(57)【要約】      （修正有）【課題】カーボンブラック形態のガラス化被照射グラファイトから形成されたグラファイト加工物を提供する。【解決手段】１つの実施形態において、加工物１６が２０ｐｐｈ以下のカーボンブラック１４で形成されて良い。特別な実施形態では約１０ｐｐｈ以下のカーボンブラック１４が用いられて加工物１６が形成されて良い。さらに別の実施形態では、約５ｐｐｈ以下のカーボンブラック１４が用いられて加工物１６が形成されて良い。より特別な実施形態では、加工物１６が約７５ｐｐｈ以下のピッチから形成されて良く、好ましくは約６０ｐｐｈのピッチ、より好ましくは約５０ｐｐｈ以下のピッチから形成されて良い。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
１〜１９ｐｐｈのカーボンブラックから形成されたグラファイト加工物であって、
前記カーボンブラックがガラス化被照射グラファイトから形成されていることを特徴とするグラファイト加工物。
【請求項２】
前記グラファイト加工物に１０ｐｐｈ以下のカーボンブラックが含有されていることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項３】
前記グラファイト加工物に５ｐｐｈ以下のカーボンブラックが含有されていることを特徴とする請求項２に記載のグラファイト加工物。
【請求項４】
前記グラファイトに押出グラファイトが含まれることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項５】
前記グラファイトに成形グラファイトが含まれることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項６】
前記グラファイト加工物が７５ｐｐｈ以下のピッチから形成されていることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項７】
前記グラファイト加工物が５０ｐｐｈ以下のピッチから形成されていることを特徴とする請求項６に記載のグラファイト加工物。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、カーボンブラック形態のガラス化被照射グラファイトから形成されたグラファイト加工物に関する。
【０００２】
原子力が拡大するエネルギ源となり、高温ガス反応器（ＨＴＧＲ）を用いることが増大している。このことにより生産される被照射グラファイトの量が年ベースで増大する。この被照射グラファイトの廃棄または再利用に関する選択肢が最前線の技術となっている。
【考案の概要】
【０００３】
１つの選択肢が処理後に被照射グラファイトを再利用して別のグラファイト加工物に変換することである。このような加工物の例には、ウラニウム処理用のラジオヌクレオチド（radionucleotides）、グラファイト、またはカーボンのガラス化に用いられる電極、ＨＴＧＲ、特にはＧｅｎ  ＩＶ  ＨＴＧＲ向けの減速剤、原子力設備用の他の種類のグラファイト製品、チャコールフィルタ、シリコンカーバイトアプリケーションなどがある。
【０００４】
このようなグラファイト加工物が２０ｐｐｈ以下のカーボンブラックで形成でき、該カーボンブラックがガラス化被照射グラファイトから形成される。任意に、グラファイト加工物が７５ｐｐｈ以下のピッチから形成されて良い。本明細書を通して、「ｐｐｈ」が１００あたりの個数を省略して表わし、１００個のコークスフィラ（coke filler）を基礎とする。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】ガラス化グラファイトの再利用の方法の概略図である。
【図２】実施形態に基づいて形成されたグラファイトの顕微鏡写真である。
【図３】実施形態に基づいて形成されたグラファイトサンプルの試験結果の表である。
【図４】実施形態に基づいて形成されたグラファイトサンプルの試験結果の表である。
【図５】実施形態に基づいて形成されたグラファイトサンプルの試験結果の表である。
【図６】実施形態に基づいて形成されたグラファイトサンプルの試験結果の表である。
【考案を実施するための形態】
【０００６】
図１において、指図１０が再利用被照射グラファイト用のプロセスの実施形態の概略である。１２に示すのが被照射モノリシックグラファイトのサンプルである。グラファイトがガラス質になりカーボンブラック１４に変移する。カーボンブラック１４が用いられて新しいグラファイト加工物１６を形成する。グラファイト加工物１６の１つの用途が、具体的にはＨＴＧＲ、より具体的にはＧＥＮ  ＩＶ  ＨＴＧＲを有するプラントなどの原子力プラント内のアプリケーションである。
【０００７】
グラファイト加工物１６が少なくともカーボンブラック１４、ピッチ、および石油コークスから形成される。典型的には加工物１６に対する混合設計はコークス１００個を基礎にする。加工物１６に対する他の先駆体が望まれれば用いられる。そのような代替先駆体にはカーボンファイバー、架橋剤、加工剤などが含まれる。様々な種類のカーボンファイバが所望の最終用途に基づいて用いられて良い。選ばれたファイバが用いられて加工物１６の絶縁性能、強度性能、伝導性能、またはそれらの組み合わせが向上する。
【０００８】
１つの実施形態において、加工物１６が２０ｐｐｈ以下のカーボンブラック１４で形成されて良い。特別な実施形態では約１０ｐｐｈ以下のカーボンブラック１４が用いられて加工物１６が形成されて良い。さらに別の実施形態では、約５ｐｐｈ以下のカーボンブラック１４が用いられて加工物１６を形成して良い。より特別な実施形態では、加工物１６が約７５ｐｐｈ以下のピッチから形成されて良く、好ましくは約６０ｐｐｈのピッチ、より好ましくは約５０ｐｐｈ以下のピッチから形成されて良い。
【０００９】
加工物１６が任意の形成技術で形成されることに限定されない。加工物１６が押出し、成形、アイソモールド（isomolded）されたグラファイトで良い。典型的にはグラファイトの上記の種類の加工技術が用いられて加工物１６が形成される。カーボンブラック１４またはカーボンファイバの充填剤量をより多く使用する例において、積極的に混合技術を用いるのが有利であって、先駆体混合の均質性が向上する。
【００１０】
加工物１６を製造する例示の工程には、所望のサイズに対する先駆体を圧延すること、先駆体を混合すること、および加工物を形成することが含まれる。次いで典型的には、形成された加工物を６００〜１４００℃まで加熱して加工物１６が炭化される。炭化加工物が次いで所望の数の含侵、炭化処理を受けて、加工物１６が所望の濃度に達する。適当に濃密化された加工物が次いでグラファイト化されて加工物１６を得る。
【００１１】
実施例
０〜１０％のカーボンブラック（％のカーボンブラックが混合設計のドライ留分に基づいた）の異なる７種類のグラファイト材料の２つのサンプルを製作して、グラファイト内のブラックカーボンの留分の増加に起因する性質の変化を評価した。
【００１２】
製造後の材料を、熱膨張、超音波係数、固有抵抗、密度、および屈曲強度の係数において特徴付けした。また、光学顕微鏡が用いて形成加工物の構造を評価した。
【００１３】
石油コークス、バインダ（コールタール）ピッチおよびカーボンブラック添加剤の変化させた留分を混合して小さなグラファイト電極を製作した。これらの材料が固体の状態でピッチを用いて室温で混合された。予備製作混合が下記表１に基づきブラックカーボン含有量において変化する。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
製作条件およびカーボンブラックの変化させた留分に対して各混合におけるピッチ量を最適化した。たとえば、カーボンブラックをより多く含む加工物はバインダピッチの添加留分を用いた。
【００１６】
混合「Ｇ」は加工できずに、カーボンブラックの大きな凝集体が最終加工物の選ばれた領域になりかつ非常に脆弱になった。
【００１７】
この製作で生成された最終グラファイト加工物の代表的な領域を撮った光学顕微鏡画像を図２に示す。非グラファイト粒子の増加した充填剤と共に現われるカーボンブラックの凝集体とは別に、加工物中に均質な構造の存在が分かる。混合の時間が増えるとカーボンブラック凝集体の形成が矯正され、代わりに全体の加工性、最終材料の均一性および品質を大きくする。
【００１８】
グラファイト加工物に実施される分析には他に、密度、屈曲強度（図３）、熱膨張係数（図４）、熱伝導率（図５）、ヤング率および固有抵抗（図６）がある。すべての図にカーボンブラック充填の各値に対して試験された２つのサンプルを示す。
【００１９】
グラファイト加工物の特性に対して変態を測定したが、受容できる性質の範囲からはみ出す顕著なばらつきは観測されなかった。
【００２０】
カーボンブラックが新しいグラファイト加工物に充填剤として用いられる。これら材料は各種加工技術を用いて製造される。
【００２１】
ここに完成された製作物により、材料の５ｐｐｈ以下のドライ部分のカーボンブラック充填が容易に達成されたことが分かる。
【００２２】
ここに示したグラファイトの最終特性は、原子力廃棄物のガラス化の目的とする受容可能レベルのグラファイト材料の範囲内である。また、開発工程を実施すれば、この材料をさらは顕著に強化でき、またグラファイトの他の基礎特性を向上させ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年9月17日(2014.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
１〜１９ｐｐｈのカーボンブラック、ピッチ、および石油コークスから形成されたグラファイト加工物であって、
前記カーボンブラックがガラス化被照射グラファイトから形成されていることを特徴とするグラファイト加工物。
【請求項２】
前記グラファイトに押出グラファイトが含まれることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項３】
前記グラファイトに成形グラファイトが含まれることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項４】
前記グラファイト加工物が７５ｐｐｈ以下のピッチから形成されていることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項５】
前記グラファイト加工物が５０ｐｐｈ以下のピッチから形成されていることを特徴とする請求項６に記載のグラファイト加工物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【表１】
0003194718.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月18日(2014.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
１〜１９ｐｐｈのカーボンブラック、ピッチ、および石油コークスから形成されたグラファイト加工物であって、
前記カーボンブラックがガラス化被照射グラファイトから形成されていることを特徴とするグラファイト加工物。
【請求項２】
前記グラファイトに押出グラファイトが含まれることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項３】
前記グラファイトに成形グラファイトが含まれることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項４】
前記グラファイト加工物が７５ｐｐｈ以下のピッチから形成されていることを特徴とする請求項１に記載のグラファイト加工物。
【請求項５】
前記グラファイト加工物が５０ｐｐｈ以下のピッチから形成されていることを特徴とする請求項４に記載のグラファイト加工物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【表１】
0003194718.tif 000011