JPH0283207A - グラファイトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、Ｘ線光学素子、Ｘ＃１！モノクロメタ、中
性子線回折ミラー、中性子線フィルタ等として利用され
るブロック状グラフ了イトの製造方法に関するものであ
る。

従来の技術 グラファイトは、抜群の耐熱性や耐薬品性、高電導性等
を備えているため、工業材料として重要な位置を占め、
電極や発熱体、構造材として広く使用されている。なか
でも、単結晶グラファイトは、Ｘ線や中性子線に対する
優れた分光、反射特性を有するため、Ｘ線や中性子線の
モノクロメータ、フィルタあるいは分光結晶として広く
用いられている。

このような単結晶グラファイトを得るには、天然に産す
るものを利用するのが簡単であるが、良質の天然グラフ
ァイトは、生産量が非常に限られており、しかも、取り
扱いが困難な粉末状、あるいは非常に小さなブロック状
であるため、使用できる用途が限定されてしまう。

そこで、上記のような天然の単結晶グラファイトと同等
の特性を有する人工グラファイトを製造することが考え
られた。一般的な人工グラファイトの製造方法は、主と
して次の２つの方法に分類することができる。

第１の方法は、Ｆｅ、Ｎ　ｉ／Ｃ系溶融溶融体の析出、
５ｉＸＡ１等の炭化物の分解、あるいは高温、高圧下で
の炭素融液の冷却によってグラファイトを製造する方法
である。このような方法によって得られたグラファイト
は、キッシュグラファイトと呼ばれ、天然グラファイト
と同等の物性を示す。しかし、上記のような方法では、
微小な薄片状のグラファイトしか得られず、製造工程の
煩雑さやコスト的に高くつくこともあって、工業的には
ほとんど利用されていない。

第２の方法は、気相中での炭化水素ガスの高温分解沈積
と、その熱間加工による方法であり、圧力を印加しつつ
３４００°Ｃで長時間再焼鈍するという工程によってグ
ラファイトが製造される。このようにして得られたグラ
ファイトは、高配向パイログラファイト　（ＨＯＰＧ）
　　と呼ばれ、その特性は天然グラファイトとほぼ同等
の優れたものである。この方法では、前記キッシュグラ
ファイトとは異なり、かなり大きなサイズのものも製造
できるが、製造工程が複雑であって歩留りが低く、非常
に高価であるという欠点がある。

これらの２つの製造方法の欠点を解消し、製造が容易で
コスト安価なグラファイトの製造方法として、様々な有
機物あるいは炭素質物を、３０００℃以上で加熱してグ
ラファイト化する方法が考えられた。しかし、この方法
では、天然グラファイトやキッシュグラファイトと同等
の優れた特性を有するグラファイトを得ることはできな
かった。

例えば、グラファイトの最も典型的な物性であるａｂ面
方向の電気伝導度は、天然グラファイトやキッシュグラ
ファイトでは１〜２．５Ｘ１０’　３７ｃｍであるのに
対し、上記方法のものでは、一般に１〜２×１０３Ｓ／
ｃＩｒＬしか得られない。このことは、上記方法ではグ
ラファイト化が完全には進行しないことを示している。

上記方法の場合、通常は、出発原料としてコークスなど
の炭素質物とコールタール等のバインダーが使用される
が、コークスやチャーコールを３０００℃程度に加熱す
ることによって生成される炭素の構造は、比較的グラフ
ァイト　（黒鉛）構造に近いものから、それとは程遠い
ものまで、様々な種類のものが存在する。このような炭
素の構造のうち、単なる熱処理によって比較的容易に黒
鉛的な構造に変わる炭素を易黒鉛化性炭素と呼び、そう
でないものを難黒鉛化炭素と呼んでいる。このような構
造上の相違が生じる原因は、黒鉛化の機構と密接に関連
していて、炭素前駆体中に存在する構造欠陥が、より高
温での加熱処理によって除去され易いか否かによる。し
たがって、炭素前駆体の微細構造が黒鉛化性に対して重
要な役割を果たすことになる。

上記のようなコークス等を出発原料とする方法に対し、
高分子材料を用いて、これを熱処理することによってグ
ラファイトフィルムを製造する方法に関して、いくつか
の研究が行われており、この方法は、高分子材料の分子
構造を生かすことによって、炭素前駆体の微細構造を制
御しようとするものである。

上記方法は、高分子を真空中あるいは不活性気体中で熱
処理し、分解および重縮合反応を経て炭素質物に変え、
この炭素質物をさらにグラファイト化する方法である。

しかし、この方法の場合、任意の高分子を出発原料とし
て用いても、優れた特性のグラファイトフィルムが得ら
れる訳ではなく、むしろほとんどの高分子材料は、この
目的には使用できないことが判っている。例えば、上記
のようなグラファイト化を目的として熱処理が試みられ
た高分子としては１、フェノールホルムアルデヒド樹脂
、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンオキシド、
ポリ塩化ビニルなどがあるが、これらの高分子はいずれ
も難黒鉛化材料に属しており、高いグラファイト化率を
有するものではなかった。

本発明者らは、上記のような高分子を用いるグラファイ
トの製造方法の問題点を解決するために種々の研究を行
い、数多くの高分子についてグラファイト化を試みた結
果、芳香族ポリアミド（ＰＡ）、ポリオキサジアゾール
（ＰＯＤ）、芳香族ポリイミド（ＰＩ）、３種類のポリ
ベンゾビスチアゾール（ＰＢＢＴ）、ポリベンゾオキサ
ゾール（ＰＢＯ）、ポリベンゾビスオキサゾール（Ｐ、
ＢＢＯ）、ポリチアゾール（ＰＴ）等の高分子を特定の
温度で熱処理するときに、従来既知の高分子材料よりも
容易にグラファイト化することを見出した。それらの知
見に基づき、本発明者らは特許出願を行っており、これ
らは、特開昭６１−２７５１１４号公報、特開昭６１−
２７５１１５号公報、特開昭６１−２７５１１７号公報
等に開示されている。

この方法によれば、上記のような高分子を、１８００度
以上、好ましくは２５００℃以上で加熱することによっ
て、グラファイト化率の高いグラファイトを容易に短時
間で製造することが出来るようになった。

グラファイト化の程度を表すには、格子定数、Ｃ軸方向
の結晶子の大きさなどＸ線回折のパラメータ、あるいは
それから算出される黒鉛化率等がよく用いられ、まだ、
電気伝導度値もしばしば用いられる０格子定数は、Ｘ線
の（００２）回折線の位置から計算され、天然単結晶グ
ラファイトの格子定数である６、７ｏｓＡに近い程、グ
ラファイト構造が発達していることを示している。Ｃ軸
方向の結晶子の大きさは、　（００２）回折線の半値幅
から計算され、結晶子の値が大きい程、グラファイトめ
平面構造が良く発達していることを示しており、天然単
結晶グラファイトの結晶子の大きさは１０００Å以上で
ある。黒鉛化率は、結晶面間隔（ｄｏｚ２）から計算さ
れる（文献ニル・カルボン第１巻１２９頁、１９６５年
−Ｌｅｓ　Ｃａｒｂｏｎｓ　Ｖｏｌ、　１　ｐ１２９．
１９６５参照）。そして、天然単結晶グラファイトの黒
鉛化率は勿論１００係である。電気伝導度値は、グラフ
ァイトのａｂ面方向の値で示し、電導度値が大きい程、
グラファイト構造に近いことを示しており、天然単結晶
グラファイトでは１〜２．５　ｘ　１０４Ｓ／ｃｒＩＬ
である。

さらに、グラファイト構造を評価するだめのＸ線回折パ
ラメータの一つに、ａｂ面の重なり方を示すロッキング
特性がある。これは、回折強度曲線と言われ、単色で平
行なＸ線束が入射したときに結晶を回転して得られる回
折強度曲線であって、（ＯＯＡり回折線の出現する角度
で２０を固定し、０を回転することによって測定される
。この値は、吸収の半値幅をもって評価され、回転角度
（０）で表される。この値が小さい程、ａｂ面がきれい
に重なっていることを示している。

発明が解決しようとする課題 先に述べた、特定の高分子フィルムからグラファイトを
製造する方法は、容易でコスト安価である等、非常に優
れた方法であるが、この方法についても、その後いろい
ろな検討を加えた結果、次のような、いくつかの改良す
べき問題点があることが明らかとなった。

その第１の問題点は、この方法では、厚手のグラファイ
トすなわちブロック状のグラファイトを製造することが
できないということである。グラファイト化の反応は一
見、出発原料フィルムの厚さとは無関係のように考えら
れるが、実際には、グラファイト化反応は原料の厚さに
強く依存している。このことは、従来全く知られていな
かったことがあるが、発明者らは、種々の実験を行った
結果、上記のような問題を見出した。例えば、第１表は
、厚さの異なる４種類のＰＩフィルムをグラファイト化
し、そのグラファイトの格子定数、黒鉛化率、ａｂ面方
向の電気伝導度の値を測定した結果を示している。

以下余白 上記のような結果から、ＰＩフィルムの厚さによって、
明らかにグラファイト化反応の進行程度が異なっている
ことが判る。例えば、グラファイト化率についてみると
、厚さの相違によって９８〜８３％まで変化している。

このことは、同じＰＩを材料としても、薄いフィルム状
のグラファイトは得られるが、厚いブロック状のグラフ
ァイトを得るのは困難であることを示している。

つぎに、前記先行技術の製造方法の第２の問題点は、高
分子原料を単に加熱するだけでは、グラファイトのａｂ
面軸方向の面がＣ軸方向にいかに奇麗に重なっているか
という、前記ロッキング特性か向上しないということで
ある。

ロッキング特性は、グラファイト結晶をＸ線光学素子な
どに使用する場合に重要な特性であり、ａｂ面の重なり
方を測定するには、先に述べたＸ線回折によるロッキン
グ法が用いられる。グラファイト結晶をＸ線等の光学結
晶として用いる場合のロッキング特性としては、その用
途によっても異なるが、一般的には、５０μｍ以下の薄
いグラファイトフィルムでは０．４°以下、１１Ｒ１１
以上の厚いグラファイトブロックでは３°以下であるこ
とが８委とされている。これに対し、前掲の第１表に示
したＰＩグラファイトの場合、ロッキング特性は、８°
　（出発フィルム厚５μｍ、以下同様）、１１゜（２５
μｍ）、１４（１００μｍ）、１７°　（４００μｍ）
となっており、何れも要求されるロッキング特性を満足
できない。このことは、ロッキング特性に関しては、高
分子フィルムを単に加熱してグラファイト化しただけで
は、優れた放射線光学素子は製造できないことを示して
いる。

そこで、この発明の課題は、以上に述べたような、高分
子フィルムを熱処理するグラファイトの製造方法の問題
点を解消し、ロッキング特性等のグラファイトとしての
特性に優れているとともに、厚手のブロック状グラファ
イトを製造する方法を提供することにある。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するこの発明のうち、請求項１記載の発
明は、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリオキ
サジアゾールのなかから選ばれた厚さ１〜４００μｍの
高分子フィルムを複数枚重ねて熱処理することによって
炭素質材を作製し、この炭素質材を熱処理してグラファ
イト化させるようにしている。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の実施
に際し、高分子フィルムの熱処理が、４００〜１０００
°Ｃで１〜４に９／ｃｙｔの圧力を印加して行われるよ
うにしている。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明の実施
に際し、高分子フィルムの熱処理が、４００〜１０００
℃でフィルム面に垂直な方向への膨張を引止しながら行
われるようにしている。

請求項４記載の発明は、上記請求項１〜３の何れかに記
載の発明の実施に際し、炭素質材の熱処理が、８００〜
２８００℃の温度領域では２０に９／ｄ以下、２８００
℃以上の温度領域では２０ｋｇ／ｄ以上の圧力を加えな
がら炭素質材を加熱圧着させるようにしている。

作用 請求項１記載の発明によれば、前記特定の高分子フィル
ムを重ねた状態で熱処理することによって、薄い高分子
フィルムと同様に良質であるとともに分厚い炭素質材が
作製でき、この炭素質材をグラファイト化することによ
って、ロッキング特性等の緒特性に優れているとともに
、単層のフィルムでは得られない分厚いブロック状のグ
ラファイトを製造できる。

請求項２記載の発明によれば、高分子フィルムの熱処理
を、一定の温度範囲で圧力を加えながら行うことによっ
て、フィルム面に平行な方向に収縮しないようにして熱
処理が行え、分子の配向が良好な炭素質材を得ることが
できる。

請求項３記載の発明によれば、高分子フィルムの熱処理
時に、フィルム面に垂直な方向の膨張を阻止しておくこ
とによって、フィルム面に平行な方向に収縮しないよう
にして熱処理が行え、分子の配向が良好な炭素質材を得
ることができる。

請求項４記載の発明によれば、炭素質材の熱処理を、温
度領域によって異なる圧力を加えながら行うことによっ
て、炭素質材全体が確実に圧着−体化するとともに、シ
ワやひび割れのないブロック状のグラファイトが得られ
る。

実施例 まず、この発明では、出発原料となる高分子フィルムと
して、芳香族ポリイミド（ＰＩ）、芳香族ポリアミド（
ＰＡ）、ポリオキサジアゾール（ＰＯＤ）の中から選ば
れた高分子からなるフィルムを用いる。具体的な高分子
フィルムの材料組成や配合は、用途や製造条件によって
適宜選択して実施される。なお、グラファイトを製造す
るだめの高分子フィルムとしては、ＰＢＢＴ、ＰＢＯ。

ＰＢＢＯｌＰＴ等もあるが、この発明の製造方法におい
ては、最終的に優れた特性のグラファイトを製造するた
めに、前記の高分子を使用する。高分子フィルムの厚み
は、４００μｍ以下、好ましくは、１〜４００μｍの範
囲のものが用いられる。フィルム厚が４００／１ｍより
も厚くなると、良質のグラファイトを得ることができな
い。フィルム厚が薄い場合には特に大きな制限はないが
、１μｍよシも薄くなると、同じ厚さのグラファイトブ
ロックを製造するのに、より多数枚の炭素質フィルムを
製造しておく必要があるので適当でない。

最終的に優れた特性のグラファイトブロックを製造する
ためには、前記したように、高分子を熱分解して得られ
る炭素前駆体の構造が重要となる。

従来、出発原料であるフィルムの厚さが厚い場合に良質
の炭素前駆体が出来難かったのは、フィルム厚が厚くな
る程、熱処理に伴うフィルム内部°からの発生ガス等に
よって、その内部構造が乱れ内部での分子配向が進まな
いからである。

そこで、この発明では、比較的薄い高分子フィルムを複
数枚重ねて熱処理することによって、前記した内部構造
の乱れ等を生じさせずに、分厚い炭素前駆体である炭素
質材を作製する。これは、高分子フィルムを重ねて熱処
理すれば、各フィルム面に沿ってガスの一部が逃げるこ
とができ、内部の分子は比較的薄いフィルム面に沿って
うまく配向することができることによる。第１図には、
熱処理後の炭素質材１０の内部構造を示しており、その
うち、第１図（ａ）は分厚い高分子フィルムを熱処理し
た場合であり、分子（図中、棒状に表す）の配向が乱れ
ているとともにガス１２が充分に除去されずに残ってい
る。これに対し、第１図（ｂ）は比較的薄い高分子フィ
ルム１１を重ねて熱処理した場合であり、分子の配向が
良好であるとともにガスの残存もない。

高分子フィルム１１の材料がＰＡ、ＰＩ、ＰＯＤの場合
、熱分解温度は４００〜６００℃であるので、炭素質材
１０を製造するだめの高分子フィルム１１の熱処理温度
は、４００〜１０００℃の範囲で実施するのが好ましい
。

、炭素質材１０の分子配向を、例えば第１図（ｂ）に示
すように良好なものにするには、上記のような熱処理温
度での熱分解をどのように起こさせるかが重要である。

すなわち、これらの高分子フィルム１１は、熱分解温度
領域において、主にフィルム面方向に著しく収縮するの
で、複数枚のフィルムを単に重ねて熱処理しただけでは
、第１図（ｅ）に示すように、各フィルム１１の収縮変
形によって、内部構造の乱れが生じ易い。このような内
部構造の乱れを有する炭素質材１０を、さらに高温で熱
処理してグラファイト化すると、グラファイト化に伴っ
て内部歪みを生じ、良好な特性のグラファイトブロック
を得られなくなる場合がある。

このような問題を解消するには、高分子フィルム１１の
熱処理を、フィルム面と平行な方向に収縮しないように
、両面から圧力を印加しながら行うことが有効である。

但し、ＰＡ、ＰＩ、ＰＯＤ等の熱分解によって得られる
炭素質材は、何れの場合モ硬い炭素（）・−ドカーボン
）であるとともに、熱分解温度領域で著しく収縮するの
で、圧力を印加することによって、第１図（ｄ）に示す
ように、炭素質材１０が割れてしまう可能性がある。そ
こで、印加圧力について種々検討した結果、前記熱処理
領域においては、１〜４　ｋｇ　／　ｄの範囲の圧力を
加えながら熱処理を行うのが、炭素質材１００分子の配
向が良好で、ひび割れも生じ難いことが判った。

印加圧力の大きさは、重ねた高分子フィルム全体の厚さ
にも依存し、厚さが２ｍ１に以上を超えるものでは４ｋ
ｇ／ｌ−１１１’以上の圧力を印加することもできる。

優れた配向性を有する炭素質材１０を得る方法としては
、前記した圧力印加による方法のほかに、重ねた高分子
フィルムを熱処理する際に、フィルム面に垂直な方向の
膨張を阻止しておくことによって、炭素質材１０の内部
構造の乱れを防ぐ方法も有効である。これは、ＰＡ、Ｐ
Ｉ、ＰＯＤからなる高分子フィルムは、熱処理によって
フィルム面と平行な方向には著しく収縮するが、垂直方
向の厚さはほとんど変化しないことに着目し、フィルム
面と平行な方向の収縮が起こっても、それに伴う垂直方
向の変形もしくは膨張を阻止しておけば、炭素質材１０
の内部構造が乱れるのを防ぐことができるというもので
ある。

第２図は、上記のように、重ねた高分子フィルムのフィ
ルム面に垂直な方向の膨張を阻止する具体的な手段の一
例を示しておシ、重ねた高分子フィルム１１の上下を、
ステンレス、グラファイト等からなる一対の基板２０．
２０に挾み、基板２０．２０をボルト３０およびナツト
３１で締め付は固定して、高分子フィルム１１がフィル
ム面と垂直な方向に膨張しないようにしておき、このよ
うな固定治具に装着した状態で熱処理を行うのである。

固定治具は、熱処理に耐え得る材料および構造を備えて
いれば、図示した実施例に限らず、適宜構造で実施でき
る。

上記のような予備的な熱処理工程を許で炭素質材を製造
した後、さらに本格的な熱処理工程である炭素質材のグ
ラファイト化を行う。炭素質材をグラファイト化するに
は、炭素質のグラファイト化が進行する適当な熱処理温
度に加熱するだけでもよいが、以下のような処理を行う
ことによって、より良好なグラファイトを得ることがで
きる。

グラファイト過程では、得られるブロック状のグラファ
イトにシワやひび割れが生じないようにして、熱処理を
行う必要がある。そのためには、熱処理温度を、まず８
００〜２８００℃で実施するとともに、２０に９／ｄ以
下の圧力を印加することが有効である。２０に９／ｃｔ
／を越える圧力を印加すると、むしろ生じたシワが逃げ
ることができないため、最終的に良質のグラファイトが
得られず、また、しばしばブロック状のグラファイトに
ひびが入る欠点がある。つぎに、炭素質材を構成する高
分子フィルム同士を充分に圧着させるために、２８００
℃以上の温度領域に加熱するとともに、２０ｋｇ／ｃｍ
２以上の圧力を加える。この温度領域では、４ｋｇ／ｃ
ｍ２以上の圧力が加えられれば、フィルム同士の接着は
行われる。しかし、より良好な接着状態を実現するため
には２０に９／ａｔ以上の圧力が必要である。

ついで、この発明の製造方法によってグラファイトを製
造した、具体的実施例について説明する。

各実施例において、グラファイト化の程度を評価するた
めに、前記した格子定数、黒鉛化率、電気伝導度、ロッ
キング特性を測定しており、これらの物性の測定条件は
下記のとおりである。

（１）格子定数（Ｃｏ） フィリップ社！Ｊ’Ｊ　Ｐ　Ｗ　　１０５１型Ｘ線デイ
フラクトメータを用い、ＣｕＫａ線を使用して試料のＸ
線回折線を測定ｌ〜だ。Ｃｏの値は、２θ＝２６〜２７
゜付近に現れる（００２）回折線から、グラフの式ｎλ
＝２ｄｓｉｎθ　（ただし２ｄ＝：Ｃｏ　）を用いて計
算した。ここで、ｎ＝２、λはＸ線の波長である。

（２）黒鉛化率（％） 黒鉛化率は面間隔（ｄ）の値より次式を用いて計算した
。

ｄｏｏ２＝３．３５４ｇ＋３．４４　（１−ｇ）ここで
、ｇは黒鉛化の程度を示し、ｇ＝１は完全な黒鉛、ｇ＝
Ｑは無定形炭素を表す。

（３）電気伝導度（Ｓ／ＣＩｒＬ） 試料に銀ペーストと金線を用いて４端子電極を取り付け
、外側電極から一定電流を流し、内側電極においてその
電圧降下を検出することによって測定した。試料の幅、
長さ、厚さを顕微鐙によって測定した結果から、電気伝
導度を計算した。

（４）ロッキング特性（０） 理学電機社製ロータフレックスＲＵ−２００Ｂ型Ｘ線回
折装置を用い、グラファイト（００２）線のピーク位置
におけるロッキング特性を測定した。

得られた吸収曲線の半値幅をもってロッキング特性とし
た。

一実施例Ａ− ２５μｍの厚さのデュポン社製ポリイミドフィルム（商
品名：カプトンＨフィルム）を２０枚重ねて２　ｋｇ／
　ａ！の圧力を印加しながら、窒素雰囲気中で毎分２０
℃の昇温速度で昇温し、１０００℃で１時間熱処理を行
って、炭素質材を得た。こうして得られた炭素質材をア
ルゴン気流中で１０ｋｇ／ｃＩｔの圧力を加えながら、
室温から毎分１０６Ｃの昇温速度で昇温し、所定の温度
Ｔｐで１時間熱処理した後、毎分２０℃で降温させた。

このとき使用した加熱炉は、中外炉株式会社製、超降温
ホットプレス炉であった。こうして得られたグラファイ
トブロックの物性値を第２表に示している。

以下余白 上記結果から明らかなように、この発明の製造方法によ
って、ロンキング特性の優れたグラファイトブロックが
製造できることが実証できた。

一実施例Ｂ− 厚さ２５μｍのＰＩ、ＰＯＤ、ＰＡからなる高分子フィ
ルムを用い、各フィルムを２０枚重ねて、冥施例Ａと同
様の工程で熱処理して炭素質材を作製した。つぎに、グ
ラファイト化のだめの熱処理工程では、１０００〜２０
００°Ｃの間は１０に９／ｄ、２０００〜２８００℃の
間は２０ｋｇ／ａｔｌの圧力を加え、さらに３０００℃
で４０ｋｑ／ｄの圧力を加えた。こうして得られたグラ
ファイトブロックの特性を第３表に示している。

以下余白 以上の結果から、この発明の製造方法によれば、ＰＡＸ
ＰＯＤ、ＰＩの何れの高分子フィルムを用いても、優れ
たグラファイトブロックが製造できることが実証できた
。

一実施例Ｃ− ５０μｍの厚さのＰＯＤ、ＰＡ、ＰＩの各高分子フィル
ムを２０枚、第２図に示すようなステンレス製の固定治
具で挾んで固定した状態で、実施例Ａと同様の熱処理を
行い、炭素質材を得た。こうして得られた炭素質材を、
実施例Ｂと同様の熱処理工程によってグラファイト化し
た。こうして得られたグラファイトブロックの諸特性を
第４表に示している。

以下余白 以上の結果から、重ねた高分子フィルムを固定治具で固
定して、フィルム面に垂直な方向への膨張を阻止してお
くことによって、優れた特性のグラファイトブロックが
製造できることが実証できた。

発明の効果 以上に説明した、この発明にかかるグラファイトの製造
方法のうち、請求項１記載の発明によれば、特定の高分
子フィルムを複数枚重ねた状態で熱処理して炭素質材を
製造した後、この炭素質材をグラファイト化させること
によって、ロッキング特性等の諸特性に優れているとと
−もに、分厚いプロ、ツク状をなすグラファイトを製造
することができる。従来方法のように、１枚の高分子フ
ィルムを熱処理するだけでは、フィルムが分厚くなると
ともにグラファイトの特性が悪くなる問題があるが、こ
の発明の製造方法であれば、薄い高分子フィルムを所定
の厚みになるように重ねておけば、所定の厚みを有する
ブロック状のグラファイトが得られるので、製造するグ
ラファイトの厚みが分厚くなっても特性が悪くならず、
分厚いブロック状のグラファイトでありながら、薄い高
分子フィルム単体からなるグラファイト等と同様の優れ
た特性を有するものを得ることができる。

したがって、従来、製造することが困難であった、優れ
た特性を有するグラファイトを容易に製造することがで
き、特に、従来の製造方法に比べ著しくロッキング特性
等が向上したブロック状グラファイトを得ることが可能
になる。この発明の製造方法によって製造され、ロッキ
ング特性等に優れた分厚いブロック状のグラファイトは
、Ｘ線や中性子線モノクロメータ、フィルタ等に広く使
用することができる。

請求項２記載の発明によれば、高分子フィルムから炭素
質材を製造する際の熱処理時に、圧力を印加しておくこ
とによって、フィルムの内部構造が乱れるのを防止して
、配向性に優れた良質の炭素質材を得ることができ、ひ
いては、優れた特性を有するグラファイトブロックを製
造することができる。

請求項３記載の発明によれば、重ねた高分子フィルムを
、フィルム面に垂直な方向への膨張を阻止した状態で熱
処理して炭素質材を製造することによって、請求項２記
載の発明と同様に、炭素質材の配向性を向上して、グラ
ファイトブロックの特性を良好にすることができる。

請求項４記載の発明によれば、炭素質材をグラファイト
化するための熱処理を、各温度領域における圧力を適当
に印加しながら行うことによって、炭素質材全体の圧着
一体性を高め、シワやひび割れがなく、諸特性に優れる
とともに一体性の高いブロック状のグラファイトを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法によって熱処理された炭素
質材の実施例および比較例の断面構造を示し、第１図（
ａ）、（ｃ）、（ｄ）は比較例の断面図、第１図（ｂ）
はこの発明の実施例の断面図、第２図は熱処理用の固定
治具の正面図である。 １０・・・炭素質材、１１・・・高分子フィルム。 第１図 第２図 １′２ｒｆス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリオキ
   サジアゾールのなかから選ばれた厚さ１〜４００μｍの
   高分子フィルムを複数枚重ねて熱処理することによって
   炭素質材を作製し、この炭素質材を熱処理してグラファ
   イト化させるグラファイトの製造方法。
2. （２）高分子フィルムの熱処理が、４００〜１０００℃
   で１〜４ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力を印加して行われる請求
   項１記載のグラファイトの製造方法。
3. （３）高分子フィルムの熱処理が、４００〜１０００℃
   でフィルム面に垂直な方向への膨張を阻止しながら行わ
   れる請求項１記載のグラファイトの製造方法。
4. （４）炭素質材の熱処理が、８００〜２８００℃の温度
   領域では２０ｋｇ／ｃｍ＾２以下、２８００℃以上の温
   度領域では２０ｋｇ／ｃｍ＾２以上の圧力を加えながら
   炭素質材を加熱圧着させる請求項１〜３の何れかに記載
   のグラファイトの製造方法。