JPH1121117A - Production of graphite film and graphite film and heat conductive body using the same - Google Patents

Production of graphite film and graphite film and heat conductive body using the same

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JPH1121117A
JPH1121117A JP9175424A JP17542497A JPH1121117A JP H1121117 A JPH1121117 A JP H1121117A JP 9175424 A JP9175424 A JP 9175424A JP 17542497 A JP17542497 A JP 17542497A JP H1121117 A JPH1121117 A JP H1121117A
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JP
Japan
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graphite film
temperature
temp
film
graphite
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JP9175424A
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Japanese (ja)
Inventor
Soji Tsuchiya
宗次 土屋
Toshiharu Hoshi
敏春 星
Yoshimasa Oki
芳正 大木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a graphite film having the same physical properties as a single- crystal graphite and improved in quality, flexibility, toughness, etc., by preparing a polyimide film, burning the film to a specified upper limit temp. respectively at the first and second heat treating steps and setting the condition at which the film exhibits a foaming state between the first temp. raising rate and the second temp. raising rate. SOLUTION: There are the step at which the polyimide film is prepared, the first heat treating step at which the film is burned by raising the temp. from the first starting temp. to the upper limit temp. of 1000-1200 deg.C at the first temp. raising rate in an inert gas, and the second heat treating step at which the film is moreover burned thereafter by raising the temp. from the second starting temp. to the upper limit temp. of more than 2500 deg.C at the second temp. raising rate in the inert gas. The first and second temp. raising rates are preferably in a range of 1-20 deg.C/min and 5-20 deg.C/min respectively. The second temp. raising rate is enable to set more than or less than the first temp. raising rate, and the first and second starting temps. are room temp. preferably. Uniformity and the flexibility can be improved at the step at which the resultant graphite film is subjected to rolling treatment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、グラファイトフィ
ルムの製造方法及びグラファイトフィルム並びにそれを
用いた熱伝導体に関し、特に熱伝導体として、放熱材や
均熱材等に好適に利用され得るグラファイトフィルムの
製造技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a graphite film, a graphite film, and a heat conductor using the same, and more particularly, to a graphite film which can be suitably used as a heat conductor such as a heat radiating material or a soaking material. Related to the manufacturing technology of

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、グラファイトフィルムは、その耐
熱性、耐薬品性、高電気伝導性等のために工業材料とし
て重要な地位を占め、熱伝導材、耐熱シ−ル、電極等に
広く使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, graphite films occupy an important position as industrial materials because of their heat resistance, chemical resistance, high electrical conductivity, etc., and are widely used as heat conductive materials, heat-resistant seals, electrodes, and the like. Have been.

【0003】例えば、人工的に作製されるものとして、
新・炭素工業(石川敏功、昭和55年10月発行、
(株)近代編集社)の118頁等に記載されたものが挙
げられる。
[0003] For example, as an artificially produced one,
New Carbon Industry (Toshiyuki Ishikawa, published in October 1980,
On page 118, etc. of Kindai Kyoikusha Co., Ltd.).

【0004】具体的には、鱗片状天然グラファイトを、
硫酸と硝酸の混合液等で処理した後、1000℃近い高
温に急熱し、層間(C軸方向)に沿って大きく膨張さ
せ、粘結剤と共に圧縮成型してグラファイトフィルムと
するものである。ここで、その見掛けの厚さは、出発試
料黒鉛の数十倍から数百倍に膨張する旨の開示がなされ
ている。これは、いわゆるエキスパンド法と呼ばれるグ
ラファイトフィルムの製造方法である。
[0004] Specifically, scaly natural graphite is
After being treated with a mixture of sulfuric acid and nitric acid, the mixture is rapidly heated to a high temperature of about 1000 ° C., greatly expanded along the interlayer (C-axis direction), and compression-molded with a binder to form a graphite film. Here, it is disclosed that the apparent thickness expands tens to hundreds of times of the starting sample graphite. This is a so-called expanding method for producing a graphite film.

【0005】このようにして得られたグラファイトフィ
ルムは、粉末を成型してフィルム状にしたものであるか
ら、圧縮還元性や応力緩和性を呈する。
[0005] The graphite film thus obtained is formed by molding powder into a film, and thus exhibits compression-reducing properties and stress relaxation properties.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなグ
ラファイトフィルムの製造方法においては、層間を押し
広げるために、硫酸や硝酸を使用しているため、水洗い
等を行って酸を洗い流したとしても完全に取り除くこと
はできず、膨張グラファイト中に微量の酸類が残り、例
えばガスケット材等として長時間使用した場合、徐々に
侵出して金属類を腐食する等の課題がある。
However, in such a method of manufacturing a graphite film, since sulfuric acid or nitric acid is used to spread the interlayer, even if the acid is washed out by washing with water or the like. It cannot be completely removed, and a trace amount of acids remains in the expanded graphite. For example, when used as a gasket material for a long time, there is a problem that the metal gradually corrodes and corrodes metals.

【0007】また、粘結剤等を使用しているために、鱗
片状のグラファイト間の接触性が悪化し、グラファイト
特有の熱伝導特性や電気伝導特性が十分に発現できず、
結合度も弱いために鱗片状に剥離が起こりやすい等の課
題もある。
[0007] In addition, since a binder or the like is used, the contact property between the scale-like graphite is deteriorated, and the heat conduction property and electric conduction property peculiar to graphite cannot be sufficiently exhibited.
There is also a problem in that the degree of bonding is weak, so that peeling is likely to occur in a scale-like manner.

【0008】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたもので、高分子フィルム、特にポリイミドフィ
ルムを熱処理によってグラファイトフイルム得て、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、
強靱性に富み熱伝導性に優れたグラファイトフィルムを
実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and a polymer film, particularly a polyimide film, is obtained by heat treatment to obtain a graphite film, which exhibits the same physical properties as a single crystal graphite, and has high quality and flexibility. ,
An object of the present invention is to realize a graphite film that is rich in toughness and excellent in thermal conductivity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、ポリイミドフィルムを用意する行程と、不
活性ガス中で第1の出発温度から第1の昇温速度で昇温
して炭素化温度範囲にある第1の上限温度まで焼成する
第1の熱処理工程と、第1の熱処理行程後更に不活性ガ
ス中で第2の出発温度から第2の昇温速度でグラファイ
ト化温度範囲にある上限温度以上まで焼成する第2の熱
処理工程とを有するグラファイトフィルムの製造方法で
あって、更に第1の昇温速度と第2の昇温速度との間に
グラファイトフィルムが発泡状態を呈するに足る条件を
設定する条件設定行程を有するグラファイトフィルムの
製造方法、このような製造方法により得られたグラファ
イトフィルム及びこのようなグラファイトフィルムを用
いた熱伝導体である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention comprises a step of preparing a polyimide film and a step of raising a temperature from a first starting temperature in an inert gas at a first heating rate. A first heat treatment step of firing to a first upper limit temperature in a carbonization temperature range, and a graphitization temperature range after the first heat treatment step in an inert gas at a second temperature rising rate from a second starting temperature. A second heat treatment step of firing to a temperature equal to or higher than a certain upper limit temperature, wherein the graphite film exhibits a foamed state between the first heating rate and the second heating rate. A method for producing a graphite film having a condition setting step of setting sufficient conditions, a graphite film obtained by such a production method, and a heat conductor using such a graphite film. .

【0010】このような構成により、高分子フィルム、
特にポリイミドフィルムを熱処理によってグラファイト
フイルム得て、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、強靱性に富み熱伝導性に優れたグ
ラファイトフィルムを実現する。
With such a configuration, a polymer film,
In particular, a graphite film is obtained by heat-treating a polyimide film, and exhibits the same physical properties as single-crystal graphite, and realizes a high-quality, flexible, tough, and excellent thermal conductive graphite film.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の本発明は、ポリ
イミドフィルムを用意する行程と、不活性ガス中で第1
の出発温度から第1の昇温速度で昇温して上限温度10
00℃〜1200℃まで焼成する第1の熱処理工程と、
前記第1の熱処理行程後更に不活性ガス中で第2の出発
温度から第2の昇温速度で上限温度2500℃以上まで
焼成する第2の熱処理工程とを有するグラファイトフィ
ルムの製造方法であって、更に前記第1の昇温速度と前
記第2の昇温速度との間にグラファイトフィルムが発泡
状態を呈するに足る条件を設定する条件設定行程を有す
るグラファイトフィルムの製造方法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention according to claim 1 includes a step of preparing a polyimide film and a step of preparing a polyimide film in an inert gas.
From the starting temperature at the first heating rate to the upper limit temperature of 10
A first heat treatment step of firing to 00 ° C to 1200 ° C;
A second heat treatment step in which the first heat treatment step is followed by baking in an inert gas from a second starting temperature at a second temperature raising rate to an upper limit temperature of 2500 ° C. or more, further comprising a second heat treatment step. And a condition setting step of setting conditions sufficient for the graphite film to exhibit a foamed state between the first temperature rising rate and the second temperature rising rate.

【0012】このような構成により、グラファイトフィ
ルムに不要な成分原子を熱分解させガス化させて除去し
て、発泡性のグラファイトフィルムを確実に形成すると
いう作用を有する。
[0012] With such a configuration, unnecessary component atoms in the graphite film are thermally decomposed and gasified to be removed, thereby reliably forming an expandable graphite film.

【0013】ここで、請求項2記載のように、第1の昇
温速度は、1〜20℃/minの範囲内であることが好
適である。
Here, it is preferable that the first heating rate is in a range of 1 to 20 ° C./min.

【0014】一方、請求項3記載のように、第2の昇温
速度は、5〜20℃/minの範囲内であることが好適
である。
On the other hand, it is preferable that the second heating rate be in the range of 5 to 20 ° C./min.

【0015】より具体的には、請求項4記載のように、
条件設定行程で、第2の昇温速度は、第1の昇温速度以
上の速度となるように設定することも可能である。
More specifically, as described in claim 4,
In the condition setting step, the second heating rate may be set to be higher than or equal to the first heating rate.

【0016】一方、請求項5記載のように、条件設定行
程で、第2の昇温速度は、第1の昇温速度以下の速度と
なるように設定することも可能である。
On the other hand, in the condition setting step, the second heating rate may be set to be lower than the first heating rate.

【0017】また、請求項6記載のように、第1の出発
温度は室温であり、第2の出発温度も室温であることが
簡便で好ましい。
Further, as described in claim 6, it is convenient and preferable that the first starting temperature is room temperature and the second starting temperature is also room temperature.

【0018】更に、請求項7記載のように、第1の熱処
理行程で、昇温動作を一旦停止しその温度を維持する行
程を含むことも可能である。
Further, as described in claim 7, the first heat treatment step may include a step of temporarily stopping the temperature raising operation and maintaining the temperature.

【0019】更に、請求項8記載のように、グラファイ
トフィルムを圧延処理する圧延処理工程を有し、フィル
ムの均質性や柔軟性を向上させてもよい。
Furthermore, the present invention may further include a rolling step of rolling the graphite film to improve the homogeneity and flexibility of the film.

【0020】そして、請求項9記載のように、ポリイミ
ドフィルムが、添加材を実質的に含有しないものである
ことが好ましい。
It is preferable that the polyimide film does not substantially contain an additive material.

【0021】また、請求項10記載の本発明は、請求項
1から9のいずれかに記載のグラファイトフィルムの製
造方法で得られたグラファイトフィルムであって、出発
原料であるポリイミドフィルムよりも膜厚が厚いグラフ
ァイトフィルムである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a graphite film obtained by the method for producing a graphite film according to any one of the first to ninth aspects, wherein the thickness of the graphite film is greater than that of the starting polyimide film. Is a thick graphite film.

【0022】このような構成のグラファイトフィルム
は、確実に発泡状態を有し、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、強靱性に富み熱伝導性
に優れたグラファイトフィルムとなる。
The graphite film having such a configuration has a foamed state without fail, exhibits the same physical properties as single-crystal graphite, and is a graphite film having high quality, flexibility, toughness, and excellent heat conductivity. .

【0023】また、請求項11記載の本発明は、請求項
10記載のグラファイトフィルムを、発熱源に連絡して
用いる熱伝導体であり、高品質で柔軟性、強靱性に富ん
だ熱伝導体となる。
The present invention according to claim 11 is a thermal conductor which uses the graphite film according to claim 10 in contact with a heat source, and is a high-quality, flexible and tough thermal conductor. Becomes

【0024】より詳細には、本発明は、芳香族系ポリイ
ミド高分子フィルムを不活性ガス中で、その高分子が、
熱分解を始め、炭素前駆体を経て、ほぼ100%の炭素
化物となる温度範囲内、好適には1000℃〜1200
℃まで、適当な出発温度、例えば室温、からまず昇温し
て熱処理(予備焼成)し、その後一旦その出発温度付近
まで温度を下げ、再び昇温をしてグラファイト化が終了
する温度範囲、好適には2500℃以上まで、昇温して
熱処理(本焼成)する構成をとれば、得られるグラファ
イトフィルムは、このような構成を採用しないもの、例
えば本焼成のみしか行わないもの、に比較して、確実に
発泡状態が形成され得る知見を得て、更にこれらの予備
焼成の最高温度・昇温速度と本焼成のそれらとの間に、
作製時間や得られる発泡性のグラファイトフィルムの膜
厚、密度、表面状態等の品質とのかねあいで、それらを
考慮した最適条件が設定し得るという知見を得て完成さ
れたものである。
More specifically, the present invention provides an aromatic polyimide polymer film in an inert gas, wherein the polymer is
Starting from thermal decomposition, through a carbon precursor, within a temperature range of almost 100% carbonized material, preferably from 1000 ° C to 1200 ° C
To an appropriate starting temperature, for example, room temperature, and then heat-treated (preliminary sintering), and then temporarily lowered to near the starting temperature, and then heated again to complete the graphitization. If a configuration is adopted in which the temperature is raised to 2500 ° C. or higher and heat treatment is performed (final baking), the obtained graphite film is compared with a graphite film that does not employ such a configuration, for example, a film that only performs main baking. Obtaining the knowledge that a foamed state can be reliably formed, and furthermore, between those of the maximum temperature and the rate of temperature rise of these preliminary firing and those of the final firing,
It has been completed with the knowledge that optimum conditions can be set in consideration of the production time and the quality of the obtained expandable graphite film such as the film thickness, density, and surface condition.

【0025】このポリイミドフィルムは、熱焼成により
グラファイト構造を有するものとして知られている芳香
族縮合高分子を用いたものの中で、最も良質のグラファ
イト構造が得られるものとして知られているものであ
る。
This polyimide film is known to provide the highest quality graphite structure among those using an aromatic condensed polymer known to have a graphite structure by thermal baking. .

【0026】なお、出発原料のポリイミドフィルムの膜
厚は、商品化されているものを使用できるという簡便性
からいえば25〜300μmの範囲内が好適で、対応し
て作製されるグラファイトフィルムも平均膜厚をみれ
ば、1mm以下程度の厚さとなる。
The thickness of the polyimide film as a starting material is preferably in the range of 25 to 300 μm in view of the simplicity that a commercially available polyimide film can be used. The film thickness is about 1 mm or less.

【0027】(実施の形態1)本実施の形態では、ポリ
イミドフィルムとして膜厚50μmのもの(商品名カプ
トン:東レ・デュポン社製)を代表的に用いた。
(Embodiment 1) In the present embodiment, a polyimide film having a film thickness of 50 μm (trade name: Kapton, manufactured by Dupont Toray) is typically used.

【0028】ここで、特に熱処理による発泡性を効果的
かつ確実に引き出すために、特別な添加材をフィルムに
添加する等の特別な処理を加えていないフィルムを原料
として用いることが好適である。
Here, in order to effectively and surely draw out the foaming property by the heat treatment, it is preferable to use a film which has not been subjected to any special treatment such as adding a special additive to the film.

【0029】まず、予備焼成として、不活性ガス雰囲気
中で、常温から昇温していき、最高温度を炭素化領域に
ある1000℃とし、その最高温度に到達した時点で予
備焼成を終了した。この場合の、昇温速度としては、1
℃/min、2℃/min、5℃/min、10℃/m
in、15℃/min及び20℃/minに各々設定
し、予備焼成を行った。
First, as preliminary firing, the temperature was raised from room temperature in an inert gas atmosphere, the maximum temperature was set to 1000 ° C. in the carbonization region, and when the maximum temperature was reached, the preliminary firing was terminated. In this case, the heating rate is 1
° C / min, 2 ° C / min, 5 ° C / min, 10 ° C / m
in, 15 ° C./min, and 20 ° C./min, respectively, and preliminary firing was performed.

【0030】ついで、予備焼成終了後、本焼成を行っ
た。この本焼成は、不活性ガス雰囲気中で、常温から昇
温していき、最高温度をグラファイト化領域である27
00℃とし、その最高温度に到達した時点で本焼成を終
了した。この場合の、昇温速度としては、5℃/min
10℃/min、15℃/min及び20℃/min
で行い、予備焼成の各昇温速度と組み合わせて本焼成を
実行した。
Then, after the completion of the preliminary firing, the main firing was performed. In this firing, the temperature is raised from room temperature in an inert gas atmosphere, and the maximum temperature is set to the graphitized region 27.
The temperature was set to 00 ° C., and when the maximum temperature was reached, the main firing was completed. In this case, the heating rate was 5 ° C./min.
10 ° C / min, 15 ° C / min and 20 ° C / min
The main firing was performed in combination with each of the preheating rates.

【0031】その結果を、以下の(表1)に発泡性良否
として示す。
The results are shown in Table 1 below as the quality of foamability.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】この(表1)の発泡性の評価は、結果生成
物の表面及び断面形状の観察により行った。
The evaluation of the foamability in Table 1 was carried out by observing the surface and cross-sectional shape of the resulting product.

【0034】まず、目的とする柔軟性、つまり発泡性の
あるグラファイトシ−トが形成されたかどうかは、基本
的には本焼成後の結果生成物の表面状態の目視観察で行
える。
First, whether or not the desired flexibility, that is, the foamable graphite sheet has been formed can be basically determined by visual observation of the surface state of the resultant product after the main firing.

【0035】というのは、条件が悪いとシ−トにならな
いで、粉末あるいは塊の集合したものになってしまうた
め、まず形状がシ−ト状になっているかどうかで良否の
判断を1次的に行った。
This is because if the conditions are not good, the sheet will not be formed, but will be a collection of powders or lumps. I went.

【0036】次に、発泡性になっているかどうかである
が、結果生成物の表面が、金属光沢性を有しているよう
な場合には、通常のグラファイトシートが形成されてお
り、発泡状態にはなく、柔軟性は得られていないため、
シート状になっている結果生成物の表面状態を観察し、
2次的に良否判断をする。
Next, as to whether or not the foam is foamable, if the surface of the resulting product has metallic luster, an ordinary graphite sheet is formed and the foamed state is obtained. And there is no flexibility,
Observe the surface condition of the resulting product in sheet form,
A pass / fail decision is made secondarily.

【0037】そして、最終的に、表面が金属光沢を有さ
ないものの断面形状を確認し、発泡性の良否判断を行っ
た。
Finally, the cross-sectional shape of the surface having no metallic luster was confirmed, and the quality of the foamability was judged.

【0038】このようにして行った否判断の結果を、
(表1)の○、△、×で示す。○は、発泡性が良好なも
の、△は、発泡性が現れており実用に供し得るもの、×
は、全く発泡性が発現しなかったものを示す。
The result of the rejection judgment made in this way is
It is shown by ○, Δ, and × in (Table 1).は indicates good foaming property, △ indicates practical foaming property, and ×
Indicates that no foamability was exhibited.

【0039】この結果によれば、予備焼成の昇温速度が
小さい場合には、本焼成の昇温速度を大きくしていって
も、良好な発泡性は得られないが、徐々に予備焼成の昇
温速度を上げていった場合には、本焼成の昇温速度その
3倍から10倍程度大きくした時点で発泡性が得られ始
める。そして、予備焼成の昇温速度がある値に達したと
きに、それと同等以上の本焼成の昇温速度で良好な発泡
性が発現し、更に予備焼成の昇温速度がその値を越える
と、それ以下の本焼成の昇温速度でも良好な発泡性が発
現することが理解できる。
According to the results, when the temperature rise rate of the preliminary firing is low, good foamability cannot be obtained even if the temperature rise rate of the final firing is increased, When the heating rate is increased, the foaming property starts to be obtained when the heating rate in the main firing is increased about 3 to 10 times. Then, when the temperature rise rate of the pre-firing reaches a certain value, good foaming property is expressed at a temperature rise rate of the main firing equal to or more than that, and when the temperature rising rate of the pre-firing exceeds that value, It can be understood that a good foaming property is exhibited even at a lower heating rate of the main firing.

【0040】従って、予備焼成と本焼成の2段階の熱処
理を行って、発泡性の発現性を向上させる構成におい
て、それらの昇温速度にある相関関係があることが理解
でき、求められる発泡状態の特性に応じて、かつ作製時
間等の効率に応じて、最適と考えられる条件を設定し得
ることがわかる。
Accordingly, it can be understood that there is a certain correlation between the rate of temperature rise in the structure in which the heat treatment is performed in two stages of pre-firing and main firing to improve the foamability, and the required foaming state It can be seen that conditions considered to be optimal can be set according to the characteristics of the above and the efficiency such as the production time.

【0041】即ち、本実施の形態においては、予備焼成
と本焼成の2段階の熱処理を行って、作製されるグラフ
ァイトシートの発泡状態の発現性を向上させる構成にお
いては、その発泡性に求められる要求度合いに対応し、
予め作製上の効率等を加味して最適な条件を設定してお
き、このような熱処理により確実に発泡性を有するグラ
ファイトフィルムを、より確実かつ効率的に、作製し得
ることが理解できる。
That is, in the present embodiment, in a configuration in which the heat treatment in two stages of pre-firing and main firing is performed to improve the foaming state of the graphite sheet to be produced, the foaming property is required. According to the degree of demand,
It can be understood that optimal conditions are set in advance in consideration of the production efficiency and the like, and a graphite film having a foaming property can be produced more reliably and efficiently by such heat treatment.

【0042】なお、予備焼成や本焼成時の昇温速度範囲
であるが、本実施の形態で示した速度以下であれば、グ
ラファイトシートの発泡性が十分得られないために、ま
た本実施の形態で示した速度以上であればグラファイト
シートの品質に問題が生じる場合があるために、現実的
ではない。
The heating rate during pre-firing or main firing is within the range described in the present embodiment. However, if the rate is lower than the rate shown in the present embodiment, the graphite sheet cannot have sufficient foaming properties. If the speed is higher than the speed shown in the embodiment, the quality of the graphite sheet may be problematic, which is not practical.

【0043】また、予備焼成と本焼成における出発温度
は、必ずしも常温で一致させる必要はなく、各々炭素化
が始まる温度以下であれば、個別に設定が可能である。
The starting temperatures in the pre-firing and the main firing do not always have to be the same at room temperature, and can be individually set as long as each temperature is equal to or lower than the temperature at which carbonization starts.

【0044】また、出発原料のポリイミドフィルムの膜
厚は、50μmに限定されるものではなく、商品化され
ている25〜300μmの範囲内のものについて確認し
たところ、同様の結果が得られた。もちろん、この範囲
は、発泡状態の発現に対して本質的な制限ではなく、限
定されるものではない。
The thickness of the polyimide film as a starting material is not limited to 50 μm. When the thickness of the commercially available polyimide film is in the range of 25 to 300 μm, similar results were obtained. Of course, this range is not an essential limitation on the development of the foaming state and is not limited.

【0045】更に、本実施の形態の本焼成後、グラファ
イトフィルムを圧延処理する工程を付加してもよい。か
かる工程を付加すると、グラファイトフィルムの膜厚等
の均質性が向上し、かつ柔軟性自体も向上した。また、
昇温速度の大きなものを選択すると膜厚は増加するた
め、一定限度内に膜厚を制限したい場合等にも有効であ
る。
Further, after the main firing in the present embodiment, a step of rolling the graphite film may be added. By adding such a step, the homogeneity of the graphite film such as the film thickness was improved, and the flexibility itself was also improved. Also,
The film thickness increases when a rate of temperature increase is large, so that it is also effective when it is desired to limit the film thickness within a certain limit.

【0046】(実施の形態2)本実施の形態では、予備
焼成の最高温度は同様だが、本焼成の最高温度をグラフ
ァイト化領域の2900℃としたこと以外は、実施の形
態1と同様にグラファイトフィルムを作製し、発泡状態
を評価した。
(Embodiment 2) In this embodiment, the maximum temperature of pre-firing is the same, but graphite is the same as in Embodiment 1 except that the maximum temperature of main firing is 2900 ° C. in the graphitized region. A film was prepared and the foaming state was evaluated.

【0047】その結果を、以下の(表2)に発泡性良否
として示す。
The results are shown in Table 2 below as the quality of foamability.

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】この(表2)の発泡性の評価も、実施の形
態1と同様にして行った。このようにして行った否判断
の結果を、(表2)の○、△、×で示す。○は、発泡性
が良好なもの、△は、発泡性が現れており実用に供し得
るもの、×は、全く発泡性が発現しなかったものを示
す。
The evaluation of foaming properties in Table 2 was performed in the same manner as in the first embodiment. The results of the determination made in this manner are indicated by ○, Δ, and × in Table 2. ○ indicates that the foaming property was good, Δ indicates that the foaming property appeared and could be put to practical use, and x indicates that the foaming property did not appear at all.

【0050】この結果によれば、全体的な発泡性の発現
の傾向は実施の形態1と同様であるが、実施の形態1に
比較して、実施の形態1では発泡性が発現しなかった予
備焼成の昇温速度が小さい場合でも、本焼成の昇温速度
が大きい場合には、発泡性が得られ始める。そして、予
備焼成の昇温速度がある値に達したときに、それと同等
の本焼成の昇温速度以上で良好な発泡性が発現する予備
焼成の昇温速度も実施の形態1のものよりも低くなって
いることが理解できる。
According to the result, the overall tendency of development of foaming property is the same as that of the first embodiment, but no foaming property was developed in the first embodiment as compared with the first embodiment. Even when the rate of temperature rise in pre-firing is low, if the rate of temperature rise in main firing is high, foaming properties begin to be obtained. When the temperature rise rate of the pre-firing reaches a certain value, the temperature rise rate of the pre-firing in which good foaming properties are exhibited at the same or higher temperature rate of the main firing is also higher than that of the first embodiment. You can see that it is lower.

【0051】(実施の形態3)本実施の形態では、予備
焼成の最高温度は同様だが、本焼成の最高温度をグラフ
ァイト化領域の2000℃〜3000℃の範囲内で10
0℃毎に徐々に変化させたこと以外は、実施の形態1と
同様にグラファイトフィルムを作製し、同様に発泡状態
を評価した。
(Embodiment 3) In the present embodiment, the maximum temperature of the pre-firing is the same, but the maximum temperature of the main firing is set to 10 ° C.
A graphite film was prepared in the same manner as in Embodiment 1 except that the temperature was gradually changed every 0 ° C., and the foaming state was evaluated in the same manner.

【0052】この結果によれば、実施の形態1と実施の
形態2とを比較して確認された傾向は維持されており、
本焼成の最高温度が高いほど、発泡性が発現しなかった
予備焼成の昇温速度が小さい場合でも、発泡性が得られ
てくることも確認された。
According to this result, the tendency confirmed by comparing the first embodiment with the second embodiment is maintained.
It was also confirmed that the higher the maximum temperature of the main firing, the higher the foaming property was obtained even when the rate of temperature rise in the preliminary firing in which the foaming property did not appear was small.

【0053】但し、グラファイトシートのグラファイト
化の程度からいえば、本焼成時の最高温度は2500℃
以上のものであることが好ましい。というのは、それ以
下の温度では、グラファイト構造が十分発達してない場
合が発生するためである。
However, in terms of the degree of graphitization of the graphite sheet, the maximum temperature during the firing is 2500 ° C.
It is preferable that it is the above. This is because, at a temperature lower than that, a case occurs where the graphite structure is not sufficiently developed.

【0054】(実施の形態4)本実施の形態では、実施
の形態3に対して、更に予備焼成の最高温度を1000
℃〜2000℃の範囲内で100℃毎に徐々に変化させ
こと以外は、実施の形態3と同様にグラファイトフィル
ムを作製し、同様に発泡状態を評価した。
(Embodiment 4) In the present embodiment, the maximum temperature of pre-firing is set to 1000
A graphite film was produced in the same manner as in Embodiment 3 except that the temperature was gradually changed every 100 ° C. within the range of from 2000 ° C. to 2000 ° C., and the foaming state was evaluated in the same manner.

【0055】この結果によっても、実施の形態1と実施
の形態2とを比較した傾向は維持されており、本焼成の
最高温度が高いほど、発泡性が発現しなかった予備焼成
の昇温速度が小さい場合でも、発泡性が得られてくるこ
とも確認された。
According to these results, the tendency of comparison between the first embodiment and the second embodiment is maintained. The higher the maximum temperature of the main firing, the higher the temperature increase rate of the preliminary firing in which the foaming property did not appear. It was also confirmed that foaming properties could be obtained even when was small.

【0056】但し、予備焼成時の好適な炭素化という観
点からいえば、予備焼成時の最高温度は1000℃〜1
200℃の範囲内であることが好ましい。とうのは、そ
れ以下の温度では炭素化が十分でなく、本焼成時の大き
な昇温速度で得られるグラファイトシートのグラファイ
ト構造に問題が出たり、またそれ以上の温度としても得
られるグラファイトシートの発泡性やグラファイト構造
には、実質上差異が見いだせなかったためである。
However, from the viewpoint of suitable carbonization at the time of pre-firing, the maximum temperature at the time of pre-firing is 1000 ° C to 1 ° C.
Preferably it is in the range of 200 ° C. At a lower temperature, carbonization is not sufficient, and there is a problem in the graphite structure of the graphite sheet obtained at a large heating rate during the main firing, or the graphite sheet obtained at a higher temperature may have a problem. This is because no substantial difference was found in the foamability and the graphite structure.

【0057】(実施の形態5)本実施の形態では、実施
の形態1に対して、予備焼成の間に一定温度で一定時間
保持して、得られるグラファイトシートの品質を改善す
る等を目的とするいわゆるキープ処理を行った場合の影
響について検討する。
(Fifth Embodiment) This embodiment is different from the first embodiment in that the quality of the obtained graphite sheet is improved by maintaining the same at a certain temperature for a certain time during the preliminary firing. The effect of performing a so-called keep process will be discussed.

【0058】具体的には、予備焼成時の500℃おいて
キ−プ処理を1時間処理を加えた場合の結果を以下の
(表3)に示す。
More specifically, the results obtained when a pre-baking treatment was carried out at 500 ° C. for 1 hour at 500 ° C. are shown in Table 3 below.

【0059】[0059]

【表3】 [Table 3]

【0060】この結果によっても、発泡性が発現する昇
温速度はより大きなものが要求されるが、実施の形態1
と実施の形態2とを比較した傾向は維持されていた。
According to this result, a higher heating rate at which the foaming property is developed is required.
And the tendency of comparing Embodiment 2 with Embodiment 2 was maintained.

【0061】更に、キープ処理温度や時間を500℃〜
1000℃までの間で30分から2時間の間を組み合わ
せて確認したところ、同様の傾向が確認された。
Further, the keeping temperature and time are set at 500 ° C.
The same tendency was confirmed when the temperature was checked up to 1000 ° C. in a combination of 30 minutes to 2 hours.

【0062】(実施の形態6)本実施の形態では、以上
の実施の形態で得られたグラファイトフィルムの内で評
価が○、△のものを、電気機器等の発熱源に連絡して、
熱伝導体として用いた。
(Embodiment 6) In this embodiment, among the graphite films obtained in the above embodiment, those having evaluations of "O" and "B" are communicated to a heat source such as electric equipment, and the like.
Used as thermal conductor.

【0063】本実施の形態における熱伝導体は、グラフ
ァイト構造を有するため、その炭素原子同士の結合面の
方向に良好な熱伝導性を呈するため、実際に発熱源から
の熱を外部へと効率的に伝達し、放熱させることができ
た。
Since the heat conductor of the present embodiment has a graphite structure and exhibits good heat conductivity in the direction of the bonding surface between its carbon atoms, heat from the heat source is actually transferred to the outside efficiently. It was able to transmit heat and radiate heat.

【0064】また、この熱伝導体は、発泡性故に十分な
柔軟性を有し、熱伝導体の取り回しは、きわめて自在に
行い得た。更に、この柔軟性故に、発熱源に対する取り
付けの自由度も高く、発熱源が複雑な形状の電気機器で
あっても、十分対応が可能であった。
The heat conductor had sufficient flexibility due to foaming properties, and the heat conductor could be handled very freely. Furthermore, because of this flexibility, the degree of freedom of attachment to the heat source is high, and it is possible to sufficiently cope with an electric device having a complicated heat source.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高分子フ
ィルム、特にポリイミドフィルムを熱処理によってグラ
ファイトフイルム得て、残留酸、鱗片状の剥離等の発生
がなく、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、強靱性に富み熱伝導性に優れたグラファイ
トフィルムが確実に得られた。
As described above, according to the present invention, a graphite film is obtained by heat-treating a polymer film, in particular, a polyimide film, and is free from residual acid and flake-like peeling, and has the same physical properties as single-crystal graphite. Thus, a graphite film having high quality, flexibility, toughness, and excellent thermal conductivity was surely obtained.

【0066】そして、かかるグラファイトフィルムは、
発熱源からの熱を放熱する熱伝導体として好適に適用さ
れ得たものである。
Then, such a graphite film is
It can be suitably applied as a heat conductor for radiating heat from a heat source.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリイミドフィルムを用意する行程と、
不活性ガス中で第1の出発温度から第1の昇温速度で昇
温して上限温度1000℃〜1200℃まで焼成する第
1の熱処理工程と、前記第1の熱処理行程後更に不活性
ガス中で第2の出発温度から第2の昇温速度で上限温度
2500℃以上まで焼成する第2の熱処理工程とを有す
るグラファイトフィルムの製造方法であって、更に前記
第1の昇温速度と前記第2の昇温速度との間にグラファ
イトフィルムが発泡状態を呈するに足る条件を設定する
条件設定行程を有するグラファイトフィルムの製造方
法。
1. A process for preparing a polyimide film,
A first heat treatment step in which the temperature is raised from a first starting temperature at a first temperature rising rate in an inert gas to a maximum temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C., and an inert gas is further added after the first heat treatment step A second heat treatment step of firing at a second heating rate from a second starting temperature to an upper limit temperature of 2500 ° C. or more, wherein the first heating rate and the second heating rate are further increased. A method for producing a graphite film, comprising a condition setting step of setting conditions sufficient for the graphite film to exhibit a foamed state between the second temperature rising rate and the second temperature increasing rate.
【請求項2】 第1の昇温速度は、1〜20℃/min
の範囲内である請求項1記載のグラファイトフィルムの
製造方法。
2. The first heating rate is 1 to 20 ° C./min.
The method for producing a graphite film according to claim 1, wherein
【請求項3】 第2の昇温速度は、5〜20℃/min
の範囲内である請求項1記載のグラファイトフィルムの
製造方法。
3. The second heating rate is 5 to 20 ° C./min.
The method for producing a graphite film according to claim 1, wherein
【請求項4】 条件設定行程で、第2の昇温速度は、第
1の昇温速度以上の速度となるように設定する請求項2
または3記載のグラファイトフィルムの製造方法。
4. In the condition setting step, the second heating rate is set to be higher than or equal to the first heating rate.
Or a method for producing a graphite film according to item 3.
【請求項5】 条件設定行程で、第2の昇温速度は、第
1の昇温速度以下の速度となるように設定する請求項2
または3記載のグラファイトフィルムの製造方法。
5. The method according to claim 2, wherein in the condition setting step, the second heating rate is set to be lower than the first heating rate.
Or a method for producing a graphite film according to item 3.
【請求項6】 第1の出発温度は室温であり、第2の出
発温度も室温である請求項1から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。
6. The method for producing a graphite film according to claim 1, wherein the first starting temperature is room temperature, and the second starting temperature is also room temperature.
【請求項7】 第1の熱処理行程で、昇温動作を一旦停
止しその温度を維持する行程を含む請求項1から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。
7. The method for producing a graphite film according to claim 1, further comprising a step of temporarily stopping the temperature raising operation and maintaining the temperature in the first heat treatment step.
【請求項8】 更に、グラファイトフィルムを圧延処理
する圧延処理工程を有する請求項1から7のいずれかに
記載のグラファイトフィルムの製造方法。
8. The method for producing a graphite film according to claim 1, further comprising a rolling treatment step of rolling the graphite film.
【請求項9】 ポリイミドフィルムが、添加材を実質的
に含有しない請求項1から8のいずれかに記載のグラフ
ァイトフィルムの製造方法。
9. The method for producing a graphite film according to claim 1, wherein the polyimide film contains substantially no additive.
【請求項10】 請求項1から9のいずれかに記載のグ
ラファイトフィルムの製造方法で得られたグラファイト
フィルムであって、出発原料であるポリイミドフィルム
よりも膜厚が厚いグラファイトフィルム。
10. A graphite film obtained by the method for producing a graphite film according to claim 1, wherein the thickness of the graphite film is larger than a thickness of a polyimide film as a starting material.
【請求項11】 請求項10記載のグラファイトフィル
ムを、発熱源に連絡して用いる熱伝導体。
11. A heat conductor which uses the graphite film according to claim 10 in contact with a heat source.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130080418A (en) 2012-01-04 2013-07-12 제이엔씨 주식회사 Heat dissipation plate, electronic device and battery
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