[发明专利]碳质膜的制造方法及石墨膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造基于高分子热分解法的长尺寸（卷物状）碳质膜的方法。详细而言，涉及作为石墨膜制造的中间阶段的制造长尺寸碳质膜的方法。

背景技术

石墨膜是具有高导热性等优异特性的原材料，以电子部件为首，被广泛使用。作为一般能够获得的高导热性的石墨膜的制造法，可列举出对膨胀石墨进行压延而制成薄片状的膨胀法或高分子热分解法。

例如，公开了以下的石墨膜的制造方法：将高分子膜卷绕到圆筒状石墨质碳上，将宽度为180mm、厚度为50μm的POD膜3张重叠起来卷绕到外径为68mm、内径为64mm、长度为200mm的石墨质碳圆筒上，在不活泼性气体中或真空中，在1800℃以上进行加热，可以得到长尺寸的石墨膜。（专利文献1）

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-256508号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，在专利文献1的方法中，当增加卷绕数时，由于所产生的分解气体难以从膜间排出，所以在冷却时，在膜间产生粘连，具有粘接剂那样的作用，因此在完成的卷物状的碳质膜上产生熔合。

因此，本发明的课题是，在制造长尺寸的碳质膜时，得到熔合被抑制的碳质膜。

碳质膜的熔合是由于在碳化分解时产生的分解气体滞留在膜间、在冷却时粘连而产生粘接剂那样的作用而引起的。所得到的碳质膜由于在碳化分解时发生收缩，所以变成作为原料的高分子膜的约80%的尺寸。当高分子膜被卷绕成辊状时，通过该碳化分解时的收缩，变成膜彼此互相压迫的状态，所以在碳化分解时产生的分解气体不会从膜间逸出，从而产生熔合。

用于解决技术问题的手段

本发明涉及一种碳质膜的制造方法，其特征在于，是经过以将高分子膜卷成辊状的状态进行热处理的工序来制造碳质膜的方法，

（1）在低于该高分子膜的热分解起始温度的温度时，辊状高分子膜为下述辊状高分子膜：

（1-1）关于辊状高分子膜整体计算出的相邻的该高分子膜间的间隙的厚度即Ts除以该高分子膜的厚度即Tf而得的值即Ts/Tf满足Ts/Tf＜0.33、或者Ts/Tf＞1.50的关系，且

（1-2）辊状高分子膜的50%截面圆的内侧部分的空间即50%截面圆内的空间所占的面积相对于50%截面圆的截面积低于25%，所述50%截面圆是以辊状高分子膜的中心为圆周的中心、以相对于高分子膜全长从内侧开始50%的膜长度的位置为圆周的一点的辊状高分子膜的截面圆，

（2）在该高分子膜的热分解起始温度以上、且相对于热处理开始前的高分子膜的重量的重量减少率成为40%的温度以下的温度时，辊状高分子膜为下述辊状高分子膜：

（2-1）具有满足以下关系的高分子膜间的间隙：关于辊状高分子膜整体计算出的相邻的该高分子膜间的间隙的厚度即Ts除以该高分子膜的厚度即Tf而得的值即Ts/Tf为0.33～1.50，和/或

（2-2）辊状高分子膜的50%截面圆的内侧部分具有空间即50%截面圆内的空间，50%截面圆内的空间所占的面积相对于50%截面圆的截面积为25%以上，所述50%截面圆是以辊状高分子膜的中心为圆周的中心、以相对于高分子膜全长从内侧开始50%的膜长度的位置为圆周的一点的辊状高分子膜的截面圆。

在所述制造方法中，优选所述辊状高分子膜具有芯，在热分解起始温度以上、且相对于热处理开始前的高分子膜的重量的重量减少率成为40%的温度以下的温度时，所述芯的外径缩小。

另外，本发明还涉及一种石墨膜的制造方法，其特征在于，对通过上述制造方法制作成的碳质膜进行热处理到2400℃以上的温度。

发明效果

根据本发明的制造方法，由于在碳化工序中，能够防止因碳化分解时的收缩而导致的高分子膜彼此的密合，能够将碳化分解气体从膜间容易地排出，因此能够抑制所得的辊状碳质膜和辊状石墨膜的熔合。

附图说明

图1：是表示本发明的辊状高分子膜（没有芯时）的端面的图。

图2：是表示本发明的辊状高分子膜（具有芯时）的端面的图。

图3：是表示可在本发明的辊状高分子膜中使用的分割型的芯的端面的图。

图4：是表示辊状碳质膜端面的波状起伏的图。

图5：是表示本发明的实施例1所涉及的高分子膜的重绕的图。

图6：是表示本发明的实施例1所涉及的热处理方法的图。

图7：是表示本发明的实施例1所涉及的芯径缩小前的状态的图。