JP2013126950A - グラファイトフィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】厚み5μm以上250μm以下の高分子フィルムを2400℃以上の温度で熱処理するグラファイト化工程と、前記グラファイト化工程にて得られたグラファイト化処理後フィルムを、表面抵抗率が1×109Ω/□以下の圧縮面と接触させて、面状に圧力2MPa以上40MPa以下で加圧する後面状加圧工程を含むことを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法。
【選択図】 なし
Description
特許文献1〜3では、発泡したグラファイト化処理後フィルムに後圧延工程を施こすことで耐屈曲性、柔軟性を付与している。後圧延工程とは2本のセラミック製あるいは金属製のローラーの間に、グラファイト化処理後フィルムを通すことにより圧縮する工程である。
(1)厚み5μm以上250μm以下の高分子フィルムを2400℃以上の温度で熱処理するグラファイト化工程と、前記グラファイト化工程にて得られたグラファイト化処理後フィルムを、表面抵抗率が1×109Ω/□以下の圧縮面と接触させて加圧する、後面状加圧工程を含むことを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法。
(2)前記表面抵抗率が1×107Ω/□以下の圧縮面と接触させて、前記面状に圧力2MPa以上40MPa以下で加圧する後面状加圧工程を含むことを特徴とする(1)に記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(3)前記圧縮面のJIS B0652に記載の光波干渉式表面粗さ測定法で得られる表面粗さRaが0.005〜3.000μmであることを特徴とする(1)〜(2)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(4)前記グラファイト化処理後フィルムの面積が100cm2以上10000cm2以下であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(5)前記圧縮面の材質が高分子であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(6)前記圧縮面の材質がカーボン系の導電性フィラーが練り込まれている、PS(ポリチレン)系樹脂、PVC(ポリ塩化ビニル)系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)系樹脂、PP(ポリプロピレン)系樹脂、PE(ポリエチレン)系樹脂であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(7)前記圧縮面が50μm以上800μm以下のフィルム状媒体であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(8)前記後面状加圧工程において、前記グラファイト化処理後フィルムと前記フィルム状媒体を複数枚同時に加圧することを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(9)前記後面状加圧工程において、複数枚の前記グラファイト化処理後フィルムと複数枚の前記フィルム状媒体を、交互に積層して加圧することを特徴とする(1)〜(8)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(10)前記グラファイト化処理後フィルムの面積が100cm2以上10000cm2以下であることを特徴とする(1)〜(9)のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
グラファイトフィルムとは、炭素の同素体であるグラファイト(黒鉛ともいう)からなるフィルムをいう。近年の電子機器の発熱密度増加に対する対策として熱拡散性の非常に優れたグラファイトフィルムが注目を集めている。現在、一般に入手できるグラファイトフィルムとして、高分子熱分解法またはエキスパンド法により製造されたグラファイトフィルムがある。
本発明のグラファイトフィルムは、高分子フィルムを2400℃以上の温度まで加熱して製造される。より具体的には、例えば、高分子フィルムを不活性ガス中で上限温度1000℃〜1600℃の範囲で熱処理を行う第1の熱処理工程(炭化工程)と、さらに上限温度が2500℃〜3100℃の範囲で熱処理を行う第2の熱処理工程(グラファイト化工程)をおこなうことにより製造される。不活性ガスとしては、例えばアルゴン、ヘリウム等を使用できる。
本発明で用いる高分子フィルムは特に限定はされないが、例えば、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリオキサジアゾール(POD)、ポリベンゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾビスオキサザール(PBBO)、ポリチアゾール(PT)、ポリベンゾチアゾール(PBT)、ポリベンゾビスチアゾール(PBBT)、ポリパラフェニレンビニレン(PPV)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリベンゾビスイミダゾール(PBBI)からなる群より選択される高分子のフィルムを挙げることができる。これらの少なくとも1種を用いることにより、最終的に得られるグラファイトの耐屈曲性、熱拡散性を大きくすることが可能である。高分子フィルムは、公知の造方法で製造すればよい。
(1)ポリイミドフィルムは、他の有機材料を原料とする高分子フィルムよりも、フィルムの炭化、グラファイト化が進行しやすい。したがって、結晶性がよく耐屈曲性、熱拡散性に優れたグラファイトフィルムを比較的容易に得ることができる。
(2)ポリイミドは、原料モノマーを種々選択することによって様々な構造および特性を有するものを得ることができる。すなわち分子設計が比較的容易である。
本発明で用いる高分子フィルムの厚みは5μm以上250μm以下であり、好ましくは10μm以上180μm以下、さらに好ましくは20μm以上130μm以下である。5μm未満であると、フィルムが薄いため発生したガスがフィルムから抜けやすく、結果的にグラファイト化工程での発泡が不十分となる。また、250μmより厚いと、フィルムが厚すぎるため発生したガスが発泡セル膜を透過にくくなり、発泡セル膜を透過できなかったガスがグラファイト層を破壊しながら抜けてしまう。グラファイト層が破壊されると表面剥がれが発生し、均一に発泡したグラファイト化処理後フィルムが得られない。
本発明では、まず高分子フィルムの炭化工程をおこなった後、得られた炭化フィルムのグラファイト工程をおこなうことによりグラファイト化処理後フィルム得ることができる。本発明の炭化工程では、出発物質である高分子フィルムを減圧下もしくは不活性ガス中で加熱処理することが好ましい。この加熱は通常1000℃程度の温度で行い、例えば10℃/分の速度で昇温した場合には1000℃の温度領域で30分程度の温度保持を行うことが望ましい。より具体的には、高分子フィルムを炭化する炭化温度は、600℃以上、2000℃未満が好ましい。
本発明のグラファイト化工程では、炭化工程で得られた炭化フィルムを減圧下もしくは不活性ガス中で加熱処理することが好ましい。この加熱は通常2400℃以上の温度で行い、最高温度領域で60分程度の温度保持を行うことが望ましい。
本発明でのグラファイト化工程での熱処理の際の最高温度(以下「グラファイト化最高温度」という)は2400℃以上であるが、好ましくは2800℃以上、より好ましくは、2900℃以上、さらに好ましくは3000℃以上である。このような熱処理温度にすることでグラファイト層が面方向へ成長し、耐屈曲性、熱拡散性の優れたグラファイトフィルムを得ることができる。一方、グラファイト化最高温度が2400℃より低い場合は、グラファイト化が十分進行しない。グラファイト化が十分に進行していないと、発泡の程度が十分でないためにフィルムが硬くなり、グラファイトフィルムの耐屈曲性、熱拡散性が不十分となる。熱処理温度が高いほど良質のグラファイトへの転化が可能である。
炭化工程、黒鉛化工程を施した高分子フィルムがグラファイト化処理後フィルムである。本発明のグラファイト化処理後フィルムはグラファイト化工程で発泡する。この発泡は上述したように、グラファイト化工程にてグラファイト骨格を形成しない窒素などの発泡ガスの発生によるものである。
グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度が、グラファイトフィルムの耐屈曲性、熱拡散性に影響する。発泡の程度が大きいグラファイト化処理後フィルムの密度は、グラファイト層間に多くの空間を有しているため小さい。逆に、発泡の程度が小さなグラファイト化処理後フィルムの密度は大きい。
本発明では、発泡したグラファイト化処理後フィルムを圧縮することで、耐屈曲性が非常に優れたグラファイトフィルムを得ることができる。耐屈曲性の高まるメカニズムは、次の通りである。
グラファイト化処理後フィルムを圧縮する方法としては、後圧延工程と後面状加圧工程が考えられるが、本発明では、後面状加圧工程をおこなう。以下の点で、後面状加圧工程は後圧延工程よりも優れている。
後圧延工程の問題点は、グラファイト化処理後フィルムを面状に加圧する後面状加圧工程により解決された。
(理由1)密度の小さなグラファイト化処理後フィルム(すなわち発泡度が高いグラファイト化処理後フィルム)は波打ちが多いため、後圧延工程により折れ皺(巻き込み皺)が発生する場合がある。一方、後面状加圧工程では、このような折れ皺(巻き込み皺)は発生し難い。
(理由2)密度の小さなグラファイト化処理後フィルムは厚みバラツキも大きいため、後圧延工程では均一に加圧することが難しい。一方、後面状加圧工程では、面接触で加圧するために、このような厚みバラツキに関係なく均一に加圧できる
(理由3)後圧延工程では、金属ローラーのような強度の高いものでグラファイト化処理後フィルムを巻き込ませながら圧縮するためグラファイトフィルムを傷つけやすい。後面状加圧工程では、グラファイト化処理後フィルムを面状に加圧するために、圧力を強めてもグラファイトフィルムを傷つけ難い。
(理由4)密度の小さなグラファイト化処理後フィルムを薄くするためには、大きな圧縮圧力が必要となる。しかしながら後圧延工程では、圧縮圧力を大きくすると、線接触であるためグラファイトを傷つけやすい、折れ皺(巻き込み皺)も多く発生するという問題が発生する。一方、後面状加圧工程では、面接触であるために圧力を強めてもグラファイトを傷つけ難く、折れ皺(巻き込み皺)も発生しない。
(理由5)後圧延工程は、ニップ幅が固定されるために圧縮圧力の調節が難しい。一方、後面状加圧は、圧縮圧力の調節が可能であり、グラファイト化処理後フィルムの状態に応じて、圧力を調節できる。また、圧力を徐々に強めたり弱めたり調節が可能であり、グラファイト化処理後フィルムの状態に応じた圧縮が可能である。
(理由6)後圧延工程は、皺などが入り易いために慎重に処理する必要があり、作業に時間がかかる。一方、後面状加圧工程では、皺などが入りにくいために、作業性がよく、短時間での圧縮が可能である。また後述するように、フィルム状媒体と交互にグラファイト化処理後フィルムを積層して圧縮するなど、複数枚同時の圧縮も可能である。
しかしながら後面状加圧工程にも、静電気発生の問題があることが明らかになっている。静電気により、グラファイトフィルムに皺が発生したり、破けが発生したり、グラファイトフィルムの外観が劣化する場合がある。静電気の発生は後面状加圧工程が、面接触でフィルムを圧縮することに由来する。特に圧縮圧力が高い場合、面積が大きい場合、圧縮時の接触面の表面粗さが小さい場合などは、グラファイトフィルムを圧縮媒体から剥がせないほどに非常に大きな静電気が発生し、作業性を極端に低下させることがあった。
静電気の発生は後面状加圧工程が、面接触でフィルムを圧縮することに由来する。一般的に、2つの素材が密着すると一方の素材からもう一方の素材へ電荷の移動が起こる。密着した素材を引き剥がす際に一方の素材は電子を得て負に帯電し、もう片方は電子を失い正に帯電する。以上が圧縮処理による静電気の発生メカニズムと考えられる。
圧縮面とは、グラファイト化処理後フィルムの後面状加圧工程において、圧縮の際、グラファイト化処理後フィルムと面状に接触している面である。例えば、単板プレス機を使用して後面状加圧工程を実施する場合、圧縮面は、圧縮時にグラファイト化処理後フィルムと接触している面である(図4の太線部)。また、高分子フィルムでグラファイト化処理後フィルムを挟んで、それを単板プレス機を使用して後面状加圧工程を実施する場合は、圧縮面は高分子フィルムの表面である(図5の太線部分)。
後面状加圧工程を実施後、圧縮面からのグラファイトフィルムの引き剥がす工程(独立回収工程)では、強い静電気が発生する。この静電気により、独立回収工程の作業性が悪くなるばかりか、グラファイトフィルムに皺、破けが発生する場合もあり、静電気によるグラファイトフィルムと圧縮面の貼りつきは深刻な問題であることが明らかになった。
本発明の後面状加圧工程のグラファイト化処理後フィルムを面状に加圧する圧力は、2MPa以上40MPa以下であり、好ましくは4MPa以上20MPa以下、更に好ましく8MPa以上15MPa以下である。グラファイト化処理後フィルムを面状に加圧する圧力が2MPaより小さい場合は、圧力が小さすぎて十分に圧縮処理できず、耐屈曲性の悪いグラファイトフィルムとなる。一方、グラファイト化処理後フィルムを面状に加圧する圧力が40MPaより大きいと、圧力が大きすぎて圧縮処理時にグラファイトフィルムが破壊されてしまい、耐屈曲性、熱拡散性、外観の悪いグラファイトフィルムとなる。また、圧力が大きい方が圧縮面からのグラファイトフィルム引き剥がし性が悪くなる傾向がある。
後面状加圧工程において、圧縮面とグラファイト化処理後フィルムを接触させて圧縮するために、圧縮面の表面粗さRaが出来上がりのグラファイトフィルムの表面平滑性を左右する。圧縮面の表面粗さが大きい場合は、出来上がりのグラファイトフィルムの表面粗さも大きくなり、表面平滑性が悪くなる。圧縮面の表面粗さが小さい場合は出来上がりのグラファイトフィルムの表面粗さも小さくなり、表面平滑性がよくなる。出来上がりのグラファイトフィルムの表面平滑性が良い方が、他材料との複合の際に有利であり、また耐屈曲性や引っ張り強度などの機械特性も優れている。したがって接触面の表面粗さRaは小さいものがよい。
本発明では、大面積のグラファイト化処理後フィルムを用いて、大面積のグラファイトフィルムを得ることが好ましい。グラファイト化処理後フィルムの面積が小さいと発生する静電気は小さいが、得られるグラファイトフィルムのサイズも小さくなるという問題がある。一方、静電気が発生しやすいものの、グラファイト化処理後フィルムの面積が大きいと、サイズの大きいグラファイトフィルムを製造できるので好ましい。
本発明の圧縮面の材質としては、例えば、高分子、セラミック、金属、ゴムなどが挙げられるが、表面抵抗率が1×109Ω/□以下であれば、その材質は特に限定されない。
金属材料は非常に小さな表面抵抗率(1×105Ω/□以下)を示すことが知られており、後面状加圧工程後のグラファイトフィルムと圧縮面の引き剥がし性が優れている。しかしながら本発明のように非常に大きな圧力で圧縮する場合、金属は硬く柔軟性に欠けるため、金属がグラファイトフィルムを傷つけることがある。また金属は延性と展性を示すために塑性変形しやすく、いったん塑性変形してしまうと、その後は圧縮面の平坦性を保つことができず、繰り返しの使用が困難な場合がある。
一方、高分子は粘弾性体であるために、圧縮面に使用すると、グラファイトフィルムを傷つけることなく圧縮できる(高分子の弾性変形により、局所的な加圧が緩和されるため、均一な加圧が可能となる)。また、金属と違って原子位置の流動による変形がないため、繰り返しの使用が可能である。
導電性あるいは静電気防止の効果がある高分子材を圧縮面として使用すると、グラファイトフィルムを傷つけず、圧縮面からのグラファイトフィルムの引き剥がしの作業性もよくなる。また、高分子であるため、圧縮面の変形もなく、繰り返しの使用が可能である。導電性高分子材料には、電子の移動を可能にする化学構造を持った、いわゆる導電性ポリマーと、界面活性剤、電解質などの化合物や金属粉、カーボンブラックなどの導電性フィラーを練り込んだ、導電性樹脂組成物とがある。
後面状加圧工程に、導電性ポリマーや界面活性剤など導電性の媒体を表面にコーティングしたタイプのシートを用いた場合、耐久性が良くないことが多い。圧縮処理の際、非常に大きな圧力でグラファイトフィルムと圧縮面を密着させるため、圧縮のたびに表面コーティングが少しずつ剥がれていき、静電気抑制効果が低下するものと考えられる。
フィラー系導電性樹脂組成物中の導電性フィラーとして、銅、銅合金、銀、ニッケル、低融点合金(ハンダなど)の金属微粒子、酸化亜鉛、酸化錫、酸化インジウムなどの金属酸化物微粒子、各種のカーボンブラック、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマー粒子、金属を被覆したポリマー微粒子、貴金属を被覆した銅や銀の微粒子、金属繊維、炭素繊維など、極めて多種多様なものを使用することができる。
本発明の後面状加圧工程において使用される圧縮面として、上述したような導電性、静電気防止高分子材料の使用は非常に優れている。圧縮面として導電性、静電気防止高分子材料を使用した場合、金属材料、絶縁性の高分子材料を使用した場合より次の点で優れている。
1)静電気が発生しにくいので、後面状加圧工程後のグラファイトフィルムと圧縮面の引き剥がしがスムーズとなる。
2)高分子材料は粘弾性を示す材料であるため、後面状加圧工程時にグラファイトフィルムを傷つけない。(金属材料の場合、傷がつく)
3)高分子材料は変形に対しても強く、後面状加圧工程後に圧縮面の変形がないため繰り返しの使用が可能である。(金属材料の場合、一度の圧縮で変形し、その変形が次の圧縮の際に傷、押ムラの原因となる)
4)また、高分子材料は金属材料と比較して軽いために、作業が容易である。この差は、特に複数のグラファイト化処理後フィルムや圧縮面を同時にプレスする際に顕著となる(後述)。
本発明の後面状加圧工程における圧縮面を持つ媒体として、フィルム状媒体を用いることができる。フィルム状媒体の素材としては、例えば上述したようなPS(ポリスチレン)系樹脂、PVC(ポリ塩化ビニル)系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)系樹脂、PP(ポリプロピレン)系樹脂、PE(ポリエチレン)系樹脂などの高分子材料が挙げられる。また、銅、アルミニウム、鉄、それらの合金などの金属材料、セラミック、ゴム材なども用いることができる。フィルム状媒体を使用したグラファイト化処理後フィルムの圧縮例を図5に示す。図5の51がフィルム状媒体であり、フィルム状媒体でグラファイト化処理後フィルムを挟み、それを単板プレス機を使用して面状に圧縮する。
本発明の後面状加圧工程において使用するフィルム状媒体の厚みは、通常、50μm以上800μm以下であり、好ましくは200μm以上600μm以下、さらに好ましくは200μm以上400μm以下である。フィルム状媒体の厚みが50μmより薄い場合は、フィルムが薄すぎてこしがないために、図6の(61)のような外部の凹凸をグラファイトフィルムに転写してしまう。一方、フィルム状媒体の厚みが800μmより厚い場合は、後述するように複数枚同時に処理する場合に嵩張ってしまう。また、フィルム状媒体の重量が重くなると作業性が悪くなるので、フィルム媒体の厚みは800μm以下がよい。
本発明のフィルム状媒体とグラファイト化処理後フィルムの接触方法として、例えば、〔フィルム状媒体/1枚のグラファイト化処理後フィルム/フィルム状媒体〕をサンドイッチ状に挟む方法(図7)を例示することができる。フィルム状媒体とグラファイト化処理後フィルムの積層体を単板プレス機などで面状に圧縮することで、後面状加圧工程が実施できる。
一度に複数枚のグラファイト化処理後フィルムの後面状加圧工程をおこなうことにより、グラファイトフィルムの生産性を向上させることが可能である。例えば、〔フィルム状媒体/1枚のグラファイト化処理後フィルム〕を交互に積み重ねる方法(図8)、〔フィルム状媒体/複数枚のグラファイト化処理後フィルム/フィルム状媒体〕をサンドイッチ状に挟む方法(図9)、〔フィルム状媒体/複数枚のグラファイト化処理後フィルム〕を積み重ねる方法(図10)などを例示することができる。
グラファイトフィルムに傷があると、傷の部分に折り曲げに対する応力が集中するために耐屈曲性が悪くなる場合がある。また、熱拡散性、電気伝導度、引っ張り強度などグラファイトフィルムの優れた特性が損なわれる原因となる。後面状加圧工程におけるグラファイトフィルムの傷の発生は、圧縮面に金属などの硬い材料を使用した場合などに起こりやすい。また、後面状加圧工程時に大きな静電気が発生した場合は、圧縮面からグラファイトフィルムを取り外す際に傷が発生する場合がある。
グラファイトフィルムに厚みムラがあると、厚みの厚い部分に折り曲げに対する応力が集中するために耐屈曲性が悪くなる場合がある。また、熱拡散性、電気伝導度、引っ張り強度などグラファイトフィルムの優れた特性が損なわれる原因となる。
密度の小さなグラファイト化処理後フィルムは厚みバラツキも大きいため、後圧延工程では均一に加圧することが難しい。しかしながら、後面状加圧工程では、面状に加圧するので、厚みバラツキがあっても均一に加圧できる。
本発明のグラファイトフィルムは、柔軟性、電気伝導性に優れるため、この特徴を活かした用途に特に適している。グラファイトフィルムの熱伝導に優れるという特徴は、熱を移動させる、熱を逃がす、熱を広げる、熱を均一にする、熱応答を早くする、早く暖める、早く冷ますといった効果が必要な用途には適している。熱を瞬時に広げることで急激な温度変化を防止緩和したり、局所的な熱の集中を回避したりすることが可能である。またその逆で、急激な変化を起こさせたり、わずかな熱の変化を検知したりする用途に使用することが可能である。熱が緩和されることで高温環境下においても強度、接着性を確保できる。また、均一かつ正確に熱を伝えることにより、液晶ディスプレイなどの高精度、高品位、高画質といった特性改善も可能になる。各種製品の製造装置に用いた場合には、熱を早く、大量に輸送できる特長を活かし、コンタクトタイム短縮、加熱・冷却効率改善、乾燥効率改善、高速化、待ち時間短縮といった生産性の向上が可能になる。また、熱の均一化や素早い輸送により、不良低減、保温機能も高めることが可能となる。また、様々な機器に採用することで、省スペース化、薄膜化、軽量化、機構の単純化、設置の自由度改善を可能とし、余計な部品を無くすことで、省電力化、静音化も可能となる。また、熱を逃がすことが可能なため、ヒートサイクル環境試験やアニ−ル処理でも特性劣化なく、半田耐熱、接着層の密着性、耐熱性、信頼性、耐久性が改善でき、また断熱性を高めたり、熱に弱い部品から守ったりすることも可能となる。その結果、メンテナンスレス、コストダウンにつながり、安全性も改善することが可能となる。
4,4’−オキシジアニリンの1当量を溶解したDMF(ジメチルフォルムアミド)溶液に、ビロメリット酸二無水物の1当量を溶解してポリアミド酸溶液(18.5wt%)を得た。
本発明の実施例、比較例で使用したフィルム状媒体を表1に示す。なお、表に記載の表面抵抗値は、株式会社ダイアインスツルメンツ社から入手可能な抵抗率計・ロレスタGTを用いて測定した(JIS−K7194準拠)。また、表面粗さRaはJIS B0652に記載の光波干渉式表面粗さ測定法で測定した値である。
フィルムAはベース材であるPETフィルムの表面に、導電性ポリマーであるポリピロールをコーティングしたフィルムである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×106Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.050μmである。
フィルムB
フィルムBはベース材であるPETフィルムの表面に、界面活性剤を塗布して静電気を抑制したフィルムである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×109Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.100μmである。
フィルムC
フィルムCは導電性フィラーであるカーボンの粉末をベース材であるPS樹脂に練り込みフィルム化したものである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×105Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.800μmである。
フィルムC‘
フィルムC‘は導電性フィラーであるカーボンの粉末をベース材であるPS樹脂に練り込みフィルム化したものである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×105Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.010μmである。
フィルムC“
フィルムC“は導電性フィラーであるカーボンの粉末をベース材であるPS樹脂に練り込みフィルム化したものである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×105Ω/□であり、フィルムの総厚みは50μmである。表面粗さはRa0.800μmである。
フィルムD
フィルムDは導電性フィラーであるAlの粉末をベース材であるPET樹脂に練り込みフィルム化したものである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×105Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.100μmである。
フィルムE
フィルムEはAl板である。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×103Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.100μmである。
フィルムF
フィルムFはPETフィルムである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×1014Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.050μmである。
フィルムG
フィルムGはPSフィルムである。
ロレスタGTで測定した表面抵抗値は1×1014Ω/□であり、フィルムの総厚みは400μmである。表面粗さはRa0.050μmである。
<グラファイト化処理後フィルムの厚み測定>
グラファイト化処理後フィルムの厚みの測定方法としては、10cm×10cmのフィルムを厚みゲージ(ハイデンハイン(株)社製、HEIDENHAIN−CERTO)を用い、室温25℃の恒温室にて測定した。測定箇所は、グラファイトフィルムの左下の末端を(0,0)とした場合、(1,1)、(1,5)、(1,9)、(5,1)、(5,5)、(5,9)、(9,1)、(9,5)、(9,9)の9点を測定し、平均して測定値とした(図3)。〔例えば(1,5)は、左下の末端から右に1cm、上に5cmの点を、(9,1)は、左下の末端から右に9cm、上に1cmの点を表す。〕
<グラファイト化処理後フィルムの密度測定>
グラファイト化処理後フィルムの密度は、10cm角のグラファイト化処理後フィルムの重量(g)をグラファイト化処理後フィルムの縦(10cm)、横(10cm)、厚みの積で算出した体積(cm3)の割り算により算出された。
グラファイト化処理後フィルムの面方向の熱拡散率測定は、光交流法による熱拡散率測定装置(アルバック理工(株)社から入手可能な「LaserPit」)を用いて、グラファイトフィルムを4×40mmのサンプル形状に切り取り、20℃の雰囲気下、10Hzにおいて測定された。
グラファイトフィルムの厚みの測定方法としては、10cm×10cmのフィルムを厚みゲージ(ハイデンハイン(株)社製、HEIDENHAIN−CERTO)を用い、室温25℃の恒温室にて測定した。測定箇所は、グラファイトフィルムの左下の末端を(0,0)とした場合、(1,1)、(1,5)、(1,9)、(5,1)、(5,5)、(5,9)、(9,1)、(9,5)、(9,9)の9点を測定し、平均して測定値とした。
〔例えば(1,5)は、左下の末端から右に1cm、上に5cmの点を、(9,1)は、左下の末端から右に9cm、上に1cmの点を表す。〕
<グラファイトフィルムの密度測定>
グラファイトフィルムの密度は、10cm角のグラファイトフィルムの重量(g)をグラファイトフィルムの縦(10cm)、横(10cm)、厚みの積で算出した体積(cm3)の割り算により算出された。
後面状加圧工程後にグラファイトフィルムの圧縮面から引き剥がし性は静電気の発生の程度により異なっている。引き剥がし性を、圧縮面を水平方向から徐々に傾けてグラファイトフィルムが滑り落ちるかどうかで判断した。傾ける速度は1°/秒で実施した。0〜45°傾けている間にグラファイトフィルムが滑りおちるものを◎、45〜90°間に滑り落ちるものを○とした。また、90°まで傾けたところで固定し、60秒以内で滑りおちるものを△、滑り落ちないものを×とした。
後面状加圧工程後の圧縮面の変形について評価した。後面状加圧工程後に圧縮面に凹みが発生する場合があるが、この凹みの深さが周囲の高さを基準として、深さが0〜3μmを◎、3〜5μmを○、5〜8μmを△、8μmより大きい場合は×とした。
後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの傷について評価した。特に金属などの硬い材料を使用した際は傷が付きやすかった。
グラファイトフィルムの厚みムラは、グラファイトフィルムの厚み測定で測定した9点の最大値と最小値の差で評価した。厚みの差が0〜2μmを◎、2〜4μmを○、4〜6μmを△、6μmより大きい場合は×とした。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムAを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムAが26枚、一番上部と下部はフィルムAとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムBを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムBが26枚、一番上部と下部はフィルムBとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムCを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムCが26枚、一番上部と下部はフィルムCとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムCを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムCが26枚、一番上部と下部はフィルムCとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムDを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムDが26枚、一番上部と下部はフィルムDとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムEを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムEが26枚、一番上部と下部はフィルムEとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムAを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムAが26枚、一番上部と下部はフィルムAとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は5MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムAを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムAが26枚、一番上部と下部はフィルムAとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は20MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムBを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムBが26枚、一番上部と下部はフィルムBとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は5MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムBを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムBが26枚、一番上部と下部はフィルムBとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は20MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムCを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムCが26枚、一番上部と下部はフィルムCとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は5MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムCを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムCが26枚、一番上部と下部はフィルムCとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は20MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムDを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムDが26枚、一番上部と下部はフィルムDとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は5MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムDを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムDが26枚、一番上部と下部はフィルムDとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は20MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムEを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムEが26枚、一番上部と下部はフィルムEとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は5MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムEを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムEが26枚、一番上部と下部はフィルムEとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は20MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムCを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が1枚、フィルムCが2枚、一番上部と下部はフィルムCとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)を、直接、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図12)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)を、直接、圧縮成型機(上下の単板材質はAl)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図12)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)を、直接、圧縮成型機(上下の単板材質はカーボン粉末を練り込んだ導電性のポリスチレン)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図12)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムC‘を交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムC‘が26枚、一番上部と下部はフィルムC‘となるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムC“を交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムC”が26枚、一番上部と下部はフィルムC”となるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムFを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムFが26枚、一番上部と下部はフィルムFとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)と、縦250mm×横250mm×厚み400μmのフィルムGを交互に積層し(グラファイト化処理後フィルムの枚数が25枚、フィルムGが26枚、一番上部と下部はフィルムGとなるように積層した)、積層体を、圧縮成型機(上下の単板材質はSUS)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図11)。
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦250mm×横250mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで2℃/minで昇温して炭化処理をおこなった。炭化処理により得られた炭化フィルムを、縦250mm×横250mm×厚み250μmの膨張黒鉛シートで上下から挟み、グラファイト化炉を用いて2900℃まで1℃/minで昇温してグラファイト化処理をおこなった。室温まで冷却後、熱処理後のグラファイト化処理後フィルム(縦200mm×横200mm)を、直接、圧縮成型機(上下の単板材質はポリスチレン)を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は10MPaとした(図12)。
実施例1〜22の圧縮面からグラファイトフィルムの引き剥がし性は△以上であり、比較例1〜3の引き剥がし性より優れている。これは、実施例は圧縮面の表面抵抗率が1×109以下であるために、静電気を抑制できたからである。
フィルム状媒体を圧縮面として使用した実施例1〜6、比較例1〜2を比較すると、表面抵抗率が小さいほど、引き剥がし性がよくなっていることがわかる。実施例3〜6は表面抵抗率が1×105Ω/□以下と小さいために、引き剥がし性が非常によい。一方、比較例1〜2は絶縁材料であるために引き剥がし性は非常に悪い。
圧縮圧力が大きいほど、グラファイトフィルムの引き剥がし性は悪くなる。実施例1〜16を比較する。実施例7、9、11、13、15のように圧縮圧力が5MPaの時は表面抵抗率が1×109Ω/□以下であれば、引き剥がし性は十分であるが、圧縮圧力が10MPaのとき(実施例1〜6)は、実施例2のように、表面抵抗が1×109Ω/□のときは引き剥がし性が足りない。また、圧縮圧力が20MPaのとき(実施例8、10、12、14、16)は、表面抵抗が1×105Ω/□以下が求められる。
上記の通り圧縮面の表面粗さが小さい程、でき上がったグラファイトフィルムの表面平滑性がよくなるが、一方、圧縮面の表面粗さが小さいほど、グラファイトフィルムの引き剥がし性は悪くなる。実施例3および21を比較すると表面粗さが小さいほど、グラファイトフィルムの引き剥がし性は悪いことがわかる。本発明により、表面平滑性のよいグラファイトフィルムを効率よく製造することが可能となった。
また数回使用することで圧縮面の表面抵抗率が上昇し、圧縮面の静電気抑制能力が劣化してくる場合がある。実施例1〜6を比較すると、実施例1〜2のように、表面のみに導電性材料が形成されている材料では、1回目の使用と比較して10回目の使用の方がグラファイトフィルムの引き剥がし性は悪くなる。これは、後面状加圧工程を繰り返すたびにフィルム状媒体の表面に形成された導電材料部分が剥がれていくためである。
また塑性変形し易いAlなどの材料を圧縮面として使用した場合、一回の処理で圧縮面が変形してしまう場合がある。実施例1〜6および実施例18〜20を比較すると、実施例6、19は表面の変形が大きいため、2回目以降、この変形が圧縮時にグラファイトフィルムに傷を与えてしまう。
後面状加圧工程における圧縮面が金属のように非常に硬質なものでは、グラファイトフィルムに傷が発生することが多い。実施例6、15、16、18、19は圧縮面が金属であるため、引き剥がし性は非常によいものの、グラファイトフィルムに傷が発生した。一方、樹脂フィルムを圧縮面として使用した場合は傷が発生しにくい。
実施例1〜22をみると、圧縮面が硬く、一度に処理するグラファイトフィルムの枚数が少ないと厚みムラが発生しやすい。これは、圧縮面が硬く、一度に処理するグラファイトフィルムの枚数が少ないと、圧縮時にグラファイトフィルムに局所的にかかる荷重を緩和することができないからである。
12 グラファイトフィルムの面方向
31 各測定点
32 基準点(0,0)
41 単板プレス機の上板
42 単板プレス機の下板
43 グラファイト化処理後フィルム
44 圧縮面
51 圧縮面を有する高分子フィルム
61 外部の凹凸
71 フィルム状媒体
Claims (10)
- 厚み5μm以上250μm以下の高分子フィルムを2400℃以上の温度で熱処理するグラファイト化工程と、前記グラファイト化工程にて得られたグラファイト化処理後フィルムを、表面抵抗率が1×109Ω/□以下の圧縮面と接触させて加圧する、後面状加圧工程を含むことを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記表面抵抗率が1×107Ω/□以下の圧縮面と接触させて、前記面状に圧力2MPa以上40MPa以下で加圧する後面状加圧工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記圧縮面のJIS B0652に記載の光波干渉式表面粗さ測定法で得られる表面粗さRaが0.005〜3.000μmであることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記グラファイト化処理後フィルムの面積が100cm2以上10000cm2以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記圧縮面の材質が高分子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記圧縮面の材質がカーボン系の導電性フィラーが練り込まれている、PS(ポリスチレン)系樹脂、PVC(ポリ塩化ビニル)系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)系樹脂、PP(ポリプロピレン)系樹脂、PE(ポリエチレン)系樹脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記圧縮面が50μm以上800μm以下のフィルム状媒体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記後面状加圧工程において、前記グラファイト化処理後フィルムと前記フィルム状媒体を複数枚同時に加圧することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記後面状加圧工程において、複数枚の前記グラファイト化処理後フィルムと複数枚の前記フィルム状媒体を、交互に積層して加圧することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
- 前記グラファイト化処理後フィルムの面積が100cm2以上10000cm2以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製造方法。
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