JPH0754277Y2

JPH0754277Y2 - 黒鉛シート

Info

Publication number: JPH0754277Y2
Application number: JP6511589U
Authority: JP
Inventors: 康弘松出
Original assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Current assignee: Ashimori Industry Co Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2004-06-02
Also published as: JPH036441U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、耐熱性、耐薬品性、シール性（即ち圧縮復元
性）、強度柔軟性、耐クラック性等が要求されるシール
材、ガスケット材等に使用される黒鉛を主成分とする黒
鉛シートに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の黒鉛シートとしては、200倍以上に膨張
させた黒鉛の単体を圧縮成形したものや、膨張させた黒
鉛とフェノール樹脂等の接着剤とを混合し圧縮成形した
ものが知られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の技術で述べたもののうち前者においては、シート
強度を高めるためには200〜400倍程度の高膨張率とする
必要があり、膨張された黒鉛の密度が低くなりすぎ、シ
ートの製造中に黒鉛が飛散しやすく、又高膨張率のため
に大型の設備が必要となり生産性、経済性に劣るという
問題点、更に、高膨張された黒鉛を圧縮形成したシート
であっても黒鉛単体では強度が非常に弱く、製造工程中
又は使用時に少しの外力で破損するため取扱が困難であ
るという問題点を有していた。

また、後者においては、接着剤によって、強度は向上す
るもののシートの可撓性に劣りクラック等が発生しやす
いという問題点を有していた。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、強度が大
きく且つ可撓性に優れた黒鉛シートを提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案における黒鉛シート
は、膨張させた黒鉛と、低融点の接着成分と高融点の骨
格成分とよりなる複合繊維と、が混合され加熱圧縮され
た複合体としたものである。

〔作用〕

加熱圧縮により複合繊維の接着成分が溶融状態で黒鉛と
接着し、部分的に複合繊維の接着成分同士が接着すると
共に、骨格成分は残存し立体的網目構造を形成し、シー
トの補強材となる。また、この立体的網目構造は、自由
度に富み可撓性に優れる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は黒鉛シートの斜視図、第２図は複合繊維を示す
図である。

第１図において、黒鉛シート１は、膨張された黒鉛の圧
縮体２を母材とし、その間に加熱により立体的網目構造
を形成した複合繊維３が混合状態で介在した複合体であ
る。

圧縮体２は、黒鉛粒子が芋虫状に伸長して元の容積の80
〜100倍に膨張された黒鉛を圧縮したものである。この
膨張された黒鉛は例えば以下のようにして製造されたも
のである。まず、黒鉛は炭素の積層構造であるので、こ
の黒鉛の層間に硫酸、硝酸等の化学種を電解処理又は酸
化剤の存在下で挿入した挿間化合物とする。ついで、こ
れらの層間化合物を高温加熱すると、黒鉛層間に挿入さ
れた化学種が分解・ガス化して黒鉛層間を著しく押し広
げながら逸散させ、芋虫状に伸長させる。この膨張され
た黒鉛は、黒鉛としての耐熱性・耐薬品性を保持してお
り、圧縮によりシート状に成形できることからシール
材、ガスケット材等の母材に適している。

複合繊維３は、第２図示の如く、骨格成分４と接着成分
５とから成る複合繊維である。そして、骨格成分４は高
融点材料であり、接着成分５は低融点材料である。すな
わち、高−低融点の中間領域で加熱すれば、高融点材料
は骨格成分として残るが、低融点材料は溶融状態となっ
てその周囲にあるものと接着する。このような、低融点
材料−高融点材料の組み合わせとしては、ポリエチレン
−ポリプロピン、共重合ポリエステル−ポリエステル、
共重合ポリアミド−ポリアミド等のものがある。また、
その組み合わせ形態としては、第２図（ａ）の同心円
状、第２図（ｂ）の偏心円状、第２図（ｃ）の半月状等
のものがある。

そして、膨張された黒鉛２に対する複合繊維３の混合割
合は、膨張された黒鉛２の重量に対して10〜70％が好ま
しい。すなわち、10％未満であるとシート強度が不充分
で、70％を超えると、シート強度は向上するものの製造
工程において膨張された黒鉛２と複合繊維３の均一な混
合が困難となる。また、複合繊維３は、長繊維糸を短く
カットしたもの使用することが好ましく、カットの長さ
は膨張された黒鉛と均一に混合することができる１〜10
mm程度のものが望ましい。また、膨張された黒鉛２と複
合繊維３とを混合する方法としては、湿式法、乾式法ど
ちらでもよい。

つぎに、上述した膨張された黒鉛２と複合繊維３とを混
合し加熱圧縮した複合体の状態を第１図により、更に詳
しく説明する。膨張された黒鉛２それ自体も圧縮によっ
てシート状となっている。そして、第１図の一部内部図
で示すように、骨格成分４は溶けないが接着成分５がと
ける温度で加熱すると共に圧縮することにより、複合繊
維３の接着成分５が溶融状態となって膨張された黒鉛２
と接着する。また、部分的に複合繊維３の接着成分５同
士が接着すると共に、骨格成分は残存するので、骨格成
分４同士が絡み合って立体的網目構造を形成する。そし
て、シートの補強材となる。また、この立体的網目構造
は、骨格成分４の残存に起因して自由度に富み可撓性に
も優れたものとなっている。

つぎに、本考案の黒鉛シートを従来の黒鉛シートと比較
する。

まず、考案例として、以下の製法による黒鉛シートを用
いた。水10lに、接着成分がポリエチレン、骨格成分が
ポリプロピレンよりなる偏芯型複合繊維〔チッソ株式会
社製、ES繊維（商品名）、繊度3d、繊維長5mm〕3gを加
え攪拌し、均一に分散させ、さらに、可膨張黒鉛〔中越
黒鉛工業株式会社製、SMF（商品名）〕を電気炉内で500
℃で２分間加熱処理して約100倍に膨張させた膨張体
（膨張された黒鉛）7gを加え攪拌し均一な混合物を得
た。この混合物を濾過し充分に乾燥した後、金型（150
×150）に充填し、プレス機で140℃、３分間低圧加熱圧
縮し厚さ9mmにする。次に、これを140℃に加熱したカレ
ンダーロールに数回パスさせ（スリットを徐々に小さく
する）厚さ０、4mmの黒鉛シートとした。

ついで、比較例１として、以下の製法による黒鉛シート
を用いた。可膨張黒鉛〔中越黒鉛株式会社製、SMF（商
品名）〕を上記考案例と同様な処理条件で加熱処理し、
約100倍に膨張させた膨張体（膨張された黒鉛）10gを金
型に充填しプレス機で低圧常温圧縮し厚さ9mmにする。
次に、これをカレンダーロールに数回パスさせ厚さ０、
4mmの黒鉛シートとした。

また、比較例２として、以下の製法による黒鉛シートを
用いた。可膨張黒鉛〔中越黒鉛株式会社製、SMF（商品
名）〕を電気炉内で1000℃で１分間加熱処理して約200
倍に膨張させた膨張体（膨張された黒鉛）10gを用いた
他は、比較例１と同様にして厚さ０、4mmの黒鉛シート
とした。

また、比較例３として、以下の製法による黒鉛シートを
用いた。フェノール樹脂〔住友ディレズ株式会社製、PR
−50273（商品名）、固形分濃度73％〕4.11gをメチルエ
チルケントで60gに希釈する。この希釈液と、考案例と
同様にして得られた膨張体（膨張された黒鉛）7gとを混
合し、常温で充分に乾燥して、膨張体の表面にフェノー
ル樹脂を付着させる。この膨張体を金型に充填しプレス
機で低圧常温圧縮し厚さ9mmにする。次にこれをカレン
ダーロールに数回パスさせ厚さ０、4mmとし最後にこれ
を150℃で１時間加熱してフェノール樹脂を硬化させた
黒鉛シートとした。

そして、考案例と比較例１〜３を、以下の性能試験で比
較した。

引張、引裂強さ JISK6301に基づき、得られた黒鉛シートの各々について
引張強さ及び引裂強さを測定した。

可撓性試験 100mm×20mmの試験片を作製し、両端を手で持ちゆっく
り折り曲げてクラック発生の有無を観察した。

圧縮復元性試験 25mm×25mmの試験片を４枚重ね合わせ、その中央を直径
7mmの圧縮子で予荷重7kg/cm²、主荷重350kg/cm²の条件
で圧縮し、次式により圧縮復元率を測定した。なお、圧
縮復元率が高いものほど、シール性に優れる。

なお、t0:予荷重を加えたときの厚さ t1:主荷重を加えたときの厚さ t2:主荷重を除き、予荷重にもどしたときの厚さ以上の性能試験の結果を、次の表１に示す。

表１によれば、考案例は、引張及び引裂強さ、可撓性、
圧縮復元性の何れにおいても比較例１〜３より優れてい
る。特に、膨張された黒鉛単体の比較例１に比較して引
裂強さが大きく向上している。膨張率を高めた比較例２
も考案例の引裂強さに遠く及ばない。また、接着剤を用
いた比較例３の引裂強さより考案例の方が優れており、
可撓性が損なわれるどころか逆に良くなっている。

〔考案の効果〕

膨張させた黒鉛と、低融点の接着成分と高融点の骨格成
分とよりなる複合繊維とが混合された加熱圧縮された複
合体であり、複合繊維の接着成分が溶融状態で黒鉛と接
着し、部分的に複合繊維の接着成分同士が接着すると共
に、骨格成分は残存し立体的網目構造としたので、引
張、引裂強度が強く、又可撓性に優れ、折れることがな
いため取扱やすい。そして、主に骨格成分の網目構造に
より強度をもたせるため黒鉛の膨張率を下げることが可
能（80〜100倍程度）となり、扱い易い比重となって作
業性も良くなる。また、圧縮されても復元性に優れシー
ル性の良いシートとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は黒鉛シートの斜視図、第２図は複合繊維を示す
図である。１……黒鉛シート、２……膨張された黒鉛、３……複合
繊維、４……骨格成分、５……接着成分。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】膨張させた黒鉛と、低融点の接着成分と高
融点の骨格成分とよりなる複合繊維と、が混合され加熱
圧縮された複合体であることを特徴とする黒鉛シート。