JP4868491B2 - 膨張グラファイトから成形品を製造する方法 - Google Patents
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Description
・前記膨張性グラファイトを回転台内又は既にその最終鋳型内で、中庸の熱の供給の下に不完全に膨張させ、引続き温度を高め、鋳型内で最終迄膨張させる。
・中庸の熱の供給下に不完全に膨張(予備膨張)させた膨張性グラファイトを、鋳型内で予備成形物に成形し、次に鋳型内で温度を高めて膨張を終わり迄行うか、膨張性グラファイトの湿った配合物を鋳型内で熱の供給下に膨張させる。
・任意に他の添加剤を含むグラファイト膨張物から二次元の半成品を製造し、その際このグラファイト膨張物は半成品の状態で僅かに圧縮し、
・所望の数(少なくとも2個)の半成品もしくは半成品から裁断した平面的予備成形物を上下に重ね合わせ、
・それら半成品又は予備成形物を圧力の作用により1個の成形品に結合し、
・最終の造形及び他の任意の後加工を行う
各工程でグラファイト膨張物から成形品を製造する。ここで「二次元の半成品」又は「平面的予備成形物」とは、面積に比べて厚さの薄い、即ち平面的な板、円板、テープ(条片)、特に平面的な形状のものを云う。この種二次元の半成品は、公知方法で容易に粉末状出発材料を平面の形、例えば扁平な紐、テープ又は板にプレス成形で製造できる。
本発明方法により得られる製品及びその使用に関する本発明方法のその他の詳細、変法及び利点を、以下の詳細な記述及び図面から明らかとする。
勿論このグラファイト膨張物から、直接所望の予備成形物4の寸法の、例えば一定の面積及び厚さの板状の半成品を圧縮成形することも可能である。しかしこの変法は、連続的な平らな繊維束又はテープの連続的な製造法に比べ、非連続の作業方法である故、あまり好ましくない。本発明方法に好適な半成品及びそれから製造した予備成形物は、4〜45mm、特に5〜40mmの厚さを有する。それより薄い半成品の使用は、半成品が薄くなればなる程、この半成品から一定の寸法の成形品を獲得すべく、より多くの予備成形物を相互に重ね合わすことが必要となり、費用の節約につながらない。また55mmより著しく厚い半成品も同様に好ましくない。それらを上下に重ねた状態で引続き圧縮した際、この半成品から形成した極めて厚い予備成形物は、自ずと著しく変形し、それ自体が高密度化し、隣接する予備成形物と殆ど結合しない。従って1つの堆積物から、所望の1個の成形品の代わりに、緩く重なり合った低密度の、厚い予備成形物が互いに殆ど接着することなく、薄く変形した予備成形物の単一の堆積物が生ずる危険性がある。更にこの厚い予備成形物の圧縮時の著しい変形により、材料がその側方からはみ出すことになる。
例1〜4:厚さ50mmのブロックの製造
高さ(厚さ)50mm及び密度0.15g/cm3の1個のブロック(例1)を、各々厚さ20mm、密度0.025g/cm3及び面積500×250mm2の8個の板状予備成形物を上下に重ね合せ、20MPaの圧力で圧縮することで製造した。引続きその粗製成形品から、突出した側面を切り離した。この結果ブロックの底面の長さと幅は半成品の面に比べ各々20mmだけ小さくなった。このブロックを圧縮方向に切り開くと、その断面は均質であり、元の予備成形物間の界面をもはや認識できなかった。
本発明方法により、各々面積300×300mm2、厚さ40mm及び密度0.02g/cm3の4枚の板を上下に重ね合わせ、1個のブロックを製造した。4枚の板の上側の3つの表面に、各々粒状(粒径約1mm)の重晶石100gを、板表面上に粒子の目の粗い平面的分布を製出すべく、表面を完全には覆わないように散布した。重晶石は顕熱蓄熱材の役目をする。
本発明方法により、各々面積200×200mm2、厚さ40mm及び密度0.02g/cm3の板を5枚上下に重ね合わせ、1個のブロックを製造した。堆積時に各板間にメッシュの大きさ3×3mm2の融解性のプラスチック繊維の編物層を挿入し、グラファイトの板と編物層を交互に配置した1個の堆積物を作製した。厚さ40mmの1個のブロックの圧縮を、180℃の温度、20PMaの圧力で行った。
種々の予備成形物(表2)の比較により、これら半製品の熱及び電気伝導率の値も、異方性も、その密度により左右されることは明らかである。圧縮率が高かければ高い程、グラファイト粒子は平ら、かつ一様となり、板面に一層並列に配置される。従って密度の上昇と共に、板平面内の伝導率は板面に対し横方向に上昇する。
異なる密度の半成品で証明された、前記の例の電気及び熱伝導率の値及び異方性のグラファイトの圧縮依存性は、本発明方法により製造したブロックの場合にも観察できる。これを密度の異なる2個のブロックを比較して表3に示す。各ブロックは、本発明方法により上下に堆積した同じ密度及び厚さの半成品から製造したものである。
Claims (28)
- 圧縮したグラファイト膨張物から成形品を製造する方法において、
密度2〜20g/lのグラファイト膨張物から、0.01〜0.2g/cm3の密度の平面的予備成形物を圧縮することにより製造し、
少なくとも2個の予備成形物を上下に重ね合わせ、
それら予備成形物を圧力の作用により1個の成形品に結合し、その際グラファイトを圧力の作用下に0.025〜0.4g/cm3の密度に圧縮する
各工程を含むグラファイト膨張物から成形品を製造する方法。 - 上下に重ね合せた予備成形物を1〜50MPaの範囲の圧力で圧縮することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 予備成形物の厚さが4〜45mmであることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 予備成形物を製造するグラファイト膨張物の密度が3〜15g/lであることを特徴とする請求項1から3の1つに記載の方法。
- 予備成形物中のグラファイトの密度が0.02〜0.1g/lであることを特徴とする請求項1から4の1つに記載の方法。
- 成形品中のグラファイトの密度が0.03〜0.25g/lであることを特徴とする請求項1から5の1つに記載の方法。
- 成形品が圧縮方向に少なくとも50mmの厚さを有することを特徴する請求項1から6の1つに記載の方法。
- グラファイト膨張物が、金属、炭素、セラミックス又は鉱物性材料からなる繊維又は粒子の形の添加物を含有することを特徴とする請求項1から7の1つに記載の方法。
- グラファイト膨張物に、蓄熱性材料の粒子を添加することを特徴とする請求項8記載の方法。
- その予備成形物の各界面が最高で50%迄、被覆、被膜、コーティング又は外被により覆われるように、個々の又は全ての予備成形物の表面に被覆、被膜、コーティング又は外被を設けることを特徴とする請求項1から9の1つに記載の方法。
- 個々の又は全ての予備成形物の堆積物中の上側表面を、粉末又は顆粒の粒子で覆うが、その際粉末もしくは顆粒の粒子が最高で50%迄、それらの表面を覆うことを特徴とする請求項10記載の方法。
- 個々の又は全ての予備成形物の堆積物中の上側表面を粉末又は顆粒の形の蓄熱性材料で覆い、その際それらの粉末又は顆粒の形の粒子で予備成形物の上側表面を最高で50%迄覆うことを特徴とする請求項11記載の方法。
- 個々の又は全ての予備成形物の堆積中の上側表面内に粉末又は顆粒の形の物質を装入するくぼみ形成し、粉末もしくは顆粒の形の粒子で上側表面を最高で50%迄覆うことを特徴とする請求項11記載の方法。
- 個々の又は全ての予備成形物の表面を扁平な編織布材料、孔空き金属シート又は孔空き箔で覆い、こうして予備成形物間の各界面を最高で50%迄編織布材料で覆うことを特徴とする請求項10記載の方法。
- 編織布材料が、メッシュの大きさ3×3〜20×20mm2の編物であることを特徴とする請求項10記載の方法。
- 被覆、被膜、コーティング又は外被が、可溶性又は熱可塑性成分を含有し、かつそれら予備成形物を結合する過程を、この物質の軟化温度もしくは融点又は融点以上の温度で行うことを特徴とする請求項10から15の1つに記載の方法。
- 上下に重ね合せた半成品が、その密度および/又は厚さおよび/又は組成および/又は被覆において、互いに異なっていること特徴とする請求項1から16の1つに記載の方法。
- グラファイト膨張物から成る予備成形物と、平らな編織布材料、孔空き金属シート又は孔空け箔から成る外被とを交互に重ね合わせ、その際予備成形物内の各界面が、最高50%迄で被覆、被膜、コーティング又は外被で覆われ、次いで圧力の作用により1つの成形品に結合されることを特徴とする請求項1から17の1つに記載の方法。
- 上下に重ね合せた予備成形物の幾つかが含浸剤を含むことを特徴とする請求項1から18の1つに記載の方法。
- 上下に重ね合せた予備成形物の幾つかがフラン樹脂で含浸されていることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 予備成形物の幾つかが蓄熱性材料を含浸していることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 予備成形物の接合を、板圧縮機、排気可能な圧縮工具又はローラ対間で圧力の下に行うことを特徴とする請求項1から21の1つに記載の方法。
- 圧力の作用下に予備成形物を接合することで得た成形品を、引続き機械的加工により最終の形状とすることを特徴とする請求項1から22の1つに記載の方法。
- 圧力の作用下に予備成形物を接合することで得た成形品に含浸処理を施すことを特徴とする請求項1から23の1つに記載の方法。
- 蓄熱性材料で成形品を含浸することを特徴とする請求項24記載の方法。
- 成形品に相転移材料として作用するパラフィンを含浸させることを特徴とする請求項25記載の方法。
- 成形品の表面をワニスの塗布又は平らな編織布材料から成る貼付材で被覆することを特徴とする請求項1から26の1つに記載の方法。
- 密度2〜20g/lのグラファイト膨張物から、厚さ10〜20mm及び密度0.01〜0.2g/cm3の平面的予備成形物を圧縮することにより製造し、
各予備成形物の上側表面を蓄熱性材料の粒子で最高50%迄被覆すべく、蓄熱性材料の粒子でそれらの予備成形物の上側表面を被覆し、
該被覆した表面が上向きになるように、予備成形物を上下に重ね合わせ、
この堆積物上に被覆してない1個の予備成形物を載置し、
このグラファイト膨張物を0.025〜0.4g/cm3の密度に圧縮して、予備成形物を圧力の作用により1個の粗製成形品に結合し、
該粗製成形品をブロックの形状に裁断する
各工程を含む蓄熱材の製造方法。
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