JPWO2018168741A1 - 炭素フォーム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、炭素フォームを複数並べて大面積のフィルタを作成すると、炭素フォーム内の貫通孔や、隣り合う炭素フォームと炭素フォームの間など、炭素フォームを構成する炭素繊維が接続されていない箇所から捕集するべき物質が透過して、フィルタとしての性能が悪化していることを見出した。
即ち、炭素フォーム内の貫通孔や炭素フォームと炭素フォームの間など、炭素フォームを構成する炭素繊維が接続されていない箇所が特性を悪化させていることを見出した。
[1]
線状部と該線状部を結合する結合部とを有する炭素フォームであって、
前記線状部の径が0.1μm以上10.0μm以下であり、
面積が100cm2以上の表面を有することを特徴とする、炭素フォーム。
線状部と該線状部を結合する結合部とを有する炭素フォームであって、
前記線状部の径が0.1μm以上10.0μm以下であり、
面積が2000mm2以上の貫通孔がないことを特徴とする、炭素フォーム。
面積が2000mm2以上の貫通孔を有さない領域を4000mm2以上有する、[1]又は[2]に記載の炭素フォーム。
前記結合部の数に対する前記線状部の数の割合が1.3以上1.6以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の炭素フォーム。
面積が1000mm2以上の貫通孔がない、[1]〜[4]のいずれかに記載の炭素フォーム。
少なくとも一部において、前記結合部の密度が15,000個/mm3以上である、[1]〜[5]のいずれかに記載の炭素フォーム。
かさ密度が3.0kgm−3以上400kgm−3以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載の炭素フォーム。
前記線状部の径が0.1μm以上5.0μm以下である、[1]〜[7]のいずれかに記載の炭素フォーム。
前記線状部の径が1.0μm以上5.0μm以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の炭素フォーム。
炭素フォームの表面積が60000cm2以下である、[1]〜[9]のいずれかに記載の炭素フォーム。
炭素含有率が51質量%以上である、[1]〜[10]のいずれかに記載の炭素フォーム。
少なくとも一部において、前記結合部の密度が30,000個/mm3以上である、[1]〜[11]のいずれかに記載の炭素フォーム。
少なくとも一部において、前記炭素フォームの厚み方向をx方向、前記x方向に垂直な方向をy方向、前記x方向及び前記y方向に垂直な方向をz方向とし、300μm×300μm×300μmの領域内に含まれる前記線状部の
前記x方向に対する配向角度の平均値をθavex、
前記y方向に対する配向角度の平均値をθavey、
前記z方向に対する配向角度の平均値をθavez、
と定義したときに、
前記θavex、前記θavey、前記θavezの中の最大値と最小値との差θdが3°以上となることを特徴とする、[1]〜[12]のいずれかに記載の炭素フォーム。
面積が100cm2以上60000cm2以下の表面を有する炭素フォームを作る製造方法であって、
炭素フォームの原料となる樹脂フォームを熱処理炉内に導入する原料フォーム導入工程と、
前記熱処理炉内の温度を第1の昇温速度で熱処理温度まで昇温する昇温工程と、
を備え、
前記昇温工程の200℃を超える少なくとも一部を、前記熱処理炉内を減圧排気しながら行うことを特徴とする、炭素フォームの製造方法。
前記昇温工程は、少なくとも前記樹脂フォームからの分解性脱離ガスの発生量が多い第1の温度領域において、前記熱処理炉内を減圧排気しながら行う、[14]に記載の炭素フォームの製造方法。
前記昇温工程は、前記第1の温度領域において、前記熱処理炉内に不活性ガスを供給しながら行う、[14]又は[15]に記載の炭素フォームの製造方法。
炭素フォームの原料となる樹脂フォームを熱処理炉内に導入する原料フォーム導入工程と、
前記熱処理炉内の温度を第1の昇温速度で熱処理温度まで昇温する昇温工程と、
前記熱処理温度で所定の時間保持して前記樹脂フォームを炭素化して前記炭素フォームとする炭素化工程と、
前記熱処理炉内の温度を室温まで降温する降温工程と、
前記熱処理炉から前記炭素フォームを搬出する炭素フォーム搬出工程と、
を備え、
前記昇温工程は、少なくとも前記樹脂フォームからの分解性脱離ガスの発生量が多い第1の温度領域において、前記熱処理炉内を減圧排気しながら行う、[14]〜[16]のいずれかに記載の炭素フォームの製造方法。
前記昇温工程は、前記第1の温度領域において、前記第1の昇温速度よりも低い第2の昇温速度で行う、[14]〜[17]のいずれかに記載の炭素フォームの製造方法。
前記昇温工程は、前記第1の温度領域における、前記樹脂フォームからの脱離ガスの発生量の増加率が高い第2の温度領域において、前記第2の昇温速度よりも低い第3の昇温速度で行う、[18]に記載の炭素フォームの製造方法。
前記第2の温度領域は、前記樹脂フォームの重量が100℃当たり初期重量の20%以上減少する温度領域である、[19]に記載の炭素フォームの製造方法。
前記第1の温度領域は、前記樹脂フォームの重量が100℃当たり初期重量の5%以上減少する温度領域である、[14]〜[20]のいずれかに記載の炭素フォームの製造方法。
前記樹脂フォームはメラミン樹脂フォームである、[14]〜[21]のいずれかに記載の炭素フォームの製造方法。
前記第1の温度領域が200℃以上800℃未満の温度領域である、[14]〜[22]のいずれかに記載の炭素フォームの製造方法。
前記昇温工程及び前記炭素化工程は、前記樹脂フォームに圧縮応力を印加しながら行う、[14]〜[23]のいずれかに記載の炭素フォームの製造方法。
本発明による炭素フォームは、線状部と該線状部を結合する結合部とを有する炭素フォームである。ここで、線状部(炭素繊維)の径が0.1μm以上10.0μm以下であり、面積が100cm2以上の表面を有することを特徴とする。
また、上記表面Sに複数の貫通孔Hが存在する場合には、それら各々の面積が2000mm2未満の場合には本発明に含め、1つでも面積が2000mm2以上の場合には本発明に含めない。
本実施形態における炭素フォームにおいて、結合部の数Nnに対する線状部の数Nlの割合Rは、1.3以上1.6以下であることが好ましい。割合Rは、換言すれば、結合部にて分岐する枝分かれの平均数である。Rを1.3以上とするのは、Rが1.3未満の場合には、線状部が結合部で結合した三次元網目状構造を有さず、不織布のように結合していない線状部が接触している構造が考えられるためである。また、Rを1.6以下とするのは、Rが1.6を超えると線状部が帯状の様になった、例えば蜂の巣の様な壁面で覆われた多孔性構造が考えられるためである。結合部の数Nnに対する線状部の数Nlの割合Rは、より好ましくは1.35以上であり、1.4以上がさらに好ましい。また、より好ましくは1.55以下であり、さらに好ましくは1.5以下である。
さらに、本実施形態の炭素フォームにおいて、炭素フォームを構成する線状部(炭素繊維)の径dは0.1μm以上10.0μm以下である。本発明において、「炭素繊維の径」は、結合部を繋ぐ線状部の直径を指す。炭素繊維の径は、物理的な強度と導電性を確保する観点から0.1μm以上であり、好ましくは1.0μm以上であり、より好ましくは1.5μm以上、さらに好ましくは2μm以上である。また、炭素繊維の径は、圧縮挙動時の変形性や復元性の観点から10.0μm以下であり、好ましくは5.0μm以下であり、より好ましくは4μm以下、さらに好ましくは3.5μm以下である。
炭素フォームを構成する線状部(炭素繊維)の径dは、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)像を画像解析することによって求める。具体的には、走査型電子顕微鏡を用いて10,000倍の倍率で炭素フォームを観察する。得られた観察像から、炭素繊維の太さを無作為に20か所測定する。断面形状が円形であると仮定して、この平均太さを上記径dとする。
炭素フォームは、熱処理炉において、例えばメラミン樹脂フォームを熱処理して炭素化すると、炭素フォームの骨格を構成する炭素繊維が全ての方向に均等に広がった等方的な構造を有するものとなる。このような炭素フォームの場合、300μm×300μm×300μmの領域内に含まれる線状部のx方向に対する配向角度の平均値をθavex、y方向に対する配向角度の平均値をθavey、z方向に対する配向角度の平均値をθavez、と定義したときに、θavex、θavey、θavezの中の最大値と最小値との差θdは通常は1°以下である。
なお、上記三方向は、炭素フォームの厚み方向をx方向、前記x方向に垂直な方向をy方向、前記x方向及び前記y方向に垂直な方向をz方向とする。
本実施形態の炭素フォームの結合部の密度は、圧縮荷重を印加された際の復元性の観点から、15,000個/mm3以上であることが好ましく、より好ましくは20,000個/mm3以上であり、さらに好ましくは30,000個/mm3以上である。また、炭素フォームの柔軟性の観点から5,000,000個/mm3以下であることが好ましく、より好ましくは3,000,000個/mm3以下であり、さらに好ましくは2,000,000個/mm3以下である。
なお、結合部の数Nn、線状部の数Nl、結合部の密度及び配向角度θの測定方法は、具体的には、実施例に記載の測定方法で測定することができる。
本実施形態の炭素フォームの炭素含有率は、導電性の観点から、好適には51質量%以上、60質量%以上、65質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上である。上限は特に限定は無いが、100質量%以下であってもよく、99質量%以下であってもよく、98質量%以下であってもよい。
なお、炭素フォームの炭素含有率は、蛍光X線測定から求めることができる。
本実施形態の炭素フォームの空隙率は、柔軟性の観点から50%以上とすることが好ましく、60%以上とすることがより好ましく、70%以上とすることがさらに好ましい。なお、本明細書において、空隙率は、かさ密度及び真密度から求めた値である。かさ密度は、炭素フォームに含まれる空隙も含めた体積に基づいた密度である。これに対して、真密度は、炭素フォームの材料が占める体積に基づいた密度である。
まず、ノギス等を用いて炭素フォームの寸法を測定し、得られた寸法から、炭素フォームのかさ体積Vbulkを求める。次に、精密天秤を用いて、炭素フォームの質量Mを測定する。得られた質量M及びかさ体積Vbulkから、下記の式(1)を用いて炭素フォームのかさ密度ρbulkを求めることができる。
ρbulk=M/Vbulk ・・・(1)
かさ密度は、電極として用いた際の抵抗を下げる観点から3.0kgm−3以上であることが好ましく、より好ましくは3.5kgm−3以上であり、さらに好ましくは4.0kgm−3以上である。また、炭素フォームの柔軟性の観点から400kgm−3以下であることが好ましく、より好ましくは300kgm−3以下であり、さらに好ましくは200kgm−3以下である。
炭素フォームの真密度ρrealは、n−ヘプタン、四塩化炭素及び二臭化エチレンからなる混合液を用いて浮沈法によって求めることができる。具体的には、まず、共栓試験管に適当なサイズの炭素フォームを入れる。次に、3種の溶媒を適宜混合して試験管に加え、30℃の恒温槽に漬ける。試料片が浮く場合は、低密度であるn−ヘプタンを加える。一方、試験片が沈む場合は、高密度である二臭化エチレンを加える。この操作を繰り返して、試験片が液中に漂うようにする。最後に、液の密度をゲーリュサック比重瓶を用いて測定する。
上述のように求めたかさ密度ρbulk及び真密度ρrealから、下記の式(2)を用いて空隙率Vf,poreを求めることができる。
Vf,pore=((1/ρbulk)−(1/ρreal))/(1/ρbulk)×100 (%)・・・(2)
本実施形態の炭素フォームの結晶子サイズLcは、1.1nm以上であることが好ましく、導電性の観点からは1.5nm以上であることがより好ましい。また、物理的な脆弱性の点から4.0nm以下であることが好ましく、3.0nm以下であることがより好ましい。
本発明による炭素フォームの製造方法は、面積が100cm2以上60000cm2以下の表面を有する炭素フォームを作る製造方法であって、炭素フォームの原料となる樹脂フォームを熱処理炉内に導入する原料フォーム導入工程と、熱処理炉内の温度を第1の昇温速度で熱処理温度まで昇温する昇温工程とを備え、昇温工程の200℃を超える少なくとも一部を、熱処理炉内を減圧排気しながら行うことを特徴とする。
また、本発明による炭素フォームの製造方法は、上記熱処理温度で所定の時間保持して樹脂フォームを炭素化して炭素フォームとする炭素化工程と、熱処理炉内の温度を室温まで降温する降温工程と、熱処理炉から炭素フォームを搬出する炭素フォーム搬出工程とを備えていてよい。
(実施例1)
まず、炭素フォームの材料としてメラミン樹脂フォーム(寸法:270mm×270mm×40mm)を用意し、熱処理炉内に導入した。次いで、真空ポンプにより炉内を減圧排気して炉内の真空度を1Pa未満とした。続いて、減圧排気しつつ炉内に窒素ガスを流量:2L/分で供給しながら、炉内の温度を昇温速度:5℃/分で800℃まで昇温した。炉内の温度が800℃に到達した時点での炉内の減圧度は約700Paであった。炉内の温度が800℃に到達した時点で窒素ガスの供給を停止し、昇温速度:5℃/分で1500℃の熱処理温度まで昇温し、1時間保持してメラミン樹脂フォームを炭素化した。炉内の温度が1500℃に到達した時点での炉内の減圧度は10Pa未満であった。その後、炉内の温度を室温まで降温した後、真空ポンプを停止し、炉から炭素化したメラミン樹脂フォームを取り出した。こうして実施例1による炭素フォームを作製した。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例1と同様に、実施例2による炭素フォームを作製した。ただし、メラミン樹脂フォームの上に黒鉛板(寸法:270mm×270mm×4mm)を乗せて圧縮荷重70Paを加えた状態で熱処理炉内に導入した。また、300℃以上400℃未満の温度領域(第2の温度領域)においては、昇温速度を2.5℃/分とした。その他の条件は実施例1と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例2と同様に、実施例3による炭素フォームを作製した。ただし、メラミン樹脂フォームの寸法を270mm×270mm×10mmとし、黒鉛板(寸法:270mm×270mm×16mm)を乗せて圧縮荷重280Paを加えた状態で熱処理炉内に導入した。その他の条件は実施例2と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例1と同様に、実施例4による炭素フォームを作製した。ただし、炉内への窒素ガスの供給を行わなかった。その他の条件は実施例1と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例4と同様に、実施例5による炭素フォームを作製した。ただし、200℃以上800℃未満の温度領域(第1の温度領域)では、昇温速度を3℃/分とした。その他の条件は実施例4と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例5と同様に、実施例6による炭素フォームを作製した。ただし、300℃以上400℃未満の温度領域(第2の温度領域)では、昇温速度を1℃/分とした。その他の条件は実施例5と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例1と同様に、比較例1による炭素フォームを作製した。ただし、減圧排気を行わずに窒素ガス供給(流量:2L/分)のみを行い、炉内からのガスの排出は自然排出により行った。その他の条件は実施例1と全て同じである。なお、この条件においては、炉内は大気圧以上の圧力環境になっている。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
比較例1と同様に、比較例2による炭素フォームを作製した。ただし、メラミン樹脂フォームの寸法を90mm×90mm×40mmとした。その他の条件は比較例1と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例2と同様に、比較例3による炭素フォームを作製した。ただし、減圧排気を行わず窒素ガス供給(流量:5L/分)のみを行い、ガス排出は自然排出を行った。その他の条件は実施例2と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例3と同様に、比較例4による炭素フォームを作製した。ただし、減圧排気を行わず窒素ガス供給(流量:5L/分)のみを行い、ガス排出は自然排出を行った。その他の条件は実施例3と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
比較例4と同様に、比較例5による炭素フォームを作製した。ただし、メラミン樹脂フォームの寸法を90mm×90mm×10mmとした。その他の条件は比較例4と全て同じである。得られた炭素フォームの詳細を表1に示す。
実施例1〜6及び比較例1〜5による炭素フォームについて、目視検査及びピンホール検査機(オムロン社製シート検査装置)を用いた検査により、炭素フォームの表面における貫通孔を検出した。その結果、実施例1〜6、比較例2及び5による炭素フォームには、面積が10mm2以上の貫通孔は検出されなかった。これに対して、比較例1、3及び4による炭素フォームには、目視検査により、面積が明らかに10mm2を超える貫通孔が形成されていた。また、実施例1〜6において、面積が2000mm2以上の貫通孔を有さない領域の面積は、得られた炭素フォームの面積と同じであった。測定結果を表1に示す。
図6及び7は、実施例1及び3による炭素フォームのSEM像をそれぞれ示している。ここで、図6は断面に関するものであり、図7(a)は断面(圧縮荷重の印加方向の断面)、図7(b)は表面(圧縮荷重の印加方向に垂直な面)に関するものである。また、倍率は、何れのSEM像についても500倍である。
実施例1〜6及び比較例2、5による炭素フォームに対して、X線CTによる構造解析を行った。具体的には、X線画像を撮像しやすくするため、実施例及び比較例の各々に無電解銅めっきを行った後、試験片を採取し、高分解能3DX線顕微鏡nano3DX(株式会社リガク製)を用いて、採取した試験片に対して構造解析を行った。具体的な無電解めっき条件、X線CT解析条件は以下の通りである。図8に実施例1の炭素フォームより得られるX線CT解析画像を、図9に図8の画像のライン、ノード検出を行った画像処理後の図を結果の一例として示す。
具体的な無電解めっき条件、X線CT解析条件は以下のとおりである。
サンプルをOPCコンディクリーンMA(奥野製薬工業社製、100mL/Lに蒸留水で希釈)に70℃で5分間浸漬した後、蒸留水で1分間洗浄した。続いてOPCプリディップ49L(奥野製薬工業社製、10mL/Lに蒸留水で希釈、98%硫酸を1.5mL/L添加)に70℃で2分間浸漬した後、蒸留水で1分間洗浄した。続いてOPCインデューサー50AM(奥野製薬工業社製、100mL/Lに蒸留水で希釈)及び、OPCインデューサー50CM(奥野製薬工業社製、100mL/Lに蒸留水で希釈)を1:1で混合した溶液中に45℃で5分間浸漬した後、蒸留水で1分間洗浄した。続いてOPC−150クリスタMU(奥野製薬工業社製、150mL/Lに蒸留水で希釈)に室温で5分間浸漬した後、蒸留水で1分間洗浄した。続いてOPC−BSM(奥野製薬工業社製、125mL/Lに蒸留水で希釈)に室温で5分間浸漬した。続いて化学銅500A(奥野製薬工業社製、250mL/Lに蒸留水で希釈)及び、化学銅500B(奥野製薬工業社製、250mL/Lに蒸留水で希釈)を1:1で混合した溶液中に室温で10分間浸漬した後、蒸留水で5分間洗浄した。その後90℃で12時間真空乾燥を行い、水分を乾燥させた。
X線ターゲット:Cu
X線管電圧:40kV
X線管電流:30mA
投影数:1500枚
回転角度:180°
露光時間:20秒/枚
空間解像度:0.54μm/ピクセル
得られた3次元画像を、Median filterで隣接する1pixelにて処理し、大津のアルゴリズムを用いて二値化した。
続いて、JSOL社製のソフトウェアsimplewareのCenterline editor(Ver.7)をデフォルトの設定値で使用して、2.16μm以下の線をノイズとして除去した後、測定視野300μm×300μm×300μm内の結合部の数Nn、線状部の数Nlを検出した。
ノギスを用いて炭素フォームの寸法を測定し、得られた寸法から、炭素フォームのかさ体積Vbulkを求めた。次に、精密天秤を用いて、炭素フォームの質量Mを測定した。得られた質量M及びかさ体積Vbulkから、下記の式(1)を用いて炭素フォームのかさ密度ρbulk(kgm−3)を求めた。得られた結果を表1に示す。
ρbulk=M/Vbulk ・・・(1)
炭素フォームの炭素含有率は、蛍光X線測定から求めることができ、株式会社リガク製の蛍光X線分析装置ZSX−100E(波長分散型、Rh管球)を用い、分析径を20mmφとして測定した。
実施例1〜6及び比較例2、5による炭素フォームの抵抗値を測定した。具体的には、抵抗測定に用いる2つの電極の先端のそれぞれに10mm×10mmの銅板を接合し、2つの電極の、電極に接合した表面とは反対側の銅板の表面を、10cmの間隔をあけて炭素フォームに押し当て、デジタルマルチメーター7461Aにて抵抗値を測定した。その際、比較例2及び5については、2つ又は3つの炭素フォームを跨ぐように2つの電極を配置して測定した。得られた結果を表1に示す。
S 表面
Claims (24)
- 線状部と該線状部を結合する結合部とを有する炭素フォームであって、
前記線状部の径が0.1μm以上10.0μm以下であり、
面積が100cm2以上の表面を有することを特徴とする、炭素フォーム。 - 線状部と該線状部を結合する結合部とを有する炭素フォームであって、
前記線状部の径が0.1μm以上10.0μm以下であり、
面積が2000mm2以上の貫通孔がないことを特徴とする、炭素フォーム。 - 面積が2000mm2以上の貫通孔を有さない領域を4000mm2以上有する、請求項1又は2に記載の炭素フォーム。
- 前記結合部の数に対する前記線状部の数の割合が1.3以上1.6以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 面積が1000mm2以上の貫通孔がない、請求項1〜4のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 少なくとも一部において、前記結合部の密度が15,000個/mm3以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- かさ密度が3.0kgm−3以上400kgm−3以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 前記線状部の径が0.1μm以上5.0μm以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 前記線状部の径が1.0μm以上5.0μm以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 炭素フォームの表面積が60000cm2以下である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 炭素含有率が51質量%以上である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 少なくとも一部において、前記結合部の密度が30,000個/mm3以上である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の炭素フォーム。
- 少なくとも一部において、前記炭素フォームの厚み方向をx方向、前記x方向に垂直な方向をy方向、前記x方向及び前記y方向に垂直な方向をz方向とし、300μm×300μm×300μmの領域内に含まれる前記線状部の
前記x方向に対する配向角度の平均値をθavex、
前記y方向に対する配向角度の平均値をθavey、
前記z方向に対する配向角度の平均値をθavez、
と定義したときに、
前記θavex、前記θavey、前記θavezの中の最大値と最小値との差θdが3°以上となることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の炭素フォーム。 - 面積が100cm2以上60000cm2以下の表面を有する炭素フォームを作る製造方法であって、
炭素フォームの原料となる樹脂フォームを熱処理炉内に導入する原料フォーム導入工程と、
前記熱処理炉内の温度を第1の昇温速度で熱処理温度まで昇温する昇温工程と、
を備え、
前記昇温工程の200℃を超える少なくとも一部を、前記熱処理炉内を減圧排気しながら行うことを特徴とする、炭素フォームの製造方法。 - 前記昇温工程は、少なくとも前記樹脂フォームからの分解性脱離ガスの発生量が多い第1の温度領域において、前記熱処理炉内を減圧排気しながら行う、請求項14に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記昇温工程は、前記第1の温度領域において、前記熱処理炉内に不活性ガスを供給しながら行う、請求項14又は15に記載の炭素フォームの製造方法。
- 炭素フォームの原料となる樹脂フォームを熱処理炉内に導入する原料フォーム導入工程と、
前記熱処理炉内の温度を第1の昇温速度で熱処理温度まで昇温する昇温工程と、
前記熱処理温度で所定の時間保持して前記樹脂フォームを炭素化して前記炭素フォームとする炭素化工程と、
前記熱処理炉内の温度を室温まで降温する降温工程と、
前記熱処理炉から前記炭素フォームを搬出する炭素フォーム搬出工程と、
を備え、
前記昇温工程は、少なくとも前記樹脂フォームからの分解性脱離ガスの発生量が多い第1の温度領域において、前記熱処理炉内を減圧排気しながら行う、請求項14〜16のいずれか一項に記載の炭素フォームの製造方法。 - 前記昇温工程は、前記第1の温度領域において、前記第1の昇温速度よりも低い第2の昇温速度で行う、請求項14〜17のいずれか一項に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記昇温工程は、前記第1の温度領域における、前記樹脂フォームからの脱離ガスの発生量の増加率が高い第2の温度領域において、前記第2の昇温速度よりも低い第3の昇温速度で行う、請求項18に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記第2の温度領域は、前記樹脂フォームの重量が100℃当たり初期重量の20%以上減少する温度領域である、請求項19に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記第1の温度領域は、前記樹脂フォームの重量が100℃当たり初期重量の5%以上減少する温度領域である、請求項14〜20のいずれか一項に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記樹脂フォームはメラミン樹脂フォームである、請求項14〜21のいずれか一項に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記第1の温度領域が200℃以上800℃未満の温度領域である、請求項14〜22のいずれか一項に記載の炭素フォームの製造方法。
- 前記昇温工程及び前記炭素化工程は、前記樹脂フォームに圧縮応力を印加しながら行う、請求項14〜23のいずれか一項に記載の炭素フォームの製造方法。
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