JP3013374B2 - 炭素質成型断熱材用コーティング剤 - Google Patents
炭素質成型断熱材用コーティング剤Info
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Description
炭素質成型断熱材用のコーティング剤に関わる。
高温であっても損耗せず、また高い強度を保つので、例
えば炭素繊維をフェノール樹脂の様な炭化可能高分子化
合物をバインダーとして、任意の形に成型し、これをさ
らに炭化、黒鉛化して得られる炭素質成型体は、非酸化
性雰囲気で使用する高温炉用の断熱性、耐久性、保形性
に優れた断熱材料として好適に使用することが出来る。
ては金属や無機化合物の蒸気の発生や、微量の空気が炉
外から侵入するため、さらには炉の運転の都合上高温で
炉を大気に開放しなければならないため、炭素質成型断
熱材の損耗を完全に防止することは出きず、損耗が進行
して断熱性が低下してきた時、あるいは炭素質の粉、
粒、片等が剥落、崩落する様になって、被処理物を汚染
する恐れが生じた時に、その炭素質成型断熱材を交換し
ていた。
来の技術として例えば、炭素繊維の織物や、可とう性の
黒鉛シートを断熱材の表面に貼り付ける方法や、主とし
て黒鉛粉と炭化可能な高分子化合物からなるコーティン
グ剤を断熱材の表面に塗布し、炭化、黒鉛化してこの塗
布膜を緻密な黒鉛質の膜に転換させる方法がとられてき
た。特に後者の方法は施工が容易であるとともに、断熱
材の形状を問わないので一般的にはこの方法が多用され
てきた。
素質成型断熱材の表面に膜状に形成させ、固着させるた
めのバインダーとして、炭化時及び黒鉛化時の体積収縮
が比較的大きな、炭化可能高分子化合物を使用しなけれ
ばならないため、断熱材の表面にコーティング剤を塗布
し、その後炭化、黒鉛化処理を行なう時に、コーティン
グ膜に収縮に原因するクラックが発生、進展することが
多く、はなはだしい場合はコーティング膜のはがれを生
じていた。
度コーティング剤を塗布して、再炭化していたが、工程
が長くなることを避けるため、例えばバーナーの炎で焙
るだけといった簡易炭化法が行なわれてきた。しかし、
充分な時間と温度をかけた炭化処理を受けたコーティン
グ膜に比べて簡易炭化法によるコーティング膜は、膜の
本来の目的である耐損耗性が劣るため、再塗布を行なう
場所が多い場合には、断熱材表面のコーティング膜全体
としての耐摩耗性も著しく損なわれてしまうという課題
があった。
ング剤を開発すべく鋭意検討を重ねた結果、炭化可能高
分子化合物、炭化可能高分子化合物の溶剤、黒鉛粉から
なるコーティング剤にクラック発生、進展防止剤として
炭素繊維又は炭素ウイスカーを添加すれば目的を達成出
来ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
ング膜のはがれの生じにくい炭素質成型断熱材用コーテ
ィング剤を得ることにあり、かかる目的は炭化可能高分
子化合物、炭化可能高分子化合物の溶剤、黒鉛粉からな
る炭素質成型断熱材用コーティング剤に、コーティング
剤の炭化、黒鉛化時のクラック発生、進展防止剤として
炭素繊維又は炭素ウイスカーを、黒鉛粉100重量部に対
して20重量部以下添加することを特徴とするコーティン
グ剤により容易に達成される。以下本発明を詳細に説明
する。
溶剤、黒鉛粉およびクラック発生、進展防止剤とし
て用いられる炭素繊維又は炭素ウイスカーから成る。
では液状あるいは溶剤に可溶な物質であって、非酸化性
雰囲下で加熱処理した場合高収率で炭素化物に転換しう
る物質を指す。この様な物質として具体的にはフェノー
ル樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは石炭
系、石油系のタール、ビッチ等が挙げられるが、取扱い
の容易さ、品質の安定性有害性等を考慮すると熱硬化性
樹脂の使用が好ましく、その中でも特に好ましいのは、
フェノール樹脂である。
能高分子化合物を充分に溶解し、かつ黒鉛粉、クラ
ック発生、進展防止剤として用いられる炭素繊維又は炭
素ウイスカーをその液中に分散させるのに妨げにならな
い程度の粘度を常温で示す物質である。さらにコーティ
ング剤を塗布している時には急激に揮散せず、塗布終了
後には軽度の加熱等により容易に揮散させることのでき
る様な適度な沸点を持つ物質が好ましい。具体的な物質
としては例えばメタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエ
ン、キノリン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素類、そ
の他エーテル類、エステル類、ハロゲン化炭化水素類、
水等の化合物を挙げるこが出来る。これらの中から使用
する炭化可能高分子化合物と上記の条件において適合
するものを用いる。具体的には例えば炭化可能高分子
化合物としてフェノール樹脂を使用する場合はアルコー
ル類の使用が好ましい。
わゆる黒鉛構造をもつ物質の粉状物であり例えばリン片
状や土状の天然黒鉛や、コークスさらに、2000℃以上の
高温熱処理して得られる人造黒鉛等が挙げられる。
合時の分散のさせやすさ、塗布のしやすさ、塗布膜面の
粗さ等により変動するため特に規定はされないが、一般
的には実質的200μm以下の粒径の黒鉛粉の使用が好ま
しい。
の、灰分として表わされる成分が少ないことが望まし
く、好ましくは2%以下、特に好ましくは1%以下の灰
分量である黒鉛粉を使用する。
素ウイスカーのいずれをも用いることができるが、炭素
繊維を用いるのが好ましい。炭素繊維としては径が25μ
m以下、好ましくは15μm以下のものが用いられ、ピッ
チ系、PAN系等の原料種を問わないが、添加の目的を達
成するためには、少なくとも1000℃以上、好ましくは20
00℃以上の熱処理を受けたものを使用する。また繊維長
が5mm以下、好ましくは1mm以下の粉状物であることが望
ましい。
ック発生、進展防止剤としての炭素繊維又は炭素ウイス
カーを20重量部以下、好ましくは5〜15重量部加え、炭
化可能高分子化合物を50〜300重量部、好ましくは100〜
200重量部配合する。炭化可能高分子化合物の溶剤の
配合量は、黒鉛粉、炭素繊維粉等の分散のさせやすさ、
塗布のしやすさ等で決定されるものであり、特に規定さ
れるものではないが通常炭化可能高分子化合物100重
量部に対して100〜400重量部の範囲である。
生、進展防止剤としての炭素繊維又は炭素ウイスカーを
均一に分散させ、また、調合後放置した後で使用する場
合にも撹拌混合を行い均一分散を行なう。調合したコー
ティング剤は気密の容器に保管し、炭化可能高分子化
合物の溶剤が揮散しない様にすることが望ましい。
装置、方法によらず例えばハケ塗り、ガンによる吹付け
といった方法で炭素質成型断熱材の表面に塗布すること
ができ、1回の塗布で充分な耐損耗性を有する厚さの膜
を得るのに必要な量を塗ることが出来る。勿論、より以
上の耐損耗性を得るために重ね塗りを行なうことは何ら
さしつかえないが、この場合、1回目の塗布が終了した
のち炭化可能高分子化合物の溶剤が揮散するのに充分
な温度で好ましくは10分以上加熱して1回目の塗布膜を
ある程度固化させてから行なうことが、コーティング剤
のタレ、ナガレを防止し、均一な塗布膜を得るうえで望
ましい。
塗布膜を緻密な黒鉛質の膜に転換させるため次いで炭
化、黒鉛化を行なうが、炭化可能高分子化合物として
熱硬化性樹脂を使用した場合は炭化に先立ち樹脂の熱硬
化を実施しておくことが好ましい。
下の加熱昇温速度で行なう他には、何ら特別な考慮を払
う必要はなく、非酸化性雰囲気中で常法に従い実施され
る。
本発明はその要旨を越えない限り実施例に限定されるも
のではない。
mの粒径の粉の割合が5〜20%、100μm以上の粒径の
粉の割合が5%以下の天然黒鉛粉(灰分1wt%以下)100
重量部、2400℃で処理した10μmの繊維径のピッチ系炭
素繊維を1mmの長さにカットして得た炭素繊維粉12.5重
量部にレゾール型フェノール樹脂115部およびエタノー
ル350重量部を加え、充分に撹拌混合してコーティング
剤を得た。
炭素繊維断熱材(密度0.2g/cm3)のボードの片面に350
g、均一にハケ塗りした。
ェノール樹脂の硬化を行った後、窒素雰囲気中で100℃/
Hrの割合で1000℃まで昇温して炭化し、さらにアルゴン
雰囲気中で、1000℃までは250℃/Hr、200℃までは100℃
/Hrの割合で昇温して黒鉛化した。
が数ヶ所認められるだけであった。
型フェノール樹脂115部およびエタノール350重量部を加
え、充分撹拌混合してコーティング剤を得た。
素繊維断熱材(密度0.2g/cm3)のボードの片面に350g均
一にハケ塗りした。
った。
部で反りが生じ、8cm程の長さで断熱材表面からはがれ
ていた。また、中央部付近に巾1mm長さ約15cmのクラッ
クが1本発生していた。
は、炭化、黒鉛化によってクラックを生じたり、断熱材
表面からはがれたりすることがないので、再塗布といっ
たことを行なわずに済む。その結果均質で、黒鉛質の膜
を得ることができ、炭素質成型断熱材の損耗を減少させ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】炭化可能高分子化合物、炭化可能高分子化
合物の溶剤、黒鉛粉からなる炭素質成型断熱材用コーテ
ィング剤に、コーティング剤の炭化、黒鉛化時のクラッ
ク発生、進展防止剤として、炭素繊維又は炭素ウイスカ
ーを、黒鉛粉100重量部に対して20重量部以下添加する
ことを特徴とするコーティング剤。 - 【請求項2】黒鉛粉100重量部に対して、炭素繊維又は
炭素ウイスカーを、5〜15重量部添加することを特徴と
する請求項1記載のコーティング剤。 - 【請求項3】炭化可能高分子化合物がレゾール型フェノ
ール樹脂であることを特徴とする請求項1又は2記載の
コーティング剤。
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JP2024221A JP3013374B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 炭素質成型断熱材用コーティング剤 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH03228886A JPH03228886A (ja) | 1991-10-09 |
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JP2024221A Expired - Fee Related JP3013374B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 炭素質成型断熱材用コーティング剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101253205B1 (ko) | 2011-03-08 | 2013-04-09 | 오씨아이 주식회사 | 불융화 탄소질 섬유를 이용한 단열재의 제조방법 |
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WO2006115102A1 (ja) | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Kureha Corporation | 断熱材用コーティング層、断熱材用積層体、断熱材用コーティング剤、並びに、断熱材用コーティング剤の製造方法 |
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CN110157280A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-08-23 | 浙江五谷铜业股份有限公司 | 一种合金铜线的制备方法 |
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1990
- 1990-02-02 JP JP2024221A patent/JP3013374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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