JPH10245491A - 膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにその製造方法 - Google Patents
膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにその製造方法Info
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- JPH10245491A JPH10245491A JP9047751A JP4775197A JPH10245491A JP H10245491 A JPH10245491 A JP H10245491A JP 9047751 A JP9047751 A JP 9047751A JP 4775197 A JP4775197 A JP 4775197A JP H10245491 A JPH10245491 A JP H10245491A
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- C04B14/022—Carbon
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- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来技術の問題点を解決乃至大幅に軽減するこ
とにより、厚みの大きな膨張黒鉛成形体を得る技術を提
供することを主な目的とする。さらに、本発明は、収縮
率が低く、寸法安定性に優れた膨張黒鉛焼成体を製造し
うる技術を提供することをも目的とする。また、本発明
は、電磁波遮蔽効果、防火性、耐火性などに優れた膨張
黒鉛成形体および焼成体を得る技術を提供することをも
目的とする。さらにまた、本発明は、膨張黒鉛廃棄物を
有効利用する技術を提供することをも目的とする。 【解決手段】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100部とバインダー0.5〜20部とからなることを特徴と
する膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにそ
の製造方法。
とにより、厚みの大きな膨張黒鉛成形体を得る技術を提
供することを主な目的とする。さらに、本発明は、収縮
率が低く、寸法安定性に優れた膨張黒鉛焼成体を製造し
うる技術を提供することをも目的とする。また、本発明
は、電磁波遮蔽効果、防火性、耐火性などに優れた膨張
黒鉛成形体および焼成体を得る技術を提供することをも
目的とする。さらにまた、本発明は、膨張黒鉛廃棄物を
有効利用する技術を提供することをも目的とする。 【解決手段】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100部とバインダー0.5〜20部とからなることを特徴と
する膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにそ
の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多孔質（ミクロセル）
構造を有する軽量な炭素材料とその製造技術に関する。
この様な炭素材料は、耐火材、防火材、電磁波遮蔽材、
静電防止材などとして有用である。
構造を有する軽量な炭素材料とその製造技術に関する。
この様な炭素材料は、耐火材、防火材、電磁波遮蔽材、
静電防止材などとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】膨張黒鉛は、結晶構造の発達した天然黒
鉛、キッシュ黒鉛などを濃硫酸、硝酸などの酸化剤で酸
化処理して、黒鉛の層間距離を100〜300倍程度に膨張さ
せたものである。この様な膨張黒鉛は、圧縮により塑性
変形し易いので、その加圧成形体は、高温部における断
熱材、ガスケット、パッキンなどの高性能シール材とし
て用いられている。しかしながら、これらの加圧成形体
は、膨張黒鉛が単に圧着されているだけなので、機械的
強度が弱いという問題点がある。
鉛、キッシュ黒鉛などを濃硫酸、硝酸などの酸化剤で酸
化処理して、黒鉛の層間距離を100〜300倍程度に膨張さ
せたものである。この様な膨張黒鉛は、圧縮により塑性
変形し易いので、その加圧成形体は、高温部における断
熱材、ガスケット、パッキンなどの高性能シール材とし
て用いられている。しかしながら、これらの加圧成形体
は、膨張黒鉛が単に圧着されているだけなので、機械的
強度が弱いという問題点がある。
【０００３】従来の膨張黒鉛成形体は、成形により層状
の黒鉛組織が再配列されて、黒鉛底面がシート面に対し
て３０゜以下に配向した異方性の大きい材料となるの
で、使用に際しては方向性を考えて用いなければならな
い。しかも成形体の厚さは、通常0.2〜1.6mm程度、特殊
用途でも2〜3mmまでで、これ以上の厚みのものを成形す
ることは非常に難しい。特に１cm以上の厚みを持つ成形
体を得ようとする場合には、層間剥離を生じたり、さら
に、成形用膨張黒鉛粉末の嵩密度が小さく嵩張るため、
成形用金型が巨大となるので、工業的な生産は実際上不
可能である。
の黒鉛組織が再配列されて、黒鉛底面がシート面に対し
て３０゜以下に配向した異方性の大きい材料となるの
で、使用に際しては方向性を考えて用いなければならな
い。しかも成形体の厚さは、通常0.2〜1.6mm程度、特殊
用途でも2〜3mmまでで、これ以上の厚みのものを成形す
ることは非常に難しい。特に１cm以上の厚みを持つ成形
体を得ようとする場合には、層間剥離を生じたり、さら
に、成形用膨張黒鉛粉末の嵩密度が小さく嵩張るため、
成形用金型が巨大となるので、工業的な生産は実際上不
可能である。
【０００４】また、膨張黒鉛は、電気伝導率が著しく高
いので、電磁波シールドハウジングの充填材としても、
期待されている。例えば、特開平3ー199153号は、膨張
黒鉛をプレスまたはロールで成形して得たシートを木材
またはプラスチック層間に配した電磁波防止複合材を開
示している。しかしながら、この方法では、上記で述べ
た様に、膨張黒鉛の成形シートの厚みを大きくできない
ので、100〜500MHz程度の周波数域では遮蔽効果が認め
られるが、この周波数域外の低周波および高周波域では
遮蔽効果が低く、実用性に乏しい。特開平3-7740号は、
熱可塑性樹脂中に8〜50重量％の膨張黒鉛粉末を含有さ
せた導電性樹脂組成物からなる電磁波遮蔽成形体を提案
しているが、開示された技術を追試してみた限りでは、
電磁波遮蔽効果は全く認められないことが判明した。
いので、電磁波シールドハウジングの充填材としても、
期待されている。例えば、特開平3ー199153号は、膨張
黒鉛をプレスまたはロールで成形して得たシートを木材
またはプラスチック層間に配した電磁波防止複合材を開
示している。しかしながら、この方法では、上記で述べ
た様に、膨張黒鉛の成形シートの厚みを大きくできない
ので、100〜500MHz程度の周波数域では遮蔽効果が認め
られるが、この周波数域外の低周波および高周波域では
遮蔽効果が低く、実用性に乏しい。特開平3-7740号は、
熱可塑性樹脂中に8〜50重量％の膨張黒鉛粉末を含有さ
せた導電性樹脂組成物からなる電磁波遮蔽成形体を提案
しているが、開示された技術を追試してみた限りでは、
電磁波遮蔽効果は全く認められないことが判明した。
【０００５】さらに、膨張黒鉛廃棄物から膨張黒鉛を回
収し、再び加圧成形を試みたとしても、再度の成形が不
可能であるため、リサイクル不可能な産業廃棄物として
埋立処分されているのが現状である。この場合、膨張黒
鉛を含む炭素材料は、安定性に極めて優れているという
特性の故に、土壌中で安定に存在し続けて、新たな環境
問題を引き起こすことになる。さらに、膨張黒鉛廃棄物
は、嵩密度が小さいため、土壌中でかさばり、処分し難
いという問題点を有している。
収し、再び加圧成形を試みたとしても、再度の成形が不
可能であるため、リサイクル不可能な産業廃棄物として
埋立処分されているのが現状である。この場合、膨張黒
鉛を含む炭素材料は、安定性に極めて優れているという
特性の故に、土壌中で安定に存在し続けて、新たな環境
問題を引き起こすことになる。さらに、膨張黒鉛廃棄物
は、嵩密度が小さいため、土壌中でかさばり、処分し難
いという問題点を有している。
【０００６】さらに、一般に従来の炭素材料製品は、そ
の製造時の焼成工程において、収縮率が10〜20％程度に
も達するので、寸法安定性に欠けており、所定形状の製
品を得るためには、切削加工などの二次加工を行う必要
がある。
の製造時の焼成工程において、収縮率が10〜20％程度に
も達するので、寸法安定性に欠けており、所定形状の製
品を得るためには、切削加工などの二次加工を行う必要
がある。
【０００７】また、従来広く使用されてきた重量の大き
い防火材、耐火材などの軽量化をはかるため、発泡セラ
ミックスなどの無機系発泡体の使用が試みられている
が、この種の材料は、脆くかつ機械的強度が低いという
問題点がある。
い防火材、耐火材などの軽量化をはかるため、発泡セラ
ミックスなどの無機系発泡体の使用が試みられている
が、この種の材料は、脆くかつ機械的強度が低いという
問題点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、従
来技術の問題点を解決乃至大幅に軽減することにより、
厚みの大きな膨張黒鉛成形体を得る技術を提供すること
を主な目的とする。
来技術の問題点を解決乃至大幅に軽減することにより、
厚みの大きな膨張黒鉛成形体を得る技術を提供すること
を主な目的とする。
【０００９】さらに、本発明は、収縮率が低く、寸法安
定性に優れた膨張黒鉛焼成体を製造しうる技術を提供す
ることをも目的とする。
定性に優れた膨張黒鉛焼成体を製造しうる技術を提供す
ることをも目的とする。
【００１０】また、本発明は、電磁波遮蔽効果、防火
性、耐火性などに優れた膨張黒鉛成形体および焼成体を
得る技術を提供することをも目的とする。
性、耐火性などに優れた膨張黒鉛成形体および焼成体を
得る技術を提供することをも目的とする。
【００１１】さらにまた、本発明は、膨張黒鉛廃棄物を
有効利用する技術を提供することをも目的とする。
有効利用する技術を提供することをも目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、膨張黒鉛の
特性を失うことなく、膨張黒鉛とバインダーとの混合物
の成形特性などを改善するために種々研究を重ねた結
果、膨張黒鉛のミクロセル構造の壁面に点接触する部分
にのみバインダーが存在する様に、混合物の約20％（本
明細書の以下の記載において、「％」および「部」とあ
るのは、それぞれ「重量％」及び「重量部」を意味す
る）を超えない少量のバインダーを配合する場合には、
その目的を達成し得ることを見出した。本発明者による
この様な知見は、この種の混合物においては、バインダ
ーの量を過剰量とすべきとされていた従来技術（例え
ば、前記特開平3-7740号公報参照）からは、到底予測し
がたいところである。
特性を失うことなく、膨張黒鉛とバインダーとの混合物
の成形特性などを改善するために種々研究を重ねた結
果、膨張黒鉛のミクロセル構造の壁面に点接触する部分
にのみバインダーが存在する様に、混合物の約20％（本
明細書の以下の記載において、「％」および「部」とあ
るのは、それぞれ「重量％」及び「重量部」を意味す
る）を超えない少量のバインダーを配合する場合には、
その目的を達成し得ることを見出した。本発明者による
この様な知見は、この種の混合物においては、バインダ
ーの量を過剰量とすべきとされていた従来技術（例え
ば、前記特開平3-7740号公報参照）からは、到底予測し
がたいところである。
【００１３】すなわち、本発明は、下記の膨張黒鉛系の
組成物、成形体および焼成体ならびにそれらの製造方法
を提供するものである； １．膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕物100部
とバインダー0.5〜20部とからなることを特徴とする膨
張黒鉛系組成物。
組成物、成形体および焼成体ならびにそれらの製造方法
を提供するものである； １．膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕物100部
とバインダー0.5〜20部とからなることを特徴とする膨
張黒鉛系組成物。
【００１４】２．膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とからなることを特
徴とする膨張黒鉛系成形体。
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とからなることを特
徴とする膨張黒鉛系成形体。
【００１５】３．膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とを均一に混合した
後、得られた混合物を成形することを特徴とする上記項
２に記載の膨張黒鉛系成形体の製造方法。
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とを均一に混合した
後、得られた混合物を成形することを特徴とする上記項
２に記載の膨張黒鉛系成形体の製造方法。
【００１６】４．膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とからなる膨張黒鉛
系成形体を焼成して得られる炭化体。
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とからなる膨張黒鉛
系成形体を焼成して得られる炭化体。
【００１７】５．収縮率が1％以下である上記項４に記
載の炭化体。
載の炭化体。
【００１８】６．膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とを均一に混合した
後、得られた混合物を成形し、焼成することを特徴とす
る上記項４または５に記載の炭化体の製造方法。
粉砕物100部とバインダー0.5〜20部とを均一に混合した
後、得られた混合物を成形し、焼成することを特徴とす
る上記項４または５に記載の炭化体の製造方法。
【００１９】７．上記項２、４または５に記載の成形体
および／または炭化体と少なくとも１つの積層材とから
なることを特徴とする膨張黒鉛系複合材。
および／または炭化体と少なくとも１つの積層材とから
なることを特徴とする膨張黒鉛系複合材。
【００２０】８．上記項２、４または５に記載の成形体
および／または炭化体と少なくとも１つの積層材とを重
ねて一体化することを特徴とする膨張黒鉛系複合材の製
造方法。
および／または炭化体と少なくとも１つの積層材とを重
ねて一体化することを特徴とする膨張黒鉛系複合材の製
造方法。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明においては、膨張黒鉛粉末
および／または膨張黒鉛粉砕物100部に対し、バインダ
ーとしてタール、ピッチ、芳香環を主体とする分子構造
を持つ樹脂類などを0.5〜20部を加え、均一に混合分散
させて成形用組成物を得る。
および／または膨張黒鉛粉砕物100部に対し、バインダ
ーとしてタール、ピッチ、芳香環を主体とする分子構造
を持つ樹脂類などを0.5〜20部を加え、均一に混合分散
させて成形用組成物を得る。
【００２２】本発明においては、膨張黒鉛として、天然
黒鉛、キッシュ黒鉛などを濃硫酸、硝酸などの酸化剤に
より酸化処理し、水洗し、加熱するという公知の技術に
より得られた膨張黒鉛およびその粉砕物のみならず、例
えば、成形体製造過程で発生する膨張黒鉛廃棄物および
その粉砕物をも使用することが出来る。本明細書におい
て、単に膨張黒鉛という場合には、これらの材料の少な
くとも１種を使用することを意味する。
黒鉛、キッシュ黒鉛などを濃硫酸、硝酸などの酸化剤に
より酸化処理し、水洗し、加熱するという公知の技術に
より得られた膨張黒鉛およびその粉砕物のみならず、例
えば、成形体製造過程で発生する膨張黒鉛廃棄物および
その粉砕物をも使用することが出来る。本明細書におい
て、単に膨張黒鉛という場合には、これらの材料の少な
くとも１種を使用することを意味する。
【００２３】本発明で使用する膨張黒鉛の性状は特に限
定されるものではないが、通常嵩密度0.004〜0.20g/cm3
程度、比容積5〜270cm3/g程度であり、より好ましく
は、粒度16メッシュアンダー程度、嵩密度0.09〜0.15g/
cm3程度、比容積6〜11cm3/g程度である。
定されるものではないが、通常嵩密度0.004〜0.20g/cm3
程度、比容積5〜270cm3/g程度であり、より好ましく
は、粒度16メッシュアンダー程度、嵩密度0.09〜0.15g/
cm3程度、比容積6〜11cm3/g程度である。
【００２４】本発明で用いるバインダーとしては、特に
限定されるものではないが、例えば各種の合成樹脂類
（たとえば、フェノール樹脂類、フラン樹脂類、ポリイ
ミド類など）、天然樹脂類（松ヤニ、ゴム系ラテックス
など）、ピッチの有機溶媒可溶分、タール類（石炭系、
石油系或いは木質材料の乾留により得られる液状物）な
どが例示され、特に組成物から得た成形体の焼成後に残
炭率の高いもの（50％以上）が望ましい。
限定されるものではないが、例えば各種の合成樹脂類
（たとえば、フェノール樹脂類、フラン樹脂類、ポリイ
ミド類など）、天然樹脂類（松ヤニ、ゴム系ラテックス
など）、ピッチの有機溶媒可溶分、タール類（石炭系、
石油系或いは木質材料の乾留により得られる液状物）な
どが例示され、特に組成物から得た成形体の焼成後に残
炭率の高いもの（50％以上）が望ましい。
【００２５】バインダーとして粉末状のものを用いる場
合には、60メッシュアンダー、より好ましくは200メッ
シュアンダーに微粉化して、膨張黒鉛に混合分散させ、
得られた組成物の成形時に加熱／加圧下に良好な流動性
を示すことが好ましい。また、粉末状バインダーを使用
する場合には、これを有機溶媒（メタノール、テトラヒ
ドロフラン、アセトン、ノルマルヘキサン、キノリンな
ど）に溶解或いは分散させた状態で、膨張黒鉛中に分散
混合させることも出来る。この様にして混合を行う場合
には、液状のバインダーを使用する場合と同様に、膨張
黒鉛とバインダーとの均一混合が促進されるとともに、
両者のいわゆる“なじみ”が良好となる。
合には、60メッシュアンダー、より好ましくは200メッ
シュアンダーに微粉化して、膨張黒鉛に混合分散させ、
得られた組成物の成形時に加熱／加圧下に良好な流動性
を示すことが好ましい。また、粉末状バインダーを使用
する場合には、これを有機溶媒（メタノール、テトラヒ
ドロフラン、アセトン、ノルマルヘキサン、キノリンな
ど）に溶解或いは分散させた状態で、膨張黒鉛中に分散
混合させることも出来る。この様にして混合を行う場合
には、液状のバインダーを使用する場合と同様に、膨張
黒鉛とバインダーとの均一混合が促進されるとともに、
両者のいわゆる“なじみ”が良好となる。
【００２６】膨張黒鉛とバインダーとの配合割合は、膨
張黒鉛100部に対し、通常バインダー0.5〜20部程度、よ
り好ましくは1〜10部程度である。バインダーとして
は、上記で説明したものを２種以上併用することもでき
る。例えば、液状バインダー中に微粉末状バインダーを
分散させて使用することもできる。
張黒鉛100部に対し、通常バインダー0.5〜20部程度、よ
り好ましくは1〜10部程度である。バインダーとして
は、上記で説明したものを２種以上併用することもでき
る。例えば、液状バインダー中に微粉末状バインダーを
分散させて使用することもできる。
【００２７】本発明による成形体は、上記の様にして得
た膨張黒鉛系組成物を所定の温度および圧力で成形する
ことにより、製造される。バインダーの混合分散のため
に有機溶媒を使用する場合には、成形に先立ち有機溶媒
の揮散を充分に行うことが好ましい。有機溶媒が残存し
ていると、成形体或いは炭化体に粗大な気孔が発生し
て、強度の低下を生ずるおそれがある。成形時の圧力お
よび温度は、組成物中の膨張黒鉛とバインダーとの配合
割合、成形体、炭化体、複合材の具体的な用途などによ
り変わりうるので、特に限定されるものではないが、通
常温度80〜200℃程度（より好ましくは、140〜170℃程
度）、圧力3〜20MPa程度（より好ましくは、8〜15MPa程
度）である。
た膨張黒鉛系組成物を所定の温度および圧力で成形する
ことにより、製造される。バインダーの混合分散のため
に有機溶媒を使用する場合には、成形に先立ち有機溶媒
の揮散を充分に行うことが好ましい。有機溶媒が残存し
ていると、成形体或いは炭化体に粗大な気孔が発生し
て、強度の低下を生ずるおそれがある。成形時の圧力お
よび温度は、組成物中の膨張黒鉛とバインダーとの配合
割合、成形体、炭化体、複合材の具体的な用途などによ
り変わりうるので、特に限定されるものではないが、通
常温度80〜200℃程度（より好ましくは、140〜170℃程
度）、圧力3〜20MPa程度（より好ましくは、8〜15MPa程
度）である。
【００２８】本発明による炭化体の製造は、バインダー
の種類およびその配合量などにより変わりうるので、特
に限定されないが、通常所定形状の成形体を非酸化性雰
囲気下（不活性ガス中或いは減圧下）、400〜2000℃程
度（より好ましくは、700〜1600℃程度）で1〜100時間
程度加熱することにより行われる。なお、本発明による
炭化体は、上記の様に、組成物を成形し、焼成すること
により得られるので、本明細書においては、「焼成体」
或いは「焼成炭化体」ということもある。
の種類およびその配合量などにより変わりうるので、特
に限定されないが、通常所定形状の成形体を非酸化性雰
囲気下（不活性ガス中或いは減圧下）、400〜2000℃程
度（より好ましくは、700〜1600℃程度）で1〜100時間
程度加熱することにより行われる。なお、本発明による
炭化体は、上記の様に、組成物を成形し、焼成すること
により得られるので、本明細書においては、「焼成体」
或いは「焼成炭化体」ということもある。
【００２９】本発明による膨張黒鉛系複合材の製造は、
特に制限なく、従来から複合材の製造に際して採用され
てきた種々の手法により行うことが出来る。例えば、予
め板状に成形した本発明による膨張黒鉛系成形体を２枚
の積層材間（例えば、金属板間）に配置した後、加熱下
或いは非加熱下にロール、プレスなどを用いて圧接する
ことにより、製造することが出来る。或いは、本発明に
よる膨張黒鉛系焼成体を２枚の積層材（例えば、プラス
チック−木材、金属−プラスチック、金属−木材などの
異なる材料の組合せであっても良い）の間に配置し、ク
ギ止め、ネジ止め、ボルト止め、接着剤による接合など
により、一体化しても良い。或いは、本発明による膨張
黒鉛系成形体または焼成体と１枚の積層材とをクギ止
め、ネジ止め、ボルト止め、接着剤による接合などによ
り、一体化することもできる。或いはさらに、予め板状
に成形した本発明による膨張黒鉛系成形体の表面に金網
を載せるか或いは金網上に予め板状に成形した本発明に
よる膨張黒鉛系成形体を載せた後、ロール、プレスなど
により両者を一体化することもできる。積層材として
は、特に制限なく、上記のプラスチック、木材、金属な
どの他に、用途に応じて、ガラス、セラミックス、紙、
布（織布、不織布、織物など）、ゴムなどの種々の材料
を使用することができる。
特に制限なく、従来から複合材の製造に際して採用され
てきた種々の手法により行うことが出来る。例えば、予
め板状に成形した本発明による膨張黒鉛系成形体を２枚
の積層材間（例えば、金属板間）に配置した後、加熱下
或いは非加熱下にロール、プレスなどを用いて圧接する
ことにより、製造することが出来る。或いは、本発明に
よる膨張黒鉛系焼成体を２枚の積層材（例えば、プラス
チック−木材、金属−プラスチック、金属−木材などの
異なる材料の組合せであっても良い）の間に配置し、ク
ギ止め、ネジ止め、ボルト止め、接着剤による接合など
により、一体化しても良い。或いは、本発明による膨張
黒鉛系成形体または焼成体と１枚の積層材とをクギ止
め、ネジ止め、ボルト止め、接着剤による接合などによ
り、一体化することもできる。或いはさらに、予め板状
に成形した本発明による膨張黒鉛系成形体の表面に金網
を載せるか或いは金網上に予め板状に成形した本発明に
よる膨張黒鉛系成形体を載せた後、ロール、プレスなど
により両者を一体化することもできる。積層材として
は、特に制限なく、上記のプラスチック、木材、金属な
どの他に、用途に応じて、ガラス、セラミックス、紙、
布（織布、不織布、織物など）、ゴムなどの種々の材料
を使用することができる。
【００３０】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明らかにする。
ころをより一層明らかにする。
【００３１】実施例１ 膨張黒鉛破砕物（30メッシュアンダー）100部に対し、2
00メッシュアンダーのノボラックタイプのフェノール樹
脂（フロー30mm、ゲルタイム55秒、オルト／パラ比＝５
５／４５）1部を加え、均一に混合して、本発明による
膨張黒鉛系組成物を得た。
00メッシュアンダーのノボラックタイプのフェノール樹
脂（フロー30mm、ゲルタイム55秒、オルト／パラ比＝５
５／４５）1部を加え、均一に混合して、本発明による
膨張黒鉛系組成物を得た。
【００３２】次いで、得られた膨張黒鉛系組成物をホッ
トプレスを用いて、160℃、10MPaで2分間成形した後、
成形体の嵩密度および真密度から全気孔率を計算し、ま
た収縮率および残炭率を求めた。
トプレスを用いて、160℃、10MPaで2分間成形した後、
成形体の嵩密度および真密度から全気孔率を計算し、ま
た収縮率および残炭率を求めた。
【００３３】また、上記の成形体から100mm×5mm×3mm
の短冊形試験片を作製し、キャンドル式燃焼試験機を用
いて、100％酸素雰囲気下で着火試験を行った。
の短冊形試験片を作製し、キャンドル式燃焼試験機を用
いて、100％酸素雰囲気下で着火試験を行った。
【００３４】電磁波遮断効果の測定については、200mm
×200mm×5mmに成形した試料を電磁波遮蔽効果測定装置
（安立電気（株）製、シールド効果評価器スペクトラム
・アナライザー）を用いて、１〜1000MHzまでの周波数
域での電界および磁界遮断性を測定した。
×200mm×5mmに成形した試料を電磁波遮蔽効果測定装置
（安立電気（株）製、シールド効果評価器スペクトラム
・アナライザー）を用いて、１〜1000MHzまでの周波数
域での電界および磁界遮断性を測定した。
【００３５】曲げ試験は、20mm×10mm×4mmの試験片を
使用して、曲げスパン10mm、試験速度２mm/minで行っ
た。
使用して、曲げスパン10mm、試験速度２mm/minで行っ
た。
【００３６】なお、本実施例で得られた成形体および以
下の各実施例で得られた成形体および焼成体の表面は、
平滑であり、光沢性に優れていた。
下の各実施例で得られた成形体および焼成体の表面は、
平滑であり、光沢性に優れていた。
【００３７】本実施例および以下の実施例ならびに比較
例により得られた結果を後記表１および２に示す。
例により得られた結果を後記表１および２に示す。
【００３８】実施例２ ノボラックタイプのフェノール樹脂の使用量を3部とす
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
【００３９】実施例３ ノボラックタイプのフェノール樹脂の使用量を5部とす
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
【００４０】実施例４ ノボラックタイプのフェノール樹脂の使用量を7部とす
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
【００４１】実施例５ ノボラックタイプのフェノール樹脂の使用量を10部とす
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
る以外は実施例１と同様にして組成物の調製と各種の試
験を行った。
【００４２】実施例６ 実施例１と同様にして得られた成形体をアルゴンガス雰
囲気下室温から1000℃まで８時間かけて焼成し、炭化体
を得た。得られた炭化体について、実施例１と同様にし
て各種の試験を行った。
囲気下室温から1000℃まで８時間かけて焼成し、炭化体
を得た。得られた炭化体について、実施例１と同様にし
て各種の試験を行った。
【００４３】実施例７ 実施例２と同様にして得られた成形体を用いる以外は実
施例６と同様にして各種の試験を行った。
施例６と同様にして各種の試験を行った。
【００４４】実施例８ 実施例３と同様にして得られた成形体を用い、その焼成
時間を30時間とする以外は実施例６と同様にして各種の
試験を行った。
時間を30時間とする以外は実施例６と同様にして各種の
試験を行った。
【００４５】実施例９ 実施例４と同様にして得られた成形体を用い、その焼成
時間を40時間とする以外は実施例６と同様にして各種の
試験を行った。
時間を40時間とする以外は実施例６と同様にして各種の
試験を行った。
【００４６】実施例１０ 実施例５と同様にして得られた成形体を用い、その焼成
時間を40時間とする以外は実施例６と同様にして各種の
試験を行った。
時間を40時間とする以外は実施例６と同様にして各種の
試験を行った。
【００４７】実施例１１ 樹脂固形分1％になるようにメタノールで希釈した液状
のレゾールタイプのフェノール樹脂溶液を用いて、３０
メッシュアンダーの膨張黒鉛粉末に浸し、よく混合した
後メタノールを揮散させて、膨張黒鉛粉末100部とフェ
ノール樹脂1部とからなる組成物を得た。次いで、得ら
れた組成物を用いて、実施例１と同様にして成形体を得
た後、同様にして各種の試験を行った。
のレゾールタイプのフェノール樹脂溶液を用いて、３０
メッシュアンダーの膨張黒鉛粉末に浸し、よく混合した
後メタノールを揮散させて、膨張黒鉛粉末100部とフェ
ノール樹脂1部とからなる組成物を得た。次いで、得ら
れた組成物を用いて、実施例１と同様にして成形体を得
た後、同様にして各種の試験を行った。
【００４８】実施例１２ 実施例１１と同様にして得られた成形体を実施例６と同
様にして焼成し、得られた炭化体の特性を評価した。
様にして焼成し、得られた炭化体の特性を評価した。
【００４９】実施例１３ 実施例５と同様にして得られた組成物を実施例１と同様
にして成形した200mm×200mm×10mmの膨張黒鉛成形板
（樹脂分10部＋膨張黒鉛100部）を200mm×200mm×3mmの
２枚の木板間にボルトで保持した複合材を得た後、実施
例１と同様にして該複合材の電磁波遮蔽効果を調べた。
にして成形した200mm×200mm×10mmの膨張黒鉛成形板
（樹脂分10部＋膨張黒鉛100部）を200mm×200mm×3mmの
２枚の木板間にボルトで保持した複合材を得た後、実施
例１と同様にして該複合材の電磁波遮蔽効果を調べた。
【００５０】また、この複合板の一方の木板をバーナで
着火させ、反対側の木板への類焼の程度を調べた。
着火させ、反対側の木板への類焼の程度を調べた。
【００５１】比較例１ バインダーを加えることなく、実施例１と同様の膨張黒
鉛粉末を実施例１と同様にして金型を用いて成形するこ
とを試みたが、成形体は簡単に崩壊してしまった。
鉛粉末を実施例１と同様にして金型を用いて成形するこ
とを試みたが、成形体は簡単に崩壊してしまった。
【００５２】比較例２ 30メッシュアンダーの膨張黒鉛粉末100部にノボラック
タイプのフェノール樹脂粉末43部を混ぜ、常法に従って
100℃の熱ローラで混練した後、成形することを試みた
が、成形体の表面は極めて粗く、実用に供し得ないもの
であった。
タイプのフェノール樹脂粉末43部を混ぜ、常法に従って
100℃の熱ローラで混練した後、成形することを試みた
が、成形体の表面は極めて粗く、実用に供し得ないもの
であった。
【００５３】比較例３ 30メッシュアンダーの膨張黒鉛粉末100部にノボラック
タイプのフェノール樹脂粉末230部を混ぜ、得られた組
成物を常法に従って100℃の熱ローラで１分間混練した
後、160℃、15MPaで成形したものを実施例１と同様にし
て、評価した。
タイプのフェノール樹脂粉末230部を混ぜ、得られた組
成物を常法に従って100℃の熱ローラで１分間混練した
後、160℃、15MPaで成形したものを実施例１と同様にし
て、評価した。
【００５４】比較例４ 比較例３の成形方法で得た70mm×70mm×3mmの成形板を
室温から1000℃まで100時間かけて焼成したところ、ク
ラックが入り、割れてしまった。
室温から1000℃まで100時間かけて焼成したところ、ク
ラックが入り、割れてしまった。
【００５５】
【表１】
【００５６】注：表１中の着火試験において、例えば
「1秒間燃焼」とあるのは、バーナーを近づけた際に1秒
間のみ燃焼し、バーナーを遠ざけることにより、燃焼し
なくなったことを意味する。
「1秒間燃焼」とあるのは、バーナーを近づけた際に1秒
間のみ燃焼し、バーナーを遠ざけることにより、燃焼し
なくなったことを意味する。
【００５７】
【表２】
【００５８】表２におけるシールド効果の判定基準は、
「0〜10dB：シールド効果無し、10〜30dB：最小限度の
シールド効果あり、30〜60dB：良好なシールド効果あ
り、60〜90dB：優秀なシールド効果あり、90dB以上：最
高技術によるシールド効果」であることから、本発明に
よる製品は、シールド効果に優れていることがわかる。
「0〜10dB：シールド効果無し、10〜30dB：最小限度の
シールド効果あり、30〜60dB：良好なシールド効果あ
り、60〜90dB：優秀なシールド効果あり、90dB以上：最
高技術によるシールド効果」であることから、本発明に
よる製品は、シールド効果に優れていることがわかる。
【００５９】
【発明の効果】本発明による膨張黒鉛系組成物は、バイ
ンダー含有量が少ないにもかかわらず、成形が可能であ
る。
ンダー含有量が少ないにもかかわらず、成形が可能であ
る。
【００６０】本発明による膨張黒鉛系組成物から得られ
る成形体およびその焼成炭化体は、開気孔および閉気孔
を多く含む多孔体であり、従来の炭素材料に比べて軽量
である。また、本発明による成形体およびその焼成炭化
体中の多孔体の大部分を構成する膨張黒鉛は、不燃性で
あるので、本発明成形体は、酸素指数法において100％
酸素雰囲気下でもほとんど着火せず、樹脂分が10％程度
となっても、3秒以上燃焼することはないし、その焼成
炭化体は、着火すらしない。
る成形体およびその焼成炭化体は、開気孔および閉気孔
を多く含む多孔体であり、従来の炭素材料に比べて軽量
である。また、本発明による成形体およびその焼成炭化
体中の多孔体の大部分を構成する膨張黒鉛は、不燃性で
あるので、本発明成形体は、酸素指数法において100％
酸素雰囲気下でもほとんど着火せず、樹脂分が10％程度
となっても、3秒以上燃焼することはないし、その焼成
炭化体は、着火すらしない。
【００６１】本発明による膨張黒鉛系の成形体およびそ
の焼成炭化体は、表面が平滑であり、光沢性に優れてい
る。
の焼成炭化体は、表面が平滑であり、光沢性に優れてい
る。
【００６２】本発明による焼成炭化体は、従来の炭素材
料では不可能とされてきた収縮率をほぼゼロとすること
も可能であるため、寸法安定性が高く、２次加工が不要
となる。また、炭化体の収率を示す残炭率の値は、95〜
99％程度であり、焼成による損失は殆ど認められない。
料では不可能とされてきた収縮率をほぼゼロとすること
も可能であるため、寸法安定性が高く、２次加工が不要
となる。また、炭化体の収率を示す残炭率の値は、95〜
99％程度であり、焼成による損失は殆ど認められない。
【００６３】本発明による成形体および焼成炭化体は、
高い導電性を有しており、従来の炭素材料による電磁波
防止効果が50dB前後に対し、60〜80dB程度にも達し、周
波数帯によっては90dB以上のものも得られる。
高い導電性を有しており、従来の炭素材料による電磁波
防止効果が50dB前後に対し、60〜80dB程度にも達し、周
波数帯によっては90dB以上のものも得られる。
【００６４】本発明による成形体および焼成炭化体のた
わみ率は、従来の炭素材料では脆性材料のため1％以下
であったのに対し、５％以上あり、可とう性に優れた材
料であることがわかる。
わみ率は、従来の炭素材料では脆性材料のため1％以下
であったのに対し、５％以上あり、可とう性に優れた材
料であることがわかる。
【００６５】さらに、従来の膨張黒鉛製品では、2〜3mm
までの厚さのものしか得られず、曲げ強さが小さ過ぎて
測定不能なものしか得られなかった。これに対し、本発
明によれば、任意の厚みを持ち、かつ任意の形状の膨張
黒鉛成形品を得ることが可能となり、機械的強度にも優
れたものとなる。
までの厚さのものしか得られず、曲げ強さが小さ過ぎて
測定不能なものしか得られなかった。これに対し、本発
明によれば、任意の厚みを持ち、かつ任意の形状の膨張
黒鉛成形品を得ることが可能となり、機械的強度にも優
れたものとなる。
【００６６】以上を要約すると、本発明で得られる材料
によれば、従来の石綿、石膏などで構成される不燃材、
防火材などに比べて、軽量化が可能になる。また、本発
明で得られる材料は、同時に多孔質の導電性材料である
ので、従来の金属系や炭化物系の電磁波防止材よりも、
軽量で電磁波遮断性に優れている。成形体を焼成した炭
化体は、炭素ー炭素複合材であるため、上記特性が一層
改善される。
によれば、従来の石綿、石膏などで構成される不燃材、
防火材などに比べて、軽量化が可能になる。また、本発
明で得られる材料は、同時に多孔質の導電性材料である
ので、従来の金属系や炭化物系の電磁波防止材よりも、
軽量で電磁波遮断性に優れている。成形体を焼成した炭
化体は、炭素ー炭素複合材であるため、上記特性が一層
改善される。
Claims (8)
- 【請求項１】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100重量部とバインダー0.5〜20重量部とからなること
を特徴とする膨張黒鉛系組成物。 - 【請求項２】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100重量部とバインダー0.5〜20重量部とからなること
を特徴とする膨張黒鉛系成形体。 - 【請求項３】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100重量部とバインダー0.5〜20重量部とを均一に混合
した後、得られた混合物を成形することを特徴とする請
求項２に記載の膨張黒鉛成形体の製造方法。 - 【請求項４】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100重量部とバインダー0.5〜20重量部とからなる膨張
黒鉛成形体を焼成して得られる炭化体。 - 【請求項５】収縮率が1％以下である請求項４に記載の
炭化体。 - 【請求項６】膨張黒鉛粉末および／または膨張黒鉛粉砕
物100重量部とバインダー0.5〜20重量部とを均一に混合
した後、得られた混合物を成形し、焼成することを特徴
とする請求項４または５に記載の炭化体の製造方法。 - 【請求項７】請求項２、４または５に記載の成形体およ
び／または炭化体と少なくとも１つの積層材とからなる
ことを特徴とする膨張黒鉛系複合材。 - 【請求項８】請求項２、４または５に記載の成形体およ
び／または炭化体と少なくとも１つの積層材とを重ねて
一体化することを特徴とする膨張黒鉛系複合材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9047751A JP3054757B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9047751A JP3054757B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10245491A true JPH10245491A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3054757B2 JP3054757B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=12784071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9047751A Expired - Fee Related JP3054757B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | 膨張黒鉛系組成物、成形体および焼成体ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054757B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999034673A1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-15 | Eveready Battery Company, Inc. | Alkaline cell having a cathode incorporating expanded graphite |
| NL1011718C2 (nl) * | 1999-04-01 | 2000-10-03 | Beele Eng Bv | Elektrisch geleidende pasta. |
| JP2001261439A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-09-26 | Nippon Karu Kk | 炭素系発泡体およびその製造方法 |
| EP1852252A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-07 | Sgl Carbon Ag | Hochtemperaturbeständiger Verbundwerkstoff |
| JP2007533818A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | アドバンスド、エナジー、テクノロジー、インコーポレーテッド | 樹脂含浸フレキシブルグラファイト製品 |
| WO2014148649A1 (ja) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | カーボン板及び複合カーボン板 |
| JP2015120848A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 旭有機材工業株式会社 | フェノール樹脂成形材料及びその製造方法 |
| CN113831896A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-12-24 | 湖南大学 | 一种用于选择性激光烧结的复合相变粉末材料及其制备方法和应用 |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP9047751A patent/JP3054757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6828064B1 (en) | 1998-01-07 | 2004-12-07 | Eveready Battery Company, Inc. | Alkaline cell having a cathode incorporating enhanced graphite |
| WO1999034673A1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-15 | Eveready Battery Company, Inc. | Alkaline cell having a cathode incorporating expanded graphite |
| NL1011718C2 (nl) * | 1999-04-01 | 2000-10-03 | Beele Eng Bv | Elektrisch geleidende pasta. |
| WO2000059998A1 (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Beele Engineering B.V. | Electrically conductive forming paste |
| JP2001261439A (ja) * | 2000-03-23 | 2001-09-26 | Nippon Karu Kk | 炭素系発泡体およびその製造方法 |
| US6689295B2 (en) * | 2000-03-23 | 2004-02-10 | Osaka Prefectural Government | Carbonaceous porous body and method for producing the same |
| JP2007533818A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | アドバンスド、エナジー、テクノロジー、インコーポレーテッド | 樹脂含浸フレキシブルグラファイト製品 |
| EP1852252A1 (de) * | 2006-05-04 | 2007-11-07 | Sgl Carbon Ag | Hochtemperaturbeständiger Verbundwerkstoff |
| WO2014148649A1 (ja) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | カーボン板及び複合カーボン板 |
| JP6058786B2 (ja) * | 2013-03-22 | 2017-01-11 | 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 | カーボン板及び複合カーボン板 |
| US9718688B2 (en) | 2013-03-22 | 2017-08-01 | Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. | Carbon plate and composite carbon plate |
| JP2015120848A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 旭有機材工業株式会社 | フェノール樹脂成形材料及びその製造方法 |
| CN113831896A (zh) * | 2020-09-08 | 2021-12-24 | 湖南大学 | 一种用于选择性激光烧结的复合相变粉末材料及其制备方法和应用 |
| CN113831896B (zh) * | 2020-09-08 | 2024-02-23 | 湖南大学 | 一种用于选择性激光烧结的复合相变粉末材料及其制备方法和应用 |
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|---|---|
| JP3054757B2 (ja) | 2000-06-19 |
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