JPH0365580A - 複合体断熱材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は炭素繊維断熱材の片面に炭素を浸透析出させた
複合体断熱材に関するものである。

〔従来の技術〕

炭素繊維断熱材は高温度域での使用を目的として黒鉛化
されたものも多く、黒鉛繊維断熱材とも呼ばれている。

これには黒鉛繊維をニードルプレスした黒鉛繊維フェル
トと、この黒鉛繊維フェルトを積層し、これに樹脂含浸
を行い、成形焼成した黒鉛成形フェルトとがある。炉の
断熱材としては黒鉛焼成フェルトのみか、これと黒鉛繊
維フェルト（以下黒鉛フェルトと称す）の組み合わせた
ものが用いられている。

黒鉛繊維断熱材と黒鉛発熱体を用いた炉はセラミックス
や金属系の焼結炉としてその用途は広い。

しかしながら、黒鉛繊維断熱材はその物性上、次の如き
欠点がある。

（１）黒鉛繊維の小片が炉内に飛び、炉内部を汚したり
、発熱体の短絡事故の原因となる。

（２）黒鉛繊維は直径が１０μｍ程度であり、黒鉛フェ
ルトや黒鉛成形フェルトにしても表面積が非常に大きく
　　炉中の０２やＨ２Ｏ、その他黒鉛と反応するガスと
は容易に反応し、消耗する。

（３）機械的強度が低く、機械的に損傷しやすい。

従って、従来この黒鉛繊維断熱材の欠点を種々の方法で
補っている。

すなわち、上記（１）の欠点に対しては（１−１）黒鉛
成形フェルトの表面に有機溶剤にまぜた黒鉛粉を塗布し
て焼成する。

（１−２）黒鉛成形フェルトの表面に黒鉛繊維で織った
黒鉛クロスを張り付ける。

などの方法を採用している。

また上記（２）の欠点に対しては （２−１）黒鉛繊維断熱材の炉内画側に黒鉛板を張り付
けて反応性ガスの黒鉛繊維への直接の接触を抑える。

（２−２）炉内に黒鉛のケースを置き、その中に試料を
置くことにより、試料から発生する黒鉛との反応性のガ
スが直接黒鉛ｍ維に接触するのを避け、黒鉛１１１１と
反応させずに黒鉛ケースと反応させる。

また上記（３）の欠点に対しては （３−１）黒鉛材で補強する。

等の方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする！！！題〕

黒鉛繊維断熱材の物性上の欠点を補う従来の方法ではさ
らに種々の問題がある。

即ち、前記（１−１）項に記載の方法においては黒鉛粉
膜が薄＜　（１００μｍオーダー）消耗しやすく、かつ
この膜が剥離しやすいものであり、また（１−２）項に
記載の方法においては黒鉛クロスが薄く、またポーラス
であるため消耗や剥離等で黒鉛クロスの効果が発揮され
る期間が極めて短いものである。

さらに（２−１）項に記載の方法においては黒鉛板で黒
鉛繊維断熱材の表面を完全に覆うことは困難で、かつ黒
鉛板の熱容量が大きく、炉の熱効率、稼働率が悪くなる
。

また（２−２）項記載の方法では、黒鉛ケースの熱容量
が大きく、炉の熱効率、稼働率が悪くなる。

本発明は、上述の如き欠点を解消すべく黒鉛繊維の飛散
を防止し、かつ断熱材の寿命を大幅に向上させることを
目的としてなしたものである。

〔課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するためになしたもので、黒鉛
成形フェルト（或いは黒鉛フェルト）の少なくとも片面
にＣＶＤ法により析出した黒鉛を浸透させて一体となす
。

〔実施例〕

以下本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。

第１図は従来の黒鉛成形フェルトを示す外観図で、これ
は厚みｔの黒鉛成形フェルトを角形に切断したもので、
所要の繊維径、長さ、断面形状を有する黒鉛繊維をもっ
て各繊維を互いに絡めて厚さｔを有する板状の所要の大
きさに形成される。この各繊維間は互いに絡めているが
、その成形のために成形材である樹脂を炭化させて各繊
維の交点部分を接合して一体としている。

従って黒鉛成形フェルトｌはその表面、内部ともに均質
となしたもの、すなわち黒鉛繊維はＸ。

Ｙ、　　Ｚの三方向に均質に配された集合成形体となっ
ている。

このようにして得た黒鉛成形フェルト１の片面、すなわ
ちこれを使用したとき、炉の内側となる面に黒鉛成形フ
ェルト１の表面から予め定めた適当な深さａまでＣＶＤ
法（Ｃｈｅｓ＋１ｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）で析出した黒鉛を黒鉛繊維間に浸透させ一体
とする。従ってこの黒鉛の含浸透により黒鉛成形フェル
トの炉の内側となる表面は黒鉛材のようになり、その反
対側面すなわち炉の外側にあたる側は従来の黒鉛成形フ
ェルトのままとなっている。従ってこの黒鉛を含浸透さ
せる深さａは黒鉛繊維と黒鉛との複合体となっている。

上記ＣＶＤ法による黒鉛を析出する方法はメタンガス（
ＣＨ４）の熱分解が一般的に用いられる。黒鉛成形フェ
ルト表面をメタンガスの熱分解温度まで加熱してこれに
メタンガスを流すことにより黒鉛繊維内に黒鉛を析出す
ることができるものである。

さらに、この黒鉛を析出する方法として抵抗加熱方式、
誘導加熱方式とがある。第３図は誘導加熱方式により本
発明複合体断熱材を製造する装置の一例を示すものであ
る。

これは真空容器２内に黒鉛成形フェルト１を挿入し、上
下の支持体３．４にて支持させる。

この時、支持される黒鉛成形フェル）１は筒状となし、
かつこの筒状に支持された黒鉛成形フェルトにて囲周さ
れた内部空間Ｒへ下部の支持体４を介してメタンガスを
供給し、真空容器２の一部例えば周側部に設けた排気口
５より排気する。

また上下の支持体３．４間においてかつこれに支持され
た黒鉛成形フェルト１の内側面と対向するようにして中
央に誘導コイル６を備えたリング状の鉄芯７を配設し、
この鉄芯７を上下両支持体３．４間を昇降移動させるよ
うになっている。勿論誘導コイル６には高周波電源に接
続されている。

このように構成された誘導炉を用いて黒鉛成形フェルト
表面に黒鉛を析出させるには、黒鉛成形フェルトを容器
内所定位置に支持し、かつ高周波電流を誘導コイルに流
すとリング状の誘導コイルにて励磁される磁気は鉄芯に
て集束され、誘導コイルと鉄芯と相対する黒鉛成形フェ
ルトの内面が加熱される。この状態でメタンガスを流下
させると成形フェルト内に黒鉛が析出される。この時、
高周波電流の強さ、通電時間、メタンガス流量等を調整
することにより、黒鉛を析出含浸される層１１の深さａ
が定められるものである。

このようにして誘導コイル、鉄芯を黒鉛成形フェルトの
上下方向に移動させることによりフェルト片面において
その全面に黒鉛析出含浸層が形成されるものである。

なお、黒鉛繊維表面に黒鉛を析出させても同様の効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、黒鉛成形フェルトの表面にＣＶＤ
法にて析出しに黒鉛を浸透させた層を所定深さにして一
体に成形しているため、これを炉内の断熱材として使用
しても、炉の内側表面よりの黒鉛繊維片の飛散を防止す
ると共に、断熱材の寿命を大幅に延ばすことができる等
の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の黒鉛成形フェルトの外観図、第２図は本
発明の黒鉛成形フェルトの外観図、第３図は黒鉛成形フ
ェルト表面に析出黒鉛を含浸させる装置の一例を示す断
面説明図である。 ｌは黒鉛繊維フェルト、１１は黒鉛含浸透層、２は真空
容器、３，４は支持体、６は誘導コイル、　７は鉄芯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）黒鉛繊維断熱材（例えば黒鉛成形フェルト）の少
   なくとも片面にＣＶＤ法により析出した黒鉛を浸透させ
   て一体となしたことを特徴とする複合体断熱材。