JPS6291414A - Production of graphite film - Google Patents

Production of graphite film

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JPS6291414A
JPS6291414A JP61148265A JP14826586A JPS6291414A JP S6291414 A JPS6291414 A JP S6291414A JP 61148265 A JP61148265 A JP 61148265A JP 14826586 A JP14826586 A JP 14826586A JP S6291414 A JPS6291414 A JP S6291414A
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film
poly
graphite
binder
graphite film
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Mutsuaki Murakami
睦明 村上
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Abstract

PURPOSE:To improve the mechanical strength of a graphite film by heat-treating a specified polymer film in an inert gas or in vacuum at limited temp., then impregnating the film with a binder component, and then heating the film. CONSTITUTION:At least one kind of polymer film selected from the following polymer materials is heated at >=1,800 deg.C in an inert gas or in vacuum. The film is then impregnated with the binder component and heated at <=1,400 deg.C. Polyoxaziazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzooxazole, polybenzobisoxazole, poly(pyromellitimide), poly(m-phenylene isophthalamide), poly(m-phenylene benzoimidazole), poly(m-phenylene benzobisimidazole), and polythiazole are exemplified as the above-mentioned polymer materials. Carbonaceous materials, synthetic resins, fats and oils, metals and/or inorg. compds. can be used as the binder.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電極、発熱体、構造材、ガスケット、断熱材、
耐食性シール材、電機用ブラシ、X線モノクロメータ−
2原子炉用減速材などに利用される可撓性と強靭性を有
するグラファイトフィルムの製造方法に関し、特に、特
殊な高分子材料を原料とし、これを特定の熱処理とバイ
ンダー含浸処理を行なうことからなるグラファイトルム
の製造方法に関する。
[Detailed description of the invention] Industrial fields of application The present invention is applicable to electrodes, heating elements, structural materials, gaskets, heat insulating materials,
Corrosion-resistant sealing materials, electrical brushes, X-ray monochromators
2 Regarding the manufacturing method of flexible and tough graphite film used as a moderator for nuclear reactors, etc., in particular, it uses a special polymer material as a raw material and performs a specific heat treatment and binder impregnation treatment. The present invention relates to a method for producing a graphitelum.

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点グラファ
イトはすぐれた耐熱性や耐薬品性、高電導性などのため
工業材料として重要な位置をしめている。この様なグラ
ファイトとしては天然に産するものを使用するのが一つ
の方法であるが、良質のグラファイトは生産量が非常に
限られており、しかも取り扱い難いブロック状又は粉末
状のため人り的にタラファイトを製造する事が行なオ)
れている。
Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention Graphite plays an important role as an industrial material due to its excellent heat resistance, chemical resistance, and high electrical conductivity. One method is to use naturally occurring graphite, but high-quality graphite is produced in very limited quantities and is difficult to handle in the form of blocks or powder, making it difficult to handle manually. (O)
It is.

その様な人造グラファイトの製造方法のうちで最も一般
的な方法は多様な有機物や炭素質物を3000℃以上で
加熱してグラファイト化する方法である。
The most common method for producing such artificial graphite is to heat various organic substances and carbonaceous substances at 3000° C. or higher to convert them into graphite.

この方法では通常出発原料としてコークスなどの炭素質
物とピッチなどのバインダーが使用され、時にはいろい
ろな高分子が使用される。この様な原料を3000 °
C程度に加熱して生成する炭素の構造は比較的グラフア
イ1〜構造に近いものからそれと程遠い構造のものまで
かなりの種類が存在する。この様に11なる熱処理によ
ってその構造が比較的容易にゲラファイト的な構造に変
る炭素を易グラフアイ1−化性炭素と呼び、そうでない
ものを難グラファイト化性炭素と呼んでいる。
This method usually uses carbonaceous materials such as coke and binders such as pitch as starting materials, and sometimes various polymers. Such raw materials are heated to 3000°
There are many types of carbon structures produced by heating to about C, ranging from those relatively close to the Grapheye 1 structure to those far removed from it. In this way, carbon whose structure changes relatively easily into a gelatite-like structure by heat treatment of 11 is called easily graphitizable carbon, and carbon that does not change into a gelatite-like structure is called difficult-to-graphitize carbon.

この様な構造1−の相違が生ずる原因はグラファイト化
の機構と密接に関連していて、炭素前駆体中に存在する
構造欠陥が引続く加熱処理によって除去されやすいか否
かによっている。もちろんグラフアイ1ヘフイル11を
作成する場合には最も易グラフアイ1〜化性炭素を生じ
やすい原料が選ばれるが、生じた構造欠陥を加熱により
完全に取りのぞく事は困難である。従って!11.なる
加熱処理により天然単結晶グラフアイ1へと同様な特性
をもつグラフアイ1−フィルムの作成は現在まで出来な
かった。
The reason why such a difference in structure 1- occurs is closely related to the graphitization mechanism and depends on whether or not structural defects existing in the carbon precursor are easily removed by the subsequent heat treatment. Of course, when preparing the graphite 1-heavy file 11, the raw material that is most likely to produce graphite 1-formable carbon is selected, but it is difficult to completely remove the resulting structural defects by heating. Therefore! 11. Until now, it has not been possible to create a Grapheye 1-film with properties similar to natural single crystal Grapheye 1 through heat treatment.

すなわち前記の製造方法では一般に完全なグラフアイ1
〜構造を有するものは得ら、bないと51う欠点があっ
た。例えば、グラフアイ1−の最も典型的な物性である
a軸方向の電気伝惠度は、天然中、結晶グラフアイ1へ
の値が1〜2.5 X 1. O’S/ amであるの
に対し、該製造方法では一般に1〜2×10′]S/C
mの電導度の生成物しか′4()られない。その様な欠
点をおぎなうために(1,)F’e。
In other words, the above manufacturing method generally produces a complete graph eye 1.
There were 51 drawbacks when it was possible to obtain a product with a ~ structure, but without it. For example, the electrical conductivity in the a-axis direction, which is the most typical physical property of graphite 1-, has a value of 1 to 2.5 x 1. O'S/am, whereas in this manufacturing method it is generally 1 to 2 x 10']S/C
Only products with a conductivity of m can be removed. In order to overcome such shortcomings, (1,) F'e.

N i / C系融体からの炭化物の析出等によって製
造する方法、(2)気相炭化水素の高温分解沈積とその
熱間加工によって製造する方法、に3)天然グラファイ
トの層間エキスバンドとその後の高圧プレス加工によっ
て製造する方法、などによって人工的なグラフアイ1〜
フイルムの製造が行なわれている。しかしこれらの従来
の方法はいずれも工程−ヒに大きな問題があり、製造さ
れたグラファイトフィルムの性質−1−問題があり、特
殊な用途にしか使用されていない。
(2) A method of manufacturing by precipitation of carbides from a Ni/C-based melt, (2) A method of manufacturing by high-temperature decomposition deposition of gas phase hydrocarbons and its hot processing, and (3) Interlayer extraction band of natural graphite and its subsequent process. Artificial graph eye 1-
Film is being manufactured. However, all of these conventional methods have major problems in the process and the properties of the produced graphite film, so they are used only for special purposes.

この様な従来技術の問題点を解決すべく、本発明者は、
最も一般的な方法である有機物の熱処理によってグラフ
ァイトフィルムを作成する方法を種々検討し、先にポリ
(p−フェニレン−1,3゜4、オキサジアゾール)(
PODと略す)が不活性ガス又は真空中、1600℃以
上の温度で熱処理することによって容易にグラファイト
質に転換し得る方法を提案しく特願昭60−11541
5号)、この高分子が従来の高分子材料の中で最も容易
にグラファイト化するものであり、2500°C以上の
熱処理においてはほぼ完全なグラファイトとなることを
明らかにしている。また本発明者はポリベンゾチアゾー
ル、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾー
ル、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリチアゾールの各
高分子が18oo’c以−Lの温度で熱処理する事によ
り同様に容易にグラファイトに転換する方法(特願昭6
0−11−5416号)及びポリ(ピロメリットイミド
)、ポU(m−フェニレンイソフタルアミド)、ポリ(
m−フェニレンベンゾイミダゾール)、ポリ(m−フェ
ニレンベンゾビスイミダゾール)の各高分子を不活性ガ
ス中400〜700℃の温度範囲で自己収縮を防止する
様に熱処理し、しかる後に1800℃以上の温度で熱処
理する事によりすぐれた特性のグラフアイ1〜フイルム
を製造する方法を提案した(特願昭60 1..1,5
41.8号)。
In order to solve the problems of the prior art, the present inventors
We investigated various methods for creating graphite films by heat treatment of organic materials, which is the most common method, and first developed poly(p-phenylene-1,3゜4, oxadiazole) (
Japanese Patent Application No. 11541/1986 to propose a method for easily converting POD (abbreviated as POD) into graphite by heat treatment at a temperature of 1,600°C or higher in an inert gas or vacuum.
No. 5) revealed that this polymer is the one that most easily converts into graphite among conventional polymer materials, and becomes almost completely graphite when heat treated at 2500°C or higher. The present inventor also found that polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, and polythiazole can be easily converted into graphite by heat treatment at a temperature of 18 oo'C or higher. How to
0-11-5416) and poly(pyromellitimide), poly(m-phenylene isophthalamide), poly(
Polymers such as m-phenylenebenzimidazole) and poly(m-phenylenebenzobisimidazole) are heat-treated in an inert gas at a temperature range of 400 to 700°C to prevent self-shrinkage, and then heated to a temperature of 1800°C or higher. proposed a method for producing Grapheye 1~ films with excellent properties by heat-treating them (Patent Application 1986 1..1, 5).
41.8).

この様にして得られたフィルムはすぐれた電導性と可撓
性を有しているが、グラフアイ1〜本来の性質が現われ
るため機械的な強度の点では充分とは言えず、したがっ
て、グラフアイ1〜は工業材料として広い用途が考えら
れるにもかかわらず、前記の製造方法によって得られる
グラファイトではその応用の範囲は限られるものである
Although the film obtained in this way has excellent conductivity and flexibility, it cannot be said to have sufficient mechanical strength because the original properties of Graph Eye 1 appear. Although Eye 1~ can be considered for a wide range of uses as an industrial material, the range of applications for graphite obtained by the above-mentioned manufacturing method is limited.

肌弧ん玉邂決するための手段 本発明はこの様なグラファイト化した高分子フィルムの
すぐれた性質を有すると共に機械的な強靭性も有するグ
ラファイトを得る事を目的とし、その目的を達成するた
めに本発明者らは熱処理した高分子フィルムの構造を詳
細に検討した結果、1800℃以上で熱処理した高分子
フィルムにはいずれにも特異な層構造が存在する事の新
知見を得、この様な層構造に着目し、この層間を利用し
て強靭性を付与させるべく更に鋭意研究の結果、この様
な層の間にバインダー成分を含浸せしめ、その後適当な
温度で熱処理すると層間結合が強固になり、フィルムに
強靭性が付与される事を見出し、本発明に到達したもの
である。
The purpose of the present invention is to obtain graphite which has the excellent properties of such a graphitized polymer film and also has mechanical toughness, and in order to achieve this purpose, As a result of a detailed study of the structure of heat-treated polymer films, the present inventors obtained new knowledge that all polymer films heat-treated at 1800°C or higher have a unique layer structure. Focusing on the layer structure, we conducted further intensive research to utilize the interlayers to impart toughness.We found that by impregnating a binder component between these layers and then heat-treating them at an appropriate temperature, the interlayer bond becomes stronger. The present invention was achieved by discovering that toughness can be imparted to the film.

す゛なわち、本発明はポリオキサジアゾール、ポリベン
ゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾ
オキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリ(ピ
ロメリットイミド)、ポリ(m−フェニレンイソフタル
アミド)、ポリ(m−フェニレンベンゾイミダゾール)
、ポリ(m−フェニレンベンゾビスイミダゾール)、ポ
リチアゾールのうちから選ばれた少なくとも一種類の高
分子フィルムを不活性ガスもしくは真空中1.800℃
以上の温度で熱処理し、しかる後にバインダー成分を含
浸し、1400℃以下の温度で加熱処理することを特徴
とするグラファイトフィルムの製造方法に関する。
That is, the present invention provides polyoxadiazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, poly(pyromellitimide), poly(m-phenylene isophthalamide), poly(m- phenylenebenzimidazole)
, poly(m-phenylenebenzobisimidazole), and polythiazole at 1.800°C in an inert gas or vacuum.
The present invention relates to a method for producing a graphite film, which comprises heat-treating at a temperature above, then impregnating with a binder component, and heat-treating at a temperature of 1400° C. or below.

本発明になる方法はすべての高分子に適用できる訳では
なく、」1記の様な層構造を持つものに限られ、したが
って現時点では本発明になる高分子に限られる。第1表
には本発明になる出発原料高分子の名称、略号、構造式
を第1表にまとめて示す。
The method of the present invention cannot be applied to all polymers, but is limited to those having a layered structure as described in item 1 above, and therefore is currently limited to the polymers of the present invention. Table 1 summarizes the names, abbreviations, and structural formulas of the starting material polymers of the present invention.

第1表 また第1図には層構造の一例としてポリオキサジアゾー
ル(POD)フィルムをアルゴン中2500℃で処理し
た場合に形成されるグラファイトフィルムの層構造の電
子顕微鏡写真を示す。本発明になる高分子ではこの様な
層構造は通常1800℃以上で形成されるので、母材と
なるフィルムは1800℃以上に加熱する事が必要であ
る。実際1800℃以下の処理物ではバインダー含浸の
処理を行なってもバインダーを含浸させることが出来な
かった。
Table 1 and FIG. 1 show, as an example of the layer structure, an electron micrograph of the layer structure of a graphite film formed when a polyoxadiazole (POD) film is treated in argon at 2500°C. In the polymer of the present invention, such a layered structure is usually formed at a temperature of 1800°C or higher, so it is necessary to heat the base film to 1800°C or higher. In fact, it was not possible to impregnate the binder with the treated material at 1800° C. or lower even if the binder impregnation treatment was performed.

バインダーとしては炭素質物質、合成樹脂、油脂、金属
、無機化合物などがある。炭素質物質としてはピッチが
主として用いられるが充孔度をコントロールするために
、タール、クレオソート油、アセナフテンなどの低粘度
のものを混合して用いる事が出来る。
Binders include carbonaceous substances, synthetic resins, oils and fats, metals, and inorganic compounds. Pitch is mainly used as the carbonaceous material, but in order to control the degree of porosity, low-viscosity materials such as tar, creosote oil, acenaphthene, etc. can be mixed and used.

合成樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、フル
フリルアルコール樹脂、ポリエステル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリジビニルベンゼン、ポリビニルブチラールな
どが広く使用出来る。油脂類としてはアマニ油、キリ油
等が使用出来、金属としてはホワイトメタル、銅、アル
ミニウムなどが使用出来、また無機化合物としては燐酸
塩、アルミナ、水ガラスなどが用いられる。バインダー
の添加量は強度を増加させかつグラファイト化フィルム
本来の特性を失なわない範囲で選択され、バインダーの
種類によって添加星回能な量も変化するが、通常はグラ
ファイトフィルムに対して5〜20重量%重量%筒囲が
適当である。この2次加熱の温度はバインダーの種類に
よって異なるが、一般に1400℃以下の範囲から適当
に選択される。1400℃以1−.の温度は一般に不必
要であるばかりか場合によっては結合力を弱めフィルム
の強靭性を失なわせることがある。またバインダーとし
て合成樹脂を使用した場合には高温での熱処理は必要で
はなく、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリ塩
化ビニリデンなどの高分子では含浸後50〜100℃の
温度で乾燥処理を行なうだけで十分な強度が得られる。
As the synthetic resin, epoxy resin, phenol resin, furfuryl alcohol resin, polyester, polyvinylidene chloride, polydivinylbenzene, polyvinyl butyral, etc. can be widely used. Linseed oil, tung oil, etc. can be used as the oil and fat, white metal, copper, aluminum, etc. can be used as the metal, and phosphate, alumina, water glass, etc. can be used as the inorganic compound. The amount of binder added is selected within a range that increases the strength and does not lose the original properties of the graphitized film, and the amount added varies depending on the type of binder, but it is usually 5 to 20% relative to the graphite film. Weight % weight % tube circumference is suitable. The temperature of this secondary heating varies depending on the type of binder, but is generally appropriately selected from a range of 1400° C. or lower. 1400℃ or higher 1-. Temperatures of 10 to 10% are generally unnecessary and can in some cases weaken the bond and cause the film to lose its toughness. Furthermore, when a synthetic resin is used as a binder, heat treatment at high temperatures is not necessary; for polymers such as polyvinyl butyral, polyester, and polyvinylidene chloride, drying at a temperature of 50 to 100°C after impregnation is sufficient. Provides strength.

加熱時間は10分から4時間、好ましくは30分〜1一
時間である。
The heating time is 10 minutes to 4 hours, preferably 30 minutes to 11 hours.

得られたグラフアイl−フィル11のクラファイト化(
黒鉛化)の程度を表わすには格子定数、C軸方向の結晶
子の大きさなどのX線回折のパラメーターとそれから計
算した黒鉛化率が良く使用され、電気伝導度値もしばし
ば利用される。格子定数はX線の(002)回折線の位
置より計算され、天然単結晶グラファイトの格子定数で
ある6、708人の値に近いほどグラファイト構造が発
達している事を示している。又、C軸方向の結晶子の大
きさは(OO2)回折線の半値幅より計算され。
Graphite l-fill 11 obtained was converted to graphite (
To express the degree of graphitization, X-ray diffraction parameters such as lattice constant and crystallite size in the C-axis direction and the graphitization rate calculated therefrom are often used, and electrical conductivity values are also often used. The lattice constant is calculated from the position of the (002) diffraction line of X-rays, and the closer it is to the value of 6,708 people, which is the lattice constant of natural single crystal graphite, the more developed the graphite structure is. Further, the size of the crystallite in the C-axis direction is calculated from the half-width of the (OO2) diffraction line.

その価が大きいほどグラフアイi−の平面構造が良く発
達している事を示している。天然単結晶グラファイトの
結晶子の大きさは1. OO0Å以上である。黒鉛化率
は結晶面間隔(dooz)より文献[Merig  a
nd  Maj re、  LesCarbons  
Vol、1  p129 (]−965)〕の方法によ
って計算される。もちろん天然単結晶グラファイトでは
100%である。電気伝導度値はグラファイトのa軸方
向の値を言い、天然単結晶グラファイトでは1〜2.5
X104S/ c mである。電導度値が大きいほどグ
ラファイト構造に近い事を示している。
The larger the value, the better the planar structure of graph eye i- is developed. The crystallite size of natural single crystal graphite is 1. It is OO0Å or more. The graphitization rate is calculated from the crystal plane spacing (dooz) in the literature [Merig a
nd Maj re, Les Carbons
Vol, 1 p129 (]-965)]. Of course, it is 100% in natural single crystal graphite. The electrical conductivity value refers to the value in the a-axis direction of graphite, and is 1 to 2.5 for natural single crystal graphite.
X104S/cm. The larger the conductivity value, the closer the structure is to graphite.

バインダーの添加量の増大に従い当然グラファイト化フ
ィルムの本来の特性は失われてくることになる。そこで
、ここでは最も測定の容易である電導度値の測定により
グラファイト化フィルムの性質を見積ることにする。
Naturally, as the amount of binder added increases, the original properties of the graphitized film will be lost. Therefore, here, the properties of the graphitized film will be estimated by measuring the electrical conductivity value, which is the easiest to measure.

作用 POD、PBO,PBBO,PT、  PBBT。action POD, PBO, PBBO, PT, PBBT.

PI、PA、PBI、PBBI、PT(T−1,PBT
−2,PBT−3のフィルムを不活性ガス或いは真空中
、1800 ’C以上の温度で熱処理してグラファイト
化フィルムとなし、しかる後にバインダー成分を含浸し
、1400℃以下の温度で再熱処理する事により、該グ
ラファイト化フィルムにその性質を損なうことなく、機
械的な強靭性を付与せしめることができる。
PI, PA, PBI, PBBI, PT (T-1, PBT
-2. A PBT-3 film is heat treated in an inert gas or vacuum at a temperature of 1800'C or higher to form a graphitized film, then impregnated with a binder component and reheated at a temperature of 1400'C or lower. This makes it possible to impart mechanical toughness to the graphitized film without impairing its properties.

実施例 以下に実施例によって本発明を説明するが、本発明がこ
れらに限定されるものでないことは言うまでもない。
EXAMPLES The present invention will be explained below using examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.

なお、グラファイト化フィルムの各物性の測定は下記に
従って行なった。
The physical properties of the graphitized film were measured as follows.

1、電気伝導度(S/cm) 試料に銀ペース1−と金線を用いて4端子電極を取り付
け、外側電極より一定電流を流し、内側電極においてそ
の電圧降下を測定する事によって測定した。試料の幅、
長さ、厚さを顕微鏡によって決定し電気伝導度値を決定
した。
1. Electrical conductivity (S/cm) A four-terminal electrode was attached to the sample using silver paste 1- and a gold wire, a constant current was passed through the outer electrode, and the voltage drop was measured at the inner electrode. sample width,
The length and thickness were determined using a microscope and the electrical conductivity value was determined.

2.引っ張り強度及び曲げ強度 オルセン形万能試験機を用いJISR7222に従って
測定した。
2. Tensile strength and bending strength were measured according to JISR7222 using an Olsen type universal testing machine.

実施例1 25ミクロンの厚さのPODフィルムを黒鉛基板でサン
ドインチし、アルゴン気流中で毎分10℃の速度で昇温
し、2800℃で1時間処理した。
Example 1 A 25 micron thick POD film was sandwiched between graphite substrates, heated at a rate of 10°C per minute in an argon stream, and treated at 2800°C for 1 hour.

使用炉はカーボンヒーターを用いた電気炉(進成電炉社
製超高温炉46−1型)である。この様にして得られた
フィルムを一旦室温まで冷却し、その後フルフリルアル
コール初期重合体〔ヒタフラン302、日立化成工業(
株)〕を含浸した。含浸したフルフリルアルコールを重
合硬化させた後産協電炉(株)社製UTF−8型電気炉
を用い1000℃で40分熱処理した。熱処理後、重量
測定によりバインダー成分の含浸量を決定し、その後フ
ィルムの電気伝導度、引っ張り強度、曲げ強度を測定し
た。その結果を第2表に示す。バインダ量がグラファイ
トフィルムに対して20重量%以内であればフィルムの
電導塵をほとんど損なうことなく、引っ張り強度、曲げ
強度を著しく向上させることが出来ることが分る。
The furnace used was an electric furnace (Ultra High Temperature Furnace Model 46-1 manufactured by Shinsei Electric Furnace Co., Ltd.) using a carbon heater. The film thus obtained was once cooled to room temperature, and then a furfuryl alcohol initial polymer [Hitafuran 302, Hitachi Chemical Co., Ltd.
Co., Ltd.)] was impregnated. After the impregnated furfuryl alcohol was polymerized and cured, it was heat-treated at 1000° C. for 40 minutes using a UTF-8 type electric furnace manufactured by Sankyodenro Co., Ltd. After the heat treatment, the amount of binder component impregnated was determined by weight measurement, and then the electrical conductivity, tensile strength, and bending strength of the film were measured. The results are shown in Table 2. It can be seen that if the amount of binder is within 20% by weight based on the graphite film, the tensile strength and bending strength can be significantly improved without substantially damaging the conductive dust of the film.

第2表 実施例2 実施例1と同様に2800℃で熱処理したp。Table 2 Example 2 p which was heat-treated at 2800° C. in the same manner as in Example 1.

Dフィルムにアセナフテンとピッチの混合体を200℃
の温度で含浸させた。含浸後、フィルムを産協電炉(株
)社製UTF−8型電気炉を用い毎分10℃の速度で7
00℃まで昇温しで30分間処理し、2次熱処理をした
。アセナフテンとピッチの比率を変えることにより含浸
量を変えた。この様にして作成したフィルムの電気伝導
度、引っ張り強度、曲げ強度の値を第3表に示す。
Add acenaphthene and pitch mixture to D film at 200℃
impregnated at a temperature of After impregnating, the film was heated at a rate of 10°C per minute using a UTF-8 type electric furnace manufactured by Sankyo Denro Co., Ltd.
The temperature was raised to 00°C for 30 minutes to perform a secondary heat treatment. The amount of impregnation was varied by changing the ratio of acenaphthene to pitch. Table 3 shows the values of electrical conductivity, tensile strength, and bending strength of the film thus prepared.

バインダーがピッチの場合にも実施例1の場合と同様な
機械的強度の向上が認められ、その効果は添加量が5重
量%を超えると顕著になり、27重量%では逆に電導塵
の低下をもたらす事が分る。
When the binder is pitch, an improvement in mechanical strength similar to that in Example 1 is observed, and this effect becomes noticeable when the amount added exceeds 5% by weight, and conversely, when the amount added is 27% by weight, there is a decrease in conductive dust. It turns out that it brings about

第3表 実施例3 POD、PBO,PBBO,PT、PBBT。Table 3 Example 3 POD, PBO, PBBO, PT, PBBT.

PI、PA、PBI、PBBI、PBT−1,PBT−
2,PBT−3の12種類の高分子を実施例1と同じ方
法により2500℃で熱処理した。
PI, PA, PBI, PBBI, PBT-1, PBT-
2. Twelve types of polymers, PBT-3, were heat-treated at 2500° C. in the same manner as in Example 1.

得られた熱処理フィルムにアセナフテンとピッチの混合
体を200℃の温度で含浸させ、含浸後、フィルムを産
協電炉(株)社製UTF−8型電気炉を用い900℃で
30分間加熱して2次熱処理をした。含浸させるバイン
ダーの量をアセナフテンとピッチの比率を変えることに
より変えた。この様にして作成したフィルムの電気伝導
度、引っ張り強度1曲げ強度の値を第4表に示す。PO
Dの場合と同様その他の高分子においても含浸が可能で
あり、バインダー成分の含浸とその後の熱処理により引
っ張り強度、曲げ強度などの機械的性質を著しく向上さ
せ得る事が分る。また含浸量が通常、20重%程度をこ
えると電導塵が低下する傾向にある事が分る。
The resulting heat-treated film was impregnated with a mixture of acenaphthene and pitch at a temperature of 200°C, and after impregnation, the film was heated at 900°C for 30 minutes using a UTF-8 type electric furnace manufactured by Sankyo Denro Co., Ltd. Secondary heat treatment was performed. The amount of binder impregnated was varied by varying the ratio of acenaphthene to pitch. Table 4 shows the electrical conductivity and tensile strength 1 bending strength values of the films thus prepared. P.O.
It can be seen that impregnation with other polymers is possible as in the case of D, and mechanical properties such as tensile strength and bending strength can be significantly improved by impregnation with a binder component and subsequent heat treatment. It is also found that when the amount of impregnation exceeds about 20% by weight, the amount of conductive dust tends to decrease.

第  4  表 一19一 実施例4 実施例1と同様に2800℃で熱処理したp。Table 4 1191 Example 4 p which was heat-treated at 2800° C. in the same manner as in Example 1.

Dフィルムにエポキシ樹脂(住友化学工業株式会社製、
スミエポキシELM−434)を常法で含浸させた。含
浸後、フィルムを80℃で1時間、150℃で1時ff
Jj、最後に170℃で1時間熱処理し、エポキシ樹脂
を硬化させた。この様にして作成したフィルムの電気伝
導度、引っ張り強さの値を第5表に示す。
Epoxy resin (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.,
Sumie epoxy ELM-434) was impregnated in a conventional manner. After impregnation, the film was heated at 80°C for 1 hour and at 150°C for 1 hourff.
Jj: Finally, heat treatment was performed at 170° C. for 1 hour to harden the epoxy resin. Table 5 shows the electrical conductivity and tensile strength values of the films thus prepared.

第  5  表 その他バインダーとして、アマニ油、キリ油、フェノー
ル樹脂、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリジビ
ニルベンゼン、ポリビニルブチラール、ホワイトメタル
、燐酸塩、アルミナ、水ガラス等についても実施例3と
同様にしてグラファイト化フィルムに含浸させ、ついで
加熱処理することにより、同様の結果が得られた。
Table 5 Other binders such as linseed oil, tung oil, phenolic resin, polyester, polyvinylidene chloride, polydivinylbenzene, polyvinyl butyral, white metal, phosphate, alumina, water glass, etc. were prepared using graphite in the same manner as in Example 3. Similar results were obtained by impregnating the film and then heat treating it.

見胛件例米 以上、要するに本発明はポリオキサジアゾール、ポリベ
ンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベン
ゾオキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリ(
ピロメリットイミド)、ポリ(m−フェニレンイソフタ
ルアミド)、ポリ(m−フェニレンベンゾイミダゾール
)、ポリ(m −フェニレンベンゾビスイミダゾール)
、ポリチアゾールのうちから選ばれた少なくとも一種類
の高分子フィルムを不活性ガスもしくは真空中1800
℃以上の温度で熱処理し、しかる後にバインダー成分を
含浸し、1400℃以下の温度で再熱処理したことを特
徴とするグラファイトフィルムの製造方法であって、本
発明より電気伝導度にすぐれ、かつ機械的性質にもすぐ
れたグラファイト質フィルムを製造する事が可能になっ
た。本発明になるグラファイト質フィルムは電極、発熱
体、構造林、ガスケット、断熱材、耐食性シール材、電
機用ブラシ、X線用モノクロメータ−1原子炉用減速材
などに広く利用される。
In short, the present invention relates to polyoxadiazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, poly(
pyromellitimide), poly(m-phenylene isophthalamide), poly(m-phenylenebenzimidazole), poly(m-phenylenebenzobisimidazole)
, at least one kind of polymer film selected from polythiazole is heated in an inert gas or vacuum for 1800 min.
A method for producing a graphite film, characterized in that it is heat treated at a temperature of 1400°C or higher, then impregnated with a binder component, and then reheated at a temperature of 1400°C or lower, which has better electrical conductivity than the present invention and is mechanically It became possible to produce a graphite film with excellent physical properties. The graphitic film of the present invention is widely used in electrodes, heating elements, structural forests, gaskets, heat insulating materials, corrosion-resistant sealing materials, brushes for electrical equipment, moderators for X-ray monochromators-1 nuclear reactors, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はPODフィルムをアルゴン中2500℃で処理
した場合に形成されるグラファイトフィルムの層構造の
電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 is an electron micrograph of the layer structure of a graphite film formed when a POD film is treated at 2500° C. in argon.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、
ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、
ポリベンゾビスオキサゾール、ポリ(ピロメリットイミ
ド)、ポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)、ポリ
(m−フェニレンベンゾイミダゾール)、ポリ(m−フ
ェニレンベンゾビスイミダゾール)、ポリチアゾールの
うちから選ばれた少なくとも一種類の高分子フィルムを
不活性ガスもしくは真空中1800℃以上の温度で熱処
理し、しかる後にバインダー成分を含浸し、1400℃
以下の温度で加熱処理することを特徴とするグラファイ
トフィルムの製造方法。
(1) Polyoxadiazole, polybenzothiazole,
polybenzobisthiazole, polybenzoxazole,
At least one selected from polybenzobisoxazole, poly(pyromellitimide), poly(m-phenylene isophthalamide), poly(m-phenylenebenzimidazole), poly(m-phenylenebenzobisimidazole), and polythiazole A polymer film of various types is heat-treated at a temperature of 1800°C or higher in an inert gas or vacuum, and then impregnated with a binder component and heated to a temperature of 1400°C.
A method for producing a graphite film characterized by heat treatment at the following temperature.
(2)バインダーが炭素質物質、合成樹脂、油脂、金属
及び/又は無機化合物である特許請求の範囲第1項記載
のグラファイトフィルムの製造方法。
(2) The method for producing a graphite film according to claim 1, wherein the binder is a carbonaceous material, a synthetic resin, an oil or fat, a metal, and/or an inorganic compound.
(3)合成樹脂がフルフリルアルコール樹脂及び/又は
エポキシ樹脂であり、炭素質物質がアセナフテン及び/
又はピッチである特許請求の範囲第2項記載のグラファ
イトフィルムの製造方法。
(3) The synthetic resin is furfuryl alcohol resin and/or epoxy resin, and the carbonaceous material is acenaphthene and/or
or pitch, the method for producing a graphite film according to claim 2.
(4)バインダーをグラファイトフィルムに対して5〜
20重量%添加する特許請求の範囲第1項、第2項又は
第3項記載のグラファイトフィルムの製造方法。
(4) Apply binder to graphite film from 5 to 50%
The method for producing a graphite film according to claim 1, 2 or 3, wherein 20% by weight is added.
JP61148265A 1985-06-28 1986-06-26 Production of graphite film Granted JPS6291414A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259698A (en) * 1988-04-08 1989-10-17 Res Dev Corp Of Japan Diaphragm electric acoustic converter and manufacture of diaphragm
JPH0453681U (en) * 1990-09-10 1992-05-07
JP2002284514A (en) * 2001-01-18 2002-10-03 Taisei Laminator Co Ltd Graphite sheet and heat dissipator using it
US7351443B2 (en) * 2003-06-02 2008-04-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electron-emmiting material and manufacturing method therefor

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