SE508140C2 - Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet, kolfiberfilt med hög skrymdensitet samt värmeisolator innefattande åtminstone en kolfiberfilt med hög skrymdensitet - Google Patents

Description

508 140 10 15 20 25 30 35 2 elektrodmaterialet erfordas uppvisar ett antal elektriskt aktiva platser, en bestämd bortstötningskraft eller lik- nande har det ansetts, att en kolfiberfilt med en skrym- densitet på 0,1 g/cm3 eller mera är önskvärd såsom ett dylikt elektrodmaterial.

Mot bakgrund av ovanstående förslår (1) den japanska patentansökningen nr 35930/1975 ett förfarande för fram- ställning av en gjuten värmeisolator, innefattande stegen: att impregnera en kolfiberfilt med plast, som kan förkolas eller bibringas grafitstruktur; att upplinda den plastimpregnerade filten på en dorn; att anordna en tunn stålplàt på den yttre omkretsen av filten, som sålunda upplindats på dornen; att fästa den lindade filten och plåten med ett band eller liknande och orsaka att filten komprimeras för att därigenom framställa en ihålig, cylindrisk gjuten artikel med önskad tjocklek och skrymdensitet; och att förkola eller bibringa den gjutna artikeln gra- fitstruktur.

Det japanska bruksmönstret nr 29129/1983 föreslår en flerskiktig, gjuten värmeisolator för en vakuumugn, inne- fattande (i) genomträngliga ark av kolfiberfilt, vilka har formats medelst stegen att impregneras med en plastlös- ning, att komprimeras och att förkolas, samt (ii) grafit- ark med en tjocklek på 1 mm eller mindre med tätnings- egenskaper, varvid filtarken och grafitarken är alterne- rande laminerade med hjälp av vidhäftningsmedel.

För att öka den ovan nämnda pressade värmeisolatorns skrymdensitet erfordras en mångfald steg, det vill säga impregnering med plast, formpressning, torrhärdning och kalcinering. I plastimpregneringssteget erfordras det att man använder en viskös plastlösning, som sänker formbar- heten. Vidare utsättes den plastimpregnerade filten för formpressning och torrhärdning. Detta tar ej endast en massa tid för pressningen utan kräver också behandling med ett organiskt lösningsmedel. Således sänkes formbarheten och produktiviteten. 10 15 20 25 30 35 508 140 3 Det är svårt att jämnt impregnera kolfiberfilten med plast och filten är fäst, band eller liknande. Således saknar den resulterande, i formpressningssteget, med ett gjutna värmeisolatorn jämnhet. Den gjutna värmeisolatorn är integrerad med förkolad plast och är hård. Således saknar den gjutna värmeisolatorn elasticitet och dämpande egenskaper. Detta medför att värmeisolatorn lätt brister vid tidpunkten för bearbetning eller vid dess infästning i en ugn. Då man fäster en arkliknande värmeisolator eller en värmeisolator med krökt tvärsnitt vid en ugn med dess båda ändytor fästa vid varandra är det således svårt att inrikta ändytorna som skall fästas och att tätt förbinda ändytorna med varandra. Detta ger spalter mellan de med varandra förbundna ändytorna som försämrar värmeisole- ringsegenskaperna.

Den gjutna värmeisolatorn, som åstadkommes medelst ett formpressningssteg, uppvisar samma skrymdensitet i sin tjockleksriktning. Detta ger ej några tillräckliga värme- isoleringsegenskaper i en hög- eller lågtemperaturzon.

I denna gjutna värmeisolator är den återställnings- kraft som erfordras som ett värmebeständigt, dämpande material ringa, och hållbarheten är därigenom ej tillräck- lig.

Eftersom filten har kalcinerats efter plastimpregne- ringen är den gjutna värmeisolatorn benägen att lätt bli skev. Då värmeisolatorn maskinbearbetas eller används ger den vidare upphov till en stor mängd pulver på grund av plastimpregneringen. Detta medför sannolikheten att det sålunda producerade pulvret förorenar arbetsstycken, som skall värmas i en högtemperaturugn. Å andra sidan (2) vad beträffar mekaniskt bunden kol- fiberfilt utan någon impregnering med plast är skrymdensi- teten låg. Således är värmeisoleringsegenskaperna vid en hög temperatur dåliga. Därför är en dylik filt ej lämpad För att tillförsäkra värmeisoleringsegenskaperna vid tidpunkten som en värmeisolator för en högtemperaturugn. för värmebehandling vid en hög temperatur erfordras det, 5[)8 10 15 20 25 30 35 1140 4 att man fäster ett flertal filtstycken vid en stor hög- temperaturugn eller liknande. Detta ger upphov till problem, eftersom infästningen av filten är besvärlig.

Vidare uppvisar filten i sig själv ringa mekanisk hàllfasthet och saknar formhàllande egenskaper. Detta gör det svårt att hantera filten. Exempelvis är filten fram- ställd av, fenolplast som kan förkolas, och uppvisar ringa skrym- som ett ursprungsmaterial, fibrer av typen densitet och ringa mekanisk hàllfasthet, då filten uppvisar en tjocklek pà 3 mm. Således erfordras ett stödtyg. Då kolfiberfilten erhålles genom att förkola filten med en tjocklek på ungefär 5 till ungefär 7 mm är skrymdensiteten allmänt så liten som 0,1 g/cm3 då ingen belastning är anbringad, och tjockleken är också ringa.

Således försämras värmeisoleringsegenskaperna. Om en dylik filt skulle bibringas grafitstruktur blir skrymdensiteten ytterligare reducerad, varigenom värmeisoleringsegen- skaperna försämras. Då kolfiberfilten erhålles genom att bibringa en filt med en tjocklek på 10 mm eller mera grafitstruktur sänkes allmänt skrymdensiteten till ungefär 0,08 g/cm3. vikten och hög reaktionsvärme vid tidpunkten för Detta tros orsakas av en kraftig sänkning av' förkolning eller bibringad grafitstruktur.

Då rayon- eller polyakrylnitrilfibrer nålas, vilka är ett kolfibermatieral, ökas filtens skrymdensitet innan fibrerna förkolas. Vid tidpunkten för förkolning och bibringande av grafitstruktur har emellertid vikten avse- värt sänkts och skrymdensiteten avsevärt minskats. Den resulterande kolfiberfilten uppvisar ringa mekanisk håll- fasthet, vilket orsakar att filten lätt brister. Således är hállbarneten otillräcklig. ' Beskrivning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en kolfiberfilt med hög skrymdensitet utan någon plastimpregnering. 10 15 20 25 30 35 "sos 149 5 Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kolfiberfilt med hög skrymdensitet och en värmeisolator, vilka uppvisar utmärkta värmeisolerings- egenskaper, dämpningsegenskaper, elasticitet och håll- barhet.

Det är ytterligare ett ändamål med föreliggande upp- finning att åstadkomma en kolfiberfilt med hög skrymdensi- tet och en värmeisolator, vilka är anpassade att ej föro- rena arbetsstycken som skall värmas och vilka är utmärkta då det gäller att förbinda dess ändytor med varandra och vilka varken uppvisar sprickor eller skevhet.

Ytterligare ett annat ändamål med föreliggande upp- finning är att åstadkomma en kolfiberfilt med hög skrym- densitet och en värmeisolator, som var och en uppvisar stor tjocklek och skrymdensitet som varierar i dess tjock- leksriktning och som är utmärkta då det gäller värmeisole- ringsegenskaper. Ännu ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för att tillverka, utan någon en kolfiberfilt med hög skrymdensitet som är utmärkt vad avser värmeisolerings- användning av plastimpregnering, egenskaper, dämpningsegenskaper, elasticitet, mekanisk hållfasthet och hållbarhet.

Det är ytterligare ett ändamål med föreliggande upp- finning att åstadkomma ett förfarande för att tillverka, med god produktivitet och formbarhet, en kolfiberfilt med hög skrymdensitet, vars tjocklek är stor och med en skrym- densitet, som varierar i dess tjockleksriktning.

För att uppfylla de ovannämnda ändamålen åstadkommer föreliggande uppfinning en kolfiberfilt med hög skrym- densitet, med en medelskrymdensitet på 0,1 g/cm3 eller mera, och i vilken kolfibrerna, som erhålles genom för- kolning av och/eller bibringad grafitstruktur till fibrer av fenolplasttyp som är krympbara i längdled genom kalcinering, hoptrasslas med andra kolfibrer. 508 140 10 15 20 25 30 35 6 Föreliggande uppfinning åstadkommer även ett för- farande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet, innefattande steget: att blanda samman (i) fibrer av åtminstone ett slag som valts från den grupp som består av kolfibrer, fibrer av hartstyp som utsatts för en behandling för att göras osmältbara samt rayon-, polyakrylnitril- och cellu- losatypfibrer som utsatts för en behandling för att göras osmältbara, och (ii) fibrer av polymertyp kännetecknat av att fibrer av fenolplasttyp, som krympts i längdled genom kalcinering och som förkolas och/eller bibringas grafit- struktur, används som nämnda fibrer av polymertyp, vilket förfarande vidare innefattar stegen: att mekaniskt komprimera och hoptrassla fibrerna med nämnda fibrer av fenolplasttyp för att framställa en filt; och att kalcinena filten.

Föreliggande uppfinning àsadkommer även ett förfaran- de för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymden- sitet i form av ett ihåligt hölje, innefattande stegen: att iordningställa en ihålig höljesfilt genom att mekaniskt komprimera och hoptrassla fibrerna med tidigare nämnda fibrer av polymertyp; och filten.

Föreliggande uppfinning åstadkommer även ett för- att kalcinera den farande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet i form av ett ihåligt hölje, innefattande stegen: att iordningställa ett flertal ihåliga höljesfilt- stycken genom att mekaniskt komprimera och hoptrassla fibrerna med tidigare nämnda fibrer av polymertyp vilka stycken kan monteras koncentriskt i förhållande till varandra; att koncentriskt montera dessa ihåliga höljesfilt- stycken; och 10 15 20 25 30 35 508 140 7 att kalcinera de koncentriskt monterade filtstyckena.

I enlighet med förfarandet enligt föreliggande upp- finning krympes fibrerna av polymertyp och förkolas genom kalcinering för att därigenom fästa de hoptrasslade fib- rerna. Således kan man iordningställa en kolfiberfilt med hög skrymdensitet utan att filten formpressas impregnerad med plast.

Föreliggande uppfinning åstadkommer också en värme- isolator, som innefattar àtminstone en kolfiberfilt med hög skrymdensitet, vars skrymdensitet är 0,1 g/cm3 eller mera och företrädesvis 0,13 g/cm3 eller mera, och àtmins- tone ett kolbaserat ark som är laminerat till filten via ett förkolat vidhäftningsskikt eller ett vidhäftningsskikt som bibringats grafitstruktur.

Föreliggande uppfinning åstadkommer en värmeisolator som innefattar en kolfiberfilt med hög skrymdensitet, som uppvisar en medelskrymdensitet pá 0,1 g/cm3 eller mera och som uppvisar àtminstone en yta, vilken är belagd med ett beläggningsskikt som innefattar fjällig grafit, pulver av koltyp och substans, som erhållits genom att förkola plast eller bibringa plast grafitstruktur.

Benämningarna i föreliggande beskrivning definieras enligt följande.

Fibrer av polymertyp, vilka har krympts i längdled genom kalcinering och vilka kan förkolas och/eller bi- bringas grafitstruktur hänför sig till fibrer, vilka kan användas för föreliggande uppfinning efter att ha utsatts för en behandling som gör dem osmältbara, och fibrer som kan användas för föreliggande uppfinning utan att ha ut- satts för en behandling som gör dem osmältbara. Benäm- ningen fibrer av polymertyp, såsom den används i beskriv- ningen, hänför sig till de båda ovannämna typerna av fibrer.

Benämningen "krympt i längdled" innebär att fibrerna är krympta i sin axiella riktning. 508 140 10 15 20 25 30 35 8 Behandlingen för att bli osmältbar hänför sig till behandlingen för värmning av fibrer vid en temperatur på ungefär 200 till ungefär 450°C, exempelvis i närvaro av syrgas, för att bilda värmebeständiga skikt på fibrernas yta, varigenom det förhindras att fibrerna smältes då de kalcineras.

Förkolning hänför sig till behandling för att kalci- nera fibrer vid en temperatur på exempelvis ungefär 450 till ungefär l500°C, och företrädesvis 600 till l500°C.

Behandlingen för att bibringa grafitstruktur hänför för att kalcierna fibrer vid en tem- 1500 till mer än 3000°C. Även fastän fibrerna ej uppvisar någon kristall- sig till behandlingen peratur på exempelvis de sålunda behandlade struktur eller grafitstruktur är dessa fibrer innefattade under benämningen fibrer som bibringats grafitstruktur.

Kolfibrer hänför sig till fibrer, vilka har förkolats eller bibringats grafitstruktur.

Dessa ändamål och fördelar med föreliggande uppfin- ning kommer att bättre förstås med hänvisning till den följande, detaljerade beskrivningen och de bifogade rit- ningarna.

Kort beskrivning av ritningarna FIG l är ett diagram som visar förhållandet mellan kol- fiberfiltens värmeledningsförmåga Å och skrymdensitet pt FIG 2 till 4 är schematiska perspektivvyer av värmeisola- torer i enlighet med föreliggande uppfinning, vilka visar dess lamineringstillstànd: och FIG 5 är ett diagram som visar mätresultaten av värme- ledningsförmàgan Å i vart och ett av exemplen 3 och 4 samt det jämförande exemplet.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Kolfiberfilten med hög skrymdensitet i enlighet med föreliggande uppfinning innefattar kolfibrer av polymertyp som kan erhållas genom förkolning av och/eller bibringad grafitstruktur hos fibrer av polymertyp som kan krympas i längdled genom kalcinering, och andra kolfibrer. Inga 10 15 20 25 30 35 508 140 9 speciella begränsningar behäftar de ovannämnda kolfibrerna av polymertyp så länge som de är fibrer framställda av fibrer av polymertyp, vilka kan krympas i längdled genom kalcinering och vilka kan förkolas och/eller bibringas grafitstruktur.

Exempel på fibrer av polymertyp innefattar: Fibrer av typen fenolplast, polymerfibrer såsom värmekrympbara poly- akrylnitrilfibrer, rayonfibrer eller liknande; icke-smäl- tande fibrer som ej uppvisar någon avgränsad smältpunkt, såsom fibrer av aramidtyp eller liknande; och fibrer av härdplast, såsom fibrer av epoxyplast, polyuretan, karba- midplast eller liknande. Av dessa exempel föredrages fib- rer av typ fenolplast.

Fibrer av typ fenolplast uppvisar en minre vikt- minskning och stor krympning, då de förkolas och/eller bi- bringas grafitstruktur. Således erhålles en kolfiberfilt med hög skrymdensitet. Exempel på fibrer av typ fenolplast innefattar fibrer som är tillverkade av fenolplast, såsom novoroidfibrer framställda av fenolplast av typen novolac, eller liknande. Åtminstone en typ av kolfibrer av polymer- typ används. Olika typer av kolfibrer av polymertyp kan användas tillsammans.

Några speciella begränsningar vidhäftar ej de andra, ovannämnda kolfibrerna så länge som de är tillverkade av fibrer som kan förkolas. Exempel på andra kolfibrer inne- fattar: kolfiber av polymertyp såsom polyakrylnitril- och rayonkolfibrer samt kolfibrer av cellulosatyp; kolfibrer framställda av fibrer av hartstyp, såsom hartsfibrer av petroleumtyp, hartsfibrer av koltyp, fibrer av flytande, kristallin harts eller liknande. En eller flera typer av dessa fibrer används.

Varje kolfiber av polymertyp och andra, ovannämnda kolfibrer kan uppvisa en lämplig fiberdiameter i området från ungefär 5 till ungefär 30 pm.

Kolfibrerna av polymertyp och de andra kolfibrerna blandas utan att impregneras med plast. Kolfibrerna av polymertyp, vilka är hoptrasslade med de andra kolfibrerna 5Û8 140 10 15 20 25 30 35 10 och som erhàllits genom att förkola eller bibringa grafit- struktur till i längdled krympbara fibrer av polymertyp, drar àt de andra kolfibrerna för att därigenom öka kol- fiberfiltens skrymdensitet. Kolfiberfilten som ej impreg- nerats med någon plast uppvisar utmärkta dämpningsegen- skaper, elasticitet, hållbarhet och förorenar ej de arbetsstycken som skall värmas samt vidhäftar de båda för- bundna ändytorna. Då kolfiberfilten vidare är installerad på en högtemperaturugn spricker den ej. Vidare blir kol- fiberfilten ej skev då den kalcineras.

Blandningsförhàllandet mellan kolfibrerna av polymer- typ och de andra kolfibrerna ligger i huvudsak i området fràn 3/97 till 92/8 viktprocent, företrädesvis från 6/94 till 84/16 viktprocent och mer företrädesvis från 14/86 till 64/36 viktprocent.

Kolfiberfiltens skrymdensitet kan vara helt jämn eller kan vara fördelad. Medelskrymdensiteten för kol- fiberfiltens skrymdensitet är i huvudsak 0,1 g/cm3 eller mera, företrädesvis i området från O,l till 0,2 g/cm3 och mer företrädesvis från 0,13 till 0,2 g/cm3. Om medelskrym- densiteten ej överstiger 0,1 g/cm3 är värmeisoleringsegen- skaperna i en högtemperaturszon ej tillfredsställande. Dà bulkdensiteten är jämn i hela filten kan bulkdensiteten vara 0,1 g/cm3 eller mera. Då bulkdensiteten är fördelad kan medelbulkdensiteten vara 0,1 g/cm3 eller mera och bulkdensiteten kan vara fördelad inom ett område från 0,05 till 0,20 g/cm3.

Dà bulkdensiteten är fördelad varierar bulkdensiteten företrädesvis kontinuerligt eller gradvis i tjockleksrikt- ningen för att öka värmeisoleringsegenskaperna. I detta fall kan bulkdensitetens fördelning bestämmas i enlighet med temperaturen i en högtemperaturugn som skall användas, eller liknande. Närmare bestämt och såsom framgår av förhållandet mellan kolfiberfiltens skrymdensitet p och värmeledningsförmàga Å som visas i fig 1 uppvisar kol- fiberfilten, som har sin skrymdensitet minskad kontinuer- ligt eller gradvis från en högtemperaturzon till en làg- 10 15 20 25 30 35 508 140 ll temperaturzon, utmärkta värmeisoleringsegenskaper inom alla temperaturomràden fràn lågtemperaturzonen till hög- temperaturzonen, speciellt dà kolfiberfilten är anordnad pà en högtemperaturugn eller liknande. Kolfiberfilten, vars skrymdensitet varierar i tjockleksriktningen, är överlägsen en filt med konstant skrymdensitet vad avser värmeisoleringsegenskaperna. Således kan en dylik filt allmänt minskas i tjocklek. Detta resulterar i bättre ekonomi och minskning av värmekapaciteten.

Den föredragna kolfiberfilten med hög skrymdensitet innefattar skikt av kolfiberfiltar med olika skrymdensi- teter, och filtens skrymdensitet ändras skikt för skikt i filtens tjockleksriktning.

Tjockleken hos kolfiberfilten med hög skrymdensitet är ej speciellt begränsad till ett visst värde. Dá arbets- temperaturen är l500°C eller mera uppvisar filten före- trädesvis en tjocklek pà 20 mm eller mera. I kolfiberfil- ten med hög skrymdensitet i enlighet med föreliggande upp- finning är skrymdensiteten vid den tidpunkt dà ingen be- lastning anbringas i huvudsak 0,1 g/cm3 eller mera, även fastän tjockleken är 10 mm eller mer. Till och med ett enda filtstycke kan således tillförsäkra utmärkta värme- isoleringsegenskaper. Även fastän tjockleken är ungefär 3 mm har kolfiberfilten med hög skrymdensitet enligt före- liggande uppfinning, även utan användning av ett stödtyg, en mekanisk hàllfasthet som ej utgör något praktiskt hinder.

Formen på kolfiberfilten med hög skrymdensitet kan lämpligvis utformas i enlighet med föreliggande uppfin- ning. Då filten används som en värmeisolator har den före- trädesvis en plan form eller formen av ett ihàligt hölje.

Kolfiberfilten med formen av ett ihåligt hölje kan uppvisa ett cirkulärt eller månghörnigt tvärsnitt (fyrsidigt tvär- snitt eller liknande). Kolfiberfilten med hög skrymdensi- tet kan bestå av antingen ett enda filtskíkt eller ett flertal filtskikt med olika skrymdensitet. 508 10 15 20 25 30 35 140 12 Kolfiberfilten med hög skrymdensitet i enlighet med föreliggande uppfinning kan framställas i enlighet med ett förfarande, som innefattar stegen: att blanda samman (i) fibrer av åtminstone ett slag som valts från den grupp som består av kolfibrer, fibrer av hartstyp som utsatts för en behandling för att bli osmältbara, rayon-, polyakrylnitril- och cellulosatyp- fibrer som utsatts för en behandling för att bli osmält- bara (hädanefter allmänt benämnda kolfibrer, om ej annat anges), och (ii) fibrer av polymertyp som har krympts i längdled genom kalcinering och som kan förkolas och/eller bibringas grafitstruktur (hädanefter benämnda krympbara fibrer) för att därigenom forma en bana eller massaark; att mekaniskt komprimera och hoptrassla kolfibrerna med de ovannämnda, krympbara fibrerna i banan eller massa- arket och att bringa banan eller massaarket att genom komprimering integreras för att iordningställa en filt; och att kalcinera den komprimerat integrerade filten.

Kolfibrerna och de krympbara fibrerna som används i blandningssteget kan vara använda fibrer, som tillverkas av de tidigare nämnda materialen. Dà de krympbara fibrerna används har de krympbara fibrerna krympts och hoptrasslats med kolfibrerna för att därigenom öka skrymdensiteten.

Blandningsförhàllandet mellan de krympbara fibrerna och kolfibrerna i blandningssteget bestäms med hänsyn till viktminskningen genom förkolning eller bibringad grafit- struktur. Det vill säga att blandningsförhållandet mellan de krympbara fibrerna och kolfibrerna ligger i huvudsak inom omrâdet från 5/95 till 95/5 viktprocent, företrädes- vis fràn 10/90 till 90/10 viktprocent och mest företrädes- vis från 25/75 till 75/25 viktprocent.

Användningen av kolfibrer ej överstigande 5 vikt- procent medför sannolikheten att blandningens jämnhet minskas och kolfibrerna sprides då de blandas, med användning av en kardmaskin, varvid kolfibrerna blandas med de krympbara fibrerna. Å andra sidan om kolfibrerna 10 15 20 25 30 35 508 140 13 överstiger 95 viktprocent är det svårt att öka skrym- densiteten. Då blandningsförhàllandet regleras inom det ovannämnda området kan således kolfiberfiltens skrym- densitet lätt regleras.

Då kolfiberfilten endast iordningställes av kolfibrer som erhållits genom förkolning eller bibringad grafit- struktur kan fibrerna lätt skäras vid det mekaniska komp- rimerings-integreringssteget, eftersom dylika kolfibrer uppvisar ringa skjuvhàllfasthet. Det är därför svàrt att förbättra fibrernas hoptrassling eller att öka skrymdensi- teten.

Därför iordningställes en bana, i vilken de blandade fibrerna är framställda i form av ett ark eller ett massa- ark, i vilket ett flertal banor är laminerade. Banan eller massaarket är mekaniskt komprimerat och integrerat vid komprimerings-integreringssteget. Filtens skrymdensitet har således ökats. ningställt med ett konventionellt förfarande, exempelvis Banan eller massaarket kan vara iord- med användning av en kardmaskin. Fibrernas orientering i banan eller massaarket kan arrangeras i en eller olika riktningar.

Den mekaniska komprimeringen-integreringen kan verk- ställas medelst ett häftningsförfarande (stitching method), med vilket banan eller massaarket sys. Emellertid föredrages ett nålstansförfarande (needle punch method). I enlighet med nàlstansförfarandet kan kolfibrerna och de krympbara fibrerna mekaniskt och jämnt hoptrasslas med varandra. Vidare kan filtens komprimeringsgrad och skrym- densitet lätt regleras genom att justera nàltätheten, som uttryckes med antalet nålar per ytenhet. Det skall obser- veras att, då fibrerna mekaniskt komprimeras och integre- ras efter blandningen av kolfibrer med krympbara fibrer, det ej finns någon risk för att den resulterande filten skulle uppvisa avsevärt sänkt mekanisk hållfasthet, även om filten uppvisar en ringa tjocklek. I enlighet med föreliggande uppfinning impregneras filten ej med plast utan komprimeras och integreras mekaniskt för att justera 508 140 10 15 20 25 30 35 14 skrymdensiteten. Således sänkes ej formbarheten.

Vid komprimerings-integreringssteget är det fördel- aktigt att iordningställa ej endast plana filtar utan även ihåliga höljesfiltar. Den ihåliga höljesfilten kan exem- pelvis iordningställas genom nålning av banan eller massa- arket, som lindats runt ett cylindriskt fundament i en nålningsmaskin.

Vid komprimerings-integreringssteget kan man erhålla en skivliknande eller ihålig höljesfilt, vars skrymdensi- tet ändras i dess tjockleksriktning. För att framställa filten exempelvis i form av en skiva kan ett flertal banor eller massaark med olika blandningsförhållanden nålas för att därigenom erhålla en filt, vars skrymdensitet ändras gradvis i tjockleksriktningen. För ett flertal banor eller massaark med samma blandningsförhållande kan nåltätheten i tjockleksriktningen ändras, då banorna eller massaarken nàlas vid laminering. I detta fall förflyttar sig fibrerna i det övre skiktet mot det nedre skiktet för att därigenom öka skrymdensiteten i det nedre skiktet. Således kan man erhålla en filt, vars skrymdensitet ändras kontinuerligt eller gradvis i tjockleksriktningen. När nàltätheten ökas förändras skrymdensitetens fördelning från gradvis fördel- ning till kontinuerlig fördelning. Det är möjligt att forma en skivliknande filt, som i huvudsak uppvisar en tjocklek på ungefär 50 mm.

En ihålig höljesfilt, vars skrymdensitet ändras i tjockleksriktningen, kan iordningställas genom att nåla ett flertal banor eller massaark med samma blandningsför- hållande eller med olika blandningsförhållanden, vilka vid lamineringen lindas på en cylindrisk stomme i en nålnings- maskin. När man iordningställer en ihålig höljesfilt i enlighet med det ovannämnda förfarandet förflyttas fibrer: det vill säga i riktning mot centrum. Således ökar skrymdensiteten na, vid tidpunkten för nålningen, i en riktning, i tjockleksriktningen i en riktning mot den ihåliga höljesfiltens inre sida. Skrymdensiteten ändras således kontinuerligt eller gradvis. 10 15 20 25 30 35 508 140 15 Storlekarna på de ihåliga höljesfiltarna är ej speciellt begränsad till vissa värden. För en ihålig cylindrisk filt ligger innerdiametern i området från 20 till 15.000 mm i diameter, och företrädesvis från 200 till 3.000 mm i diameter, och längden är 3.000 mm eller mindre.

Ihåliga, cylindriska kolfiberfiltar med en stor innerdia- meter kan erhållas genom att iordningställa och kalcinera filten i form av ett ändlöst band. När man tillverkar en ihålig, cylindrisk filt av ett enda massaark kan man iord- ningställa en filt med en tjocklek på upp till 50 mm.

Enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfin- ning kan en kolfiberfilt med en tjocklek på 50 mm eller mera lätt iordningställas med användning av de krympbara fibrernas krympkraft. Närmare bestämt kan ett flertal ihåliga höljesfiltstycken, som vart och ett uppvisar en tjocklek på 50 mm eller mindre och som kan vara koncent- riskt anordnade, iordningställas medelst mekanisk kompri- mering-integrering såsom skett i den tidigare nämnda ut- föringsformen. Efter att ha anordnats koncentriskt kan de ihåliga höljesfiltstyckena kalcineras. Vid tidpunkten för kalcinering har de krympbara fibrerna krympt. Således har de ihåliga höljesfiltstyckena vid lamineringen fästs tätt och integrerat. Således kan en kolfiberfilt med stor tjocklek iordningställas. Det skall observeras, att ett flertal ihåliga höljesfiltstycken också kan iordningstäl- las för att anordnas koncentriskt på ett koaxiellt, exem- Sätt.

För att ändamålsenligt anbringa de krympbara fibrer- pevis koncentriskt, nas krympkraft är det att föredra att kalcinera de sam- tidigt anordnade, ihåliga höljesfiltstyckena med en höl- jeskropp av metall eller kol inpassad i det ihåliga partiet av det innersta, ihåliga höljesfiltstycket, varvid höljeskroppen uppvisar en sådan ytterdiameter att den kan ihåliga höljesfilt- stycket. När höljeskroppen är monterad kan man iordning- ställa ett ihåligt hölje av kolfiberfilt med ett ihåligt inpassas i hålrummet hos det innersta, parti, som motsvarar höljeskroppens yttre form. Åtminstone 508 140 10 15 20 25 30 35 16 två ihåliga höljesfiltstycken kan monteras koncentriskt i förhållande till varandra. Då ett flertal ihåliga höljes- filtstycken med olika skrymdensiteter används kan man lätt erhålla ett vars ihåligt hölje i form av en flerskiktslaminat- kr0pp, skrymdensitet ändras i tjockleksriktningen.

Tjockleken och vidhäftningen hos det ihåliga höljet av kolfiberfilt som erhålles efter kalcineringssteget kan lätt regleras genom att tidigare mäta respektive ihåliga höljesfiltstyckens krympfaktor och att justera, före kalcineringen, de ihåliga höljesfiltstyckenas tjocklek, baserat på de värden som således uppmätts.

Genom att kalcinera den mekaniskt komprimerade och integrerade filten kan man erhålla en kolfiberfilt med hög skrymdensitet. Vid kalcineringssteget utföres vanligtvis förkolningen och bibringningen av grafitstruktur under vakuum eller i en inert atmosfär. Exempel på inert gas för att bilda den inerta atmosfären innefattar kväve, helium, argon eller liknande. Kalcineringstemperaturen kan lämp- ligtvis inställas i enlighet med tillämpningen för kol- fiberfilten med hög skrymdensitet. Det finns tillfällen, då kalcineringstemperaturen är inställd på 2000°C eller mera. ' Då filtens tjocklek ökas är skrymdensiteten benägen att också öka. Då de krympbara fibrerna och kolfibrerna, som erhållits genom förkolning eller bibringad grafit- struktur, används förenade med varandra är den allmänna viktminskningen på grund av kalcinering ringa. När de krympbara fibrerna har kalcinerats har de minskat i vikt med ungefär 30 till 50%. Om kolfibrerna exempelvis är för- kolade kolfibrer av hartstyp har dessa förkolade kolfibrer av hartstyp minskat i vikt med endast ungefär 10 till 15%, även fastän de har bibringats grafitstruktur. Detta hind- rar alla fibrerna från att minska i vikt. För att minimera viktminskningen föredrages det att använda tidigare för- kolade kolfibrer eller kolfibrer som bibringats grafit- struktur. 10 15 20 25 30 35 508 148 17 Även efter det att fibrerna har kalcinerats sänkes ej skrymdensiteten, utan ökar istället. Detta tros ske på grund av att de krympbara fibrerna har förkolats då de krympts, vilket således bringar de krympbara fibrerna att agera på så sätt att de fäster de andra kolfibrerna.

Kolfiberfilten med hög skrymdensitet, som sålunda erhållits, kan ej blott användas enskilt som en värmeiso- lator, ett dämpande material, ett material för elektroder i ett sekundärbatteri utan är även användbar för att forma en värmeisolator i kombination med ett kolbaserat ark.

Ett exempel på ett kolbaserat ark innefattar ett grafitark med utmärkta tätningsegenskaper och värmebestän- dighet. Det kolbaserade arkets tjocklek kan väljas pà lämpligt sätt. Det vill säga att den kan ligga inom ett sådant område att den hindrar att värmekapaciteten ökar väsentligt, exempelvis ett område från 0,1 till 5 mm, och företrädesvis från ungefär 0,2 till ungefär 0,5 mm. Då det kolbaserade arket laminerats på kolfiberfilten med hög skrymdensitet kan vindmotståndegenskaperna förbättras.

Grafitarket kan vara framställt enligt följande. Grafit- pulver behandlas med svavelsyra, vilket bringar grafit- pulvret att expandera, och det sålunda expanderade pulvret utsätts för valspressning eller liknande för att därigenom formas till ett elastiskt ark. Grafitarket uppvisar all- mänt en densitet från ungefär 0,5 till ungefär 1,6 g/cm3 Som ett annat exempel på ett kolbaserat ark kan man använda ett ark som erhållits genom förkolning av eller bibringad grafitstruktur till ett kolfibertyg, vilket har formats med plast. För att öka förkolningsutbytet kan pulver av koltyp (innefattande små, sfäriska partiklar såsom mikropärlor av mesokarbon) eller malda kolfibrer blandas med plasten. För att öka tätningsegenskaperna kan vidare fjälliknande grafit iblandas.

Såsom ett ytterligare exempel på ett kolbaserat ark kan man använda ett ark som är framställt av, såsom ett ursprungsmaterial, kolfiberfilt eller filt som är tillver- kad av fibrer, vilka kan förkolas, i enlighet med ett för- 508 140 10 15 20 25 30 35 18 farande likartat det för det ovannämnda kolfibertyget.

Kolfiberfilten med fiberbaserade arket har hög skrymdensitet och det kol- laminerats medelst ett förkolat vidhäftningsskikt eller vidhäftningsskikt som bibringats grafitstruktur. För att öka vidhäftningsstyrkan kan pulver av koltyp (innefattande små, sfäriska partiklar) eller malda kolfibrer blandas med de använda vidhäftningsmedlen.

Det förkolade vidhäftningsskiktet eller vidhäft- ningsskiktet som bibringats grafitstruktur kan vara fram- ställt av en harts eller en plast, som kan förkolas eller bibringas grafitstruktur. Vidhäftningsskiktet är anordnat vid eller i närheten av gränsytan mellan kolfiberfilten och det kolbaserade arket.

Exempel pà plast innefattar: härdplast sàsom fenol- plast, karbamidplast, epoxyplast, vinylesterplast, diallylftalatplast, uretanplast, omättad esterplast, polyimid eller liknande; och termoplaster såsom eten- plaster, polypropylen, etyl-propylensampolymerer, etyl-vinylacetatsampolymerer, etyl-akrylatsampolymerer, polystyren, akrylatplast, mättad polyester, polyamid eller liknande. En eller flera typer av hartser eller plaster kan användas. Av de ovannämnda plasterna kan man före- trädesvis använda härdplast och mer företrädesvis fenol- plast.

Kolfiberfilten med hög skrymdensitet och det kolbase- rade arket kan lamineras pà olika sätt. Exempelvis kan, såsom visas i fig 2, ett kolbaserat ark 2 vara laminerat pà den ena sidan med en kolfiberfilt l med hög skrymdensi- tet medelst ett skikt vidhäftningsmedel 3. Sàsom visas i fig 3 kan kolfiberfiltstycken med hög skrymdensitet lla och llb samt ett kolbaserat ark 12 vara laminerade medelst skikt med vidhäftningsmedel 13a och l3b, vilka är anord- nade på bàda sidor om det kolbaserade arket 12. Såsom visas i fig 4 kan ett flertal kolfiberstycken med hög skrymdensitet 2la och 22b samt ett flertal kolbaserade ark 22a och 22b alternerande lamineras medelst förkolade vid- häftningsskikt eller vidhäftningsskikt som bibringats 10 15 20 25 30 35 588 14Û 19 grafitstruktur 23a, 23b och 23c.

När ett flertal kolfiberfiltstycken med hög skrym- densitet eller ett flertal kolbaserade ark används kan man använda kolfiberfiltstycken med hög skrymdensitet som upp- visar olika skrymdensiteter eller kolbaserade ark med olika densiteter. Vidare kan ett filtskikt bestå av ett flertal kolfiberfiltstycken med hög skrymdensitet.

Lamineringsformerna av kolfiberfilt med hög skrym- densitet och kolbaserade ark är ej begränsade till de som visas i fig 2 till 4, utan det är tillräckligt om åtmins- tone en kolfiberfilt med hög skrymdensitet och åtminstone ett kolbaserat ark lamineras till varandra medelst ett skikt med förkolat vidhäftningsmedel eller med bibringad grafitstruktur.

En dylik värmeisolator kan tillverkas medelst ett förfarande som innefattar stegen: att anbringa vidhäft- ningsmedel, som kan förkolas eller bibringas grafitstruk- tur, pà åtminstone den ena ytan av de ytor som skall för- bindas av det kolbaserade arket och filten före kalcine- ringen av kolfiberfilten med hög skrymdensitet, som er- hållits efter att ha utsatts för kalcineringssteget; att laminera det kolbaserade arket med filten; och att kalci- nera det laminerade arket och filten.

Anbringningsmängden av en plastlösning är ej spe- ciellt begränsad till ett visst värde så länge som plasten ej helt tränger igenom filten. Det vill säga att det är tillräckligt att anbringa en mängd av en dylik plastlösning som erfordras för att förbinda filten med det kolbaserade arket.

Enligt föreliggande uppfinning sänkes ej skrymdensi- teten genom att formpressa filten, vilken har impregnerats med plast. Då filten enligt föreliggande uppfinning lami- neras med det kolbaserade arket är det tillräckligt att endast anbringa en lätt belastning, som erfordras för att förbinda filten med arket. Vad beträffar kalcineringen är det tillräckligt, då kolfiberfilten med hög skrymdensitet lamineras med grafitarket, att kalcinera vidhäftningsmed- 508 140 10 15 20 25 30 35 20 len, som kan förkolas eller bibringas grafitstruktur.

Detta minskar fördelaktigt den värmeenergi som erfordras.

Det skall observeras, att kalcineringen kan utföras på samma sätt som tidigare nämnts.

Alternativt kan man tillverka en värmeisolator, vars ena eller båda ytor är belagda, i enlighet med ett för- farande som innefattar stegen: att belägga åtminstone den ena ytan av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet med ett beläggningsmedel, som iordningsställts genom att blanda fjälliknande grafit och pulver av koltyp (innefattande malda kolfibrer, vars längder understiger l mm, och små, sfäriska kolpartiklar, såsom mikropärlor av mesokarbon) med plast, företrädesvis härdplast; och att förkola den sålunda belagda filten eller bibringa denna grafitstruk- tur .

Kolfiberfilten med hög skrymdensitet, som är belagd med ett kolbaserat ark eller ett beläggningsmedel, ger ej endast upphov till färre noppor utan hindrar också stänk av smälta fràn arbetsstyckena fràn att inströmma in i filten, då filten används som en värmeisolator i en smältugn. Således försämras filten mindre.

I enlighet med föreliggande uppfinning iordning- ställes kolfiberfilten med hög skrymdensitet utan att impregnera filten av blandade fibrer med plast, utan filten av blandade fibrer kan utsättas för impregnering med plast och kalcinering.

Den följande beskrivningen kommer att diskutera exem- pel pà föreliggande uppfinning och jämförande exempel.

Föreliggande uppfinning skall emellertid ej anses vara be- gränsad till dessa exempel.

Exempel Exempel 1 Man blandade (i) 50 viktprocent kolfibrer av hartstyp (som var och en uppvisade en diameter pà 13 um, en specifik vikt på 1,65, en draghållfasthet på 70 kg/mmz, en elasticitetskoefficient på 3,5 ton/mmz) och (ii) 50 vikt- delar fibrer av typen fenolplast ("KYNOL" som tillverkas 10 15 20 25 30 35 508 140 21 av Japan Kynol Company, varvid varje fiber uppvisade en diameter på 14 pm, en specifik vikt på 1,27, en draghàll- fasthet pà 17,5 kg/mmz, en elasticitetskoefficient på 350 kg/mmz).

Med användning av en kardmaskin formades ett massaark av vilket en filt med en tjocklek pá ungefär 20 mm och en skrymdensitet pà ungefär 0,13 g/cm3 tillverkades med hjälp av en nàlstans. Filten kalciernades och förkolades i en inert atmosfär vid en temperatur på 950°C, varigenom man àstadkom en kolfiberfilt med en tjocklek pà ungefär 17 mm och en skrymdensitet på 0,16 g/cm3. Efter förkolningen kalcinerades filten i en inert atmosfär vid en temperatur pà 2.000°C, vilket orsakade att filten bibringades grafit- struktur. Man erhöll då en kolfiberfilt med en tjocklek pà ungefär 16 mm och en skrymdensitet på 0,14 g/cm3.

Exempel 2 Med användning av ett massaark som innefattade 50 viktprocent kolfibrer av hartstyp och 50 viktprocent fibrer av typen fenolplast av samma slag som de som användes i exemplet l formades en filt med en ytvikt på 770 g/m2, en tjocklek pà 7 mm och en skrymdensitet på 0,11 g/cm3, på samma sätt som skett i exemplet l. Filten ' kalcinerades, vilket bibringade filten grafitstruktur, varigenom en kolfiberfilt producerades med en ytvikt pà 550 g/m2, en tjocklek pà 5 mm och en skrymdensitet på 0,11 g/cm3.

Exempel 3 Man utförde blandad spinning av 50 viktprocent kolfibrer av hartstyp och 50 viktprocent av fibrer av typen fenolplast, samma som de som användes i exemplet l.

Med användning av en kardmaskin iordningställdes då ett massaark. Vart och ett av massaarken, som erhölls på det ovannämnda sättet, placerades ovanpà varandra och nálades, varigenom man iordningställde en filt med en ytvikt pà 4.700 g/m2, en tjocklek på ungefär 35 mm och en total skrymdensitet pà 0,134 g/cm3. Då materialarken nàlades minskades nàltätheten, det vill säga 508 140 10 15 20 25 30 35 22 nålningshållfastheten, i en riktning från det nedersta skiktet till det översta skiktet i massaarkens tjockleksriktning.

Den sålunda erhållna filten skars i tre delar i tjockleksriktningen och varje dels skrymdensitet uppmät- tes. Filtens totala skrymdensitet ändrades i tjockleks- riktningen; det vill säga att det översta skiktet upp- visade en skrymdensitet på 0,126 g/cm3, det mellanliggande skiktet uppvisade en skrymdensitet på 0,140 g/cm3 och det nedre skiktet uppvisade en skrymdensitet på 0,158 g/cm3.

Den sålunda erhållna filten kalcinerades i en atmos- fär av kvävgas vid en temperatur på 2.000°C för att däri- genom iordningställa en kolfiberfilt med en ytvikt på 4.060 g/m2, en tjocklek på 29 mm och en total skrymdensi- tet på 0,14 g/cm3. Den sålunda erhållna kolfiberfilten skars i tre delar i tjockleksriktningen och varje dels skrymdensitet uppmättes. Det översta skiktet uppvisade en skrymdensitet på 0,136 g/cm3, det mellanliggande skiktet uppvisade en skrymdensitet på 0,158 g/cm3 och det nedre skiktet uppvisade en skrymdensitet på 0,17 g/cm3.

Exempel 4 Man blandade 50 viktprocent kolfibrer av hartstyp och 50 viktprocent fibrer av typen fenolplast, samma som de som användes i exemplet 1. På samma sätt som i exemplet l iordningställdes en kolfiberfilt som ej impregnerats med någon plast och som uppvisade en tjocklek på 30 mm samt en skrymdensitet på 0,16 g/cm3.

Jämförande exempel Kolfibrerna av hartstyp i exemplet l nàlades för att iordningställa en kolfiberfilt med en tjocklek på 10 mm och en skrymdensitet på 0,05 g/cm3. Tre filtstycken, som sålunda erhölls, laminerades i tre skikt.

Värmeledningsförmågan hos kolfiberfiltarna enligt fig 3 och 4 samt en treskikts kolfiberfilt enligt det jämfö- rande exemplet uppmättes. Resultaten visas i fig 5. Såsom framgår av fig 5 uppvisar kolfiberfilten enligt exemplet 4 och speciellt kolfiberfilten enligt exempel 3 lägre värme- 10 15 20 25 30 35 508 140 23 ledningsförmåga i en högtemperaturzon än vad kolfiber- filten enligt det jämförande exemplet gör. Således är fil- ten enligt exemplet 4 och speciellt enligt exemplet 3 överlägsna vad avser värmeledningsförmåga i förhållande till det jämförande exemplet.

Kolfiberfiltarna enligt exemplen 3 och 4 användes, anordnade på en högtemperaturugn vid en temperatur på 2.500°C, upprepande tio gånger som en vämeisolator. Dessa filtar underkastades ej någon förändring. Detta bevisar att dessa filtar uppvisar utmärkt hållbarhet. Vidare var det lättare att montera kolfiberfiltarna enligt exemplen 3 och 4 på högtemperaturugnen än det var att montera kol- fiberfilten enligt det jämförande exemplet. Kolfiberfil- tarna enligt exemplen 3 och 4 uppvisade god vidhäftning till ugnsväggen och utmärkt monteringsformbarhet.

Exempel 5 Man blandade 50 viktprocent kolfibrer av hartstyp och 50 viktprocent fibrer av typ fenolplast, samma som de som användes i exemplet l. Ett massaark iordningställdes där- efter med användning av en kardmaskin. Massaarket nålades för att iordningställa en ihålig, cylindrisk filt med en innerdiameter på 264 mm, och en ytterdiameter på 304 mm, en tjocklek på 20 mm och en höjd på 530 mm. En cylindrisk grafitkropp med en ytterdiameter på 264 mm, en tjocklek på 10 mm och en höjd på 550 mm insattes i det ihåliga partiet hos den ihåliga cylindriska filten, som sålunda erhållits.

Filten värmdes med en hastighet av 1°C/min i en kvävgas- atmosfär från omgivningstemperaturen till 800°C. Därefter värmdes filten ytterligare till 2.000°C med en hastighet av 2°C/min och bibehölls vid 2.000°C under en timme, vilket medförde att filten bibringades grafitstruktur.

Därefter avlägsnades den cylindriska kroppen med grafit- struktur fràn filten.

Den ihåliga, cylindriska kolfiberfilten, som sålunda erhållits, uppvisade en innerdiameter på 264 mm, en ytter- diameter på 300 mm, en tjocklek på 18 mm och en höjd på 500 mm, samt uppvisade en skrymdensitet på 0,13 g/cm3. 508 140 10 15 20 25 30 35 24 Denna kolfiberfilt alstrade knappast något pulver alls och uppvisade utmärkt elasticitet samt dämpningsegenskaper.

Vidare uppvisade denna kolfiberfilt varken sprickor eller skevhet.

Exempel 6 På samma sätt som i exemplet 5 iordningställdes en första, ihålig cylindrisk filt med en innerdiameter på 264 mm, en ytterdiameter på 304 mm, en tjocklek på 20 mm, en höjd på 530 mm och med en skrymdensitet på 0,14 g/cm3, samt en andra, ihålig cylindrisk filt med en innerdiameter på 306 mm, en ytterdiameter på 346 mm, en tjocklek på 20 mm, en höjd pà 530 mm och med en skrymdensitet på 0,10 g/cm3. Den cylindriska grafitkroppen enligt exemplet 5 instoppades i den första, ihåliga cylindriska filtens ihåliga parti, och den andra, ihåliga cylindriska filten anordnades på den första, ihåliga cylindriska filten.

Filtaggregatet kalcinerades på samma sätt som i exemplet 5 för att iordningställa en kolfiberfilt med en innerdiameter på 264 mm, en ytterdiameter på 336 mm, en tjocklek på 36 mm, en skrymdensitet vid innersidan på 0,15 g/cm3, en skrymdensitet vid yttersidan på 0,11 g/cm3 samt en generell skrymdensitet pà 0,12 g/cm3.

Exempel 7 Man iordningställde en första, ihålig cylindrisk filt med en innerdiameter på 264 mm, en ytterdiameter på 304 mm, en tjocklek på 20 mm, en höjd på 530 mm och med en skrymdensitet på 0,11 g/cm3, och en andra, ihålig cylind- risk filt med en innerdiameter på 306 mm, en ytterdiameter på 346 mm, en tjocklek pá 20 mm, en höjd på 530 mm samt med en skrymdensitet på 0,11 g/cm3.

Därefter iordning- ställdes en kolfiberfilt med tvåskikt på samma sätt som i exemplet 6. Denna kolfiberfilt uppvisade en innerdiameter på 264 mm, en ytterdiameter på 336 mm, en tjocklek på 36 mm, en skrymdensitet vid innersidan på 0,12 g/cm3, en skrymdensitet vid yttersidan på 0,12 g/cm3 samt en generell skrymdensitet på 0,12 g/cm3 5 10 15 20 25 30 35 508 140 25 De två filtskikten, som vart och ett bestod av kol- fiberfiltarna enligt exemplen 6 och 7 som tätt häftats till varandra, uppvisade en sådan integrering att de ej gav något praktiskt problem.

Exempel 8 Man blandade 50 viktprocent kolfibrer av hartstyp och 50 viktprocent fibrer av typen fenolplast, samma som de som användes i exemplet l. En bana iordningställdes därefter med användning av en kardmaskin. Banan nålades för att iordningställa en filt med en tjocklek pà ungefär 45 mm.

Vid den ena sidan av den sålunda erhållna filten var ett grafitark med en tjocklek på 0,2 mm bundet, på vilket en fenolplastlösning hade anbringats. Med en liten, an- bringad belastning värmdes filt-arkaggregatet med en has- tighet av 3°C/min från en omgivningstemperatur till l80°C och bibehölls därefter vid denna temperatur under en timme, vilket orsakade att fenolplasten härdade.

Därefter placerades en grafitskiva på det ovannämnda arket. Med en lätt last anbringad värmdes filt-arkaggre- gatet till 800°C med en hastighet av 1°C/min i en kvävgas- atmosfär. Filt-arkaggregatet värmdes ytterligare till 2.000°C med en hastighet av 3°C/min och bibehölls vid denna temperatur under en timme, vilket bibringade aggre- gatet grafitstruktur. Den resulterande värmeisolatorn upp- visade en tjocklek på 40 mm och en skrymdensitet pà 0,15 g/cm3.

Den sålunda erhållna värmeisolatorn alstrade knappast något pulver från vidhäftningsmedlet och uppvisade utmärkt elasticitet, dämpande egenskaper och vidhäftning vid de med varandra förbundna ytorna. Vidare uppvisade denna värmeisolator varken sprickor eller skevhet. värmeisola- torns värmeisoleringsegenskaper utvärderades. Som ett resultat befanns att denna värmeisolator var överlägsen vad avser värmeisoleringsegenskaper i förhållande till en kolfiberfilt som uppvisade samma skrymdensitet men saknade grafitark.

Claims (15)

508 140 10 15 20 25 30 35 26 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet, innefattande steget: att blanda samman (i) fibrer av åtminstone ett slag som valts från den grupp som består av kolfibrer, fibrer av hartstyp som utsatts för en behandling för att göras osmältbara, rayon-, polyakrylnitril- och cellulosatypfib- rer som utsatts för en behandling för att göras osmält- bara, och (ii) fibrer av polymertyp, k ä n n e t e c k- n a t av att fibrer av fenolplasttyp, som har krympts i längdled genom kalcinering och som förkolas och/eller bibringas grafitstruktur, används som nämnda fibrer av polymertyp, att mekaniskt komprimera och hoptrassla fibrerna med vilket förfarande vidare innefattar stegen: nämnda fibrer av fenolplasttyp för att iordningställa en filt; Och att kalcinera filten.

2. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet i form av ett ihàligt hölje enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av stegen: att iordningställa en ihålig höljesfilt genom att mekaniskt komprimera och hoptrassla fibrerna med nämnda fibrer av polymertYP2 och att kalcinera filten

3. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet i form av ett ihàligt hölje enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av stegen: att iordningställa ett flertal ihåliga höljesfilt- stycken genom att mekaniskt komprimera och hoptrassla fibrerna och nämnda fibrer av polymertyp vilka stycken kan monteras koncentriskt i förhållande till varandra; att koncentriskt montera de ihåliga höljesfiltstycke- na: och 10 15 20 25 30 35 508 140 27 att kalcinera de koncentriskt monterade filt- styckena.

4. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att kolfibrerna och fibrerna av fenolplasttyp mekaniskt komprimeras och hoptrasslas medelst nàlning.

5. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt k ä n n e - av att 5 till 95 viktprocent fibrer och 95 till 5 viktprocent fibrer av fenolplasttyp blandas med hög skrymdensitet enligt patentkravet 1, t e c k n a t samman.

6. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att ett flertal banor eller massaark med olika blandningsförhàllanden nålas.

7. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t av att ett flertal banor eller massaark med samma blandningförhållanden nâlas, varvid nåltätheten ändras i banornas eller massaarkens tjockleksriktning.

8. Förfarande för framställning av en kolfiberfilt med hög skrymdensitet enligt patentkravet 3, k ä n n e - t e c k n a t av stegen: att iordningställa ett flertal ihåliga höljesfilt- stycken med olika skrymdensiteter, vilka kan monteras kon- centriskt i förhållande till varandra; att koncentriskt montera de ihåliga höljesfilt- styckena; och att kalcinera de koncentriskt monterade filtstyckena.

9. Kolfiberfilt med hög skrymdensitet som uppvisar en medelskrymdensitet på 0,1 g/cm3 eller mera, k ä n n e - t e c k n a d av att den innehåller kolfibrer, vilka erhålles genom förkolning av och/eller bibringad grafit- struktur till fibrer av fenolplasttyp, vilka är krympbara i längled genom kalcinering och vilka är hoptrasslade med andra kolfibrer. 508 140 10 15 20 25 30 35 28

10. Kolfiberfilt med hög skrymdensitet enligt k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar 3 till 92 viktprocent kolfibrer, vilka erhålles genom förkolning av och/eller bibringad grafitstruktur patenkravet 9, till fibrer av fenolplasttyp som är krympbara i längdled genom kalcinering, och 97 till 8 viktprocent av andra kolfibrer.

11. ll. Kolfiberfilt med hög skrymdensitet enligt patent- kravet 9, k ä n n e t e c k n a d av att den uppvisar en medelskrymdensitet i området från 0,1 till 0,2 g/cm3.

12. l2.Värmeisolator, innefattande: åtminstone en kolfiberfilt med hög skrymdensitet som uppvisar en medelskrymdensitet på 0,1 g/cm3 eller mera, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller (i) kol- fibrer som erhålles genom förkolning av och/eller bibrin- gad grafitstruktur till fibrer av fenolplasttyp, vilka har krympte i längdled då de kalcinerats, och (ii) andra kol- fibrer som har hoptrasslats med varandra; och åtminstone ett kolbaserat ark som laminerats på filten via ett skikt med vidhäftningsmedel som har för- kolats eller bibringats grafitstruktur.

13. Värmeisolator enligt patentkravet 12, k ä n n e - t e c k n a d av att det kolbaserade arket är ett grafit- ark.

14. Värmeisolator enligt patentkravet 12, k ä n n e - t e c k n a t av att skiktet med vidhäftningsmedel är ett fenolplastskikt som förkolats eller bibringats grafit- struktur.

15. Värmeisolator, innefattande: en kolfiberfilt och ett beläggningsskikt som är belagt på åtminstone en yta av nämnda kolfiberfilt, varvid kolfiberfilten uppvisar en medelskrymdensitet på 0,1 g/cm3 eller mera, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller (i) kolfibrer som erhålles genom förkolning av och/eller bibringad grafitstruktur till fibrer av fenolplasttyp, vilka har krympts i längdled genom kalcinering och (ii) andra kolfiber, vilka har hoptrasslats med varandra, 10 15 20 25 30 35 508 140 29 varvid kolfiberfilten uppvisar åtminstone en yta som har belagts med ett beläggningsskikt, vilket innefattar fjällig grafit, pulver av koltyp och en substans som er- hàlles genom förkolning av eller bibringad grafitstruktur till plast.