(57)【要約】【課題】  従来の合成炭素の結晶化技術では、２０００℃を超える高温での加熱処理が必要であること、あるいは、得られる炭素の結晶性が不十分であり、さらに、添加元素が残留するため用途が限定される、また、化石資源由来の炭素であるため国内資源で賄えず温室効果ガス排出抑制に寄与しないことなどの課題がある。すなわち、本発明は、植物由来物を原料として２０００℃以下で加熱することによって、高い結晶性を有する高純度の炭素を工業的に有利に得ることを主眼としている【解決手段】  植物由来物にカルシウム元素を加えて加熱することで、上記の課題は解決される。加熱温度が１５００℃〜２０００℃以下であることが推奨される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物由来物にカルシウム元素を加えて加熱することを特徴とする結晶質炭素。
【請求項２】
加熱温度が１５００℃〜２０００℃であることを特徴とする請求項１に記載の結晶質炭素。
【請求項３】
植物由来物にカルシウム元素を加えて１５００℃〜２０００℃で加熱することを特徴とする結晶質炭素の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、植物由来物を用いた高純度の結晶質炭素の合成とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  炭素には、結晶質炭素と非晶質炭素とがあり、結晶性の有無によって特性が大きく異なることが知られている。例えば、大気中での酸化開始温度は、結晶質炭素が約７００℃、非晶質炭素が約４００℃と耐酸化性が大きく異なる。さらに、熱伝導性や電気伝導性においても結晶質炭素が優れた特性を有する。そのために、例えば、耐火物や耐熱るつぼ、高温炉内部材や治具、電極材料等、優れた耐酸化性や熱伝導性、電気伝導性が要求される用途には、結晶質炭素が使用されている。
結晶質炭素には、鱗状黒鉛や土状黒鉛などの天然原料と人造黒鉛等の合成原料とがあるが、耐火物等のように多量に原料を必要とする用途には、量的に入手可能な天然原料が主に使用されている。しかし、鱗状黒鉛等の天然原料も近年では良質な鉱床が減少しつつあり、資源の枯渇問題が叫ばれる状況となっている。さらに、天然炭素原料は、日本国内では産出せずその全量を海外からの輸入に依存している。これら両面から結晶質炭素を国内で安定的に多量かつ低コストで供給できる技術が強く求められるようになっている。【０００３】  また、鱗状黒鉛など高い結晶性を有する天然黒鉛は、結晶の格子間距離ｄ（００２）の値が０．３３５ｎｍ程度であり、結晶性が低くなるほどこの値が大きくなることが知られている。結晶性が高いほど耐酸化性や熱伝導性、電気伝導性等の特性が優れることから、人造黒鉛を製造する際には結晶の格子間距離が０．３３５に近い値となるように、３０００℃という超高温で加熱して炭素の結晶性を高めることが行われている。【０００４】  一方で、炭素は高温で酸化雰囲気にさらされると酸化消耗してＣｏ２ガスとなり、最終的には地球温暖化をもたらす温室効果ガスとして大気中に放出される。近年では、地球温暖化の原因となるガスの排出量削減が定めらており、多量に使用される炭素原料は、環境面に関しても課題がある。近年、環境中の炭素量を変化させないカーボンニュートラルの概念が提唱され、Ｃｏ２排出量抑制の観点から、植物由来のバイオマス資源を利用した炭素循環技術が、エネルギー分野を中心に世界的規模で活発に開発、実用化されてきている。結晶質炭素を合成するための原料としても、このバイオマス資源を利用できれば、結晶質炭素が使用時に消耗した場合にも温室効果ガスの排出量には含まれず、かつ国内資源で賄うことが可能となり、より理想的な工業原料となる。【０００５】  一般に、植物由来の原材料から得られる炭素は難黒鉛化性炭素に分類され、２０００℃を超える高温で熱処理を施しても結晶化させることが難しいとされている。従って、植物由来原材料から結晶質炭素を得るには、莫大なエネルギーが必要となり、かえって温室効果ガスを多量に発生させるという矛盾が生じることとなり、地球環境およびコストの面から実用化は困難と考えられてきた。【０００６】  これまでに知られている結晶質炭素の合成法としては、石油や石炭を加工して得た炭素を約３０００℃の超高温で加熱して結晶化させる方法や、ホウ素やシリコン、鉄などを添加して加熱する方法がある。【０００７】  例えば、特許文献１には、Ｂ４Ｃあるいはホウ化物とＳｉＣとを同時に添加した炭素または炭素前駆体を熱処理して結晶質の炭素を得る方法が開示されている。【０００８】  また、特許文献２には、カーボンブラックにホウ素、アルミニウム、ケイ素、カルシウム、チタン及びジルコニウムから選ばれる少なくとも一種以上の元素単体を添加し、誘導加熱して結晶質の炭素を得る方法が開示されている。【０００９】  さらに、特許文献３には、木質原料に塩化亜鉛、塩化カルシウム、苛性ソーダ、燐酸等の水溶液を含浸させて５００〜７００℃で焼成して活性炭を得る方法が開示されている。【００１０】  一方、非特許文献１には、石炭の一種��ある褐炭に塩化カルシウムを加えてカルシウム交換炭とした後に、鉄やニッケルをイオン交換によってカルシウムと置き換えて鉄交換炭やニッケル交換炭を作製し、これを１０００℃以下の低温で加熱して結晶質の炭素を得る方法が示されている。【００１１】  また、非特許文献２には、木材にニッケルや鉄などを添加して、１０００℃以下の低温で加熱して結晶質の炭素を得る方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】  特開平１０−１５２３１２号公報
【特許文献２】  特開２００２−２６５２１１号公報
【特許文献３】  特開平１１−３４９３２０号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】  村上賢治、布田潔、菅井幹夫（秋田大学）「褐炭の炭化に及ぼすイオン交換金属の影響」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ＭＭＩＪ．ｖｏｌ．１２５．ｐ３８〜４２（２００９）
【非特許文献２】  北海道開発局開発監理部開発調査課編「平成１８年度高機能性炭素変換による木材のエネルギー及びマテリアル利活用調査」業務報告書，ｐ９２〜９６（平成１９年３月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  これら従来の方法は、石油や石炭を加工して得た炭素を約３０００℃の超高温で加熱して結晶化させる方法であり、加熱処理に膨大なエネルギーを消費する。このためコストが非常に高くなり、量的な供給も難しいという課題がある。また、炭素にホウ素やシリコン、鉄等を添加して加熱する方法についても、いくつかの課題がある。【００１５】  例えば、特許文献１には、炭素の結晶化に必要な温度が２６００℃以上と示されており、２０００℃以上の高温加熱を必要とすることからエネルギーコストが高くなるという問題がある。また、文献中に明示されていないが、添加したホウ素とケイ素は、加熱後の炭素中にもＢ４ＣやＳｉＣ、あるいは、固溶した形で存在すると推定される。これらが酸化して酸化ホウ素やシリカに変化する条件下で使用された場合には、塩基性スラグ等に対する耐食性が低下する。【００１６】  また、特許文献２には、ホウ素やアルミニウム、ケイ素、カルシウム、チタン等の添加剤が用いられているが、添加剤の全てが自己発熱反応させるための熱エネルギー源として使用されており、本発明の目的とするところとは全く異なっている。【００１７】  さらに、特許文献２には、本発明が意図するカルシウム元素の添加による炭素の結晶化促進効果について示唆する内容も含まれていない。また、得られた炭素結晶の格子間距離ｄ（００２）の値は０．３４０〜０．３４４ｎｍの範囲にあり、天然鱗状黒鉛の値０．３３５ｎｍより大きく、結晶化が不十分である。添加したホウ素やチタン等は加熱後の炭素中にもＢ４ＣやＴｉＣとして存在していることから、これらが酸化して酸化ホウ素やチタニアに変化する条件下で使用された場合には、塩基性スラグ等に対する耐食性の低下をもたらすという課題がある。【００１８】  また、非特許文献１では、褐炭にカルシウムを担持させる方法が開示されている。これは、その後に鉄やニッケルとイオン交換して鉄、ニッケルを担持させる際のイオン交換効率を高めるための中間手段として用いられているものであり、本発明の目的とするところとは全く異なっている。さらに、加熱して得られた炭素には鉄やニッケル、カルシウム等の添加元素が残留しているため、これらが酸化して酸化鉄や酸化ニッケル、カルシアに変化する条件下で使用された場合には、酸性スラグ等に対する耐食性の低下をもたらすという課題がある。【００１９】  特許文献１，２および非特許文献１においては、いずれも炭素を得る出発原料に石油や石炭という化石資源が用いられており、温室効果ガス排出抑制に寄与しないという課題とともに、国内資源では賄えない問題がある。【００２０】  特許文献３には、木質原料に塩化カルシウム水溶液を含浸させる方法が開示されている。特許文献３における塩化カルシウムは、炭素賦活機能を有する賦活薬品として用いられており、本発明の目的とするところとは全く異なっている。また、本発明が意図するカルシウム元素の添加による炭素の結晶化促進効果について示唆する内容も含まれていない。さらに、加熱して得られた賦活化炭素は結晶化もしておらず、かつ微小な開口気孔が多く生成した活性炭であり、高温の酸化雰囲気条件下で使用された場合には、耐酸化性の低下をもたらすという課題がある。���００２１】  非特許文献２には、得られた炭素結晶の格子間距離ｄ（００２）の値は０．３３８〜０．３４１ｎｍの範囲にあり、天然鱗状黒鉛の値０．３３５ｎｍより大きく、結晶化が不十分である。また、加熱して得られた炭素には鉄やニッケルが残留しているため、これらが酸化して酸化鉄や酸化ニッケルに変化する条件下で使用された場合には、酸性スラグ等に対する耐食性の低下をもたらすという課題がある。非特許文献２には、残留している添加元素を除去する方法として、酸洗浄を行うことが示されているが、加熱処理後に酸洗浄を行い中和処理や最終洗浄、乾燥処理といった工程を加えることはコスト増大の要因となり、また、炭素中に微細に包含されている金属元素を十分に除去することが難しいという課題もある。【００２２】  従来の結晶化技術では、２０００℃を超える高温での加熱処理が必要であること、あるいは、得られる炭素の結晶性が不十分で、添加元素が残留するため用途が限定される。さらに、化石資源由来の炭素であるため国内資源でまかなえず温室効果ガス排出抑制に寄与しないといった課題がある。【００２３】  本発明は、これらの課題を解決することを意図し、特に、植物由来物を原料として使用し２０００℃以下の加熱によって炭素の結晶化と高純度化を促進させることができる添加元素について鋭意検討した結果、本発明を完成した。すなわち、本発明の目的とするところは、植物由来物を原料とし、２０００℃以下の加熱によって高い結晶性を有する高純度の炭素を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】  本発明に係る結晶質炭素は、前記目的を達成する技術的構成として、植物由来物にカルシウム元素を加えて加熱することを特徴とする（請求項１）。また、植物由来物にカルシウム元素を加えて加熱する結晶質炭素において、加熱温度が１５００℃〜２０００℃であることを特徴とする（請求項２）。さらに、本発明に係る結晶質炭素の製造方法は、同じく前記目的を達成する技術的構成として、植物由来物にカルシウム元素を加えて１５００℃〜２０００℃以下で加熱することを特徴とする（請求項３）。
【発明の効果】
【００２５】  本発明は、植物由来物にカルシウム元素を加えて加熱し高い結晶性と純度を有する結晶質炭素を得ることを特徴とする。このことにより各種特性に優れる高性能の結晶質炭素を、国内資源から低コストで量的に得ることが可能となり、輸入資源に依存することなく、高品質の合成結晶質炭素を各種産業に提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、本発明について、その作用効果を詳細に説明し、さらに、本発明の形態について説明する。
【００２７】  本発明は、国内資源を出発原料として結晶性に優れ純度の高い炭素を生成させる手法について検討を重ねた結果、植物由来物にカルシウム元素を加えて加熱することが非常に有効であることを発見し本発明を完成した。
【００２８】  本発明は、従来の結晶化技術における２０００℃を超える高温での加熱処理、得られる炭素の結晶性が不十分、添加元素が残留するため用途が限定されること、化石資源由来の炭素であるため国内資源でまかなえず温室効果ガス排出抑制に寄与しないといった課題に対して、それらを同時に解決するに有効な手段を提供するものであって、従来の炭素結晶化技術とはその根本を異にし、結晶質炭素を使用する材料分野に新たな合成技術を提供するものである。
【００２９】  本発明で使用するカルシウム元素は、植物由来物と共存させた状態で加熱することにより、約１０００℃までの加熱によって植物由来物が炭化した後、それ以上の温度で加熱した際の炭素の結晶化を顕著に促進する効果を発揮する。このカルシウム元素による結晶化作用は、植物由来物を原料として用いた場合に顕著に発現される。一般に、木材等から得られる炭素は難黒鉛化炭素に区分されるもののカーボンブラック等と比較して低い温度から結晶化するため、元来、結晶化しやすい構造を有する炭素にカルシウムが作用することで、顕著な結晶化作用が発現したことが考えられる。その反応機構を解明するには、さらなる高度な研究を必要とするが、カルシウム元素を含む化合物が加熱時に溶融、反応、蒸発する際に、炭素原子の移動と再配列を容易にし、特に、植物由来物から生成した炭素の結晶化を促す触媒的な作用を生じている可能性が考えられる。
【００３０】  また、一般に、酸化カルシウムは熱力学的に安定で、高温でも蒸発しにくいことが知られており、高純度の炭素を得ようとする場合にカルシウム元素を含有させることは、従来の常識では考えられなかった。本発明においては、カルシウム元素と炭素とが共存する状態で加熱することにより、カルシウムが蒸発して炭素中から消失し、炭素が高純度化するという作用効果が得られる。カルシウム元素が高温で蒸発する機構は明確ではないが、炭素と共存させることで加熱中の酸素分圧が低い状態に保たれ、炭化カルシウム等の炭化物が生成しやすい条件が生じて、蒸気圧が上昇した可能性も考えられる。
【００３１】  本発明で用いるカルシウム元素は、塩化物や硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、酸化物、フッ化物等、任意の形態で加えることができる。これらの中でも、塩化カルシウム、硝酸カルシウム等、水溶液等の溶液状態で使用できるものが分散性を高める上でより好適である。これらの化合物には、カルシウム以外の元素が共存していても良く、例えばカルシウム以外の元素が不純物として含まれていても良い。
【００３２】  本発明で使用する植物由来物は、バイオマスとして区分される種々の植物由来の原材料を意味し、国内資源として量的に入手できる代表例として、木質材料や籾殻、茶殻、コーヒー滓、椰子殻、製紙系複製物等があげられる。木質材料としては杉、檜、樫、桜、松、竹など各種の樹木を使用することができ、また、枝、幹、樹皮等、部位を問わず用いることができる。特に、再利用が進んでいない樹皮を利用することで、天然資源をより有効に活用することも可能となる。なお、石油や石炭等の化石資源もその由来は太古の植物とされているが、これらはいわゆるバイオマスとは見なされておらず、従って、石油や石炭を加工して合成される種々の原材料は、本発明で使用する植物由来物の意図するところではない。
【００３３】  本発明で使用する植物由来物の前処理は、特に限定されないが、加熱処理の際に発生するガスを少なくして加熱効率を高める意味において、乾燥処理によって自由水等を除去してから用いることが望ましい。
【００３４】  また、本発明で使用する植物由来物は、予備加熱によって炭化させたものや部分的に熱分解反応を進行させたものとしても使用することができる。植物由来物を予備加熱して、熱分解反応を進行させて揮発分等を除去したものに、カルシウム元素を加えて加熱することもできる。予備加熱の条件は、特に限定されるものではないが、一般的に熱分解反応が進行して炭化反応がほぼ終了すると言われている８００℃以上の温度でもよく、これより低い温度域の例えば３００〜７００℃程度で加熱して熱分解反応が進行途中の状態で半ば炭化したような状態で用いてもよい。
【００３５】  本発明の植物由来物にカルシウム元素を加える方法は、カルシウム元素の単体、または、化合物等を粉末や顆粒などの固体で用いてもよく、水溶液等の溶液状態として使用してもよい。植物由来物へのカルシウム元素の分散性を高める意味から、水溶液等の溶液状態で使用することが効果的である。カルシウム元素を溶液状態で添加する場合には、十分な炭素の結晶化作用を得つつ、得られる結晶化炭素の純度と収率を高める観点から、濃度は０．２〜２ｍｏｌ／Ｌの範囲がより効果的である。溶液の濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌ未満では得られる炭素の結晶化が比較的進みにくくなり、また、２ｍｏｌ／Ｌを超えると結晶化炭素の純度および収率が低くなる傾向にあるため、より好ましくは０．２〜２ｍｏｌ／Ｌの濃度範囲が推奨される。
【００３６】  本発明においては、カルシウム元素を含む植物由来物を加熱することを必須条件としている。加熱は炭素の結晶化および高純度化がともに達成される温度条件で行うことが必要であり、１５００℃〜２０００℃の範囲が望ましい。１５００℃未満では、本発明が意図する炭素の結晶化および高純度化が十分に進行しない。２０００℃を超える場合には、エネルギーコストが増大するため好ましくない。炭素の結晶化と高純度化をより進行させ、かつエネルギーコストを低く抑える意味から１６００℃〜１８００℃とすることがより好適である。また加熱温度における保持時間は、８時間〜２０時間がより効果的である。８時間未満では添加したカルシウム元素が残存して純度が低くなる傾向にあり、２０時間を超えるとエネルギーコストが増大することとなるため、より好ましくは、８時間〜２０時間の保持時間が推奨される。
【００３７】  本発明における加熱時の雰囲気条件は、不活性雰囲気とすることが望ましい。例えば、アルゴンガス雰囲気や窒素ガス雰囲気、真空雰囲気など、酸素分圧が低い条件で加熱することによって、炭素の酸化消失を防止するとともに、高純度化を促進することができる。
【００３８】  本発明が目的とするところの結晶質炭素は、少なくとも、その一部に炭素の結晶相を含むことを必須としている。炭素の結晶構造としてはダイヤモンド構造と黒鉛構造の２種が知られているが、常圧付近の条件で生成可能なものとしては、黒鉛構造が一般的であり、本発明の結晶質炭素も黒鉛結晶を意図している。炭素結晶を含むか否かは、Ｘ線回折法によって容易に知ることができる。例えば、得られた炭素を粉砕して粉末状とし、ＣｕＫα線を用いた粉末Ｘ線回折法で回折パターンを測定することで、回折角２６°付近に黒鉛結晶００２面の回折ピークが出現ため、そこに炭素の結晶相が含まれていることを容易に判別することができる。すなわち、本発明の結晶質炭素は、Ｘ線回折法で測定した回折パターンにおいて黒鉛結晶の００２面に相当する回折ピークが出現することを必須とする。
【００３９】  本発明の結晶質炭素において、少なくともその一部に含まれる結晶相は、より望ましくは、その結晶構造が理想的な黒鉛結晶に近いことが好適である。結晶構造が理想的な黒鉛結晶、すなわち天然鱗状黒鉛結晶に近いほど、実際に使用した場合の耐酸化性や耐食性等において優れた性能を発揮することが期待される。炭素の結晶相の結晶構造はＸ線回折法で測定した回折ピークから知ることができる。例えば、先述の黒鉛結晶の回折ピーク位置から求められる００２面における格子間距離ｄ（００２）が天然鱗状黒鉛における値０．３３５ｎｍに近いほど、乱れの少ない理想的な結晶構造となっていることがわかる。
【実施例】
【００４０】  次に、本発明の実施例をあげ、本発明について、さらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。【００４１】［実施例１〜３、比較例１〜６］
杉の樹皮およびフェノール樹脂を、炭素を得るための出発原料とし、これに各種化合物ＣａＣｌ２、ＦｅＣｌ３、ＢａＣｌ２、ＡｌＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＹＣｌ３、Ｃａ（ＮＯ３）２加えた。添加する化合物は、あらかじめ水溶液とし、濃度が１ｍｏｌ／Ｌとなるように調整した。調整した各種水溶液に樹皮を浸漬して浸透させ、フェノール樹脂には、混合する操作を行い、乾燥処理によって水分を蒸発させた。また、樹皮にＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏを粉末で混合したものも作製した。これら各種の化合物を添加した樹皮およびフェノール樹脂を、炭素粉末中に埋設して１０００℃で加熱して炭化を行った。得られた炭化物を炭素粉末中から取り出し、次に、アルゴンガス雰囲気中において１５００℃および１６００℃で加熱した。【００４２】  得られた炭素を粉砕して粉末状にし、Ｘ線回折装置を用いて結晶相による回折パターンを測定した。測定は、ＣｕＫα線を用いて４０ｋＶ、３０ｍＡの条件で行った。炭素の結晶相が存在するかどうかは、２６°付近に現れる黒鉛結晶の最強ピークに注目して評価を行った。炭素結晶の回折ピークが認められたものについては、そのピーク強度を走査速度０．２°／ｍｉｎで測定した。【００４３】  試験結果を表１に示す。表１により明らかなように、本発明の実施例１、２は、いずれも比較例１〜６に比べて、Ｘ線回折パターンにおける黒鉛結晶００２面のピーク強度が顕著に大きく、炭素の結晶化が明らかに進行していることがわかる。また、本発明の実施例３は、１５００℃における保持時間が０時間であるにもかかわらず、比較例１および比較例３〜６よりも黒鉛結晶００２面のピーク強度が顕著に大きく、炭素の結晶化が明らかに進行していることがわかる。【００４４】
【表１】
2014162718.tif 000002
【００４５】［実施例４〜９、比較例７］
杉および檜の樹皮を出発原料とし、これにＣａＣｌ２を加えた。添加するＣａＣｌ２はあらかじめ水溶液とし、濃度が０．７ｍｏｌ／Ｌとなるように調整した。調整した水溶液に樹皮を浸漬して浸透させ、乾燥処理によって水分を蒸発させた後、炭素粉末中に埋設して１０００℃で加熱して炭化を行った。得られた炭化物を炭素粉末中から取り出し、次に、１３００〜２０００℃の温度領域においてアルゴンガス雰囲気中で加熱した。【００４６】  得られた炭素を粉砕して粉末状にし、Ｘ線回折装置を用いて結晶相による回折パターンを測定した。測定はＣｕＫα線を用いて４０ｋＶ、３０ｍＡの条件で行った。炭素の結晶相に存在するかどうかは、２６°付近に現れる黒鉛結晶の最強ピークに注目して評価を行い、炭素結晶の回折ピークが認められたものについては、そのピーク強度を走査速度０．２°／ｍｉｎで測定し、回折ピークの位置から黒鉛結晶００２面の格子間距離ｄ（００２）を算出した。また、炭素以外の結晶相が検出された場合には、そのピーク強度も測定した。【００４７】  試験結果を表２に示す。表２から明らかなように、本発明の実施例４〜９はいずれも比較例７に比べて、Ｘ線回折パターンにおける黒鉛結晶００２面のピーク強度が顕著に大きく、炭索の結晶化が明らかに進行していることがわかる。また、本発明の実施例４〜９で得られた結晶質炭素は、いずれも格子間距離ｄ（００２）が０．３３６〜０．３３７ｎｍと天然鱗状黒鉛の値０．３３５ｎｍに近く、乱れの少ない結晶構造となっている。また、本発明の実施例４〜６の比較から、加熱温度での保持時間が０時間、６時間では、カルシウム化合物のピークが検出されるが、保持時間１２時間では検出されず、保持時間を長くすることでより高純度の結晶質炭素が得られる。【００４８】
【表２】
2014162718.tif 000003
【００４９】［実施例１０〜１７］
杉および檜の樹皮を出発原料とし、これにＣａＣｌ２を加えた。添加するＣａＣｌ２はあらかじめ水溶液とし、濃度が０．１〜５．４ｍｏｌ／Ｌとなるように調整した。調整した水溶液に樹皮を浸漬して浸透させ、乾燥処理によって水分を蒸発させた後、炭素粉末中に埋設して１０００℃で加熱して炭化を行った。得られた炭化物を炭素粉末中から取り出し、次に、アルゴンガス雰囲気中において、１５００℃および１６００℃で加熱した。【００５０】  得られた炭素を粉砕して粉末状にし、Ｘ線回折装置を用いて結晶相による回折パターンを測定した。測定はＣｕＫα線を用いて４０ｋＶ、３０ｍＡの条件で行った。炭素の結晶相が存在するかどうかは、２６°付近に現れる黒鉛結晶の最強ピークに注目して評価を行い、炭素結晶の回折ピークが認められたものについては、そのピーク強度を走査速度０．２°／ｍｉｎで測定し、回折ピークの位置から黒鉛結晶００２面の格子間距離ｄ（００２）を算出した。【００５１】  試験結果を表３に示す。表３から明らかなように、本発明の実施例１０〜１７はいずれも黒鉛結晶００２面のピーク強度が大きく、また、格子間距離ｄ（００２）も０．３３６〜０．３３７ｎｍと天然鱗状黒鉛の値０．３３５ｎｍに近いことから、炭素の結晶化が進行して乱れの少ない結晶構造となっていることがわかる。また、カルシウム化合物の水溶液濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌよりも０．３ｍｏｌ／Ｌの方が黒鉛結晶００２面のピーク強度がより大きく、水溶液濃度を一定以上とすることで、より結晶化が進んだ炭素が得られる。【００５２】
【表３】
2014162718.tif 000004
【００５３】  以上のことにより、本発明の結晶質炭素およびその製造方法は、植物由来物を原料とし２０００℃以下の加熱によって、高い結晶性を有する高純度の炭素を提供できることが明らかである。