(57)【要約】【課題】大きな形状の炭素フィルムを効率的に生産することができるとともに純度の高い炭素フィルムを得るための製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】高分子フィルム１１の長手方向の辺に沿って突起部１２を形成する工程と、高分子フィルム１１を芯材１３に巻く工程と、芯材１２の中心軸が鉛直方向に向くように芯材に巻いた高分子フィルム１１を配置して熱処理する工程と、を備え、突起部１２の高さを高分子フィルム１１の厚さの１倍以上４倍以下としたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子フィルムをロール状に巻いた状態で熱処理する工程を経て炭素フィルムを製造する方法であって、
前記高分子フィルムの長手方向の辺に沿って突起部を形成する工程と、
前記高分子フィルムを芯材に巻く工程と、
前記芯材の中心軸が鉛直方向に向くように前記芯材に巻いた高分子フィルムを配置して熱処理する工程と、を備え、
前記突起部の高さを前記高分子フィルムの厚さの１倍以上４倍以下とすることを特徴とする炭素フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記突起部は、前記芯材に向かって突出していることを特徴とする請求項１記載の炭素フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱シート等に用いられる炭素フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年各種電子機器の高性能化に伴い、ＩＣ等の発熱部品での発熱量が大きくなり、筐体が熱くなる、あるいはＩＣの温度が上がりすぎることにより、ＩＣの動作速度が遅くなるということがおこってくる。そのためグラファイトシートのように面方向に熱伝導性に優れたものを用いて発生した熱を拡散するようなことが行われている。このグラファイトシートは、ポリイミド等の高分子シートを炉の中で熱分解することによって得られる熱分解グラファイトシートが多く用いられている。この場合通常所定の大きさに切断した高分子シートを複数枚炉に入れて熱処理していた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、必要な熱分解グラファイトシートの大きさが大きくなってくると、所定の大きさに切断して熱処理したものから切り取ろうとすると、端材となる部分が大きくなり、結果として生産効率が悪くなってくる。これに対して長尺の高分子シートを芯に巻きつけたものを熱処理して炭素シートを得る方法もあるが、高分子シートが熱分解するときに収縮するため、亀裂や破断が発生しやすいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、高分子フィルムをロール状に巻いた状態で熱処理する工程を経て炭素フィルムを製造する方法であって、高分子フィルムの長手方向の辺に沿って突起部を形成する工程と、高分子フィルムを芯材に巻く工程と、芯材の中心軸が鉛直方向に向くように芯材に巻いた高分子フィルムを配置して熱処理する工程と、を備え、突起部の高さを高分子フィルムの厚さの１倍以上４倍以下としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように行うことにより、芯材に巻きつけた高分子フィルムは、突起部により空間ができるため、収縮しても高分子フィルムに力が加わりにくくなるため、亀裂や破断の発生を抑えるとともに、芯材の中心軸が鉛直方向に向いているため、熱分解により発生したガスが高分子フィルムの間から抜けやすくなり、不純物の少ない炭素フィルムを得ることができる。これをさらに高温で熱処理することにより、熱伝導率の高い熱分解グラファイトシートを効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態における炭素フィルムの製造方法を示す図
【図２】本発明の一実施の形態における突起部を設けたポリイミドフィルムの要部平面図
【図３】本発明の一実施の形態における突起部を設けたポリイミドフィルムの要部断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態における炭素フィルムの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態における炭素フィルムの製造方法を示す図である。まず高分子フィルムとして、幅約３００ｍｍ、長さ約５００ｍ、厚さ約３８マイクロメートルのポリイミドフィルム１１を準備する。次にポリイミドフィルム１１の長手方向の辺に沿って突起部１２を形成する。この突起部１２を形成する方法としては、例えば図１（ａ）のように、ポリイミドフィルム１１の両端部を所定の形状を有するローラの間に通すことによって、突起部１２を形成することができる。このあと突起部１２を形成したポリイミドフィルム１１を、グラファイト製の芯材１３に巻き取る。この場合突起部形成と芯材への巻取りを別々に行っても良いが、図１（ａ）のように連続的に行っても構わない。
【００１１】
次に図１（ｂ）のように、ポリイミドフィルム１１を巻いた芯材１３の中心軸が鉛直方向に向くように炉１４の中に配置し、窒素雰囲気中で、約１３００℃で焼成することにより炭素フィルムを得る。この炭素フィルムをさらにアルゴン雰囲気中で、約２６００℃で焼成することにより熱分解グラファイトシートを得ることができる。
【００１２】
突起部１２は図２のように、ポリイミドフィルム１１の両端部から内側に約１０ｍｍの領域に、中心間の最小距離（Ｄ）が約３．５ｍｍとなるように連続的に形成している。また突起部１２の高さは約８０マイクロメートルとなっている。ここで突起部１２の高さとは、図３のＨとしている。
【００１３】
このような突起部１２を形成したポリイミドフィルム１１を芯材１３へ巻取ると、突起部１２の周辺に空間ができる。そのため熱分解時にポリイミドフィルム１１が収縮してもその空間により力を緩和することができ、亀裂や破断の発生を抑えることができる。さらに芯材１３の中心軸が鉛直方向に向いているため、熱分解により発生したガスがポリイミドフィルム１１の間から抜けやすくなり、不純物の少ない炭素フィルムを得ることができる。
【００１４】
ここで突起部１２の高さは、ポリイミドフィルム１１の厚さの１倍以上４倍以下とすることが望ましい。突起部１２の高さがポリイミドフィルム１１の厚さの１倍よりも小さいと、熱分解時にポリイミドフィルムが収縮して亀裂や破断が発生しやすくなり、４倍を超えると所定の長さのポリイミドフィルム１１を芯材１３に巻いたとき、その径が大きくなりすぎ生産効率が悪くなってしまう。また４倍以下であれば、ポリイミドフィルム１１の状態では突起部１２があっても、これを炭化し、さらにグラファイト化した時には、突起は目立たなくなり、熱伝導性にも影響を与えない。そのため突起部１２の高さをポリイミドフィルム１１の厚さの１倍以上４倍以下とすることが望ましい。
【００１５】
また、突起部１２の配置は、図２のように格子状に配置し、その中心間の距離が最短になる方向を、ポリイミドフィルム１１の幅方向と斜交するようにすることが望ましい。このようにすることにより、ポリイミドフィルム１１が熱分解するときに発生するガスが抜けやすくなり、不純物の少ない炭素フィルムを得ることができる。
【００１６】
さらに、ポリイミドフィルム１１を芯材１３に巻きつける方向は、突起部１２が芯材１３に向かって突出している方向に巻きつけることが望ましい。熱分解時の収縮力は、芯材１３に近いほうが大きくなるため、芯材１３に近い部分で亀裂や破断が発生しやすい。突起部１２を芯材１３の方向に向かって突出させることにより、芯材１３に対して突起部１２が当たることになり、芯材１３に近い部分での亀裂や破断を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明に係る炭素フィルムの製造方法は、大きな形状の炭素フィルムを効率的に生産することができるとともに純度の高い炭素フィルムを得ることができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００１８】
１１  ポリイミドフィルム
１２  突起部
１３  芯材
１４  炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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