【手続補正書】
【提出日】平成16年12月22日(2004.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ナノカーボンの製造方法及びナノカーボンの製造装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、炭素材料を主成分とする第２電極を、大気中又は空気中で対向配置する工程と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させる工程と、
前記第２電極の前記炭素材料を前記アーク放電により蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させる工程と、
前記ナノカーボンを含むすすを回収する工程を備えたことを特徴とするナノカーボンの製造方法。
【請求項２】
前記第１電極が、アークトーチに設けられたトーチ電極であり、該トーチ電極と前記第２電極を相対移動させながら、前記第２電極の前記炭素材料を前記アーク放電により蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させる工程を備えたことを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項３】
前記アーク放電の発生領域に対向させて基材を配置し、前記ナノカーボンを含むすすを該基材を介して回収する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項４】
前記アーク放電の発生領域に対向させて流体又は粒状体を配置し、前記ナノカーボンを含むすすを該流体又は粒状体を介して回収する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項５】
前記第１電極と前記第２電極のなす角度は、４５度乃至１３５度の範囲であることを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項６】
前記すすは、単層カーボンナノチューブ，カーボンナノホーン，多層カーボンナノチューブ，カーボンナノファイバ，カーボンナノ粒子，ＣＮナノチューブ，ＣＮナノファイバ，ＣＮナノ粒子，ＢＣＮナノチューブ，ＢＣＮナノファイバ，ＢＣＮナノ粒子，フラーレン，若しくはこれらの混合物からなるナノカーボン材料を含むことを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項７】
前記すすは、ナノカーボンと金属微粒子を含む複合又は混合すすであることを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項８】
前記第２電極の炭素材料は、黒鉛又は活性炭又はアモルファスカーボン、添加物を含有又は内蔵している黒鉛又は活性炭又はアモルファスカーボン、若しくは添加物が表面の一部分或いは全部に散布，塗布，メッキ若しくはコートされている黒鉛又は活性炭又はアモルファスカーボンを用いることを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項９】
前記添加物は、Ｌｉ，Ｂ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｋ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｓ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｏｓ，Ｐｔ、若しくはこれらの酸化物又は窒化物又は炭化物又は硫化物又は塩化物又は硫酸化合物又は硝酸化合物、若しくはそれらの混合物であることを特徴とする請求項８記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１０】
前記アーク放電を直流又は直流パルスで運転し、前記第２電極をアーク放電の陽極とすることを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１１】
前記アーク放電を交流又は交流パルスで運転することを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１２】
前記第２電極の端部又は凹部又は凸部の前記炭素材料を前記アーク放電により蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させることを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１３】
前記アーク放電の発生領域に特定ガス又は空気を供給しながら、前記アーク放電を行うことを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１４】
前記特定ガスは、Ａｒ，Ｈｅなどの希ガス，窒素ガス，炭酸ガス，酸素ガス，水素ガス若しくはこれらの混合ガスであることを特徴とする請求項１２記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１５】
前記第１電極は、黒鉛，Ｗ（タングステン），Ｍｏ（モリブデン）若しくは、Ｎｉ（ニッケル）などの高融点金属を主成分とすることを特徴とする請求項１記載のナノカーボンの製造方法。
【請求項１６】
第１電極と、炭素材料又は添加物を含有している炭素材料又は添加物が表面に形成されている炭素材料を主成分とする第２電極を、大気中又は空気中で所定間隔に保持してなる電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させて、該アーク放電により前記炭素材料を蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させるための電源からなるアーク発生手段と、
前記アーク放電の発生領域に特定ガスを供給する特定ガス供給手段と、
前記すすを回収する回収部材を備えたことを特徴とするナノカーボンの製造装置。
【請求項１７】
前記第１電極は、アークトーチに設けられたトーチ電極であり、
該トーチ電極と前記第２電極を相対移動させる移動手段を更に有し、
前記トーチ電極と前記第２電極を相対移動させながら、前記トーチ電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させて、該アーク放電により前記第２電極の端部又は凹部又は凸部の前記炭素材料を蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させることを特徴とする請求項１６記載のナノカーボンの製造装置。
【請求項１８】
前記回収部材は、基材であり、
該基材を前記アーク放電の発生領域に対向させて保持する保持手段を更に有し、
前記ナノカーボンを含むすすを該基材を介して回収することを特徴とする請求項１６記載のナノカーボンの製造装置。
【請求項１９】
前記回収部材は、流体又は粒状体であり、
該流体又は該粒状体を前記アーク放電の発生領域に対向させて配置する流体又は粒状体の容器を更に有し、
前記ナノカーボンを含むすすを該流体又は該粒状体を介して回収することを特徴とする請求項１６記載のナノカーボンの製造装置。
【請求項２０】
前記流体は、水又はアーク放電発生温度以下で流動性のある液体又は油状流体であることを特徴とする請求項１９記載のナノカーボンの製造装置。
【請求項２１】
少なくとも前記第１電極と前記第２電極と両電極間で発生したアーク放電の発生領域を覆う被覆部材を備えることを特徴とする請求項１６記載のナノカーボンの製造装置。
【請求項２２】
第１電極と炭素材料を主成分とする第２電極を対向配置する工程と、
大気中又は空気中において前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させる工程と、
前記第２電極の前記炭素材料を前記アーク放電により蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させる工程と、
前記ナノカーボンを含むすすを回収する工程を備えたことを特徴とするナノカーボンの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナノカーボンの製造方法及びナノカーボンの製造装置に関する。
特に、炭素を主成分としたナノスケール（１０−６〜１０−９ｍ）サイズの粒子の製造方法等に好適なものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、プロセス容器等を必ずしも必要とせず、溶接用アークトーチ若しくは類似した構造を持つ装置を用いたアーク放電によって、炭素を主成分とした被アーク材を蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させ、そのすすを回収するための方法を提供し、その製造装置を提供するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
請求項１６に記載されたナノカーボンの製造装置は、
第１電極と、炭素材料又は添加物を含有している炭素材料又は添加物が表面に形成されている炭素材料を主成分とする第２電極を、大気中又は空気中で所定間隔に保持してなる電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させて、該アーク放電により前記炭素材料を蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させるための電源からなるアーク発生手段と、前記アーク放電の発生領域に特定ガスを供給する特定ガス供給手段と、前記すすを回収する回収部材を備えたことを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１７に記載されたナノカーボンの製造装置は、請求項１６記載のナノカーボンの製造装置において、
前記第１電極は、アークトーチに設けられたトーチ電極であり、該トーチ電極と前記第２電極を相対移動させる移動手段を更に有し、前記トーチ電極と前記第２電極を相対移動させながら、前記トーチ電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させて、該アーク放電により前記第２電極の端部又は凹部又は凸部の前記炭素材料を蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させることを特徴としている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１８に記載されたナノカーボンの製造装置は、請求項１６記載のナノカーボンの製造装置において、
前記回収部材は、基材であり、該基材を前記アーク放電の発生領域に対向させて保持する保持手段を更に有し、前記ナノカーボンを含むすすを該基材を介して回収することを特徴としている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項１９に記載されたナノカーボンの製造装置は、請求項１６記載のナノカーボンの製造装置において、
前記回収部材は、流体又は粒状体であり、該流体又は該粒状体を前記アーク放電の発生領域に対向させて配置する流体又は粒状体容器を更に有し、前記ナノカーボンを含むすすを該流体又は該粒状体を介して回収することを特徴としている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
請求項２０に記載されたナノカーボンの製造装置は、請求項１９記載のナノカーボンの製造装置において、
前記流体は、水又はアーク放電発生温度以下で流動性のある液体又は油状流体であることを特徴としている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
請求項２１に記載されたナノカーボンの製造装置は、請求項１６記載のナノカーボンの製造装置において、
少なくとも前記第１電極と前記第２電極と両電極間で発生したアーク放電の発生領域を覆う被覆部材を備えることを特徴としている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
請求項２２に記載されたナノカーボンの製造方法は、
第１電極と炭素材料を主成分とする第２電極を対向配置する工程と、大気中又は空気中において前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加してアーク放電を発生させる工程と、前記第２電極の前記炭素材料を前記アーク放電により蒸発させてナノカーボンを含むすすを発生させる工程と、前記ナノカーボンを含むすすを回収する工程を備えたことを特徴としている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、ナノカーボンの極めて容易な製造方法及び製造装置を提供することができる。
また、製造が容易で、かつ、連続大量生産が可能な炭素系ナノ材料の製造方法及び製造装置を提供することができる。
更にまた、任意の一箇所又は複数箇所に任意のパターン状にナノカーボン群を容易に製造する方法及び装置を提供することができる。