(57)【要約】【課題】  本発明は窒素原子を含む多層のベンゼン環のシートから窒素原子を含む炭素繊維を製造する方法を提供する。【解決の手段】  窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）に電流を流し、窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）の分子構造を窒素原子を含む炭素繊維（１３）の分子構造に組みかえることを特徴とする。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）に電流を流し、窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）の分子構造を窒素原子を含む炭素繊維（１３）の分子構造に組みかえることを特徴とする多層のベンゼン環のシートから炭素繊維を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は多層のベンゼン環のシートに電流を流し炭素繊維を製造の方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の炭素繊維の製造方法は材料のアクリルニトルを重合してポリアクリルニトル繊維を作り、それを焼成して炭素繊維にするものが主流であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  これには次ような欠点があった。
焼成工程で１０００℃〜２０００℃の高温で熱処理をするために、炭素繊維の表面や内部に亀裂や中空構造などの欠陥部分ができ、理論上得られるはずの強度よりもかなり低い強度の炭素繊維しか作ることができなかった。
本発明は、以上のような欠点をなくすためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  安定した分子構造の窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）に高い電圧をかけて大きな電流を流し、窒素原子を含むベンゼン環のシート（１１）の分子構造を窒素原子を含む炭素繊維（１３）の安定した分子構造へと組みかえる。
本発明は以上のような方法による多層のベンゼン環のシートから炭素繊維を製造する方法である。
【発明の効果】
【０００５】  安定した分子構造を持つ高い強度で平均化した弾性を持つ炭素繊維をつくることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ベンゼン環のシートの平面図である。
【図２】積み重さねたベンゼン環のシートの側面図である。
【図３】黒鉛の平面図である。
【図４】黒鉛の側面図である。
【図５】炭素繊維の平面図である。
【図６】炭素原子のみで構成された炭素繊維の側面図である。
【図７】窒素原子を含む多層のベンゼン環のシートの側面図である。
【図８】窒素原子を含む炭素繊維の側面図である。
【図９】ベンゼン環の結合構造の平面図と側面図である。
【図１０】黒鉛の結合構造の平面図と側面図である。
【図１１】炭素繊維の結合構造の平面図と側面図である。
【図１２】窒素原子を含む多層のベンゼン環のシートに電流を流し、炭素繊維に変化する場合の側面図である。
【図１３】積み重さねたベンゼン環のシートに電流を流し、黒鉛に変化する場合の側面図である。
【図１４】炭素繊維に弱い磁力を与えたときの分子構造の変化の平面図と側面図である。
【図１５】炭素繊維に強い磁力を与えたときの分子構造の変化の平面図と側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】  以下、本発明を実施するための形態について説明する。
安定した分子構造の窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）に電流を流して窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）の分子構造を窒素原子を含む炭素繊維（１３）の安定した分子構造へと組みかえることによって多層のベンゼン環のシートから炭素繊維を製造する。
本発明は以上のような製造方法である。
【０００８】  単体の炭素分子にはベンゼン環のシート（１０）、黒鉛（１４）、炭素繊維（１２）、ダイヤモンドが存在する。ダイヤモンドは正四面体の頂点に炭素原子が位置している構造の積み重さねで、炭素原子にある４つのＰ軌道のそれぞれが別の炭素原子と結合している。
それに対してベンゼン環のシート（１０）、黒鉛（１４）、炭素繊維（１２）は３つのＰ軌道が平面上に１２０度の角度持ちそれぞれが別の炭素原子に結合している。炭素繊維（１２）は４つ目のＰ軌道が他の３つのＰ軌道に対して立体的な直角方向にあり、多連共有結合をすることで多層構造になる。
ベンゼン環のシート（１０）と黒鉛（１４）は４つ目のＰ軌道を持たずに黒鉛（１４）は残り１つ軌道電子が非結合電子（３）となることで多層構造になり、ベンゼン環のシート（１０）は残り１つの軌道電子が共役電子（７）となって分子としては多層構造にはならない。ベンゼン環のシート（１０）が層となる場合は図２のように複数のベンゼン環のシート（１０）がただ重さなり合っているだけである。
【０００９】  図７のようにベンゼン環のシート（１０）のベンゼン環（１）の炭素原子（３）の一部を窒素原子（６）に変えると窒素原子（６）どうしのＰ軌道による共有結合もしくは多連共有結合により多層のベンゼン環のシート（１１）を作ることができる。
図８のように窒素原子を含む炭素繊維（１３）では共役電子（７）を持たないために炭素原子に４つ目のＰ軌道ができて、４つ目のＰ軌道（５）により炭素原子（３）どうしが多連共有結合をして多層構造を作くる。窒素原子を含む炭素繊維（１３）の中の窒素原子（６）は炭素原子（３）よりも軌道電子が１つ多いためにＬ殻Ｓ軌道に２つの電子が入いり安定するので４つ目のＰ軌道はできずに窒素原子（６）どうしは結合はしない。
【００１１】  図１２のように窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）に一定以上の電流を流がせばベンゼン環（１）の共役電子（７）が炭素原子（３）から炭素原子（３）の間を流がれて、共役電子（７）は炭素原子の４つ目のＰ軌道電子（５）に変わり、炭素原子（３）どうしが多連共有結合をして多層のベンゼン環のシート（１１）は炭素繊維（１３）に分子構造が変化する。
【００１２】  図１３のように窒素原子を含まないベンゼン環のシート（１０）に電流を流がしても、ベンゼン環（１）から共役電子（７）が離脱して電流が流がれるものの、共役電子（７）は非結合電子（４）に変わり、ベンゼン環のシート（１０）は炭素繊維（１２）に変わらずに、黒鉛（１４）に変わってしまう。
これは窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１０）を積み重さねたものが、窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート（１１）のように安定した立体構造を持っていないために起こるのである。
【００１３】  図１５のように炭素繊維（１３）に強い磁力を与えると炭素原子（３）の４つ目のＰ軌道のＰ軌道電子が反磁性を持つ方向に回転して共役電子（１３）に変わり、炭素繊維（１３）は、多層のベンゼン環のシート（１１）に変わってしまう。
炭素繊維（１３）に与えた磁力が弱い場合には図１４のように、炭素繊維（１３）の一部分のみが回転電流となるために、磁力がなくなると、再び元の炭素繊維（１３）に戻ることができる。
【符合の説明】
【００１４】  １  ベンゼン環
２  平面上に並んだ炭素原子の六角形の構造
３  炭素原子
４  非結合電子
５  Ｐ軌道電子
６  窒素原子
７  共役電子
８  Ｎ極（磁力）
９  Ｓ極（磁力）
１０  窒素原子を含まないベンゼン環のシート
１１  窒素原子を含む多層のベンゼン環のシート
１２  窒素原子を含まない炭素繊維
１３  窒素原子を含む炭素繊維
１４  黒鉛
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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