JPS6183610A - 炭化カ−ボンシ−トとその製造方法 - 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〉 本発明は炭化カーボンシートとその製造方法に係り、詳
しくは熱硬化性樹脂のうらフェノール樹脂、メラミン樹
脂及びエリア樹脂から選ばれる２者混合樹脂粉体と硬質
カーボン粉体の３成分系分散液を繊維布に含浸させた該
繊維布を加圧下に加熱焼成したことからなる炭化カーボ
ンシートとその製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来熱可塑性合成樹脂又はその共重合体もしくは熱硬化
性合成樹脂等の溶剤溶液とカーボンブラック等からなる
塗液を繊維紙、布に塗布（含含浸）し加熱又は加熱加圧
して特定の物性を付与したもの及びその製造法は種々公
知である。例えば熱可塑性樹脂又はその共重合体を使用
したものに特公昭５１−１３０５７号、特公昭５７−２
３５９１号及び実公昭５１−３８９４９号公報が、さら
には熱硬化性樹脂の溶剤溶液を！８１帷布に含浸させた
ものに特公昭５９−２８４３号公報等がある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら従来知られたこの種の製品は、それなりに
所望する特定の物性を付与することはできても、本発明
の意図する電気導伝性能及び機械的強度にすぐれ、可撓
性、耐水性、耐熱性及び耐炎性等を併有して耐候性を有
するものとはいえず、このためインテリア材として例え
ば天井、壁面（含腰板、床板）への貼着又はそれらの下
貼り、あるいは外装材その他電波遮断材として例えば放
送局における放送室の内壁や船舶の無線室等に適用して
前記特性を同時に発揮できるいわゆる多目的用途に適す
るものではなかった。

従ってかかる観点から、前記緒特性のいくつかを同時に
満足させるためには、少なくともその用途目的に対応し
た何等かの二次対策（処理）が必要となるため、かかる
処理を施す口とは製品々買上からもコスト上からも常に
問題があったし、又製造上からする技術的問題が伴うも
のであった。

〈問題点を解決するための手段〉 ここにおいて本発明者は前記の諸点を解消すべく秤々実
験的に研究を進めた結果、熱硬化性樹脂のうちフェノー
ル樹脂、メラミン樹脂及びエリア樹脂から選ばれる２者
混合樹脂くいずれも粉体）の３種を選定することにより
、それら２者の有する特性上の得失点を相互に補完又は
加重しあうよう配慮するとともに、これにカーボン特有
の電気導伝性を有効利用して硬質カーボン粉体（カーボ
ンブラックではない）の所定量を混用することによって
電気導伝性能の一層の向上ができようとの見地に基き、
それら混合粉体（３成分系粉体〉からなる塗液（後記）
を繊維布に含浸させ、これを加圧下に加熱焼成して得た
炭化カーボンシートの物性を検討したところ、所望する
電気導伝性及び機械的強度その他諸特性の殆んど全てを
併有せしめ得ることが確認され、前記の欠陥を−・挙に
解決し得ることに成功し、本発明を完成した。

本発明の第１の特徴は、前記２成分系混合樹脂のそれぞ
れに硬質カーボン粉体を混用したところにあり、第２の
特徴は、上記の如くして得られた３成分系混合粉体の分
散液を繊維布に含浸させ、これを加圧下に加熱焼成して
炭化カーボンシートとしたところにある。

すなわら本発明は、フェノール樹脂、メラミン樹脂及び
エリア樹脂から選ばれるフェノール樹脂とメラミン樹脂
、フェノール樹脂とエリア樹脂及びメラミン樹脂とエリ
ア樹脂の２成分系混合樹脂粉体の１ないし３者が１７１
！質力−ボン粉体ど温合してなる３成分系Ｕ合粉体の分
散液を含浸した繊維’ＩＴが加圧下に加熱焼成された炭
化カーボンシートに関するものであり、今一つの発明は
その製造方法に関する発明で、第１の発明で選ばれるフ
ェノール樹脂とメラミン樹脂、フェノール樹脂とユリ７
樹脂及びメラミン樹脂とエリア樹脂からなる２成分系混
合粉体の１ないし３者に硬質カーボン粉体を混合し、該
３成分系混合粉体を塩基性硬化剤の存在下に溶媒に分散
させた後置分散液を繊維布に含浸させ、該含浸繊維布を
乾燥後加圧下に加熱焼成するものである。

本発明の目的は、電気導伝性能及び機械的強度（１−［
縮強さ、引張り強さ、９！１１１ｇ１強さ）にすぐれ可
撓性、耐水性、耐熱性、耐炎性等を併有してＩ′ｊ４候
性良好性良好的用途に適する炭化カーボンシー１−を安
価に提供するとともにその製造方法を一般に提供するこ
とにある。

本発明に使用される前記各熱硬化性樹脂粉体は、それら
各樹脂を別々に常法（ロールミル、ボールミル使用）に
よって粉砕、篩別して（ｑられる粒子径１００〜２００
μｍのものが用いられ、硬質カーボン粉体には、フェノ
ール樹脂又はフルフラール樹脂の単体（もしくは混合体
であってもよい）を面記の如く粉砕して得た粒子径１２
０〜２５０μｍの粉体を不活性ガス雰囲気中で電気焼成
炉内で加熱焼成した粒子径１１０〜１２０μｍのものが
使用される。

しかしてフェノール樹脂とメラミン樹脂８含扮体、フェ
ノール樹脂とエリア樹脂混合粉体及びメラミン樹脂とエ
リア樹脂び合粉体を構成する２成分系混合樹脂の混合比
は、製品の用途、目的によって一定し得ないが、通常１
００〜１２０　：　　１００〜８０重屯部の割で常法に
より混合される。さらに上記２成分系混合樹脂粉体と硬
質カーボン粉体との晶合は、常法によって行われるが、
その混合比は前記同様製品用途、目的によって一様では
ないが、前者（混合樹脂粉体）１００単足部当り３０〜
５０重量部好ましくは３５〜５０重量部である。この場
合硬質カーボン粉体の配合比が対前者３０重量部以下と
なると、機械的強度、耐水性は得られても、電気導伝性
が対所望度低く、かつ耐熱性及び耐炎性に欠（プる傾向
が大きく、しかも可撓性の増大によって実用上不適であ
る。またその配合比が上限（５０重山部）以上となると
、前記電気導伝性、耐熱性。

耐炎性等の改善はできるが、硬化の進むにつれ硬く脆く
なり可填性の大巾な減少を沼来して実用的でない。

上記において各混合樹脂粉体と硬質カーボン粉体との混
合は、前者に後者を混合するようにしてもよいし、予め
前者を構成する各樹脂と後者とを所要配合比の下に同時
にｉ１１合してもよい。

ここに使用する熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂、メ
ラミン樹脂及びエリア樹脂を選択したことは、本発明完
成に至る本発明者の各種実験に徴してそれら３者及び適
用する溶媒（アルコール類）が、この種の他樹脂及びそ
の溶媒より比較的安価に入手し易く、かつ製造過程での
複雑性も少なく、しかも所望特性を有する製品を安価に
提供できるとの見地に基くものである。

上述の如くして得られた３成分系混合粉体は、その１０
０重ω部当り溶媒（２０℃加温）例えばメヂルアルコー
ル、エチルアルコール又はブチルアルコールの１１０〜
１５０重量部好ましくは１２０〜１４０ｉｌ１部中に塩
基性硬化剤例えば塩化アンモニウムの存在下に常法によ
って混合されるが、この場合３成分中の樹脂の２成分は
溶解して液状となる反面、アルコール不溶の硬質カーボ
ン粉体は分散してｃ、ｐ、　４００〜５００の粘稠塗液
となり、電気導伝性のほか所望特性を備えた接着性良好
な塗液を得る（第１図参照）。

この場合必要に応じて公知の分散剤（ヘキサメタりん酸
塩）、浸透剤（アルキルスルホン酸塩）。

剥離剤（ステアリン酸塩）、充填剤（タルク、ベントナ
イト）の１種又は２種以上をＡｍすることもできる。

しかして上記において、溶媒使用量が対混合樹脂１１０
重最部以下となると、粘度の増高により繊維布（後記）
への均一な含浸が得られず品質上からも実用トからも不
適である。又溶媒使用量が１５０重間部以上となると上
記の点は避けられるが、所望する粘稠度が得られないた
め、繊維布への含浸はできても単に含浸したという程度
にとどまり、繊維布への所望する前記諸特性特に電気導
伝性及び機械的強度を付与することができない。

使用する繊維布としては綿布及び天然繊維と合成繊維糸
条で織成された交織布又は合成繊維製不織布を使用する
ことができ、織り目の粗密の別は問わない。例えば織り
目が網状のものから目のつんだがた織り状のものまで平
織り、綾織には無関係に使用できる。しかし好ましくは
余りかた械でなく、塗液の含浸時間の比較的短かくて済
むものであることがよい。

上記繊維布に前記する３成分系分散液（塗液）を含浸ざ
往るには、常法（浸漬法）によってＵ−ル巻きされた繊
維布を塩基性硬化剤の存在下に２０℃に加温された塗液
を盛ったバット中で回転するロール（複数であってもよ
い）に連続的に導き塗液を含浸させ、しごきロールを介
して余分の塗液をしごき落すようにすればよい。この場
合塗液の繊維布への含浸度は塗液粘度、含浸時間の長短
によって左右されることはいうまでもないが、本発明に
あっては塗液粘度ｃ、ｐ、４００〜５００において短時
間（２〜５分）の含浸で十分である。次いで得られたこ
の含浸布は後記する乾燥炉（１００℃恒温）に導通され
て溶媒を揮散せしめた後−次ホットローラーブレス（以
下第一ブレスという）に導通され、しかる後二次ホット
ローラープレス（以下第ニブレスという）を導通するこ
とにより加圧Ｆに加熱焼成されて含浸樹脂の硬化と相俟
って平滑面を有する長尺の炭化カーボンシートとして得
られるので、これをワインダーに巻取るか又は断裁して
平判状シートとする（第２図参照）。

上記で得られる前記シートの厚さは、繊維布の厚薄を勘
案して塗液（３成分系）の含浸爪、焼成時のし１−シー
圧力等を前配条イ′［の範囲内において適宜調節するこ
とによりフィルム状の薄手のものからシー１〜として厚
手のものまで得られる。

しかして上記において、塗液含浸後の繊維布を第−及び
第ニブレスに順次導通することは、第一プレスにおいて
予め樹脂の硬化を促進せしめると同時に焼成後の平滑面
を得るためであって、この時のローラー圧力（線圧：以
下同じ）、温度及び時間は、製品の用途、目的及び！１
ｉｆｔ布への塗液含浸量の多少によって一定し１ｑない
が、繊維布への含１が８００（１／ＩＩ！２で第ニブレ
ス後の炭化カーボンシートの厚さが０．５〜０．６ｍ＋
＋である場合は、通常第一プレスでローラー圧力５０〜
６０にｇ／ｃｍ　、温度１２０〜１３０℃１時間２〜３
分で第１次樹脂硬化と焼成との促進を図る。そして第ニ
ブレスの条件は前記第一プレス時を対象とした場合、ロ
ーラー圧カフ０〜１５０ｈ／ａｍ、　ｇ度１４０〜１５
０℃１時間２〜３分で焼成を完了し平滑な炭化カーボン
シーｉ−を１ｑる。

この場合の条件すなわちロール圧力、温度及び時間は既
述した各範囲で相関々係を有し、そのいずれかが前記範
囲を逸脱すると、所望する良品質の製品が１！７られな
いばかりか、好ましい物性を具備させることができない
。

〈発明の効果〉 （１）本発明は、フェノール樹脂、メラミン樹脂及びエ
リア樹脂から選ばれるフェノール樹脂とメラミン樹脂、
フェノール樹脂とエリア樹脂及びメラミン樹脂とエリア
樹脂からなる２成分系混合粉体の１ないし３者に硬質カ
ーボン粉体を混合し、該３成分系混合粉体を塩基性硬化
剤の存在Ｆ１．：溶媒に分散させた該分散液（２０℃加
温）を繊維布に含浸させ、該含浸繊維布を乾燥後加圧下
に加熱焼成して得られるものであるから、このものは前
記分散液が硬質カーボン粒子の分散する接着性結谷剤と
して繊維布に含浸するため焼成後のカーボンシートから
カーボン粒子の剥脱が皆無である。

（２）フェノール樹脂とメラミン樹脂及び硬質カーボン
からなる３成分系成分から得られた炭化カーボンシート
は、フェノール樹脂と介在する硬質カーボン粒子との電
気特性によって°電気導伝性が高いばかりでなく、フェ
ノール樹脂の耐久性（強靭性）に支えられて機械的強度
も高く、しかも耐水性は前記両樹脂の有する耐水性の加
重により良好となり、同時に耐熱性がメラミン樹脂によ
って付与され、かつ硬質カーボン粒子の介在によって耐
炎性となる。又可撓性メラミン樹脂の硬化時における脆
さをフェノール樹脂がよく補完して適度の可撓性が付与
される。

（３）フェノール樹脂とエリア樹脂及び硬質カーボンの
３成分から得られた炭化カーボンシートは、上記（１）
同様フェノール樹脂と介在する硬質カーボンの電気特性
により電気導伝性が畠＜、又フェノール樹脂の耐久性に
支えられて機械的強度も高く同時に耐水性はエリア樹脂
の有する大きな耐水性とフェノール樹脂の耐水性との加
重とから一居の増高が図れる。耐熱性はエリア樹脂によ
って付与され、かつ耐炎性は前記（１）同様硬質カーボ
ン粒子の介在で良好となる。さらに可撓性はフェノール
樹脂によって適度に調整される。

（４）メラミン樹脂とエリア樹脂及び硬質カーボンの３
成分から得られた炭化カーボンシートは、メラミン樹脂
と硬質カーボン粒子との電気性能によって良好な電気的
特性（導伝性）が得られると同時に機械的強度がメラミ
ン樹脂により補完され、しかも耐水、耐熱性は前記メラ
ミン樹脂によって補完され、適度の可１尭性を有するも
のとなる。又耐炎性は前記（１）同様硬質カーボン粒子
の介在で良好となる。

（５）本発明になる製品は、連続的（−１的）生産に適
し複雑な特殊設備を要するものでもないから、安価に提
供できる効果があり、しかもその製品は前記したように
所望する特性の殆んど全てをＲｆ（ｆｉするので、イン
テリア材として天井、壁面（含腰板、床板）への貼着又
はそれらのＦ貼り等のほか、たたみのとこ上又はとこ下
等への敷設あるいは下貼り、もしくはベッドやマット中
に用いる場合は、上記製品がすぐれた電気特性と機械的
強度を有し、かつ可撓性、耐水、耐熱性及び耐炎性で耐
候性を有するため、適用面となじみ易く従ってその敷に
Ω又は貼着を容易ならしめる。そして適用後の多湿時に
あっても非吸湿のためカビ等の発生もなく適用される基
材の１！？：蝕を皆無ならしめる。さらにはこれを、従
来家屋建設用地にｔｎ用される炭材の代替材として用い
る時は、土台材及び関連材の腐蝕を防止することができ
る。ざらに又本製品は、土壌中に長尺状もしくは必要に
応じて平判状等適宜大きさに断裁したシートとして埋設
する時は、該シートの電気特性によって土壌改良材とし
ての効果を発揮させることもできる。特に木製品の有効
なことは、前記電気特性によって電波を効果的に遮断し
くｑることから、これを例えば放送局（含放送窄）の内
壁や船舶の無線至等に適用する場合に、最も効果的な電
波遮断材として利用できることであり、多目的用途に適
する特異の効果を発揮させることができる。

〈実施例〉 本発明の実施例を第２図（略示的製造工程図）を参照し
て説明する。

ワインダ−１に巻取られた長尺の綿布（又は網目状に形
成した不織布であってもよい）２をガイドローラー〇及
びストレッチローラーＳを介して予めフェノール樹脂粉
体：メラミン樹脂粉体（粒子径いずれも１００〜２００
μｍ）＝１０ｏ〜１２ｏ：１００〜８０からなる混合粉
体１００重争部に硬質カーボン粉体（粒子径１１０〜１
２０μｍ）の３０〜５０重量部を常法によって混合し、
該混合粉体を塩化アンモニウムの存在下にメタノール（
２０℃加２８）１１ｏ〜１５０重口部に混合して得た前
記カーボン粉体の分散したＣ−ｐ・４００〜５００の粘
稠液３を入れたバット４中で図示の如く回転する耐アル
カリ性金屈又は合成ゴム製のローラー５（複数でもよい
：へ図参照）に導き綿布２に前記粘稠液３を十分に含浸
させるとともにしごきローラー６．６を介して綿布２に
含浸した余分の含浸液（粘稠液）及び含浸布表面に付着
する付着液３をしごき落して含浸むらをなくし均一な含
浸を図った後置含浸綿布２ａを恒温（１００℃）乾燥炉
（熱源は電熱、スチームいずれかの方式でもよく本図は
前者による）７に導入して含浸綿布２ａに含有されるメ
タノールを揮散せしめる（この揮散メタノールの炉外へ
の排気は常法又は適宜の手段により吸収材を収容したタ
ンク（複数：図示せず）に吸引して揮散気体を吸収材に
吸収せしめる）。

次いで脱メタノール摂の前記粘稠液３を含浸した含浸綿
布２ａはフード１１内に架設された第一プレス８に導入
される。この第一プレス８は図示の如くフード１１内で
同一方向に回転する金属性の同１￥の加熱ローラー８ａ
、８ａがらなり、表面温度１２０〜１３０℃（熱源は電
熱、スチームいずれの方式でもよく本図は前者による）
のローラー間に導入され、ロー７−圧ツク５ｏ〜６０ｋ
ｇ／ｃＩｌノ下ニ２〜３分を要して樹脂硬化の促進を図
るとともに熱圧時発生のカーボン臭の脱気を図りつつ焼
成されて末だ粗面の第１次炭化カーボンシート１０ａを
Ｉｆる。

しかる後置シート１０ａは上記同様フード１１内に架設
した第ニブレス９に導入される。この第ニブレス９は第
一プレス同様フード１１内で同一方向に回転する金属性
の同径の加熱ローラー９ａ、９ａがらなり、表面温度１
４０〜１５０℃（熱源は電熱、スチームのいずれの方式
でもよく本図は前者による）のローラー間に導入され、
ａ−シー圧カフ０〜１５０ｋｇ／ｃｍの下に２〜３分を
要して前記第１次炭化カーボンシートの完全焼成を終了
し所望製品１ｏを）ｑることができた。その結果を実施
例別に次表に示す。

表 （註） （１）Ａ：フェノール樹脂。

Ｂ：メラミン樹脂。

Ｃ：エリア樹脂。

Ｄ：硬質カーボンを示す （２）製品（炭化カーボンシート）評価は厚さ０５〜０
．６ｍＩｎのものについて視感、触感によった。

◎：極めて良好を示す

【図面の簡単な説明】

′；ｉ５１図は本発明製造時に要する塗液調成過程の一
例を示すブロック図、第２図は本発明の製造工程を示す
略示的説明図である。 １・・・ワインダー、　　２・・・綿布、　３・・・粘
稠液（塗液）、　４・・・バット、　　５・・・ローラ
ー。 ６・・・しごきローラー、　　７・・・乾燥炉。 ８・・・第一ブレス、　　８ａ・・・プレスローラー。 ９・・・第ニブレス、　９ａ・・・プレスローラー。 １０・・・炭化カーボンシート（最Ｉ”　１品）。 １１・・・フード。 第１図 手　　Ｖｃ　　　ネ市　　正　　会ｑ（方式）昭和６０
年２　月１２日 特許庁長官　　志　賀　　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年　特　許　願　第２０４０４３号２、発明の
名称　　　　炭化カーボンシートとその製造方法３、補
正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　静岡県浜松市篠ケ瀬町８１０名　称　　株式
会社　亜　　興 代表者　渥　美幸吉（外１名） ４、代理人　〒１０５ ５、補正命令の日付　　昭和６０年１月２９日６、補正
の対象　　　　明細内の「図面の簡単な説明」の欄７、
補正の内容

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェノール樹脂、メラミン樹脂及びエリア樹脂か
   ら選ばれるフェノール樹脂とメラミン樹脂、フェノール
   樹脂とエリア樹脂及びメラミン樹脂とエリア樹脂の２成
   分系混合樹脂粉体の１ないし３者が硬質カーボン粉体と
   混合してなる３成分系混合粉体の分散液を含浸した繊維
   布が加圧下に加熱焼成されたことを特徴とする炭化カー
   ボンシート。
2. （２）フェノール樹脂、メラミン樹脂及びエリア樹脂か
   ら選ばれるフェノール樹脂とメラミン樹脂、フェノール
   樹脂とエリア樹脂及びメラミン樹脂とエリア樹脂の２成
   分系混合粉体の１ないし３者に硬質カーボン粉体を混合
   し、該３成分系混合粉体を塩基性硬化剤の存在下に溶媒
   に分散させた後該分散液を繊維布に含浸させ、該含浸繊
   維布を乾燥後加圧下に加熱焼成することを特徴とする炭
   化カーボンシートの製造方法。