JP2013139390A - Method of producing graphite film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器、精密機器などの放熱フィルムおよびヒートスプレッダ材料として使用されるグラファイトフィルムに関し、特に耐屈曲性、熱拡散性に優れ表面の厚みばらつきの少ないグラファイトフィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a heat radiating film for electronic equipment, precision equipment and the like, and a graphite film used as a heat spreader material, and more particularly to a method for producing a graphite film having excellent bending resistance and heat diffusibility and less surface thickness variation.
コンピューターなどの各種の電子・電気機器に搭載されている半導体素子や、その他の発熱部品などの冷却の問題が注目されている。このような冷却すべき部品の冷却方法としては、それが搭載される機器筐体にファンを取り付け、その機器筐体を冷却する方法や、その冷却する部品にヒートパイプやヒートスプレッダ、ヒートシンクやフィンなどの熱伝導体を取り付け、その素子からの熱を外部に運ぶことで冷却する方法等が一般的である。冷却すべき部品に取り付ける熱伝導材料としては、アルミニウム板や銅板などが挙げられる。そして、この場合、アルミニウムや銅板の一部、またはヒートパイプに発熱部品を取り付け、更に、その板の他の部分をフィンやファンを用いて外部に放熱する。 The problem of cooling semiconductor elements mounted on various electronic and electrical devices such as computers and other heat-generating parts has attracted attention. As a cooling method for such a component to be cooled, a fan is attached to the device housing on which the component is mounted, and the device housing is cooled, or the cooling component includes a heat pipe, a heat spreader, a heat sink, a fin, etc. In general, a method of cooling by attaching a heat conductor and transporting heat from the element to the outside is generally used. Examples of the heat conductive material attached to the component to be cooled include an aluminum plate and a copper plate. In this case, a heat generating component is attached to a part of the aluminum or copper plate or the heat pipe, and the other part of the plate is radiated to the outside using fins or a fan.
ところで、近年は半導体素子等の発熱部品が搭載される各機器が小型化され、また、その部材の発熱量が大きくなる傾向がある。しかし筐体が小型化するため、フィンやヒートシンク及びファンなどの部品を挿入するスペースが制限されてきている。そこで近年は、熱伝導体(ヒートコンダクタ)として、熱拡散性に優れるグラファイトフィルムが有力視されている。グラファイトフィルムはカーボンが層状構造をとっており、グラファイトフィルムの面内の熱伝導率が非常に高く、かつ密度が1〜2g/cm3程度と軽い上に、高い電気伝導性を持つ材料である。また、シートの厚さを薄くでき、フレキシブルなために狭い場所や、隙間をぬって取り回す必要のある場所のヒートコンダクタ材やヒートスプレッダ材として期待されている。 By the way, in recent years, each device on which a heat-generating component such as a semiconductor element is mounted tends to be downsized, and the amount of heat generated by the member tends to increase. However, since the housing is downsized, the space for inserting components such as fins, heat sinks and fans has been limited. Therefore, in recent years, a graphite film excellent in thermal diffusibility is regarded as a promising thermal conductor (heat conductor). The graphite film is a material in which carbon has a layered structure, the in-plane thermal conductivity of the graphite film is very high, the density is as light as about 1 to 2 g / cm 3, and the electric conductivity is high. . In addition, since the thickness of the sheet can be reduced and it is flexible, it is expected as a heat conductor material or heat spreader material in a narrow place or a place where a gap needs to be routed.
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。高分子熱分解法は特許文献1のように、ポリオキサジアゾール、ポリイミド、ポリフェニレンビニレン、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリチアゾール、またはポリアミド等の高分子フィルムをアルゴン、ヘリウム等の不活性雰囲気下や減圧下で熱処理してグラファイトフィルムを得る方法である。 Currently, there is a graphite film produced by a polymer pyrolysis method or an expanding method as a generally available graphite film. As described in Patent Document 1, the polymer pyrolysis method uses a polymer film such as polyoxadiazole, polyimide, polyphenylene vinylene, polybenzimidazole, polybenzoxazole, polythiazole, or polyamide in an inert atmosphere such as argon or helium. This is a method of obtaining a graphite film by heat treatment under pressure or under reduced pressure.
また、良質で柔軟性と強靭性に富むフィルム状グラファイトの製造方法として、常圧での加熱によるフィルムからのガスの発生によっても、グラファイトフィルムを得られる厚みを有する高分子フィルムを2400℃以上の温度で熱処理することにより得られたグラファイトフィルムを圧延工程することを特徴とするフィルム状グラファイトの製造方法(特許文献2)が知られている。 In addition, as a method for producing film-like graphite having good quality and high flexibility and toughness, a polymer film having a thickness capable of obtaining a graphite film can be obtained at 2400 ° C. or higher by generating gas from the film by heating at normal pressure. A method for producing filmy graphite (Patent Document 2) is known, which comprises rolling a graphite film obtained by heat treatment at a temperature.
さらに、特開2000−178016(特許文献3)に、単結晶グラファイトと同様の物性を呈し、高品質で柔軟性、強靱性に富み熱拡散性に優れたグラファイトフィルムの製造方法が提案されている。この製造方法は、ポリイミドフィルムを原料として、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の熱処理工程とを有することを基本的な特徴とし、さらに昇温速度や一定温度などの熱処理条件を制御することにより適当な特性を有するグラファイトフィルムの製造方法であり、さらに圧延工程を施すことにより柔軟性を発現する方法である。さらに、特許文献3の請求項7記載のように、グラファイトフィルムの密度は0.3〜0.7g/ccの範囲にあるか、グラファイトフィルムの膜厚は原料フィルムの膜厚の2倍から10倍の範囲にあると、後処理の圧延工程を施すと柔軟性、強靭性が優れたグラファイトフィルムが得られ、特許文献3の請求項8記載のように、圧延工程により得られるグラファイトフィルムの密度が0.7〜1.5g/ccの範囲にあると得られるグラフィトシートの柔軟性、強靭性が優れるといったグラファイトフィルムの製造方法が開示されている。 Furthermore, JP 2000-178016 (Patent Document 3) proposes a method for producing a graphite film that exhibits the same physical properties as single crystal graphite, has high quality, is flexible and tough, and has excellent thermal diffusivity. . This manufacturing method uses a polyimide film as a raw material, a first heat treatment step in which heat treatment is performed in an inert gas in a range of an upper limit temperature of 1000 ° C. to 1600 ° C., and further, an upper limit temperature of 2500 ° C. to 3100 ° C. A second heat treatment step to be performed, and a method for producing a graphite film having appropriate characteristics by controlling heat treatment conditions such as a heating rate and a constant temperature, and further comprising a rolling step. It is a method of expressing flexibility by applying. Further, as described in claim 7 of Patent Document 3, the density of the graphite film is in the range of 0.3 to 0.7 g / cc, or the film thickness of the graphite film is 10 to 10 times the film thickness of the raw material film. If it is within the range, a graphite film having excellent flexibility and toughness can be obtained by performing a post-treatment rolling step. As described in claim 8 of Patent Document 3, the density of the graphite film obtained by the rolling step is obtained. Has disclosed a method for producing a graphite film such that the flexibility and toughness of the obtained graphite sheet are excellent when the ratio is in the range of 0.7 to 1.5 g / cc.
グラファイト化の最終段階(2600℃以上)でグラファイト骨格を形成しないN2、フィラー(リン酸系)などの内部ガス(以下、発泡ガスと記載)発生によりグラファイト層が持ち上げられフィルムが発泡する。グラファイト化処理後の発泡したグラファイトフィルム(以下、グラファイト処理後フィルムと記載)を圧縮処理することで耐屈曲性の優れたグラファイトフィルムとなる。発泡させ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優れている理由は、圧縮後のグラファイトの層間にわずかな空間が存在するために、折り曲げ時にかかるグラファイト層の歪を逃がすことができるためである。 In the final stage of graphitization (2600 ° C. or higher), N 2 that does not form a graphite skeleton, and internal gas (hereinafter referred to as foaming gas) such as filler (phosphoric acid) is generated, and the graphite layer is lifted to foam the film. By compressing a foamed graphite film after the graphitization treatment (hereinafter referred to as a film after the graphite treatment), a graphite film having excellent bending resistance is obtained. The reason why the bending resistance is excellent by compressing the foamed graphitized film is that there is a slight space between the graphite layers after compression, so that the distortion of the graphite layer during folding can be released This is because it can.
しかしながら、発泡させたグラファイトフィルムがすべて耐屈曲性に優れているわけではない。グラファイト化の条件により、グラファイトフィルムの厚み方向の発泡の大きさ(以下、発泡の程度と記載)が異なっており、この発泡の程度が耐屈曲性の優劣を決める一要因となっている。発泡の程度が小さすぎるとグラファイト層間に存在する空気層の量が足りず、折り曲げ時にグラファイト層の歪みを逃がすことができなくなるため硬く、耐屈曲性の劣るフィルムとなる。また、発泡の程度が大き過ぎる場合も、発泡ガスによりグラファイト層が傷つけられている場合があり、耐屈曲性の劣るグラファイトフィルムとなる。 However, not all foamed graphite films are excellent in bending resistance. The magnitude of foaming in the thickness direction of the graphite film (hereinafter referred to as the degree of foaming) varies depending on the conditions for graphitization, and this degree of foaming is one factor that determines the superiority or inferiority of the bending resistance. If the degree of foaming is too small, the amount of air layer present between the graphite layers is insufficient, and the distortion of the graphite layer cannot be released at the time of folding, resulting in a hard and inferior bending resistance film. Moreover, when the degree of foaming is too large, the graphite layer may be damaged by the foaming gas, resulting in a graphite film with poor flex resistance.
現在の電子機器の構造は複雑化が進む一方で大きさは小型化が進んでおり、いかに狭いスペースで、効率的に熱を逃がすかが重要な課題となっている。このような、省スペース部に可撓性を有することが特徴であるグラファイトフィルムを折り曲げて使用しようという試みいくつかがある。例えば、折りたたみ式の携帯電話あるいはノートパソコンの発熱部分の熱を、折り曲げ部分を介して液晶側に逃がすなどのアイデアが考案されている。 The structure of current electronic devices is becoming more and more complex, and the size is becoming smaller. How to efficiently release heat in a narrow space is an important issue. There are several attempts to fold and use a graphite film, which is characterized by having flexibility in the space-saving part. For example, an idea has been devised in which heat from a heat generating part of a folding mobile phone or notebook computer is released to the liquid crystal side through the bent part.
しかしながら、グラファイトフィルムは材質的に脆く、特に極率半径が小さな曲げの場合や曲げ角度が大きい場合、その曲げ部分で割れが発生してしまうことが多かった。 However, the graphite film is brittle in material, and in particular, when bending with a small radius of curvature or when the bending angle is large, cracks often occur at the bent portion.
また、耐屈曲性と熱拡散性は、相反する特性であり、これまでのグラファイトフィルムは耐屈曲性を追求したために、熱の拡散性が十分でない場合があった。 In addition, bending resistance and thermal diffusivity are contradictory properties, and conventional graphite films have pursued bending resistance, and thus thermal diffusivity may not be sufficient.
特許文献1〜3により得られるグラファイトフィルムもある程度の耐屈曲性、熱拡散性を有するものの、小型化、複雑化が進んだ近年の電子機器の放熱材料としては十分な特性を持ち合わせていなかった。 Although the graphite films obtained from Patent Documents 1 to 3 have a certain degree of bending resistance and thermal diffusivity, they have not had sufficient characteristics as heat dissipation materials for recent electronic devices that have become smaller and more complicated.
●特許文献1〜3のグラファイトフィルムの耐屈曲性が十分でない理由●
(1)グラファイト化処理後フィルムの密度が小さいため(発泡の程度が大き過ぎる)
従来のグラファイトフィルムは、特許文献3のようにグラファイト化処理後フィルムの密度は0.3〜0.7g/ccの範囲にあるか、グラファイト化処理フィルムの膜厚は原料フィルムの膜厚の2倍から10倍の範囲にあると、後処理の圧延工程を施すと柔軟性、強靭性が優れたグラファイトフィルムとなる。
● Reason why the graphite films of Patent Documents 1 to 3 are not sufficiently flexible ●
(1) Since the density of the film after graphitization is small (the degree of foaming is too large)
As for the conventional graphite film, the density of the film after graphitization treatment is in the range of 0.3 to 0.7 g / cc as in Patent Document 3, or the film thickness of the graphitization treatment film is 2 of the film thickness of the raw material film. When it is in the range of 10 to 10 times, a graphite film having excellent flexibility and toughness is obtained when a post-treatment rolling step is performed.
しかしながら、このような密度となるまで発泡させたグラファイトフィルムは、耐屈曲性が悪いことがある。発泡の程度が大きいということは、発泡ガスによりグラファイト層が大きく持ち上げられていることを意味し、このようなグラファイトフィルムは面方向へのグラファイト層の成長が発泡ガスにより阻害されている。
(2)グラファイト化処理後フィルムの圧縮が足りない
発泡後のグラファイトフィルムをできるだけ圧縮した方が、柔軟性を寄与できる。なぜなら、厚みを薄くしたほうが、折り曲げに対するストレスを受けにくいからである。 従来のグラファイトフィルムは、特許文献3の請求項8記載のように、圧延工程により得られるフィルムの密度が0.7〜1.5g/ccの範囲にあり、グラファイト化処理後フィルムの圧縮が十分でなかった。グラファイト化処理後フィルムを十分に圧縮できなかった理由は、グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度が大きく(密度が大きく)、フィルムの圧縮を後圧延工程にて実施しているためである。
(3)圧縮ムラがある。
However, the graphite film expanded to such a density may have poor bending resistance. A large degree of foaming means that the graphite layer is greatly lifted by the foaming gas, and in such a graphite film, the growth of the graphite layer in the surface direction is inhibited by the foaming gas.
(2) Insufficient compression of the film after graphitization treatment The compression of the expanded graphite film as much as possible can contribute to flexibility. This is because a thinner thickness is less susceptible to bending stress. As described in claim 8 of Patent Document 3, the conventional graphite film has a film density obtained by a rolling process in the range of 0.7 to 1.5 g / cc, and the film after graphitization is sufficiently compressed. It was not. The reason why the film after the graphitization treatment could not be sufficiently compressed is that the degree of foaming of the film after the graphitization treatment is large (the density is large), and the film is compressed in the post-rolling step.
(3) There is uneven compression.
特許文献2〜3に記載されているグラファイト化処理後フィルムは、発泡の程度が大きいために、フィルム面内の厚みバラツキが大きい。このようにただでさえ、厚みバラツキの大きなグラファイト化処理後フィルムを金属ローラで圧延しているために、均一な圧縮処理ができず、出来上がりのフィルムの厚みバラツキが大きい。そのため、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かった。
(4)圧延処理ではグラファイトフィルムが破壊される。
Since the post-graphitization film described in Patent Documents 2 and 3 has a large degree of foaming, the thickness variation in the film plane is large. Even in this way, since the film after the graphitization treatment having a large thickness variation is rolled with a metal roller, a uniform compression treatment cannot be performed, and the thickness variation of the finished film is large. For this reason, the bending resistance is poor because stress for bending is concentrated on the thick portion.
(4) The graphite film is destroyed in the rolling process.
後圧延工程では、圧延工程中に、ローラーとの接触部で線状に圧力が加わることでグラファイトフィルムが引き伸ばされ、平面状に形成されているグラファイト層が破壊され耐屈曲性が低下する場合があった。また、グラファイトフィルムは、金属ローラーのような強度の高いものを用いて圧延すると、表面に傷や皺が入りやすく、凹みや縦スジが生じるという問題もあった。 In the post-rolling process, the graphite film may be stretched by applying linear pressure at the contact portion with the roller during the rolling process, and the flat graphite layer may be destroyed and the bending resistance may be reduced. there were. Further, when the graphite film is rolled using a high strength material such as a metal roller, there is a problem in that scratches and wrinkles are easily formed on the surface, and dents and vertical stripes are generated.
●特許文献1〜3のグラファイトフィルムの熱拡散性が十分でない理由●
(1)グラファイト化処理後フィルムの密度が小さいため(発泡の程度が大き過ぎる)
前述したように、耐屈曲性と熱拡散性は相反する特性である。特許文献1〜3のグラファイトフィルムは、耐屈曲性を向上させることを追求し過ぎて、グラファイト化の過程でフィルムを発泡させ過ぎている。そのため、耐屈曲性が悪い理由と同様で、グラファイト層の面方向の成長が十分でなく熱拡散性が悪い。
(2)圧延処理ではグラファイトフィルムが破壊される。
● Reason for thermal diffusivity of graphite films of Patent Documents 1 to 3 ●
(1) Since the density of the film after graphitization is small (the degree of foaming is too large)
As described above, bending resistance and thermal diffusivity are contradictory characteristics. The graphite films of Patent Documents 1 to 3 pursue too much to improve the bending resistance and excessively foam the film in the process of graphitization. Therefore, for the same reason as the poor bending resistance, the growth of the graphite layer in the surface direction is not sufficient and the thermal diffusivity is poor.
(2) The graphite film is destroyed in the rolling process.
後圧延工程では、圧延工程中に、ローラーとの接触部で線状に圧力が加わることでグラファイトフィルムが引き伸ばされ、平面状に形成されているグラファイト層が破壊され熱拡散性が低下する場合があった。 In the post-rolling process, the graphite film is stretched by applying linear pressure at the contact portion with the roller during the rolling process, and the planarly formed graphite layer may be destroyed and thermal diffusivity may be reduced. there were.
このように、グラファイトフィルムの耐屈曲性を改善する試みはいくつかなされているものの、近年の電子機器へ搭載するために十分な特性を達成できておらず、耐屈曲性、熱拡散性の更に優れたグラファイトフィルムの開発が求められている。 Thus, although some attempts have been made to improve the flex resistance of graphite films, sufficient characteristics for mounting in recent electronic devices have not been achieved, and further improvements in flex resistance and thermal diffusibility have been achieved. There is a need for the development of excellent graphite films.
(1)本発明の第1は、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後処理工程を含むグラファイトフィルムの製造方法において、前記グラファイト化処理後フィルムの密度が、0.7g/cm3以上1.68g/cm3以下であり、前記後処理工程が、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であることを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法である。
(2)本発明の第2は、前記後面状加圧工程を施して得られるグラファイトフィルムの密度が、1.5g/cm3以上2.20g/cm3以下であることを特徴とする(1)に記載のグラファイトフィルムの製造方法である。
(3)本発明の第3は、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後処理工程を含むグラファイトフィルムの製造方法において、前記グラファイト化処理後フィルムの密度が、0.7g/cm3以上1.68g/cm3以下であり、前記後処理工程が、グラファイト化処理後フィルムを圧延する後圧延工程であることを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法である。
(4)本発明の第4は、前記後圧延工程を施して得られるグラファイトフィルムの密度が、1.5g/cm3以上2.20g/cm3以下であることを特徴とする請求項(3)に記載のグラファイトフィルムの製造方法である。
(5)本発明の第5は、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を面状に圧力2MPa以上40MPa以下で加圧することを特徴とする(1)又は(2)に記載のグラファイトフィルムの製造方法である。
(6)本発明の第6は、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を面状に圧力が4MPa以上20MPa以下であることを特徴とする(1)、(2)、(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である。
(7)本発明の第7は、前記グラファイトフィルムの面方向の熱拡散率が7.0×10−4m2/s以上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である。
(1) A first aspect of the present invention is a method for producing a graphite film comprising a graphitization step of heat-treating a polymer film having a thickness of 5 μm or more and 250 μm or less at a temperature of 2400 ° C. or more, and a post-treatment step. The post-processing step is a post-surface pressing step of pressing the post-graphitizing film into a surface shape. The density of the film is 0.7 g / cm 3 or more and 1.68 g / cm 3 or less. It is a manufacturing method of a graphite film.
(2) the second invention, the density of the graphite film obtained by subjecting the rear surface pressing step, characterized in that at most 1.5 g / cm 3 or more 2.20 g / cm 3 (1 The method for producing a graphite film as described in 1).
(3) According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a graphite film, comprising a graphitization step of heat-treating a polymer film having a thickness of 5 μm or more and 250 μm or less at a temperature of 2400 ° C. or more, and a post-treatment step, The graphite film has a density of 0.7 g / cm 3 or more and 1.68 g / cm 3 or less, and the post-treatment step is a post-rolling step of rolling the post-graphitizing film. It is.
(4) a fourth aspect of the present invention, the density of the graphite film obtained by subjecting the rear rolling step, claims, characterized in that at most 1.5 g / cm 3 or more 2.20 g / cm 3 (3 The method for producing a graphite film as described in 1).
(5) The fifth aspect of the present invention is as described in (1) or (2) above, wherein in the rear surface pressurizing step, the film after graphitization is pressed into a planar shape at a pressure of 2 MPa or more and 40 MPa or less. This is a method for producing a graphite film.
(6) A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the rear surface pressurizing step, the post-graphitization-treated film has a planar shape and has a pressure of 4 MPa or more and 20 MPa or less (1), (2), ( 5. A method for producing a graphite film according to any one of 5).
(7) A seventh aspect of the present invention is any one of (1) to (6), wherein the thermal diffusivity in the surface direction of the graphite film is 7.0 × 10 −4 m 2 / s or more. It is a manufacturing method of the graphite film as described in above.
耐屈曲性、熱拡散性に優れ表面の厚みばらつきの少ないグラファイトフィルムを作製できる。 A graphite film having excellent bending resistance and thermal diffusibility and less surface thickness variation can be produced.
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後処理工程を含むグラファイトフィルムの製造方法において、前記グラファイト化処理後フィルムの密度が、0.7g/cm3以上1.60g/cm3以下であり、前記後処理工程が、(1)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、または(2)グラファイト化処理後フィルムを圧延する後圧延工程であることを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法。 In the method for producing a graphite film comprising a graphitization step of heat-treating a polymer film having a thickness of 5 μm or more and 250 μm or less at a temperature of 2400 ° C. or more, and a post-treatment step, the density of the film after the graphitization treatment is 0.7 g / cm 3. 1.60 g / cm 3 or less, and the post-treatment step is (1) a post-surface pressure step of pressing the post-graphitization film into a surface, or (2) after rolling the post-graphitization film A method for producing a graphite film, which is a rolling process.
<グラファイトフィルム>
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。
<Graphite film>
As a countermeasure against an increase in heat generation density of electronic devices in recent years, a graphite film having an excellent thermal diffusibility has attracted attention. Currently, there is a graphite film produced by a polymer pyrolysis method or an expanding method as a generally available graphite film.
<本発明のグラファイトフィルムの製造方法の概要>
本発明のグラファイトフィルムの製造方法は、高分子フィルムを2400℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトフィルムである。
<Outline of production method of graphite film of the present invention>
The method for producing a graphite film of the present invention is a graphite film obtained by heat-treating a polymer film at a temperature of 2400 ° C. or higher.
一般的に、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)とを有する。使用する不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム等で実施される。 In general, a first heat treatment step (carbonization step) in which a polymer film is heat-treated in an inert gas at a maximum temperature range of 1000 ° C. to 1600 ° C., and further a heat treatment at a maximum temperature range of 2500 ° C. to 3100 ° C. And a second heat treatment step (graphitization step). The inert gas used is implemented with argon, helium, or the like.
また、上述したようにグラファイト化工程でフィルムを発泡させ、この発泡したグラファイト化処理後フィルムを圧縮処理することで耐屈曲性を付与することができる。 In addition, as described above, the film can be foamed in the graphitization step, and the foamed graphitized film can be subjected to compression treatment to impart bending resistance.
<高分子フィルム>
本発明で用いることができる高分子フィルムは、特に限定はされないが、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)が挙げられ、これらのうちから選ばれる少なくとも1種を含む耐熱芳香族性高分子フィルムであることが、最終的に得られるグラファイトの耐屈曲性、熱拡散性が大きくなることから好ましい。これらのフィルムは、公知の製造方法で製造すればよい。この中でもポリイミドは、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ために好ましい。また、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ため結晶性がよく耐屈曲性、熱拡散性に優れたグラファイトとなりやすい。
<Polymer film>
The polymer film that can be used in the present invention is not particularly limited, but polyimide (PI), polyamide (PA), polyoxadiazole (POD), polybenzoxazole (PBO), polybenzobisoxazal (PBBO) ), Polythiazole (PT), polybenzothiazole (PBT), polybenzobisthiazole (PBBT), polyparaphenylene vinylene (PPV), polybenzimidazole (PBI), and polybenzobisimidazole (PBBI). Of these, a heat-resistant aromatic polymer film containing at least one selected from the above is preferable because the finally obtained graphite has high bending resistance and thermal diffusivity. What is necessary is just to manufacture these films with a well-known manufacturing method. Among these, polyimide is preferable because various materials and structures can be obtained by selecting various raw material monomers. In addition, the polyimide film is more likely to be graphite having good crystallinity and excellent bending resistance and heat diffusibility because the film is more easily carbonized and graphitized than polymer films made of other organic materials.
<高分子フィルムの厚み>
本発明で用いることができる高分子フィルムの厚みは、5μm以上250μm以下、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。高分子フィルムの厚みが5μm未満であると、フィルムが薄いため発泡ガスが抜けやすく、グラファイト化工程にて発泡しない。また、高分子フィルムの厚みが250μmより厚いと、フィルムが厚過ぎるため発泡ガスがフィルムから抜けにくく、グラファイト化工程にて、グラファイト層を破壊しながら抜けるために、表面剥がれを発生させ、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。
<Thickness of polymer film>
The thickness of the polymer film that can be used in the present invention is 5 μm to 250 μm, preferably 10 μm to 180 μm, and more preferably 20 μm to 130 μm. When the thickness of the polymer film is less than 5 μm, since the film is thin, the foaming gas easily escapes and does not foam in the graphitization step. In addition, if the thickness of the polymer film is greater than 250 μm, the foaming gas is difficult to escape from the film because the film is too thick. A foamed graphitized film cannot be obtained.
<炭化工程>
本発明の炭化工程は、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方法が好ましい。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℃未満であるとよい。
<Carbonization process>
The carbonization step of the present invention is preferably a method in which a polymer film as a starting material is heat-treated under reduced pressure or in an inert gas. This heating is usually performed at a temperature of about 1000 ° C. For example, when the temperature is increased at a rate of 10 ° C./minute, it is desirable to hold the temperature for about 30 minutes in the temperature range of 1000 ° C. More specifically, the carbonization temperature for carbonizing the polymer film is preferably 600 ° C. or more and less than 2000 ° C.
また、熱処理中の高分子フィルムの保持方法は、一例として2枚の黒鉛板あるいは、グラファイトシートの間に高分子フィルムを挟みこんで、これを、黒鉛の角型容器に保持する方法などが知られている。 Also, as a method of holding a polymer film during heat treatment, for example, a method of holding a polymer film between two graphite plates or a graphite sheet and holding it in a graphite square container is known. It has been.
<グラファイト化工程>
本発明のグラファイト化工程は、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方法が好ましい。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。
<Graphitization process>
The graphitization step of the present invention is preferably a method in which the carbonized film obtained in the carbonization step is heat-treated under reduced pressure or in an inert gas. This heating is usually performed at a temperature of 2400 ° C. or higher, and it is desirable to hold the temperature for about 60 minutes in the maximum temperature range.
また、熱処理中の高分子フィルムの保持方法は、一例として2枚の黒鉛板あるいは、グラファイトシートの間に高分子フィルムを挟みこんで、これを、黒鉛の角型容器に保持する方法などが知られている。 Also, as a method of holding a polymer film during heat treatment, for example, a method of holding a polymer film between two graphite plates or a graphite sheet and holding it in a graphite square container is known. It has been.
また、本発明のグラファイト化工程は、炭化工程により炭化した高分子フィルム(炭化フィルム)を一度炭化工程用の炉から取り出した後、グラファイト化用の炉に移し変えてからおこなっても良いし、炭化工程及びグラファイト化工程を連続的に同一の炉でおこなっても良い。 Further, the graphitization step of the present invention may be performed after the polymer film carbonized by the carbonization step (carbonized film) is once taken out from the furnace for carbonization step and then transferred to the graphitization furnace, The carbonization step and the graphitization step may be performed continuously in the same furnace.
<グラファイト化処理後フィルム>
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後に、発泡状態を呈している。発泡状態を呈するメカニズムは上述したように、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伴ってグラファイト層が持ち上げられるためである。
<Film-treated film>
A polymer film subjected to a carbonization step and a graphitization step is a post-graphitization film. The post-graphitization film of the present invention exhibits a foamed state after the graphitization step. As described above, the mechanism that exhibits the foamed state is that the graphite layer is lifted with the generation of a foaming gas such as nitrogen that does not form a graphite skeleton in the graphitization step.
<グラファイト化処理後フィルムの密度>
グラファイト化処理後フィルムは発泡状態を呈している。この発泡の程度が上述したように、グラファイトフィルムの耐屈曲性、熱拡散性を決める一要因である。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に、密度は小さい。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。
<Density of film after graphitization>
The film after the graphitization treatment is in a foamed state. As described above, the degree of foaming is one factor that determines the flex resistance and thermal diffusivity of the graphite film. The density of the post-graphitizing film having a large degree of foaming is small because it has many spaces between graphite layers. On the contrary, the density of the post-graphitizing film having a small degree of foaming is large.
本発明のグラファイト化処理後フィルムの密度は、0.70g/cm3以上・1.68g/cm3以下、好ましくは0.70g/cm3以上1.50g/cm3以下、さらに好ましくは0.75g/cm3以上1.30g/cm3以下である。グラファイト化処理後フィルムの密度は、0.70g/cm3より小さい場合、発泡の程度が大きすぎてグラファイト層が破壊されているために、耐屈曲性、熱拡散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の密度が1.68g/cm3より大きい場合であると、発泡の程度が小さすぎて耐屈曲性の悪くなる。 Density of graphitization treatment after film of the present invention, 0.70 g / cm 3 or more · 1.68 g / cm 3 or less, preferably 0.70 g / cm 3 or more 1.50 g / cm 3 or less, more preferably 0. It is 75 g / cm 3 or more and 1.30 g / cm 3 or less. When the density of the film after the graphitization treatment is less than 0.70 g / cm 3 , the degree of foaming is too large and the graphite layer is destroyed, so that the graphite film has poor bending resistance and thermal diffusibility. On the other hand, when the density of the film after the graphitization treatment is larger than 1.68 g / cm 3 , the degree of foaming is too small and the bending resistance is deteriorated.
<(グラファイト化処理後フィルムの密度)と(グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚み)>
グラファイト化処理後フィルムの密度と、グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚みには相関がある。上述のように、グラファイト化処理後フィルムは、発泡の程度が大きいと密度は小さくなり、発泡の程度が小さくなると密度は大きくなる。発泡の程度が大きい、つまり密度が小さい場合は、フィルムが厚み方向に膨張しており、面方向への結晶の成長が阻害されているために、グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量は大きくなる。一方、発泡の程度が小さい、つまり密度が大きい場合は、フィルムが厚み方向に大きく膨張しておらず、面方向へ結晶が成長しているため、グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量は小さくなる。
<(Density of film after graphitization treatment) and (Weight per unit area of graphite film / Thickness of polymer film)>
There is a correlation between the density of the graphitized film and the weight per unit area of the graphite film / the thickness of the polymer film. As described above, the density of the post-graphitized film decreases when the degree of foaming is large, and increases when the degree of foaming is small. When the degree of foaming is large, that is, when the density is small, the film expands in the thickness direction and the crystal growth in the plane direction is hindered, so the weight per unit area of the graphite film increases. On the other hand, when the degree of foaming is small, that is, when the density is high, the film does not expand greatly in the thickness direction, and crystals grow in the plane direction, so the weight per unit area of the graphite film is small.
本発明のグラファイトフィルムの単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚みは、0.86以上・1.08g/cm3以下、好ましくは0.88以上・1.06以下、さらに好ましくは0.91以上・1.04以下である。グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚みが、0.86より小さい場合、発泡の程度が小さすぎて、グラファイト層間の空隙が少なく、耐屈曲性が悪くなる。一方、グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚みが1.08より大きい場合であると、発泡の程度が大きすぎて、グラファイト層が破壊されているために、耐屈曲性、熱拡散性の悪いグラファイトフィルムとなる。 The weight per unit area of the graphite film of the present invention / the thickness of the polymer film is 0.86 or more and 1.08 g / cm 3 or less, preferably 0.88 or more and 1.06 or less, more preferably 0.91. Above and below 1.04. When the weight per unit area of the graphite film / the thickness of the polymer film is smaller than 0.86, the degree of foaming is too small, there are few voids between the graphite layers, and the bending resistance is poor. On the other hand, when the weight per unit area of the graphite film / the thickness of the polymer film is larger than 1.08, the degree of foaming is too large, and the graphite layer is destroyed. It becomes a graphite film with poor diffusibility.
なお、単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚みは以下の式で計算される。 The weight per unit area / the thickness of the polymer film is calculated by the following formula.
グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量(g/cm2)/高分子フィルムの厚み(μm)
グラファイトフィルムの単位面積当たりの重量/高分子フィルムの厚みは、グラファイト化処理後フィルム(発泡後)の発泡の程度と相関があり、グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度を知る一つの指標となる。
Weight per unit area of graphite film (g / cm 2 ) / thickness of polymer film (μm)
The weight per unit area of the graphite film / the thickness of the polymer film correlates with the degree of foaming of the post-graphitizing film (after foaming), and is an index to know the degree of foaming of the post-graphitizing film. .
<グラファイト化処理後フィルムの密度を決定する要因>
グラファイト化処理後フィルムは発泡の程度、つまり密度が圧縮後のグラファイトフィルムの耐屈曲性、熱拡散性を決定する一要因である。そのため、この発泡状態を最適化することが重要となる。グラファイト化処理後フィルムの発泡状態(密度)を制御するファクターとして、
(1)炭化昇温速度、
(2)グラファイト化昇温速度、
(3)グラファイト化最高温度、
(4)グラファイト化時にかかるフィルムへの圧力、
(5)原料フィルムの分子配向、
など様々である。発泡状態の最適化には、それぞれのファクターのバランスが重要であり、上記のような条件は適宜変更しなければならない。上記の5つのファクターをバランスよく組み合わせて、発泡の程度(グラファイト化処理フィルムの密度)を最適化することで、非常に耐屈曲性、熱拡散性の優れたグラファイトフィルムとなる。各ファクターとグラファイト化処理後の密度の関係を以下に示す。
<Factors determining the density of the film after graphitization>
The degree of foaming of the film after graphitization treatment, that is, the density, is one factor that determines the bending resistance and thermal diffusivity of the graphite film after compression. Therefore, it is important to optimize this foaming state. As a factor that controls the foamed state (density) of the film after graphitization,
(1) Carbonization heating rate,
(2) Graphitization heating rate,
(3) Maximum graphitization temperature,
(4) pressure applied to the film during graphitization,
(5) molecular orientation of the raw film,
And so on. For optimization of the foaming state, the balance of each factor is important, and the above conditions must be changed as appropriate. By combining the above five factors in a well-balanced manner and optimizing the degree of foaming (the density of the graphitized film), a graphite film having extremely excellent bending resistance and thermal diffusivity can be obtained. The relationship between each factor and the density after graphitization is shown below.
<炭化昇温速度とグラファイト化処理後フィルムの密度>
炭化昇温速度は、グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度を決定する大きな要因の一つである。炭化昇温速度が遅いとグラファイト化処理後フィルムの発泡の程度は大きく(密度が小さく)なり、炭化昇温速度が速いと発泡の程度は小さく(密度が大きく)なる。そのメカニズムについて以下に説明する。
<Carbonization heating rate and density of film after graphitization>
Carbonization temperature rising rate is one of the major factors that determine the degree of foaming of the graphitized film. If the carbonization temperature rise rate is slow, the degree of foaming of the film after graphitization is large (small density), and if the carbonization temperature rise rate is high, the degree of foaming is small (density is large). The mechanism will be described below.
炭化昇温速度が遅いと、炭化工程後の炭化フィルムの分子配向が緻密になる。結果、グラファイト化工程で発生する発泡ガスの抜け道が少なく、発泡ガスが抜けにくくなり、グラファイト層を大きく持ち上げるため発泡の程度は大きくなる。一方、炭化昇温速度が速いと、炭化フィルムの分子配向が粗くなり、発泡ガスが抜けやすくなるのでグラファイト化処理後フィルムの発泡の程度は小さくなる。 When the carbonization temperature rising rate is slow, the molecular orientation of the carbonized film after the carbonization process becomes dense. As a result, there are few escape paths of the foaming gas generated in the graphitization step, the foaming gas is difficult to escape, and the degree of foaming is increased because the graphite layer is lifted greatly. On the other hand, if the carbonization temperature rising rate is high, the molecular orientation of the carbonized film becomes coarse and the foaming gas is easily released, so the degree of foaming of the film after graphitization is small.
本発明の炭化昇温速度は0.1℃/min以上15℃/min以下、好ましくは0.3℃/min以上10℃/min以下、さらに好ましくは0.5℃/min以上7℃/min以下である。炭化昇温速度が0.1℃/minより遅い場合は熱処理時間が長くなるので生産効率が悪くなる。また、炭化昇温速度が遅すぎる場合は、グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度が大きくなり過ぎるために、耐屈曲性、熱拡散性の悪いグラファイトフィルムとなる。一方、炭化昇温速度が15℃/minより速い場合は、熱処理の過程で皺が発生しやすい。また、昇温速度が速すぎるため炭化処理時にフィルムの分子配向が崩れ、グラファイト化しにくい炭化フィルムとなるためよくない。 The carbonization temperature rising rate of the present invention is 0.1 ° C./min to 15 ° C./min, preferably 0.3 ° C./min to 10 ° C./min, more preferably 0.5 ° C./min to 7 ° C./min. It is as follows. When the carbonization temperature rise rate is slower than 0.1 ° C./min, the heat treatment time becomes longer, so the production efficiency becomes worse. On the other hand, if the carbonization temperature rise rate is too slow, the degree of foaming of the post-graphitizing film becomes too large, resulting in a graphite film with poor flex resistance and thermal diffusivity. On the other hand, when the carbonization heating rate is faster than 15 ° C./min, soot is likely to be generated during the heat treatment. In addition, since the temperature rising rate is too high, the molecular orientation of the film is lost during carbonization, and the carbonized film is difficult to be graphitized.
本発明の炭化昇温速度は、炭化処理中常に一定の昇温速度で昇温しなくてもよい。例えば、フィルムの分子構造が大きく変化する450℃から900℃の領域のみ1℃/minで昇温して、それ以外の領域は5℃/minで昇温してもよい。 The carbonization temperature increase rate of the present invention may not always be increased at a constant temperature increase rate during the carbonization process. For example, the temperature may be increased at 1 ° C./min only in the region from 450 ° C. to 900 ° C. where the molecular structure of the film changes greatly, and the temperature may be increased at 5 ° C./min in other regions.
<グラファイト化昇温速度とグラファイト化処理後フィルムの密度>
グラファイト化昇温速度も、グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度を決定する大きな要因の一つである。グラファイト化昇温速度が遅いとグラファイト化処理後フィルムの発泡の程度は小さく(密度が大きく)なり、グラファイト化昇温速度が速いと発泡の程度は大きく(密度が小さく)なる。そのメカニズムについて以下に説明する。
<Graphitization heating rate and density of film after graphitization>
The graphitization temperature increase rate is also one of the major factors that determine the degree of foaming of the film after graphitization. When the graphitization temperature rise rate is slow, the degree of foaming of the film after graphitization is small (the density is large), and when the graphitization temperature rise rate is fast, the degree of foaming is large (the density is small). The mechanism will be described below.
グラファイト化昇温速度が遅いと、グラファイト化工程時に発生する発泡ガスの単位時間当たりの発生量が少ないため、グラファイト層をあまり持ち上げることができない。一方、グラファイト化昇温速度が速いと、グラファイト化工程時に発生する発泡ガスの単位時間当たりの発生量が多いため発泡の程度は大きくなる。 If the graphitization temperature increase rate is slow, the amount of foaming gas generated during the graphitization process per unit time is small, so that the graphite layer cannot be lifted so much. On the other hand, when the graphitization temperature rising rate is high, the amount of foaming gas generated during the graphitization process per unit time is large, so the degree of foaming becomes large.
本発明のグラファイト化昇温速度は0.1℃/min以上15℃/min以下、好ましくは0.3℃/min以上10℃/min以下、さらに好ましくは0.5℃/min以上7℃/min以下である。グラファイト化昇温速度が0.1℃/minより遅い場合は熱処理時間が長くなるので生産効率が悪くなる。また、グラファイト化昇温速度が遅すぎる場合は、発泡ガスの単位時間当たりの発生量が少なくなるために、グラファイト化処理後フィルムの発泡の程度が小さくなり過ぎるために、耐屈曲性、熱拡散性の悪いグラファイトフィルムとなる。一方、グラファイト化昇温速度が15℃/minより速い場合は、熱処理の過程で皺が発生しやすい。また、昇温速度が速すぎるためグラファイト化処理時の発泡ガスの単位時間あたりの発生量が多くなるために、グラファイト層が剥がれてボロボロのフィルムとなるためよくない。 The graphitization temperature increase rate of the present invention is 0.1 ° C./min to 15 ° C./min, preferably 0.3 ° C./min to 10 ° C./min, more preferably 0.5 ° C./min to 7 ° C./min. It is below min. When the graphitization temperature increase rate is slower than 0.1 ° C./min, the heat treatment time becomes long, so that the production efficiency is deteriorated. Also, if the graphitization heating rate is too slow, the amount of foaming gas generated per unit time will be small, and the degree of foaming of the film after graphitization will be too small. It becomes a poor graphite film. On the other hand, when the graphitization temperature rising rate is faster than 15 ° C./min, soot is likely to be generated during the heat treatment. In addition, since the rate of temperature rise is too fast, the amount of foaming gas generated per unit time during the graphitization treatment increases, which is not good because the graphite layer peels off and becomes a tattered film.
また、本発明のグラファイト化昇温速度は、炭化工程と同様に、グラファイト化処理中常に一定の昇温速度で昇温しなくてもよい。 In addition, the graphitization temperature increase rate of the present invention does not always have to be increased at a constant temperature increase rate during the graphitization process, as in the carbonization step.
<グラファイト化最高温度とグラファイト化処理後フィルムの密度>
グラファイト化最高温度が低いと、グラファイト化の進行度が小さく、発泡の程度も小さくなる。
<Maximum temperature for graphitization and density of film after graphitization>
When the maximum graphitization temperature is low, the degree of progress of graphitization is small and the degree of foaming is also small.
本発明のグラファイトフィルムの製造方法においてその熱処理温度としては、最低でも2400℃以上が必要で、最終的には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となる。一方、グラファイト化最高温度が2400℃より低い場合は、フィルムの一部にグラファイト化の進行が十分でない場合がある。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非常硬くなり、耐屈曲性、熱拡散性が劣るグラファイトフィルムとなる。 In the method for producing a graphite film of the present invention, the heat treatment temperature is required to be at least 2400 ° C., finally 2800 ° C. or more, more preferably 2900 ° C. or more, and further preferably 3000 ° C. or more. By setting such a heat treatment temperature, the graphite layer grows in the surface direction, and a graphite film having excellent bending resistance and thermal diffusivity is obtained. On the other hand, when the maximum graphitization temperature is lower than 2400 ° C., the progress of graphitization may not be sufficient for a part of the film. If the graphitization is not sufficiently advanced, the degree of foaming is not sufficient and the film becomes very hard, resulting in a graphite film with poor flex resistance and thermal diffusivity.
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が、経済性の観点からはできるだけ低温である方が好ましい。本発明のグラファイトフィルムの製造方法においてその熱処理温度としては、最高で3500℃以下、より好ましくは、3200℃以下さらに好ましくは3100℃以下である。なお、現状一般に入手可能な工業的炉において、熱処理可能な最高温度は3000℃が限界である。 The higher the heat treatment temperature is, the higher the quality can be converted to graphite, but it is preferable that the temperature is as low as possible from the viewpoint of economy. In the method for producing a graphite film of the present invention, the heat treatment temperature is at most 3500 ° C. or less, more preferably 3200 ° C. or less, further preferably 3100 ° C. or less. In an industrial furnace that is generally available at present, the maximum temperature at which heat treatment is possible is limited to 3000 ° C.
<グラファイト化処理後フィルムの密度と熱拡散率>
グラファイト化処理後のフィルムの密度と熱拡散率は相関がある。一般的に密度が大きいほど、面方向にグラファイト層が成長したフィルムとなっているために、熱拡散率は高い。一方、密度が小さいと、発泡ガスによりグラファイト層が破壊されているために熱拡散率が小さい場合が多い。
<Density and thermal diffusivity of graphitized film>
There is a correlation between the density of the film after the graphitization treatment and the thermal diffusivity. Generally, the higher the density, the higher the thermal diffusivity because the film has a graphite layer grown in the plane direction. On the other hand, when the density is small, the thermal diffusivity is often small because the graphite layer is destroyed by the foaming gas.
本発明のグラファイトフィルムの面方向の熱拡散率は、7.0×10−4m2/s以上、好ましくは7.5×10−4m2/s以上、さらに好ましくは8.0×10−4m2/s以上であると良い。7.0×10−4m2/s以上になると、熱拡散性が高いために、発熱機器から熱を逃がしやすくなり、発熱機器の温度上昇を抑えることが可能となる。一方、7.0×10−4m2/s未満になると、熱拡散性が劣るために、発熱機器から熱を逃がすことができなくなり、発熱機器の温度上昇を抑えることができない場合がある。 The thermal diffusivity in the plane direction of the graphite film of the present invention is 7.0 × 10 −4 m 2 / s or more, preferably 7.5 × 10 −4 m 2 / s or more, and more preferably 8.0 × 10. -4 m 2 / s or better. If it is 7.0 × 10 −4 m 2 / s or more, the heat diffusibility is high, so that heat is easily released from the heat generating device, and the temperature rise of the heat generating device can be suppressed. On the other hand, if it is less than 7.0 × 10 −4 m 2 / s, the heat diffusibility is inferior, so that heat cannot be released from the heat generating device, and the temperature rise of the heat generating device may not be suppressed.
通常、高分子分解法で得られるグラファイトフィルムの耐屈曲性と熱拡散性は相反する特性であり、耐屈曲性を求めると熱拡散性が劣化する場合が多い。しかしながら、本発明のグラファイトフィルムは、発泡の程度を抑えており、高い熱拡散性と耐屈曲性を合わせ持っているため、近年、発熱量が増加し小型化が進んでいる電子機器へ使用する場合、非常に優れている。 Usually, the bending resistance and thermal diffusivity of a graphite film obtained by the polymer decomposition method are contradictory properties, and the thermal diffusivity often deteriorates when the flex resistance is obtained. However, since the graphite film of the present invention suppresses the degree of foaming and has both high thermal diffusibility and bending resistance, it is used for electronic devices that have recently increased in calorific value and are becoming smaller. If you are very good.
<グラファイト化処理後フィルムの圧縮>
発泡状態を呈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となる。耐屈曲性の高まるメカニズムは、次の通りである。
<Compression of film after graphitization>
By compressing the post-graphitized film exhibiting a foamed state, a graphite film having extremely excellent bending resistance is obtained. The mechanism for increasing the bending resistance is as follows.
グラファイト化工程の発泡ガスにより持ち上げられたグラファイト層は、図1のように面方向から大きく傾いている(はみ出している)。このように大きく傾いたグラファイト層は折り曲げの動作を阻害するためにグラファイト化処理後フィルムは耐屈曲性が悪い。圧縮処理による物理的な加圧で、面方向からはみ出たグラファイト層を面方向に揃えることができるため(図2)、耐屈曲性が高まる。基本的に圧縮の圧力が大きいほど、厚みの薄いグラファイトフィルムとなり、耐屈曲性は高まる。 The graphite layer lifted by the foaming gas in the graphitization step is greatly inclined (extruded) from the surface direction as shown in FIG. Since the graphite layer that is greatly inclined in this way inhibits the bending operation, the film after graphitization treatment has poor bending resistance. Since the graphite layer protruding from the surface direction can be aligned in the surface direction by physical pressurization by the compression treatment (FIG. 2), the bending resistance is improved. Basically, the greater the compression pressure, the thinner the graphite film and the higher the bending resistance.
本発明のグラファイト化処理後フィルムの圧縮処理は、発泡状態を呈したグラファイト化処理後フィルムを圧縮できる方法であればどのような手法でもよい。特に、後圧延工程、後面状加圧工程は、フィルムを均一に圧縮できるために特に優れた手法である。 The method for compressing the post-graphitizing film of the present invention may be any method as long as it is a method capable of compressing the post-graphitizing film in a foamed state. In particular, the post-rolling step and the rear surface pressing step are particularly excellent methods because the film can be uniformly compressed.
<後圧延工程>
グラファイト化処理後フィルムの圧縮方法として、特許文献2に記載のような後圧延工程がある。具体的には、セラミック製やステンレス製の2本のローラーを通す方法が記載されている。
<Post-rolling process>
As a method for compressing the film after the graphitization treatment, there is a post-rolling step as described in Patent Document 2. Specifically, a method of passing two ceramic or stainless steel rollers is described.
しかしながら、従来のグラファイト化処理後フィルムを用いた後圧延工程では、圧延工程中に、ローラーとの接触部で線状に圧力が加わることでグラファイトフィルムが引き伸ばされ、平面状に形成されているグラファイト層が破壊され耐屈曲性、熱拡散性が低下する場合があった。また、部分的な密度のバラツキが生じたり密度が低くなったりするため耐屈曲性、熱拡散性のばらつきや、空気層を多く含むことによる耐屈曲性、熱拡散性の悪化の問題があった。さらに、グラファイトフィルムは、金属ローラーのような強度の高いものを用いて圧延すると、表面に傷や皺が入りやすく、凹みや縦スジが生じるという問題もあった。さらに、圧縮度を高めようと強い力で圧延した場合特に、グラファイト化処理後フィルムの波打ちを巻き込んで折れ皺(巻き込み皺)を発生させながら圧縮してしまう場合があった。 However, in the post-rolling process using the conventional post-graphitized film, the graphite film is stretched by applying linear pressure at the contact portion with the roller during the rolling process, and is formed into a planar shape. In some cases, the layer was broken and the bending resistance and thermal diffusivity were lowered. In addition, there is a problem of bending resistance and thermal diffusibility variation due to partial density variations and low density, and deterioration of flex resistance and thermal diffusivity due to containing many air layers. . Further, when the graphite film is rolled using a high strength material such as a metal roller, there is a problem in that scratches and wrinkles are easily formed on the surface, and dents and vertical stripes are generated. Furthermore, particularly when rolling with a strong force to increase the degree of compression, there is a case where the film is compressed while wrinkling the film after the graphitization treatment and generating creases (entrainment creases).
本発明のグラファイト化処理後フィルムは、密度0.70g/cm3以上・1.68g/cm3以下と、通常より発泡の程度を抑えており、波打ちや厚みバラツキが少ないために、従来のグラファイト化処理後フィルムより後圧延工程を実施しやすい。そのため、後圧延工程を実施したグラファイト化処理後フィルムは、ある程度、皺、折れ皺(巻き込み皺)、厚みバラツキの少ないグラファイトフィルムとなる。 The film after the graphitization treatment of the present invention has a density of 0.70 g / cm 3 or more and 1.68 g / cm 3 or less, which suppresses the degree of foaming more than usual, and has less waviness and thickness variation. It is easier to carry out the post-rolling step than the post-treatment film. Therefore, the post-graphite-treated film subjected to the post-rolling process becomes a graphite film with little wrinkles, broken wrinkles (rolling wrinkles), and thickness variations.
<後面状加圧工程>
前述した後圧延工程では、グラファイト化処理後フィルムの密度が大きい場合であるとき、ある程度、皺、折れ皺(巻き込み皺)、厚みバラツキの少ないグラファイトフィルムを作製できるが、十分でない場合があった。
<Rear surface pressure process>
In the post-rolling process described above, when the density of the film after the graphitization treatment is high, a graphite film with little wrinkles, creases (rolling wrinkles), and thickness variations can be produced to some extent, but it may not be sufficient.
そこで、さらに良質のグラファイトフィルムを作製する圧縮方法として、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がある。後面状加圧工程は、面方向への均一に加圧できるため、圧延工程と比較して耐屈曲性に優れ、厚みバラツキ、皺などの非常に少ない良質のグラファイトフィルムが作製可能である。 Therefore, as a compression method for producing a higher quality graphite film, there is a rear surface pressurizing step in which the graphitized film is pressed into a planar shape. Since the back surface pressing step can uniformly press in the surface direction, it is superior in bending resistance compared to the rolling step, and it is possible to produce a high quality graphite film with very little thickness variation and wrinkles.
後面状加圧工程は、次のような1〜4のような理由で後圧延工程より優れている。 The rear surface pressing step is superior to the post-rolling step for the following reasons 1 to 4.
(理由1)密度の小さな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すると折れ皺(巻き込み皺)を発生させる場合がある。しかしながら、後面状加圧工程では、面状に加圧するために、このような折れ皺(巻き込み皺)は発生し難い。 (Reason 1) Since the film after the graphitization treatment having a small density has many undulations, it may generate creases (entrainment creases) during the post-rolling process. However, in the rear surface pressurizing step, such folded wrinkles (entrainment wrinkles) are unlikely to occur because the surface pressure is applied.
(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。しかしながら、後面状加圧工程では、面状に加圧するために、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)密度の小さなグラファイト化処理後フィルムは、厚みを薄くするために、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ことが難しい。圧力を大きくすると、グラファイトを傷つけやすい。また、折れ皺(巻き込み皺)も多く発生する。後面状加圧工程では、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。
(Reason 2) Since the film after the graphitization treatment having a small density has a large thickness variation, it is difficult to press uniformly in the post-rolling process. However, in the rear surface pressurizing step, the film can be uniformly pressed regardless of the thickness variation because of pressurization in the surface state (reason 3). A large compression pressure is required. However, it is difficult to increase the compression pressure in the post-rolling process. Increasing the pressure tends to damage the graphite. In addition, many folds (entrainment folds) occur. In the rear surface pressurizing step, it is difficult to damage the graphite even if the pressure is increased, and creases (entrainment creases) do not occur.
(理由4)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あった圧縮が可能である。 (Reason 4) In the post-rolling process, the compression pressure is difficult to adjust because the nip width is fixed. On the other hand, the rear surface pressurization can adjust the compression pressure, and the pressure can be adjusted according to the state of the film after the graphitization treatment. In addition, the pressure can be gradually increased or decreased, and compression suitable for the state of the film after graphitization is possible.
本発明に係るグラファイトフィルムの製造方法においては、前記グラファイト化工程を経てグラファイト化した高分子フィルム、つまりグラファイト化処理後フィルムを、さらに、面状に加圧する(後面状加圧工程)を含むことが好ましく、耐屈曲性、熱拡散率に優れ、表面に傷、凹みがなく、皺のない、平坦性に優れたグラファイトフィルムが得られ、特に耐屈曲性を工場させるためには重要な工程である。このような(後面状加圧工程)は室温でも行うことができる。このような(後面状加圧工程)においては、前記グラファイト化処理後フィルム以外のフィルム状媒体とともに、面状に加圧することが好ましい。 In the method for producing a graphite film according to the present invention, the polymer film graphitized through the graphitization step, that is, the film after the graphitization treatment, further includes pressing in a planar shape (rear surface pressing step). It is preferable to obtain a graphite film with excellent bending resistance, thermal diffusivity, scratches and dents on the surface, no wrinkles, and excellent flatness. is there. Such a (rear surface pressing step) can be performed even at room temperature. In such a (rear surface pressurizing step), it is preferable to press in a planar shape together with the film-like medium other than the post-graphitized film.
また、前記グラファイトフィルムが複数枚積層され配置された状態で面状に加圧することが好ましく、グラファイトフィルム自体が緩衝材の役割を果たすので、表面に傷が入ることなく、平坦性に優れたグラファイトフィルムを得ることができる。 In addition, it is preferable to press the sheet in a state where a plurality of the graphite films are laminated and arranged, and the graphite film itself plays a role as a cushioning material, so that the graphite having excellent flatness without scratching the surface. A film can be obtained.
このような(後面状加圧)は、単板プレス、真空プレス等で実施され得る。より具体的には、グラファイトフィルムをプレス機、ホットプレス機、単板プレス機といった面状に加圧できる装置を用いて加圧する方法やプラスチック板、セラミック板、金属板にグラファイトフィルムを挟みボルトで締め付ける方法が挙げられる。これらの方法を用いることにより、面状に一様に加圧することが可能となり、グラファイト層が破損することなく圧縮され、熱拡散率の低下を引き起こさず、熱拡散率の高い、密度が高く、表面に傷がなく、皺のないグラファイトフィルムを得ることができる。 Such (rear surface pressing) can be performed by a single plate press, a vacuum press or the like. More specifically, a graphite film is sandwiched between a plastic plate, a ceramic plate, and a metal plate with a bolt by using a press that can press the graphite film in a plane, such as a press, a hot press, or a single plate press. There is a method of tightening. By using these methods, it becomes possible to pressurize uniformly in a planar shape, the graphite layer is compressed without breakage, does not cause a decrease in thermal diffusivity, high thermal diffusivity, high density, A graphite film having no flaws and no wrinkles on the surface can be obtained.
また、加圧工程は数段階に別けて実施することも可能であり、特に波打ちの大きなグラファイト化処理後フィルムについては、はじめから大きな圧力で加圧すると、皺や折れ皺(巻き込み皺)を引き起こす場合があり、このような場合、まず始めに弱い圧力で予備加圧し、予備加圧後更に大きな圧力で加圧するとよい。さらに、単板プレス機、フィルム状媒体などの厚み公差により圧縮むらが発生する場合もあるが、このような場合は、一度加圧し、グラファイト化処理後フィルムの位置を変更し、再度加圧すると厚みバラツキの少ないグラファイトフィルムが得られる。 In addition, the pressurization process can be carried out in several stages. Especially for a film after a graphitization treatment with large undulations, if it is pressurized with a large pressure from the beginning, it causes wrinkles and folds (entrainment wrinkles). In such a case, it is better to first pressurize with a weak pressure first and then pressurize with a higher pressure after the prepressurization. Furthermore, compression unevenness may occur due to thickness tolerance of single plate press, film-like media, etc.In such a case, press once, change the position of the film after graphitization, and press again A graphite film with little thickness variation can be obtained.
<フィルム状媒体>
前記グラファイト化処理後フィルム以外のフィルム状媒体としては、天然黒鉛から得られたグラファイトフィルムや、樹脂フィルムや、金属板、金属箔等が例示される。具体的には、天然黒鉛から得られたグラファイトフィルム、緩衝ゴム材、鉄板、テフロン(登録商標)フィルム、ポリイミドフィルム、PETフィルム等が挙げられる。
<Film medium>
Examples of the film-like medium other than the post-graphitized film include a graphite film obtained from natural graphite, a resin film, a metal plate, and a metal foil. Specific examples include graphite films obtained from natural graphite, buffer rubber materials, iron plates, Teflon (registered trademark) films, polyimide films, and PET films.
前記「フィルム状媒体とともに」とは、下記のような態様が例示される。例えば、(グラファイト化処理後フィルム以外の媒体/1枚の前記グラファイトフィルム/グラファイトフィルム以外の媒体/1枚の前記グラファイトフィルム/グラファイト化処理後フィルム以外の媒体/・・・)などのようにサンドイッチ状に挟む場合、(グラファイト化処理後フィルム以外の媒質/複数枚の前記グラファイト化処理後フィルム/グラファイト化処理後フィルム以外の媒質/複数枚の前記グラファイト化処理後フィルム/グラファイト化処理後フィルム以外の媒質/・・・)などのようにサンドイッチ状で挟む場合、などである。 Examples of the “with film-like medium” include the following modes. For example, (a medium other than the film after the graphitization treatment / one piece of the graphite film / a medium other than the graphite film / one piece of the graphite film / a medium other than the film after the graphite treatment /...) (Non-graphite treated film / multiple sheets of post-graphitized film / medium other than post-graphitized film / multiple sheets of post-graphitized film / non-graphitized film) In the case of sandwiching like a medium / ...).
<グラファイトフィルムの耐屈曲特性(MIT)>
本発明のグラファイトフィルムの製造方法で作製されたグラファイトフィルムのMIT耐屈曲試験おける折り曲げ回数(Rが2mm、左右の折り曲げ角度135°、スプリングφ14mm)は、500回以上、好ましくは1000回以上、更に好ましくは5000回以上がよい。MIT耐屈曲試験が500回以上であると、柔軟であり、ハンドリングしやすい。一方、500回未満のグラファイトフィルムは、ハンドリングが難しく、機器への取り付けの際、破壊されてしまう場合がある。
<Bending resistance of graphite film (MIT)>
The number of bendings (R is 2 mm, left and right bending angle 135 °, spring φ14 mm) in the MIT bending resistance test of the graphite film produced by the method for producing a graphite film of the present invention is 500 times or more, preferably 1000 times or more, and Preferably 5000 times or more is good. When the MIT bending resistance test is 500 times or more, it is flexible and easy to handle. On the other hand, a graphite film of less than 500 times is difficult to handle and may be destroyed when attached to equipment.
また、特に折り曲げ部分で使用される用途においては、10000回以上、好ましくは50000回以上、更に好ましくは100000回以上がよい。10000回以上になると、耐屈曲性に優れているため屈曲部分に使用しても破壊されにくくなる。具体的には、携帯電話のヒンジや小型電子機器の折り曲げ部分で使用する場合でも、機能を落とすことなく使用することが可能となる。また、耐屈曲性に優れているため、電子機器への取り付け時などのハンドリング性も向上する。 Moreover, in the use used especially in a bending part, it is 10,000 times or more, Preferably it is 50000 times or more, More preferably, 100,000 times or more is good. If it is 10,000 times or more, since it is excellent in bending resistance, it is difficult to break even if it is used in a bent portion. Specifically, even when it is used at a hinge of a mobile phone or a bent portion of a small electronic device, it can be used without reducing its function. Moreover, since it is excellent in bending resistance, handling property at the time of attachment to an electronic device is also improved.
<MIT耐屈曲試験の曲げ半径、曲げ角度>
グラファイトフィルムのMIT耐屈曲試験は、東洋精機(株)製のMIT耐揉疲労試験機型式Dなどを用いて測定することができる。測定では、折り曲げ半径R、折り曲げ角度を選択することが可能であり、Rが2mm、1mm等が選択することができる。通常、折り曲げ半径Rが小さいほど、折り曲げ角度が大きいほど、厳しい試験となる。特に、携帯電話、ゲーム機、液晶テレビ、PDP等のスペース小さい電子機器においては、小さな折り曲げ半径と大きな折り曲げ角度での折り曲げ性が優れることは、機器の省スペース設計が可能となり、非常に重要である。なお、MIT試験方法の詳細は実施例の欄に記載した。
<Bending radius and bending angle of MIT bending test>
The MIT bending resistance test of the graphite film can be measured using an MIT fatigue resistance tester model D manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. In the measurement, the bending radius R and the bending angle can be selected, and R can be selected to be 2 mm, 1 mm, or the like. Usually, the smaller the bending radius R and the larger the bending angle, the more severe the test. In particular, in electronic devices such as mobile phones, game machines, liquid crystal TVs, and PDPs, which have a small space, it is very important that the device has a small folding radius and a large folding angle, which enables space-saving design of the device. is there. The details of the MIT test method are described in the Examples column.
<後面状加圧工程の圧力>
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、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。
<Pressure in rear surface pressurization process>
The pressure for pressurizing the film after graphitization treatment in the rear surface pressurizing step of the present invention into a planar shape is 2 MPa to 40 MPa, preferably 4 MPa to 20 MPa, more preferably 8 MPa to 15 MPa. When the pressure for pressurizing the film after the graphitization treatment is less than 2 MPa, the pressure is too small to sufficiently compress the film, resulting in a graphite film with poor bending resistance. On the other hand, if the pressure for pressurizing the film after graphitization treatment is larger than 40 MPa, the pressure is too large and the graphite film is destroyed during the compression treatment, and the graphite film having poor bending resistance, thermal diffusibility, and poor appearance Become.
<後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの密度>
本発明の後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの密度は、1.50g/cm3以上2.20g/cm3以下、好ましくは1.60g/cm3以上2.15g/cm3以下、更に好ましく1.75g/cm3以上2.10g/cm3以下である。後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの密度が1.0g/cm3より小さい場合は、圧縮が足りず、耐屈曲性の悪いグラファイトフィルムとなる。一方、後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの密度が2.40g/cm3より大きいと、圧縮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。
<Density of graphite film after back surface pressurization process>
The density of the graphite film after after planar pressurization step of the present invention, 1.50 g / cm 3 or more 2.20 g / cm 3 or less, preferably 1.60 g / cm 3 or more 2.15 g / cm 3 or less, more preferably 1.75 g / cm 3 or more and 2.10 g / cm 3 or less. When the density of the graphite film after the back surface pressurizing step is smaller than 1.0 g / cm 3 , the graphite film is insufficient in compression and has poor bending resistance. On the other hand, if the density of the graphite film after the back surface pressurization step is larger than 2.40 g / cm 3 , the compression is too large and the graphite film is destroyed during the compression treatment, resulting in bending resistance, thermal diffusibility, and appearance. Bad graphite film.
<後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの厚みムラ>
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。
<Thickness unevenness of the graphite film after the rear surface pressing step>
When the thickness of the graphite film is uneven, the bending resistance may be deteriorated because stress for bending is concentrated on the thick portion. In addition, excellent properties of the graphite film such as thermal diffusivity, electrical conductivity, and tensile strength are impaired.
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。 Since the film after the graphitization treatment with a small density has a large thickness variation, it is difficult to press uniformly in the post-rolling process. However, in the rear surface pressurizing step, since the surface is pressed, it can be uniformly applied regardless of the thickness variation.
<後面状加圧工程後のグラファイトフィルムの折れ皺(巻き込み皺)>
グラファイトフィルムに折れ皺(巻き込み皺)があると、皺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。
<Folding wrinkles (rolling wrinkles) of the graphite film after the rear surface pressurizing step>
If the graphite film has a crease (entrainment crease), the bending resistance may be deteriorated because stress to the fold is concentrated on the crease. In addition, excellent properties of the graphite film such as thermal diffusivity, electrical conductivity, and tensile strength are impaired.
密度の小さな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すると折れ皺(巻き込み皺)を発生させる場合がある。しかしながら、後面状加圧工程では、面状に加圧するために、このような折れ皺(巻き込み皺)は発生し難い。 Since the film after the graphitization treatment with a small density has many undulations, it may generate creases (entrainment creases) during the post-rolling process. However, in the rear surface pressurizing step, such folded wrinkles (entrainment wrinkles) are unlikely to occur because the surface pressure is applied.
<用途など>
柔軟性、電気伝導性にも優れるため、この特徴を活かした用途には特に適している。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化においても強度、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、高精度、高品位、高画質といった特性改善も可能になる。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、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。
<Applications>
Since it is excellent in flexibility and electrical conductivity, it is particularly suitable for applications utilizing this feature. The characteristics of graphite film that excel in heat conduction are that it is necessary for applications that need to transfer heat, escape heat, spread heat, make heat uniform, make heat response faster, warm faster, cool faster. Is suitable. By spreading the heat instantaneously, it is possible to prevent and mitigate sudden temperature changes, or to avoid local heat concentration. On the other hand, it can be used for applications that cause sudden changes or detect slight changes in heat. By relaxing the heat, strength and adhesiveness can be ensured even in a high temperature environment. In addition, by transferring heat uniformly and accurately, characteristics such as high accuracy, high quality, and high image quality can be improved. When used in manufacturing equipment, it is possible to improve productivity by shortening tact time, improving heating / cooling efficiency, improving drying efficiency, speeding up, and shortening waiting time by taking advantage of the ability to transport heat quickly and in large quantities. . In addition, it is possible to reduce defects and enhance the heat retaining function by uniformizing heat and quick transportation. In addition, by adopting it in various devices, it is possible to save space, thin film, reduce weight, simplify the mechanism, improve the degree of freedom of installation, and eliminate unnecessary parts to save power and reduce noise. It becomes possible. In addition, since heat can be released, there is no deterioration in characteristics even in heat cycle environmental tests and annealing treatments, solder heat resistance, adhesive layer adhesion, heat resistance, reliability, durability can be improved, and heat insulation can be improved. It can also be increased and protected from heat-sensitive parts. As a result, maintenance can be reduced, cost can be reduced, and safety can be improved.
具体的な用途として、以下のものがあげられる。例えば、サーバー、サーバー用パソコン、デスクトップパソコン、ワードプロセッサ、キーボード、ゲーム等の電子機器、ノートパソコン、電子辞書、PDA、携帯電話、携帯ゲーム機器、ポータブル音楽プレイヤー等の携帯電子機器。液晶ディスプレイ、透過型液晶表示装置、反射型LCDパネル、プラズマディスプレイ、SED、LED、有機EL、無機EL、液晶プロジェクター、リアプロジェクター、液晶パネル、バックライト装置(ばらつき防止、温度ムラ改善)、TFT基板、電子放出素子、電子源基板とフェースプレート(軽量化)、表示パネルフレームとの複合、発光素子、電荷注入型発光素子、時計等の光学・表示機器及びその部品。レーザー、半導体レーザー、発光ダイオード、蛍光灯、白熱電球、発光ドット、発行素子アレー、照明ユニット、平面発光装置、原稿照明装置等の発光・照明装置。インクジェット(熱エネルギーを利用してインクを途出する)用の単体もしくは複数からなる記録ヘッド(ヒーター、断熱材、蓄熱層等)、ラインヘッド、長尺インクヘッド、固体インクジェット装置、インクジェットヘッド用放熱板、インクカートリッジ、インクジェットヘッド用シリコン基板、インクジェット駆動ドライバ、インクジェット記録紙を加熱するための加熱源(ハロゲンランプヒータ)等のインクジェットプリンタ(インクヘッド)装置及びその部品。トナーカートリッジ、レーザー光源を有する装置、走査光学装置(光線出射ユニット、偏向走査ポリゴンミラー、ポリゴンミラー回転駆動モーター、感光体ドラムへ導く光学部品)、露光装置、現像装置(感光ドラム、光受容部材、現像ローラ、現像スリーブ、クリーニング装置)、転写装置(転写ロール、転写ベルト、中間転写ベルト等)、定着装置(定着ロール(芯、外周部材、ハロゲンヒーター等)、サーフヒーター、電磁誘導加熱ヒーター、セラミックヒーター、定着フィルム、フィルム加熱装置、加熱ローラ、加圧ローラ・加熱体、加圧部材、ベルトニップ)、シート冷却装置、シート載置装置、シート排出装置、シート処理装置等からなる電子写真装置・画像形成装置及びその部品。定着装置ではグラファイトフィルムの使用による熱特性の改善効果は顕著であり、幅方向の画質ムラ、画質欠陥、連続通紙における画質バラツキ、立ち上がり・下がり時間、リアルタイム対応、温度の高追従性、通紙部と非通紙部の温度差、皺、強度、省電力、オンデマンド加熱、高温オフセット及び低温オフセット、ヒーター周辺部材の過昇温、ヒーター割れが大幅に改善できる。熱転写式記録装置(リボン)、ドットプリンタ、昇華プリンタ等のその他記録装置。半導体素子、半導体パッケージ、半導体封止ケース、半導体ダイボンディング、液晶表示素子駆動用半導体チップ、CPU、MPU、メモリ、パワートランジスタ、パワートランジスタケース等の半導体関連部品。プリント基板、リジッド配線板、フレキシブル配線板、セラミック配線板、ビルドアップ配線板、実装基板、高密度実装プリント基板、(テープキャリアパッケージ)、TAB、ヒンジ機構、摺動機構、スルーホール、樹脂パッケージング、封止材、多層樹脂成形体、多層基板等の配線基板。CD、DVD(光ピックアップ、レーザー発生装置、レーザー受光装置)、ブルーレイディスク、DRAM、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、光記録再生装置、磁気記録再生装置、光磁気記録再生装置、情報記録媒体、光記録ディスク、光磁気記録媒体(透光性基板、光干渉層、磁壁移動層、中間層、記録層、保護層、放熱層、情報トラック)、受光素子、光検出素子、光ピックアップ装置、磁気ヘッド、光磁気記録用磁気ヘッド、半導体レーザチップ、レーザダイオード、レーザー駆動IC等の記録装置、記録再生装置及びその部品。デジタルカメラ、アナログカメラ、デジタル一眼レフカメラ、アナログ一眼レフカメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ一体型VTR用、カメラ一体型VTR用IC、ビデオカメラ用ライト、電子閃光装置、撮像装置、撮像管冷却装置、撮像装置、撮像素子、CCD素子、レンズ鏡筒、イメージセンサ及びそれを用いた情報処理装置、X線吸収体パターン、X線マスク構造体、X線撮影装置、X線露光装置、X線平面検出器、X線デジタル撮影装置、X線エリアセンサー基板、電子顕微鏡用試料冷却ホルダ、電子ビーム描画装置(電子銃、電子銃、電子ビーム描画装置)、放射線検出装置及び放射線撮像システム、スキャナー、画像読取装置、動画用撮像素子と静止画用撮像素子、顕微鏡等の画像記録装置及びその部品。アルカリ電池、マンガン電池等の一次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素、鉛蓄電池等の二次電池、電気二重層キャパシタ、電解コンデンサ、組電池、太陽電池、太陽電池モジュール設置構造体、光電変換基板、光起電力素子アレー、発電素子、燃料電池(発電セル、筐体外部、燃料タンク内部)等のバッテリー機器等の放熱材料。電源(整流ダイオード、トランス)、DC/DCコンバータ、スイッチング電源装置(フォワード型)、電流リ−ド、超電導装置システム等の電源及びその部品。モーター、リニアモーター、平面モーター、振動波モーター、モーターコイル、回転制御駆動用の回路ユニット、モータドライバ、インナーロータモーター、振動波アクチュエーター等のモーター及びその部品。真空処理装置、半導体製造装置、蒸着装置、薄膜単結晶半導体層製造装置、プラズマCVD、マイクロ波プラズマCVD、スパッタリング装置、減圧チャンバー、真空ポンプ、クライオトラップ・クライオポンプ等の真空排気装置、静電チャック、真空バキュームチャック、ピンチャック型ウエハチャック、スパッタリング用ターゲット、半導体露光装置、レンズ保持装置及び投影露光装置、フォトマスク、等の堆積膜製造装置(温度一定、品質安定)及びその部品。抵抗加熱・誘導加熱・赤外線加熱による熱処理装置、乾燥機、アニール装置、ラミネート装置、リフロー装置、加熱接着(圧着)装置、射出成型装置(ノズル・加熱部)、樹脂成形金型、LIM成型、ローラ成型装置改質ガス製造(改質部、触媒部、加熱部等)スタンパ、(フィルム状、ロール状、記録媒体用)、ボンディングツール、触媒反応器、チラー、カラーフィルタ基板の着色装置、レジストの加熱冷却装置、溶接機器、磁気誘導加熱用フィルム、結露防止ガラス、液体残量検知装置、熱交換装置等の種々製造装置及びその部品。断熱材、真空断熱材、輻射断熱材等の断熱装置。各種電子・電気機器、製造装置のシャーシ、筐体、外装カバー。放熱器、開口部、ヒートパイプ、ヒートシンク、フィン、ファン、放熱用コネクタ等の放熱部品。ペルチェ素子、電気熱変換素子、水冷部品等の冷却部品。温度調節装置、温度制御装置、温度検出装置及び部品。サーミスタ、サーモスイッチ、サーモスタット、温度ヒューズ、過電圧防止素子、サーモプロテクタ、セラミックヒーター、フレキシブルヒーター、ヒーターと熱伝導板と断熱材の複合品、ヒーターコネクタ・電極端子部品等の発熱体関連部品。高放射率を有する放射部品、電磁波遮蔽、電磁波吸収体等の電磁シールド部品、アルミ、銅、シリコン等の金属との複合品、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミナ等のセラミックとの複合品として好適である。 Specific applications include the following. For example, electronic devices such as servers, server personal computers, desktop personal computers, word processors, keyboards, and games, portable electronic devices such as notebook computers, electronic dictionaries, PDAs, mobile phones, portable game devices, and portable music players. Liquid crystal display, transmissive liquid crystal display device, reflective LCD panel, plasma display, SED, LED, organic EL, inorganic EL, liquid crystal projector, rear projector, liquid crystal panel, backlight device (variation prevention, temperature unevenness improvement), TFT substrate , Electron emission devices, electron source substrates and face plates (weight reduction), display panel frame composites, light emitting devices, charge injection light emitting devices, optical and display devices such as watches, and parts thereof. Light emitting / illuminating devices such as lasers, semiconductor lasers, light emitting diodes, fluorescent lamps, incandescent bulbs, light emitting dots, issuing element arrays, lighting units, flat light emitting devices, and document lighting devices. Single or multiple recording heads (heater, heat insulating material, heat storage layer, etc.) for inkjet (spreading ink using thermal energy), line heads, long ink heads, solid ink jet devices, heat dissipation for ink jet heads Ink jet printer (ink head) devices such as plates, ink cartridges, ink jet head silicon substrates, ink jet drive drivers, and heating sources (halogen lamp heaters) for heating ink jet recording paper, and parts thereof. Toner cartridge, device having laser light source, scanning optical device (light emitting unit, deflection scanning polygon mirror, polygon mirror rotation driving motor, optical component leading to photosensitive drum), exposure device, developing device (photosensitive drum, light receiving member, Development roller, development sleeve, cleaning device), transfer device (transfer roll, transfer belt, intermediate transfer belt, etc.), fixing device (fixing roll (core, outer peripheral member, halogen heater, etc.), surf heater, electromagnetic induction heater, ceramic Electrophotographic equipment consisting of heater, fixing film, film heating device, heating roller, pressure roller / heating body, pressure member, belt nip), sheet cooling device, sheet loading device, sheet discharge device, sheet processing device, etc. Image forming apparatus and parts thereof. In the fixing device, the effect of improving the thermal characteristics due to the use of graphite film is remarkable, including uneven image quality in the width direction, image quality defects, image quality variation in continuous paper feeding, rise / fall time, real-time support, high temperature followability, paper feeding The temperature difference, wrinkle, strength, power saving, on-demand heating, high temperature offset and low temperature offset, overheating of the heater peripheral member, and heater cracking can be greatly improved. Other recording devices such as thermal transfer recording devices (ribbons), dot printers, sublimation printers. Semiconductor-related parts such as semiconductor elements, semiconductor packages, semiconductor sealing cases, semiconductor die bonding, liquid crystal display element driving semiconductor chips, CPUs, MPUs, memories, power transistors, and power transistor cases. Printed circuit board, rigid wiring board, flexible wiring board, ceramic wiring board, build-up wiring board, mounting board, high-density mounting printed circuit board, (tape carrier package), TAB, hinge mechanism, sliding mechanism, through hole, resin packaging Wiring boards such as sealing materials, multilayer resin moldings, and multilayer boards. CD, DVD (optical pickup, laser generator, laser receiver), Blu-ray disc, DRAM, flash memory, hard disk drive, optical recording / reproducing device, magnetic recording / reproducing device, magneto-optical recording / reproducing device, information recording medium, optical recording disc , Magneto-optical recording medium (translucent substrate, optical interference layer, domain wall motion layer, intermediate layer, recording layer, protective layer, heat dissipation layer, information track), light receiving element, light detecting element, optical pickup device, magnetic head, light Magnetic recording magnetic heads, semiconductor laser chips, laser diodes, laser drive ICs and other recording devices, recording / reproducing devices, and parts thereof. Digital camera, analog camera, digital single-lens reflex camera, analog single-lens reflex camera, digital camera, digital video camera, camera-integrated VTR, camera-integrated VTR IC, video camera light, electronic flash device, imaging device, imaging tube cooling Apparatus, imaging apparatus, imaging element, CCD element, lens barrel, image sensor and information processing apparatus using the same, X-ray absorber pattern, X-ray mask structure, X-ray imaging apparatus, X-ray exposure apparatus, X-ray Flat detector, X-ray digital imaging device, X-ray area sensor substrate, electron microscope sample cooling holder, electron beam drawing device (electron gun, electron gun, electron beam drawing device), radiation detection device and radiation imaging system, scanner, Image reading device, moving image pickup device and still image pickup device, image recording device such as a microscope, and parts thereof. Primary batteries such as alkaline batteries and manganese batteries, secondary batteries such as lithium ion batteries, nickel metal hydride and lead storage batteries, electric double layer capacitors, electrolytic capacitors, assembled batteries, solar cells, solar cell module installation structures, photoelectric conversion substrates, Heat dissipation materials for battery devices such as photovoltaic element arrays, power generation elements, and fuel cells (power generation cells, outside the housing, inside the fuel tank). Power supplies (rectifier diodes, transformers), DC / DC converters, switching power supply devices (forward type), current leads, superconducting device systems, etc. and their components. Motors and parts such as motors, linear motors, planar motors, vibration wave motors, motor coils, circuit units for rotational control drive, motor drivers, inner rotor motors, vibration wave actuators, etc. Vacuum processing equipment, semiconductor manufacturing equipment, vapor deposition equipment, thin film single crystal semiconductor layer manufacturing equipment, plasma CVD, microwave plasma CVD, sputtering equipment, vacuum chambers, vacuum pumps, vacuum pumps, cryotraps, cryopumps, etc., electrostatic chucks , Vacuum vacuum chucks, pin chuck type wafer chucks, sputtering targets, semiconductor exposure devices, lens holding devices and projection exposure devices, photomasks, and other deposited film manufacturing devices (temperature constant, quality stable) and parts thereof. Heat treatment equipment by resistance heating / induction heating / infrared heating, dryer, annealing equipment, laminating equipment, reflow equipment, heat bonding (crimping) equipment, injection molding equipment (nozzles / heating section), resin molding dies, LIM molding, rollers Molding equipment reformed gas production (reforming part, catalyst part, heating part, etc.) stamper, (film, roll, recording medium), bonding tool, catalyst reactor, chiller, color filter substrate coloring device, resist Various manufacturing devices such as heating / cooling devices, welding equipment, magnetic induction heating films, anti-condensation glass, liquid remaining amount detection devices, heat exchange devices, and parts thereof. Heat insulation devices such as heat insulation materials, vacuum heat insulation materials, and radiation heat insulation materials. Chassis, housing, and exterior cover for various electronic and electrical equipment and manufacturing equipment. Heat dissipation components such as radiators, openings, heat pipes, heat sinks, fins, fans, and heat dissipation connectors. Cooling parts such as Peltier elements, electrothermal conversion elements, and water-cooled parts. Temperature control device, temperature control device, temperature detection device and parts. Heating element-related parts such as thermistors, thermoswitches, thermostats, thermal fuses, overvoltage protection elements, thermoprotectors, ceramic heaters, flexible heaters, composites of heaters, heat conduction plates and insulation, heater connectors and electrode terminal parts. Suitable for radiating parts with high emissivity, electromagnetic shielding parts such as electromagnetic shielding and electromagnetic wave absorbers, composites with metals such as aluminum, copper and silicon, and composites with ceramics such as silicon nitride, boron nitride and alumina is there.
以下において、本発明の種々の実施例がいくつかの比較例と共に説明される。 In the following, various embodiments of the present invention will be described along with some comparative examples.
[ポリイミドフィルムAの作製方法]
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。
[Production Method of Polyimide Film A]
In a DMF (dimethylformamide) solution in which 1 equivalent of 4,4′-oxydianiline was dissolved, 1 equivalent of pyromellitic dianhydride was dissolved to obtain a polyamic acid solution (18.5 wt%).
この溶液を冷却しながら、ポリアミド酸に含まれるカルボン酸基に対して、1当量の無水酢酸、1当量のイソキノリン、およびDMFを含むイミド化触媒を添加し脱泡した。次にこの混合溶液が、乾燥後に所定の厚さになるようにアルミ箔上に塗布した。アルミ箔上の混合溶液層を、熱風オーブン、遠赤外線ヒーターを用いて乾燥した。 While this solution was cooled, an imidation catalyst containing 1 equivalent of acetic anhydride, 1 equivalent of isoquinoline, and DMF was added to the carboxylic acid group contained in the polyamic acid to degas. Next, this mixed solution was applied onto an aluminum foil so as to have a predetermined thickness after drying. The mixed solution layer on the aluminum foil was dried using a hot air oven and a far infrared heater.
以下に出来上がり厚みが75μmの場合におけるフィルム作製をする場合の乾燥条件を示す。アルミ箔上の混合溶液層は、熱風オーブンで120℃において240秒乾燥して、自己支持性を有するゲルフィルムにした。そのゲルフィルムをアルミ箔から引き剥がし、フレームに固定した。さらに、ゲルフィルムを、熱風オーブンにて120℃で30秒、275℃で40秒、400℃で43秒、450℃で50秒、および遠赤外線ヒーターにて460℃で23秒段階的に加熱して乾燥した。 The drying conditions for film production when the finished thickness is 75 μm are shown below. The mixed solution layer on the aluminum foil was dried in a hot air oven at 120 ° C. for 240 seconds to form a self-supporting gel film. The gel film was peeled off from the aluminum foil and fixed to the frame. Further, the gel film was heated stepwise in a hot air oven at 120 ° C. for 30 seconds, 275 ° C. for 40 seconds, 400 ° C. for 43 seconds, 450 ° C. for 50 seconds, and a far infrared heater at 460 ° C. for 23 seconds. And dried.
なお、その他厚みのフィルムを作製する場合には、厚みに比例して焼成時間を調整した。例えば厚さ50μmのフィルムの場合には、75μmの場合よりも焼成時間を2/3倍に、125μmのフィルムの場合には、5/3倍に設定した。なお、厚みが厚い場合には、ポリイミドフィルムの溶媒やイミド化触媒蒸発による発泡を防ぐために低温での焼成時間を十分とる必要がある。 In addition, when producing films with other thicknesses, the firing time was adjusted in proportion to the thickness. For example, in the case of a film having a thickness of 50 μm, the baking time was set to 2/3 times that in the case of 75 μm, and in the case of a film having a thickness of 125 μm, it was set to 5/3 times. When the thickness is large, it is necessary to take a sufficient baking time at a low temperature in order to prevent foaming due to evaporation of the solvent or imidization catalyst of the polyimide film.
<各種物性測定条件>
<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)。
<Various physical property measurement conditions>
<Measurement of film thickness after graphitization>
As a method for measuring the thickness of the film after the graphitization treatment, a 10 cm × 10 cm film was measured in a thermostatic chamber at room temperature of 25 ° C. using a thickness gauge (Heidenhain Co., Ltd., HEIDENHAIN-CERTO). When the lower left end of the graphite film is (0, 0), the measurement location is (1, 1), (1, 5), (1, 9), (5, 1), (5, 5), Nine points (5, 9), (9, 1), (9, 5), (9, 9) were measured and averaged to obtain a measured value (FIG. 3).
<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。
<Density measurement of film after graphitization treatment>
The density of the film after the graphitization treatment was calculated by multiplying the weight (g) of the 10 cm square film after the graphitization treatment by the product of the length (10 cm), the width (10 cm), and the thickness of the film after the graphitization treatment (cm 3 ). It was calculated by dividing.
<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>
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。
<Measurement of thermal diffusivity in the surface direction of the film after graphitization>
The thermal diffusivity in the surface direction of the film after the graphitization treatment was measured using a thermal diffusivity measuring device (“LaserPit” available from ULVAC-RIKO Co., Ltd.) by an optical alternating current method. Samples were cut and measured at 10 Hz in a 20 ° C. atmosphere.
<グラファイトフィルムの厚み測定>
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。<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。
<Thickness measurement of graphite film>
As a method for measuring the thickness of the graphite film, a 10 cm × 10 cm film was measured in a thermostatic chamber at room temperature of 25 ° C. using a thickness gauge (Heidenhain Co., Ltd., HEIDENHAIN-CERTO). When the lower left end of the graphite film is (0, 0), the measurement location is (1, 1), (1, 5), (1, 9), (5, 1), (5, 5), Nine points (5, 9), (9, 1), (9, 5), and (9, 9) were measured and averaged to obtain a measured value. <Density measurement of graphite film>
The density of the graphite film was calculated by dividing the weight (g) of the 10 cm square graphite film by the volume (cm 3 ) calculated by the product of the vertical (10 cm), horizontal (10 cm), and thickness of the graphite film.
<グラファイトフィルムのMIT耐屈曲試験>
厚みが50μm、75μmの原料フィルムを使用したグラファイトフィルムのMIT耐屈曲試験の条件は次の通りである。グラファイトフィルムを1.5×10cmにカットし、東洋精機(株)製のMIT耐揉疲労試験機型式Dを用いて、試験荷重100gf(0.98N)、速度90回/分、折り曲げクランプの曲率半径Rは2mmでおこなった。折り曲げ角度は左右へ135°で測定した。なお、スプリングはφ14mmのものを使用した。
<MIT bending resistance test of graphite film>
The conditions of the MIT bending resistance test of the graphite film using the raw film having a thickness of 50 μm and 75 μm are as follows. A graphite film is cut to 1.5 × 10 cm, and a test load of 100 gf (0.98 N), a speed of 90 times / minute, a bending clamp curvature is used, using a model D of Toyo Seiki Co., Ltd. The radius R was 2 mm. The bending angle was measured at 135 ° to the left and right. A spring with a diameter of 14 mm was used.
厚みが25μm、125μmの原料フィルムを使用したグラファイトフィルムのMIT耐屈曲試験の条件は、折り曲げ角度は左右へ90°で測定したこと以外は上記条件と同様にして測定した。 The conditions of the MIT bending resistance test of the graphite film using the raw film having a thickness of 25 μm and 125 μm were the same as the above conditions except that the bending angle was measured at 90 ° to the left and right.
<グラファイトフィルムの厚みムラ>
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0〜3μmを◎、3〜5μmを○、5〜7μmを△、7μmより大きい場合は×とした。
<Thickness unevenness of graphite film>
The thickness unevenness of the graphite film was evaluated by the difference between the maximum value and the minimum value of 9 points measured by measuring the thickness of the graphite film. When the difference in thickness was 0 to 3 μm, ◎, 3 to 5 μm was ◯, 5 to 7 μm was Δ, and x was larger than 7 μm.
<グラファイトフィルムの折れ皺(巻き込み皺)>
グラファイトフィルムの折れ皺(巻き込み皺)は、目視にて実施した。折れ皺が確認されないものを○、5cm未満の折れ皺が確認できるものを△、5cm以上の折れ皺が確認できるものを×とした。
<Folding folds of graphite film (rolling folds)>
The crease (entrainment crease) of the graphite film was visually observed. A case where no folds were confirmed, a case where folds of less than 5 cm were confirmed, and a case where folds of 5 cm or more were confirmed were rated as x.
(実施例1)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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2℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
Example 1
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and the temperature is raised to 2900 ° C. at 2 ° C./min using a graphitization furnace to perform a graphitization treatment. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例2)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 2)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例3)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 3)
A polyimide film A (PI-A) having a thickness of 50 μm (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 5 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例4)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで10℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
Example 4
A polyimide film A (PI-A) having a thickness of 50 μm (length: 200 mm × width: 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 10 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例5)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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2℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 5)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and the temperature is raised to 2900 ° C. at 2 ° C./min using a graphitization furnace to perform a graphitization treatment. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例6)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 6)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例7)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 7)
A 75 μm thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 5 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例8)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで10℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 8)
A 75 μm thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 10 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例9)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧延ローラを用いて後圧延工程を実施した。
Example 9
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a post-rolling step was performed using a rolling roller.
(実施例10)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧延ローラを用いて後圧延工程を実施した。
(Example 10)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a post-rolling step was performed using a rolling roller.
(実施例11)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は2MPaとした。
(Example 11)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 2 MPa.
(実施例12)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 12)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 5 MPa.
(実施例13)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 13)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 5 MPa.
(実施例14)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 14)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 20 MPa.
(実施例15)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 15)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 20 MPa.
(実施例16)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機を用いて後面状加圧工程を実施した。加えた圧力は40MPaとした。
(Example 16)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 40 MPa.
(実施例17)
厚さ25μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで0.5℃/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10℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 17)
A 25 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 0.5 ° C./min using an electric furnace. . A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 10 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(実施例18)
厚さ125μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Example 18)
A 125 μm thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 5 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例1)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで1℃/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5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Comparative Example 1)
A polyimide film A (PI-A) (length: 200 mm × width: 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 1 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 5 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例2)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Comparative Example 2)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 5 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例3)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで15℃/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0.5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Comparative Example 3)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 15 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and the temperature is raised to 2900 ° C. at 0.5 ° C./min using a graphitization furnace. I did it. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例4)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで1℃/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5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Comparative Example 4)
A 75 μm thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 1 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 5 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例5)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Comparative Example 5)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 5 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例6)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)を黒鉛板に挟み、電気炉を用いて、1000℃まで15℃/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0.5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧縮成型機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。
(Comparative Example 6)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 15 ° C./min using an electric furnace. The carbonized film obtained by the carbonization treatment is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and the temperature is raised to 2900 ° C. at 0.5 ° C./min using a graphitization furnace. I did it. After cooling to room temperature, the graphitized film after the heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a back surface pressing step was performed using a compression molding machine. The applied pressure was 10 MPa.
(比較例7)
厚さ50μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧延ローラを用いて後圧延工程を実施した。
(Comparative Example 7)
A polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) having a thickness of 50 μm was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 5 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a post-rolling step was performed using a rolling roller.
(比較例8)
厚さ75μmのポリイミドフィルムA(PI−A)(縦200mm×横200mm)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5℃/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を、縦250mm×横250mm×厚み125μmのポリイミドフィルムで上下から挟み圧延ローラを用いて後圧延工程を実施した。
(Comparative Example 8)
A 75 μm-thick polyimide film A (PI-A) (length 200 mm × width 200 mm) was sandwiched between graphite plates, and carbonized by heating to 1000 ° C. at 2 ° C./min using an electric furnace. A carbonized film obtained by carbonization is sandwiched from above and below by an expanded graphite sheet having a length of 250 mm, a width of 250 mm, and a thickness of 250 μm, and is graphitized by raising the temperature to 2900 ° C. at 5 ° C./min using a graphitization furnace. It was. After cooling to room temperature, the graphitized film after heat treatment was sandwiched from above and below by a polyimide film having a length of 250 mm × width of 250 mm × thickness of 125 μm, and a post-rolling step was performed using a rolling roller.
発明者・出願人が測定した実施例、比較例で使用したグラファイト化処理後フィルムおよび圧縮後のグラファイトフィルムの各種物性を、表1にまとめた。 Table 1 summarizes various physical properties of the graphitized film and the compressed graphite film used in Examples and Comparative Examples measured by the inventor / applicant.
<グラファイトフィルムのMIT耐屈曲試験>
MIT耐屈曲試験の結果、破断までの折り曲げ回数は実施例1〜18は1000回以上であり、比較例1〜8は500回未満であり、密度が、0.70g/cm3以上・1.68g/cm3以下のグラファイト化処理後フィルムに対して、(1)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、または(2)グラファイト化処理後フィルムを圧延する後圧延工程を実施することで優れた耐屈曲性を示すグラファイトフィルムが得られた。
<MIT bending resistance test of graphite film>
As a result of the MIT bending resistance test, Examples 1 to 18 were bent 1000 times or more, and Comparative Examples 1 to 8 were less than 500 times, and the density was 0.70 g / cm 3 or more. against 68 g / cm 3 or less graphitization treatment after film, (1) planar pressing step after pressurizing the surface graphitization treatment after film or (2) rolling process after rolling the graphitized processed film, As a result, a graphite film exhibiting excellent bending resistance was obtained.
●グラファイト化処理後フィルムの密度と耐屈曲性
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
実施例1〜4および比較例1〜3を比較すると、グラファイト化処理後の密度が0.70g/cm3以上・1.68g/cm3以下の範囲にあると折り曲げ回数1000回以上である。さらに密度が0.70g/cm3以上1.50g/cm3以下の範囲にあると、折り曲げ回数10000回以上と非常に優れた耐屈曲性を示すことがわかる。このような密度となるように調製されたグラファイト化処理後フィルムは、グラファイト層の面方向への成長が非常に優れているために、圧縮処理を施すことで非常に優れた耐屈曲性を示す。
● Density and flex resistance of film after graphitization treatment ・ Polyimide film with a raw material thickness of 50 μm When comparing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the density after graphitization treatment is 0.70 g / cm 3 or more. When it is in the range of 1.68 g / cm 3 or less, the number of bending is 1000 times or more. Further the density is in the range of 0.70 g / cm 3 or more 1.50 g / cm 3, it can be seen that the bending resistance number 10000 or more times and that excellent bending. The graphitized film prepared so as to have such a density exhibits very excellent bending resistance when subjected to compression treatment because the growth in the plane direction of the graphite layer is very excellent. .
一方、グラファイト化処理後フィルムの密度が、0.70g/cm3より小さい場合、比較例1〜2のように発泡の程度が大きすぎてグラファイト層が破壊されているために、耐屈曲性の悪いグラファイトフィルムとなる。また、グラファイト化処理後フィルムの密度が1.68g/cm3より大きい場合であると、比較例3のように発泡の程度が小さすぎて耐屈曲性の悪くなる。 On the other hand, when the density of the film after the graphitization treatment is smaller than 0.70 g / cm 3 , the degree of foaming is too large as in Comparative Examples 1 and 2, and the graphite layer is broken, so Bad graphite film. If the density of the film after graphitization is greater than 1.68 g / cm 3 , the degree of foaming is too small as in Comparative Example 3, resulting in poor flex resistance.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例5〜8および比較例4〜6を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film whose raw material thickness is 75 micrometers Even if Examples 5-8 and Comparative Examples 4-6 are compared, it turns out that it exists in the same tendency as the case of the polyimide film whose raw material thickness is 50 micrometers.
・後圧延工程の場合
後圧延工程を施した実施例9〜10および比較例7〜8を比較しても、グラファイト化処理後フィルムの密度が、0.70g/cm3以上・1.68g/cm3以下の範囲にあると耐屈曲性が高いことがわかる。
-In the case of a post-rolling process Even if it compares the Examples 9-10 which performed the post-rolling process, and Comparative Examples 7-8, the density of the film after a graphitization process is 0.70 g / cm < 3 > or more. It can be seen that the bending resistance is high when it is in the range of cm 3 or less.
●後圧延工程および後面状加圧工程と耐屈曲性
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
熱処理して得られたグラファイト化処理後フィルムを後面状加圧工程した実施例2と、同じ密度のグラファイト化処理フィルムを後圧延工程した実施例9を比較すると、後面状加圧工程を施した方が折り曲げ回数が多いことがわかる。
● Post-rolling step and rear surface pressing step and bending resistance ・ Polyimide film with a raw material thickness of 50 μm Graphitization with the same density as Example 2 in which a post-graphitizing film obtained by heat treatment was subjected to a rear surface pressing step When Example 9 which carried out the post-rolling process of the process film is compared, it turns out that the direction which performed the back surface pressure process has many frequency | counts of bending.
これは、後圧延工程ではグラファイト化処理後フィルムを、ステンレス製の2本のローラーを通すため、ローラーとの接触部で線状に圧力が加わることでグラファイトフィルムが引き伸ばされ、平面状に形成されているグラファイト層が破壊され耐屈曲性が低下したものと思われる。 This is because, in the post-rolling process, the graphitized film is passed through two stainless steel rollers, so that the graphite film is stretched by applying linear pressure at the contact portion with the rollers, and formed into a flat shape. It seems that the graphite layer is broken and the bending resistance is lowered.
また、後圧延工程したグラファイトフィルムは、折れ皺(巻き込み皺)や厚みバラツキが多く、皺や厚みバラツキのような不均一な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ったと思われる。 In addition, the post-rolled graphite film has a lot of creases (rolling creases) and thickness variations, and the bending resistance is thought to have deteriorated due to concentration of bending stresses in non-uniform areas such as creases and thickness variations. It is.
また、後圧延工程では、圧縮圧力を大きくすることが難しいため、十分に圧縮できなかったのも耐屈曲性が悪い要因と考えられる。 In addition, since it is difficult to increase the compression pressure in the post-rolling process, it is considered that the reason why the bending resistance is poor is that the compression cannot be sufficiently performed.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例6および実施例10を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film with a raw material thickness of 75 [mu] m Even when Example 6 and Example 10 are compared, it can be seen that there is a tendency similar to the case of a polyimide film with a raw material thickness of 50 [mu] m.
●後面状加圧工程の圧縮圧力と耐屈曲性
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
実施例2、11、12、14、16を比較すると後面状加圧工程の圧力が、2MPa以上であると、折り曲げ回数1000回以上である。さらに圧力が4MPa以上であると、折り曲げ回数5000回以上、8MPa以上であると10000以上と非常に優れた耐屈曲性を示すことがわかる。このように、後面状加圧工程の圧縮圧力が大きいほど、耐屈曲性は向上する。
-Compression pressure and bending resistance in the rear surface pressing step-Polyimide film with a raw material thickness of 50 µm When comparing Examples 2, 11, 12, 14, and 16, the pressure in the rear surface pressing step is 2 MPa or more. The number of bending is 1000 times or more. Further, it can be seen that when the pressure is 4 MPa or more, the bending frequency is 5000 times or more, and when the pressure is 8 MPa or more, 10,000 or more is shown, which shows very excellent bending resistance. Thus, the bending resistance improves as the compression pressure in the rear surface pressurizing step increases.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例6、13、15を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film with a raw material thickness of 75 μm Even when Examples 6, 13, and 15 are compared, it can be seen that the same tendency as in the case of a polyimide film with a raw material thickness of 50 μm is observed.
<グラファイトフィルムの熱拡散率測定>
●グラファイト化処理後フィルムの密度と熱拡散率
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
実施例1〜4および比較例1〜3を比較するとグラファイト化処理後フィルムの密度が小さい場合(発泡の程度が大きい場合)、熱拡散率は悪くなることがわかる。本発明のように従来よりグラファイト化処理後フィルムの発泡の程度を抑えることで(密度を大きくなるようにグラファイト化処理フィルムを調製することで)グラファイトフィルムの熱拡散性を向上させることができる。
<Measurement of thermal diffusivity of graphite film>
Density and thermal diffusivity of film after graphitization treatment ・ Polyimide film with a raw material thickness of 50 μm When comparing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the density of the film after graphitization treatment is small (the degree of foaming is large) ), The thermal diffusivity becomes worse. Conventionally, the thermal diffusivity of the graphite film can be improved by suppressing the degree of foaming of the post-graphitized film as in the present invention (by preparing the graphitized film so as to increase the density).
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例5〜8および比較例4〜6を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film whose raw material thickness is 75 micrometers Even if Examples 5-8 and Comparative Examples 4-6 are compared, it turns out that it exists in the same tendency as the case of the polyimide film whose raw material thickness is 50 micrometers.
<グラファイトフィルムの厚みムラ>
●グラファイト化処理後フィルムの密度と厚みムラ
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
実施例1〜4および比較例1〜3を比較すると、グラファイト化処理後の密度が0.7g/cm3以上1.68g/cm3以下の範囲にあると、グラファイト化処理後フィルムの厚みバラツキが少ないために非常に圧縮処理しやすく、圧縮後のグラファイトフィルムの厚みムラも非常に少ない。グラファイト化処理後フィルムの密度が小さくなると(発泡の程度が大きくなると)、グラファイト化処理後フィルムの厚みバラツキが多くなるために、圧縮後のグラファイトフィルムの厚みムラも多くなる。また、グラファイト化処理後フィルムの密度が大きすぎる場合は、フィルムが硬く、圧縮し難いために圧縮後のグラファイトフィルムの厚みムラは多くなる。
<Thickness unevenness of graphite film>
● Density and thickness unevenness of graphitized film ・ Polyimide film having a raw material thickness of 50 μm Comparing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the density after graphitizing was 0.7 g / cm 3 or more. When it is in the range of 68 g / cm 3 or less, the thickness of the film after graphitization is small, so that the compression treatment is very easy, and the thickness of the graphite film after compression is very small. When the density of the film after the graphitization treatment is reduced (when the degree of foaming is increased), the thickness variation of the film after the graphitization treatment is increased, so that the thickness unevenness of the graphite film after the compression is also increased. Moreover, when the density of the film after a graphitization process is too large, since the film is hard and is hard to compress, the thickness nonuniformity of the graphite film after compression increases.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例5〜8および比較例4〜6を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film whose raw material thickness is 75 micrometers Even if Examples 5-8 and Comparative Examples 4-6 are compared, it turns out that it exists in the same tendency as the case of the polyimide film whose raw material thickness is 50 micrometers.
●後圧延工程および後面状加圧工程と厚みムラ
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
熱処理して得られたグラファイト化処理後フィルムを後面状加圧工程した実施例2と、同じ密度のグラファイト化処理フィルムを後圧延工程した実施例9を比較すると、後圧延工程を施した方が厚みムラが多いことがわかる。
● Post-rolling step and rear surface pressing step and thickness unevenness ・ Polyimide film with a raw material thickness of 50 μm Graphitization treatment with the same density as Example 2 in which a post-graphitizing film obtained by heat treatment was subjected to a rear surface pressing step Comparing Example 9 in which the film was post-rolled, it can be seen that there was more thickness unevenness when the post-rolling process was performed.
これは、後圧延工程ではグラファイト化処理後フィルムを、ステンレス製の2本のローラーを通すため、ローラーとの接触部で線状に圧力が加わえながら圧縮するために、均一に圧力を加えることが難しくためである。 This is because, in the post-rolling step, the film after graphitization treatment is passed through two stainless steel rollers, so that pressure is applied uniformly in order to compress the film while applying linear pressure at the contact portion with the rollers. Because it is difficult.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例6および比較例10を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film whose raw material thickness is 75 micrometers Even if Example 6 and Comparative Example 10 are compared, it turns out that it exists in the same tendency as the case of the polyimide film whose raw material thickness is 50 micrometers.
●後面状加圧工程の圧縮圧力と厚みムラ
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
実施例2、11、12、14、16を比較すると後面状加圧工程の圧力が、高くなるほど厚みムラが少なくなることがわかる。
● Compression pressure and thickness unevenness in the rear surface pressurizing process ・ Polyimide film having a raw material thickness of 50 μm When comparing Examples 2, 11, 12, 14, and 16, the thickness unevenness decreases as the pressure in the rear surface pressurizing process increases. I understand that.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例10、13、15を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film with a raw material thickness of 75 [mu] m Even when Examples 10, 13, and 15 are compared, it can be seen that there is a tendency similar to the case of a polyimide film with a raw material thickness of 50 [mu] m.
<グラファイトフィルムの折れ皺(巻き込み皺)>
●後圧延工程および後面状加圧工程と折れ皺
・原料厚みが50μmのポリイミドフィルム
熱処理して得られたグラファイト化処理後フィルムを後面状加圧工程した実施例2と、同じ密度のグラファイト化処理フィルムを後圧延工程した実施例9を比較すると、後面状加圧工程を施したものは、折れ皺(巻き込み皺)が発生していないものの、後圧延処理を実施したものは、特にグラファイト化処理後フィルムの密度が小さいほど、折れ皺(巻き込み皺)が発生していた。
<Folding folds of graphite film (rolling folds)>
● Post-rolling step and rear surface pressing step and crack • Polyimide film with a raw material thickness of 50 μm Graphitization treatment with the same density as Example 2 in which a post-graphitizing film obtained by heat treatment was subjected to a rear surface pressing step When Example 9 in which the film was post-rolled was compared, the film subjected to the back surface pressurizing process did not generate creases (rolling wrinkles), but the film subjected to the post-rolling treatment was particularly graphitized. The smaller the density of the rear film, the more folds (entrainment wrinkles) occurred.
これは、後圧延工程ではグラファイト化処理後フィルムを、ステンレス製の2本のローラーを通すため、グラファイト化処理後フィルムの波打ち皺を巻き込んで大きな折れ皺を発生させてしまったからである。 This is because, in the post-rolling step, the film after the graphitization treatment is passed through two stainless steel rollers, so that the wrinkle of the film after the graphitization treatment is involved and large creases are generated.
・原料厚みが75μmのポリイミドフィルム
実施例6、10を比較しても、原料厚みが50μmのポリイミドフィルムの場合と同様の傾向にあることがわかる。
-Polyimide film whose raw material thickness is 75 micrometers Even if Example 6 and 10 are compared, it turns out that it exists in the same tendency as the case of the polyimide film whose raw material thickness is 50 micrometers.
以上のように、本発明のグラファイトフィルムは、屈曲部分での使用に耐えうる優れた耐屈曲性と発熱部位から熱を速やかに拡散できる優れた熱拡散性を合わせ持っていることがわかる。特に実施例1〜3、5〜7、14〜16は優れた耐屈曲性、熱拡散性を有している。 As described above, it can be seen that the graphite film of the present invention has both excellent bending resistance that can withstand use at a bent portion and excellent thermal diffusibility that can quickly diffuse heat from a heat generating portion. In particular, Examples 1 to 3, 5 to 7, and 14 to 16 have excellent bending resistance and thermal diffusibility.
11 グラファイト層
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)
11
Claims (3)
前記グラファイト化処理後フィルムの密度が、0.7g/cm3以上1.68g/cm3以下であり
前記後処理工程が、グラファイト化処理後フィルムを圧延する後圧延工程であることを特徴とするグラファイトフィルムの製造方法。 In a method for producing a graphite film including a graphitization step of heat-treating a polymer film having a thickness of 5 μm or more and 250 μm or less at a temperature of 2400 ° C. or more, and a post-treatment step,
The density of the film after the graphitization treatment is 0.7 g / cm 3 or more and 1.68 g / cm 3 or less, and the post-treatment step is a post-rolling step of rolling the film after the graphitization treatment. A method for producing a graphite film.
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