圆筒状绝热材料及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种不会产生拉深皱纹以及碳纤维毡的剥离、绝热性能优异的圆筒型的含碳纤维的绝热材料及其制造方法。通过下述烧成卷绕体，能够解决所述课题，该烧成卷绕体是本发明专利技术的烧成碳纤维毡层卷绕层叠成螺旋状的中空圆筒状的烧成卷绕体，在烧成碳纤维毡层的叠层间具有残碳率5重量％以上的有机物筛网烧成而成的烧成有机物筛网层，由此所述叠层间被结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及圆筒状绝热材料及其制造方法。根据本专利技术，能够提供一种绝热性能优异的高温炉用绝热材料。
技术介绍
作为装配于真空炉、半导体单晶生长炉、陶瓷烧结炉、或者C/C复合材料烧结炉等高温炉的炉内的绝热材料，通用圆筒型的碳纤维制绝热材料。对于这种高温炉用绝热材料，重要的是在高温下维持形状，作为其基材使用碳纤维毡。作为使用该碳纤维毡的圆筒型的绝热材料的制造方法，专利文献1中公开了一种成型绝热材料的制造方法，其使碳纤维毡浸含可碳化的树脂，对浸含毡进行层叠压缩使之具有目标的厚度和体积密度。具体而言，公开了如下方法：将浸含有树脂的碳纤维毡卷绕在金属模上，通过钣金从外侧进行紧固，对碳纤维毡进行压缩成型，并使其碳化。另一方面，专利文献2中公开了如下方法：一边对膜等施加张力，一边利用卷取体卷取碳纤维毡和膜等，制作具有目标的体积密度的由碳纤维毡以及膜形成的层叠体，烧成此层叠体，从而制造圆筒型的绝热材料。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特公昭50-35980号公报专利文献2：日本特开平2-258245号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术人等按照专利文献1所记载的方法制作出圆筒型的绝热材料。然而，利用该方法制作出的绝热材料通过钣金紧固碳纤维毡，由此，如图2所示，在层叠后的碳纤维毡层产生拉深皱纹。发现了：该拉深皱纹不仅使外观变差，由于热量会沿着拉深皱纹逃逸，因此还会导致绝热性能的降低。进而，该方法必须由熟练的作业人员进行手动作业，并不高效。另一方面，发现了：专利文献2所记载的方法不会产生拉深皱纹，但当使用专利文献2所记载的聚丙烯等作为膜时，在烧成后在膜的一部分，碳纤维毡的叠层会剥离。专利文献2中记载了碳纤维毡的叠层通过其叠层间所存在的酚醛树脂等树脂而一体化，专利文献2中公开了碳纤维毡的叠层间所存在的膜等如果不损害毡的叠层的粘接性就不特别限定。然而，发现了：在膜存在于碳纤维毡的叠层间的情况下，膜会阻碍碳纤维毡叠层的一体化。该碳纤维毡的剥离具有如下缺点：不仅从外观上使商品价值降低，在使用时还无法保持形状。本专利技术的目的在于提供一种不会产生拉深皱纹以及碳纤维毡的剥离、绝热性能优异的圆筒型的含碳纤维的绝热材料及其制造方法。用于解决课题的方案本专利技术人对不产生拉深皱纹以及碳纤维毡的剥离、绝热性能优异的圆筒状绝热材料进行了深入研究，其结果是惊奇地发现：通过对层叠有碳纤维毡和残碳率5重量％以上的有机物筛网的层叠体进行烧成，能制造不产生拉深皱纹以及碳纤维毡的剥离、绝热性能优异的圆筒状绝热材料。本专利技术是基于这种见解而做出的专利技术。因此，本专利技术涉及：[1]一种烧成卷绕体，其是烧成碳纤维毡层卷绕层叠成螺旋状的中空圆筒状的烧成卷绕体，在烧成碳纤维毡层的叠层间具有残碳率5重量％以上的有机物筛网被烧成而成的烧成有机物筛网层，由此所述叠层间被结合；[2]根据[1]所述的烧成卷绕体，其中，所述烧成有机物筛网是烧成纤维素系筛网层；[3]根据[1]所述的烧成卷绕体，其中，在烧成卷绕体的内侧面及/或外侧面具有保护层；[4]一种圆筒状绝热材料，其包含[1]～[3]中任一项所述的烧成卷绕体；[5]一种中空圆筒状的烧成卷绕体的制造方法，其特征在于，包含：工序(a)，使碳纤维毡浸含树脂；工序(b)，一边对残碳率5重量％以上的有机物筛网施加拉伸力，一边将外侧的有机物筛网与内侧的所述浸含碳纤维毡重叠，卷绕在卷取芯上，由此得到中空圆筒状的烧成前卷绕体；工序(c)，通过加热使所得到的烧成前卷绕体固化；以及工序(d)，对固化后的烧成前卷绕体进行烧成；[6]根据[5]所述的烧成卷绕体的制造方法，其中，所述有机物筛网是纤维素系筛网；[7]根据[5]或[6]所述的烧成卷绕体的制造方法，其中，所述有机物筛网的单位面积重量是50～600g/m2；或者[8]根据[5]～[7]中任一项所述的烧成卷绕体的制造方法，其中，所述卷绕工序(b)中的有机物筛网是涂布有粘接剂的有机物筛网。专利技术效果根据本专利技术的圆筒状绝热材料及其制造方法，由于在圆筒状绝热材料上不会产生拉深皱纹，因此并未发现由拉深皱纹引起的绝热性能的降低。另外，由于碳纤维毡叠层间通过有机物筛网而被牢固地结合，因此具有如下优点：碳纤维毡不会剥离，在使用时能保持形状。即，根据本专利技术的圆筒状绝热材料及其制造方法，能够得到绝热性能优异、并且在使用时能够保持形状的圆筒状绝热材料。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的制造方法的一例的图。图2是表示利用实施例1的方法和比较例1(专利文献1)的方法得到的烧成前卷绕体的剖面的照片。图3是烧成后的漂白棉(纤维素系筛网)的(A)剖面(×400)、(B)表面(×150)、(C)剖面(×1200)、以及(D)表面(×1100)的电子显微镜照片。图4是烧成后的(A)沥青系碳纤维的剖面(×4000)、(B)PAN系碳纤维的剖面(×2000)、(C)以及人造丝系碳纤维的剖面(×1000)的电子显微镜照片的电子显微镜照片。具体实施方式[1]烧成卷绕体本专利技术的烧成卷绕体是烧成碳纤维毡层卷绕层叠成螺旋状的中空圆筒状的烧成卷绕体，烧成碳纤维毡的叠层间通过烧成有机物筛网层而结合。本专利技术的烧成卷绕体在烧成碳纤维毡层的螺旋状的叠层间夹入有烧成有机物筛网层。该筛网层发挥使层叠后的烧成碳纤维毡层结合而不剥离的作用。因此，理想的是，遍及烧成碳纤维毡层的叠层间的全部面积夹入有筛网，但只要烧成碳纤维毡层与烧成碳纤维毡层不剥离，也可以在叠层间存在未夹入有烧成有机物筛网层的部分。具体而言，夹入有烧成有机物筛网层的面积相对于烧成碳纤维毡层的叠层间的全部面积优选为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为80％以上，更进一步优选为90％以上，最优选为100％。对于夹入有烧成有机物筛网层的面积小于100％的烧成卷绕体，例如可以通过使用规则地具有圆形孔的有机物筛网来制造。在本专利技术的烧成卷绕体中，烧成碳纤维毡层在叠层剖面没有起伏地卷绕层叠。在本说明书中，所谓的“没有起伏地卷绕层叠”是指，烧成碳纤维毡没有曲折地层叠、整齐地层叠、或者没有所述拉深皱纹地层叠。然而，在将烧成卷绕体用作绝热材料的情况下，并不意味着排除不会对绝热性能带来较大影响的微小的起伏、皱纹、或者曲折。(烧成碳纤维毡层)烧成碳纤维毡层是碳纤维毡层烧成而成的。碳纤维毡能够通过均匀地堆积并针刺碳纤维而得到。作为碳纤维毡的原料的原纱，例如可以不加特别限制地使用聚丙烯腈系(PAN系)碳纤维、沥青系碳纤维、或者Kynol碳纤维(将酚醛树脂纤维烧成后而得的碳纤维)、或者人造丝系碳纤维。对于烧成碳纤维毡层所包含的碳纤维，优选具有3～30μm的平均纤维径，更优选具有5～20μm的平均纤维径。若小于3μm，则有时生产效率会降低；若大于30μm，则有时绝热性会降低。另外，构成碳纤维毡的碳纤维的纤维长度优选30～500mm的范围，进一步优选50～250mm的范围。若小于30mm，则有时烧成卷绕体的强度弱；若大于500mm，则有时难以均匀地分散纤维，难以调整出均匀的碳纤维毡。烧成碳纤维毡层的一层的厚度并不特别限定，但优选为3～30mm，进一步优选为3～20mm。作为另一方案，可以为4～30mm，还可以为4～20mm。烧成碳纤维毡的含碳率优选为80％以上，更优选为90％以上，进一步优选为95％以上，最优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧成卷绕体，其是烧成碳纤维毡层卷绕层叠成螺旋状的中空圆筒状的烧成卷绕体，其中，在烧成碳纤维毡层的叠层间具有残碳率5重量％以上的有机物筛网烧成而成的烧成有机物筛网层，由此所述叠层间被结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.21 JP 2014-1056121.一种烧成卷绕体，其是烧成碳纤维毡层卷绕层叠成螺旋状的中空圆筒状的烧成卷绕体，其中，在烧成碳纤维毡层的叠层间具有残碳率5重量％以上的有机物筛网烧成而成的烧成有机物筛网层，由此所述叠层间被结合。2.根据权利要求1所述的烧成卷绕体，其中，所述烧成有机物筛网是烧成纤维素系筛网层。3.根据权利要求1所述的烧成卷绕体，其中，在烧成卷绕体的内侧面及/或外侧面具有保护层。4.一种圆筒状绝热材料，其包含权利要求1～3中任一项所述的烧成卷绕体。5.一种中空圆筒状的烧成卷绕体的制造方法，其特征在于，包含：工序(...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田康，大内清美，横山达之，
申请(专利权)人：株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：日本;JP