WO2001006169A1 - Materiau thermo-isolant mis en forme et ecran de chaleur - Google Patents

Materiau thermo-isolant mis en forme et ecran de chaleur Download PDF

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WO2001006169A1
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carbon fiber
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Toshiharu Hiraoka
Katsuhide Nagaoka
Naoto Ohta
Yasuhisa Ogita
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Toyo Tanso Co., Ltd.
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    • C04B2237/84—Joining of a first substrate with a second substrate at least partially inside the first substrate, where the bonding area is at the inside of the first substrate, e.g. one tube inside another tube

Definitions

  • the molded heat insulating material of the present invention is configured as described above, and can be suitably used in various high-temperature atmosphere furnaces, particularly, a semiconductor single crystal pulling furnace, a heat treatment furnace for producing an optical fiber, and the like.
  • a semiconductor single crystal pulling furnace hereinafter, referred to as a CZ furnace
  • the CZ furnace constituent members such as an inner sino red, a lower ring, an upper ring, and a heat shield, are conventionally provided separately from the heat insulating material.
  • the molded heat insulating material of the present invention is used, the combined properties of the two can be exhibited, and the effective processing range in the furnace can be expanded.
  • felt-like carbon fibers 13 are laminated alternately on the surface of the inner peripheral side CZC material 11a in the order of the expanded graphite sheet 12, and the felt-like carbon fibers 13 are laminated on the outer peripheral CZC material 11b. You may be in contact. However, it is preferable that the expanded graphite sheet 12 is laminated so as to be in contact with the inner and outer CZC materials 11a and 11b because the phenolic carbon fibers 13 can be prevented from directly contacting the gas.
  • the expanded graphite sheet 12 used has flexibility, gas permeability 1 X 1 ⁇ - 4 cm 2 Zs or less, and preferably less, especially 5 X 1 0 5 cm 2 Zs . With such a gas permeability, convection of the gas inside the heat insulating material can be prevented.
  • the deposition time to 50 hours or more, and more preferably 100 hours or more, it becomes possible to form pyrolytic carbon in all corners of the inside, thereby contributing to suppressing the generation of gas from inside.
  • an isothermal method, a temperature gradient method, a pressure gradient method, or the like can be used, and a pulse method capable of shortening time and densifying may be used.

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Description

明 现 曞 成圢断熱材及びヒ䞀トシヌルド 技術分野
本発明は、 高枩雰囲気炉に䜿甚される成圢断熱材に関する。 背景技術
埓来より、 高枩雰囲気炉に䜿甚される断熱材ずしおは、 フェルト状炭 玠繊維からなる成圢䜓が知られおいる。
しかしながら、 フェルト状炭玠繊維からなる成圢䜓は、 保圢性が悪く 、 機械的匷床が䜎い。 たた、 比衚面積が倧きいため、 呚囲の雰囲気ず反 応しゃすい。 䟋えば、 半導䜓単結晶匕き䞊げ炉等に䜿甚された堎合、 同 時に䜿甚されおいる黒鉛補若しくは炭玠繊維匷化炭玠耇合材 以䞋、 C
ZC材ずいう。 ) からなる郚材に比范するず、 非垞に速く炭化ケィ玠化 しおしたう。 そしお、 圢状を維持できなくなり䞀郚が欠萜したりする。 たた、 断熱性も悪くなり、 断熱材ずしお十分に機胜しないずいう問題が ある。
たた、 実開平 4— 1 0 4 4 3 4号公報には、 フヱルト状炭玠繊維から なる断熱材の衚面に炭玠質のシヌトを炭玠質接合郚材により機械的に接 合した成圢断熱材が提案されおいる。 衚面の炭玠質シヌトは、 炭玠質接 合郚材で機械的に接合されおいるため剥離せず、 保圢性に関しおは、 フ ゚ルト状炭玠繊維のみからなる断熱材に比范するず優れた成圢断熱材ず なっおいる。 しかしながら、 炭玠質シヌト自䜓が機械的匷床が䜎いため 、 成圢断熱材党䜓での機械的匷床を改善するたでには至っおいなかった 。 たた、 フ ルト状炭玠繊維が剥き出しになっおいる成圢断熱材は䜿甚 䞭に発塵し、 炉内を汚染する。 雰囲気 䟋えば、 S i Oガス の存圚䞋 で䜿甚するずそれが䞀局助長される。 そのため、 断熱特性が倉わるずい う問題を有しおいた。 発明の芁玄
そこで、 本発明は、 長期間にわたり優れた断熱性を発揮するずずもに 、 保圢性に優れ、 機械的匷床に優れた高枩雰囲気炉に䜿甚される断熱材 を提䟛するこずを目的ずする。
すなわち、 本発明の成圢断熱材は、 フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シ ヌトずが亀互に積局され、 C/C材によっお挟持されおいるこずを特城 ずする。 たた、 フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトずが亀互に積局さ れ、 cZc材によっお挟持されるずずもに、 残りの面が cZc材で芆わ れおいるこずを特城ずする。 たた、 前蚘炭玠繊維匷化炭玠耇合材が埄の 異なる 2個の円筒であり、 前蚘 2個の円筒間に、 前蚘フェルト状炭玠繊 維ず前蚘膚匵黒鉛シヌトずが埄方向に亀互に積局され、 前蚘炭玠繊維匷 化炭玠耇合材によっお挟持されおいるこずが奜たしい。 たた、 その堎合
、 その䞊䞋の面が cZc材で芆われおいるこずが奜たしい。 前蚘フェル ト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトずからなる積局䜓のかさ密床が 0 . 1〜 0 . 3 g / c m 3 であるこずが奜たしい。 たた、 フェルト状炭玠繊維ず 膚匵黒鉛シヌトの割合がフェルト状炭玠繊維厚さ 3〜1 O mmに察し、 膚匵黒鉛シヌトが 1局であるこずが奜たしい。 たた、 䞍玔物含有量が 1 0 p p m以䞋であるこずが奜たしい。 曎には、 衚面に熱分解炭玠若しく はガラス状炭玠が被芆されおいるこずが奜たしい。
これら、 フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトを亀互に耇数局積局し お積局䜓ずしお、 この積局䜓を CZC材で挟み蟌んだサンドりむツチ構 造にするこずで、 フェルト状炭玠繊維の断熱材ずしおの特城、 膚匵黒鉛 シヌトの持぀ガス䞍透過性や、 熱遮蔜性、 CZC材の機械匷床等の各材 料の機胜を䜵せ持った材料ずするこずができる。 たた、 2個の埄の異な る czc材の円筒の間に該積局䜓を挟み蟌むこずで、 前蚘フヱルト状炭 玠繊維を圧瞮した状態で容易に保぀こずができる。 すなわち、 機械的匷 床に優れ、 断熱特性が長期にわたり維持できる成圢断熱材ずするこずが できる。 さらには、 czc材で挟持されおいない残りの面を芆うこずで 、 これら積局䜓からの発塵を完党に防止するこずができる。 ここで、 残 りの面ずは、 䟋えば、 積局䜓が䞭空の円筒圢状の堎合は、 その䞊䞋の面 をいう。 たた、 積局䜓が盎方䜓の堎合は、 積局方向に察しお平行な面を いう。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明における成圢断熱材の䞀実斜圢態䟋を瀺す抂略図で ある。 第 2図は、 実斜䟋における成圢断熱材の宀枩から 1 6 0 0 °Cにお ける熱䌝導率の枬定結果を瀺す図である。 第 3図は、 S i 〇ガスずの反 応の皋床及び発塵の皋床の結果をたずめお瀺す衚である。 発明の詳现な開瀺
以䞋、 本発明を詳述する。
本発明で䜿甚される C Z C材は、 䞀般的な補法で補䜜されたものでよ レ、。 䟋えば、 予め、 所定の圢状のプリプレダを補䜜し、 このプリプレダ を積局埌、 熱圧成圢し成圢䜓ずしたもの、 若しくは、 フィラメントワむ ンデむング法によっお補䜜し、 成圢䜓ずしたものである。 これらは、 所 望の断熱材の圢状に合わせ、 適宜その補䜜法を遞択しお補䜜するこずが できる。 この CZ C材を構成する炭玠繊維ずしおは、 P A N系、 ピッチ 系等が䟋瀺できる。 たた、 フェルト状炭玠繊維は、 䞀般的な方法で補䜜されたものでよく 、 フェルト状炭玠繊維のみからなるもの、 或いは、 フェルト状炭玠繊維 に暹脂等が含浞され、 炭化、 黒鉛化されたものであっおもよい。 このフ ゚ルト状炭玠繊維を構成する炭玠繊維ずしおは、 䟋えば、 ポリアクリロ 二トリル、 レヌペン、 セルロヌス系繊維の高分子系繊維、 ピッチ系繊維 を玠材ずする炭玠繊維が䟋瀺でき、 これらのうち、 1若しくは 2以䞊が 䜿甚される。 さらに、 本発明におけるフェルト状炭玠繊維は、 密床が 0 . 05〜0. 1 5 gZc m3 、 奜たしくは 0. 0 7〜0. 1 2 g/cm 3 であるものがよい。 このような密床範囲ずするこずで、 埌述する埄の 異なる C / C材の間で圧瞮させお積局するこずが可胜ずなる。 そしお、 圧瞮の皋床を調敎しお、 積局する枚数を調敎するこずで、 断熱特性を調 敎するこずが可胜ずなる。
たた、 膚匵黒鉛シヌトは、 特に制限されず、 優れたガス䞍浞透性を有 するもの、 䟋えば、 宀枩における窒玠ガスのガス透過率が 1 X I 0— 4 c m2 Zs以䞋、 奜たしくは 5 X 1 0— 5 cm2 Zs以䞋であるものが奜た しい。 このようなガス䞍浞透性に優れた膚匵黒鉛シヌトを䜿甚しお、 前 蚘フェルト状炭玠繊維ず積局䜓を圢成するこずで、 断熱材内郚でのガス の察流を防止する事ができるずずもに、 幅射熱を遮蔜するこずができる そしお、 フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトを積局する際は、 プ ノレト状炭玠繊維を圧瞮した状態で、 膚匵黒鉛シヌトず積局し、 これらか らなる積局䜓のかさ密床を 0. 1〜0. 3 g/c m3 、 奜たしくは 0. 1 5〜0. 2 5 gZc m3 に調敎するこずができる。 密床調敎しお断熱 特性を調敎するこずができる。
たた、 フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトの割合がプノレト状炭玠 繊維厚さ 3〜1 Ommに察し、 膚匵黒鉛シヌトを 1局挿入しお断熱特性 を調敎するこずができる。
たた、 2 0 0 0 °C以䞊の高枩で、 ハロゲンガス雰囲気䞋で凊理を行い 、 䞍玔物含有量が灰分量で 1 0 p p m以䞋であるこずが奜たしい。 ここ でいう灰分量は、 è©Šæ–™ 2 0 gを正確に枬定し、 癜金補のルツボ 容積 5 O c c ) に装填し、 酞玠気流䞭 2〜3 1 /m i n ) で、 9 5 0 °Cの枩 床で、 保持し、 灰化した埌、 デシケヌタ䞭で自然冷华埌、 残った灰分量 を枬定したものをいう。
本発明における成圢断熱材は、 以䞊のように構成されおおり、 各皮高 枩雰囲気炉、 特に、 半導䜓単結晶匕き䞊げ炉ゃ、 光ファむバ補造甚熱凊 理炉等に奜適に䜿甚するこずができる。 特に、 半導䜓単結晶匕き䞊げ炉 (以䞋、 C Z炉ずいう。 ) においおは、 埓来、 C Z炉構成郚材であるィ ンナヌシヌノレド、 ロアヌリング、 ァッパヌリング、 ヒヌトシヌルド等は 、 断熱材ず別々に蚭けられおいるが、 本発明の成圢断熱材を䜿甚するず 、 これら䞡者を䜵せた特性を発珟させるこずができ、 炉内の有効凊理範 囲を拡倧するこずが可胜ずなる。 発明を実斜するための最良の圢態
以䞋、 図面を参照し぀぀、 本発明における成圢断熱材を C Z炉のヒヌ トシヌルドずしお䜿甚する堎合にっレ、お詳现に説明する。
第 1図は、 本発明の成圢断熱材を C Z炉のヒヌトシヌルドずしお䜿甚 する堎合の䞀実斜䟋を瀺す抂略図である。 本発明におけるヒヌトシヌル ド 1は、 膚匵黒鉛シヌト 1 2ずフヱルト状炭玠繊維 1 3ずからなる積局 䜓 1 4ずを、 倖呚偎及び内呚偎から挟持する CZ C材 1 1ずで構成され おいる。
CZC材 1 1 a 1 1 bは、 䞀般的な CZ C材の補䜜法によればよく 、 炭玠繊維クロスプリプレダを硬化しお成圢䜓ずする。 若しくは、 フィ ラメントワむンディング法により円筒状に成圢しお、 埄の異なる円筒状 の czc材からなる成圢䜓を補䜜し、 内呚偎ずなる埄の小さい c Z c材
1 1 aず、 倖呚偎ずなる埄の倧きい CZC材 1 1 bを準備する。 これら 成圢䜓は、 焌成しお、 炭化させ、 黒鉛化させた状態であっおも、 プリプ レグ及びフィラメントワむンデむング等による成圢の際に䜿甚した抭脂 が硬化した段階の状態であ぀おもよい。
これら CZC材 l l a 1 l bは、 厚みを 0. 5〜  10. 0mm、 特 に 1. 0〜2. Ommずしおおくこずが奜たしい。 これによ぀お、 保圢 性を向䞊させるずずもに、 機械的匷床の高い断熱材ずするこずができる 次に、 内呚偎ずなる埄の小さい CZC材 1 1 aの衚面に膚匵黒鉛シヌ ト 12ず、 フェルト状炭玠繊維 1 3の順に亀互に同心円䞊に積局しおい く。 そしお、 最倖局の C/C材 1 1 bず接する局には、 膚匵黒鉛シヌト 12ずなるように積局するこずが奜たしい。 なお、 内呚偎 CZC材 1 1 aの衚面に、 先ずフェルト状炭玠繊維 13を、 次いで膚匵黒鉛シヌト 1 2の順に亀互に積局し、 倖呚の CZC材 1 1 bにフェルト状炭玠繊維 1 3が接するようにな぀おいおもよい。 しかしながら、 内倖呚の CZC材 1 1 a, 1 1 bに膚匵黒鉛シヌト 12が接するように積局するず、 プ ノレト状炭玠繊維 1 3がガスず盎接接するのを防げるので奜たしい。 ここで、 䜿甚する膚匵黒鉛シヌト 12は可撓性を有し、 ガス透過率が 1 X 1 ◩— 4 cm2 Zs以䞋、 特に 5 X 1 0 5 cm2 Zs以䞋であるこず が奜たしい。 このようなガス透過率ずするこずで、 断熱材内郚のガスの 察流を防止する事ができる。
フェルト状炭玠繊維 13は、 密床が 0. 05〜0. 15 g/cm3 、 特に 0. 07〜0. 1 2 gZcm3 であるものが奜たしい。 これによ぀ お、 圧瞮率を調敎するこずができる。 フェルト状炭玠繊維 1 3ず膚匵黒鉛シヌト 1 2ずの積局䜓 1 4を CZ C材 1 l aずずもに、 プラスチック補のバッグに入れ、 倖郚より、 真空 ポンプ等を利甚しおバッグ内の空気を抜き、 バッグ内の圧力を調節しお 所定の厚さに敎える。
そしお、 真空状態のバッグ内の積局䜓 1 4に、 倖呚偎の CZC材 1 1 bを被せ、 真空バッグを取り陀く。 真空を解くず、 積局䜓 1 4䞭のフナ ノレト状炭玠繊維 1 3が膚匵する。 これによ぀お、 積局䜓 1 4䞭のフナル ト状炭玠繊維 1 3は、 圧瞮された状態で、 C /C材 1 1 a、 1 1 bによ ぀お、 挟持された状態ずなる。
この状態で、 䜿甚するこずが可胜であるが、 内郚の積局䜓 1 4に暹脂 を浞透させるこずが奜たしい。 これによ぀お、 C ZC材 l l a l i b ず、 膚匵黒鉛シヌト 1 2ず、 フェルト状炭玠繊維 1 3ずの盞互間の結合 を匷くするこずができる。 さらに、 堎合によっおは䞊䞋の端面に、 CZ C材 1 1を被せる。 これで、 フェルト状炭玠繊維 1 3が露出せず、 プ ノレト状炭玠繊維 1 3ず膚匵黒鉛シヌト 1 2からなる積局䜓を完党に CZ C材で被芆するこずができ、 䜿甚䞭の発塵を抑制するこずができる。 な お、 ここで䜿甚する CZC材 1 1は、 内倖呚に䜿甚しおいる CZ C材 1 1 a , 1 l bず同様に厚み 0 . 5〜 1 O mmであるものが奜たしい。 積局䜓 1 4に暹脂を浞透させた埌に、 1 5 0〜2 0 0 °Cで熱凊理し、 暹脂を硬化させる。 次いで、 8 0 0〜1 0 0 0 °Cで熱凊理し、 暹脂を炭 化させる。 次に、 この成圢䜓をハロゲンガス雰囲気の倧気圧䞋で 1 8 0 0〜2 2 0 0 °Cで黒鉛化凊理及び高玔床化凊理を行う。 ここで、 ハロゲ ンガスずは、 ハロゲンたたはその化合物のガスのこずであり、 䟋えば塩 玠や塩玠化合物、 フッ玠、 フッ玠化合物を甚いるこずができるず共に、 塩玠ずフッ玠ずを同䞀分子内に含む化合物 モノクロ口トリフノレオノレメ タン、 トリクロ口モノフノレオノレメタン、 ゞクロルフルオル゚タン トリ クロ口モノフルオル゚タン等 を甚いるこずができる。 そしお、 これら ハロゲン系ガスずの反応により成圢䜓䞭に含たれる䞍玔物、 特に金属䞍 玔物がハロゲン化物ずしお蒞発および揮散され、 陀去される。 これによ ぀お、 䞍玔物含有量を灰分量で 1 0 p p m以䞋ずするこずができ、 高玔 床が芁求される C Z炉のヒヌトシヌルドゃ断熱材等ずしお䜿甚するこず ができる。
次に、 熱分解炭玠を C V D法で、 含浞 ·被芆するこずが奜たしい。 こ こでいう C V D法は、 熱分解炭玠を衚面の開気孔より内郚にたで浞透析 出させる所謂 C V I法を包含する方法であっお、 炭化氎玠類、 䟋えば、 炭玠数 1〜 8、 特に炭玠数 3のプロパンゃメタンガス等の炭化氎玠ガス もしくは炭化氎玠化合物を甚い、 炭化氎玠濃床 3〜3 0 %奜たしくは 5 〜 1 5 %ずし、 党圧を 1 0◩ T o r r以䞋奜たしくは 5 0 T o r r以䞋 の操䜜をする。 このような操䜜を行った堎合、 炭化氎玠が基材衚面付近 で脱氎玠、 熱分解、 重合などによっお巚倧炭玠化合物を圢成し、 これが 基材䞊に沈積、 析出し、 曎に脱氎玠反応が進み緻密な熱分解炭玠局が圢 成され、 あるいは浞透しお含浞される。 析出の枩床範囲は䞀般に 8 0 0 〜2 5 0 0 °Cたでの広い範囲であるが、 熱分解炭玠をできるだけ倚く含 浞するためには 1 3 0 0 °C以䞋の比范的䜎枩領域で凊理するこずが奜た しい。 たた析出時間を 5 0時間以䞊、 さらには 1 0 0時間以䞊ずするこ ずで内郚にたで熱分解炭玠を圢成させるこずができる。 さらに析出時間 を 5 0時間以䞊、 さらには 1 0 0時間以䞊ずするこずによっお、 内郚の 隅々にたで熱分解炭玠を圢成するこずが可胜ずなり、 内郚からのガスの 発生の抑制に寄䞎する。 たた含浞の皋床を高めるために、 等枩法、 枩床 募配法、 圧力募配法等が䜿甚でき、 時間の短瞮及び緻密化を可胜にする パルス法を䜿甚しおもよい。
たた、 前述の熱分解炭玠の代わりにガラス状炭玠を被芆するこずもで きる。 ガラス状炭玠は、 プノヌル暹脂等の熱硬化性暹脂に浞す力 \ 若 しくは刷毛塗り等の任意の方法で衚面に塗垃する。 そしお、 窒玠雰囲気 䞭で硬化、 焌成しお暹脂を炭玠化する。 その結果、 衚面党面をガラス状 炭玠で被芆するこずができる。
なお、 本発明の成圢断熱材は、 円筒状に限定されるものではなく、 膚 匵黒鉛シ䞀トずプノレト状炭玠繊維が亀互に積局しおなる積局䜓を C/ C材によっお挟み蟌んだサンドりむツチ構造であれば、 板状の成圢䜓で あっおもよレ、。 そしお、 cZc材で挟持されおいない残りの面を c/c 材で芆い、 フェルト状炭玠繊維が衚面に露出しないようにするこずが奜 たしい。 これによ぀お、 フェルト状炭玠繊維を構成する炭玠繊維が炉内 に飛散するこずを抑制するこずができる。
以䞋、 実斜䟋により、 本発明をより具䜓的に説明する。
(実斜䟋 1 )
かさ密床 0. 08 gZcm3 のフェルト状炭玠繊維ず、 ガス透過率が 5 X 1 0— 5 c m2 Zsの膚匵黒鉛シヌトずを、 プノヌル暹脂を含浞さ せたフュルト状炭玠繊維の局が 8局ずなるように亀互に積局し、 積局䜓 のかさ密床が 0. 2 g/cm3 ずなるように積局䜓を熱圧プレス成圢に より 42 mmに圧瞮した。 積局䜓の断面のフェルト状炭玠繊維ず膚匵黒 鉛シヌトの割合は、 フェルト 5. 1 mmに察し黒鉛シヌト 1局であった 。 この積局䜓をさらに䞊䞋より厚さ 1. 2mm、 プノヌル暹脂を含浞 させた C/C材で挟み蟌み、 サンドりむツチ構造ずし、 熱圧プレス成圢 し、 200 X 200mm、 厚さ 42. 4 mmの板状の成圢䜓を埗た。 こ の成圢䜓を焌成し、 暹脂等を炭化した埌、 ハロゲンガス雰囲気、 枩床 2 00 o°cの条件で黒鉛化ず同時に高玔床化凊理を行い、 䞍玔物含有量を 灰分量で 1 0 p p m以䞋の高玔床成圢断熱材を埗た。
(実斜䟋 2 ) 積局䜓䞭のフェルト状炭玠繊維の局を 8局ずし、 この積局䜓を圧瞮し お、 かさ密床を 0. 1 5 gZcm3 ずした以倖、 実斜䟋 1ず同様の方法 で 200 X 20 Omm, 厚さ 56 mmの板状の成圢断熱材を埗た。 なお 、 積局䜓の断面のフェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトの割合は、 プ ノレト 6. 8 mmに察し黒鉛シ䞀ト 1局であった。 さらに、 実斜䟋 1同様 の高玔床化凊理を行い高玔床成圢断熱材を埗た。
(実斜䟋 3 )
積局䜓䞭のフェルト状炭玠繊維の局を 8局ずし、 この積局䜓を圧瞮し お、 かさ密床を 0. 3 gZcm3 ずし、 実斜䟋 1ず同様の方法で 200 X 200mm, 厚さ 28 mmの板状の成圢断熱材ずし、 さらに、 端面を C/C材で芆った。 なお、 積局䜓の断面のフェルト状炭玠繊維ず膚匵黒 鉛シヌトの割合は、 プノレト 3. 3 mmに察し黒鉛シヌト 1局であった 。 さらに、 実斜䟋 1同様の高玔床化凊理を行い高玔床成圢断熱材を埗た
(実斜䟋 4)
実斜䟋 1で埗られた高玔床成圢断熱材を、 C V D法により膜厚 20 mの熱分解炭玠被芆を行い断熱材ずした。
(比范䟋 1 )
かさ密床 0. 08 gZcm3 のフェルト状炭玠繊維のみを実斜䟋 1ず 同質同圢状の CZC材で、 実斜䟋 1ず同様の方法で、 挟み蟌み、 200 X 20 Omm, 厚さ 40 mmの板状の成圢断熱材を埗た。
実斜䟋 1乃至 3及び比范䟋 1の成圢断熱材を、 それぞれ宀枩から 16 00°Cたでの範囲においお、 連続的に熱䌝導率を枬定した。 熱䌝導率の 枬定は、 真空䞭で所定枩床にさらされた断熱材の最倖局ず、 反察偎の最 倖局ずの枩床を枬定し、 熱䌝導率を算出した。 たた、 S i〇ガスず反応 させお電子顕埮鏡で芳察し、 その反応の床合いを積局方向に X線で線分 析を行い評䟡した。 たた、 発塵の皋床は振ずう機に 5分間かけお篩分け し、 発生する塵の量を枬定した。
熱䌝導率の枬定結果を第 2図にたずめお瀺す。
たた、 第 3図に S i Oガスずの反応の皋床及び発塵の皋床の結果をた 第 2図より、 実斜䟋 1乃至 4の成圢断熱材は、 䜎枩における熱䌝導率 が 0 . 0 7〜0 . 0 9 WZ (m - K) であり、 その熱䌝導率の䞊昇曲線 が比范䟋の成圢断熱材に比べ滑らかずなった。 すなわち、 䜎枩では䌝熱 しゃすく、 高枩では逆に䌝熱しにくいずいう断熱特性が優れおいるこず を瀺すものである。 産業䞊の利甚可胜性
フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトを亀互に積局した積局䜓を C Z C材で挟み蟌んだサンドりむツチ構造ずし、 積局䜓の密床及びフェルト 状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトの積局割合を調敎するこずで、 断熱特性を 調敎するこずが可胜ずなる。 さらに、 フュルト状炭玠繊維が衚面に露出 しないように C / C材で芆うようにするこずで、 フェルト状炭玠繊維か らの発塵を抑制するこずができる。 たた、 衚面が機械的匷床の高い C Z C材であるため、 取り扱いが非垞に容易であり、 呚囲の雰囲気ガスずの 反応を抑制するこずが可胜ずなり、 長寿呜で、 保圢性に優れ、 断熱特性 に優れた成圢断熱材ずするこずができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトずが亀互に積局され、 炭 玠繊維匷化炭玠耇合材によっお挟持されおいる成圢断熱材。
2. フュルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトずが亀互に積局され、 炭 玠繊維匷化炭玠耇合材によっお挟持されるずずもに、 残りの面が炭玠繊 維匷化炭玠耇合材に芆われおレ、る成圢断熱材。
3. 前蚘炭玠繊維匷化炭玠耇合材が埄の異なる 2個の円筒であり、 前蚘 2個の円筒間に、 前蚘フェルト状炭玠繊維ず前蚘膚匵黒鉛シヌトず が埄方向に亀互に積局され、 前蚘炭玠繊維匷化炭玠耇合材によ぀お挟持 されおいる請求の範囲 1に蚘茉の成圢断熱材。
4. 前蚘炭玠繊維匷化炭玠耇合材が埄の異なる 2個の円筒であり、 前蚘 2個の円筒間に、 前蚘フェルト状炭玠繊維ず前蚘膚匵黒鉛シヌトず が埄方向に亀互に積局され、 前蚘炭玠繊維匷化炭玠耇合材によっお挟持 されるずずもに、 䞊䞋面が炭玠繊維匷化炭玠耇合材に芆われおいる請求 の範囲 2に蚘茉の成圢断熱材。
5. 前蚘フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトからなる積局䜓のか さ密床が 0. 1〜0. 3 g/c m3 である請求の範囲 1又は 3に蚘茉の 成圢断熱材。
6. 前蚘フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトからなる積局䜓のか さ密床が 0. 1〜0. 3 gZcm3 である請求の範囲 2又は 4に蚘茉の 成圢断熱材。
7. フュルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトの割合が、 フェルト状炭 玠繊維厚さ 3〜1 0mmに察し、 膚匵黒鉛シヌトが 1局である請求の範 囲 1又は 3に蚘茉の成圢断熱材。
8. フェルト状炭玠繊維ず膚匵黒鉛シヌトの割合が、 フェルト状炭 玠繊維厚さ 3〜1 Ommに察し、 膚匵黒鉛シヌトが 1局である請求の範 囲 2又は 4に蚘茉の成圢断熱材。
9. 䞍玔物含有量が 10 p pm以䞋である請求の範囲 1又は 3に蚘 茉の成圢断熱材。
10. 䞍玔物含有量が 10 p pm以䞋である請求の範囲 2又は 4に 蚘茉の成圢断熱材。
11. 熱分解炭玠の被芆をしおなる請求の範囲 1又は 3に蚘茉の成 圢断熱材。
12. 熱分解炭玠の被芆をしおなる請求の範囲 2又は 4に蚘茉の成 圢断熱材。
13. ガラス状炭玠の被芆をしおなる請求の範囲 1又は 3に蚘茉の 成圢断熱材。
14. ガラス状炭玠の被芆をしおなる請求の範囲 2又は 4に蚘茉の 成圢断熱材。
15. 請求の範囲 1又は 2に蚘茉の成圢断熱材を甚いたヒヌトシ䞀 ル K。
16. 請求の範囲 3又は 4に蚘茉の成圢断熱材を甚いたヒヌトシ䞀 ノレ Κ。
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