JPS60191058A - 可撓性黒鉛複合材料 - Google Patents
可撓性黒鉛複合材料Info
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- JPS60191058A JPS60191058A JP59045643A JP4564384A JPS60191058A JP S60191058 A JPS60191058 A JP S60191058A JP 59045643 A JP59045643 A JP 59045643A JP 4564384 A JP4564384 A JP 4564384A JP S60191058 A JPS60191058 A JP S60191058A
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- Japan
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- graphite
- weight
- composite material
- graphite composite
- flexible graphite
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可撓性黒鉛複合材料に関し、詳しくは膨張黒鉛
に特定量の合成樹脂、ゴムまたは無機材料を複合させて
なる、引張強度、不浸透性等の緒特性に優れた可撓性黒
鉛複合材料に関する。
に特定量の合成樹脂、ゴムまたは無機材料を複合させて
なる、引張強度、不浸透性等の緒特性に優れた可撓性黒
鉛複合材料に関する。
従来、炭素製品には種々の種類があり、（１）炭素粉末
（石油コークス、ビッヂコークス、石炭、カーボンブラ
ック、人造黒鉛および天然黒鉛等の粉末）にタール、ピ
ッチ、合成樹脂等のバインダーを混捏し加圧成型後、焼
成して炭素化、または更に黒鉛化して得られる通常の炭
素または黒鉛製品、（２）合成ｉ雑を炭素化または黒鉛
化して得られる炭素化または黒鉛化繊維、（３）これら
の製品（上記（１）および（２））に合成樹脂を含浸ま
たは被覆して得られる複合材料、（４）炭素粉末（炭素
質、黒鉛質を含む）と合成樹脂とを混捏成型して得られ
る複合材料等が知られているが、これ等は種々の欠点を
有しており、用途が限定されているのが現状である。
（石油コークス、ビッヂコークス、石炭、カーボンブラ
ック、人造黒鉛および天然黒鉛等の粉末）にタール、ピ
ッチ、合成樹脂等のバインダーを混捏し加圧成型後、焼
成して炭素化、または更に黒鉛化して得られる通常の炭
素または黒鉛製品、（２）合成ｉ雑を炭素化または黒鉛
化して得られる炭素化または黒鉛化繊維、（３）これら
の製品（上記（１）および（２））に合成樹脂を含浸ま
たは被覆して得られる複合材料、（４）炭素粉末（炭素
質、黒鉛質を含む）と合成樹脂とを混捏成型して得られ
る複合材料等が知られているが、これ等は種々の欠点を
有しており、用途が限定されているのが現状である。
例えば上記の（１）の製品は可撓性がな（、また気体お
よび液体に対する透過性が大きい。（２）の製品も気体
および液体に対する透過性が大きい。
よび液体に対する透過性が大きい。（２）の製品も気体
および液体に対する透過性が大きい。
（３）、（４）は合成樹脂により気体および液体に対す
る不浸透性は向上できるが、可撓性に関しては解決され
ていない。
る不浸透性は向上できるが、可撓性に関しては解決され
ていない。
特に、自動車のエンジンに用いられるシリンダ用ガスケ
ットにおいては、可撓性、引張強度と共に、耐油性、耐
不凍液性といった不浸透性が要求される。しかしながら
、上記の炭素材料はいずれもこれらの要求される諸特性
を併せ有するものではない。
ットにおいては、可撓性、引張強度と共に、耐油性、耐
不凍液性といった不浸透性が要求される。しかしながら
、上記の炭素材料はいずれもこれらの要求される諸特性
を併せ有するものではない。
本発明は、可撓性、引張強度に優れるのみならず、耐油
性、耐不凍液性に優れた可撓性黒鉛複合材料を提供する
ことを目的とする。
性、耐不凍液性に優れた可撓性黒鉛複合材料を提供する
ことを目的とする。
本発明のこの目的は、膨張黒鉛にエポキシ樹脂等の合成
樹脂、フッ素ゴム等のゴムまたはジルコニアゾル等の無
機材料を特定量複合させることによって達成される。
樹脂、フッ素ゴム等のゴムまたはジルコニアゾル等の無
機材料を特定量複合させることによって達成される。
すなわち本発明は、膨張黒鉛に合成樹脂、ゴムまたは無
機材料を０．２〜１０重量％複合させてなる可撓性黒鉛
複合材料にある。
機材料を０．２〜１０重量％複合させてなる可撓性黒鉛
複合材料にある。
天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等の黒鉛は、これ
を濃硫酸、濃硝酸、濃硝酸と塩素酸カリウム、濃硫酸と
硝酸カリウム、または過マンガン酸カリウム等の強酸化
剤、臭素あるいは塩化アルミニウム等のハロゲン化物で
処理する事により層間化合物を作る事が出来る。
を濃硫酸、濃硝酸、濃硝酸と塩素酸カリウム、濃硫酸と
硝酸カリウム、または過マンガン酸カリウム等の強酸化
剤、臭素あるいは塩化アルミニウム等のハロゲン化物で
処理する事により層間化合物を作る事が出来る。
一般に結晶格子が緻密でなく空隙の多い構造を持ってい
る物質は、その空隙に種々の分子を吸引する性質がある
。黒鉛は特有の層状構造を有し炭素平面内の結合は非常
に強く緻密な網平面を形成しているが、層平面と直角方
向、即ちＣ方向の結合が弱く、居間に空間を有している
。この黒鉛層間に他の物質が侵入して炭素平面と結合す
るとき、これを層間化合物という。
る物質は、その空隙に種々の分子を吸引する性質がある
。黒鉛は特有の層状構造を有し炭素平面内の結合は非常
に強く緻密な網平面を形成しているが、層平面と直角方
向、即ちＣ方向の結合が弱く、居間に空間を有している
。この黒鉛層間に他の物質が侵入して炭素平面と結合す
るとき、これを層間化合物という。
この層間化合物の形成された黒鉛粒子を急激に加熱、例
えば１０００℃以上の高温に１〜１０秒間処理すると層
間化合物は分解してガスを発生しそのガス圧により黒鉛
層間が拡張され膨張黒鉛粒子を形成する。この場合、前
処理および熱処理の処理方法により１０倍以上３００倍
までの任意の膨張倍率のものを得る事が出来る。
えば１０００℃以上の高温に１〜１０秒間処理すると層
間化合物は分解してガスを発生しそのガス圧により黒鉛
層間が拡張され膨張黒鉛粒子を形成する。この場合、前
処理および熱処理の処理方法により１０倍以上３００倍
までの任意の膨張倍率のものを得る事が出来る。
膨張黒鉛はその自己接着性によりこれを圧縮してシート
状に成形する事が出来、膨張黒鉛圧縮製品を得る。これ
は、強度に異方性があるため脆く、取扱いに注意しない
と成型時あるいは使用時に破損する欠点がある。またこ
の自己接着性のみにより成型するためには、その膨張倍
率が大いに関係し、８０倍以上の膨張倍率のものを使用
しないと一体的な黒鉛シートを得る事が出来ない。
状に成形する事が出来、膨張黒鉛圧縮製品を得る。これ
は、強度に異方性があるため脆く、取扱いに注意しない
と成型時あるいは使用時に破損する欠点がある。またこ
の自己接着性のみにより成型するためには、その膨張倍
率が大いに関係し、８０倍以上の膨張倍率のものを使用
しないと一体的な黒鉛シートを得る事が出来ない。
本発明において膨張黒鉛は、任意の膨張率のものを使用
し得るがシー１−状あるいはフィルム状の極めて薄い可
撓性にすぐれた黒鉛製品を得るにはＣ方向に対して１０
倍以上の膨張率を有する膨張黒鉛を用いることが望まし
い。１０倍未満のものでは可撓性が充分に得られない。
し得るがシー１−状あるいはフィルム状の極めて薄い可
撓性にすぐれた黒鉛製品を得るにはＣ方向に対して１０
倍以上の膨張率を有する膨張黒鉛を用いることが望まし
い。１０倍未満のものでは可撓性が充分に得られない。
本発明においては、この膨張黒鉛に合成樹脂、ゴムまた
は無機材料を複合させる。使用される合成樹脂としては
、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェ
ノール樹脂またはこれらのシリコン変性樹脂等が例示さ
れ、特にこれらモノマーやオリゴマーが好適である。ま
た、ゴムとしてフッ素ゴム、ＮＢＲ等が例示される。無
機材料としてはジルコニアゾル、コロイダルシリカ等が
好ましい。
は無機材料を複合させる。使用される合成樹脂としては
、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェ
ノール樹脂またはこれらのシリコン変性樹脂等が例示さ
れ、特にこれらモノマーやオリゴマーが好適である。ま
た、ゴムとしてフッ素ゴム、ＮＢＲ等が例示される。無
機材料としてはジルコニアゾル、コロイダルシリカ等が
好ましい。
これら合成樹脂、ゴムまたは無機材料の複合割合は、膨
張黒鉛に対して０．２〜１０重量％であり、複合割合が
０．２重Ｍ％未満では、バインダー効果が劣り、１０重
量％を越えると複合材料の可撓性がうすれる。
張黒鉛に対して０．２〜１０重量％であり、複合割合が
０．２重Ｍ％未満では、バインダー効果が劣り、１０重
量％を越えると複合材料の可撓性がうすれる。
本発明の可撓性黒鉛複合材料の好ましい製造方法として
は、例えば以下の通りである。
は、例えば以下の通りである。
先ず、比容ｗ４１５０ｃｃ ／ａ ｕ上、好マシくハ２
００ＣＣ／ ａ以上に膨張させた膨張黒鉛をカサ密度０
．１〜０．４にプリフォーミングした後、合成樹脂やゴ
ムの溶液またはエマルジョン、またはジルコニアゾル等
無機物質のサスベンンションを高圧スプレーで所定量添
加しホットロールで圧縮かつ熱処理して製造するか、ロ
ール圧縮後、炉中で熱処理する。
００ＣＣ／ ａ以上に膨張させた膨張黒鉛をカサ密度０
．１〜０．４にプリフォーミングした後、合成樹脂やゴ
ムの溶液またはエマルジョン、またはジルコニアゾル等
無機物質のサスベンンションを高圧スプレーで所定量添
加しホットロールで圧縮かつ熱処理して製造するか、ロ
ール圧縮後、炉中で熱処理する。
以上のごとき本発明の可撓性黒鉛複合材料は、可撓性、
引張り強度に優れるのみならず、耐油性、耐不凍液性に
も優れる。従って、本発明の可撓性黒鉛複合材料は広範
な用途を有し、特に従来アスベスト系やグロネットが使
用されていたエンジンのシリンダ用ガスケットに適用す
ることによって、エンジン油やアルコール等の浸透性の
液体に対し、不浸透化処理と同様な効果を有する。この
ことから、本発明の可撓性膨部黒鉛材料は、パイトンの
ような高価なシール材の代替品として好適である。
引張り強度に優れるのみならず、耐油性、耐不凍液性に
も優れる。従って、本発明の可撓性黒鉛複合材料は広範
な用途を有し、特に従来アスベスト系やグロネットが使
用されていたエンジンのシリンダ用ガスケットに適用す
ることによって、エンジン油やアルコール等の浸透性の
液体に対し、不浸透化処理と同様な効果を有する。この
ことから、本発明の可撓性膨部黒鉛材料は、パイトンの
ような高価なシール材の代替品として好適である。
以下、実施例および比較例に基づき本発明を具体的に説
明する。
明する。
友Ｍ！Ｊｌ
酸処理した黒鉛を８００〜１０００℃に加熱し、比容積
１３０〜１５０ ｃｃ／ｇに膨張させた膨張黒鉛を、見
掛密度０．２ｇ／ｃｄに予備成形し、黒鉛シートを製造
した。次にフッ素ゴム９０重量部、硬化液１０重量部を
水７００重Ｍ部で希釈し、黒鉛シートに含浸させ、その
ｇ！２００℃で乾燥させ、次いでカサ密度１．０〜１．
ＩＱ／ｃｕｔに圧縮形成し、フッ素ゴムの充填率５．０
％の複合材料を得た。
１３０〜１５０ ｃｃ／ｇに膨張させた膨張黒鉛を、見
掛密度０．２ｇ／ｃｄに予備成形し、黒鉛シートを製造
した。次にフッ素ゴム９０重量部、硬化液１０重量部を
水７００重Ｍ部で希釈し、黒鉛シートに含浸させ、その
ｇ！２００℃で乾燥させ、次いでカサ密度１．０〜１．
ＩＱ／ｃｕｔに圧縮形成し、フッ素ゴムの充填率５．０
％の複合材料を得た。
このようにして得られた黒鉛複合材料の引張強度、耐油
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を測定し、その結果を第１表
に示す。なお、耐油性は、１５０１１１１ＲＸ ２５１
１１１（７） 試ｌｌＡ片ヲ＃ ３ 、ｔイ／Ｌ、中ニ
１５０±５℃、５時間浸漬した後の重量変化率および圧
壊強度で評価した。また、耐不凍液性は、１５ｏＩＩＩ
Ｉｌｌ×２５ｍａｎの試験片を５０％エチレングリコー
ル水溶液中に１００℃、２２時間浸漬した後の重量変化
率および圧壊強度で評価した。
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を測定し、その結果を第１表
に示す。なお、耐油性は、１５０１１１１ＲＸ ２５１
１１１（７） 試ｌｌＡ片ヲ＃ ３ 、ｔイ／Ｌ、中ニ
１５０±５℃、５時間浸漬した後の重量変化率および圧
壊強度で評価した。また、耐不凍液性は、１５ｏＩＩＩ
Ｉｌｌ×２５ｍａｎの試験片を５０％エチレングリコー
ル水溶液中に１００℃、２２時間浸漬した後の重量変化
率および圧壊強度で評価した。
施例２〜３および比較例１
ポリイミド系樹脂を７０℃に加熱し、実施例１で用いた
予備成形した黒鉛シートに、それぞれ含浸率が０．５重
量％、５．０＠埴％、２０重四％となるように塗布し、
オーブン中で加熱含浸させた。ざらに含浸後、カサ密度
０．８〜０．９ｇ１ｃｉにて含浸黒鉛シートを圧縮成形
した。次に２００℃オーブンで熱硬化後、カサ密度１．
０〜１１ａ／ｃｒｄとなる含浸黒鉛シートをザイジング
した。
予備成形した黒鉛シートに、それぞれ含浸率が０．５重
量％、５．０＠埴％、２０重四％となるように塗布し、
オーブン中で加熱含浸させた。ざらに含浸後、カサ密度
０．８〜０．９ｇ１ｃｉにて含浸黒鉛シートを圧縮成形
した。次に２００℃オーブンで熱硬化後、カサ密度１．
０〜１１ａ／ｃｒｄとなる含浸黒鉛シートをザイジング
した。
このようにして得られた黒鉛複合材料の引張強度、耐油
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
友１」ＬＬ
Δ液（アクリル樹脂）２重量部、Ｂ液〈可撓性付与剤）
１重量部、水７重量部のアクリル樹脂の水溶性エマルジ
ョンを、実施例１で用いた予備成形した黒鉛シー１−に
スプレーし、含浸率６〜７重量％どした後、１０５℃に
て加熱乾燥後、カサ密度０．８〜０，９Ｕ／ｃｉにて含
浸黒鉛シートを圧縮成形した。次に１８０℃オーブン中
で熱硬化し、カサ密度１．０〜１．１ｇ／ｃｄとなるよ
う含浸黒鉛シートを圧縮成形した。
１重量部、水７重量部のアクリル樹脂の水溶性エマルジ
ョンを、実施例１で用いた予備成形した黒鉛シー１−に
スプレーし、含浸率６〜７重量％どした後、１０５℃に
て加熱乾燥後、カサ密度０．８〜０，９Ｕ／ｃｉにて含
浸黒鉛シートを圧縮成形した。次に１８０℃オーブン中
で熱硬化し、カサ密度１．０〜１．１ｇ／ｃｄとなるよ
う含浸黒鉛シートを圧縮成形した。
このようにして得られた黒鉛複合材料の引張強度、耐油
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
丸ｉ１【
フェノール樹脂１重量部と水９重量部の水溶液を、実施
例１で用いた予備成形した黒鉛シートにスプレーし、含
浸率４〜５重量％とじた後、１０５℃にて加熱乾燥後、
カサ密度０．８〜０．９Ｑ／ｃｔｄにて含浸黒鉛シート
を圧縮成形した。次に、１８０〜２００℃オーブン中で
熱硬化し、カサ密度１．０〜１．１！Ｊ／ｃｄとなるよ
う含浸黒鉛シートを圧縮成形し ｌこ 。
例１で用いた予備成形した黒鉛シートにスプレーし、含
浸率４〜５重量％とじた後、１０５℃にて加熱乾燥後、
カサ密度０．８〜０．９Ｑ／ｃｔｄにて含浸黒鉛シート
を圧縮成形した。次に、１８０〜２００℃オーブン中で
熱硬化し、カサ密度１．０〜１．１！Ｊ／ｃｄとなるよ
う含浸黒鉛シートを圧縮成形し ｌこ 。
このようにして得られた黒鉛複合材料の引張強度、耐油
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
実施例６〜７および比較例２
ジルコニアゾル１重量部と水７重量部とからなる水溶液
を、実施例１で用いた予備成形した黒鉛シートに、それ
ぞれ含浸率が０．５重量％、１〜８重間％、２０重量％
となるようスプレーした復、１８０℃で乾燥し、次いで
カサ密度１．０〜１．１０／ｃｄとなるように含浸黒鉛
シートを圧縮成形した。
を、実施例１で用いた予備成形した黒鉛シートに、それ
ぞれ含浸率が０．５重量％、１〜８重間％、２０重量％
となるようスプレーした復、１８０℃で乾燥し、次いで
カサ密度１．０〜１．１０／ｃｄとなるように含浸黒鉛
シートを圧縮成形した。
このようにして得られた黒鉛複合材料の引張強度、耐油
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液性（重量変化率
、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に準じて測定し、
その結果を第１表に示す。
比較例３
実施例１で用いた予備成形した黒鉛シートのみを用い、
引張強度、耐油性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液
性（重量変化率、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に
準じて測定し、その結果を第１表に示す。
引張強度、耐油性（重量変化率、圧壊強度）、耐不凍液
性（重量変化率、圧壊強度）および柔軟性を実施例１に
準じて測定し、その結果を第１表に示す。
第１表に示されるように、膨張黒鉛に合成樹脂、ゴムま
たは無機材料を０．５〜８重量％の範囲で複合させた実
施例１〜７は、膨張黒鉛のみを用いた比較例３と比較し
て、常温引張強度や耐油性、耐不凍液性における重ｆｄ
変化率を同等またはそれ以上に保ち、耐油性、耐不凍液
性における圧壊強度を向上さＵる。また、実施例１〜７
は充分な柔軟性を示す。
たは無機材料を０．５〜８重量％の範囲で複合させた実
施例１〜７は、膨張黒鉛のみを用いた比較例３と比較し
て、常温引張強度や耐油性、耐不凍液性における重ｆｄ
変化率を同等またはそれ以上に保ち、耐油性、耐不凍液
性における圧壊強度を向上さＵる。また、実施例１〜７
は充分な柔軟性を示す。
これに対して、膨張黒鉛に合成樹脂や無機材料を２０重
重量複合させた比較例１〜２は、比較例３に比較して、
常温引張強度や耐油性、耐不凍液性は箸しく向上するも
のの、柔軟性に欠ける。
重量複合させた比較例１〜２は、比較例３に比較して、
常温引張強度や耐油性、耐不凍液性は箸しく向上するも
のの、柔軟性に欠ける。
特許出願人 日本カーボン株式会社
代理人 弁理士 伊東辰雄
代理人 弁理士 伊東哲也
Claims (1)
- １．１５服黒鉛に合成樹脂、ゴムまたは無機材料を０．
２〜１０重量％複合させてなる可撓性黒鉛複合材料。 ２、前記合成樹脂がエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ア
クリル樹脂、フェノール樹脂またはこれらのシリコン変
性樹脂である特許請求の範囲第１項記載の可撓性黒鉛複
合材料。 ３、前記ゴムがフッ素ゴムまたはＮＢＲである特許請求
の範囲第１項記載の可撓性黒鉛複合材料。 ４、前記無機材料がジルコニアゾルまたをよコロイダル
シリカである特許請求の範囲第１項記載の可撓性黒鉛複
合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045643A JPS60191058A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 可撓性黒鉛複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045643A JPS60191058A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 可撓性黒鉛複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60191058A true JPS60191058A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12725046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59045643A Pending JPS60191058A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 可撓性黒鉛複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60191058A (ja) |
Cited By (7)
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| JPH02160891A (ja) * | 1988-12-13 | 1990-06-20 | Nippon Gasket Kk | アラミド繊維強化膨張黒鉛シート材料とその製造方法 |
| JPH06279753A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-04 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | パッキン材料 |
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-
1984
- 1984-03-12 JP JP59045643A patent/JPS60191058A/ja active Pending
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