JPH08198685A - 焼成用セッター及びその製造法 - Google Patents
焼成用セッター及びその製造法Info
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- JPH08198685A JPH08198685A JP7025933A JP2593395A JPH08198685A JP H08198685 A JPH08198685 A JP H08198685A JP 7025933 A JP7025933 A JP 7025933A JP 2593395 A JP2593395 A JP 2593395A JP H08198685 A JPH08198685 A JP H08198685A
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Abstract
浸炭がなく、また製造が容易な焼成用セッターを提供す
ること。 【構成】 セルロース系繊維等の炭素化した炭素繊維が
有機高分子の炭素化物で一体に結合された炭素板の表面
にセラミック紙等のセラミック層を有する焼成用セッタ
ー。製法は炭素繊維又は炭素化により炭素繊維となる有
機高分子繊維のシートに液状の有機高分子を含浸し、該
シートとセラミック粉末を主体とする抄造シートもしく
はこの抄造シートに有機高分子を含浸したシートとを積
層し、非酸化性雰囲気中、800℃以上で焼成すること
からなる。
Description
ク製品等の焼成の際に被焼成品と受台との間の焼付き等
を防止するために使用される板状の敷板、棚板等、いわ
ゆる焼成用セッターに関するものである。
属質、炭素質のものが使用されるが、求められる特性は
耐熱性、熱伝導性に優れていること、軽量でかつ強度が
高いこと、被焼成品に不純物が混入しないこと、さらに
作業性、取扱い性に優れ、被焼成品の焼成工程における
生産性が高いことなどである。セラミック質のセッター
としてはシリカやアルミナ等を焼結したものが知られて
いる。またこれらのセラミック基板の表面を微粒子状の
アルミナやジルコニアで被覆したものも提案されている
(特開平3−69565)。
性は悪く、また重量も比較的大きい。金属は熱伝導性は
よいが、重量が大きく取扱いにくい。またセラミック基
板に微粒子の金属酸化物を被覆したものはその密着性が
十分でなく、剥離し易く、繰り返し使用に問題が生ず
る。
的軽量であるので、焼成用セッターとして優れた材料で
ある。通常炭素材料はコークス等の粉粒体をピッチを用
いて成形、焼成、黒鉛化したものであるが、その他アル
ミナ等の粉体と炭素の粉末又は繊維をメチルセルロース
及び熱硬化樹脂とをバインダーにして混練し、シート化
したものも提案されている(特開平3−10336
4)。
て優れているが、被焼成物が金属製品の場合に、焼成中
に金属製品に炭素が混入、いわゆる浸炭の問題が生ずる
ことがある。特に近年自動車業界等で金属粉末成形体を
焼結してなる各種焼結金属部品の性能向上が図られてお
り、この浸炭の問題は重要になってきている。さらにそ
の生産量も大量になっており、それに必要とする焼成用
セッターも多量となる。このため焼成用セッターも生産
性が高く、安価であることが求められている。焼成用セ
ッターは通常薄いので、コークス等とピッチを原料とし
て炭素板を効率よく安価に生産することは難しい。また
コークス等とピッチを原料とした通常の炭素材料は反応
性が高く浸炭し易い。
耐熱性、熱伝導性、軽量性等優れた特性を利用すると共
に従来の炭素材料のもつ浸炭の問題等を解決した焼成用
セッターの提供及び焼成用セッターを生産性よく製造す
る方法を提供することを目的とする。
解決するために種々検討した結果到達したもので、その
特徴は炭素繊維が有機高分子の炭素化物で一体に結合さ
れた炭素板の表面にセラミック層を有する焼成用セッタ
ーにある。またその製造法は炭素繊維又は炭素化により
炭素繊維となる有機高分子繊維のシートに液状の有機高
分子を含浸し、該シートとセラミック粉末を主体とする
抄造シートもしくはこの抄造シートに有機高分子を含浸
したシートとを積層し、非酸化性雰囲気中、800℃以
上で焼成することからなる。
成用セッターは特定の炭素板の表面にセラミック層を有
するものである。この炭素板は炭素繊維が有機高分子の
炭素化物で一体に結合されたものからなる。炭素板中の
炭素繊維としては既に炭素繊維となっているものを使用
することも可能であるが、有機高分子繊維を有機高分子
の結合材で板状に成形し、焼成して有機高分子繊維を炭
素化して炭素繊維とする方が経済的には有利である。特
にパルプ、レーヨン等のセルロース系繊維は抄紙により
容易にシート化可能であり、さらにポリアクリロニトリ
ル繊維等と異なって炭素化の前に不融化工程が必要でな
く、一層好ましい繊維である。セルロース系繊維のシー
トとして具体的にはリンター紙、クラフト紙などが好適
である。
物で一体に結合されている。有機高分子は炭素化した際
の浸炭率が高く、しかも炭素化物がガラス状となるフェ
ノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂が望ましい。
ガラス状炭素は強度が大きく、また反応性は低い。炭素
繊維と炭素化物の割合は炭素化物が少なすぎると強度が
弱く、多すぎると炭素化工程で発泡、割れ等が生じ易い
ので、炭素化物は10〜30重量%(以下、%は重量基
準)が好ましい。残りは主として炭素繊維であるが、1
0%以下程度炭素微粉を混入させることもできる。
cm3 程度あって、表面から内部まで殆ど均一でもよい
が、好ましくは内部よりも表面が緻密なものがよい。こ
うすることによって炭素板は軽量化され、またその製法
も容易となる。これらの炭素板は炭素繊維あるいは炭素
化により炭素繊維となる有機高分子繊維、好ましくはセ
ルロース系の繊維のシートに液状の高分子化合物、好ま
しくは液状の熱硬化性樹脂を含浸し、該含浸シートを必
要により複数枚積層し、非酸化性雰囲気下で800℃以
上に加熱(焼成)することによって得られる。高分子化
合物の含浸量は、加熱後の炭素化物が炭素板中で前記の
範囲になるように定めることが好ましい。例えば、好ま
しい例であるセルロース系繊維のシート(紙)に熱硬化
性樹脂を含浸する場合、紙100重量部に対し樹脂(溶
剤等を除く固形分)25〜150重量部を含浸すればよ
い。
浸量を変え、表面を含浸量の高いシートとし、その間の
シートは含浸量を少なくすることにより、得られる炭素
板は表面が内部に比べ緻密となる。含浸した有機高分子
は加熱により分解し、ガスを発生するが、内部より多量
のガスを発生させることはヒビ割れ等の原因となるの
で、内部は含浸量を低くした方が炭素板の製造が容易で
ある。
る。セラミック層は炭素板の片面でも可能であるが、セ
ラミック層を加熱圧着によって設ける場合には片面だと
炭素板とセラミック層の熱膨張率の差により炭素板に反
りが生じ易いので、両面にセラミック層を設けることが
好ましい。炭素板にセラミック層を設ける方法としては
焼成後の炭素板にセラミック粉末を塗布する等によって
も使用できないことはないが、これだと使用中に粉末が
剥離し易いので、耐久性をよくするには炭素板の焼成の
際に同時にセラミック層を加熱圧着することが好まし
い。これに用いるセラミックの形態としてはセラミック
粉末を主体とする抄造シート(以下、セラミック紙とい
う)が最も適する。セラミック紙はセラミック粉末をパ
ルプ、レーヨン繊維、微細ポリアクリロニトリル繊維等
をバインダーないし賦形材にして抄造したものであり、
通常セラミック粉末が60%以上である。
層し、加熱加圧することにより炭素板とセラミック層を
強固に密着させることができる。加熱は樹脂の成形温度
(例えば約150℃)で、好ましくは0.5〜15kg
/cm2 程度に加圧して行なうのがよい。セラミック層
は主としてセラミックからなるが、その他にパルプや高
分子化合物の炭素化物を20%以下程度含む場合もあ
る。そしてセラミック層はセラミック粉末の焼結あるい
は前記炭素化物により結合し、容易に剥離しない。セラ
ミック紙を積層した生の炭素板の加熱は有機高分子が炭
素化する800℃以上であるが、上限はセラミック粉末
の焼結温度とすることができる。加熱温度がセラミック
粉末の焼結温度より低い場合はセラミック層に上記した
炭素化物を含有せしめ、その炭素化物によりセラミック
粉末を結合させることが好ましい。セラミック層にこの
程度の炭素が含まれていても浸炭には殆ど影響しない。
特にこの炭素が熱硬化性樹脂の炭素化物の場合は反応性
が低く、浸炭は起こらない。
2 、SiO2 、TiC、SiC、BN等が用いられる
が、Al2 O3 が最も好ましい。Al2 O3 はAl(O
H)3 を使用し、生の炭素板の焼成の際にAl2 O3 と
することができる。焼成用セッターの炭素板は通常1〜
10mm程度の厚みであり、セラミック層は0.05〜
0.3mm程度である。
g/m2 )、クラフト紙(王子製紙(株)製、150g
/m2 )、水酸化アルミニウム粉末を抄造した紙(Al
(OH)3 )約80%、リンテック(株)製、商品名
セラフォームW−120AF、120g/m2 )にそれ
ぞれ液状のフェノール樹脂(昭和高分子(株)製、レジ
ンD)を、その含浸量を異ならしめて含浸し、110℃
で3分間乾燥処理することによりプリプレグシートを作
成した。含浸量(樹脂固形分)はリンター紙が45%、
クラフト紙が40%、水酸化アルミニウム紙が30%で
ある。
角に裁断し、中間層にクラフト紙10枚、外層(表裏)
にリンター紙各3枚、その表層(表裏)に水酸化アルミ
ニウム紙各1枚を積層し、150℃、10kg/cm2
で10分間加熱し、1000mm角のグリーン成形板と
した。このグリーン成形板を黒鉛板に挟持し、非酸化性
雰囲気中、96時間で1000℃に昇温し、焼成した。
観良好で800mm角、厚さ3mmに収縮した。その物
性は次の通り。 セラミック層中の樹脂の炭素化物 15% 炭素板中の樹脂の炭素化物 23% 嵩密度 1.30g/cm3 曲げ強さ 350kgf/cm3 熱伝導率 14kcal/m・hr・℃
にFeの粉末(C 0.7%、S、P、Mn、SiO2
は合量で2.5%以下、残部Fe)の成形体(直径10
0mm、厚さ10mmの歯車)を載せ、アンモニアの分
解ガス雰囲気中1120℃で1時間成形体を焼結した。
焼結成形体150個中、浸炭されたものは全くなかっ
た。比較のためセラミック層を有せず、他は上記と同じ
炭素板を焼成用セッターにして上記同様焼結したとこ
ろ、焼結成形体150個中3個が成形体の表面に約0.
01%のCが浸炭していた。
であるため、熱伝導率が高く、比較的軽量である。また
表面にセラミック層を有するため浸炭の問題がなく、し
かも炭素板とセラミック層は密着し、さらにセラミック
層中のセラミック粉末は焼結あるいは炭素化物により結
合しているので、剥離等を起こさず、耐久性に優れる。
製法も繊維のシートおよびセラミックシートが使用され
るので容易である。
Claims (8)
- 【請求項1】 炭素繊維が有機高分子の炭素化物で一体
に結合された炭素板の表面にセラミック層を有する焼成
用セッター。 - 【請求項2】 炭素繊維がセルロース系繊維の炭素化繊
維である請求項1記載の焼成用セッター。 - 【請求項3】 有機高分子の炭素化物が熱硬化性樹脂の
炭素化物である請求項1又は2記載の焼成用セッター。 - 【請求項4】 セラミック層がアルミナ層である請求項
1〜3のいずれかに記載の焼成用セッター。 - 【請求項5】 セラミック層がセラミック粉末を主体と
する抄造シートの焼成体層である請求項1〜4のいずれ
かに記載の焼成用セッター。 - 【請求項6】 セラミック粉末が水酸化アルミニウムで
ある請求項5記載の焼成用セッター。 - 【請求項7】 炭素繊維又は炭素化により炭素繊維とな
る有機高分子繊維のシートに液状の有機高分子を含浸
し、該シートとセラミック粉末を主体とする抄造シート
もしくはこの抄造シートに有機高分子を含浸したシート
とを積層し、非酸化性雰囲気中、800℃以上で焼成す
ることを特徴とする焼成用セッターの製造法。 - 【請求項8】 有機高分子繊維がセルロース系繊維であ
り、液状有機高分子が熱硬化性樹脂である請求項7記載
の焼成用セッターの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7025933A JPH08198685A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 焼成用セッター及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7025933A JPH08198685A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 焼成用セッター及びその製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08198685A true JPH08198685A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=12179586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7025933A Pending JPH08198685A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 焼成用セッター及びその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08198685A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005337819A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Japan Fine Ceramics Center | 歪センサ、その製造方法および歪検出方法 |
US7989066B2 (en) | 2003-06-18 | 2011-08-02 | Kureha Corporation | Support member for high-temperature heat-treated metal molding object and process for production thereof |
JP2015174814A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 日清紡ケミカル株式会社 | 被膜密着性を強化した酸化物被覆炭素材料及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP7025933A patent/JPH08198685A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7989066B2 (en) | 2003-06-18 | 2011-08-02 | Kureha Corporation | Support member for high-temperature heat-treated metal molding object and process for production thereof |
JP2005337819A (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Japan Fine Ceramics Center | 歪センサ、その製造方法および歪検出方法 |
JP4518838B2 (ja) * | 2004-05-25 | 2010-08-04 | 財団法人ファインセラミックスセンター | 歪センサ、その製造方法および歪検出方法 |
JP2015174814A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | 日清紡ケミカル株式会社 | 被膜密着性を強化した酸化物被覆炭素材料及びその製造方法 |
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RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050218 |
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A02 | Decision of refusal |
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