JP5057010B2 - カーボンファイバの製造方法 - Google Patents
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Description
セットステップでは、上記準備した触媒基板4を基板カートリッジ2に搭載するとともに、この触媒基板4を搭載した基板カートリッジ2を熱CVD装置6にセットする。基板カートリッジ2は、詳細な構成は図示していないが、複数の触媒基板4を互いに平行に間隔をあけて搭載することができるように枠材を一体に組み立ててユニット化されている。
以上の熱CVD装置6に基板カートリッジ2をセットした後、熱CVD装置6により触媒基板4上にカーボンファイバ28を成膜する。この成膜においては、メインチャンバ8ではその内部に搬入されている基板カートリッジ2に対してガス導入路からガスを供給する。
熱による分解反応により、Cl2を除去して触媒金属を析出させる方法、
水素や水等の第3成分と反応して揮散する物質(第4成分)の導入により、Cl2を除去して触媒金属を析出させる方法、
熱分解により水素や水等を生じる化合物の導入により、Cl2を除去して触媒金属を析出させる方法、
がある。
回収ステップでは熱CVD装置6内で基板カートリッジ2から各触媒基板4を取り外すことなく、各触媒基板4にエアや窒素ガスの吹付けることにより該触媒基板4上からカーボンファイバ28を剥離して回収する。この場合、基板カートリッジ2から触媒基板4を取り外して回収することができるし、基板カートリッジ2から触媒基板4を取り外すことなく回収することができる。
1回目の製造ではセットステップおよび成膜ステップを実施し、必要に応じて取り出しステップを実施し、最後に回収ステップを実施するという順で行い、
2回目以降の製造ではセットステップを実施する必要がなく、1回目の回収ステップの後は、成膜ステップに移行するとともに、取り出しステップを必要に応じて実施し、最後に回収ステップを実施する、
というステップを繰り返す製造サイクルにおいて、繰り返し用いることができる。そのため、実施の形態ではカーボンファイバ28を安価に量産することができる。
4 基板
4a 表面層
4b 内部層
6 熱CVD装置
28 カーボンファイバ
Claims (2)
- 少なくとも、触媒基板を熱CVD装置にセットするセットステップと、熱CVD装置により触媒基板上にカーボンファイバを成長させる成膜ステップと、触媒基板からカーボンファイバを剥離して回収する回収ステップとを含む製造サイクルを有するカーボンファイバの製造方法において、
1回目の製造サイクルにおいて、
上記セットステップでは、上記触媒基板として10数原子層ないし数10原子層に薄くかつ非触媒金属を含む表面層と、その下層に触媒金属を含む内部層とを備えた触媒基板をセットし、
上記成膜ステップでは、
熱処理により上記表面層に濃度勾配により上記内部層からの触媒金属を滲出させて当該表面層を上記非触媒金属と触媒金属との合金を含む表面層に形成する第1ステップと、
この表面層に炭素含有化合物を作用させて触媒金属と炭素との混合体からなる最表面層を生成する第2ステップと、
この最表面層に炭素含有化合物を作用させて当該最表面層の触媒金属を成長核として炭素を析出してカーボンファイバを成長させる第3ステップとを含み、
上記回収ステップでは、上記触媒基板を上記熱CVD装置にセットした状態でカーボンファイバを回収し、
2回目以降の製造サイクルにおいては、上記セットステップを実施せず、
上記回収ステップで上記触媒基板の表面層から触媒金属が除去されたことで、一時的に触媒金属に関して低濃度の上記表面層と高濃度の上記内部層との濃度勾配が生成されるのを利用して行われる上記成膜ステップと、
上記触媒基板を上記熱CVD装置にセットした状態でカーボンファイバを回収する回収ステップとを繰り返し実施することで、
1回目の製造サイクルで用いた触媒基板を2回目以降の製造サイクルにも再利用可能とした、
ことを特徴とするカーボンファイバの製造方法。 - 少なくとも、触媒基板を熱CVD装置にセットするセットステップと、熱CVD装置により触媒基板上にカーボンファイバを成長させる成膜ステップと、触媒基板からカーボンファイバを剥離して回収する回収ステップとを含む製造サイクルを有するカーボンファイバの製造方法において、
1回目の製造サイクルにおいて、
上記セットステップでは、上記触媒基板として10数原子層ないし数10原子層に薄くかつ非触媒金属を含む表面層と、その下層に触媒金属を含む内部層とを備えた触媒基板をセットし、
上記成膜ステップでは、
熱処理により上記表面層に濃度勾配により上記内部層からの触媒金属を滲出させて当該表面層を上記非触媒金属と触媒金属との合金を含む表面層に形成する第1ステップと、
この表面層に塩素ガスを作用させて触媒金属と該塩素ガスとの混合体からなる最表面層を生成する第2ステップと、
この最表面層から塩素を追い出して触媒金属を析出させる第3ステップと、
この最表面層に炭素含有化合物を作用させて当該最表面層の触媒金属を成長核として炭素を析出してカーボンファイバを成長させる第4ステップとを含み、
上記回収ステップでは、上記触媒基板を上記熱CVD装置にセットした状態でカーボンファイバを回収し、
2回目以降の製造サイクルにおいては、上記セットステップを実施せず、
上記回収ステップで上記触媒基板の表面層から触媒金属が除去されたことで、
一時的に触媒金属に関して低濃度の上記表面層と高濃度の上記内部層との濃度勾配が生成されるのを利用して行われる上記成膜ステップと、
上記触媒基板を上記熱CVD装置にセットした状態でカーボンファイバを回収する回収ステップとを繰り返し実施することで、
1回目の製造サイクルで用いた触媒基板を2回目以降の製造サイクルにも再利用可能とした、
ことを特徴とするカーボンファイバの製造方法。
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