇ］、炭素繊維の不織布［（株）ドナック、商品名ドナカーボＳ−２５１］に含浸し、室温で乾燥し、樹脂含浸量６０重量％のプリプレグを作製した。以下、ノボラック型フェノール樹脂繊維の含浸不織布をＰＦ、炭素繊維の含浸不織布をＣで示す。そして、Ｃ／ＰＦ／Ｃ／ＰＦ／Ｃ／ＰＦ／Ｃの層構成に積層し、平板金型に入れ、プレス温度１４０℃、成形圧１００Ｋｇｆ／ｃｍ２で成形し、厚み１．６ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍの薄板を得た。なお、薄板は、フェノール樹脂６０重量％、フェノール樹脂繊維２２重量％、炭素繊維１８重量％で構成されている。この薄板を、１８０℃の温度で１０時間放置してフェノール樹脂を硬化させた後、黒鉛板に挾み、１０℃／時の昇温速度で２０００℃まで加熱し、黒鉛化処理した炭素薄板を得た。」（第４頁第５欄第４１行〜第６欄第１１行）
（３）甲第３号証：特開平３−７６８２１号公報
（ａ）「炭素繊維製造用有機繊維と、パルプと、前記有機繊維およびパルプの合計重量に対して、固形分重量で５〜４０重量％の炭素質粉末および固形分重量で２０〜１６０重量％の有機高分子物質の粉末またはエマルジョンと、分散媒とを混合してスラリーを作成する工程、得られたスラリーを抄紙してシートに成形する工程、および上記シートを乾燥後不活性ガス中で８００℃以上の温度に加熱することによって炭化させる工程を含むことを特徴とする多孔質炭素板の製造方法。」（請求項１）
（ｂ）「実施例１　１０デニール３ｍｍのＰＡＮ（ポリアクリルニトリル）繊維を８０部、針葉樹晒しクラフトパルプをＪＩＳフリーネス２５０ｍｌに叩解したものを２０部よりなる繊維質物質に、炭素質粉末およびフェノール樹脂（鐘紡ベルパール８９０）粉末を、シート化後の固形分重量として、それぞれ対繊維質１５部および対繊維質５０部となるように添加し、更に水を加えてスラリーとした。得られたスラリーを丸網抄紙機で常法により坪量１８０ｇ／ｍ２のシートに成形した。次いで上記シートを積層せず、プレスで０．５ｍｍになる様にスペーサーを置き、加圧しながら１８０℃１５分間加熱処理を行った。次いで２２０℃で４時間、空気中で安定化処理を行った後１０００℃のチッ素ガス雰囲気中で１時間、グラファイト板にはさんで加熱した。次いでアルゴンガス雰囲気中、温度２８００℃で３０分間焼成を行って炭素繊維シートを得た。」（第３頁右下欄第１８行〜第４頁左上欄第１６行）
（４）甲第４号証：特開昭６０−１２２７１号公報
（ａ）「炭素繊維製造用有機繊維および炭素繊維から選ばれた少なくとも一種の繊維７０〜９５重量部、パルプおよびまたは抄紙用バインダー５〜３０重量部を抄紙して得られたシートに有機高分子物質の溶液を含浸して含浸シートを得、該含浸シートを加熱プレスして成型および硬化を行ない、必要に応じて不融化処理を行なった後、不活性ガス雰囲気中で８００℃以上の温度で加熱炭化させることを特徴とする多孔質炭素板の製造方法。」（請求項１）
（ｂ）「加熱炭化を２〜５０ｇ／ｃｍ２の荷重加圧下で行なう特許請求の範囲第１項および第２項に記載の多孔質炭素板の製造方法。」（請求項３）
３−４．当審の判断
３−４−１．特許法第２９条第１項第３号違反の主張について（上記３−２．（ｉ））
  甲第１号証には、上記３−３．（１）（ａ）から「分散媒と、自己接着可能で、かつ炭素化し得る短繊維とを混合、抄造した後、繊維形態を保ちつつ前記短繊維同士を互いに自己接着せしめ、次いで加熱して前記短繊維を炭素化することを特徴とする炭素繊維多孔体の製造方法。」が記載されている。
　上記３−３．（１）（ｄ）から、実施例には、石炭質ピッチ系短繊維を抄造した後乾燥し、２８０℃まで加熱して短繊維を不融化処理し、２６０℃の温度下に押圧して短繊維同士を自己接着させ中間素材を得、その中間素材を炭素化することが記載されている。
　これら記載事項を、本件訂正発明１の記載ぶりに則って整理すると、甲第１号証には「分散媒と、自己接着可能で、かつ炭素化し得る石炭質ピッチ系短繊維とを混合、抄造した後乾燥し、繊維形態を保ちつつ２８０℃まで加熱して短繊維を不融化処理し、２６０℃の温度下に押圧して前記短繊維同士を互いに自己接着させ中間素材を得、次いで加熱して前記中間素材を炭素化する炭素繊維多孔体の製造方法。」という発明（以下、「甲１発明」という）が記載されていると云える。
　そこで、本件訂正発明１と甲１発明とを対比すると、甲１発明では、２８０℃で不融化処理され、２６０℃で押圧されているから、甲１発明では、不融化処理時の温度よりも低い温度において加圧成形されていると云える。
　そして、甲１発明の「石炭質ピッチ系短繊維」、「炭素繊維多孔体」は、本件訂正発明１の「炭素繊維の前駆繊維」、「炭素材料」にそれぞれ相当するから、両者は「不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において加圧成形し、次いで炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法。」で一致し次の点で相違している。
相違点（イ）：本件訂正発明１では、不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後加圧成形しているのに対して、甲１発明では、分散媒を用いて炭素繊維の前駆繊維を抄造、乾燥し、不融化処理した後、加圧成形している点
相違点（ロ）：本件訂正発明１では、加圧成形が一軸加圧成形であるのに対して、甲１発明ではその点が不明である点
相違点（ハ）：本件訂正発明１では、炭化処理を常圧において行なっているのに対して、甲１発明ではその点が不明である点
　本件訂正発明１は、これら相違点により、「高価な炭素繊維織物を用いることなく、また繊維同士をバインダーで固定する工程を行なわずに性能のよい炭素／炭素複合材料を得ることのできる簡便な製造プロセスを提供する」（本件特許掲載公報第２頁第３欄第５〜９行）という効果を奏すると云える。
　したがって、本件訂正発明１は、甲第１号証に記載された発明とすることはできない。
３−４−２．特許法第２９条第２項違反の主張について（上記３−２．（ｉｉ））
（１）本件訂正発明１について
　上記３−４−１．で述べたとおり、本件訂正発明１と甲１発明とを対比すると、上記相違点（イ）、（ロ）、（ハ）が相違している。
　そこで相違点（イ）について検討する。
  甲第１号証においては、上記３−３．（１）（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、加圧成形して炭化する前に、分散媒を用いて抄造することが必須の構成であることが記載されている。
　また、甲第２号証には、繊維から製造する炭素材料の製造方法が記載されているが、加圧成形して炭化する前に、織布又は不織布とすることが必須の構成であることが記載されている。
　また、甲第３号証には、繊維から製造する炭素材料の製造方法が記載されているが、炭化する前に、分散媒を用いて抄紙することが必須の構成であることが記載されている。
　また、甲第４号証には、繊維から製造する炭素材料の製造方法が記載されているが、加圧成形して炭化する前に、分散媒を用いて抄紙することが必須の構成であることが記載されている。
  加えて、甲第１〜４号証には、繊維から製造する炭素材料の製造法において、加圧成形して炭化する前に、繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填することは何も示唆されていない。
　なお、当審は、申立人に対し、加圧成形の前段階の「一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填させる」構成について審尋したが、何らの応答もなされなかった。
  そして、本件特許発明１は、上記３−４−１．で述べたとおりの効果を奏する。
　したがって、本件訂正発明１は、他の相違点（ロ）、（ハ）を検討するまでもなく、甲第１〜４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
（２）本件訂正発明２について
　本件訂正発明２は、本件訂正発明１の「常圧において炭化処理する」という構成の代わりに、「前記一軸加圧成形時の圧力よりも低い圧力で一軸加圧成形しながら炭化処理する」という構成にしたものであるから、本件訂正発明２と甲１発明とを対比すると、少なくとも上記３−４−１．で述べた相違点（イ）〜（ハ）が相違している。
　したがって、上記（１）と同じ理由で、本件訂正発明２は、甲第１〜４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
４．むすび
　以上のとおり、特許異議申立ての理由及び証拠方法によっては、訂正後の本件請求項１、２に係る発明の特許を取り消すことはできない。
 また、他に訂正後の本件請求項１、２に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　したがって、訂正後の本件請求項１〜２に係る発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願にされたものと認めない。
 よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年７月９日（２００２．７．９）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　特許第３１５１５８０号発明の明細書を、本件訂正請求書に添付された訂正明細書のとおりに、
（１）訂正事項ａ
　請求項１及び２を次のとおり訂正する。
「【請求項１】不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで常圧において炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法。
　【請求項２】不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで前記一軸加圧成形時の圧力よりも低い圧力で一軸加圧しながら炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法。」
（２）訂正事項ｂ
　明細書中の段落【０００６】（本件特許掲載公報第２頁第３欄第１０〜１９行）を、次のとおり補正する。
「【０００６】【課題を解決するための手段】本発明は、不融化処理された炭素繊維の前駆繊維（以下、「不融化繊維」という）を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで常圧において炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法に関する。
　また本発明は、不融化繊維を一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、該不融化処理時の温度よりも低い処理温度において一軸加圧成形し、次いで前記一軸加圧成形時の圧力よりも低い圧力で一軸加圧しながら炭化処理することを特徴とする炭素材料の製造法に関する。」
（５４）【発明の名称】
炭素材料の製造法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を
一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、
　【請求項２】　不融化処理された炭素繊維の前駆繊維を
一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は炭素材料の製造法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　炭素／炭素複合材料は、１０００℃以上の高温においても高強度、高弾性率を維持し、かつ熱膨張率が小さい等の特異な性質を有する材料であり、航空宇宙機器の部品、ブレーキ、炉材等への利用が期待されている。
　【０００３】
　これらの炭素／炭素複合材料に用いられる炭素繊維は、２次元織物が中心であり、用途により３次元織物も使用されている。これらの織物を用いると高強度の炭素／炭素複合材料が得られるものの、織物の構造及び製造法が複雑であり、また高価である。
　【０００４】
　一方、いわゆるチョップド等の短繊維状の炭素繊維を使用した場合には、通常の方法では充分な補強効果が得られない。
　また、上記の織物や短繊維状の炭素繊維から炭素／炭素複合材料を製造する「緻密化工程」を行う際は、ピッチや熱硬化性樹脂（バインダー）で炭素繊維同志を固定する工程を別に行う必要があり、この工程が炭素／炭素複合材料製造プロセス中での生産性を低下させる原因の一つとなっている。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明の目的は、高価な炭素繊維織物を用いることなく、また繊維同士をバインダーで固定する工程を行わずに、性能のよい炭素／炭素複合材料を得ることのできる簡便な製造プロセスを提供することにある。
　【０００６】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は、不融化処理された炭素繊維の前駆繊維（以下、「不融化繊維」という）を
一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、
　また本発明は、不融化繊維を
一軸加圧用容器内に強制落下もしくは自由落下させて積層もしくは自然沈積させて充填した後、
　【０００７】
　以下、本発明による炭素材料の製造法について詳述する。
　【０００８】
　本発明でいう不融化繊維とは、ピッチ繊維、ポリアクリロニトリル繊維、レーヨン等の炭素繊維前駆体を不融化処理して得られる繊維であり、目的とする炭素材料に特に高い耐熱性、耐酸化性が要求される場合、該不融化繊維としてピッチ繊維を不融化した不融化繊維を用いることが望ましい。
　【０００９】
　ここで、本発明においては不融化繊維を用いることを不可欠とする。この際に不融化されていない繊維、例えばピッチ繊維等を用いると、一軸加圧工程で繊維同志が過度に接着してしまい、繊維強化材としての利点を失ってしまうために、良好な炭素材料が得られず、また炭化糸を用いると、一軸加圧工程で繊維同志の接着が不足し、バインダーが必要になり、共に本発明の目的を達成することはできない。
　【００１０】
　本発明の不融化繊維の原料の中でも特に好ましく用いられるピッチ繊維とは、炭素質ピッチを公知の方法で溶融紡糸することにより得られる平均直径５〜１００μｍ、好ましくは７〜３０μｍの繊維である。
　【００１１】
　炭素質ピッチは特に限定されず、公知のものを用いることができ、特に、軟化点１００〜４００℃、好ましくは１５０〜３５０℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチを用いることが望ましい。また、炭素質ピッチは、光学的に等方性のピッチあるいは異方性のピッチのいずれも使用できるが、光学的異方性相の含量が６０〜１００％の光学的異方性ピッチが特に好ましく用いられる。
　【００１２】
　不融化処理は、酸化性ガス雰囲気下、５０〜４００℃、好ましくは１００〜３５０℃、さらに好ましくは１８０〜３２０℃で行うことができる。酸化性ガスとしては、空気、酸素、窒素化合物、硫黄化合物、ハロゲン、あるいはこれらの混合物が使用できる。処理時間は通常１０分〜２０時間、好ましくは３０分〜１０時間である。
　【００１３】
　本発明においては、前記不融化繊維を不融化処理温度よりも低い温度で一軸加圧成形し、さらに炭化して炭素材料とする。
　一軸加圧成形は、プレス装置を用い、通常１〜１００Ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは２〜５０Ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは２Ｋｇ／ｃｍ２以上２０Ｋｇ／ｃｍ２未満の圧力下において実施する。
　【００１４】
　一軸成形時の温度は前記不融化温度よりも低く、通常０℃〜４００℃、好ましくは２０〜３５０℃であり、室温でも充分に一軸成形を行うことができる。
　不融化繊維の一軸加圧成形は、通常は非酸化性雰囲気下で実施されるが、大気中においても充分に実施することができ、プレス設備を大幅に簡略化することが可能となる。
　【００１５】
　不融化繊維を一軸加圧成形するためには、好ましくはまず処理容器内に不融化繊維を強制落下もしくは自由落下させ、一軸加圧用容器内に積層あるいは自然沈積させて充填する。
　この時、不融化繊維は連続繊維もしくは１〜１００ｃｍの短繊維状で積層あるいは沈積される。
　【００１６】
　不融化繊維の連続繊維を一軸加圧用容器内に充填する方法としては、例えばかご等の容器で不融化された繊維をそのまま一軸加圧用容器内に落下させる方法、不融化繊維を一旦プーリーに送り一軸加圧用容器内に均等に充填する方法、不融化繊維を空気エジェクターを介して、一軸加圧用容器内に強制的に移送充填する方法等が挙げられる。
　【００１７】
　また、短繊維を容器等に充填する方法としては、例えば短繊維化された不融化繊維を一軸加圧用の容器中に自由落下させて沈積充填する方法、連続繊維を容器上に供給し、カッター等で切断すると共に落下させる方法等が挙げられる。
　【００１８】
　上記いずれの充填方法においても、均等に充填することが望ましく、そのために、例えば充填時に落下位置もしくは充填位置が移動するように、充填装置および／または充填容器を移動させることも、好ましく行われる。また、一軸加圧用の容器としては、一軸加圧のためのダイス等を用いると、工程が簡略化されるために好ましい。
　また一軸加圧下の炭化・成形の前、あるいは後に、繊維の積層面方向に対して垂直にニードルパンチ処理を行うこともできる。
　【００１９】
　本発明においては、上記一軸加圧成形に続いて、常圧下もしくは一軸加圧下での炭化処理を行い、炭素材料を得る。
　一軸加圧下での炭化処理を行う場合、圧力は前記一軸加圧成形時の圧力より低いことが好ましく、具体的にはホットプレスにより通常０．００１〜１００Ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは０．０１〜５０Ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは０．０２Ｋｇ／ｃｍ２以上２０Ｋｇ／ｃｍ２未満の圧力下でかつ前記一軸加圧成形時の圧力より低いことが望ましい。
　上記炭化処理は、前記一軸加圧成形時の容器に入れたまま行うことができるが、一旦容器から取り出し、二枚の板に挟み、該板同志をボルトで固定したまま炭化処理することもできる。
　【００２０】
　炭化処理時の温度は、通常４００〜３０００℃、好ましくは５００〜２５００℃であり、処理時間は、通常１０分〜１０時間、好ましくは３０分〜４時間である。
　この際の雰囲気は、例えば窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、ラドン等の非酸化性雰囲気が好ましい。また、比較的低温、例えば４００〜６００℃程度の温度で、かつ短時間の処理であれば、酸化性雰囲気中であってもよい。
　【００２１】
　得られる炭素材料の空隙率は、通常１０〜９０ｖｏｌ％、好ましくは２０〜８０ｖｏｌ％、さらに好ましくは３０〜７０ｖｏｌ％である。ここで空隙率が前記範囲を超えると炭素材料の形状保持性が低下し、これを緻密化する場合に成形体の欠落、割れあるいは変形等を生じる。また空隙率が前記範囲に満たない場合には、炭化処理後に炭素材料に割れを生じたり、炭素材料が脆性的な破壊を起こすようになり、モノリシック材料のような挙動を示す為に好ましくない。
　【００２２】
　得られる炭素材料のかさ密度は炭化温度により決定されるが、通常０．１〜１．８ｇ／ｃｃ、好ましくは０．３〜１．５ｇ／ｃｃ、さらに好ましくは０．７〜１．４ｇ／ｃｃである。かさ密度が前記範囲に満たない場合には、１次成形体の形状保持性が低下し、これを緻密化する場合に成形体の欠落あるいは変形等を生じる。またかさ密度が前記範囲を超える場合には緻密化後の成形体が脆性的な破壊を起こすようになり、モノリシック材料のような挙動を示す。
　【００２３】
　上記炭化処理に続いて、常圧下の炭化処理あるいは黒鉛化処理を行うこともでき、この場合、非酸化性雰囲気下、通常９００〜３０００℃、好ましくは１０００〜２５００℃の条件下において実施できる。
　【００２４】
　本発明により得られた炭素材料は、そのまま炭素材料として利用するだけでなく、該炭素材料が有する空隙部分に、化学気相蒸着によるマトリックスおよび／またはピッチを出発原料とするマトリックスを生成させることにより、緻密化して炭素／炭素複合材料を製造することもできる。
　【００２５】
　化学気相蒸着により炭素材料を緻密化する場合、例えばメタン、エタン、アセチレン、プロパン、ベンゼンあるいは天然ガスなどの炭化水素あるいはこれらの少なくとも一種を不活性ガスあるいは水素で希釈したものを原料とし、該原料を熱分解することにより、上記炭素材料の空隙部分に熱分解炭素を沈着させる方法を用いることができる。
　【００２６】
　熱分解時の温度は、通常７００〜３０００℃、好ましくは８００〜２５００℃程度である。熱分解時の圧力は常圧でもよいが、減圧が好ましく、具体的には、通常０．５〜１００Ｔｏｒｒ、好ましくは０．５〜５０Ｔｏｒｒである。
　不活性ガスあるいは、水素等の希釈ガスを、反応速度を制御する目的で用いることができ、その場合、これらの希釈ガスは上記炭化水素ガスに対して、通常０．１〜１０００倍体積、好ましくは１〜１００倍体積用いるのが望ましい。この際希釈ガスの割合が上記範囲よりも少ない場合には、充分な希釈効果が得られず、また希釈ガスの割合が上記範囲よりも多い場合には、反応速度が必要以上に低下するために、好ましくない。
　【００２７】
　ピッチを出発原料とするマトリックスにより緻密化する場合には、通常炭素質ピッチを炭素材料に含浸させた後に、炭化する方法が用いられる。
　炭素質ピッチは特に限定されず公知のものを用いることができ、特に軟化点１００〜４００℃、好ましくは１５０〜３５０℃の範囲内にある石炭系あるいは石油系のピッチを用いることが望ましい。また、炭素質ピッチは、光学的に等方性のピッチあるいは異方性のピッチのいずれも使用できるが、光学的異方性相の含量が６０〜１００％の光学的異方性ピッチが特に好ましく用いられる。
　【００２８】
　含浸の方法は特に限定されず、公知の方法で行うことができ、例えば炭素材料と炭素質ピッチを真空容器内に密封し、減圧下で加熱溶融することにより行うことができる。この場合の減圧としては、例えば１×１０−２〜３００Ｔｏｒｒ程度で行うことができる。加熱温度は、通常炭素質ピッチの軟化点温度以上、且つ分解開始温度未満、好ましくは軟化点温度より３０℃以上高く分解開始温度未満、さらに好ましくは１８０〜４５０℃である。
　【００２９】
　炭化は常圧で行うこともできるが、通常は加圧下あるいはプレス化で行う。
　加圧下の炭化は、例えば含浸された炭素材料を入れた容器を真空にし、ついで例えばアルゴン、ヘリウム、ラドン、ネオン、場合により窒素、好ましくはアルゴン等の非酸化性ガスにより通常５０〜１００００Ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは１００〜２０００Ｋｇ／ｃｍ２に加圧し、４００〜２０００℃、好ましくは５００〜１５００℃に加熱することにより行われる。
　【００３０】
　また、プレス下の炭化は、ホットプレスにより通常１０〜５００Ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは２０〜２００Ｋｇ／ｃｍ２に一軸加圧し、４００〜２０００℃、好ましくは５００〜１５００℃に加熱することにより行われる。
　【００３１】
　【発明の効果】
　本発明により、バインダーを用いることなく一次成形された炭素材料を製造でき、このため簡便な方法で炭素材料および炭素／炭素複合材料を製造することが可能となった。
　【００３２】
　また、本発明による炭素材料は、繊維同志がその形態を十分にとどめたまま成形されており、かつ適度な空隙率をもつ。このため炭素／炭素複合材料の原料として、非常に有用である。
　このような炭素材料は、不融化糸を低温で一軸加圧成形した後に、炭化するという組み合わせで初めて製造可能となったものであって、この他の原料、例えばピッチ繊維や炭化糸を使用したり、この他の条件で成形を行っても、また工程の順序を変えても、本発明の炭素材料を製造することはできない。
　【００３３】
　【実施例】
　以下に実施例をあげ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　【００３４】
（実施例１）（常温成形後常圧炭化）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維のトウを得た。この不融化繊維トウをダイス上部より連続的に落下沈積してダイス内に充填し、２５℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２分成形し、さらに窒素ガス中、常圧下、１０００℃において１時間炭化して空隙率４０％およびかさ密度１．１ｇ／ｃｃの炭素材料とした。
　【００３５】
（実施例２）（常温成形後固定炭化）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維トウを１０ｃｍに切断し、ダイス内に充填し、２５℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で３分成形し、これを黒鉛製の治具にて固定し、窒素ガス中、７００℃において１時間炭化して空隙率４０％およびかさ密度１．１ｇ／ｃｃの炭素材料とした。
　【００３６】
（実施例３）（常温成形後低圧炭化）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維トウを１０ｃｍに切断し、ダイス内に充填し、２５℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１分成形し、これを窒素ガス中、０．０５Ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスしながら７００℃において１時間炭化して空隙率４０％およびかさ密度１．１ｇ／ｃｃの炭素材料とした。
　【００３７】
（実施例４）（Ｃ／Ｃコンポジット）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中２３０℃で不融化処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維トウを１０ｃｍに切断し、ダイス内に充填し、２５℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２分成形し、これを窒素ガス中、０．０２Ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスしながら７００℃において１時間炭化した後、窒素中、常圧下で２０００℃で焼成し、空隙率４０％およびかさ密度１．１ｇ／ｃｃの炭素材料とした。
　これにメタンを原料ガスとする化学気相蒸着により、１２００℃、１．５Ｔｏｒｒにおいて２００時間緻密化を行い、炭素／炭素複合材料を製造した。
　得られた炭素／炭素複合材料の空隙率は５％未満であった。偏光顕微鏡あるいは電子顕微鏡を用いた観察により、クラックがなく、マトリックスがきわめて均一に分布していることが明らかとなった。
　【００３８】
（比較例１）（成形温度・炭化加圧がともに高すぎる例）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維トウを１０ｃｍに切断し、ダイス内に充填し、３５０℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２分成形し、さらにこれを７０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスしながら窒素ガス中、７００℃において１時間炭化し、放冷したところ、成形体にはヒビ割れが見られた。
　【００３９】
（比較例２）（成形温度が高すぎる例・加圧炭化）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維トウを１０ｃｍに切断し、ダイス内に充填し、３５０℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２分成形し、さらにこれを３０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスしながら窒素ガス中、７００℃において１時間炭化し、放冷したところ、成形体にはヒビ割れが見られた。
　【００４０】
（比較例３）（炭化圧力が高すぎる例）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維を得た。この不融化繊維トウを１０ｃｍに切断し、ダイス内に充填し、２５℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２分成形し、さらにこれを窒素ガス中７０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力でプレスしながら７００℃において１時間炭化し、放冷したところ、成形体にはヒビ割れが見られた。
　【００４１】
（比較例４）（高すぎる成形→常圧炭化の例）
　軟化点２８０℃を有する光学的異方性の石油系ピッチを溶融紡糸し、平均直径１３μｍのピッチ繊維を得た。このピッチ繊維２０００本のトウを空気中、２３０℃で不融化処理して不融化繊維のトウを得た。この不融化繊維トウをダイス上部より連続的に落下沈積してダイス内に充填し、３００℃においてプレスにより５０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で２分成形し、さらに窒素ガス中、常圧下、１０００℃において１時間炭化したところ、成形体にはヒビ割れが見られた。
　【００４２】
（比較例５）（不融化繊維を使用しなかった例）
　炭素繊維トウおよびピッチをダイス内に充填し、ホットプレスにより１０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、６００℃において１時間プレス炭化して空隙率３０％、かさ密度１．１ｇ／ｃｃの炭素材料とした、これを窒素中、常圧下において１０００℃で焼成したところ中央部に亀裂が生じており、もはや緻密化して炭素／炭素複合材料とすることは不可能であった。