JPH0244063A - 炭素質断熱構造体の製造方法 - Google Patents
炭素質断熱構造体の製造方法Info
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- JPH0244063A JPH0244063A JP63194206A JP19420688A JPH0244063A JP H0244063 A JPH0244063 A JP H0244063A JP 63194206 A JP63194206 A JP 63194206A JP 19420688 A JP19420688 A JP 19420688A JP H0244063 A JPH0244063 A JP H0244063A
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- Japan
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- binder
- parts
- heat insulating
- carbon black
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- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気炉、ホットプレス、ＨＩＰなど高温不活
性雰囲気下での断熱性能が要求される用途分野に有用な
炭素質断熱構造体の製造方法に関する。
性雰囲気下での断熱性能が要求される用途分野に有用な
炭素質断熱構造体の製造方法に関する。
カーボンブラックを基材とする高温断熱材としては、カ
ーボンプラックペレントの表層部にガラス質炭素を形成
被着した粒状断熱材が出願人により開発されている（特
願昭６２−１８１６５号）。このカーボンブラック系粒
状断熱材は、軽量で１０００°Ｃを越える高温域の断熱
性能に優れるうえに流動性に冨むため充填式の断熱材料
として有用されているが、反面、自己成形性を持たない
関係で自由に賦形することができない欠点がある。
ーボンプラックペレントの表層部にガラス質炭素を形成
被着した粒状断熱材が出願人により開発されている（特
願昭６２−１８１６５号）。このカーボンブラック系粒
状断熱材は、軽量で１０００°Ｃを越える高温域の断熱
性能に優れるうえに流動性に冨むため充填式の断熱材料
として有用されているが、反面、自己成形性を持たない
関係で自由に賦形することができない欠点がある。
カーボンブラック直径１０〜２００ｎ−の極めて微細な
球状粒子が融着結合ないし二次的に凝集した鎖状構造を
呈しているためそれ自体が固有の断熱性能を備えている
。したがって、これを熱硬化性樹脂またはタール・ピン
チのようなバインダーで賦形したのち焼成することによ
り成形化することも可能であるが、ハンドリングに耐え
る強度を保有させるためには多量のバインダー添加が必
要となり、カーボンブランク固有の断熱性能が大幅に損
なわれる問題点がある。
球状粒子が融着結合ないし二次的に凝集した鎖状構造を
呈しているためそれ自体が固有の断熱性能を備えている
。したがって、これを熱硬化性樹脂またはタール・ピン
チのようなバインダーで賦形したのち焼成することによ
り成形化することも可能であるが、ハンドリングに耐え
る強度を保有させるためには多量のバインダー添加が必
要となり、カーボンブランク固有の断熱性能が大幅に損
なわれる問題点がある。
すなわち、カーボンブランク系粒状断熱材は本質的に多
孔質構造を備えているため、多量の液状バインダーを使
用するとバインダー成分が組織内部の細孔中に浸透して
しまい、断熱性能の減退要因となる密度ならびに熱伝導
率の上昇を惹起する。
孔質構造を備えているため、多量の液状バインダーを使
用するとバインダー成分が組織内部の細孔中に浸透して
しまい、断熱性能の減退要因となる密度ならびに熱伝導
率の上昇を惹起する。
本発明の目的は、カーボンブランク固をの断熱性能を減
退させずに優れた成形強度にバインダー賦形することが
できる炭素質断熱構造体の製造方法を提供するところに
ある。
退させずに優れた成形強度にバインダー賦形することが
できる炭素質断熱構造体の製造方法を提供するところに
ある。
上記の目的を達成するための本発明に係る炭素質断熱構
造体の製造方法は、表層部を熱硬化性樹脂の薄膜で被覆
処理したビーズ状のカーボンブラック１００重量部に、
５〜５０重量部の炭化性バインダーおよび前記炭化性バ
インダーの３倍重量以上の熱揮散性粘結材を混合し、混
合物を成形したのち焼成処理すること構成要旨とするも
のである。
造体の製造方法は、表層部を熱硬化性樹脂の薄膜で被覆
処理したビーズ状のカーボンブラック１００重量部に、
５〜５０重量部の炭化性バインダーおよび前記炭化性バ
インダーの３倍重量以上の熱揮散性粘結材を混合し、混
合物を成形したのち焼成処理すること構成要旨とするも
のである。
基材物質となるカーボンブラック系粒状断熱材としては
、表層部にフェノール系またはフラン系のような熱硬化
性樹脂を薄膜被覆して硬化させたビーズ状のカーボンブ
ラックが用いられる。カーボンブラックビーズの表層部
に熱硬化性樹脂の薄膜を被覆するには、通常の湿式もし
くは乾式造粒 。
、表層部にフェノール系またはフラン系のような熱硬化
性樹脂を薄膜被覆して硬化させたビーズ状のカーボンブ
ラックが用いられる。カーボンブラックビーズの表層部
に熱硬化性樹脂の薄膜を被覆するには、通常の湿式もし
くは乾式造粒 。
法によって形成されたカーボンブラックビーズを転勤さ
せながら前記樹脂を有機溶媒に溶解した液を噴霧し、つ
いで加熱硬化する方法が有効に適用される。
せながら前記樹脂を有機溶媒に溶解した液を噴霧し、つ
いで加熱硬化する方法が有効に適用される。
炭化性バインダーとしては、タール、ピッチ（特に液晶
ピッチが有効）またはフェノール系またはフラン系など
の炭化性熱硬化性樹脂が採用される。炭化性バインダー
の使用量は、ビーズ状のカーボンブラック基材１００重
量部に対し５〜５０重量部の範囲に設定する。この使用
量が５重量％未満であると結合力が不足し、また５０重
量％を上潮ると組織の高密度化を招く。
ピッチが有効）またはフェノール系またはフラン系など
の炭化性熱硬化性樹脂が採用される。炭化性バインダー
の使用量は、ビーズ状のカーボンブラック基材１００重
量部に対し５〜５０重量部の範囲に設定する。この使用
量が５重量％未満であると結合力が不足し、また５０重
量％を上潮ると組織の高密度化を招く。
熱揮散性粘結材はバインダー成分の基材組織への浸透化
を阻止するとともに成形時の凝固剤として機能するもの
で、澱粉、ポリビニルアルコールおよびポリスチレンか
ら選択使用される。これらの物質は、ペーストあるいは
液状で添加されるが、その使用量は炭化性バインダーの
３倍重量以上とする。この理由は、使用量が３倍重堡を
下値ると前記した浸透化阻止ならびに凝固性能が著しく
低下して成形強度が低下するからである。
を阻止するとともに成形時の凝固剤として機能するもの
で、澱粉、ポリビニルアルコールおよびポリスチレンか
ら選択使用される。これらの物質は、ペーストあるいは
液状で添加されるが、その使用量は炭化性バインダーの
３倍重量以上とする。この理由は、使用量が３倍重堡を
下値ると前記した浸透化阻止ならびに凝固性能が著しく
低下して成形強度が低下するからである。
上記の表層部を熱硬化性樹脂薄膜で被覆硬化したカーボ
ンブラックビーズ基材、炭化性バインダーおよび熱揮散
性粘結材は所定の配合割合で混合されるが、この際カー
ボンブラック、炭素繊維チョップもしくはセルロースを
混入すると得られる炭素質断熱構造体の強度を一層向上
させることができる。これら強化用物質の好適な混入層
は、カーボンブラックビーズ基材に対して１〜２５重量
％の範囲である。
ンブラックビーズ基材、炭化性バインダーおよび熱揮散
性粘結材は所定の配合割合で混合されるが、この際カー
ボンブラック、炭素繊維チョップもしくはセルロースを
混入すると得られる炭素質断熱構造体の強度を一層向上
させることができる。これら強化用物質の好適な混入層
は、カーボンブラックビーズ基材に対して１〜２５重量
％の範囲である。
混合物の成形化は、通常のモールド成型法または押出し
成型法を通用しておこなうことができる。
成型法を通用しておこなうことができる。
成形時の圧力は、カーボンブラックビーズカ破砕せずに
成形化が可能なｏ、ｌ−Ｉｏｋｇ／ｃｄの範囲内に設定
することが望ましい。
成形化が可能なｏ、ｌ−Ｉｏｋｇ／ｃｄの範囲内に設定
することが望ましい。
成形体は５０〜１２０’Ｃ程度の温度で乾燥および硬化
処理をおこなったのち、常法により非酸化性雰囲気に保
持された加熱炉中で８００°Ｃ以上の温度域で焼成炭化
し炭素質断熱構造体を得る。
処理をおこなったのち、常法により非酸化性雰囲気に保
持された加熱炉中で８００°Ｃ以上の温度域で焼成炭化
し炭素質断熱構造体を得る。
本発明で用いる基材は、表層部に熱硬化性樹脂の硬化薄
膜が被覆された状態のカーボンブラックビーズであるた
め、バインダー成分が組織内部に浸透し難い低細孔容積
の表面性状を呈している。
膜が被覆された状態のカーボンブラックビーズであるた
め、バインダー成分が組織内部に浸透し難い低細孔容積
の表面性状を呈している。
一方、バインダーとして炭化性物質を用い、更に成形時
の凝固を助ける熱揮散性粘結材を併用することによって
バインダー成分が基材＆１１織へ浸透する現象を阻止す
る。したがって、上記基材の性状と粘結材を併用した特
殊バインダーとの相乗的作用によってカーボンブランク
系粒状断熱材そのものの断熱性能を損ねることなしに優
れた成形強度に賦形された炭素質断熱構造体を製造する
ことが可能となる。
の凝固を助ける熱揮散性粘結材を併用することによって
バインダー成分が基材＆１１織へ浸透する現象を阻止す
る。したがって、上記基材の性状と粘結材を併用した特
殊バインダーとの相乗的作用によってカーボンブランク
系粒状断熱材そのものの断熱性能を損ねることなしに優
れた成形強度に賦形された炭素質断熱構造体を製造する
ことが可能となる。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
平均粒子径３８ｎｓ、よう素吸着量５８■／ｇ、ＤＢＰ
吸油量１８６ｄ／ ｌｏｎｇの特性を有するＭＡＦ級フ
ァーネスカーボンブラック〔東海カーボン■製゛ジース
ト１１６Ｈ”）のビーズ表層部にフェノール樹脂の硬化
薄膜を被覆形成した基材１００重量部に、炭化性バイン
ダーとして粒径２５０μｍ以下のピンチ粉末４０重量部
、熱揮散性粘結材としてペースト状澱粉１２０重量部（
バインダーの３倍重量）を加えて混合し、次いで混合物
を金型に入れ成型圧力８ｋｇ／ｃｄで加圧成型した。
成型物を乾燥器に移し、５０°Ｃで２時間、８０°Ｃで
３時間の条件で乾燥および硬化したのち、窒素雰囲気に
保持された電気炉中で５０℃／ｈｒの昇温速度により１
５００℃に３０分間保持して焼成炭化処理した。
吸油量１８６ｄ／ ｌｏｎｇの特性を有するＭＡＦ級フ
ァーネスカーボンブラック〔東海カーボン■製゛ジース
ト１１６Ｈ”）のビーズ表層部にフェノール樹脂の硬化
薄膜を被覆形成した基材１００重量部に、炭化性バイン
ダーとして粒径２５０μｍ以下のピンチ粉末４０重量部
、熱揮散性粘結材としてペースト状澱粉１２０重量部（
バインダーの３倍重量）を加えて混合し、次いで混合物
を金型に入れ成型圧力８ｋｇ／ｃｄで加圧成型した。
成型物を乾燥器に移し、５０°Ｃで２時間、８０°Ｃで
３時間の条件で乾燥および硬化したのち、窒素雰囲気に
保持された電気炉中で５０℃／ｈｒの昇温速度により１
５００℃に３０分間保持して焼成炭化処理した。
このようにして得られた炭素質断熱構造体の特性（見掛
比重、圧縮強度、熱伝導率）を配合条件等と対比して表
１に示した。
比重、圧縮強度、熱伝導率）を配合条件等と対比して表
１に示した。
実施例２〜６
実施例１と同一のカーボンブラックビーズ基材１００重
量部に、炭化性バインダーとして粒径２５０μｍ以下の
ピッチ粉末を１０〜５０重量部、熱揮散性粘結材として
澱粉のＩＯ重重景水溶液を１６０〜２２０重量部、強化
用物質としてカーボンブランク〔東海カーボン■製“ジ
ースト■”］を５５〜２０重量の配合割合を変えて混合
し、これを金型に入れ成型圧力８ ｋｇ／ｃ４の範囲で
加圧成形した。成形物は実施例１と同一条件により乾燥
硬化および焼成炭化処理を施した。
量部に、炭化性バインダーとして粒径２５０μｍ以下の
ピッチ粉末を１０〜５０重量部、熱揮散性粘結材として
澱粉のＩＯ重重景水溶液を１６０〜２２０重量部、強化
用物質としてカーボンブランク〔東海カーボン■製“ジ
ースト■”］を５５〜２０重量の配合割合を変えて混合
し、これを金型に入れ成型圧力８ ｋｇ／ｃ４の範囲で
加圧成形した。成形物は実施例１と同一条件により乾燥
硬化および焼成炭化処理を施した。
このようにして得られた炭素質断熱構造体の特性を各配
合処方ならびに成型条件と対比して表１に併載した。
合処方ならびに成型条件と対比して表１に併載した。
実施例７
実施例１と同一のカーボンブラックビーズｉ材１００重
量部に、炭化性バインダーとしてフェノール樹脂〔住友
デュレズ■製゛スミライトレジンＰＲ５０００１Ｅ”〕
を１１０重量％熱揮散性粘結材として澱粉ペースト４０
重量部（バインダーに対し４倍重量）を混合し、これを
金型に入れ成型圧力５ｋｇ／ｃ＋ｊの範囲で加圧成形し
た。成形物は、実施例１と同一条件により乾燥硬化およ
び焼成炭化処理を施した。
量部に、炭化性バインダーとしてフェノール樹脂〔住友
デュレズ■製゛スミライトレジンＰＲ５０００１Ｅ”〕
を１１０重量％熱揮散性粘結材として澱粉ペースト４０
重量部（バインダーに対し４倍重量）を混合し、これを
金型に入れ成型圧力５ｋｇ／ｃ＋ｊの範囲で加圧成形し
た。成形物は、実施例１と同一条件により乾燥硬化およ
び焼成炭化処理を施した。
このようにして得られた炭素質断熱構造体の特性を各配
合処方ならびに成型条件と対比して表１に併載した。
合処方ならびに成型条件と対比して表１に併載した。
比較例１
バインダーとしてフェノール樹脂粉末７４重量部、これ
に水７４重量部およびカーボンブラック９重量部を混合
し、成型圧力を３ ｋｇ／ｃｄに設定したほかは、全て
実施例１と同様にして炭素質断熱構造体の製造を試みた
が、焼成炭化過程で破砕してしまい作成不能であった。
に水７４重量部およびカーボンブラック９重量部を混合
し、成型圧力を３ ｋｇ／ｃｄに設定したほかは、全て
実施例１と同様にして炭素質断熱構造体の製造を試みた
が、焼成炭化過程で破砕してしまい作成不能であった。
比較例２
炭化性バインダーとしてフェノール樹脂粉末２５重量部
、熱揮散性粘結材として澱粉ペースト２５重量部を用い
、成型圧力を５ｋｇ／ｃｊに設定したほかは、全て実施
例１と同様にして炭素質断熱構造体を得た。このものの
特性を配合・成型条件と対比して表１に併載した。
、熱揮散性粘結材として澱粉ペースト２５重量部を用い
、成型圧力を５ｋｇ／ｃｊに設定したほかは、全て実施
例１と同様にして炭素質断熱構造体を得た。このものの
特性を配合・成型条件と対比して表１に併載した。
比較例３
炭化性バインダーとしてピンチ粉末６０重量部を配合し
たほかは、全て実施例２と同様にして炭素質断熱構造体
を得た。このものの特性を配合・成型条件と対比して表
１に併載した。
たほかは、全て実施例２と同様にして炭素質断熱構造体
を得た。このものの特性を配合・成型条件と対比して表
１に併載した。
本発明の実施例はいずれも見掛比重０．４５ｇ／ｃｃ以
下、圧縮強度４．０ｋｇｆ／ｃｄ以上の断熱構造体とし
ての実用特性を備えるものであった。
下、圧縮強度４．０ｋｇｆ／ｃｄ以上の断熱構造体とし
ての実用特性を備えるものであった。
以上のとおり、本発明によれば従来のカーボンブラック
系成形断熱材において課題とされていた高度の断熱性能
と構造強度の同時付与が可能となる。したがって、電気
炉、ホットプレス、ＨＩＰなど高温苛酷な条件下で使用
される断熱材の製造方法として頗る有用である。
系成形断熱材において課題とされていた高度の断熱性能
と構造強度の同時付与が可能となる。したがって、電気
炉、ホットプレス、ＨＩＰなど高温苛酷な条件下で使用
される断熱材の製造方法として頗る有用である。
特許出願人 東海カーボン株式会社
代理人 弁理士 高 畑 正 也
Claims (3)
- １．表層部を熱硬化性樹脂の薄膜で被覆処理したビーズ
状のカーボンブラック１００重量部に、５〜５０重量部
の炭化性バインダーおよび前記炭化性バインダーの３倍
重量以上の熱揮散性粘結材を混合し、混合物を成形した
のち焼成炭化処理することを特徴とする炭素質断熱構造
体の製造方法。 - ２．炭化性バインダーとしてピッチ、タールまたは炭化
性の熱硬化性樹脂を用い、熱揮散性粘結材として澱粉、
ポリビニルアルコールまたはポリスチレンを用いる請求
項１記載の炭素質断熱構造体の製造方法。 - ３．炭化性バインダーと熱揮散性粘結材のほかに、更に
カーボンブラック、炭素繊維チョップもしくはセルロー
スを１〜２５重量部の範囲で添加混合する請求項１記載
の炭素質断熱構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194206A JPH0244063A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 炭素質断熱構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194206A JPH0244063A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 炭素質断熱構造体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244063A true JPH0244063A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=16320718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194206A Pending JPH0244063A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 炭素質断熱構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244063A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5128715A (en) * | 1990-03-19 | 1992-07-07 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Print cartidge and image forming apparatus employing the same |
| US6525834B2 (en) | 1990-01-25 | 2003-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63194206A patent/JPH0244063A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6525834B2 (en) | 1990-01-25 | 2003-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus |
| US5128715A (en) * | 1990-03-19 | 1992-07-07 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Print cartidge and image forming apparatus employing the same |
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