JPS6369705A

JPS6369705A - 膨張黒鉛の製造方法

Info

Publication number: JPS6369705A
Application number: JP61215154A
Authority: JP
Inventors: Yatsuhiro Kawayoshi; 川良　八紘; Minoru Wada; 実和田; Chikara Hidaka; 日高　主税; Kenji Imae; 憲司井前
Original assignee: IMAE KOGYO KK; TAENAKA KOGYO KK; Sumitomo Metal Industries Ltd; Tanaka Kogyo Co Ltd
Current assignee: IMAE KOGYO KK; TAENAKA KOGYO KK; Nippon Steel Corp; Tanaka Kogyo Co Ltd
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1988-03-29
Also published as: JPH0542365B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、膨張黒鉛の製造方法に係り、特にキッシュ黒
鉛と天然黒鉛とから製造する方法に関する。

〔従来の技術〕

膨張黒鉛は、耐熱性に優れ、成形性が良好であるなどの
点から、パツキン、パイプシーラント、バルブシー１・
やガスケット等に使用されている。

この膨張黒鉛は、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛
等の黒鉛を、濃酸と酸塩との混合溶液で処理し、水洗、
乾燥などの処理後、加熱処理することによって得られる
。

従来、この種の膨張黒鉛の改良された製造法として、い
くつかの提案がなされており、たとえば（］）］特開昭
５７−５６５１２公報では、−Ｆ記のように得られた膨
張黒鉛に耐熱無機材料を添加し、パツキン材として用い
ることが示され、（２）特公昭５４−３０６７８号公報
には、黒鉛を混酸にて酸化処理し、水洗した後、リン酸
またはリン酸塩にて酸化抑制処理し、２０〜７０倍に加
熱膨張処理することが教示され、（３）特開昭５４−３
８２９２号公報には、黒鉛をベルオキソ−硫酸によって
処理することによって酸化力の向上と黒鉛の層間に型砕
酸根を挿入することが開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

膨張黒鉛は、前述のようにパツキン等に最終的に使用さ
れるが、シールのために締込んだときの復元率（圧縮率
）、自動車エンジン周り等の高温下条件での耐熱性、化
学プラント用などに対する耐薬品性が要求されるが、製
造コストを考慮した条件下で十分な特性を得られていな
いのが実情である。

例えば（１１の方法では、膨張黒鉛と耐熱無機材料とを
混合するに際して、相互に粒度、形状が異なるため均一
混合が難しく、製品自体も不均一で、かつ優れた物性が
得られないと考えられる。（２）の方法では、膨張率を
下げるため、リン酸またはリン酸塩によって酸化抑制処
理を必須としており、経済的でない、さらに（３）の方
法では、酸化条件下で通常２０〜３０℃程度の低温に保
持する必要があるが、実用」−この条件保持は難しい。

そこで、本発明は、製造法として、簡易かつ経済的であ
りながら、優れた物性の製品を得ることができる膨張黒
鉛の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕上記問題点を解決するための本発明は、熔融金属中より
析出したキノジ１をスラグまたはダス（・の少くとも１
つとして回収後、浮選および酸洗いによって精製し炭素
含有率が９０％以上のキッシュ黒鉛を得、これと天然黒
鉛とを３０〜７０％の割合で混合し、酸化剤の存在下で
硫酸等の無機強酸により酸化処理した後、８００℃以上
の加熱処理によって膨張させることを特徴とするもので
ある。

〔作　用〕

上述のように、パツキンとしては、復元率、耐熱性およ
び耐薬品性にイ娶れることが要求される。

しかるに、前記各公報の実施例のいずれも、天然黒鉛を
出発物質としているが、天然物質を基礎とする限り、後
記実施例のように、耐薬品性が悪いし、また価格も高い
。一方で、キッシュ黒鉛のみであると、耐酸化性（耐熱
性）が悪い。

そこで、本発明に従って、キッシュ黒鉛と天然黒鉛とを
併用することとすると、−に記要求される特性の全てを
満すことができるとともに、併用に伴って、各単味によ
るものと比較して、圧縮後の・復元率を高めることがで
きる。

他方で、キッシュ黒鉛および天然黒鉛は、形状および粒
度共に大差がないので、これらを混合するとき何ら支障
なく混合でき、均質な製品とすることができる。また、
前記（２）及び（３）の方法における特別な処理や条件
設定を行わなくとも、通常の処理方式で十分な結合性を
示す。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明では、製鉄過程に由来するキッシュを精製したキ
ッシュ黒鉛をまず用意する。製鉄所では、脱硫、脱燐、
脱珪のための溶銑予備処理が、近年特に汎用されている
が、その際の集塵ダストやスラグを回収して、熔融金属
（溶銑）中より析出したキッシュを得る。回収方法とし
ては、適宜の公知の方法によればよく、またダストおよ
びスラグの両者から回収してもよい。

たとえば、予銑予備処理時の集塵ダストの組成は、第１
表の通りであり、また密度は２〜３ｇ／ｃｃ程度である
。

第　　　１　　　表このキ・２シユ原料は、たとえばまず、公知の方式で浮
選（浮遊選鉱）し、塩酸等による酸処理後、水洗脱水し
、キッシュ黒鉛とすることができる。

この精製によって、密度が０．１〜Ｉｇ／ｃｃ程度の第
２表の組成例の精製品を得る。

第　　　２　　　表この場合、精製キッシュ黒鉛としては、その炭素含有率
が９０％以上であることが、最終製品（たとえばパツキ
ン）の特性を高める上で望まれる。

一方で、本発明では、キッシュ黒鉛のみでなく、天然黒
鉛も使用される。天然黒鉛としては、各地産のものを使
用でき、その例を第３表に示す。

第　　　３　　　表比重は通常０．９〜１．２　ｇ　／ｃｃである。

かくして、この天然黒鉛とキッシュ黒鉛とを混合する。

混合機としては、公知のミキサーによって、何ら支障な
く混合できる。粒度や形状がほぼ同一であるからである
。

その後、この混合物を酸化剤の存在下で硫酸等により酸
化処理する。通常は、硫酸と酸化剤の混合液に浸漬する
。硫酸としては、９５％以上の濃硫酸が好ましい。酸化
剤としては、塩素酸塩、過塩素酸塩、酸素酸塩、クロム
化合物等を用いることができる。

硫酸等の化学種は酸化剤の存在下で、黒鉛結晶層間に挿
入される。この層間化合物は高温下で分解、ガス化して
黒鉛層間を著しく押し広げながら逸散するので、黒鉛粒
子は芋虫状に伸張して、元の容積の数１０倍以上に膨張
するのである。

酸化処理後は、水洗によって黒鉛表面付着酸を除去し、
脱水を行い、９０〜１１０°Ｃ程度で乾燥し、次いで膨
張化加熱処理を行う。この加熱処理には、大気圧もしく
は減圧下で１００°Ｃ以上、望ましくは８００°Ｃ以」
−１特に１０００°Ｃ以上の温度で行う。

かくして得た膨張黒鉛は、各種用途に使用できるが、た
とえばパツキン用などにおいては、圧縮成形、あるいは
１〜５Ｔｏｎ／ｍのロール成形などによりシート状物を
作成し、これを所定形状に打抜き加工することによって
得る。製造工程例を第１図に示した。

ところで、キッシュ黒鉛と天然黒鉛との混合比率を適切
に選定することは重要であるが、後記実施例のように、
次のような定性的な傾向がある。

すなわち、耐薬品性においては、キッシュ黒鉛が多い方
が、耐熱性では天然黒鉛の多い方が、それぞれ優れてい
るが、圧縮率については配合割合によって有意差はなく
、また圧縮後の復元率は１：１程度が最適となる。した
がって、第２図〜第７図の通り、配合割合は３０〜７０
％（７：３〜３＝７）が好ましい。

〔実施例〕

次に実施例によって、本発明の効果を明らかにする。

溶銑予備処理後、溶銑台車から鍋に受ける時のダストを
集塵し、この集塵ダスＩ・を回収し、第１図に示す工程
を経て精製し、第２表の組成の精製キッシュ黒鉛を得、
これをスリランカ産天然黒鉛と、１０％ごと配合割合を
変えて混合し、各混合物を第１図の工程に則って処理し
、シート状物を得た。

この各シート状物からテスト片を採取した。これらテス
ト片について、次の試験を行った。

〈耐薬品性〉５０ＬＸ２５Ｗｍｍのテスト片を試験液に５時間浸漬し
、その後これを取り出し、表面の水滴を濾紙で拭き取り
、厚さＴおよび重さＷの変化を調べる。用いた薬品は、
第２〜５図のように４種で、硝酸については室温とする
以外は、全て５０〜６０°Ｃの試験液とした。

〈加熱減量試験〉５０Ｌｘ２５Ｗｘｌｔのテスト片の重量を前もって秤量
し、Ｗａとする。磁製ルツボに入れ、電気炉で４５０°
ＣＸ２４ｈｒ又は６００°ＣＸ０．５ｈｒ酸化性雰囲気
で加熱し、０．５ｈｒ放冷後秤量しｗｂとし、（１）式
によって加熱減量を求める。

〈圧縮・復元試験〉１片２５Ｘ２５ｕ＋四角形のテスト片１ヶを中心を合せ
て挟み、予荷重７　ｋｇ／ｃＪ　１５秒間加え、厚味Ｔ
　Ｉ（ｍ■）を１／１ｏｏ−鶴まで読み、次に１０秒間
以内に全荷重３５０ｋｇ／ｃＪになるよう予荷重の上へ
圧縮し、６０秒後、厚さＴ２（龍）を１／１００龍まで
読む。

厚さＴ２測定後、直ちに予荷重まで戻し、６０秒後、厚
さＴ　３　（１ｍ　）を読み、圧縮率、復元率を（２）
。

（３）式によって求める（ＪＩＳ　Ｒ３５４３テスト法
より）。

く考　察〉耐薬品性の結果を第２〜５図に、耐加熱性の結果を第６
図、圧縮性および復元率の結果を第７図にそれぞれ示し
た。

耐薬品性については、キッシュ黒鉛の割合が多い程すぐ
れ、キッシュ黒鉛／天然黒鉛の比率が７／３以下である
と低下傾向にあるが、３／７程度までは実用上十分であ
る。加熱減量については、約７／３〜６／４程度から良
好になる。圧縮率は有意差がない反面、復元率は８５／
１５以下で実用」二十分であり、特に７／３〜３／７程
度が良好である。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、格別実用上問題のある処
理を経ることなく、通常の処理をもって製造できるとと
もに、キッシュ黒鉛および天然黒鉛単味の場合より、優
れた特性の製品を得ることができる膨張黒鉛が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造工程側図、第２図〜第７図は試験
結果図である。特許出願人　　住友金属工業株式会社妙中鉱業株式会社井前工業株式会社Ｎｍ＆”、３ｚ足家礪−２

Claims

【特許請求の範囲】

溶融金属中より析出したキッシュをスラグまたはダスト
の少くとも１つとして回収後、浮選および酸洗いによっ
て精製し炭素含有率が９０％以上のキッシュ黒鉛を得、
これと天然黒鉛とを３０〜７０％の割合で混合し、酸化
剤の存在下で硫酸等の無機強酸により酸化処理した後、
８００℃以上の加熱処理によって膨張させることを特徴
とする膨張黒鉛の製造方法。