JPS6317272A - カ−ボンフオ−ムの製造方法 - Google Patents
カ−ボンフオ−ムの製造方法Info
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- JPS6317272A JPS6317272A JP15861586A JP15861586A JPS6317272A JP S6317272 A JPS6317272 A JP S6317272A JP 15861586 A JP15861586 A JP 15861586A JP 15861586 A JP15861586 A JP 15861586A JP S6317272 A JPS6317272 A JP S6317272A
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Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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】
「産業上の利用分野」
本発明は、断熱材特に耐熱性および耐薬品性にすぐれた
断熱材、耐熱性および耐薬品性にすぐれ、かつ激しい熱
変化に耐えるろ過材、軽量構造材、化学反応用触媒の担
体などに広く利用できるカーボンフオームの製造方法に
関するものである。
断熱材、耐熱性および耐薬品性にすぐれ、かつ激しい熱
変化に耐えるろ過材、軽量構造材、化学反応用触媒の担
体などに広く利用できるカーボンフオームの製造方法に
関するものである。
「従来の技術」
従来カーボンフオームを得る方法としては、フェノール
やウレタン等の樹脂フオームを焼成する方法および炭素
微小中空体をバインダーを用いて発泡成型せしめて得ら
れたフオームを焼成する方法が知られている。
やウレタン等の樹脂フオームを焼成する方法および炭素
微小中空体をバインダーを用いて発泡成型せしめて得ら
れたフオームを焼成する方法が知られている。
米国特許第３，１２１，０５０号および米国特許第３，
３０２．９９９号には、フェノール樹脂またはポリウレ
タン樹脂の発泡体を非酸化性雰囲気下で焼成することに
よりカーボンフオームを得る技術が開示されている。
３０２．９９９号には、フェノール樹脂またはポリウレ
タン樹脂の発泡体を非酸化性雰囲気下で焼成することに
よりカーボンフオームを得る技術が開示されている。
特公昭５１−５８３６号公報には、炭素微小中空体を発
泡可能な樹脂の粉末または液体と混合して発泡せしめ、
得られたフオームを焼成することによりカーボンフオー
ムを得る方法が開示されている。
泡可能な樹脂の粉末または液体と混合して発泡せしめ、
得られたフオームを焼成することによりカーボンフオー
ムを得る方法が開示されている。
「発明が解決しようとする問題点」
前記米国特許第３，１２１．０５０号および米国特許第
３．３０２．９９９号の方法は、焼成時における樹脂の
炭化歩留が低いため、焼成後の体積収縮率が５０％以上
と極めて大きいという欠点があった。
３．３０２．９９９号の方法は、焼成時における樹脂の
炭化歩留が低いため、焼成後の体積収縮率が５０％以上
と極めて大きいという欠点があった。
また、このようにして得られたカーボンフオームの中に
含まれている空孔は、そのほとんどが連続気泡であるた
め、低温時には気体の対流がそれほど起らないため低い
熱伝導率を維持しているが、高温時には対流が激しく起
り熱伝導率は著しく大きくなるという欠点を存していた
。
含まれている空孔は、そのほとんどが連続気泡であるた
め、低温時には気体の対流がそれほど起らないため低い
熱伝導率を維持しているが、高温時には対流が激しく起
り熱伝導率は著しく大きくなるという欠点を存していた
。
前記特公昭５１−５８３６号公報の方法は、独立気泡を
有するカーボンフオームを得ることができるので、対流
の影響を受けにくいと考えられ高温における熱伝導率が
低くなると期待されるが、高強度のものが得られないと
いう問題がある。
有するカーボンフオームを得ることができるので、対流
の影響を受けにくいと考えられ高温における熱伝導率が
低くなると期待されるが、高強度のものが得られないと
いう問題がある。
すなわち、前記の方法は発泡性の樹脂を用いているため
に、シンタクチックフオームを製造する際、炭素微小中
空体の結合部分にボイドが発生し易くなり、カーボンフ
オームとしたのちもそれが欠陥空孔として存在すること
から強度が低下するものと考えられる。
に、シンタクチックフオームを製造する際、炭素微小中
空体の結合部分にボイドが発生し易くなり、カーボンフ
オームとしたのちもそれが欠陥空孔として存在すること
から強度が低下するものと考えられる。
「問題点を解決するための手段」
本発明は、かくの如き従来技術の問題点を解決すべくな
したものである。
したものである。
すなわち、本発明は、炭素中空体に石炭系または石油系
瀝青物あるいは熱硬化性樹脂を配合して成型し、炭素球
体間に実質的に欠陥空孔を含まず、かつ炭素中空体を２
０重量％以上含む成型体を得たのち、毎分２．１℃以下
の昇温速度で非酸化性雰囲気中にて昇温しで焼成するこ
とを特徴とするカーボンフオームの製造方法である。
瀝青物あるいは熱硬化性樹脂を配合して成型し、炭素球
体間に実質的に欠陥空孔を含まず、かつ炭素中空体を２
０重量％以上含む成型体を得たのち、毎分２．１℃以下
の昇温速度で非酸化性雰囲気中にて昇温しで焼成するこ
とを特徴とするカーボンフオームの製造方法である。
以下に本発明について、さらに詳細に説明する。
本発明においては、カーボンフオームを得るために、炭
素中空体と石炭系または石油系瀝青物あるいは熱硬化性
樹脂を用いる。
素中空体と石炭系または石油系瀝青物あるいは熱硬化性
樹脂を用いる。
本発明において用いる炭素中空体は、粒径が１０ないし
５００Ｑ ｔｔ−で嵩密度が０．０３ないし０．６ｇ／
ｄで均一な粒度分布のものが好ましいが、特に高強度の
カーボンフオームを得るために、粒径が１０ないし５０
００μ簡の範囲において、大粒径と小粒径の炭素中空体
を適切な割合で混合することにより高密度充属すること
もできる。
５００Ｑ ｔｔ−で嵩密度が０．０３ないし０．６ｇ／
ｄで均一な粒度分布のものが好ましいが、特に高強度の
カーボンフオームを得るために、粒径が１０ないし５０
００μ簡の範囲において、大粒径と小粒径の炭素中空体
を適切な割合で混合することにより高密度充属すること
もできる。
つぎに、本発明において用いる熱硬化性樹脂としては、
フェノール樹脂、エボキン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂がとりわけ有利に適合するが、これら
の樹脂に限定するものではない。
フェノール樹脂、エボキン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂がとりわけ有利に適合するが、これら
の樹脂に限定するものではない。
炭素中空体を、結合材である石炭系または石油系瀝青物
あるいは熱硬化性樹脂を用いて成型する場合、炭素中空
体は２０重量％以上必要である。
あるいは熱硬化性樹脂を用いて成型する場合、炭素中空
体は２０重量％以上必要である。
というのは、炭素中空体が２０重量％未満であると、用
いる結合材の炭化歩留りを考慮しても、炭素中空体間の
結合部分にボイドが生じ易くなるからである。このボイ
ドが存在することにより、カーボンフオームの構造は均
質なものではなくなり、また高強度のものが得難くなる
。
いる結合材の炭化歩留りを考慮しても、炭素中空体間の
結合部分にボイドが生じ易くなるからである。このボイ
ドが存在することにより、カーボンフオームの構造は均
質なものではなくなり、また高強度のものが得難くなる
。
炭素中空体を、結合材である石炭系または石油系瀝青物
あるいは熱硬化性（封脂を用いて成型する工程において
は、炭素中空体間に実質的に欠陥空孔を含まないように
成型することが必要である。
あるいは熱硬化性（封脂を用いて成型する工程において
は、炭素中空体間に実質的に欠陥空孔を含まないように
成型することが必要である。
つまり欠陥空孔が存在することにより、カーボンフオー
ムは均質な構造ではなくなり、高強度のものが得難くな
るからである。
ムは均質な構造ではなくなり、高強度のものが得難くな
るからである。
成型方法としては、あらかじめ充填された炭素中空体の
空間部分に、十分に脱気された結合材を減圧下で注入す
る方法、炭素中空体と結合材の１合物を所定容器に入れ
たのち、加熱下で、加圧および常圧に戻すという操作を
繰り返す方法が考えられるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。
空間部分に、十分に脱気された結合材を減圧下で注入す
る方法、炭素中空体と結合材の１合物を所定容器に入れ
たのち、加熱下で、加圧および常圧に戻すという操作を
繰り返す方法が考えられるが、必ずしもこれらに限定さ
れるものではない。
上記の如くして得られた、炭素球体間に実質的に欠陥空
孔を含まない成型物を、非酸化性雰囲気下で焼成するこ
とにより、本発明の目的とするカーボンフオームが得ら
れるが、この場合昇温速度は毎分２．１’Ｃ以下にする
ことが極めて重要である。
孔を含まない成型物を、非酸化性雰囲気下で焼成するこ
とにより、本発明の目的とするカーボンフオームが得ら
れるが、この場合昇温速度は毎分２．１’Ｃ以下にする
ことが極めて重要である。
すなわち、昇温速度が毎分２．１℃より速ければ、炭素
中空体の含有量が２０ないし４５重量％の範囲では、結
合材の分解ガス等により発泡し易くなり、割れが起り易
くなるからである。
中空体の含有量が２０ないし４５重量％の範囲では、結
合材の分解ガス等により発泡し易くなり、割れが起り易
くなるからである。
また、成型体が大型になるほど焼成時間を長くすること
は言うまでもない。
は言うまでもない。
「実施例」
つぎに、実施例および比較例によって本発明をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例 １゜
平均粒径が２００μ、 、Ｆ、を径範囲が１００ないし
２５０μ騙、嵩密度が０．１１ｇ／ａｊの炭素中空体と
フェノール樹脂粉末を用いて得られる成型体中の炭素中
空体が３０重量％になるように配合して混合したのち、
２５ｃｓ Ｘ ２５３ Ｘ ５ ｃｓの金型に入れ、加
熱下で結合材が塑性状態になったところで加圧および常
圧に戻す操作を５度繰り返し、しかるのちに硬化成型し
たところ、実質的に炭素中空体間に欠陥空孔を含まない
成型体を得た。
２５０μ騙、嵩密度が０．１１ｇ／ａｊの炭素中空体と
フェノール樹脂粉末を用いて得られる成型体中の炭素中
空体が３０重量％になるように配合して混合したのち、
２５ｃｓ Ｘ ２５３ Ｘ ５ ｃｓの金型に入れ、加
熱下で結合材が塑性状態になったところで加圧および常
圧に戻す操作を５度繰り返し、しかるのちに硬化成型し
たところ、実質的に炭素中空体間に欠陥空孔を含まない
成型体を得た。
この成型体を毎分０．７℃の昇温速度で１０００℃まで
窒素ガスフロー下で焼成したところ、発泡および割れの
ないカーボンフオームが得られた。このカーボンフオー
ムの物性は第工表のとおりであった。
窒素ガスフロー下で焼成したところ、発泡および割れの
ないカーボンフオームが得られた。このカーボンフオー
ムの物性は第工表のとおりであった。
実施例 ２゜
得られる成型体中の炭素中空体が４０重量２になるよう
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
実施例 ３゜
得られる成型体中の炭素中空体が５０重量％になるよう
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
実施例 ４゜
得られる成型体中の炭素中空体が６６重量％になるよう
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
実施例 ５゜
得られる成型体中の炭素中空体が７８重量％になるよう
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ発泡および割れのないカーボンフオームが得ら
れた。このカーボンフオームの物性は第１表のとおりで
あった。
比較例
得られる成型体中の炭素中空体が１０重量％になるよう
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ、極めてポーラスで炭素中空体間にボイドを多
く含むものが得られた。このカーボンフオームの物性は
第１表のとおりであった。
に配合した以外は実施例１．と同様にして成型し焼成し
たところ、極めてポーラスで炭素中空体間にボイドを多
く含むものが得られた。このカーボンフオームの物性は
第１表のとおりであった。
第 １ 表
第１表より、実施例はいずれも比較例にくらべて熱膨張
係数が低く電気比抵抗と圧縮強度が高く、かつ発泡や割
れを生しなかった。
係数が低く電気比抵抗と圧縮強度が高く、かつ発泡や割
れを生しなかった。
「発明の効果」
本発明の製造方法においては、実質的に炭素中空体から
なる独立気泡を有するカーボンフオームが得られ、また
発泡性の樹脂を用いないため中空体の結合部にボイドを
発生しないので高温断熱性および強度のすぐれたカーボ
ンフオームが得られる。
なる独立気泡を有するカーボンフオームが得られ、また
発泡性の樹脂を用いないため中空体の結合部にボイドを
発生しないので高温断熱性および強度のすぐれたカーボ
ンフオームが得られる。
゛（こ：〉１ン′
Claims (1)
- 炭素中空体に石炭系または石油系瀝青物あるいは熱硬化
性樹脂を配合して成型し、炭素球体間に実質的に欠陥空
孔を含まず、かつ炭素中空体を２０重量％以上含む成型
体を得たのち、毎分２．１℃以下の昇温速度で非酸化性
雰囲気中にて昇温して焼成することを特徴とするカーボ
ンフォームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61158615A JPH0635351B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | カ−ボンフオ−ムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61158615A JPH0635351B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | カ−ボンフオ−ムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6317272A true JPS6317272A (ja) | 1988-01-25 |
| JPH0635351B2 JPH0635351B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=15675578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61158615A Expired - Lifetime JPH0635351B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | カ−ボンフオ−ムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635351B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995019943A1 (en) * | 1994-01-21 | 1995-07-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Starved matrix composite |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029838A (ja) * | 1973-04-20 | 1975-03-25 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP61158615A patent/JPH0635351B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029838A (ja) * | 1973-04-20 | 1975-03-25 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995019943A1 (en) * | 1994-01-21 | 1995-07-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Starved matrix composite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0635351B2 (ja) | 1994-05-11 |
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