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公開番号2024078025
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-10
出願番号2022190323
出願日2022-11-29
発明の名称断熱材
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類F16L 59/02 20060101AFI20240603BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】断熱効果の高い断熱材を提供する。
【解決手段】炭素繊維を用いた断熱材であって、表面に熱分解炭素を含む熱分解炭素層を有するとともに、上記熱分解炭素層の下に、上記炭素繊維間に鱗片状黒鉛を含有する下地層を有することを特徴とする断熱材。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
炭素繊維を用いた断熱材であって、
表面に熱分解炭素を含む熱分解炭素層を有するとともに、前記熱分解炭素層の下に、前記炭素繊維間に鱗片状黒鉛を含有する下地層を有することを特徴とする断熱材。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記下地層中の、前記鱗片状黒鉛の配合比率が５～４０体積％である、請求項１に記載の断熱材。
【請求項３】
前記鱗片状黒鉛は、平均粒子径が２μｍ～５００μｍである、請求項１又は２に記載の断熱材。
【請求項４】
前記炭素繊維が、前記炭素繊維のニードルマット又は前記炭素繊維の抄造体を構成する、請求項１又は２に記載の断熱材。
【請求項５】
前記下地層の表面には前記炭素繊維が露出している、請求項１又は２に記載の断熱材。
【請求項６】
前記下地層の前記鱗片状黒鉛及び前記炭素繊維は、互いに炭素系接着材で接合されている、請求項１又は２に記載の断熱材。
【請求項７】
前記下地層は、厚さが１０μｍ～１０００μｍである、請求項１又は２に記載の断熱材。
【請求項８】
前記熱分解炭素層は、厚さが２～６０μｍである、請求項１又は２に記載の断熱材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維を用いた断熱材は、耐熱温度が高く断熱性能も優れることから、単結晶引き上げ装置、セラミック焼結炉など、高温炉用断熱材として広く利用されている。
【０００３】
炭素繊維を用いた断熱材は、炭素繊維による伝熱を抑制するため、気孔率の高いフェルト、抄造体などの形態で広く利用されている。一般に、フェルトは変形性があるため、空いた空間に充填して当該空間を埋める部材や、他の部品を囲む断熱材として利用される。一方、抄造体は高い形状保持性を有するため、所定の形状に加工し、断熱部品として利用される。なお、フェルトは、圧縮した後、バインダによって固定することにより、形状保持性の良い断熱部品として使用することもできる。
【０００４】
特許文献１には、炭素からなる骨材と熱硬化性樹脂からなる粘結剤とを含む緻密下地層形成液を、成形断熱材の少なくとも一つの表面から少なくとも０．４ｍｍの領域に含浸させ、その後５００℃以上で焼成して上記熱硬化性樹脂を炭素化させて緻密下地層となす緻密下地層形成ステップと、焼成後に炭素粒子となる成分を含んだ骨材と熱硬化性樹脂からなる粘結剤とを含む表面被覆液を、上記緻密下地層の表面から少なくとも０．１ｍｍの領域の少なくとも一部に含浸させ、その後１０００℃以上で焼成して、上記熱硬化性樹脂を炭素化させて表面被覆層となす表面被覆層形成ステップと、備え、上記緻密下地層における骨材の体積分率が、０．３～５％であり、上記表面被覆層における骨材の体積分率が、１～７％である成形断熱材の製造方法が開示されている。
特許文献１では、実施例において、緻密下地層に鱗状黒鉛粉末を含有させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－１５８８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の断熱材を、誘導加熱炉のような高温の発熱体の周囲に配置するような断熱材として使用した場合、断熱効果が充分とは言えず、さらに断熱効果を向上させることが望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、断熱効果の高い断熱材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の断熱材は、炭素繊維を用いた断熱材であって、表面に熱分解炭素を含む熱分解炭素層を有するとともに、上記熱分解炭素層の下に、上記炭素繊維間に鱗片状黒鉛を含有する下地層を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の断熱材は、下地層において炭素繊維間に鱗片状黒鉛を含有する。放射による伝熱が支配的な１４００℃を超える高温領域において、鱗片状黒鉛によって放射熱の熱反射率を高くすることができる。そのため、断熱効果の高い断熱材とすることができる。なお、特許文献１においては、鱗片状黒鉛を下地層に使用することは記載されているものの、鱗片状黒鉛によって放射熱の熱反射率を高くすることが出来るという作用効果は示唆されていない。
【００１０】
また、本発明の断熱材は、表面に熱分解炭素層を有する。
熱分解炭素層は、高温度域、特に１４００℃を超える高温域において、放射による熱伝導を遮断して、優れた断熱性を発揮する。また、断熱材が使用される環境において反応性ガスが発生する場合であっても、反応性ガスに対する活性が低く、劣化や消耗が生じにくい。
（【００１１】以降は省略されています）

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