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JPH04202052A - Graphite manufacturing method - Google Patents

Graphite manufacturing method

Info

Publication number
JPH04202052A
JPH04202052A JP2330585A JP33058590A JPH04202052A JP H04202052 A JPH04202052 A JP H04202052A JP 2330585 A JP2330585 A JP 2330585A JP 33058590 A JP33058590 A JP 33058590A JP H04202052 A JPH04202052 A JP H04202052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
graphite
temperature range
film
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2330585A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2975098B2 (en
Inventor
Mutsuaki Murakami
睦明 村上
Toshiharu Hoshi
星 敏春
Kazuhiro Watanabe
和廣 渡辺
Naomi Nishiki
直巳 西木
Katsuyuki Nakamura
克之 中村
Wataru Okada
彌 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronic Components Co Ltd
Research Development Corp of Japan
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronic Components Co Ltd, Research Development Corp of Japan, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronic Components Co Ltd
Priority to JP2330585A priority Critical patent/JP2975098B2/en
Priority to DE69124938T priority patent/DE69124938T2/en
Priority to EP91120496A priority patent/EP0488356B1/en
Publication of JPH04202052A publication Critical patent/JPH04202052A/en
Priority to US08/108,213 priority patent/US5449507A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2975098B2 publication Critical patent/JP2975098B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Ceramic Products (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば、X線モノクロメータ−1中性子線モ
ノクロメータ−1中性子線フィルター等の放射線光学素
子として利用できるグラファイトの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing graphite that can be used as a radiation optical element such as an X-ray monochromator-1 neutron monochromator-1 neutron beam filter.

(従来の技術) グラファイトは抜群の耐熱性や耐薬品性、高電気伝導性
等を備えていることから、工業材料として重要な位置を
占め、ガスケット、電極、発熱体、構造材として広く使
用されている。なかでも、高配向性グラファイトは、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
めに、X線や中性子線のモノクロメータ−あるいはフィ
ルター等の放射線光学素子として使われている。この放
射線光学素子用のグラファイトとして天然に産するもの
を使用するのも一案ではあるが、良質の天然グラファイ
トは、生産量が非常に限られ、しかも、粉末状またはリ
ン片状で取扱難いため、人工的にグラファイトを製造す
ることが行なわれており、この人工グラファイトを使う
ことが望ましいことになる。
(Prior technology) Graphite has outstanding heat resistance, chemical resistance, and high electrical conductivity, so it occupies an important position as an industrial material and is widely used as gaskets, electrodes, heating elements, and structural materials. ing. Among them, highly oriented graphite is
Because it has excellent spectroscopic and reflective properties for X-rays and neutron beams, it is used as radiation optical elements such as monochromators and filters for X-rays and neutron beams. One idea is to use naturally occurring graphite for this radiation optical element, but high-quality natural graphite is produced in very limited quantities and is difficult to handle as it is in the form of powder or flakes. Graphite has been manufactured artificially, and it is desirable to use this artificial graphite.

従来、人工グラファイトの製造方法として、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
法があり、これは、圧力を印加しつつ3400℃で長時
間再焼鈍するという工程によって作成するものである。
Conventionally, artificial graphite has been produced by high-temperature decomposition deposition of hydrocarbon gas in the gas phase and hot processing, which is a process of re-annealing at 3400°C for a long time while applying pressure. It is created by

このようにして作成されるグラファイトは、高配向性グ
ラファイト(HOPG)と呼ばれ、天然の単結晶グラフ
ァイトと比較し得る優れた特性を有する。しかしながら
、この製造方法によると、製造工程が極めて複雑でかつ
歩留りが著しく低く、その結果、HOPGは極めて高価
になり、実用に向かないという問題があった。
Graphite created in this way is called highly oriented graphite (HOPG) and has excellent properties comparable to natural single crystal graphite. However, this manufacturing method has the problem that the manufacturing process is extremely complicated and the yield is extremely low, resulting in the HOPG being extremely expensive and not suitable for practical use.

そこで、このような問題点を解消できるグラファイトの
製造方法として、高分子フィルムを高温焼成して良質グ
ラファイトを容易かつ低コストで作成す葛方法が開発さ
れた。高分子化合物は一般的には難グラファイト材料に
属し、たとえ3000℃の高温で加熱しても良質のグラ
ファイトに転化されることはないとされてきた。しかし
ながら、最近の研究の結果、高分子化合物のいくつかは
適当な熱処理で良質なグラファイトに転化させられるこ
とが分かってきた。良質なグラファイトに転化できる高
分子化合物としては、例えば、ポリオキサジアゾール、
芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミ
ダゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキ
サゾール、ポリチアゾール、ポリパラフェニレンビニレ
ン等がある。
Therefore, as a method for producing graphite that can solve these problems, the kudzu method has been developed, in which high-quality graphite is produced easily and at low cost by firing a polymer film at a high temperature. Polymer compounds generally belong to difficult-to-graphite materials, and it has been thought that they will not be converted into high-quality graphite even if heated at a high temperature of 3000°C. However, recent research has revealed that some polymer compounds can be converted into high-quality graphite through appropriate heat treatment. Examples of polymer compounds that can be converted into high-quality graphite include polyoxadiazole,
Examples include aromatic polyimide, aromatic polyamide, polybenzimidazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polythiazole, polyparaphenylenevinylene, and the like.

本出願人は、これらの知見に基づ〈発明を特許出願して
いる(特開昭61−275114号公報、特開昭61−
275115号公報、特開昭61−275117号公報
等参照)。
Based on these findings, the applicant has filed a patent application for the invention (Japanese Unexamined Patent Publications No. 61-275114, No. 61-27511,
275115, JP-A-61-275117, etc.).

一方、高分子フィルムを積層し加圧加熱してブロック状
のグラファイトを作成するという発明も出願されている
(特開平1−105199号公報、特開昭63−235
218号公報参照)。
On the other hand, an invention has also been filed in which a block-shaped graphite is created by laminating polymer films and heating them under pressure (JP-A-1-105199, JP-A-63-235).
(See Publication No. 218).

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前述したこれらグラファイトの製造方法
では、完全に満足できるものが得られる訳ではないこと
が分かった。特開平1−105199号公報に記載され
ているように、複数枚のフィルムを2枚の基板で挟み、
ボルトでかしめ熱処理するというだけでは、高配向性ブ
ロック状グラファイトを得るに至らないのである。優れ
たブロック状高配向性グラファイトであるためには、各
グラファイト化層内部は炭素原子が所定通りに規則正し
く並んだ結晶がきちんと配向した状態(高配向性状態)
になっており、各グラファイト化層同士がしっかりと接
着してひとつのブロック体になっていなければならない
のである。単純に圧力をかけ熱処理しただけでは、皺や
内部歪みがフィルムにできたり、極端な場合にはフィル
ムが破れたりして優れたグラファイトにはならないので
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, it has been found that the above-mentioned methods for producing graphite do not provide completely satisfactory products. As described in JP-A-1-105199, a plurality of films are sandwiched between two substrates,
Highly oriented block graphite cannot be obtained simply by caulking with bolts and heat-treating. In order to have excellent block-like highly oriented graphite, each graphitized layer must have crystals in which carbon atoms are regularly arranged in a properly oriented state (highly oriented state).
Therefore, each graphitized layer must firmly adhere to each other to form a single block. Simply applying pressure and heat treatment will not produce excellent graphite, as the film will develop wrinkles and internal distortions, and in extreme cases, the film will tear.

本発明は、前記事情に鑑み、優れた高配向性グラファイ
トを容易に製造することのできる方法を提供することを
目的とする。
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method by which excellent highly oriented graphite can be easily produced.

(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、請求項1記載のグラファイト
の製造方法では、複数枚の高分子フィルム、あるいは、
高分子フィルムから得られた炭素質フィルムを重ねてお
いて、加圧処理をフィルム寸法変化が殆ど起こらない温
度域で行なう焼成によりグラファイト化するようにして
いる。この場合、加圧処理は、通常、請求項2記載のよ
うに、2600℃未満の温度域と2600℃以上の温度
域とでそれぞれ行ない、この2600℃以上の温度域の
加圧処理の圧力を2600℃未満に温度域の加圧処理の
圧力よりも高くするようにする。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, in the method for producing graphite according to claim 1, a plurality of polymer films, or
Carbonaceous films obtained from polymeric films are stacked one on top of the other, and are graphitized by pressure treatment and firing in a temperature range where almost no change in film dimensions occurs. In this case, the pressure treatment is usually performed in a temperature range of less than 2600°C and a temperature range of 2600°C or more, and the pressure of the pressure treatment in the temperature range of 2600°C or more is The temperature should be lower than 2600° C. and the pressure should be higher than the pressure in the pressure treatment.

また、前記課題を解決するため、請求項3記載のグラフ
ァイトの製造方法では、複数枚の高分子フィルム、ある
いは、高分子フィルムから得られた炭素質フィルムを重
ねておいて、高分子熱分解温度を越えるまでの温度域で
は実質無圧処理し、同熱分解温度を越え2000℃の間
の温度域(普通、1000℃〜2000℃)で加圧処理
を行ない、2000〜2600℃の温度域では実質無圧
処理し、さらに2600℃以上の温度域で再度加圧処理
を行なう焼成によりグラファイト化するようにしている
。この場合、高分子熱分解温度を越え2000℃の間の
温度域で行なう加圧処理の圧力は、普通、請求項4記載
のように、2〜50kg/cm2の範囲の任意値とし、
2600℃以上の温度域で行なう加圧処理の圧力は、普
通、請求項5記載のように、50kg/cm2以上の範
囲の任意値とする。
Further, in order to solve the above problem, in the method for producing graphite according to claim 3, a plurality of polymer films or a carbonaceous film obtained from the polymer films are stacked one on top of the other, and the polymer pyrolysis temperature is In the temperature range exceeding the same thermal decomposition temperature, the treatment is performed under virtually no pressure, and in the temperature range exceeding the same thermal decomposition temperature and 2000°C (usually 1000°C to 2000°C), pressure treatment is performed, and in the temperature range of 2000 to 2600°C, It is made into graphite by performing substantially no-pressure treatment and then performing pressure treatment again in a temperature range of 2,600° C. or higher. In this case, the pressure of the pressure treatment carried out in a temperature range exceeding the polymer thermal decomposition temperature and 2000°C is usually an arbitrary value in the range of 2 to 50 kg/cm2, as described in claim 4,
The pressure of the pressure treatment carried out in a temperature range of 2600° C. or higher is usually set to an arbitrary value in the range of 50 kg/cm 2 or higher, as described in claim 5.

本発明における出発原料用高分子フィルムとしては、例
えば、請求項6記載のように、各種ポリフェニレンオキ
サジアゾール(POD)、ポリベンゾチアゾール(PB
T)、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(PBBO)、各種芳香族ポリイミド(PI)、
各種芳香族ポリアミド(PA) 、ポリフェニレンベン
ゾイミダゾール(FBI)、ポリフェニレンベンゾビス
イミダゾール(PPBI)、ポリチアゾール(PT)、
ポリパラフェニレンビニレン(PPV)のうちから選ば
れた少なくとも一つからなるフィルムが挙げられる。勿
論、これらに限らず、高温での熱処理で良質のグラファ
イトに転化させられる高分子フィルムであれば出発原料
フィルムとして使えることは言うまでもない。
As the polymer film for the starting material in the present invention, for example, as described in claim 6, various polyphenylene oxadiazole (POD), polybenzothiazole (PB
T), polybenzobisthiazole (PBBT), polybenzoxazole (PBO), polybenzobisoxazole (PBBO), various aromatic polyimides (PI),
Various aromatic polyamides (PA), polyphenylenebenzimidazole (FBI), polyphenylenebenzimidazole (PPBI), polythiazole (PT),
Examples include a film made of at least one selected from polyparaphenylene vinylene (PPV). Of course, the starting material film is not limited to these, and it goes without saying that any polymer film that can be converted into high-quality graphite by heat treatment at high temperatures can be used as the starting material film.

前記のうち、各種ポリオキサジアゾールとしては、ポリ
パラフェニレン−1,3,4−オキサジアゾールおよび
それらの異性体が好適なものとして挙げられる。また、
各種芳香族ポリイミドとし一7= では、下記一般式で表されるポリイミドが挙げられる。
Among the various polyoxadiazoles mentioned above, polyparaphenylene-1,3,4-oxadiazole and isomers thereof are preferred. Also,
Examples of various aromatic polyimides include polyimides represented by the following general formulas.

F3CH3 そして、芳香族ポリアミドとしては、下記一般式で表さ
れるポリアミドが挙げられる。
F3CH3 Examples of aromatic polyamides include polyamides represented by the following general formula.

〇             〇 II              IIただし、R3=
−■、R4=−ぐり 勿論、前記例示以外のポリイミドやポリアミドのフィル
ムを使うようにしてもよい。
〇 〇II II However, R3=
-■, R4=- Of course, polyimide or polyamide films other than those exemplified above may be used.

出発原料となる高分子フィルムの厚みは、400μm以
下であることが好ましい。フィルムの厚みが400μm
を越す場合には、フィルム内部で発生するガスのために
フィルムの内部構造が破壊され高配向性を達成し難くな
るからである。
The thickness of the polymer film serving as the starting material is preferably 400 μm or less. Film thickness is 400μm
This is because if it exceeds this, the internal structure of the film will be destroyed due to the gas generated inside the film, making it difficult to achieve high orientation.

(作用) 本発明にかかる製造方法では、加圧処理をフィルム寸法
が殆ど変化しない状態で行なうため、皺や内部歪みが起
こらず、各グラファイト化層内部は炭素原子が所定通り
に規則正しく並んだ結晶がきちんと配向した高配向性状
態となっている。
(Function) In the manufacturing method according to the present invention, since the pressure treatment is carried out in a state where the film dimensions hardly change, wrinkles and internal distortions do not occur, and the inside of each graphitized layer forms crystals in which carbon atoms are regularly arranged in a predetermined manner. is in a highly oriented state in which the particles are properly oriented.

2600℃以下の温度域では、まだ、グラファイト化進
行によるフィルム寸法変化が先で起こるのて、50kg
/am2以下の低めの圧力をかけると、高配同性のグラ
ファイトを得られるようになる。
In the temperature range below 2600℃, the film size changes due to the progress of graphitization will occur first, and the weight of 50kg
By applying a low pressure of /am2 or less, it becomes possible to obtain graphite with high coordinating property.

2600℃以上の温度域では、50kg/cm2以上の
高い圧力をかけると、各グラファイト化層同士が確実に
強固に接着し、良質のブロック状グラファイトが得られ
るようになる。
In a temperature range of 2600° C. or higher, applying a high pressure of 50 kg/cm 2 or higher will ensure that each graphitized layer is firmly adhered to each other, and a high-quality block-shaped graphite can be obtained.

本発明は、焼成工程での圧力をかけるタイミングと強度
をコントロールする程度のことて事足りるわけであるか
ら、何らの困難もなく極めて容易に実施できる。
The present invention can be carried out extremely easily without any difficulties, since it is sufficient to control the timing and intensity of applying pressure in the firing process.

(実施例) 以下、本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below.

まず、高分子フィルムがポリイミドフィルムである場合
を例にとって、本発明を具体的に述べる。
First, the present invention will be specifically described using an example in which the polymer film is a polyimide film.

出発原料たる高分子フィルムにポリイミド(Dupon
社製 商品名 カプトン 厚み25μm)を用いた。
Polyimide (Dupon
A film manufactured by Kapton (product name: Kapton, thickness 25 μm) was used.

図面は、このポリイミドフィルムの熱処理温度上昇に伴
う面方向の伸び・縮み、および、熱処理温度上昇に伴う
グラファイト化率(X線回折を利用した測定による)を
表す。
The drawings show the expansion and contraction of this polyimide film in the plane direction as the heat treatment temperature increases, and the graphitization rate (measured using X-ray diffraction) as the heat treatment temperature increases.

このポリイミドフィルムは、図面のフィルム寸法曲線A
にみられるように、400〜500℃では僅かに伸びる
だけであるが、500〜700℃の高分子の分解温度域
で急激に縮み元の長さの75%はとの長さになる。そし
て、この高分子分解温度を越え2000℃の間ではフィ
ルムは伸び縮みせず寸法変化が殆ど起こらない。しかし
、2000〜2600℃ではフィルムは逆に伸びて元の
寸法の90%まで戻る。この温度域でのフィルムの伸長
はグラファイト化の進行と密接に結び付いており、図面
のグラファイト化率曲線Bにみるように、フィルムが伸
びるに従いグラファイト化率が急激に上昇する。このよ
うに2600℃以下の温度域ではフィルム寸法に変化が
起こるのである。これに対し、2600℃以上の温度域
では、図面にみられるように、もうフィルム寸法は殆ど
変化しなくなる。
This polyimide film conforms to the film dimension curve A in the drawing.
As seen in Figure 2, it only slightly elongates at 400 to 500°C, but rapidly shrinks in the polymer decomposition temperature range of 500 to 700°C, reducing to 75% of its original length. When the temperature exceeds this polymer decomposition temperature and reaches 2000° C., the film does not expand or contract, and almost no dimensional change occurs. However, at 2000-2600°C, the film stretches back to 90% of its original dimensions. The elongation of the film in this temperature range is closely linked to the progress of graphitization, and as shown in the graphitization rate curve B in the drawing, the graphitization rate increases rapidly as the film stretches. In this way, film dimensions change in the temperature range below 2600°C. On the other hand, in a temperature range of 2600° C. or higher, the film dimensions almost no longer change as shown in the drawing.

温度変化に対し前記のような寸法変化を示すポリイミド
フィルムを積層し、加圧処理を伴う焼成によりグラファ
イト化する訳であるが、皺・内部歪み等の不都合が発生
しないようにするために、基本的には、フィルム寸法が
変化しない温度域て圧力処理を行なうようにすればよい
。高分子熱分解温度を越え2000℃の間の温度域と2
600℃以上の温度域では実質的にフィルムの寸法変化
が殆どないから、この温度域で加圧処理を行ないフィル
ム内部が十分な配向状態となるようにすればよいのであ
る。なお、圧力処理は、高分子熱分解温度を越えた直後
、2600℃になった直後から行なう必要はなく、所定
温度域にある間に圧力処理を行なえばよいのである。所
定温度域全域で加圧処理しなければならない訳ではない
Polyimide films that exhibit the above-mentioned dimensional changes in response to temperature changes are laminated and turned into graphite by firing with pressure treatment, but in order to avoid problems such as wrinkles and internal distortion, basic Specifically, the pressure treatment may be carried out in a temperature range where the dimensions of the film do not change. Temperature range between 2,000℃ and 2, exceeding the polymer thermal decomposition temperature
Since there is virtually no dimensional change in the film in a temperature range of 600° C. or higher, it is sufficient to carry out the pressure treatment in this temperature range so that the inside of the film is in a sufficient orientation state. Note that the pressure treatment does not need to be performed immediately after the polymer thermal decomposition temperature is exceeded or immediately after the temperature reaches 2600° C., and the pressure treatment may be performed while the temperature is within a predetermined temperature range. It is not necessary to carry out the pressure treatment over the entire predetermined temperature range.

その他の高分子熱分解温度を越えるまでの温度域、ある
いは、2000〜2600℃の温度域では、フィルム寸
法が大きく変化するため、実質無圧処理するようにする
。なお、ここで言う「実質無圧処理」とは、加圧効果を
生むような圧力をかけないことを意味し、加圧用治具自
体による2kg/cm2以下(より好ましくは1kg/
cm2以下)程度の無害な低圧がかかることは構わない
のである。
In other temperature ranges exceeding the polymer thermal decomposition temperature or in the temperature range of 2,000 to 2,600°C, the film dimensions change significantly, so substantially pressureless treatment is performed. Note that "substantially no pressure treatment" as used herein means that no pressure is applied that would produce a pressurizing effect, and the pressure applied by the pressurizing jig itself is 2 kg/cm2 or less (more preferably 1 kg/cm2 or less).
There is no problem with applying a harmless low pressure of less than cm2).

そして、高分子熱分解温度を越え2000℃の間の温度
域では、その後、普通は、まだフィルム寸法=12− 変化が大きい温度域を経るので、積み重ねフィルム枚数
にもよるが、2〜50kg/cm2程度の低い範囲の任
意圧力をかけ、2600℃以上の温度域では、その後、
フィルム寸法はもう変化せず、しかも、軟らかい状態な
ので、積み重ねフィルムの枚数にもよるが、50kg/
cm2を越える高い圧力(好ましくは、100〜500
kg/cm2)をかけ良好な配向状態と強固な接着状態
を得るようにするのである。
Then, in the temperature range exceeding the polymer thermal decomposition temperature and 2000°C, the film size usually still changes from 2 to 50 kg/kg depending on the number of stacked films. Apply an arbitrary pressure in a low range of about cm2, and then in a temperature range of 2600°C or higher,
The film size does not change anymore, and it is still in a soft state, so it can weigh up to 50 kg/100 lbs., depending on the number of stacked films.
High pressure exceeding cm2 (preferably 100-500
kg/cm2) to obtain a good orientation and strong adhesion.

以上のことは、勿論、ポリイミドフィルムについて当て
はまるだけということではなく、一般に熱処理によって
優れたグラファイトに転化可能な高分子フィルムについ
て言えるものである。なぜなら、それらの高分子フィル
ムはグラファイト化のための焼成において、必ず、フィ
ルム収縮を含む熱分解過程、殆ど伸び縮みのない過程、
フィルムの伸びを伴うグラファイト化過程、さらにグラ
ファイト化が相当程度進行し殆ど伸び縮みのない過程を
経るからである。
The above is, of course, not only true for polyimide films, but generally for polymeric films that can be converted into superior graphite by heat treatment. This is because, during firing for graphitization, these polymer films must undergo a thermal decomposition process that includes film shrinkage, a process in which there is almost no expansion or contraction,
This is because the film undergoes a graphitization process in which the film stretches, and then a process in which the graphitization progresses to a considerable extent with almost no expansion or contraction.

次により詳しく説明する。This will be explained in more detail next.

一実施例1− 縦2cm、横3cm、厚み50μmのポリパラフェニレ
ン−1,3,4−オキサジアゾールフィルム50枚を重
ねてグラファイト製の治具にセットし、以下のようにし
て焼成した。
Example 1 - Fifty polyparaphenylene-1,3,4-oxadiazole films measuring 2 cm in length, 3 cm in width, and 50 μm in thickness were stacked and set in a graphite jig, and fired as follows.

まず、アルコンカス雰囲気中、10℃/minの速度で
1200℃まで昇温した。この間、フィルムには、治具
型■による圧力100g/cm2だけが加わるようにし
た。次に1200℃に達した後、同様の昇温速度を保ち
ながら、20kg/cm2の圧力を1400℃に達する
までかけた。その後、圧力を減少させ、温度が2600
℃に昇温するまでの間では治具の重量による圧力100
g/cm2だけが加わるようにした。温度が2600℃
に達した後、200kg/cm2の圧力をかけ、そのま
ま200kg/cm2の圧力を維持しながら3000℃
まで昇温するようにして、ブロック状グラファイトを得
た。
First, the temperature was raised to 1200° C. at a rate of 10° C./min in an alcon gas atmosphere. During this time, only a pressure of 100 g/cm 2 was applied to the film using the jig type (2). Next, after reaching 1200°C, a pressure of 20 kg/cm2 was applied while maintaining the same temperature increase rate until reaching 1400°C. Then the pressure is reduced and the temperature is 2600
Until the temperature rises to ℃, the pressure due to the weight of the jig is 100
Only g/cm2 was added. Temperature is 2600℃
After reaching the temperature, apply a pressure of 200 kg/cm2 and heat to 3000℃ while maintaining the pressure of 200 kg/cm2.
Block-shaped graphite was obtained by increasing the temperature to .

一実施例2− 縦2cm、横3cm、厚み25μmの芳香族ポリイミド
フィルム(D’upon社製商品名カプトンHフィルム
)200枚を重ねてグラファイト製の治具にセットし以
下のようにして焼成した。
Example 2 - 200 aromatic polyimide films (trade name: Kapton H film, manufactured by D'upon) with a length of 2 cm, a width of 3 cm, and a thickness of 25 μm were stacked and set in a graphite jig and fired as follows. .

まず、アルゴンガス雰囲気中、10℃/minの速度で
1400℃まで昇温した。この間、フィルムには、治具
重量による圧ツE ]−00g/cm 2だけが加わる
ようにした。次に1400℃に達した後、同様の昇温速
度を保ちながら、30kg/cm2の圧力を1600℃
に達するまでかけた。その後、圧力を減少させ、温度が
2700℃に昇温するまでの間では治具の重量による圧
力100g/cm2だけが加わるようにした。温度が2
700℃に達した後、300kg/cm”の圧力をかけ
、そのまま300kg/cm2の圧力を維持しながら3
000℃まで昇温するようにして、ブロック状グラファ
イトを得た。
First, the temperature was raised to 1400° C. at a rate of 10° C./min in an argon gas atmosphere. During this time, only a pressure E]-00 g/cm 2 due to the weight of the jig was applied to the film. Next, after reaching 1400℃, while maintaining the same temperature increase rate, a pressure of 30kg/cm2 was applied to 1600℃.
I ran it until it reached . Thereafter, the pressure was reduced so that only 100 g/cm2 of pressure due to the weight of the jig was applied until the temperature rose to 2700°C. temperature is 2
After reaching 700℃, apply a pressure of 300kg/cm2, and continue to heat it for 3 hours while maintaining the pressure of 300kg/cm2.
Block-shaped graphite was obtained by increasing the temperature to 000°C.

一実施例3− 縦2cm、横3cm、厚み25μmの芳香族ポリイミド
フィルム(Dupon社製商品名カプトンHフィルム)
を1200℃の温度で熱処理した炭素質フィルム200
枚を重ねてグラファイト製の治具にセットし、以下のよ
うにして焼成した。
Example 3 - Aromatic polyimide film with a length of 2 cm, a width of 3 cm, and a thickness of 25 μm (trade name: Kapton H film manufactured by Dupon)
Carbonaceous film 200 heat-treated at a temperature of 1200°C
The sheets were stacked and set in a graphite jig, and fired as follows.

まず、アルゴンガス雰囲気中、10℃/minの速度で
1400℃まで昇温した。この間、フィルムには、治具
重量による圧力]、OOg/cm2だけが加わるように
した。次に1400℃に達した後、同様の昇温速度を保
ちながら、30kg/cm2の圧力を1600℃に達す
るまでかけた。その後、圧力を減少させ、温度が270
0℃に昇温するまての間ては治具の重量による圧力10
0g/cm2だけが加わるようにした。温度が2700
℃に達した後、300kg/am2の圧力をかけ、その
まま300kg/cm2の圧力を維持しながら3000
℃まで昇温するようにして、ブロック状グラファイトを
得た。
First, the temperature was raised to 1400° C. at a rate of 10° C./min in an argon gas atmosphere. During this time, only the pressure due to the weight of the jig], OOg/cm2, was applied to the film. Next, after reaching 1400°C, a pressure of 30 kg/cm2 was applied while maintaining the same temperature increase rate until reaching 1600°C. Then the pressure is reduced and the temperature is 270
Until the temperature rises to 0℃, the pressure due to the weight of the jig is 10
Only 0g/cm2 was added. temperature is 2700
After reaching the temperature of
By raising the temperature to ℃, block-shaped graphite was obtained.

一実施例4− 縦2cm、横3cm、厚み50μmのPETフィルム1
00枚を重ねてグラファイト製の治具にセットし、以下
のようにして焼成した。
Example 4 - PET film 1 with a length of 2 cm, a width of 3 cm, and a thickness of 50 μm
00 sheets were stacked and set in a graphite jig, and fired as follows.

まず、アルゴンカス雰囲気中、10℃/minの速度で
1500℃まで昇温した。この間、フィルムには、治具
重量による圧力100g/cm2だけが加わるようにし
た。次に1500℃に達した後、同様の昇温速度を保ち
ながら、30kg/cm2の圧力を1800℃に達する
までかけた。その後、圧力を減少させ、温度が2800
℃に昇温するまでの間では治具の重量による圧力100
g/cm2だけが加わるようにした。温度が2800℃
に達した後、300kg/Cm2の圧力をかけ、そのま
ま300kg/cm2の圧力を維持しながら3000℃
まで昇温するようにして、ブロック状グラファイトを得
た。
First, the temperature was raised to 1500° C. at a rate of 10° C./min in an argon gas atmosphere. During this time, only a pressure of 100 g/cm2 due to the weight of the jig was applied to the film. Next, after reaching 1500°C, a pressure of 30 kg/cm2 was applied while maintaining the same temperature increase rate until reaching 1800°C. Then the pressure is reduced and the temperature is 2800
Until the temperature rises to ℃, the pressure due to the weight of the jig is 100
Only g/cm2 was added. Temperature is 2800℃
After reaching the temperature, apply a pressure of 300 kg/cm2 and heat to 3000°C while maintaining the pressure of 300 kg/cm2.
Block-shaped graphite was obtained by increasing the temperature to .

一実施例5− PETフィルムに代えてPBBTフィルムを用いるよう
にした他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファ
イトを得た。
Example 5 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PBBT film was used in place of the PET film.

一実施例6− PETフィルムに代えてPBOフィルムを用いるように
した他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファイ
トを得た。
Example 6 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PBO film was used in place of the PET film.

一実施例7− PETフィルムに代えてPBBOフィルムを用いるよう
にした他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファ
イトを得た。
Example 7 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PBBO film was used in place of the PET film.

一実施例8− PETフィルムに代えてPIフィルムを用いるようにし
た他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファイト
を得た。
Example 8 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PI film was used in place of the PET film.

一実施例9− PETフィルムに代えてPAフィルムを用いるようにし
た他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファイト
を得た。
Example 9 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PA film was used in place of the PET film.

一実施例1O− PETフィルムに代えてFBIフィルムを用いるように
した他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファイ
トを得た。
Example 1 Block graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that FBI film was used instead of O-PET film.

一実施例1l− PETフィルムに代えてPBB Iフィルムを用いるよ
うにした他は、実施例4と同様にしてブロック状グラフ
ァイトを得た。
Example 1l - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PBB I film was used in place of the PET film.

一実施例12− PETフィルムに代えてPTフィルムを用いるようにし
た他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファイト
を得た。
Example 12 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PT film was used in place of the PET film.

一実施例13− PETフィルムに代えてPPVフィルムを用いるように
した他は、実施例4と同様にしてブロック状グラファイ
トを得た。
Example 13 - Block-shaped graphite was obtained in the same manner as in Example 4, except that a PPV film was used in place of the PET film.

実施例1〜13て得られたブロック状グラファイトは、
皺の殆どない平滑な表面を有していた。
The block graphite obtained in Examples 1 to 13 was
It had a smooth surface with almost no wrinkles.

各グラファイトの特性を、理学電機株式会社製ローター
フレックスRU−200B型X線回折装置を用いて測定
した。グラファイト(002)回折線のピーク位置にお
けるロッキング特性測定の結果得られた回折線の半値幅
をもって評価した。測定結果を第1表に示す。
The characteristics of each graphite were measured using a Rotorflex RU-200B X-ray diffraction apparatus manufactured by Rigaku Corporation. Evaluation was made using the half-width of the diffraction line obtained as a result of rocking characteristic measurement at the peak position of the graphite (002) diffraction line. The measurement results are shown in Table 1.

第1表 19一 実施例のグラファイトは、第1表にみられるように、い
ずれも、優れたロッキング特性を有し、X線や中性子線
のモノクロメータ等に適したものであることが良く分か
る。
As shown in Table 1, the graphite of Example 19 all has excellent locking properties and is well suited for monochromators for X-rays and neutron beams. .

(発明の効果) 請求項1〜6記載のグラファイトの製造方法では、皺や
内部歪みのない優れた高配向性グラファイトを容易に得
ることができる。
(Effects of the Invention) According to the method for producing graphite according to claims 1 to 6, excellent highly oriented graphite without wrinkles or internal distortion can be easily obtained.

請求項2.4記載ののグラファイトの製造方法では、2
600℃以下の温度域でかける圧力が、50kg/cm
2以下と低めであるため、より高配向性のグラファイト
が得られる。
In the method for producing graphite according to claim 2.4, 2
The pressure applied in the temperature range below 600℃ is 50kg/cm
Since it is low at 2 or less, graphite with higher orientation can be obtained.

請求項2.5記載ののグラファイトの製造方法では、2
600℃以上の温度域でかける圧力が、50kg/cm
2以上と高いために、良質のブロック状グラファイトが
得られる。
In the method for producing graphite according to claim 2.5, 2
The pressure applied in the temperature range of 600℃ or higher is 50kg/cm
Since it is as high as 2 or more, high quality block graphite can be obtained.

請求項6記載のグラファイトの製造方法では、グラファ
イト化に適した原料フィルムであるため、高配向性グラ
ファイトが得やすい。
In the method for producing graphite according to claim 6, since the raw material film is suitable for graphitization, highly oriented graphite can be easily obtained.

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

図面は、ポリイミドフィルムの焼成の際の温度−フィル
ム寸法および温度−フィルムダラファイト化率を表す特
性図である。 A・・・フィルム寸法曲線 B・・・グラファイト化率曲線。
The drawing is a characteristic diagram showing temperature-film dimensions and temperature-film dalaphite conversion rate during firing of a polyimide film. A... Film dimension curve B... Graphitization rate curve.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数枚の高分子フィルム、あるいは、高分子フィ
ルムから得られた炭素質フィルムを重ねておいて、加圧
処理をフィルム寸法変化が殆ど起こらない温度域で行な
う焼成によりグラファイト化することを特徴とするグラ
ファイトの製造方法。
(1) Multiple sheets of polymer films or carbonaceous films obtained from polymer films are stacked one on top of the other, and then pressure treated and fired at a temperature range where almost no change in film dimensions occurs, resulting in graphite formation. Characteristic graphite manufacturing method.
(2)加圧処理を2600℃未満の温度域と2600℃
以上の温度域とでそれぞれ行ない、この2600℃以上
の温度域の加圧処理の圧力を2600℃未満に温度域の
加圧処理の圧力よりも高くする請求項1記載のグラファ
イトの製造方法。
(2) Pressure treatment in the temperature range below 2600℃ and 2600℃
2. The method for producing graphite according to claim 1, wherein the pressure treatment is carried out in each of the above temperature ranges, and the pressure of the pressure treatment in the temperature range of 2600°C or higher is lower than the pressure of the pressure treatment in the temperature range of 2600°C.
(3)複数枚の高分子フィルム、あるいは、高分子フィ
ルムから得られた炭素質フィルムを重ねておいて、高分
子熱分解温度を越えるまでの温度域では実質無圧処理し
、同熱分解温度を越え2000℃の間の温度域で加圧処
理を行ない、2000〜2600℃の温度域は実質無圧
処理し、さらに2600℃以上の温度域で再度加圧処理
を行なう焼成によりグラファイト化することを特徴とす
るグラファイトの製造方法。
(3) Multiple sheets of polymer films or carbonaceous films obtained from polymer films are stacked and treated under virtually no pressure in the temperature range up to the polymer thermal decomposition temperature, and then Pressure treatment is performed in a temperature range exceeding 2000°C, and virtually no pressure treatment is performed in the temperature range of 2000 to 2600°C, and then pressure treatment is performed again in a temperature range of 2600°C or higher to produce graphite. A method for producing graphite characterized by:
(4)高分子熱分解温度を越え2000℃の間の温度域
で行なう加圧処理の圧力が2〜50kg/cm^2の範
囲にある請求項3記載のグラファイトの製造方法。
(4) The method for producing graphite according to claim 3, wherein the pressure of the pressure treatment carried out in a temperature range of 2000° C. exceeding the polymer thermal decomposition temperature is in the range of 2 to 50 kg/cm^2.
(5)2600℃以上の温度域で行なう加圧処理の圧力
が50kg/cm^2以上の範囲にある請求項3記載の
グラファイトの製造方法。
(5) The method for producing graphite according to claim 3, wherein the pressure of the pressure treatment performed in a temperature range of 2600° C. or higher is in a range of 50 kg/cm^2 or higher.
(6)高分子フィルムが、ポリオキサジアゾール、芳香
族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾ
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、ポリチアゾール、および、ポリパラフェニレンビ
ニレンのうちの少なくともひとつからなる請求項1から
5までのいずれかに記載のグラファイトの製造方法。
(6) The polymer film is made of at least one of polyoxadiazole, aromatic polyimide, aromatic polyamide, polybenzimidazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polythiazole, and polyparaphenylene vinylene. A method for producing graphite according to any one of claims 1 to 5.
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