JPH08244119A - Production of graphite sheet member - Google Patents
Production of graphite sheet memberInfo
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- JPH08244119A JPH08244119A JP7048442A JP4844295A JPH08244119A JP H08244119 A JPH08244119 A JP H08244119A JP 7048442 A JP7048442 A JP 7048442A JP 4844295 A JP4844295 A JP 4844295A JP H08244119 A JPH08244119 A JP H08244119A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、グラファイト面状体の
製造方法、特に、所定の面形状に成形された高配向性を
有するグラファイト面状体を製造する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a graphite sheet, and more particularly to a method for producing a highly oriented graphite sheet molded into a predetermined surface shape.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、グラファイト結晶の製造方法は、
ＣＶＤ法や高分子フィルムをグラファイト化する方法が
知られている。しかしながら、曲率半径の小さな面状体
を得る技術は確立されていない。2. Description of the Related Art Conventionally, a method for producing a graphite crystal is
A CVD method and a method of graphitizing a polymer film are known. However, a technique for obtaining a sheet having a small radius of curvature has not been established.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】曲率半径が大きな面状
体は、上述の製造方法で製造できる。小型で曲率半径の
小さな面状体は製造できない。そこで、出発原料として
特定の高分子材料を用いたグラファイト面状体により小
型で曲率半径が小さいトロイダルミラーを製造する方法
が本発明者等により既に出願されている（特願平６−１
５４６２８号）。この製造方法では、厚み１〜４００μ
ｍの１又は複数枚の特定の高分子フィルムを４００〜２
０００℃で熱処理して炭素質フィルムを得、得られた炭
素質フィルムを１又は複数枚重ねてトロイダルミラー形
状の分割成形型に入れ、不活性雰囲気中で高温で成形す
ることでトロイダルミラーの分割片となる高配向性のグ
ラファイト面状体を得ている。この成形時の温度が３０
００℃以上であると配向性がより高くなり、ミラーの曲
面に平行にグラファイト結晶が配向される。このため、
このような高温に耐えるように成形型の材質として等方
性黒鉛が使用される。A sheet having a large radius of curvature can be manufactured by the manufacturing method described above. It is not possible to manufacture a compact sheet having a small radius of curvature. Therefore, the inventors of the present invention have already applied for a method of manufacturing a toroidal mirror having a small curvature radius with a graphite sheet using a specific polymer material as a starting material (Japanese Patent Application No. 6-1).
54628). In this manufacturing method, the thickness is 1 to 400 μ.
400 to 2 of one or more specific polymer films of m
Heat treatment at 000 ℃ to obtain a carbonaceous film, and stack one or more of the obtained carbonaceous films in a toroidal mirror-shaped split mold, and split the toroidal mirror by molding at high temperature in an inert atmosphere. A highly oriented graphite sheet that becomes a piece is obtained. The molding temperature is 30
When the temperature is 00 ° C. or higher, the orientation becomes higher, and the graphite crystals are oriented parallel to the curved surface of the mirror. For this reason,
Isotropic graphite is used as the material of the mold so as to withstand such a high temperature.
【０００４】しかし、等方性黒鉛製の成形型を用いて
も、炭素質フィルムを３０００℃以上の温度で成形する
と、成形型が高熱で軟化しやすい。このため、繰り返し
て成形型を用いるとその形状が成形時の圧力により変形
して一定に維持されず、成形されたグラファイト面状体
の形状にばらつきが生じて精度の良いグラファイト面状
体を製造しにくい。However, even if a mold made of isotropic graphite is used, if the carbonaceous film is molded at a temperature of 3000 ° C. or higher, the mold tends to be softened by high heat. For this reason, when the mold is repeatedly used, its shape is deformed by the pressure during molding and is not maintained constant, and the shape of the molded graphite planar body varies to produce a highly accurate graphite planar body. Hard to do.
【０００５】本発明の目的は、所定の面形状に成形され
た高配向性を有するグラファイト面状体を精度良く製造
できるグラファイト面状体の製造方法を提供することに
ある。An object of the present invention is to provide a method for producing a graphite sheet, which is capable of accurately producing a highly oriented graphite sheet having a predetermined surface shape.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１に係るグラファ
イト面状体の製造方法は、所定の面形状に成形された高
配向性を有するグラファイト面状体を製造する方法であ
って、炭素質フィルム製造工程と、成形準備工程と、成
形工程とを含んでいる。炭素質フィルム製造工程は、１
または複数枚の厚さ１〜４００μｍの高分子フィルムを
４００〜２０００℃で熱処理して炭素質フィルムを得る
工程である。成形準備工程は、炭素質フィルム製造工程
で得られた炭素質フィルムを少なくとも１枚以上重ねて
成形型に入れる工程である。成形工程は、不活性雰囲気
中で成形型内の炭素質フィルムの少なくとも一部を加熱
することで炭素質フィルムを２２００℃以上の温度に維
持しつつ０．９８ＭＰａ以上の圧力で成形する工程であ
る。The method for producing a graphite sheet according to claim 1 is a method for producing a graphite sheet having a high orientation and formed into a predetermined plane shape. It includes a film manufacturing process, a molding preparation process, and a molding process. The carbonaceous film manufacturing process is 1
Alternatively, it is a step of heat-treating a plurality of polymer films having a thickness of 1 to 400 μm at 400 to 2000 ° C. to obtain a carbonaceous film. The forming preparation step is a step of stacking at least one carbonaceous film obtained in the carbonaceous film manufacturing step and placing it in a forming die. The molding step is a step of heating at least a part of the carbonaceous film in the mold in an inert atmosphere to maintain the carbonaceous film at a temperature of 2200 ° C. or more and a pressure of 0.98 MPa or more. .
【０００７】請求項２に係るグラファイト面状体の製造
方法は、炭素質フィルム製造工程と、成形準備工程と、
昇温工程と、成形工程とを含んでいる。炭素質フィルム
製造工程は、１または複数枚の厚さ１〜４００μｍの高
分子フィルムを４００〜２０００℃で熱処理して炭素質
フィルムを得る工程である。成形準備工程は、炭素質フ
ィルム製造工程で得られた炭素質フィルムを少なくとも
１枚以上重ねて成形型に入れる工程である。昇温工程
は、不活性雰囲気中で成形型全体を２０００℃〜３２０
０℃に昇温しつつ０．９８ＭＰａ以上の圧力で成形する
工程である。成形工程は、昇温工程後に、不活性雰囲気
中で炭素質フィルムの少なくとも一部を加熱することで
炭素質フィルムを２２００℃以上の温度に維持しつつ
０．９８ＭＰａ以上の圧力で成形する工程である。A method for manufacturing a graphite sheet according to claim 2 comprises a carbonaceous film manufacturing step, a forming preparation step,
It includes a temperature raising step and a molding step. The carbonaceous film manufacturing step is a step of heat-treating one or more polymer films having a thickness of 1 to 400 μm at 400 to 2000 ° C. to obtain a carbonaceous film. The forming preparation step is a step of stacking at least one carbonaceous film obtained in the carbonaceous film manufacturing step and placing it in a forming die. In the temperature raising step, the entire molding die is heated to 2000 ° C to 320 ° C in an inert atmosphere.
It is a step of molding at a pressure of 0.98 MPa or higher while raising the temperature to 0 ° C. The forming step is a step of forming at least 0.98 MPa or more pressure while heating the carbonaceous film at 2200 ° C. or more by heating at least a part of the carbonaceous film in an inert atmosphere after the temperature raising step. is there.
【０００８】請求項３に係るグラファイト面状体の製造
方法は、請求項２記載の製造方法において、昇温工程で
は、不活性雰囲気の高温炉中で成形型と炭素質フィルム
とを昇温する。請求項４に係るグラファイト面状体の製
造方法は、請求項２または３記載の製造方法において、
昇温工程では、成形型と炭素質フィルムとの間に配置さ
れた加熱手段により成形型と炭素質フィルムとを昇温す
る。A method for manufacturing a graphite sheet according to claim 3 is the manufacturing method according to claim 2, wherein in the temperature raising step, the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised in a high temperature furnace in an inert atmosphere. . A method for manufacturing a graphite sheet according to claim 4 is the method according to claim 2 or 3, wherein
In the temperature raising step, the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised by the heating means arranged between the mold and the carbonaceous film.
【０００９】請求項５に係るグラファイト面状体の製造
方法は、請求項２または３記載の製造方法において、昇
温工程では、炭素質フィルムに通電することで成形型と
炭素質フィルムとを昇温する。請求項６に係るグラファ
イト面状体の製造方法は、請求項１から５のいずれかに
記載の製造方法において、成形工程では、レーザ光を炭
素質フィルムの端面に照射して炭素質フィルムを部分的
に加熱する。According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a graphite sheet according to the second or third aspect, the carbonaceous film is energized to raise the mold and the carbonaceous film in the temperature raising step. Warm. The method for manufacturing a graphite sheet according to claim 6 is the method for manufacturing a graphite sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein in the molding step, a laser beam is applied to an end surface of the carbonaceous film to partially cover the carbonaceous film. To heat.
【００１０】請求項７に係るグラファイト面状体の製造
方法は、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法に
おいて、成形工程では、炭素質フィルムの端面に火炎を
照射して炭素質フィルムを部分的に加熱する。請求項８
に係るグラファイト面状体の製造方法は、請求項１から
３，６，７のいずれかに記載の製造方法において、成形
工程では、成形型と炭素質フィルムとの間に配置された
加熱手段により炭素質フィルムを部分的に加熱する。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a graphite sheet according to any one of the first to fifth aspects, wherein the carbonaceous film is formed by irradiating a flame on an end face of the carbonaceous film in the forming step. Partially heat. Claim 8
The method for manufacturing a graphite sheet according to claim 1, wherein in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, 6 and 7, in the molding step, a heating means arranged between the mold and the carbonaceous film is used. Partially heat the carbonaceous film.
【００１１】請求項９に係るグラファイト面状体の製造
方法は、請求項１から３，６，７のいずれかに記載の製
造方法において、成形工程では、炭素質フィルムに通電
することで炭素質フィルムを部分的に加熱する。この発
明では、出発原料となる高分子フィルムとして、芳香族
ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリオキサジアゾール
の中から選ばれた高分子からなるフィルムを用いる。上
記各種ポリイミドには、ポリベンゾチアゾール、ボリベ
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、ポリアミドイミド、ポリベンゾ
イミダゾール、ポリベンゾビスイミダゾール、ポリテレ
フタルアミド、ポリフェニレンビニレン、下記の一般式
（１）で代表される芳香族ポリイミドがある。A method for producing a graphite sheet according to claim 9 is the method according to any one of claims 1 to 3, 6 and 7, wherein the carbonaceous film is energized in the forming step. Partially heat the film. In the present invention, a film made of a polymer selected from aromatic polyimide, aromatic polyamide, and polyoxadiazole is used as a polymer film as a starting material. The various polyimides include polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, polyamideimide, polybenzimidazole, polybenzobisimidazole, polyterephthalamide, polyphenylenevinylene, and the following general formula (1). There is an aromatic polyimide represented by.
【００１２】[0012]
【化１】 Embedded image
【００１３】[0013]
【化２】 Embedded image
【００１４】[0014]
【化３】 Embedded image
【００１５】上記各種ポリアミドには、下記の一般式
（２）で代表される芳香族ポリアミドがある。Among the above-mentioned various polyamides, there are aromatic polyamides represented by the following general formula (2).
【００１６】[0016]
【化４】 [Chemical 4]
【００１７】具体的な高分子フィルムの材料組成や配合
は、用途や製造条件によって適宜選択して実施される。
高分子フィルムの厚みは、４００μｍ以下、好ましくは
１〜４００μｍの範囲のものが用いられる。フィルム厚
が４００μｍよりも厚くなると、炭素化およびグラファ
イト化の過程において発生するガスのために、内部構造
の乱れた炭素前駆体（すなわち難黒鉛化炭素）しかでき
ず、その後に所定形状を有する成形型に加熱圧着して成
形する、いわゆるホットプレス加工を行っても良質のグ
ラファイトを得ることができない。フィルム厚が薄い場
合には特に大きな制限はない。１μｍよりも薄くなると
同じ厚さのグラファイト面状体を製造するのに、より多
数枚の炭素質フィルムを製造しておく必要があるので、
経済的に不利である。The specific material composition and blending of the polymer film are appropriately selected and carried out depending on the application and manufacturing conditions.
The thickness of the polymer film is 400 μm or less, preferably 1 to 400 μm. When the film thickness is more than 400 μm, only the carbon precursor with a disordered internal structure (that is, non-graphitizable carbon) can be formed due to the gas generated in the process of carbonization and graphitization, and then molding having a predetermined shape. It is impossible to obtain good quality graphite even by performing so-called hot pressing, which is performed by thermocompression bonding to a mold. There is no particular limitation when the film thickness is thin. Since it is necessary to produce a larger number of carbonaceous films in order to produce a graphite sheet having the same thickness when the thickness is less than 1 μm,
It is economically disadvantageous.
【００１８】炭素質フィルムを製造するための熱処理温
度は４００〜２０００℃の範囲で実施される。２０００
℃以上の温度領域で熱処理を行うこともできるが、上記
温度範囲内で熱処理したものを、曲面を構成の一部に加
工された等方性黒鉛型に加熱成形して、ホットプレス加
工した方が、最終的に製造されるグラファイトの品質に
良い結果を与える。この炭素質フィルム製造工程は、ホ
ットプレスの前の予備的な熱処理工程であるが、この段
階では高分子フィルムを重ねないで別々に熱処理したほ
うがよく、特に、４００μｍ以上の厚さには重ねないほ
うがよい。これは、高分子フィルムを重ねた状態で熱処
理すると、高分子フィルムからのガス発生が抑えられ、
厚いフィルムを使用したのと同じような欠点が生じるか
らである。The heat treatment temperature for producing the carbonaceous film is in the range of 400 to 2000 ° C. 2000
Although it is possible to perform heat treatment in the temperature range of ℃ or more, those that are heat-treated within the above temperature range are heat-molded into an isotropic graphite mold whose curved surface is partly processed, and hot-pressed. Gives good results on the quality of the finally produced graphite. This carbonaceous film manufacturing process is a preliminary heat treatment process before hot pressing, but at this stage, it is better to separately heat treat the polymer films without stacking them, and in particular, do not stack them to a thickness of 400 μm or more. Better. This is because when the polymer films are heat-treated in a stacked state, gas generation from the polymer films is suppressed,
This is because the same drawback as when using a thick film occurs.
【００１９】上記のような予備的な熱処理工程を経て炭
素質フィルムを製造した後、複数枚の炭素質フィルムを
重ねて、昇温工程を経てまたは直接本格的な加熱圧着工
程である成形工程を行い、炭素質のグラファイト化を進
行させて、面に平行に配向されたグラファイト結晶を有
する所定の面形状に成形されたグラファイト面状体が製
造される。After the carbonaceous film is manufactured through the preliminary heat treatment process as described above, a plurality of carbonaceous films are superposed on each other, and a forming process, which is a full-scale thermocompression bonding process, is performed through a heating process or directly. Then, the carbonaceous graphitization proceeds to produce a graphite planar body having graphite crystals oriented parallel to the plane and shaped into a predetermined plane shape.
【００２０】この昇温工程及び成形工程では、圧力制御
と温度制御とが重要である。すなわち、この昇温工程及
び成形工程では、熱処理中に炭素質フィルムに発生する
シワや歪みを取り除きながら圧着することが必要であ
る。そのような処理条件を研究した結果、昇温工程また
は成形工程における昇温過程において２２００℃以下の
温度領域では、炭素質フィルムの割れを防止するために
１．９６ＭＰａ以下の圧力であることが望ましいが、あ
まり小さい圧力ではシワが発生する。この圧力は０．９
８ＭＰａ以上であれば有効である。また、圧力を急激に
加えず徐々に加えるようにすれば、割れを防ぐ上でより
有効である。昇温後２２００℃以上の温度領域では、完
全な圧着を実現するために１．９６ＭＰａ以上の圧力で
あることが望ましいが、０．９８ＭＰａ以上であればよ
い。In this temperature raising step and molding step, pressure control and temperature control are important. That is, in the temperature raising step and the forming step, it is necessary to perform pressure bonding while removing wrinkles and strains generated in the carbonaceous film during the heat treatment. As a result of studying such treatment conditions, it is desirable that the pressure is 1.96 MPa or less in order to prevent cracking of the carbonaceous film in the temperature range of 2200 ° C. or less in the temperature raising process or the temperature raising process in the molding process. However, wrinkles occur at too small pressure. This pressure is 0.9
It is effective if it is 8 MPa or more. Moreover, it is more effective to prevent cracking if the pressure is gradually applied instead of abruptly. In the temperature range of 2200 ° C. or higher after the temperature is raised, the pressure is preferably 1.96 MPa or more in order to realize complete pressure bonding, but 0.98 MPa or more is sufficient.
【００２１】上記のような製造工程を経ることによっ
て、分厚いブロック状をなすとともにロッキング特性が
著しく改良された所定のあらかじめ設計された少なくと
も１個以上の所定の面形状をグラファイト面状体を製造
することができる。Through the above-described manufacturing process, a graphite sheet having a predetermined block shape and at least one predetermined surface shape having a thick block shape and significantly improved locking characteristics is manufactured. be able to.
【００２２】[0022]
【作用】請求項１に係るグラファイト面状体の製造方法
では、まず、厚さ１〜４００μｍの高分子フィルムを４
００〜２０００℃で熱処理して炭素質フィルムを得る。
続いて、得られた炭素質フィルムを少なくとも１枚以上
重ねて成形型に入れる。そして、不活性雰囲気中で成形
型内の炭素質フィルムの少なくとも一部を加熱すること
で炭素質フィルムを２２００℃以上の温度に維持しつつ
０．９８ＭＰａ以上の圧力を加え、グラファイト結晶の
配向方向を揃えつつ所定の形状に成形する。ここでは、
成形時に炭素質フィルムのみを加熱しているので、成形
型が高温になりにくく、成形型が軟化しにくい。このた
め、繰り返して成形型を用いても精度がよいグラファイ
ト面状体を得られる。In the method for producing a graphite sheet according to claim 1, first, a polymer film having a thickness of 1 to 400 μm is
Heat treatment is performed at 00 to 2000 ° C. to obtain a carbonaceous film.
Then, at least one or more of the obtained carbonaceous films are stacked and placed in a mold. Then, by heating at least a part of the carbonaceous film in the mold in an inert atmosphere, a pressure of 0.98 MPa or more is applied while maintaining the temperature of the carbonaceous film at 2200 ° C. or more, and the orientation direction of the graphite crystals is Are molded into a predetermined shape while aligning. here,
Since only the carbonaceous film is heated during molding, the mold is unlikely to reach a high temperature and the mold is unlikely to soften. Therefore, even if the molding die is repeatedly used, a highly accurate graphite sheet can be obtained.
【００２３】請求項２に係るグラファイト面状体の製造
方法では、まず、厚さ１〜４００μｍの高分子フィルム
を４００〜２０００℃で熱処理して炭素質フィルムを得
る。続いて、得られた炭素質フィルムを少なくとも１枚
以上重ねて成形型に入れ、不活性雰囲気中で成形型全体
を２０００℃〜３２００℃に昇温しつつ０．９８ＭＰａ
以上の圧力で成形する。そして、昇温後に、不活性雰囲
気中で炭素質フィルムの少なくとも一部を加熱すること
で炭素質フィルムを２２００℃以上の温度に維持しつつ
０．９８ＭＰａ以上の圧力を加え、グラファイト結晶の
配向方向を揃えつつ所定の形状に成形する。ここでも、
請求項１と同様に、昇温後の成形時に炭素質フィルムの
みを加熱しているので、成形型が高温になりにくく、成
形型が軟化しにくい。このため、繰り返して成形型を用
いても精度がよいグラファイト面状体を得られる。In the method for producing a graphite sheet according to claim 2, first, a polymer film having a thickness of 1 to 400 μm is heat treated at 400 to 2000 ° C. to obtain a carbonaceous film. Subsequently, at least one or more of the obtained carbonaceous films are stacked and placed in a molding die, and the entire molding die is heated to 2000 ° C. to 3200 ° C. in an inert atmosphere while being heated to 0.98 MPa.
Mold at the above pressure. Then, after the temperature is raised, at least a part of the carbonaceous film is heated in an inert atmosphere to maintain the carbonaceous film at a temperature of 2200 ° C. or more and a pressure of 0.98 MPa or more is applied to the graphite crystal to thereby orient the graphite crystals. Are molded into a predetermined shape while aligning. even here,
As in the first aspect, since only the carbonaceous film is heated at the time of molding after the temperature rises, the mold is unlikely to reach a high temperature and the mold is unlikely to be softened. Therefore, even if the molding die is repeatedly used, a highly accurate graphite sheet can be obtained.
【００２４】請求項３に係るグラファイト面状体の製造
方法では、不活性雰囲気の高温炉中で成形型と炭素質フ
ィルムとを昇温しているので、比較的安価な設備で昇温
できる。請求項４に係るグラファイト面状体の製造方法
では、成形型と炭素質フィルムとの間に配置された加熱
手段により成形型と炭素質フィルムとを昇温しているの
で、エネルギー効率が高くなりかつ成形型がより軟化し
にくい。In the method for producing a graphite sheet according to the third aspect, the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised in a high temperature furnace in an inert atmosphere, so that the temperature can be raised with relatively inexpensive equipment. In the method for producing a graphite sheet according to claim 4, since the temperature of the forming die and the carbonaceous film is raised by the heating means arranged between the forming die and the carbonaceous film, the energy efficiency is improved. Moreover, the molding die is less likely to be softened.
【００２５】請求項５に係るグラファイト面状体の製造
方法では、炭素質フィルムに通電することで成形型と炭
素質フィルムとを昇温しているので、別にヒータ等の設
備を設けることなく昇温できるとともに、エネルギー効
率が高くなりかつ成形型がより軟化しにくい。請求項６
に係るグラファイト面状体の製造方法では、レーザ光を
炭素質フィルムの端面に照射して炭素質フィルムを部分
的に加熱しつつ成形しているので、昇温工程が不要にな
り、短時間に成形を行える。In the method for producing a graphite sheet according to the fifth aspect, since the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised by energizing the carbonaceous film, the temperature is raised without separately providing equipment such as a heater. The temperature can be increased, the energy efficiency is increased, and the mold is less likely to soften. Claim 6
In the method for manufacturing a graphite sheet according to the above, since the end face of the carbonaceous film is irradiated with laser light to form the carbonaceous film while partially heating it, the temperature raising step is not required, and the heating process is performed in a short time. Can be molded.
【００２６】請求項７に係るグラファイト面状体の製造
方法では、炭素質フィルムの端面に火炎を照射して炭素
質フィルムを部分的に加熱しつつ成形しているので、同
様に昇温工程が不要になり、簡単な設備で短時間に成形
を行える。請求項８に係るグラファイト面状体の製造方
法では、成形型と炭素質フィルムとの間に配置された加
熱手段により炭素質フィルムを部分的に加熱しつつ成形
しているので、熱効率の良い成形を行える。In the method for producing a graphite sheet according to claim 7, since the end surface of the carbonaceous film is irradiated with a flame to partially heat the carbonaceous film, the carbonaceous film is similarly heated. It becomes unnecessary, and molding can be done in a short time with simple equipment. In the method for manufacturing a graphite sheet according to claim 8, since the carbonaceous film is formed while being partially heated by the heating means arranged between the forming die and the carbonaceous film, forming with high thermal efficiency. Can be done.
【００２７】請求項９に係るグラファイト面状体の製造
方法では、炭素質フィルムに通電することで炭素質フィ
ルムを部分的に加熱しつつ成形しているので、グラファ
イト結晶性を向上する成形を行える。In the method for producing a graphite sheet according to the ninth aspect, since the carbonaceous film is molded while being partially heated by energizing the carbonaceous film, the graphite crystallinity can be improved. .
【００２８】[0028]
【実施例】実施例１ 図１は、本発明に係るグラファイト面状体の製造方法の
一実施例の実施手順を示す図である。ここでは、グラフ
ァイト面状体の一例としてＸ線集光用のトロイダルミラ
ーの製造手順を示している。EXAMPLES Example 1 FIG. 1 is a diagram showing an implementation procedure of an example of a method for producing a graphite sheet according to the present invention. Here, a manufacturing procedure of a toroidal mirror for X-ray focusing is shown as an example of a graphite sheet.
【００２９】図１において、トロイダルミラーは、第１
高温炉１と第２高温炉２とを用いて製造される。これら
の高温炉１，２はいずれもカーボンヒータ炉である。第
１高温炉１は、高分子フィルムを２５００℃まで昇温可
能な炉であり、内部に平板状の黒鉛型１０，１１が配置
されている。第２高温炉２は、高分子フィルムを熱処理
して得られた炭素質フィルム５を３５００℃まで昇温可
能な炉であり、内部に炭素質フィルム５を成形するため
の上下１対の成形型１２，１３が配置されている。In FIG. 1, the toroidal mirror is the first
It is manufactured using the high temperature furnace 1 and the second high temperature furnace 2. Both of these high temperature furnaces 1 and 2 are carbon heater furnaces. The first high temperature furnace 1 is a furnace capable of raising the temperature of a polymer film to 2500 ° C., and flat plate-shaped graphite molds 10 and 11 are arranged inside. The second high temperature furnace 2 is a furnace capable of heating the carbonaceous film 5 obtained by heat-treating a polymer film to 3500 ° C., and a pair of upper and lower molds for forming the carbonaceous film 5 inside. 12 and 13 are arranged.
【００３０】成形型１２，１３は等方性黒鉛製であり、
図２に示すように、各成形型１２，１３の成形曲面２
１，２２は、型の中心に曲面の重心が配置されるように
なっている。これは、上下の圧力を可及的に上下以外の
他の方向に分散しないようにして、成形時のグラファイ
ト化の進行に伴い発生する炭素質フィルム５の滑りを抑
えるためである。The molds 12 and 13 are made of isotropic graphite,
As shown in FIG. 2, the molding curved surface 2 of each molding die 12, 13
As for 1 and 22, the center of gravity of the curved surface is arranged at the center of the mold. This is to prevent the upper and lower pressures from being dispersed in directions other than the upper and lower directions as much as possible so as to suppress slippage of the carbonaceous film 5 caused by the progress of graphitization during molding.
【００３１】第２高温炉２の内部には、カーボンヒータ
１４が配置されている。カーボンヒータ１４は、スイッ
チ１５を介して電源１６に接続されている。第２高温炉
２の一壁には例えば，石英ガラス製の光学窓１７が設け
られている。光学窓１７に面してレーザ照射装置１８が
設けられている。レーザ照射装置１８は、ＣＯ2 レーザ
光を出射するレーザ源２０と、光学窓１７に面して配置
された集光レンズ１９とを有している。集光レンズ１９
は、レーザ源２０から照射されたレーザ光を成形された
炭素質フィルム５の端面でたとえば５ｍｍ径のスポット
光に集光する。また、第２高温炉２にはアルゴンガス発
生源２３が連結されており、そこからアルゴンガスが供
給される。Inside the second high temperature furnace 2, a carbon heater 14 is arranged. The carbon heater 14 is connected to a power supply 16 via a switch 15. An optical window 17 made of, for example, quartz glass is provided on one wall of the second high temperature furnace 2. A laser irradiation device 18 is provided facing the optical window 17. The laser irradiation device 18 has a laser source 20 that emits CO 2 laser light, and a condenser lens 19 that is arranged so as to face the optical window 17. Condensing lens 19
Is to collect the laser light emitted from the laser source 20 on the end face of the shaped carbonaceous film 5 into spot light having a diameter of 5 mm, for example. Further, an argon gas generation source 23 is connected to the second high temperature furnace 2, and the argon gas is supplied from there.
【００３２】このように構成された２つの高温炉１，２
を用いて以下の手順でグラファイト面状体が製造され
る。まず前述した高分子フィルムを１又は複数枚用意
し、それを第１高温炉１内の黒鉛型１０，１１で上下に
挟んで、アルゴン気流中で４００〜２０００℃の温度で
熱処理して炭素質フィルム５を得る（図１（ａ））。続
いて、得られた炭素質フィルム５を１または複数枚重ね
て第２高温炉２内の成形型１２，１３に入れる（図１
（ｂ））。成形型１２，１３に炭素質フィルム５を入れ
ると、第２高温炉２内にアルゴンガスを充填して成形型
１２，１３にたとえば０．９８ＭＰａの圧力を徐々に加
えつつ、スイッチ１５を閉じてカーボンヒータ１４によ
り成形型１２，１３全体をたとえば、３０００℃まで昇
温する（図１（ｃ））。３０００℃まで全体が昇温する
と、圧力を１．９６ＭＰａにしてレーザ源２０を点灯し
て成形されている炭素質フィルム５の端面にレーザ光を
照射して、炭素質フィルム５のみを加熱する。The two high temperature furnaces 1 and 2 configured as described above
A graphite sheet is manufactured using the following procedure. First, one or a plurality of the above-mentioned polymer films are prepared, which are vertically sandwiched by the graphite molds 10 and 11 in the first high temperature furnace 1, and heat-treated at a temperature of 400 to 2000 ° C. in an argon stream to obtain a carbonaceous material. A film 5 is obtained (FIG. 1 (a)). Subsequently, one or a plurality of the obtained carbonaceous films 5 are stacked and put into the forming dies 12 and 13 in the second high temperature furnace 2 (see FIG. 1).
(B)). When the carbonaceous film 5 is put into the molding dies 12 and 13, the second high temperature furnace 2 is filled with argon gas, and the pressure of 0.98 MPa is gradually applied to the molding dies 12 and 13, while the switch 15 is closed. The carbon heater 14 raises the temperature of the entire mold 12, 13 to, for example, 3000 ° C. (FIG. 1C). When the entire temperature rises to 3000 ° C., the pressure is set to 1.96 MPa and the laser source 20 is turned on to irradiate the end face of the formed carbonaceous film 5 with laser light to heat only the carbonaceous film 5.
【００３３】グラファイト化が進行すると、結晶面の配
向方向（ａｂ面方向）で熱伝導率が高くなるので、炭素
質フィルム５は端面に照射されたレーザ光によって３２
００℃以上に加熱される。このとき、結晶面の配向方向
と交差する方向の熱伝導率は低いので、成形型１２，１
３にはレーザ光による熱が伝わりにくい。このため、炭
素質フィルム５を３０００℃以上に加熱しても成形型１
２，１３が高温に加熱されず、成形型１２，１３が軟化
しにくくなり、繰り返して成形型を用いても精度がよい
グラファイト面状体が得られる。As the graphitization progresses, the thermal conductivity increases in the orientation direction of the crystal planes (ab plane direction), so that the carbonaceous film 5 is exposed to the laser light applied to the end face of the carbonaceous film 5.
Heated to above 00 ° C. At this time, since the thermal conductivity in the direction crossing the orientation direction of the crystal plane is low, the molds 12, 1
It is difficult for the heat generated by the laser light to be transmitted to 3. Therefore, even if the carbonaceous film 5 is heated to 3000 ° C. or higher, the mold 1
Since the molds 2 and 13 are not heated to a high temperature, the molds 12 and 13 are less likely to be softened, and even if the molds are repeatedly used, an accurate graphite sheet can be obtained.
【００３４】図３に示すように、８枚のグラファイト面
状体６でトロイダルミラー７を構成する場合、得られた
グラファイト面状体６の形を整えて太鼓筒状の８分割の
保持型８に内壁にそれぞれ貼り付ける。このとき、厚み
が厚いグラファイト面状体６が得られた場合には、それ
を厚み方向に分割して０．５ｍｍ程度の厚みにしてもよ
い。そして、グラファイト面状体６が張りつけられた８
つの保持型８を組み立てる。なお、保持型８には、図示
しない係合手段がそれぞれ設けられており、組み立て時
に、内壁がトロイダル曲線となるようになっている。As shown in FIG. 3, when the toroidal mirror 7 is composed of eight graphite sheet bodies 6, the shape of the obtained graphite sheet body 6 is adjusted to form a drum-shaped 8-piece holding die 8. To each inner wall. At this time, when the graphite sheet 6 having a large thickness is obtained, it may be divided in the thickness direction to have a thickness of about 0.5 mm. Then, the graphite sheet 6 was attached 8
Assemble the two holding molds 8. It should be noted that the holding mold 8 is provided with engaging means (not shown), and the inner wall of the holding die 8 has a toroidal curve when assembled.
【００３５】実施例２ 実施例１では、第２高温炉２で３０００℃に昇温後、レ
ーザ照射装置１８により炭素質フィルム５を部分的に加
熱したが、第２高温炉２を使用せずにレーザ照射装置１
８により炭素質フィルム５を直接昇温してもよい。成形
型１２，１３は、図４に示すように、真空室９内に配置
されている。真空室９には、光学窓１７が配置されてい
るとともに、アルゴンガス発生源２３が連結されてい
る。他の製造装置は実施例１と同様であり説明を省略す
る。 Example 2 In Example 1, the carbonaceous film 5 was partially heated by the laser irradiation device 18 after the temperature was raised to 3000 ° C. in the second high temperature furnace 2, but the second high temperature furnace 2 was not used. Laser irradiation device 1
The temperature of the carbonaceous film 5 may be directly raised by 8. The molds 12 and 13 are arranged in the vacuum chamber 9 as shown in FIG. An optical window 17 is arranged in the vacuum chamber 9, and an argon gas generation source 23 is connected to the optical window 17. The other manufacturing apparatus is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
【００３６】実施例２では、第１高温炉１によって炭素
質フィルム５を得（図４（ａ））、、真空室９内の成形
型１２，１３に炭素質フィルム５を入れる（図４
（ｂ））。続いて、成形型１２，１３に０・９８ＭＰａ
の圧力を徐々に加えつつ、レーザ源２０を点灯して、炭
素質フィルム５の端面にレーザ光を照射し、炭素質フィ
ルム５を３２００℃まで昇温し、その後、３２００℃を
１時間維持する（図４（ｃ））。In the second embodiment, the carbonaceous film 5 is obtained by the first high temperature furnace 1 (FIG. 4A), and the carbonaceous film 5 is put into the forming dies 12, 13 in the vacuum chamber 9 (FIG. 4).
(B)). Subsequently, 0.98 MPa is applied to the molding dies 12 and 13.
The laser source 20 is turned on while gradually applying the pressure of 1. to irradiate the end face of the carbonaceous film 5 with laser light to raise the temperature of the carbonaceous film 5 to 3200 ° C., and then maintain 3200 ° C. for 1 hour. (FIG.4 (c)).
【００３７】この実施例では、レーザ光のみで昇温する
ので、昇温時間が長くなるが、成形型１２，１３がより
加熱されにくくなり、より高精度のグラファイト面状体
が得られる。実施例３ 上述の実施例ではレーザ照射装置で炭素質フィルム５を
部分的に加熱したが、ガスバーナによって昇温加熱して
もよい。In this embodiment, since the temperature is raised only by the laser light, the temperature rise time is long, but the molding dies 12 and 13 are less likely to be heated, and a more precise graphite sheet can be obtained. Example 3 Although the carbonaceous film 5 is partially heated by the laser irradiation device in the above-described example, it may be heated by the gas burner.
【００３８】図５において、第２高温炉２には、アルゴ
ンガス発生源２３に加えて、排気装置２４が連結されて
いる。また、第２高温炉２には、成形中の炭素質フィル
ム５の端面を加熱するためのガスバーナ２５の先端が突
出している。ガスバーナ２５には、酸素ガスと燃料ガス
（アセチレンガス等）との混合ガスが供給されている。
排気装置２４は、燃焼後のガスを排気して第２高温炉２
中をアルゴンガス雰囲気に保つためのものである。In FIG. 5, an exhaust device 24 is connected to the second high temperature furnace 2 in addition to the argon gas generating source 23. Further, in the second high temperature furnace 2, the tip of a gas burner 25 for heating the end surface of the carbonaceous film 5 being formed is protruding. The gas burner 25 is supplied with a mixed gas of oxygen gas and fuel gas (acetylene gas or the like).
The exhaust device 24 exhausts the gas after combustion to generate the second high temperature furnace 2
This is for keeping the inside in an argon gas atmosphere.
【００３９】このような製造装置でグラファイト面状体
を製造する場合、まず前述した高分子フィルムを１又は
複数枚用意し、それを第１高温炉１内の黒鉛型１０，１
１で上下に挟んで、アルゴン気流中で４００〜２０００
℃の温度で熱処理して炭素質フィルム５を得る（図５
（ａ））。続いて、得られた炭素質フィルム１を１また
は複数枚重ねて第２高温炉２内の成形型１２，１３に入
れる（図５（ｂ））。成形型１２，１３に炭素質フィル
ム５を入れると、成形型１２，１３にたとえば０．９８
ＭＰａの圧力を徐々に加えつつ、スイッチ１５を閉じて
カーボンヒータ１４により成形型１２，１３全体をたと
えば、３０００℃まで昇温する（図５（ｃ））。３００
０℃まで全体が昇温すると、圧力を１．９６ＭＰａにし
てガスバーナ２５を点火して成形されている炭素質フィ
ルム５の端面に火炎を照射して、炭素質フィルム５のみ
を加熱する。When a graphite sheet is manufactured by such a manufacturing apparatus, first, one or a plurality of the above-mentioned polymer films are prepared and the graphite molds 10, 1 in the first high temperature furnace 1 are prepared.
It is sandwiched vertically by 1 and 400 to 2000 in an argon stream.
The carbonaceous film 5 is obtained by heat treatment at a temperature of ℃ (Fig. 5).
(A)). Subsequently, one or a plurality of the obtained carbonaceous films 1 are piled up and put into the molds 12 and 13 in the second high temperature furnace 2 (FIG. 5 (b)). When the carbonaceous film 5 is put into the molding dies 12 and 13, for example, 0.98
While gradually applying a pressure of MPa, the switch 15 is closed and the carbon heater 14 raises the temperature of the entire molding dies 12, 13 to, for example, 3000 ° C. (FIG. 5C). 300
When the entire temperature rises to 0 ° C., the pressure is set to 1.96 MPa, the gas burner 25 is ignited, and the end face of the carbonaceous film 5 that has been formed is irradiated with a flame to heat only the carbonaceous film 5.
【００４０】グラファイト化が進行すると、結晶面の配
向方向（ａｂ面方向）で熱伝導率が高くなるので、炭素
質フィルム５は端面に照射された火炎によって３２００
℃以上に加熱される。このとき、結晶面の配向方向と交
差する方向の熱伝導率は低いので、成形型１２，１３に
は火炎による熱が伝わりにくい。このため、炭素質フィ
ルム５を３０００℃以上に加熱しても成形型１２，１３
が高温に加熱されず、成形型１２，１３が軟化しにくく
なり、繰り返して成形型を用いても精度がよいグラファ
イト面状体が得られる。As the graphitization proceeds, the thermal conductivity increases in the orientation direction of the crystal planes (ab plane direction), so that the carbonaceous film 5 is heated to 3200 by the flame irradiated to the end faces.
It is heated above ℃. At this time, since the thermal conductivity in the direction intersecting the orientation direction of the crystal plane is low, the heat due to the flame is difficult to be transmitted to the molding dies 12 and 13. Therefore, even if the carbonaceous film 5 is heated to 3000 ° C. or higher, the molds 12, 13
Is not heated to a high temperature, the molds 12 and 13 are less likely to be softened, and even if the molds are repeatedly used, an accurate graphite sheet can be obtained.
【００４１】実施例４ 実施例３では、第２高温炉２で３０００℃に昇温後、ガ
スバーナ２５により炭素質フィルム５を部分的に加熱し
たが、第２高温炉２を使用せずにガスバーナ２５により
炭素質フィルム５を直接昇温してもよい。成形型１２，
１３は、図６に示すように、真空室９内に配置されてい
る。真空室９には、ガスバーナ２５の先端が突出して配
置されているとともに、アルゴンガス発生源２３及び排
気装置２４が連結されている。他の製造装置は実施例３
と同様であり説明を省略する。 Example 4 In Example 3, the carbonaceous film 5 was partially heated by the gas burner 25 after the temperature was raised to 3000 ° C. in the second high temperature furnace 2, but the gas burner was not used in the second high temperature furnace 2. The temperature of the carbonaceous film 5 may be directly raised by 25. Mold 12,
As shown in FIG. 6, 13 is arranged in the vacuum chamber 9. In the vacuum chamber 9, the tip of a gas burner 25 is arranged so as to project, and an argon gas generation source 23 and an exhaust device 24 are connected. Another manufacturing apparatus is the third embodiment.
The description is omitted because it is similar to the above.
【００４２】実施例４では、第１高温炉１によって炭素
質フィルム５を得（図６（ａ））、、真空室９内の成形
型１２，１３に炭素質フィルム５を入れる（図６
（ｂ））。続いて、成形型１２，１３に０・９８ＭＰａ
の圧力を徐々に加えつつ、ガスバーナ２５を点火して、
炭素質フィルム５の端面に火炎を照射し、炭素質フィル
ム５を３２００℃まで昇温し、その後、３２００℃を１
時間維持する（図６（ｃ））。In the fourth embodiment, the carbonaceous film 5 is obtained by the first high temperature furnace 1 (FIG. 6 (a)), and the carbonaceous film 5 is put into the molds 12 and 13 in the vacuum chamber 9 (FIG. 6).
(B)). Subsequently, 0.98 MPa is applied to the molding dies 12 and 13.
While gradually applying the pressure of, ignite the gas burner 25,
The end surface of the carbonaceous film 5 is irradiated with a flame, the temperature of the carbonaceous film 5 is raised to 3200 ° C., and then 3200 ° C.
The time is maintained (FIG. 6 (c)).
【００４３】この実施例では、火炎のみで昇温するの
で、昇温時間が長くなるが、成形型１２，１３がより加
熱されにくくなり、より高精度のグラファイト面状体が
得られる。実施例５ 上述の実施例では、レーザ光や火炎により炭素質フィル
ム５を部分的に加熱したが、ヒータにより部分的に加熱
してもよい。In this embodiment, since the temperature is raised only by the flame, the heating time is long, but the molding dies 12 and 13 are less likely to be heated, and a more precise graphite sheet can be obtained. Example 5 Although the carbonaceous film 5 is partially heated by the laser beam or the flame in the above-mentioned examples, it may be partially heated by the heater.
【００４４】図７において、成形型１２，１３の成形面
にはヒータ３０，３１がそれぞれ配置されている。ま
た、第２高温炉２には、成形中の炭素質フィルム５の端
面を加熱するためのガスバーナ２５の先端が突出してい
る。ヒータ３０，３１は、高配向性グラファイト製であ
り、配向方向は成形面に沿った方向である。ヒータ３
０，３１にはスイッチ３２を介して電源３３が接続され
ている。In FIG. 7, heaters 30 and 31 are arranged on the molding surfaces of the molding dies 12 and 13, respectively. Further, in the second high temperature furnace 2, the tip of a gas burner 25 for heating the end surface of the carbonaceous film 5 being formed is protruding. The heaters 30 and 31 are made of highly oriented graphite, and the orientation direction is along the molding surface. Heater 3
A power source 33 is connected to 0 and 31 via a switch 32.
【００４５】このような製造装置でグラファイト面状体
を製造する場合、まず前述した高分子フィルムを１又は
複数枚用意し、それを第１高温炉１内の黒鉛型１０，１
１で上下に挟んで、アルゴン気流中で４００〜２０００
℃の温度で熱処理して炭素質フィルム５を得る（図７
（ａ））。続いて、得られた炭素質フィルム５を１また
は複数枚重ねて第２高温炉２内の成形型１２，１３に入
れる（図７（ｂ））。成形型１２，１３に炭素質フィル
ム５を入れると、成形型１２，１３にたとえば０．９８
ＭＰａの圧力を徐々に加えつつ、スイッチ１５を閉じて
カーボンヒータ１４により成形型１２，１３全体をたと
えば、３０００℃まで昇温する（図７（ｃ））。このと
き、図８（ｃ）に示すように、スイッチ３２も閉じカー
ボンヒータ１４とヒータ３０，３１とで昇温してもよ
い。３０００℃まで全体が昇温すると、圧力を１．９６
ＭＰａにしてスイッチ１５を開き、スイッチ３２を閉じ
て炭素質フィルム５のみをヒータ３０，３１によって加
熱する。なお、昇温工程でスイッチ３２を閉じている場
合には、スイッチ１５を開くだけでよい。When a graphite sheet is manufactured by such a manufacturing apparatus, first, one or a plurality of the above-mentioned polymer films are prepared and the graphite molds 10, 1 in the first high temperature furnace 1 are prepared.
It is sandwiched vertically by 1 and 400 to 2000 in an argon stream.
The carbonaceous film 5 is obtained by heat treatment at a temperature of ℃ (Fig. 7).
(A)). Subsequently, one or a plurality of the obtained carbonaceous films 5 are stacked and put into the molds 12 and 13 in the second high temperature furnace 2 (FIG. 7B). When the carbonaceous film 5 is put into the molding dies 12 and 13, for example, 0.98
While gradually applying a pressure of MPa, the switch 15 is closed and the carbon heater 14 raises the temperature of the entire molds 12, 13 to, for example, 3000 ° C. (FIG. 7C). At this time, as shown in FIG. 8C, the switch 32 may be closed and the temperature of the carbon heater 14 and the heaters 30 and 31 may be raised. When the whole temperature rises to 3000 ° C, the pressure is increased to 1.96.
The pressure is set to MPa, the switch 15 is opened, the switch 32 is closed, and only the carbonaceous film 5 is heated by the heaters 30 and 31. When the switch 32 is closed in the temperature raising step, the switch 15 only needs to be opened.
【００４６】ここでは、炭素質フィルム５を３０００℃
以上に加熱しても成形型１２，１３が高温に加熱され
ず、成形型１２，１３が軟化しにくくなり、繰り返して
成形型を用いても精度がよいグラファイト面状体が得ら
れる。実施例６ 実施例５では、第２高温炉２で３０００℃に昇温後、ヒ
ータ３０，３１により炭素質フィルム５を部分的に加熱
したが、第２高温炉２を使用せずにヒータ３０，３１に
より炭素質フィルム５を直接昇温してもよい。In this case, the carbonaceous film 5 is set to 3000 ° C.
Even if the molds 12 and 13 are heated to the above temperature, the molds 12 and 13 are not heated to a high temperature, the molds 12 and 13 are less likely to be softened, and even if the molds are repeatedly used, an accurate graphite sheet can be obtained. Example 6 In Example 5, the carbonaceous film 5 was partially heated by the heaters 30 and 31 after the temperature was raised to 3000 ° C. in the second high temperature furnace 2, but the heater 30 was used without using the second high temperature furnace 2. , 31 may directly raise the temperature of the carbonaceous film 5.
【００４７】成形型１２，１３は、図９に示すように、
真空室９内に配置されている。実施例６では、第１高温
炉１によって炭素質フィルム５を得（図９（ａ））、、
真空室９内の成形型１２，１３に炭素質フィルム５を入
れる（図９（ｂ））。続いて、成形型１２，１３に０・
９８ＭＰａの圧力を徐々に加えつつ、ヒータ３０，３１
に通電して、炭素質フィルム５を加熱して３２００℃ま
で昇温し、その後、３２００℃を１時間維持する（図９
（ｃ））。As shown in FIG. 9, the molding dies 12 and 13 are
It is arranged in the vacuum chamber 9. In Example 6, the carbonaceous film 5 was obtained by the first high temperature furnace 1 (FIG. 9A),
The carbonaceous film 5 is put into the molds 12 and 13 in the vacuum chamber 9 (FIG. 9B). Then, the molds 12 and 13
While gradually applying a pressure of 98 MPa, the heaters 30, 31
Is energized to heat the carbonaceous film 5 to raise the temperature to 3200 ° C., and then maintain 3200 ° C. for 1 hour (FIG. 9).
(C)).
【００４８】この実施例では、ヒータ３０，３１のみで
昇温するので、昇温時間が長くなるが、成形型１２，１
３がより加熱されにくくなり、より高精度のグラファイ
ト面状体が得られる。実施例７ 実施例５，６では、ヒータを設けて炭素質フィルム５を
部分的に加熱したが、グラファイトの特性を利用して、
炭素質フィルム５に直接通電して炭素質フィルム５を部
分的に加熱してもよい。In this embodiment, since the temperature is raised only by the heaters 30 and 31, the temperature rise time is long, but the molding dies 12, 1
3 is less likely to be heated, and a graphite sheet with higher accuracy can be obtained. Example 7 In Examples 5 and 6, a heater was provided to partially heat the carbonaceous film 5, but by utilizing the characteristics of graphite,
The carbonaceous film 5 may be partially energized to partially heat the carbonaceous film 5.
【００４９】図１０において、成形型１２，１３に挟ま
れた、炭素質フィルム５には成形時に電源３３がスイッ
チ３２を介して接続されている。なお、この接続位置
は、炭素質フィルム５の端面であればどこでもよい。こ
のような製造装置でグラファイト面状体を製造する場
合、まず前述した高分子フィルムを１又は複数枚用意
し、それを第１高温炉１内の黒鉛型１０，１１で上下に
挟んで、アルゴン気流中で４００〜２０００℃の温度で
熱処理して炭素質フィルム５を得る（図１０（ａ））。
続いて、得られた炭素質フィルム５を１または複数枚重
ねて第２高温炉２内の成形型１２，１３に入れる（図１
０（ｂ））。成形型１２，１３に炭素質フィルム５を入
れると、炭素質フィルム５を電源３３に接続し、成形型
１２，１３にたとえば０．９８ＭＰａの圧力を徐々に加
えつつ、スイッチ１５を閉じてカーボンヒータ１４によ
り成形型１２，１３全体をたとえば、３０００℃まで昇
温する（図１０（ｃ））。このとき、図１１（ｃ）に示
すように、スイッチ３２も閉じカーボンヒータ１４で昇
温するとともに、自身を加熱してもよい。３０００℃ま
で全体が昇温すると、圧力を１．９６ＭＰａにしてスイ
ッチ１５を開き、スイッチ３２を閉じて炭素質フィルム
５のみを加熱する。なお、昇温工程でスイッチ３２を閉
じている場合には、スイッチ１５を開くだけでよい。In FIG. 10, a power source 33 is connected via a switch 32 to the carbonaceous film 5 sandwiched between the molding dies 12 and 13 during molding. The connection position may be anywhere as long as it is the end surface of the carbonaceous film 5. When a graphite sheet is manufactured by such a manufacturing apparatus, first, one or a plurality of the above-mentioned polymer films are prepared, which are vertically sandwiched by the graphite molds 10 and 11 in the first high temperature furnace 1, and then the argon film is filled with argon gas. The carbonaceous film 5 is obtained by heat treatment at a temperature of 400 to 2000 ° C. in an air stream (FIG. 10 (a)).
Subsequently, one or a plurality of the obtained carbonaceous films 5 are stacked and put into the forming dies 12 and 13 in the second high temperature furnace 2 (see FIG. 1).
0 (b)). When the carbonaceous film 5 is put into the molds 12 and 13, the carbonaceous film 5 is connected to the power source 33, and while gradually applying a pressure of 0.98 MPa to the molds 12 and 13, the switch 15 is closed and the carbon heater. The entire molding dies 12, 13 are heated to, for example, 3000 ° C. by 14 (FIG. 10C). At this time, as shown in FIG. 11C, the switch 32 may be closed and the temperature may be raised by the carbon heater 14 while heating itself. When the entire temperature rises to 3000 ° C., the pressure is set to 1.96 MPa, the switch 15 is opened, the switch 32 is closed, and only the carbonaceous film 5 is heated. When the switch 32 is closed in the temperature raising step, the switch 15 only needs to be opened.
【００５０】ここでは、炭素質フィルム５を３０００℃
以上に加熱しても成形型１２，１３が高温に加熱され
ず、成形型１２，１３が軟化しにくくなり、繰り返して
成形型を用いても精度がよいグラファイト面状体が得ら
れる。実施例８ 実施例７では、第２高温炉２で３０００℃に昇温後、炭
素質フィルム５に通電して炭素質フィルム５を部分的に
加熱したが、第２高温炉２を使用せずに炭素質フィルム
５を直接昇温してもよい。Here, the carbonaceous film 5 is set to 3000.degree.
Even if the molds 12 and 13 are heated to the above temperature, the molds 12 and 13 are not heated to a high temperature, the molds 12 and 13 are less likely to be softened, and even if the molds are repeatedly used, an accurate graphite sheet can be obtained. Example 8 In Example 7, after the temperature was raised to 3000 ° C. in the second high temperature furnace 2, the carbonaceous film 5 was energized to partially heat the carbonaceous film 5, but the second high temperature furnace 2 was not used. Alternatively, the carbonaceous film 5 may be heated directly.
【００５１】成形型１２，１３は、図１２に示すよう
に、真空室９内に配置されている。実施例８では、第１
高温炉１によって炭素質フィルム５を得（図１２
（ａ））、真空室９内の成形型１２，１３に炭素質フィ
ルム５を入れる（図１２（ｂ））。続いて、成形型１
２，１３に０・９８ＭＰａの圧力を徐々に加えつつ、炭
素質フィルム５に通電して、炭素質フィルム５を加熱し
て３２００℃まで昇温し、その後、３２００℃を１時間
維持する（図１２（ｃ））。As shown in FIG. 12, the molds 12 and 13 are arranged in the vacuum chamber 9. In Example 8, the first
The carbonaceous film 5 is obtained by the high temperature furnace 1 (see FIG. 12).
(A)), The carbonaceous film 5 is put into the forming dies 12, 13 in the vacuum chamber 9 (FIG. 12 (b)). Then, the mold 1
While gradually applying a pressure of 0.98 MPa to Nos. 2 and 13, the carbonaceous film 5 is energized to heat the carbonaceous film 5 to a temperature of 3200 ° C., and then the temperature of 3200 ° C. is maintained for 1 hour (FIG. 12 (c)).
【００５２】この実施例では、炭素質フィルム５自身を
昇温するので、別の加熱手段が不要になり構成が簡素に
なるとともに、昇温時間は長くなるが、成形型１２，１
３がより加熱されにくくなり、より高精度のグラファイ
ト面状体が得られる。実験例 ＰＯＤフィルム（厚み４，２５，１００，４５０μｍ）
を１００℃で熱処理して炭素質フィルムを製造した後、
それぞれの厚みのフィルムを１０枚ずつ重ねて昇温工程
を行う。昇温工程で、２２００℃までは０．９８ＭＰａ
の圧力を加え、２２００℃以上になると１．９６ＭＰａ
の圧力を印加し、続いて、炭素質フィルム５に部分的に
熱を加え、３２００℃で一定時間処理を行ってグラファ
イト面状体を得た。この工程を繰り返して、８個のグラ
ファイト面状体を得て、それにより図３に示すトロイダ
ルミラー７を製作した。In this embodiment, since the temperature of the carbonaceous film 5 itself is raised, no additional heating means is required, the structure is simplified, and the heating time is prolonged, but the molding dies 12, 1
3 is less likely to be heated, and a graphite sheet with higher accuracy can be obtained. Experimental example POD film (thickness: 4,25,100,450 μm)
Is heat treated at 100 ° C. to produce a carbonaceous film,
The temperature raising process is performed by stacking 10 films of each thickness. 0.98 MPa up to 2200 ° C in the temperature raising process
1.96MPa when pressure of 2200 ° C or higher is applied
Then, the carbonaceous film 5 was partially heated and treated at 3200 ° C. for a certain period of time to obtain a graphite sheet. By repeating this process, eight graphite sheet bodies were obtained, and thereby the toroidal mirror 7 shown in FIG. 3 was manufactured.
【００５３】この実験例において、グラファイト化の程
度を評価するために、ロッキング特性を測定しており、
これらの物性の測定条件は下記のとおりである。理学電
機社製ロータフレックスＲＵ−２００Ｂ型Ｘ線回析装置
を用い、グラファイト（０００２）線のピーク位置にお
けるロッキング特性とした。そのロッキング特性は、
０．６°（４μｍ）、０．８°（２５μｍ）、１．５°
（１００μｍ）、１．８°（４５０μｍ）となり、ロッ
キング特性の著しい向上が認められた。In this experimental example, rocking characteristics were measured in order to evaluate the degree of graphitization.
The measurement conditions for these physical properties are as follows. A Rocking RU-200B type X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. was used to determine rocking characteristics at the peak position of the graphite (0002) wire. Its locking characteristics are
0.6 ° (4 μm), 0.8 ° (25 μm), 1.5 °
(100 μm) and 1.8 ° (450 μm), a remarkable improvement in rocking characteristics was observed.
【００５４】また、同じ成形型を繰り返して用いても成
形後の寸法のばらつきが少なく、得られたトロイダルミ
ラー７は、所望の性能を発揮した。 〔他の実施例〕 （ａ） 本発明方法は、グラファイト面状体としてのト
ロイダルミラーの製造に限定されるものではなく、他の
曲面，平面形状のミラーや放熱板、反射板等のグラファ
イト面状体の製造にも適用できる。 （ｂ） 第１高温炉１と第２高温炉２とを共用してもよ
い。 （ｃ） 本発明のフィルムの熱処理は導電性が得られる
まで加熱処理し、その後通電により炭素質フィルムを得
てもよい。Further, even if the same molding die was repeatedly used, the dimensional variation after molding was small, and the obtained toroidal mirror 7 exhibited desired performance. [Other Examples] (a) The method of the present invention is not limited to the production of a toroidal mirror as a graphite sheet, but other curved or planar mirrors, heat sinks, graphite plates such as reflectors, etc. It can also be applied to the production of a body. (B) The first high temperature furnace 1 and the second high temperature furnace 2 may be shared. (C) The film of the present invention may be heat-treated until heat conductivity is obtained, and then a carbonaceous film may be obtained by energizing.
【００５５】[0055]
【発明の効果】請求項１に係るグラファイト面状体の製
造方法では、成形時に炭素質フィルムのみを加熱してい
るので、成形型が高温になりにくく、成形型が軟化しに
くい。このため、繰り返して成形型を用いても精度がよ
いグラファイト面状体を得られる。In the method for producing a graphite sheet according to the first aspect of the present invention, since only the carbonaceous film is heated during molding, the mold is unlikely to reach a high temperature and the mold is unlikely to be softened. Therefore, even if the molding die is repeatedly used, a highly accurate graphite sheet can be obtained.
【００５６】請求項２に係るグラファイト面状体の製造
方法では、請求項１と同様に、昇温後の成形時に炭素質
フィルムのみを加熱しているので、成形型が高温になり
にくく、成形型が軟化しにくい。このため、繰り返して
成形型を用いても精度がよいグラファイト面状体を得ら
れる。請求項３に係るグラファイト面状体の製造方法で
は、不活性雰囲気の高温炉中で成形型と炭素質フィルム
とを昇温しているので、比較的安価な設備で昇温でき
る。In the method for producing a graphite sheet according to claim 2, as in claim 1, since only the carbonaceous film is heated at the time of forming after the temperature rises, it is difficult for the forming die to reach a high temperature, The mold is hard to soften. Therefore, even if the molding die is repeatedly used, a highly accurate graphite sheet can be obtained. In the method for producing a graphite sheet according to the third aspect, since the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised in a high temperature furnace in an inert atmosphere, the temperature can be raised with relatively inexpensive equipment.
【００５７】請求項４に係るグラファイト面状体の製造
方法では、成形型と炭素質フィルムとの間に配置された
加熱手段により成形型と炭素質フィルムとを昇温してい
るので、エネルギー効率が高くなりかつ成形型がより軟
化しにくい。請求項５に係るグラファイト面状体の製造
方法では、炭素質フィルムに通電することで成形型と炭
素質フィルムとを昇温しているので、別にヒータ等の設
備を設けることなく昇温できるとともに、エネルギー効
率が高くなりかつ成形型がより軟化しにくい。In the method for manufacturing a graphite sheet according to claim 4, since the temperature of the forming die and the carbonaceous film is raised by the heating means arranged between the forming die and the carbonaceous film, the energy efficiency is improved. And the mold is less likely to soften. In the method for manufacturing a graphite sheet according to claim 5, since the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised by energizing the carbonaceous film, it is possible to raise the temperature without separately providing a heater or the like. , The energy efficiency is high and the mold is less likely to soften.
【００５８】請求項６に係るグラファイト面状体の製造
方法では、レーザ光を炭素質フィルムの端面に照射して
炭素質フィルムを部分的に加熱しつつ成形しているの
で、昇温工程が不要になり、短時間に成形を行える。請
求項７に係るグラファイト面状体の製造方法では、炭素
質フィルムの端面に火炎を照射して炭素質フィルムを部
分的に加熱しつつ成形しているので、同様に昇温工程が
不要になり、簡単な設備で短時間に成形を行える。In the method for producing a graphite sheet according to the sixth aspect, since the end face of the carbonaceous film is irradiated with laser light to partially heat the carbonaceous film, the heating process is not required. Therefore, molding can be performed in a short time. In the method for producing a graphite sheet according to claim 7, since the end surface of the carbonaceous film is irradiated with a flame to form the carbonaceous film while partially heating the same, the temperature raising step is not required. The molding can be done in a short time with simple equipment.
【００５９】請求項８に係るグラファイト面状体の製造
方法では、成形型と炭素質フィルムとの間に配置された
加熱手段により炭素質フィルムを部分的に加熱しつつ成
形しているので、熱効率の良い成形を行える。請求項９
に係るグラファイト面状体の製造方法では、炭素質フィ
ルムに通電することで炭素質フィルムを部分的に加熱し
つつ成形しているので、グラファイト結晶性を向上する
成形を行える。In the method for producing a graphite sheet according to the eighth aspect, the carbonaceous film is formed while being partially heated by the heating means arranged between the forming die and the carbonaceous film. Good molding can be performed. Claim 9
In the method for producing a graphite sheet according to the above method, since the carbonaceous film is molded while being partially heated by energizing the carbonaceous film, the graphite crystallinity can be improved.
【図１】本発明方法の一実施例の実施手順を示す模式
図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an implementation procedure of an embodiment of the method of the present invention.
【図２】成形型の形状を示す側面および正面図。FIG. 2 is a side view and a front view showing the shape of a molding die.
【図３】トロイダルミラーの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a toroidal mirror.
【図４】実施例２の実施手順を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing an implementation procedure of Example 2;
【図５】実施例２の実施手順を示す模式図。FIG. 5 is a schematic diagram showing an implementation procedure of the second embodiment.
【図６】実施例３の実施手順を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing an implementation procedure of Example 3;
【図７】実施例４の実施手順を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing an implementation procedure of Example 4;
【図８】実施例４の変形例の実施手順を示す模式図。FIG. 8 is a schematic diagram showing an implementation procedure of a modified example of the fourth embodiment.
【図９】実施例５の実施手順を示す模式図。FIG. 9 is a schematic diagram showing an implementation procedure of Example 5;
【図１０】実施例６の実施手順を示す模式図。FIG. 10 is a schematic diagram showing an implementation procedure of Example 6;
【図１１】実施例６の変形例の実施手順を示す模式図。FIG. 11 is a schematic diagram showing an implementation procedure of a modified example of the sixth embodiment.
【図１２】実施例７の実施手順を示す模式図。FIG. 12 is a schematic diagram showing an implementation procedure of Example 7.
１ 第１高温炉 ２ 第２高温炉 ５ 炭素質フィルム ６ グラファイト面状体 １２，１３ 成形型 １４ カーボンヒータ １８ レーザ照射装置 ２３ アルゴンガス発生源 ２５ ガスバーナ ３０，３１ ヒータ 1 1st high temperature furnace 2 2nd high temperature furnace 5 Carbonaceous film 6 Graphite sheet 12, 13 Mold 14 Carbon heater 18 Laser irradiation device 23 Argon gas generation source 25 Gas burner 30, 31 Heater
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 孝夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 池田 順治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西木 直巳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 光明寺 大道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takao Inoue 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Junji Ikeda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co. 72) Inventor Naomi Nishiki 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (9)
るグラファイト面状体を製造する方法であって、 １または複数枚の厚さ１〜４００μｍの高分子フィルム
を４００〜２０００℃で熱処理して炭素質フィルムを得
る炭素質フィルム製造工程と、 前記炭素質フィルム製造工程で得られた炭素質フィルム
を少なくとも１枚以上重ねて成形型に入れる成形準備工
程と、 不活性雰囲気中で前記成形型内の炭素質フィルムの少な
くとも一部を加熱することで前記炭素質フィルムを２２
００℃以上の温度に維持しつつ０．９８ＭＰａ以上の圧
力で成形する成形工程と、を含むグラファイト面状体の
製造方法。1. A method for producing a highly oriented graphite planar body formed into a predetermined surface shape, comprising one or a plurality of polymer films having a thickness of 1 to 400 μm at 400 to 2000 ° C. A carbonaceous film production step of heat-treating to obtain a carbonaceous film; a forming preparation step of stacking at least one or more carbonaceous films obtained in the carbonaceous film production step into a forming die; By heating at least a part of the carbonaceous film in the molding die,
A method for producing a graphite sheet, comprising a forming step of forming at a pressure of 0.98 MPa or higher while maintaining the temperature at 00 ° C or higher.
るグラファイト面状体を製造する方法であって、 １または複数枚の厚さ１〜４００μｍの高分子フィルム
を４００〜２０００℃で熱処理して炭素質フィルムを得
る炭素質フィルム製造工程と、 前記炭素質フィルム製造工程で得られた炭素質フィルム
を少なくとも１枚以上重ねて成形型に入れる成形準備工
程と、 不活性雰囲気中で前記成形型全体を２０００℃〜３２０
０℃に昇温しつつ０．９８ＭＰａ以上の圧力で成形する
昇温工程と、 前記昇温工程後に、不活性雰囲気中で前記炭素質フィル
ムの少なくとも一部を加熱することで前記炭素質フィル
ムを２２００℃以上の温度に維持しつつ０．９８ＭＰａ
以上の圧力で成形する成形工程と、を含むグラファイト
面状体の製造方法。2. A method for producing a highly oriented graphite sheet having a predetermined surface shape, which comprises one or more polymer films having a thickness of 1 to 400 μm at 400 to 2000 ° C. A carbonaceous film production step of heat-treating to obtain a carbonaceous film; a forming preparation step of stacking at least one or more carbonaceous films obtained in the carbonaceous film production step into a forming die; 2000 ℃ ~ 320 whole mold
A temperature raising step of forming at a pressure of 0.98 MPa or more while raising the temperature to 0 ° C., and after the temperature raising step, at least a part of the carbonaceous film is heated in an inert atmosphere to form the carbonaceous film. 0.98MPa while maintaining the temperature above 2200 ℃
A method for producing a graphite sheet, which comprises a forming step of forming with the above pressure.
中で前記成形型と炭素質フィルムとを昇温する、請求項
２記載のグラファイト面状体の製造方法。3. The method for producing a graphite sheet according to claim 2, wherein in the temperature raising step, the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised in a high temperature furnace in an inert atmosphere.
質フィルムとの間に配置された加熱手段により前記成形
型と炭素質フィルムとを昇温する、請求項２または３記
載のグラファイト面状体の製造方法。4. The graphite according to claim 2, wherein in the temperature raising step, the temperature of the forming die and the carbonaceous film is raised by a heating means arranged between the forming die and the carbonaceous film. A method for manufacturing a sheet.
通電することで前記成形型と炭素質フィルムとを昇温す
る、請求項２または３記載のグラファイト面状体の製造
方法。5. The method for producing a graphite sheet according to claim 2, wherein in the heating step, the temperature of the mold and the carbonaceous film is raised by energizing the carbonaceous film.
フィルムの端面に照射して前記炭素質フィルムを部分的
に加熱する、請求項１から５のいずれかに記載のグラフ
ァイト面状体の製造方法。6. The graphite sheet according to claim 1, wherein in the forming step, a laser beam is applied to an end surface of the carbonaceous film to partially heat the carbonaceous film. Production method.
端面に火炎を照射して前記炭素質フィルムを部分的に加
熱する、請求項１から５のいずれかに記載のグラファイ
ト面状体の製造方法。7. The graphite sheet according to claim 1, wherein in the forming step, the end surface of the carbonaceous film is irradiated with a flame to partially heat the carbonaceous film. Method.
ィルムとの間に配置された加熱手段により前記炭素質フ
ィルムを部分的に加熱する、請求項１から３，６，７の
いずれかに記載のグラファイト面状体の製造方法。8. The carbonaceous film is partially heated by a heating means disposed between the mold and the carbonaceous film in the forming step. The method for producing a graphite sheet according to 1.
ムに通電することで前記炭素質フィルムを部分的に加熱
する、請求項１から３，６，７のいずれかに記載のグラ
ファイト面状体の製造方法。9. The graphite sheet according to claim 1, wherein in the pressure forming step, the carbonaceous film is partially heated by energizing the carbonaceous film. Body manufacturing method.
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|---|---|---|---|
| JP04844295A JP3611892B2 (en) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | Method for producing graphite planar body |
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| JPH08244119A true JPH08244119A (en) | 1996-09-24 |
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- 1995-03-08 JP JP04844295A patent/JP3611892B2/en not_active Expired - Lifetime
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