JP2566244B2 - 可撓性黒鉛シ−ト材料 - Google Patents
可撓性黒鉛シ−ト材料Info
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- JP2566244B2 JP2566244B2 JP62169278A JP16927887A JP2566244B2 JP 2566244 B2 JP2566244 B2 JP 2566244B2 JP 62169278 A JP62169278 A JP 62169278A JP 16927887 A JP16927887 A JP 16927887A JP 2566244 B2 JP2566244 B2 JP 2566244B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は熱膨張気相成長黒鉛繊維を圧縮して成る、優
れた電気伝導性、熱伝導性、耐熱性及び耐薬品性の可撓
性黒鉛シート材料及びその製造方法に関する。
れた電気伝導性、熱伝導性、耐熱性及び耐薬品性の可撓
性黒鉛シート材料及びその製造方法に関する。
従来技術 従来、発煙硝酸又は濃硫酸と濃硝酸、硝酸塩、過塩素
酸、塩素酸塩、クロム酸、クロム酸塩又は重クロム酸と
の混合液中に黒鉛を浸漬して反応せしめ、生成した黒鉛
層間化合物に多量の水を加えて洗浄し、次いで100℃以
上の温度で乾燥することから成る熱膨張性黒鉛の製造方
法が知られている。更に、濃硫酸中に分散、スラリー化
した天然黒鉛、熱分解黒鉛又はキッシュ黒鉛の黒鉛粉末
を15〜60℃の温度で濃度30％以上の過酸化水素及び濃硫
酸の作用により生成したペルオキソー硫酸で処理するこ
とから成る熱膨張性黒鉛の製造方法が提案されている
（特公昭60-34492）。
酸、塩素酸塩、クロム酸、クロム酸塩又は重クロム酸と
の混合液中に黒鉛を浸漬して反応せしめ、生成した黒鉛
層間化合物に多量の水を加えて洗浄し、次いで100℃以
上の温度で乾燥することから成る熱膨張性黒鉛の製造方
法が知られている。更に、濃硫酸中に分散、スラリー化
した天然黒鉛、熱分解黒鉛又はキッシュ黒鉛の黒鉛粉末
を15〜60℃の温度で濃度30％以上の過酸化水素及び濃硫
酸の作用により生成したペルオキソー硫酸で処理するこ
とから成る熱膨張性黒鉛の製造方法が提案されている
（特公昭60-34492）。
また、天然黒鉛、熱分解黒鉛又はキッシュ黒鉛の黒鉛
粉末の濃硫酸と硝酸との混合物（濃度:0.1N,1.0N又は10
N）の酸化剤を加えて常温で処理し、次いで水洗した後1
000℃に加熱して原粒子の“C"方向に膨張された黒鉛を
生成し、接着剤の不存在下で少なくとも80Kg//m3の密度
に圧縮することによって、厚さ0.00254〜12.7mmで室温
で1.56〜225Kg/cm2の抗張力を有する可撓性黒鉛シート
材料を得る方法が提案されている（特公昭44-23966）。
粉末の濃硫酸と硝酸との混合物（濃度:0.1N,1.0N又は10
N）の酸化剤を加えて常温で処理し、次いで水洗した後1
000℃に加熱して原粒子の“C"方向に膨張された黒鉛を
生成し、接着剤の不存在下で少なくとも80Kg//m3の密度
に圧縮することによって、厚さ0.00254〜12.7mmで室温
で1.56〜225Kg/cm2の抗張力を有する可撓性黒鉛シート
材料を得る方法が提案されている（特公昭44-23966）。
上述の公知の方法では、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッ
シュ黒鉛等の黒鉛粉末を原料として使用している。しか
しながら、これら黒鉛粉末から得られた膨張黒鉛を原料
とした可撓性黒鉛シート材料は、黒鉛の六方晶系の六角
板状扁平な薄い結晶で“C"軸方向に層状に重なったもの
である。従って電気伝導性、熱伝導性及び力学特性等は
“a"及び“b"軸方向についてのみ優れた特性が発言する
（ｃ軸方向とはシート面に垂直な厚み方向であり、ａ及
びｂ軸方向とはシート面に平行な方向である。）。
シュ黒鉛等の黒鉛粉末を原料として使用している。しか
しながら、これら黒鉛粉末から得られた膨張黒鉛を原料
とした可撓性黒鉛シート材料は、黒鉛の六方晶系の六角
板状扁平な薄い結晶で“C"軸方向に層状に重なったもの
である。従って電気伝導性、熱伝導性及び力学特性等は
“a"及び“b"軸方向についてのみ優れた特性が発言する
（ｃ軸方向とはシート面に垂直な厚み方向であり、ａ及
びｂ軸方向とはシート面に平行な方向である。）。
例えば、特公昭44-23966に開示されている可撓性黒鉛
シート材料はその面方向（ａ及びｂ軸方向）に比較して
厚さ方向（ｃ軸方向）の電気比抵抗及び熱伝導度がそれ
ぞれ下記の通り著しく低い欠点がある。
シート材料はその面方向（ａ及びｂ軸方向）に比較して
厚さ方向（ｃ軸方向）の電気比抵抗及び熱伝導度がそれ
ぞれ下記の通り著しく低い欠点がある。
従って、ｃ軸方向すなわち厚み方向の電気比抵抗及び
熱伝導度がａ及びｂ軸方向すなわち面方向とほぼ同等で
ある優れた電気伝導性及び熱伝導性を有する可撓性黒鉛
シート材料の提供が切望されている。
熱伝導度がａ及びｂ軸方向すなわち面方向とほぼ同等で
ある優れた電気伝導性及び熱伝導性を有する可撓性黒鉛
シート材料の提供が切望されている。
本発明者等は、ｃ軸方向の電気比抵抗及び熱伝導度が
ａ及びｂ軸方向の電気比抵抗及び熱伝導度とほぼ同等で
ある可撓性黒鉛シート材料を得るべく鋭意研究をした結
果、年輪構造を有する気相成長炭素繊維を黒鉛化処理す
ることによって得られた天然黒鉛に近いほぼ完全な黒鉛
構造を有する気相成長黒鉛繊維を酸化性濃硫酸溶液で処
理し、得られた熱膨張性気相成長黒鉛繊維又は該熱膨張
性気相成長黒鉛繊維と熱膨張性黒鉛粉末との混合物を40
0〜1700℃の温度に加熱して膨張させ、次いで圧縮する
ことによって得られた黒鉛シートはa,b及びｃ軸のすべ
ての方向において優れた電気伝導性及び熱伝導性を有す
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を成すに至
った。
ａ及びｂ軸方向の電気比抵抗及び熱伝導度とほぼ同等で
ある可撓性黒鉛シート材料を得るべく鋭意研究をした結
果、年輪構造を有する気相成長炭素繊維を黒鉛化処理す
ることによって得られた天然黒鉛に近いほぼ完全な黒鉛
構造を有する気相成長黒鉛繊維を酸化性濃硫酸溶液で処
理し、得られた熱膨張性気相成長黒鉛繊維又は該熱膨張
性気相成長黒鉛繊維と熱膨張性黒鉛粉末との混合物を40
0〜1700℃の温度に加熱して膨張させ、次いで圧縮する
ことによって得られた黒鉛シートはa,b及びｃ軸のすべ
ての方向において優れた電気伝導性及び熱伝導性を有す
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を成すに至
った。
発明の構成 本発明の気相成長黒鉛繊維としては、特公昭41-1209
1、特開昭50-64527、特開昭52-103528、特開昭58-18061
5、特開昭60-27700及び特願昭61-92507に開示されてい
る方法で得られた気相成長黒鉛繊維を例示し得る。
1、特開昭50-64527、特開昭52-103528、特開昭58-18061
5、特開昭60-27700及び特願昭61-92507に開示されてい
る方法で得られた気相成長黒鉛繊維を例示し得る。
例えば、ベンゼン、トルエン、メタン、エタン等の炭
化水素ガスを水素又は窒素ガス等の不活性ガスのキャリ
アガスと共に1000〜1300℃に保持されている反応管内を
流通させて、該反応管内のグラファイト製又は磁器製基
盤上の核生成帯域に、及び／又は鉄あるいは遷移金属の
金属微粒子を触媒核として炭素繊維（炭素ウィスカー）
を成長させ、次いで得られた炭素繊維を2400℃以上の温
度で１分以上黒鉛化処理することによって気相成長黒鉛
繊維を得ることができる。
化水素ガスを水素又は窒素ガス等の不活性ガスのキャリ
アガスと共に1000〜1300℃に保持されている反応管内を
流通させて、該反応管内のグラファイト製又は磁器製基
盤上の核生成帯域に、及び／又は鉄あるいは遷移金属の
金属微粒子を触媒核として炭素繊維（炭素ウィスカー）
を成長させ、次いで得られた炭素繊維を2400℃以上の温
度で１分以上黒鉛化処理することによって気相成長黒鉛
繊維を得ることができる。
かようにして得られた気相成長黒鉛繊維はPAN系又は
ピッチ系炭素繊維から製造した黒鉛繊維と違って、年輪
状のほぼ完全な黒鉛構造を持っている。すなわち本発明
で使用する気相成長黒鉛繊維の繊維軸方向及び年輪の成
長方向（繊維軸に直行する方向）の電気伝導性並びに熱
伝導性は次の通りである。
ピッチ系炭素繊維から製造した黒鉛繊維と違って、年輪
状のほぼ完全な黒鉛構造を持っている。すなわち本発明
で使用する気相成長黒鉛繊維の繊維軸方向及び年輪の成
長方向（繊維軸に直行する方向）の電気伝導性並びに熱
伝導性は次の通りである。
これらの特性を有する気相成長黒鉛繊維を発煙硝酸又
は濃硫酸と硝酸、塩素酸カリウム、クロム酸、過マンガ
ン酸カリウム、過塩素酸、過酸化水素、無水硫酸又はペ
ルオキソ硫酸アンモニウムの酸化剤との酸化性濃硫酸混
合溶液で15〜60℃、10〜90分間処理し、得られた黒鉛層
間反応生成物に多量の水を加えて水洗し、90℃以上の温
度で乾燥して、次いで400〜1700℃で加熱処理すること
によって熱膨張気相成長黒鉛繊維を得ることが出来る。
得られた熱膨張気相成長黒鉛繊維は天然黒鉛から得られ
た熱膨張黒鉛と同様の性質を示す。
は濃硫酸と硝酸、塩素酸カリウム、クロム酸、過マンガ
ン酸カリウム、過塩素酸、過酸化水素、無水硫酸又はペ
ルオキソ硫酸アンモニウムの酸化剤との酸化性濃硫酸混
合溶液で15〜60℃、10〜90分間処理し、得られた黒鉛層
間反応生成物に多量の水を加えて水洗し、90℃以上の温
度で乾燥して、次いで400〜1700℃で加熱処理すること
によって熱膨張気相成長黒鉛繊維を得ることが出来る。
得られた熱膨張気相成長黒鉛繊維は天然黒鉛から得られ
た熱膨張黒鉛と同様の性質を示す。
上述の黒鉛層間反応は、濃硫酸と過酸化水素の混合溶
液で処理することによって行なうことが好ましく、例え
ば、濃度90％以上の濃硫酸と、濃度30重量％以上の過酸
化水素水を気相成長黒鉛繊維の40重量％以下、好ましく
は５〜20重量％となるように混合し、次いで得られた混
合溶液の温度を20〜50℃に保ちながら、気相成長黒鉛繊
維を徐々に加えて30分間以上撹拌する方法を例示し得
る。
液で処理することによって行なうことが好ましく、例え
ば、濃度90％以上の濃硫酸と、濃度30重量％以上の過酸
化水素水を気相成長黒鉛繊維の40重量％以下、好ましく
は５〜20重量％となるように混合し、次いで得られた混
合溶液の温度を20〜50℃に保ちながら、気相成長黒鉛繊
維を徐々に加えて30分間以上撹拌する方法を例示し得
る。
上述のようにして得られた熱膨張性気相成長黒鉛繊維
単独又は該熱膨張性気相成長黒鉛繊維と膨張性黒鉛との
混合物（混合割合は気相成長黒鉛繊維50重量％以下、好
ましくは10〜30重量％）を400〜1700℃で加熱処理して
膨張させ、次いで接着剤の存在下又は非存在下で0.1〜1
0mmの厚さ及び少なくとも0.9以上、好ましくは1.0〜1.5
のカサ密度に、室温下で圧縮することによって可撓性黒
鉛シート材料を得る。
単独又は該熱膨張性気相成長黒鉛繊維と膨張性黒鉛との
混合物（混合割合は気相成長黒鉛繊維50重量％以下、好
ましくは10〜30重量％）を400〜1700℃で加熱処理して
膨張させ、次いで接着剤の存在下又は非存在下で0.1〜1
0mmの厚さ及び少なくとも0.9以上、好ましくは1.0〜1.5
のカサ密度に、室温下で圧縮することによって可撓性黒
鉛シート材料を得る。
得られた可撓性黒鉛シート材料は熱膨張気相成長黒鉛
繊維がからみ合っているため、また、からみ合った熱膨
張気相成長黒鉛繊維間に熱膨張黒鉛が存在するため、厚
さ方向の電気伝導性及び熱伝導性が飛跳的に高くなり、
且つ優れたシート強度例えば抗張力を有する。
繊維がからみ合っているため、また、からみ合った熱膨
張気相成長黒鉛繊維間に熱膨張黒鉛が存在するため、厚
さ方向の電気伝導性及び熱伝導性が飛跳的に高くなり、
且つ優れたシート強度例えば抗張力を有する。
発明の効果 本発明の可撓性黒鉛シート材料は、シートの面方向の
電気比抵抗が700μΩ・cm以下、好ましくは500μΩ・cm
以下で熱伝導度が120Kcal/m・hr・℃以上、好ましくは1
50Kcal/m・hr・℃以上を示し、シートの厚さ方向の電気
比抵抗が10,000μΩ・cm以下、好ましくは5,000μΩ・c
m以下で熱伝導度が10Kcal/m・hr・℃以上、好ましくは2
0Kcal/m・hr・℃以上を示し、且つ抗張力が40Kg/cm2以
上、好ましくは40〜70Kg/cm2を有する優れた電気伝導
性、熱伝導性及び強度を示す可撓性黒鉛シート材料であ
る。
電気比抵抗が700μΩ・cm以下、好ましくは500μΩ・cm
以下で熱伝導度が120Kcal/m・hr・℃以上、好ましくは1
50Kcal/m・hr・℃以上を示し、シートの厚さ方向の電気
比抵抗が10,000μΩ・cm以下、好ましくは5,000μΩ・c
m以下で熱伝導度が10Kcal/m・hr・℃以上、好ましくは2
0Kcal/m・hr・℃以上を示し、且つ抗張力が40Kg/cm2以
上、好ましくは40〜70Kg/cm2を有する優れた電気伝導
性、熱伝導性及び強度を示す可撓性黒鉛シート材料であ
る。
更に、本発明の可撓性黒鉛シート材料は、優れた耐熱
性及び耐薬品性をも示す。
性及び耐薬品性をも示す。
実施例−１および２ 98％硫酸400部を冷却撹拌しながら20部の60％過酸化
水素水を加え、次いで気相成長黒鉛繊維100部を20〜50
℃の温度範囲内で少量づつ加えながら60分間撹拌をつづ
け層間反応を行なった。反応後、生成物は充分な量の水
で洗滌を行なってから、100±５℃の乾燥器で乾燥を行
なった。
水素水を加え、次いで気相成長黒鉛繊維100部を20〜50
℃の温度範囲内で少量づつ加えながら60分間撹拌をつづ
け層間反応を行なった。反応後、生成物は充分な量の水
で洗滌を行なってから、100±５℃の乾燥器で乾燥を行
なった。
得られた熱膨張性気相成長黒鉛繊維を単独（実施例−
１）または該熱膨張性気相成長黒鉛繊維と熱膨張性黒鉛
との混合物（混合割合が10:90）（実施例−２）を1000
℃の電気炉でそれぞれ加熱処理して膨張させ、次いで接
着剤の非存在下で圧縮して、厚み0.5mm、カサ密度1.0の
可撓性黒鉛シートを得た。そのシートの電気伝導度、熱
伝導度及び抗張力は次の通りである。
１）または該熱膨張性気相成長黒鉛繊維と熱膨張性黒鉛
との混合物（混合割合が10:90）（実施例−２）を1000
℃の電気炉でそれぞれ加熱処理して膨張させ、次いで接
着剤の非存在下で圧縮して、厚み0.5mm、カサ密度1.0の
可撓性黒鉛シートを得た。そのシートの電気伝導度、熱
伝導度及び抗張力は次の通りである。
Claims (2)
- 【請求項１】シートの面方向の電気比抵抗が700μΩ・c
m以下で熱伝導度が120Kcal/m・hr・℃以上、シートの厚
み方向の電気比抵抗が10,000μΩ・cm以下で熱伝導度が
10Kcal/m・hr・℃以上、抗張力が40Kg/cm2以上で、且つ
カサ密度が0.9以上であり、少なくとも熱膨張気相成長
黒鉛繊維から成る可撓性黒鉛シート材料。 - 【請求項２】気相成長黒鉛繊維を発煙硝酸又は濃硫酸と
硝酸、塩素酸カリウム、クロム酸、過マンガン酸カリウ
ム、過塩素酸、過酸化水素、無水硫酸又はペルオキソ硫
酸アンモニウムとの酸化性濃硫酸混合溶液で処理して熱
膨張性気相成長黒鉛繊維を得、得られた熱膨張気相成長
黒鉛繊維単独又は、熱膨張性黒鉛との混合物を400〜170
0℃に加熱処理して膨張した黒鉛を得、得られた黒鉛を
接着剤の存在下又は非存在下でカサ密度、0.9以上に圧
縮することから成る可撓性黒鉛シート材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62169278A JP2566244B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 可撓性黒鉛シ−ト材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62169278A JP2566244B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 可撓性黒鉛シ−ト材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6414139A JPS6414139A (en) | 1989-01-18 |
| JP2566244B2 true JP2566244B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=15883550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62169278A Expired - Lifetime JP2566244B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 可撓性黒鉛シ−ト材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566244B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022082A1 (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Toyo Tanso Co., Ltd. | 膨張黒鉛シート |
| WO2008007637A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Protective sheet for crucible and crucible device using the same |
| KR100840532B1 (ko) * | 2004-08-27 | 2008-06-23 | 토요 탄소 가부시키가이샤 | 팽창흑연시트 |
| US8097331B2 (en) | 2006-07-31 | 2012-01-17 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Mold release sheet |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2671810A1 (fr) * | 1991-01-18 | 1992-07-24 | Alsthom Cge Alcatel | Porte-substrat chauffant pour enceinte de depot de films sous vide. |
| PL2607534T3 (pl) * | 2011-12-21 | 2016-12-30 | Przewodzący cieplnie korpus kształtowy i sposób jego wytwarzania | |
| JP5582553B1 (ja) * | 2014-05-02 | 2014-09-03 | 清二 加川 | 高熱伝導率の放熱シート及びその製造方法 |
| JP7068914B2 (ja) * | 2018-04-26 | 2022-05-17 | 昭和電工株式会社 | 断熱性遮蔽部材及びそれを備えた単結晶製造装置 |
-
1987
- 1987-07-07 JP JP62169278A patent/JP2566244B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022082A1 (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Toyo Tanso Co., Ltd. | 膨張黒鉛シート |
| KR100840532B1 (ko) * | 2004-08-27 | 2008-06-23 | 토요 탄소 가부시키가이샤 | 팽창흑연시트 |
| CN1926060B (zh) * | 2004-08-27 | 2012-10-24 | 东洋炭素株式会社 | 膨胀石墨薄片 |
| WO2008007637A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Protective sheet for crucible and crucible device using the same |
| US8864908B2 (en) | 2006-07-14 | 2014-10-21 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Crucible protection sheet and crucible apparatus using the crucible protection sheet |
| US8097331B2 (en) | 2006-07-31 | 2012-01-17 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Mold release sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6414139A (en) | 1989-01-18 |
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