JPS5824448B2 - Spherical cellular beads made of organic polymer materials and their manufacturing method - Google Patents
Spherical cellular beads made of organic polymer materials and their manufacturing methodInfo
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- JPS5824448B2 JPS5824448B2 JP49030664A JP3066474A JPS5824448B2 JP S5824448 B2 JPS5824448 B2 JP S5824448B2 JP 49030664 A JP49030664 A JP 49030664A JP 3066474 A JP3066474 A JP 3066474A JP S5824448 B2 JPS5824448 B2 JP S5824448B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は固体状態で炭化された時にもとの形状を保持す
るような有機高分子材料からなる球形のセルラービーズ
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to spherical cellular beads made of organic polymeric materials that retain their original shape when carbonized in the solid state.
このビーズは複数の閉じたセルからなり、外周面にある
セルの壁が外表面の境界を示す皮を形成していることを
特徴とするものである。This bead consists of a plurality of closed cells and is characterized in that the walls of the cells on the outer periphery form a skin delimiting the outer surface.
本発明に係るビーズの寸法は種々に変わり得るが、その
平均径は10分の数ミIJメーターから数センチまでの
範囲にあるのが好ましく、ビーズの寸法の関数であるよ
うな皮の厚さは約50〜500ミクロンの範囲にあるの
が好ましい。Although the dimensions of the beads according to the invention may vary, the average diameter preferably ranges from a few tenths of a millimeter to several centimeters, with the skin thickness being a function of the bead dimensions. is preferably in the range of about 50 to 500 microns.
本発明に係る、特に興味のある形のビーズは、はぼ一定
の寸法を有するセルからなり、外周部分により囲まれた
中央部を有するものであって、これらのセルの・1′法
並びにこれらのセルの占める容積がこのビーズの内側か
ら外側にかげて次第に減少しているようなものである。A particularly interesting form of bead according to the invention is one consisting of cells of approximately constant dimensions, with a central part surrounded by a peripheral part, and which It is as if the volume occupied by the cells gradually decreases from the inside of the bead to the outside.
平均セル径の平均ビーズ径に対する割合は0.001〜
0.25の範囲にあるのが好ましい。The ratio of average cell diameter to average bead diameter is 0.001~
Preferably, it is in the range of 0.25.
同様に、セル壁の平均厚の平均セル径に対する割合は0
.0016〜0.25の範囲にあるのが好ましい。Similarly, the ratio of the average cell wall thickness to the average cell diameter is 0
.. It is preferably in the range of 0.0016 to 0.25.
本発明に係るビーズはそのままの状態で又は種種の工業
的な利用のための出発原料として用いることができる。The beads according to the invention can be used as is or as a starting material for various industrial applications.
例えば、層状にしたビーズを、例えば化学薬品を含む浴
が、揮発性であったり、毒性を有していたり1、易燃性
で瓦ったりあるいは大気との直接的な接触によって悪影
響を受けやすいような生成物を含む場合に、化学薬品と
大気との接触を防止すあだめに、この化学薬品を含む浴
の表面を被覆するのに用いることができる。For example, layered beads may be exposed to chemical baths that are volatile, toxic, 1, flammable, flammable, or susceptible to adverse effects from direct contact with the atmosphere. It can be used to coat the surfaces of baths containing such chemicals to prevent contact of the chemicals with the atmosphere.
本発明に係るビーズはまた固体を液体もしくは気体から
分離するための不活性沢過床を作るのに用いることがで
きる。The beads according to the invention can also be used to create inert permeable beds for separating solids from liquids or gases.
更に、これらのビーズは、例えば金属もしくは合成樹脂
マトリックスを有し、高度に変質され得る新規な組合せ
の物理化学的及び機械的性質を有し、これによって多(
の適用が可能となるような複合材料を製造するのに用い
ることができる。Furthermore, these beads, with e.g. metal or synthetic resin matrices, have novel combinations of physicochemical and mechanical properties that can be highly modified, thereby making it possible to
It can be used to produce composite materials that allow for applications such as
これらの全ての用途において、これらの有機高分子材料
からなるビーズが球形であるということは利用を容易に
するものであり、これらのビーズが細胞状であるという
ことはビーズが、軽い材料の又は機械的な構成要素の製
造を可能にするような低密度を有するということを意味
する。In all of these applications, the spherical shape of beads made of these organic polymeric materials facilitates their use, and the cellular nature of these beads allows them to be This means that it has a low density that allows for the manufacture of mechanical components.
前述したような外周を取り囲む表面層(「皮」)の存在
は、液体物質を、これらの液体がビーズの内部細孔中に
含浸されることな(、本発明に係るビーズを含む閉じた
成形物に鋳造することによって、複合材料を製造するこ
とを可能にする。The presence of a surface layer (“skin”) surrounding the outer periphery as described above allows liquid substances to be absorbed into the closed molded material containing the beads according to the invention without these liquids being impregnated into the internal pores of the beads. By casting into objects, it is possible to manufacture composite materials.
本発明はまた前述したような球形炭素ビーズの製造方法
に関する。The invention also relates to a method of manufacturing spherical carbon beads as described above.
この方法は、少くとも1種の、固体状態で炭化された時
にもとの形状を保持するような、硬質の有機高分子前1
駆材料と少くとも1種の発泡剤とを含む糊状の混合物を
調製し、この混合物を粒子に分割し、これらの粒子を互
いに他と分離し、分離した状態で細胞状に発泡させ、硬
化させることを特徴とするものである。This method involves preparing at least one hard organic polymer which retains its original shape when carbonized in the solid state.
A paste-like mixture is prepared containing a base material and at least one blowing agent, the mixture is divided into particles, the particles are separated from each other, and the separated particles are foamed into cells and cured. It is characterized by allowing
用いられる、個体状態で炭化され得るような有機高分子
材料はもとの質量の少(とも15重量%の炭化残留物を
有するような材料であるのが好ましい。The organic polymeric material used, which can be carbonized in the solid state, is preferably such that it has a carbonization residue of at least 15% by weight of its original mass.
特に、熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂、アミノ樹
脂、不飽和ポリエステル、アルキッド樹脂、網状ポリウ
レタン、フリフリルアルコールポリマー、前記2種ポリ
マーの混合物、エポキシド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂
、ポリスルホン、フェニレンポリスルフィドなど、を用
いることが可能である。In particular, thermosetting resins such as phenolic resins, amino resins, unsaturated polyesters, alkyd resins, reticulated polyurethanes, frifuryl alcohol polymers, mixtures of the above two types of polymers, epoxide resins, aromatic polyamide resins, polysulfones, phenylene polysulfides, etc. It is possible to use
このような樹脂の前駆物質は、必要ならばその樹脂用の
少くとも1種の重合触媒と混合された、モノマー又はプ
レポリマーであるということを理解されたい。It is to be understood that precursors for such resins are monomers or prepolymers, optionally mixed with at least one polymerization catalyst for the resin.
用いられる熱硬化性樹脂前駆物質は、レゾールステージ
のフェノールホルムアルデヒド樹脂、即ち好ましくは0
.8:1〜3:lのモル比における、アルカリ重合触媒
の存在下、わずかに加熱しながらの、フェノールとホル
ムアルデヒドとの最初の縮合段階の生成物である。The thermosetting resin precursor used is a resol stage phenol formaldehyde resin, i.e. preferably 0
.. It is the product of the first condensation step of phenol and formaldehyde in the presence of an alkaline polymerization catalyst and with slight heating in a molar ratio of 8:1 to 3:l.
同じように、ノボラックタイプのフェノールホルムアル
デヒド樹脂、即ち酸触媒の存在下におけるフェノールと
ホルムアルデヒドとの最初の縮合段階の生成物を用いる
こともできる。It is likewise possible to use phenol-formaldehyde resins of the novolak type, ie the products of the first condensation step of phenol and formaldehyde in the presence of an acid catalyst.
また、他のフェノール樹脂、例えばクレゾールーホルモ
ール、フェノール−フルフラール、フェノール−アセト
アルデヒド、フェノールーヘンスアルデヒト、フェノー
ル−アクロレインなど、又はアミン樹脂、例えば尿素−
ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒドなど、あ
るいはシアヌル酸トリアリル等によって架橋された、不
飽和ポリエステルをベースとする樹脂を用いることもで
きる。Other phenolic resins, such as cresol-formol, phenol-furfural, phenol-acetaldehyde, phenol-hensaldehyde, phenol-acrolein, etc., or amine resins, such as urea-
It is also possible to use resins based on unsaturated polyesters crosslinked with formaldehyde, melamine formaldehyde, etc., or triallyl cyanurate, etc.
同じように、前駆樹脂として、各成分が硬質ポリウレタ
ンホームを与えるのに適する量で混合されているような
、少な(とも1種のポリエステル又はポリエーテルのポ
リオール、少くとも1種の触媒、少くとも1種の界面活
性剤、水及び/又は少(とも1種の発泡剤及び少(とも
1種の有機ジイソシアネートの混合物を用いることがで
きる。Similarly, as a precursor resin, at least one polyester or polyether polyol, at least one catalyst, at least Mixtures of one surfactant, water and/or at least one blowing agent and at least one organic diisocyanate can be used.
発泡剤としては、例えば、フルオルカーボン化合物、例
えばトリクロロフルオルメタン、低分子量の脂肪族アル
コール、中でもメタノール及びエタノール、石油エーテ
ルなどの揮発性化合物又はい(つかの揮発性化合物の混
合物、又は加熱されたときにともに反応してガスを発生
するような物質の混合物、又は加熱により分解してガス
を発生するような物質を用いることができる。Blowing agents include, for example, fluorocarbon compounds such as trichlorofluoromethane, low molecular weight aliphatic alcohols, especially methanol and ethanol, volatile compounds such as petroleum ether (mixtures of some volatile compounds, or heated It is possible to use a mixture of substances that react together to generate a gas when heated, or a substance that decomposes and generates a gas when heated.
また、混合物がまだ硬化しない間のビーズの発泡の間に
セルが合体してしまうのを防ぐために、混合物中に界面
活性剤を導入するのが好ましい。It is also preferred to introduce a surfactant into the mixture to prevent cells from coalescing during foaming of the beads while the mixture is not yet cured.
また、少(とも1種の樹脂用硬化触媒、例えば塩酸、硫
酸、燐酸、パラトルエンスルホン+tなどの酸、を混合
物に添加することも好ましい。It is also preferred to add at least one curing catalyst for the resin to the mixture, for example an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, para-toluenesulfone+t.
前述したような成分のほかに、充填剤として作用するよ
うな粉末化された不活性物質、例えば粉末シリカ、カー
ボンブラックなど、を混合物に添加することもできる。In addition to the components mentioned above, powdered inert substances, such as powdered silica, carbon black, etc., can also be added to the mixture to act as fillers.
第1の処理方法によれば、公知の方法により、塔の頂上
でペースト状の混合物の小滴が形成され、これらの小滴
は塔を落下する間に加熱されて発泡する。According to a first treatment method, droplets of a pasty mixture are formed at the top of the column in a known manner, and these droplets are heated and foamed while falling down the column.
落下の速度及び加熱条件は得られる球形ビーズが塔の底
部に達した時に変形されたり互いに(つついたりするこ
とな(十分に硬化されるのを確実にするようにコントロ
ールされる。The rate of fall and the heating conditions are controlled to ensure that the resulting spherical beads are sufficiently cured without being deformed or poking each other when they reach the bottom of the column.
小滴の落下速度は気体の上昇流、例えば空気流を用いて
コントロールされてもよい。The rate of fall of the droplets may be controlled using an upward flow of gas, such as an air flow.
この気流は、球形ビーズが互いに(つついたり塔の壁に
(つついたりするのを防止するために、まだ粘稠である
間のビーズ発泡の間に、これらのビーズの表面を少くと
も部分的にコートすることができるような、細かく分割
された材料の粒子、例えばタルカムパウダー、カーボン
ブラックなど、を運搬することができる。This airflow at least partially covers the surface of these beads during bead foaming while still viscous, to prevent the spherical beads from poking each other (and against the tower walls). Finely divided particles of material that can be coated, such as talcum powder, carbon black, etc., can be conveyed.
更に一般的には、全ての適当な形のコンテナー内でペー
スト状の混合物の小滴を形成してこれらの小滴を射出し
又は、このコンテ−中で、必要ならば固体材料の粒子を
含むかもしくは含まない、比較的速い気流によって、小
滴に下方、上方、部方向などへの適当な動きを与えるよ
うにさせることができる。More generally, droplets of a pasty mixture are formed in a container of any suitable shape and these droplets are injected or, if necessary, particles of solid material are formed in this container. A relatively fast air flow, with or without airflow, can be used to impart appropriate downward, upward, lateral, etc. movement to the droplets.
この動きは小滴が互いに又はコンテナーの壁に接触する
のを防止し、あるいは多少ともこの接触時間を極めて短
いものとし、同時にこれらの小滴を球形のセルラービー
ズに発泡させる目的でこれらに適当な熱処理を与えるも
のである。This movement prevents the droplets from coming into contact with each other or with the walls of the container, or at least makes this contact time very short, and at the same time provides a suitable treatment for these droplets in order to foam them into spherical cellular beads. It provides heat treatment.
これらの操作を実施するための1つの方法は、1個もし
くは数個の攪拌羽根などを備えたコンテナー中で、いわ
ゆる「サイクロン」装置を用いるものである。One way to carry out these operations is to use a so-called "cyclone" device in a container equipped with one or several stirring impellers, etc.
これらの粒子は大気圧下もしくは減圧下、例えば水銀柱
10〜100ミリメーターの圧力下、に細胞状に発泡さ
せることができる。These particles can be expanded into cells under atmospheric pressure or under reduced pressure, for example under a pressure of 10 to 100 millimeters of mercury.
熱処理は、一般に、加熱とともに、同時に樹脂の重合、
又はこの重合の終了及び小滴内部でのガスの発生及び/
又は膨張を起させる効果を伴なう必要がある。Heat treatment generally involves heating, polymerization of the resin,
or the termination of this polymerization and the evolution of gas inside the droplet and/or
Or it needs to be accompanied by an effect of causing expansion.
この熱処理を実施するために、全ての適当な方法、例え
ばマイクロウェーブ発振器による高周波加熱又は放射線
加熱、を用いることができ、あるいは熱を小滴に伝達す
るために気流自体を用いることもできる。To carry out this heat treatment, all suitable methods can be used, for example radio frequency heating with microwave oscillators or radiation heating, or the air flow itself can be used to transfer the heat to the droplets.
これらの加熱方法のい(つかを結合すること、例えば先
ずコンテナー中での小滴の開始時点に、小滴の急速な、
例えば数秒内の、球形のセルラービーズへの発泡を起さ
せるように、マイクロウェーブエネルギーを用いて小滴
を加熱し、次に熱気流を用いて加熱し、樹脂の重合を終
了させ、ビーズを硬化させることもできる。Combining some of these heating methods, e.g., first at the point of initiation of the droplet in the container, the rapid heating of the droplet;
Microwave energy is used to heat the droplets to cause foaming into spherical cellular beads, e.g. within a few seconds, followed by heating using a stream of hot air to terminate polymerization of the resin and harden the beads. You can also do it.
第2の操作方法によれば、混合物の粒子は少くとの1種
の不活性粉末物質(これによって粒子は互いに接触しな
い)を含む床に滴下され、次いで熱処理されて、セルラ
ービーズに発泡され、得られたビーズが硬化される。According to a second method of operation, the particles of the mixture are dropped onto a bed containing at least one inert powder material (so that the particles do not come into contact with each other) and are then heat treated to foam into cellular beads; The resulting beads are hardened.
不活性粉末物質としては、鉱物、例えばタルカム、カー
ボンブラック、グラファイトなど、又は有機材料、例え
ばフェノール樹脂などの有機樹脂、を用いることができ
る。As inert powder substances minerals such as talcum, carbon black, graphite etc. or organic materials such as organic resins such as phenolic resins can be used.
この材料は例えば0.1〜100ミクロンのオーダーの
粒子径を有する微細な粒子状であるのが好ましい。This material is preferably in the form of fine particles, for example having a particle size on the order of 0.1 to 100 microns.
粉末材料の床としては、所望の球形ビーズの寸法の関数
として選ばれ、好ましくは数ミリメーターを越えないよ
うな厚さを有する固定床又は「振動」床、即ち粉末物質
の粒子が振動を与えられているような粉末物質の床、を
用いることができる。The bed of powder material is chosen as a function of the dimensions of the desired spherical beads and preferably has a thickness not exceeding a few millimeters, either a fixed bed or an "oscillating" bed, i.e. particles of powder material impart vibrations. A bed of powdered material, such as the one described above, can be used.
後者の場合、例えば、適当な手段、例えば偏心的に置か
れたシャフトにより皿に固定されたモーター、によって
振動され、数ミリメーターの振幅と例えば53〜100
ヘルツの振動数で円形の振動動作を与えられるような皿
状に置かれた、粉末物質の床を用いることができる。In the latter case, it may be vibrated by suitable means, e.g. a motor fixed to the dish by an eccentrically placed shaft, with an amplitude of a few millimeters and e.g.
A bed of powdered material placed in a dish that is given a circular vibrational motion at Hertzian frequencies can be used.
更に一般的には、単純な振動よりもより激しい攪拌を与
えるような粉末物質の床、例えば、螺旋により攪拌され
るベッド又は流動床など、を用いることができる。More generally, a bed of powdered material can be used that provides more vigorous agitation than simple vibration, such as a spirally stirred bed or a fluidized bed.
混合物の粒子を形成するために、液状又は糊状にあるよ
うな混合物を小滴とするか又は混合物が一時的に固体状
になるような段階を通過させることができる。To form particles of the mixture, the mixture, which may be in liquid or pasty form, can be reduced into droplets or passed through a stage in which the mixture temporarily becomes solid.
前者の場合、所望される小滴の寸法に対応する寸法の少
(とも1つのノズルを含む装置を用い、これを通して混
合物をその粘度に応じて流出させもしくは押出すことが
できる。In the first case, a device containing at least one nozzle of a size corresponding to the desired droplet size is used, through which the mixture can be flowed or extruded depending on its viscosity.
この装置は中空ニードル状のノズルを有するか又は少く
とも一部にいくつかの孔があけられた板の形の底を有す
るコンテナーであってもよい。The device may be a container with a hollow needle-like nozzle or a bottom in the form of a plate, at least partially perforated.
このコンテナーの板もしくは他の壁は必要ならば所望の
寸法の液体もしくは糊状の小滴を与えるのに適する振動
数及び振幅で振動されてもよい。The plate or other wall of the container may be vibrated, if necessary, at a frequency and amplitude suitable to provide liquid or glue droplets of the desired size.
同じように、他の装置、例えば、必要ならば加熱装置や
小滴を分離させる気流の製造のための装置などを備えた
、混合物を遠心分離させるような装置、を用いることも
できる。It is likewise possible to use other devices, such as those for centrifuging the mixture, if necessary with heating devices, devices for the production of air currents that separate the droplets, etc.
後者の場合は、液状もしくは糊状の場合物を。In the latter case, use a liquid or paste-like case.
1個又は数個のノズルを介して、対応する数の液状もし
くは糊状の糸を形成させるように押出した後、これらの
糸を冷却、例えば低温の流体、特に液体ガス、特に液体
空気又は液体窒素、中に浸漬すること、によって固化さ
せ、最後に得られた固体のもろいフィラメントを、この
冷却操作の間に十分に低温に保持しながら粉砕し、この
粉砕により得られた粒子をふるい分けして所望の粒子径
とすることができる。After extrusion through one or several nozzles to form a corresponding number of liquid or pasty threads, these threads are cooled, e.g. with a cold fluid, especially a liquid gas, especially liquid air or a liquid. The solid brittle filaments finally obtained are ground by immersion in nitrogen, and the particles obtained by this grinding are sieved, keeping the temperature sufficiently low during this cooling operation. A desired particle size can be achieved.
混合物の小滴を形成するための後者の方法は、いくつか
の変形が可能である。The latter method for forming droplets of mixture is capable of several variations.
例えば、最初の糊状での押出しを削除し、冷却により硬
化された種種の形の混合物の塊を粉砕することも可能で
ある。For example, it is also possible to omit the initial pasty extrusion and to grind the mass of the mixture in various forms, which is hardened by cooling.
前述したような小滴形成方法は、容易に変えることがで
きるような狭い粒子径範囲の径のそろった粒子の形成を
容易にし、また糊状混合物の粘度が所定の値よりも大き
い場合には、糊状での小滴形成よりも大きな生成速度が
得られるという利点を有している。The method of droplet formation as described above facilitates the formation of uniformly sized particles with a narrow particle size range that can be easily varied, and when the viscosity of the pasty mixture is greater than a predetermined value. , which has the advantage of higher production rates than glue-like droplet formation.
上述したような2つの小滴形成方法は、それぞれ、粉末
材料の固定床を用いるか又は「振動」床を用いることに
よって、任意に結合することができることは明らかなこ
とである。It is clear that the two droplet formation methods as described above can be optionally combined by using a fixed bed of powdered material or by using a "vibrating" bed, respectively.
粉末材料の「振動」床の使用は固定床に比較して、樹脂
の硬化前の糊状での粒子のつぷれがこれらの粒子が床の
振動で与えられるような動きによって防止されるので、
1crIlのオーダーまでの直径を有する球形ビーズを
製造することができるという利点を有していることに注
意されたい。The use of a "vibrating" bed of powdered materials, compared to a fixed bed, is advantageous since the collapse of the particles in the paste before the resin hardens is prevented by the movement of these particles as imparted by the vibration of the bed.
Note that we have the advantage of being able to produce spherical beads with diameters up to the order of 1 crIl.
これに対して、固定床が用いられる場合には、最終的に
得られる球形ビーズの寸法は、混合物の表面張力及び個
々の質量に依存するような、より小さい上限、一般には
、5〜6朋、を有する。On the other hand, when a fixed bed is used, the dimensions of the final spherical beads are at a smaller upper limit, generally 5 to 6 mm, depending on the surface tension of the mixture and the individual masses. , has.
このような振動床の使用は、固定床に比較して、所定の
表面積の粉末材料の床に対してより大きな生成速度を与
えるという利点をも有する。The use of such a vibrating bed also has the advantage of providing a greater production rate for a bed of powdered material of a given surface area compared to a fixed bed.
更に、振動床の場合、床の振動が粒子が互いに(つつ(
のを防止し、また粒子間の接触を避けるために特別の対
策を構じることを必要としないことから、粉末材料の床
上に粒子を置(操作が単純化される。Additionally, in the case of a vibrating bed, the vibrations of the bed cause particles to move toward each other (
Placing the particles on a bed of powder material simplifies the operation, since it is not necessary to take special measures to prevent this and avoid contact between the particles.
液状もしくは糊状で混合物の小滴が形成されかつ固定床
が用いられる場合、小滴は床中にわずかに沈降するだけ
である。If droplets of the mixture are formed in liquid or paste form and a fixed bed is used, the droplets will settle only slightly into the bed.
これに対して、振動床が用いられる場合、小滴は床中に
落下すると直ちにその表面全体が粉末で被覆され、この
ため粉末材料の床を含む容器の壁にくっついたり、ある
いは既に床内にある他の小滴にくっついたりすることが
ない。In contrast, when a vibrating bed is used, the droplets fall into the bed and immediately coat their entire surface with powder, so that they do not stick to the walls of the container containing the bed of powder material or are already in the bed. It does not stick to other droplets.
これらの粒子のための熱処理条件、特に加熱の速度及び
時間、は混合物の粘度及び主に樹脂の重合により表われ
るような粘度の増加速度並びに発泡剤により供給される
ガスの生成及び/又は膨張の速度が互いに両立しあって
、所望の特性を有する球形セルラービーズを生成するよ
うに選ばれるのが好ましい。The heat treatment conditions for these particles, in particular the rate and duration of heating, depend on the viscosity of the mixture and the rate of increase in viscosity, mainly as manifested by polymerization of the resin, as well as on the production and/or expansion of the gas supplied by the blowing agent. Preferably, the speeds are chosen to be compatible with each other to produce spherical cellular beads with the desired properties.
この目的のために、発泡の前であって、小滴の形成前又
は後に、種々の長さの時間の間、この糊状の混合物を放
置してもよい。For this purpose, the pasty mixture may be left for various lengths of time before foaming, before or after the formation of the droplets.
従って、例えば、第2の操作方法において、最初は発泡
剤の作用によって粒子を発泡させるのに必要な温度より
も低い温度にある粉末材料の床を用い、この粉末材料の
床の温度を適当な速度で上昇させてもよい。Thus, for example, in the second method of operation, a bed of powder material is used which is initially at a temperature lower than that required to foam the particles by the action of a blowing agent, and the temperature of this bed of powder material is adjusted to a suitable temperature. It may be increased at a speed.
同じように、種々の温度を有するい(つかの粉末材料の
床を用い、粒子を1つの床から他の床に移し、これを温
度が上昇する方向で順次に進めて、発泡させ、球形ビー
ズを硬化させることもできる。Similarly, using beds of powdered material at various temperatures, the particles are transferred from one bed to another and successively progressed in the direction of increasing temperature to foam and form spherical beads. can also be hardened.
例えば、第1の粉末材料の床の粒子を所定の温度に、こ
れらの粒子が完全に発泡されるかあるいは発泡が開始さ
れるのに十分であって、かつこれらの粒子が完全に硬化
されるほどには長(ない時間の間、保持した後、これら
の粒子を、例えばふるい分けによって、第1の床から分
離し、第1の床よりも高温に保持されたもう1つの床上
に置いて、必要ならば、これらの発泡を完結させ、次い
で硬化させる。For example, bringing the particles of the first bed of powder material to a predetermined temperature sufficient to cause these particles to fully foam or to initiate foaming, and to fully harden the particles. After being held for a moderately long period of time, the particles are separated from the first bed, for example by sieving, and placed on another bed maintained at a higher temperature than the first bed. If necessary, these foams are completed and then cured.
たとえ固定床が用いられる場合にも、引続℃・て1個又
は数個の「振動」床が用いられるのが好ましい。Even if a fixed bed is used, it is preferred that one or more "oscillating" beds are used subsequently.
もちろん、これらの粒子がその発泡の間に、種々の温度
、例えば実施されるべき熱処理に対応する熱的性質に応
じて次第に増加する温度、を有する種々の領域に順次に
運搬されるような動作で振動された、細長い形の単一の
床を用いることもできる。Of course, an operation in which these particles, during their foaming, are sequentially conveyed to different areas with different temperatures, e.g. temperatures that increase gradually depending on the thermal properties corresponding to the heat treatment to be carried out. It is also possible to use a single bed of elongated shape, vibrated at
これらの粒子の熱処理は、粒子が固体から形成された場
合であってもあるいは液体もしくは糊状物から形成され
た場合であっても、同じように実施される。The heat treatment of these particles is carried out in the same way whether the particles are formed from a solid or from a liquid or paste.
前者の場合、最初の段階の加熱は、粒子が発泡し始める
前に、表面張力及び必要ならば床の振動動作の作用によ
ってこれらの粒子が球形になるように、これらの固体粒
子を軟化させるだけである。In the former case, the first stage of heating only softens these solid particles so that they become spherical under the action of surface tension and, if necessary, the vibratory action of the bed, before they begin to foam. It is.
前述したような操作の全部又は一部を非連続的は又は連
続的な方法で実施することができる。All or part of the operations as described above may be performed in a discontinuous or continuous manner.
後者の場合には、特に第2の操作方法に引き続いて不活
性な粉末材料の床を再循環することができる。In the latter case, it is possible in particular to recirculate the bed of inert powder material following the second operating method.
本発明はまた、前述したような、有機高分子材料からな
る球形ビーズを高い炭素含有量を有する球形のセルラー
ビーズの製造のために使用することに関する。The invention also relates to the use of spherical beads of organic polymeric material, as described above, for the production of spherical cellular beads with a high carbon content.
この使用はこれらのビーズを非酸化性雰囲気下に、所定
の温度に、その炭化を起させるのに十分な時間加熱する
ことを特徴とするものである。This use is characterized by heating these beads under a non-oxidizing atmosphere to a predetermined temperature for a time sufficient to cause their carbonization.
用いられる非酸化性雰囲気は不活性ガス、例えば窒素又
はアルゴン、の雰囲気であるのが好ましい。Preferably, the non-oxidizing atmosphere used is that of an inert gas, such as nitrogen or argon.
加熱は100〜1200℃の範囲の温度において、炭化
が進行するにつれて温度を次第に上昇させながら、実施
するのが好ましい。Heating is preferably carried out at a temperature in the range of 100 to 1200°C, with the temperature gradually increasing as carbonization progresses.
加熱時間は1〜24時間が好ましい。The heating time is preferably 1 to 24 hours.
この有機高分子材料の球形セルラービーズが硬質のポリ
ウレタンフォームからなるものである場合には、炭化前
にこれらのビーズに酸化処理を付することか有利である
こともある。If the spherical cellular beads of organic polymeric material are made of rigid polyurethane foam, it may be advantageous to subject these beads to an oxidation treatment before carbonization.
加熱条件は、炭化により、90〜100重量%の炭素含
有量を有し、出発状態の球形セルラービーズからの対応
する高分子有機材料の一部を最終的に得られる炭素高含
有ビーズの総重量の10%を越えない量で含有すること
ができるような、部分的に炭化された状態にある球形セ
ルラービーズを与えるように選ばれる。The heating conditions are such that, by carbonization, the total weight of carbon-rich beads with a carbon content of 90-100% by weight and a portion of the corresponding polymeric organic material from the starting spherical cellular beads is finally obtained. selected to provide spherical cellular beads in a partially carbonized state.
このような、高い炭素含有量を有する球形セルラービー
ズは有機高分子材料からなる球形セルラービーズに対し
て前述したような状態と類似の状態で用いることができ
る。Such spherical cellular beads having a high carbon content can be used in conditions similar to those described above for spherical cellular beads made of organic polymeric materials.
しかしながら、ある用途に対しては、この炭素高含有セ
ルラービーズは有機高分子材料からなるセルラービーズ
と比較して利点を有する。However, for certain applications, this high carbon content cellular beads have advantages compared to cellular beads made of organic polymeric materials.
特に、化学薬品の浴に対する絶縁層及び不活性フィルタ
ー材料のような用途では、炭素高含有ビーズは高分子材
料のビーズよりもより不活性である。Particularly in applications such as insulating layers and inert filter materials for chemical baths, high carbon content beads are more inert than beads of polymeric materials.
更に、この炭素高含有ビーズは高分子材料のビーズを使
用することが適当でないようなある状態で使用すること
ができる。Furthermore, the carbon-rich beads can be used in certain situations where it is not appropriate to use beads of polymeric material.
例えば、高い炭素含有量を有する球形のセルラービーズ
は本発明に係る炭素高含有球形セルラービーズを含む金
属マトリックスからなる複合材料の製造に用いることが
できる。For example, spherical cellular beads with a high carbon content can be used to produce a composite material comprising a metal matrix containing high carbon spherical cellular beads according to the invention.
この用途はスイス特許第515195号に記載されてい
る。This application is described in Swiss Patent No. 515195.
実施例 1 下記組成の混合物を調製した。Example 1 A mixture having the following composition was prepared.
塩基性触媒の存在下にほぼ等モ
ル量のフェノールとホルムアル
デヒドとの縮合により製造され、
25℃において1.245〜
1.255の比重と35〜40ポ
アズの粘度とを有する「レゾ−
ル」ステージのフェノール樹脂 50グ
無水エチルアルコール 4.25i35〜7
0℃の蒸留範囲の石油
エーテル 4.25iバラトル
エンスルホン酸2.5L?
上記の成分を1250回/分で回転する螺旋状の攪拌器
を用いて1分間激しく攪拌することにより混合した。"Resol" stage prepared by the condensation of approximately equimolar amounts of phenol and formaldehyde in the presence of a basic catalyst and having a specific gravity of 1.245 to 1.255 and a viscosity of 35 to 40 poise at 25°C. Phenolic resin 50g Anhydrous ethyl alcohol 4.25i35~7
Petroleum ether in the distillation range of 0°C 4.25i Valatoluenesulfonic acid 2.5L? The above ingredients were mixed by vigorous stirring for 1 minute using a spiral stirrer rotating at 1250 rpm.
攪拌後すぐに、混合物を電動モーターにより1駆動され
る部分を備えた注入器中に注いだ。Immediately after stirring, the mixture was poured into a syringe equipped with one part driven by an electric motor.
この注入器は50iの容積を有し、内径Q、 3 mm
の中空ニードル状の24個の開口を有する小滴製造装置
に連結されていた。This syringe has a volume of 50i and an internal diameter Q, 3 mm
It was connected to a droplet making device with 24 openings in the form of a hollow needle.
モータ−1駆動部分の押出し速度は合計流速が0.3
crit/ secとなるように調整された。The total flow rate of the extrusion speed of the motor 1 drive part is 0.3
It was adjusted to be crit/sec.
これによって、1秒当り8個の粘稠な混合物の小滴が形
成され、これを自由に落下させ、5〜20ミクロンのオ
ーダーの粒径を有する粒子を含むタルカムパウダー床上
に常温で回収した。This resulted in the formation of 8 droplets of the viscous mixture per second, which were allowed to fall freely and were collected at room temperature onto a bed of talcum powder containing particles with a particle size on the order of 5-20 microns.
この床は1cIrLのオーダーの厚さを有し、小滴製造
装置中に含まれるニードル端より約20crrl下方に
置かれ、振幅1cm、の水平な円形振動を辱えられた。This bed had a thickness on the order of 1 cIrL, was placed approximately 20 crrl below the end of the needle contained in the droplet maker, and was subjected to horizontal circular vibrations of 1 cm amplitude.
混合物全部を小滴にするのに要した時間は2〜3分のオ
ーダーであった。The time required to drop the entire mixture was on the order of 2-3 minutes.
全部の小滴が振動を与えられたタルカム床に回収された
後で、この床の支持皿内に設けられた電気抵抗器を用い
て、この床の加熱を開始した。After all of the droplets were collected on the vibrated talcum bed, heating of the bed was started using an electrical resistor mounted in the support pan of the bed.
加熱速度は床の中央において約6分で40℃に、20〜
25分で80℃に達するようにコントロールされた。The heating rate is 40℃ in about 6 minutes in the center of the bed, 20~
The temperature was controlled to reach 80°C in 25 minutes.
温度が約40℃に達すると、球状に膨張しはじめた小滴
が床の表面に浮かぶということが理解されよう。It will be appreciated that when the temperature reaches about 40° C., droplets begin to expand into spherical shapes and float on the surface of the bed.
床を80℃の最高温度に5〜10分間保持し、従って合
計加熱時間は30分のオーダーであった。The bed was held at a maximum temperature of 80°C for 5-10 minutes, so the total heating time was on the order of 30 minutes.
次に、このようにして得られた球形ビーズをふるいによ
ってタルカム床より分離した。The spherical beads thus obtained were then separated from the talcum bed by means of a sieve.
これによって、はぼ理想的な球形を有し、4龍のオーダ
ーの直径と、40ミクロンのオーダーの寸法を有する規
則的なセルからなる内部の細胞状部分を囲む100ミク
ロンのオーダーの厚さの連続的な皮とを有する完全に硬
化されたピンク色のビーズ約50fが得られた。Thereby, the cell has an ideal spherical shape, a diameter on the order of 40 mm, and a thickness on the order of 100 microns surrounding an inner cellular part consisting of regular cells with dimensions on the order of 40 microns. Approximately 50 f fully cured pink beads with a continuous skin were obtained.
これらのビーズが占める容量は500−のオーダーであ
って、各ビーズの密度は約0.171/critであっ
た。The volume occupied by these beads was on the order of 500- and the density of each bead was about 0.171/crit.
得られた球形ビーズを下記のようにして炭化した。The obtained spherical beads were carbonized as follows.
即ち、窒素雰囲気下にこれらの球形ビーズを12時間で
100℃から1000℃に加熱した。That is, these spherical beads were heated from 100° C. to 1000° C. for 12 hours under a nitrogen atmosphere.
炭素含有量が100%に近いガラス状の炭素からなる球
形のセルラービーズが得られ、このビーズは32關のオ
ーダーの平均直径と0.18 ? /crAのオーダー
の密度とを有していた。Spherical cellular beads of glassy carbon with a carbon content close to 100% are obtained, with an average diameter on the order of 32 mm and 0.18 mm. It had a density on the order of /crA.
このような炭素高含有ビーズのセルの平均寸法は30ミ
クロンのオーダーであった。The average cell size of such carbon-rich beads was on the order of 30 microns.
実施例 2
同じ量の、同一組成の混合物を用いて実施例1の操作を
繰り返した。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated using the same amount of mixture of the same composition.
但し、この場合振動されたタルカム床上に小滴を回収す
る代りに、51n11tの厚さを有し、小滴の排出点よ
り20crIL下方に設定されたタルカムパウダーの固
定床上に小滴を回収した。However, in this case instead of collecting the droplets on a vibrated talcum bed, the droplets were collected on a fixed bed of talcum powder having a thickness of 51n11t and set 20 crIL below the droplet exit point.
この床は0.1mの面積を有するスチールシートの固定
した水平の皿上に広がるものであった。The floor was spread over a fixed horizontal pan of steel sheet having an area of 0.1 m.
小滴製造装置は水平面内で移動され、従って、床1cr
A当り1個の小滴を与えるように、床上の混合物の小滴
に対して一定の自由な落下距離を保持させるものであっ
た。The droplet making device is moved in a horizontal plane, thus the floor 1cr
A constant free fall distance was maintained for the droplets of the mixture on the bed, giving one droplet per A.
皿が完全に小滴で負荷されたら、これを、温度をほぼ直
線的に上昇させながら、45分で室温から80℃に加熱
した。Once the dish was completely loaded with droplets, it was heated from room temperature to 80° C. in 45 minutes with an approximately linear increase in temperature.
これによって、実施例1で得られたものと同様のビーズ
が床1m当り約357得られた。This yielded approximately 357 beads per meter of bed similar to those obtained in Example 1.
得られた球形ビーズを実施例1と同一の操作によって炭
化した。The obtained spherical beads were carbonized by the same operation as in Example 1.
実施例 3 下記組成の混合物を調製した。Example 3 A mixture having the following composition was prepared.
水酸化ナトリウムの存在下にフ
エノールとホルムアルデヒドと
を1:1.10モル比で縮合する
ことによって得られ、25℃に
おいて1.2の比重と100ポア
ズの粘度を有する(10重量%
のメタノールを含む混合物の形
の)「レゾール」ステージのフ
エノール樹脂 1007界面活性剤
(無水モノパルミチ
ン酸ソルビットと酸化エチレン
との縮合生成物)27
シュウ酸 4.57蒸留水
2d35〜70℃の蒸留
範囲の石油
エーテル 8i上記の成分を
1250回/分で回転する螺旋状の攪拌器を用いて1分
間激しく攪拌することにより混合した。It is obtained by condensation of phenol and formaldehyde in a molar ratio of 1:1.10 in the presence of sodium hydroxide and has a specific gravity of 1.2 and a viscosity of 100 poise at 25°C (containing 10% by weight of methanol). 1007 Surfactant (condensation product of monopalmitic anhydride sorbitate and ethylene oxide) 27 Oxalic acid 4.57 Distilled water
2d Petroleum ether with a distillation range of 35-70° C. 8i The above ingredients were mixed by vigorous stirring for 1 minute using a spiral stirrer rotating at 1250 rpm.
次に、得られた混合物に2cIiLのメタノールと51
のパラトルエンスルホン酸を添加し、全体を同じ攪拌器
を用いて更に1分間混合した。Next, 2 cIiL of methanol and 51
of para-toluenesulfonic acid was added and the whole was mixed for an additional minute using the same stirrer.
糊状の均質な混合物が得られ、これを次いで実施例1に
述べたと同じ操作により処理した。A pasty homogeneous mixture was obtained, which was then processed according to the same procedure as described in Example 1.
実施例 4 下記組成の混合物を調製した。Example 4 A mixture having the following composition was prepared.
塩基性触媒の存在下にほぼ等モル量
のフェノールとホルムアルデヒドを
縮合して得られた、25℃において
1.245〜1.255の比重と35〜
40ポアズの粘度を有する「レゾー
ル」ステージのフェノール樹脂 50735〜70
℃の蒸留範囲の石油エー
テル 4C111酸触媒
H2SO4を92%含む水溶液
142重量部、H3PO4を84〜
85%含む水溶液44重量部及び蒸
留水41.8重量部からなる混合物) 6m混合する
前に、樹脂を1250回/分で回転する螺旋状攪拌器を
用いて2分間激しく攪拌し、所定量の空気を含有させた
。A "resol" stage phenol having a specific gravity of 1.245-1.255 and a viscosity of 35-40 poise at 25°C, obtained by condensing approximately equimolar amounts of phenol and formaldehyde in the presence of a basic catalyst. Resin 50735-70
A mixture of 142 parts by weight of an aqueous solution containing 92% of petroleum ether 4C111 acid catalyst H2SO4, 44 parts by weight of an aqueous solution containing 84-85% H3PO4 and 41.8 parts by weight of distilled water) 6 m before mixing the resin was vigorously stirred for 2 minutes using a spiral stirrer rotating at 1250 times/min to incorporate a predetermined amount of air.
この後、石油エーテルを添加し、全体を同一の攪拌器で
再び1分間攪拌した。After this, petroleum ether was added and the whole was stirred again for 1 minute using the same stirrer.
次にこの混合物を1℃のオーダーの温度に冷却した後、
触媒を添加し、混合物を同じ攪拌器を用いて再度30秒
間攪拌した。This mixture is then cooled to a temperature on the order of 1°C, after which
The catalyst was added and the mixture was stirred again for 30 seconds using the same stirrer.
得られた粘稠な混合物を電動モーターで駆動される部分
を備えた容量50iの注入器中に注いだ。The resulting viscous mixture was poured into a 50i capacity syringe equipped with an electric motor driven section.
この注入器はまた直径1mmの注出ニードルを備え、こ
のニードルにより粘稠な混合物を約1mm径の糸状に押
出した。The syringe was also equipped with a 1 mm diameter dispensing needle which extruded the viscous mixture into a thread approximately 1 mm in diameter.
押出しの進行とともに、この糸を液体空気のコンテナー
中に落下させた。As extrusion progressed, the thread was dropped into a container of liquid air.
糸は液体空気に接触すると自然に固化した。The thread solidified spontaneously upon contact with liquid air.
得られた固化した糸を、やはり液体空気コンテナー中に
沈められている回転カッターを用いて約1龍長の砕片に
切断した。The resulting solidified thread was cut into pieces of about 1 dragon length using a rotating cutter, which was also submerged in a liquid air container.
混合物全部を前述したようにして固体粒子に切断した後
、これらの固体混合物粒子を1mmの格子間隔を有し、
固体二酸化炭素水を用いて予め冷却した金属格子上に回
収した。After cutting the entire mixture into solid particles as described above, these solid mixture particles were cut into solid particles having a lattice spacing of 1 mm;
Collected on a metal grid pre-cooled with solid carbon dioxide water.
次にこれらの混合物粒子を、格子を震わせることによっ
て、約5關の厚さを有し、0.1ミクロンのオーダーの
平均寸法を有する粒子からなるカーボンブラックの床上
に移した。These mixture particles were then transferred by shaking the grid onto a bed of carbon black having a thickness of approximately 5 mm and consisting of particles having an average size on the order of 0.1 microns.
この床は金属皿中に含まれるものであった。This bed was contained in a metal pan.
この操作の約1分後、金属器を80℃の温度に温められ
たオーブン中に置き、このオーブン中に1時間保持した
。After about 1 minute of this operation, the metalware was placed in an oven heated to a temperature of 80° C. and kept in this oven for 1 hour.
上記により、ピンク色で、100ミクロンのオーダーの
厚さの「皮」を有する硬化フェノール樹脂の球形ビーズ
50グが得られた。The above yielded 50 grams of spherical beads of hardened phenolic resin, pink in color and having a "skin" thickness on the order of 100 microns.
この507の量は500dのオーダーの容量に対応する
ものであった。This amount of 507 corresponded to a capacity on the order of 500 d.
これらのビーズの粒子サイズ分布は重量%でほぼ下記の
ようなものであった。The particle size distribution of these beads in weight percent was approximately as follows:
重量% 直径範囲(mm)
20 1〜3
30 3〜4
40 4〜5
10 5以上
次に、これらの球形ビーズを実施例1に述べたと同じ炭
化処理に付した。Weight % Diameter range (mm) 20 1-3 30 3-4 40 4-5 10 5 or more These spherical beads were then subjected to the same carbonization treatment as described in Example 1.
実施例 5
下記の組成(重量部で示す)を有するポリウレタンの前
駆混合物を調製した。Example 5 A polyurethane precursor mixture was prepared having the following composition (in parts by weight):
酸化プロピレンとソルビットとの
縮合生成物であって、20℃にお
いて1.0947/dの密度と
16.000センチストークスの粘
度、1グラム当りカリ490m9の
ヒドロキシル価及びカリ0.1〜の
酸価とを有するポリエーテル
(Union Carbideより市販され、” N1
ax Po1yol LS−490”の商品名で知られ
ている製品) 75.0酸化プロピレンとグリ
セロールと
の縮合生成物であって、20℃に
おいて1.0223 ′iI/cAの密度と400セン
チストークスの粘度、
1グラム当りカリ230〜245
〜のヒドロキシル価及びカリ
0.05m9の最大酸価とを有するポ
リエーテル(Union Carbideにより市販さ
れ、” N1ax PolyolLMT−240”の商
品名で知ら
れる製品) 25.0発泡剤
(CCl2F) 30.0水
1.0触媒(N−N
−ジメチルエタノ−
ルアミン)2.2
触媒(N−N−N−N′−テトラメ
チルブタンジアミン−1・3) 1.0界面活
性剤(酸化エチレン、酸化
プロピレン及びシロキセンのプロ
ツクコポリマーであって、25℃
において1000センチストーク
スの粘度と1.053P/iの密度
とを有し、10℃の氷点を有する
シリコーンオイル: Union
Carbideより市販され、
”5ilicone 5urfactant L −
5340”の商品名で知られる製
品)1.5
ジフェニルメタンジイソシアナー
)
1
28.0混合は、上記の成分を指示したオーダーで、1
250回/分で回転する螺旋状攪拌器を備えたコンテナ
中に急速に装入し、全部の成分が添加された後、3秒間
攪拌を継続することによって行った。Condensation product of propylene oxide and sorbitol, having a density of 1.0947/d and a viscosity of 16.000 centistokes at 20°C, a hydroxyl number of 490 m9 of potash per gram and an acid number of potash of 0.1 to (commercially available from Union Carbide, "N1
ax Polyol LS-490") is a condensation product of 75.0 propylene oxide and glycerol with a density of 1.0223'iI/cA and a viscosity of 400 centistokes at 20°C. , a polyether with a hydroxyl number of 230-245 potassium per gram and a maximum acid number of 0.05 m9 potassium (a product marketed by Union Carbide and known under the trade name "N1ax Polyol LMT-240") 25.0 Foaming agent (CCl2F) 30.0 water
1.0 catalyst (N-N
-dimethylethanolamine) 2.2 Catalyst (N-N-N-N'-tetramethylbutanediamine-1.3) 1.0 Surfactant (Protect copolymer of ethylene oxide, propylene oxide and siloxene, , a silicone oil having a viscosity of 1000 centistokes at 25°C and a density of 1.053 P/i and a freezing point of 10°C: commercially available from Union Carbide and designated "5ilicone 5urfactant L-
1.5 diphenylmethane diisocyaner)
1
28.0 Mixture consists of the above ingredients in the order indicated, 1
This was done by rapidly charging into a container equipped with a helical stirrer rotating at 250 rpm and continuing stirring for 3 seconds after all ingredients had been added.
次に、このクリーム状混合物に等量の重合されたポリフ
ルフリルアルコールを攪拌し続けながら添加した。An equal amount of polymerized polyfurfuryl alcohol was then added to the creamy mixture with continued stirring.
得られた糊状の混合物を、ただちに、実施例1に述べた
操作に付した。The pasty mixture obtained was immediately subjected to the operation described in Example 1.
この樹脂、の球形ビーズの炭化は17時間で実施された
。Carbonization of spherical beads of this resin was carried out in 17 hours.
最終的に得られたこれらの球形の、炭素高含有ビーズは
出発球形樹脂ビーズの質量及び容積の50%に等しい質
量及び容積を有していた。These final spherical, carbon-rich beads had a mass and volume equal to 50% of the mass and volume of the starting spherical resin beads.
実施例 6
実施例5に示したと同じ組成を有するポリウレタンの前
駆混合物を実施例5に述べたようにして調製した。Example 6 A polyurethane precursor mixture having the same composition as shown in Example 5 was prepared as described in Example 5.
但し、この場合フルフリルアルコールポリマーは添加し
なかった。However, in this case, furfuryl alcohol polymer was not added.
この混合物を用い、実施例1に述べたと同様の操作で、
細胞状の球形ポリウレタンビーズを製造した。Using this mixture, in the same manner as described in Example 1,
Cellular spherical polyurethane beads were produced.
」二記により得られたこれらの球形セルラービーズを次
に、空気中で、先ず150℃で24時間、次いで250
℃で24時間加熱し、そして実施例1に述べたような炭
化処理に付した。These spherical cellular beads obtained according to Section 2 were then heated in air, first at 150° C. for 24 hours and then at 250° C.
℃ for 24 hours and subjected to carbonization treatment as described in Example 1.
最終的に得られたこれらの球形の、炭素高含有ビーズは
炭化に付される前の球形ポリウレタンビーズのそれの4
5%に等しい質量と40%に相当する容積を有していた
。These spherical, carbon-rich beads finally obtained are 4 times smaller than that of spherical polyurethane beads before being subjected to carbonization.
It had a mass equal to 5% and a volume equal to 40%.
実施例 7
実施例4に示したと同じ組成を有する混合物を実施例4
と同様の操作により調製した。Example 7 A mixture having the same composition as shown in Example 4 was prepared in Example 4.
Prepared by the same procedure as above.
この混合物を、コンテナーの底を通して開孔された、直
径0.57rL71の複数の孔を介して流れさせること
により小滴を形成した。Droplets were formed by flowing the mixture through holes of 0.57rL71 diameter drilled through the bottom of the container.
このコンテナーは直径30CrrL、高さ1mの頂上部
と直径2m、高さ101TLの主底部とからなる塔の先
端に設けられたものであった。This container was installed at the tip of a tower consisting of a top section with a diameter of 30 CrrL and a height of 1 m, and a main bottom section with a diameter of 2 m and a height of 101 TL.
塔の頂上部において、これらの小滴は出力3KWのマイ
クロウェーブ発振器を用いて加熱され、この塔の部分で
の落下の間に、小滴の球形ビーズにほぼ完全に膨張され
た。At the top of the tower, these droplets were heated using a microwave oscillator with a power of 3 KW and were almost completely expanded into spherical beads of droplets during their fall in this part of the tower.
この塔の主要部においては、150℃の温度と2 ml
secの速度を有する上昇空気流が循環された。In the main part of this column, a temperature of 150 °C and 2 ml
An ascending air flow with a speed of sec was circulated.
この温かな空気流は球形ビーズの落下を遅れさせ、落下
時間を20秒のオーダーとして、球形ビーズの膨張を完
了させ、ビーズを硬化させた。This warm air flow delayed the fall of the spherical beads, with a fall time on the order of 20 seconds, completing expansion of the spherical beads and curing the beads.
上記により得られた球形のセルラービーズを、実施例1
に述べたと同じ方法で処理して炭化することにより、高
炭素含有量を有する球形ビーズの製造に用いた。The spherical cellular beads obtained above were prepared in Example 1.
It was used to produce spherical beads with high carbon content by treatment and carbonization in the same manner as described in .
実施例 8
実施例1と同じ組成を有する混合物を用いて、実施例1
と同じ操作を操り返した。Example 8 Using a mixture having the same composition as in Example 1, Example 1
I repeated the same operation.
但し、この場合内径1mmの注出ニードルを用いた。However, in this case, a pouring needle with an inner diameter of 1 mm was used.
61n11Lのオーダーの平均径の有する粘稠な混合物
の小滴が得られ、これらの小滴を前述したような方法で
膨張させた。Droplets of a viscous mixture with a mean diameter of the order of 61n11L were obtained and these droplets were expanded in the manner described above.
これによって、18mrnの平均径を有する球形セルラ
ービーズが得られた。This resulted in spherical cellular beads with an average diameter of 18 mrn.
Claims (1)
うな有機高分子材料からなる球形セルラービーズであっ
て、複数の閉じたセルからなり、外周面にあるセルの壁
が外表面の境界を示す皮を形成しており、10分の数ミ
リメーターから数センチまでの範囲の平均径と50〜5
00ミクロンの範囲の皮厚とを有し、平均セル径の平均
ビーズ径に対する割合が0.001〜0.25の範囲に
あり、セル壁の平均厚の平均セル径に対する割合が0.
0016〜0.25の範囲にあることを特徴とする球形
セルラービーズ。 2、特許請求の範囲第1項に記載したビーズの製造方法
であって、少な(とも1種の、固体状態で炭化された時
にもとの形状を保持するような、硬質の有機高分子前1
駆材料と少な(とも1種の発泡剤とを含む糊状の混合物
を調製し、前記混合物を粒子に分割し、これらの粒子を
互いに他と分離し、前記粒子を分離された状態で細胞状
に発泡させ、硬化させる工程を含んでなる方法。[Scope of Claims] 1. A spherical cellular bead made of an organic polymer material that retains its original shape when carbonized in a solid state, which is composed of a plurality of closed cells, and the cells on the outer peripheral surface are The walls form a skin delimiting the external surface and have an average diameter ranging from a few tenths of a millimeter to a few centimeters and a diameter of 50 to 50 cm.
The ratio of the average cell diameter to the average bead diameter is in the range of 0.001 to 0.25, and the ratio of the average cell wall thickness to the average cell diameter is 0.00 microns.
A spherical cellular bead characterized in that the particle diameter is in the range of 0.0016 to 0.25. 2. A method for producing beads according to claim 1, comprising at least one type of hard organic polymer that retains its original shape when carbonized in a solid state. 1
A glue-like mixture is prepared containing a parent material and a small amount of a blowing agent, the mixture is divided into particles, the particles are separated from each other, and the particles are separated into cells. A method comprising the steps of foaming and curing.
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