(57)【要約】【課題】アクリルアミド系ポリマーを含有し、高い炭化収率を有する炭素材料前駆体及びそれを用いた炭素材料の製造方法を提供すること。【解決手段】アクリルアミド系ポリマーと、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分とを含有することを特徴とする炭素材料前駆体、並びに、前記炭素材料前駆体に耐炎化処理を施し、次いで、炭化処理を施すことを特徴とする炭素材料の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリルアミド系ポリマーと、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分とを含有することを特徴とする炭素材料前駆体。
【請求項２】
前記添加成分がリン酸、ポリリン酸、ホウ酸、硫酸、硝酸、炭酸、シュウ酸、クエン酸、スルホン酸、及びそれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の炭素材料前駆体。
【請求項３】
前記添加成分がアンモニウム塩及びアミン塩からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素材料前駆体。
【請求項４】
前記添加成分の含有量が前記炭素材料前駆体１００質量％に対して０．１〜２０質量％であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の炭素材料前駆体。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の炭素材料前駆体に耐炎化処理を施し、次いで、炭化処理を施すことを特徴とする炭素材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素材料前駆体及びそれを用いた炭素材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素材料の１種である炭素繊維の製造方法としては、従来から、ポリアクリロニトリルを紡糸して得られる炭素繊維前駆体に耐炎化処理を施した後、炭化処理を施す方法が主として採用されている（例えば、特公昭３７−４４０５号公報（特許文献１）、特開２０１５−７４８４４号公報（特許文献２）、特開２０１６−４０４１９号公報（特許文献３）、特開２０１６−１１３７２６号公報（特許文献４））。この方法に用いられるポリアクリロニトリルは安価な汎用溶媒に溶解しにくいため、重合や紡糸の際に、ジメチルスルホキシドやＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の高価な溶媒を使用する必要があり、炭素繊維の製造コストが高くなるという問題があった。
【０００３】
一方、ポリアクリルアミドは水溶性のポリマーであり、重合や紡糸の際に、安価で環境負荷の小さい水を溶媒として使用することができるため、炭素材料の製造コストの削減が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭３７−４４０５号公報
【特許文献２】特開２０１５−７４８４４号公報
【特許文献３】特開２０１６−４０４１９号公報
【特許文献４】特開２０１６−１１３７２６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、ポリアクリルアミドを用いて作製した炭素材料前駆体は５００℃に加熱すると質量が２０％程度まで減少し、炭化収率が低いという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、アクリルアミド系ポリマーを含有し、高い炭化収率を有する炭素材料前駆体及びそれを用いた炭素材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アクリルアミド系ポリマーに酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分を添加することによって、アクリルアミド系ポリマーを含有する炭素材料前駆体の炭化収率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の炭素材料前駆体は、アクリルアミド系ポリマーと、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分とを含有することを特徴とするものである。このような本発明の炭素材料前駆体において、前記添加成分はリン酸、ポリリン酸、ホウ酸、硫酸、硝酸、炭酸、シュウ酸、クエン酸、スルホン酸、及びそれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、また、前記添加成分はアンモニウム塩及びアミン塩からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、さらに、前記添加成分の含有量は前記炭素材料前駆体１００質量％に対して０．１〜２０質量％であることが好ましい。
【０００９】
本発明の炭素材料の製造方法は、このような本発明の炭素材料前駆体に耐炎化処理を施し、さらに炭化処理を施すことを特徴とする方法である。
【００１０】
なお、本発明の炭素材料前駆体が高い炭化収率を有する理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明の炭素材料前駆体に加熱処理（特に、耐炎化処理）を施すと、前記添加成分である酸やその塩がアクリルアミド系ポリマーの脱水反応を触媒し、アクリルアミド系ポリマーの構造が耐熱性の高い構造へと変換されるため、炭素材料前駆体の炭化収率が高くなると推察される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アクリルアミド系ポリマーを含有し、高い炭化収率を有する炭素材料前駆体を得ることができる。また、このような本発明の炭素材料前駆体を用いることによって、低コストで安全に炭素材料を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１〜２、実施例２１〜２６及び比較例１で得られた炭素材料前駆体における添加成分の含有量と炭化収率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１４】
先ず、本発明の炭素材料前駆体について説明する。本発明の炭素材料前駆体は、アクリルアミド系ポリマーと、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分とを含有するものである。前記アクリルアミド系ポリマーに前記添加成分を添加することによって、炭素材料前駆体の炭化収率が向上する。
【００１５】
（アクリルアミド系ポリマー）
本発明に用いられるアクリルアミド系ポリマーは、水性溶媒（水、アルコール等、及びこれらの混合溶媒）及び水系混合溶媒（前記水性溶媒と有機溶媒（テトラヒドロフラン等）との混合溶媒）のうちの少なくとも一方に可溶なものである。これにより、炭素材料前駆体を製造する際に、前記水性溶媒又は前記水系混合溶媒を用いた湿式混合が可能となり、アクリルアミド系ポリマーと前記添加成分とを均一かつ低コストで安全に混合することが可能となる。また、得られた炭素材料前駆体を成形する際には、前記水性溶媒又は前記水系混合溶媒を用いた乾式成形（乾式紡糸）又は湿式成形（湿式紡糸（エレクトロスピニングを含む））が可能となり、低コストで安全に炭素材料を製造することが可能となる。なお、前記水系混合溶媒中の有機溶媒の含有量としては、前記水性溶媒に不溶又は難溶なアクリルアミド系ポリマーが有機溶媒を混合することによって溶解する量であれば特に制限はない。また、このようなアクリルアミド系ポリマーの中でも、より低コストで安全に炭素材料前駆体や炭素材料を製造することが可能となるという観点から、前記水性溶媒に可溶なアクリルアミド系ポリマーが好ましく、水に可溶な（水溶性の）アクリルアミド系ポリマーがより好ましい。
【００１６】
このようなアクリルアミド系ポリマーとしては、前記水性溶媒及び前記水系混合溶媒のうちの少なくとも一方に可溶なものであれば、アクリルアミド系モノマーの単独重合体であってもアクリルアミド系モノマーと他の重合性モノマーとの共重合体であってもよいが、アクリルアミド系ポリマーが前記水性溶媒及び前記水系混合溶媒のうちの少なくとも一方（好ましくは前記水性溶媒、より好ましくは水）に溶解しやすいという観点から、アクリルアミド系モノマー単位を５０ｍｏｌ％以上含有するものが好ましく、アクリルアミド系モノマー単位を７０ｍｏｌ％以上含有するものがより好ましく、アクリルアミド系モノマー単位を９０ｍｏｌ％以上含有するものが更に好ましく、アクリルアミド系モノマーの単独重合体が特に好ましい。
【００１７】
前記アクリルアミド系モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシメチル）メタクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド等が挙げられる。このようなアクリルアミド系モノマーは１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。また、これらのアクリルアミド系モノマーの中でも、水溶性に優れているという観点から、アクリルアミドが好ましい。
【００１８】
前記他の重合性モノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルといったシアン化ビニル系モノマー、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルといった（メタ）アクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸といった不飽和カルボン酸及びその塩、無水マレイン酸、イタコン酸無水物といった不飽和カルボン酸無水物、スチレン、α−メチルスチレンといった芳香族ビニル系モノマー、塩化ビニル、ビニルアルコール等のビニル系モノマー；エチレン、プロピレンといったオレフィン系モノマー等が挙げられる。このような他の重合性モノマーは１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。また、これらの他の重合性モノマーの中でも、炭素材料前駆体の炭化収率が高くなるという観点から、アクリロニトリルが好ましい。
【００１９】
このようなアクリルアミド系ポリマーを製造する方法としては、溶液重合、懸濁重合等の公知の重合方法を採用することができる。溶液重合を採用する場合、溶媒としては、原料のモノマー及び得られるアクリルアミド系ポリマーが溶解するものであれば特に制限はないが、低コストで安全に製造できるという観点から、前記水性溶媒（水、アルコール等、及びこれらの混合溶媒等）又は前記水系混合溶媒（前記水性溶媒と有機溶媒（テトラヒドロフラン等）との混合溶媒）を使用することが好ましく、前記水性溶媒を使用することがより好ましく、水を使用することが特に好ましい。また、重合開始剤としては、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の前記水性溶媒及び前記水系混合溶媒のうちの少なくとも一方（好ましくは前記水性溶媒、より好ましくは水）に可溶なラジカル重合開始剤が挙げられる。
【００２０】
（添加成分）
本発明に用いられる添加成分は、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種であり、前記水性溶媒及び前記水系混合溶媒のうちの少なくとも一方（好ましくは前記水性溶媒、より好ましくは水）に可溶な成分である。これにより、炭素材料前駆体を製造する際に、前記水性溶媒又は前記水系混合溶媒を用いた湿式混合が可能となり、アクリルアミド系ポリマーと前記添加成分とを均一かつ低コストで安全に混合することが可能となる。また、得られた炭素材料前駆体を成形する際には、前記水性溶媒又は前記水系混合溶媒を用いた乾式成形（乾式紡糸）又は湿式成形（湿式紡糸（エレクトロスピニングを含む））が可能となり、低コストで安全に炭素材料を製造することが可能となる。
【００２１】
前記酸としては、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、硫酸、硝酸、炭酸等の無機酸、シュウ酸、クエン酸、スルホン酸等の有機酸が挙げられる。また、このような酸の塩としては、金属塩（例えば、ナトリウム塩、カリウム塩）、アンモニウム塩、アミン塩等が挙げられ、アンモニウム塩、アミン塩が好ましく、アンモニウム塩がより好ましい。特に、これらの添加成分のうち、得られる炭素材料前駆体の炭化収率が更に向上するという観点から、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、硫酸、及びこれらのアンモニウム塩が好ましく、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、及びこれらのアンモニウム塩がより好ましく、リン酸、ポリリン酸、リン酸のアンモニウム塩、ポリリン酸のアンモニウム塩が特に好ましい。
【００２２】
＜炭素材料前駆体＞
本発明の炭素材料前駆体は、前記アクリルアミド系ポリマーと前記添加成分とを含有するものである。このような炭素材料前駆体において、前記アクリルアミド系ポリマー及び前記添加成分の含有量としては特に制限はないが、炭素材料前駆体の炭化収率がより向上するという観点から、前記炭素材料前駆体１００質量％に対して、前記アクリルアミド系ポリマーの含有量が８０〜９９．９質量％であり、前記添加成分の含有量が０．１〜２０質量％であることが好ましく、前記アクリルアミド系ポリマーの含有量が８５〜９９．７質量％であり、前記添加成分の含有量が０．３〜１５質量％であることがより好ましい。前記添加成分の含有量が前記下限未満になると、炭素材料前駆体の炭化収率が向上しない傾向にあり、他方、前記前記上限を超えると、添加成分の添加効果が十分に得られない傾向にある。
【００２３】
このような本発明の炭素材料前駆体は、溶融した前記アクリルアミド系ポリマーに前記添加成分を直接混合（溶融混合）することによって製造したり、前記アクリルアミド系ポリマーと前記添加成分とをドライブレンド（乾式混合）することによって製造したりすることも可能であるが、使用する前記アクリルアミド系ポリマー及び前記添加成分が前記水性溶媒及び前記水系混合溶媒のうちの少なくとも一方（好ましくは前記水性溶媒、より好ましくは水）に可溶なものであることから、前記アクリルアミド系ポリマー及び前記添加成分を前記水性溶媒又は前記水系混合溶媒に溶解（湿式混合）し、得られる溶液から前記溶媒を除去することによって製造することが好ましい。これにより、前記アクリルアミド系ポリマーと前記添加成分とを均一かつ低コストで安全に混合することができる。また、前記湿式混合においては、より低コストで安全に炭素材料前駆体を製造できるという観点から、溶媒として前記水性溶媒を使用することがより好ましく、水を使用することが特に好ましい。さらに、前記溶媒を除去する方法としては特に制限はなく、熱風乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の公知の乾燥方法を採用することができるが、設備が簡便であるという観点から、熱風乾燥が好ましい。
【００２４】
＜炭素材料の製造方法＞
本発明の炭素材料の製造方法は、このような本発明の炭素材料前駆体に耐炎化処理を施し、次いで、炭化処理を施す方法である。
【００２５】
本発明の炭素材料の製造方法においては、先ず、本発明の炭素材料前駆体に酸化性雰囲気下（例えば、空気中）で加熱処理を施す（耐炎化処理）。これにより、炭素材料前駆体中の酸やその塩が作用して、炭素材料前駆体中の前記アクリルアミド系ポリマーの構造が変化し、炭素材料前駆体の耐熱性が向上する。このような耐炎化処理における加熱温度としては５００℃以下が好ましく、１５０〜３００℃がより好ましい。また、耐炎化処理における加熱時間としては特に制限はなく、例えば、１時間を超える加熱も可能であるが、製造コストの低減という観点から、１〜６０分間が好ましい。
【００２６】
次に、このようにして耐炎化処理が施された炭素材料前駆体（耐炎化炭素材料前駆体）に、不活性雰囲気下（窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス中）、前記耐炎化処理における加熱温度よりも高い温度で加熱処理を施す（炭化処理）。これにより、耐炎化炭素材料前駆体中の前記アクリルアミド系ポリマーが炭化し、所望の炭素材料が得られる。このような炭化処理における加熱温度としては５００℃以上が好ましく、１０００℃以上がより好ましい。また、加熱温度の上限としては３０００℃以下が好ましく、２０００℃以下がより好ましい。さらに、炭化処理における加熱時間としては特に制限はないが、１〜６０分間が好ましく、１〜３０分間がより好ましい。
【００２７】
また、本発明の炭素材料の製造方法においては、耐炎化処理の前に、使用する炭素材料前駆体を予め所望の形状（例えば、繊維状）に成形（紡糸）することが好ましい。このとき、溶融した炭素材料前駆体を用いて溶融成形（溶融紡糸）してもよいが、本発明の炭素材料前駆体を構成する前記アクリルアミド系ポリマー及び前記添加成分が前記水性溶媒及び前記水系混合溶媒のうちの少なくとも一方（好ましくは前記水性溶媒、より好ましくは水）に可溶なものであることから、前記炭素材料前駆体を前記水性溶媒又は前記水系混合溶媒に溶解し、得られた溶液を用いて乾式成形（乾式紡糸）、乾湿式成形（乾湿式紡糸）、湿式成形（湿式紡糸）、又はエレクトロスピニングを行うことが好ましい。これにより、所望の形状の炭素材料前駆体を低コストで安全に製造することができる。また、より低コストで安全に炭素材料を製造することができるという観点から、溶媒として前記水性溶媒を使用することがより好ましく、水を使用することが特に好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
（合成例１）
アクリルアミド（和光純薬工業株式会社製、電気泳動用）８．５２ｇ（１２０ｍｍｏｌ）を水１９０ｍｌに溶解した後、重合開始剤として４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）３６６ｍｇ（１．２０ｍｍｏｌ）を添加し、７０℃で３時間ラジカル重合を行なった。得られた水溶液をメタノール中に投入してポリアクリルアミドを析出させ、これを回収して真空乾燥させた。
【００３０】
（実施例１）
合成例１で得られたポリアクリルアミドを濃度が１０質量％となるように水に溶解した。得られたポリアクリルアミド水溶液に、炭素材料前駆体１００質量％に対する含有量が２質量％となるようにリン酸を添加した。得られたリン酸含有ポリアクリルアミド水溶液を用いて凍結乾燥を行い、ポリアクリルアミド及びリン酸を含有する炭素材料前駆体を得た。
【００３１】
（実施例２）
リン酸の代わりにリン酸水素二アンモニウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸水素二アンモニウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３２】
（実施例３）
リン酸の代わりにリン酸二水素アンモニウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸二水素アンモニウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３３】
（実施例４）
リン酸の代わりにポリリン酸を用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、ポリリン酸の含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３４】
（実施例５）
リン酸の代わりにリン酸三ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸三ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３５】
（実施例６）
リン酸の代わりにリン酸水素二ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸水素二ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３６】
（実施例７）
リン酸の代わりにリン酸二水素ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸二水素ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３７】
（実施例８）
リン酸の代わりにリン酸三カリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸三カリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３８】
（実施例９）
リン酸の代わりにリン酸水素二カリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸水素二カリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００３９】
（実施例１０）
リン酸の代わりにリン酸二水素カリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、リン酸二水素カリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４０】
（実施例１１）
リン酸の代わりにホウ酸を用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、ホウ酸の含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４１】
（実施例１２）
リン酸の代わりに硫酸アンモニウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、硫酸アンモニウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４２】
（実施例１３）
リン酸の代わりに硫酸水素アンモニウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、硫酸水素アンモニウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４３】
（実施例１４）
リン酸の代わりに硫酸ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、硫酸ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４４】
（実施例１５）
リン酸の代わりに硫酸水素ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、硫酸水素ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４５】
（実施例１６）
リン酸の代わりに硝酸ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、硝酸ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４６】
（実施例１７）
リン酸の代わりに炭酸ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、炭酸ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４７】
（実施例１８）
リン酸の代わりに炭酸水素ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、炭酸水素ナトリウムの含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４８】
（実施例１９）
リン酸の代わりにシュウ酸を用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、シュウ酸の含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００４９】
（実施例２０）
リン酸の代わりにクエン酸を用いた以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。なお、クエン酸の含有量は炭素材料前駆体１００質量％に対して２質量％とした。
【００５０】
（実施例２１）
炭素材料前駆体中のリン酸の含有量を０．５質量％に変更した以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５１】
（実施例２２）
炭素材料前駆体中のリン酸の含有量を５質量％に変更した以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５２】
（実施例２３）
炭素材料前駆体中のリン酸の含有量を１０質量％に変更した以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５３】
（実施例２４）
炭素材料前駆体中のリン酸水素二アンモニウムの含有量を０．５質量％に変更した以外は実施例２と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５４】
（実施例２５）
炭素材料前駆体中のリン酸水素二アンモニウムの含有量を５質量％に変更した以外は実施例２と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５５】
（実施例２６）
炭素材料前駆体中のリン酸水素二アンモニウムの含有量を１０質量％に変更した以外は実施例２と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５６】
（比較例１）
添加成分を添加しなかった以外は実施例１と同様にして炭素材料前駆体を得た。
【００５７】
＜炭化収率の測定＞
実施例及び比較例で得られた各炭素材料前駆体３．２〜３．５ｍｇを、示差熱天秤（株式会社リガク製「ＴＧ８１２０」）を用いて、流量２００ｍｌ／ｍｉｎの窒素気流中、昇温速度１０℃／ｍｉｎで室温から５００℃まで加熱した。各炭素材料前駆体の炭化収率を、ポリアクリルアミドに吸着した水の影響を考慮し、１５０℃における炭素材料前駆体の質量を基準として、下記式：
炭化収率［％］＝Ｍ５００／Ｍ１５０×１００
〔Ｍ５００：５００℃における炭素材料前駆体の質量、Ｍ１５０：１５０℃における炭素材料前駆体の質量〕
により求めた。表１には、実施例１〜２０及び比較例１で得られた炭素材料前駆体における添加成分及び炭化収率を示す。また、図１には実施例１〜２、実施例２１〜２６及び比較例１で得られた炭素材料前駆体における添加成分の含有量と炭化収率との関係を示す。
【００５８】
【表１】
2018090791.tif 000002
【００５９】
表１に示した結果から明らかなように、アクリルアミド系ポリマーに、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分を配合することによって、炭素材料前駆体の炭化収率が向上することが確認された。
【００６０】
また、図１に示した結果から明らかなように、酸及びその塩からなる群から選択される少なくとも１種の添加成分の含有量を増加させることによって、炭素材料前駆体の炭化収率が向上することが確認された。
【００６１】
（製造例１）
実施例１で得られた炭素材料前駆体を、空気中、２５０℃で３０分間の加熱処理（耐炎化処理）を施して耐炎化炭素材料前駆体を得た。この耐炎化炭素材料前駆体に、窒素ガス雰囲気下、１０００℃で１０分間の加熱処理（炭化処理）を施して炭素材料を得た。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、本発明によれば、アクリルアミド系ポリマーを含有し、高い炭化収率を有する炭素材料前駆体を得ることができる。
【００６３】
したがって、本発明の炭素材料の製造方法は、使用する炭素材料前駆体が水性溶媒に溶解し、高い炭化収率を有するものであるめ、低コストで安全に炭素材料を製造することができる方法として有用である。
【図１】
2018090791.tif 000003