(57)【要約】反応装置１２から排出されたカーボンナノチューブを含んだ排出ガスを排出管２４によりフィルタ２６に導く。フィルタ２６の下流にブロア２８を設置する。ブロア２８により排出管内の排出ガスを吸引することにより、フィルタが詰まり始めても、フィルタ上流側の排出管内の圧力の上昇を抑える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料およびキャリアガスが供給され、原料を反応させてカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを合成する反応装置と、
反応装置から、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む原料反応後の生成物とキャリアガスとを排出する排出管と、
排出管に設けられ、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタと、
排出管の前記フィルタより下流に設けられ、排出管内のキャリアガス等を吸引する吸引手段と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置。
【請求項２】
請求の範囲１に記載のカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置であって、
前記反応装置と前記フィルタの間の排出管に設けられ、この部分の排出管内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検知された圧力があらかじめ定められた値になるよう、前記吸引手段を制御する制御部と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置。
【請求項３】
反応装置において合成されたカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを回収するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置であって、
前記反応装置に接続され、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む排出ガスを前記反応装置より排出する排出管に設けられ、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタと、
排出管の前記フィルタ下流に設けられ、排出管内の排出ガスを吸引する吸引手段と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置。
【請求項４】
請求の範囲３に記載のカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置であって、
前記フィルタより上流の排出管に設けられ、この部分の排出管内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検知された圧力があらかじめ定められた値になるよう、前記吸引手段を制御する制御部と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置。
【請求項５】
原料およびキャリアガスが供給され、原料を反応させてカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを合成する反応装置と、
反応装置から、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む原料反応後の生成物とキャリアガスとを排出する排出管と、
排出管に備えられ、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタと、
前記フィルタの圧損分をキャンセルし、これにより反応装置内の圧力を一定に保つ吸引手段と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素の微細繊維、特に直径が０．４ナノメートルから数十ナノメートルであるカーボンナノチューブの製造装置、特にその合成された炭素の微細繊維の回収に関する。
【背景技術】
【０００２】
直径が０．４ナノメートルから数十ナノメートルの炭素のカーボンナノチューブの気相成長法による製造方法が知られている。なお、本明細書等においてカーボンナノファイバとは、中空つまりチューブ状ではあっても黒鉛層が繊維軸に平行でないような魚骨黒鉛構造ナノチューブ、中空ではないリボン状黒鉛繊維、黒鉛ウィスカ等を含む。【０００３】
気相成長法により作成されたカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバは、ガスより分離し回収する必要がある。特開２００６−１６９００２号公報には、気流に乗って搬送されるカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバをネットや孔を有する板などのフィルタにより捕捉する技術が示されている。気流がネット等を通過する際に、ネット等にカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバが捕捉される。
【発明の開示】
【０００４】
気流中にフィルタ等の障害物を設け、これにカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉する場合、捕捉量が多くなると、気流の流路抵抗が増え、フィルタの上流側の圧力が高くなる。この圧力の上昇は、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを合成している反応装置内の圧力の上昇または反応装置内のガス流れの乱れを招き、生成過程に影響を与える場合がある。
【０００５】
本発明は、フィルタに捕捉されたカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバの量が、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバの生成過程に与える影響を抑制することを目的とする。
【０００６】
本発明においては、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを合成する反応装置に接続され、合成されたカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む排出ガスを反応装置より排出する排出管に、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタを設け、排出管のフィルタ下流に排出管内の排出ガスを吸引する吸引手段を設ける。
【０００７】
さらに、フィルタ上流側の排出管に、排出管内の圧力を検出する圧力センサを設け、この検出された圧力があらかじめ定められた値になるように吸引手段を制御する制御部を設けるようにできる。
【０００８】
また、ブロアの吸引により、フィルタの圧損分をキャンセルし、反応装置内の圧力を一定に保つようにできる。
【０００９】
フィルタが捕捉したカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバの量によるカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバの合成環境への影響を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のカーボンナノチューブ製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００１１】
１０  カーボンナノチューブ製造装置、１２  反応装置、１４  反応管、１６  加熱装置、２４  排出管、２６  フィルタ、２８  ブロア（吸引手段）、３０  圧力センサ、３２  制御部。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、カーボンナノチューブの製造装置１０の概略構成を示す図である。反応装置１２は、原料が供給される鉛直に立てられた反応管１４と、反応管１４周囲に、これを囲むように配置される加熱装置１６を含む。反応管１４は、管形状、好ましくは円管形状のセラミックス製であり、加熱装置１６により加熱されて、あらかじめ定められた温度に維持されている。反応管１４には、その頂部に原料供給ノズル１８が配置され、原料供給装置２０から送られた原料が、このノズル１８より反応管１４内に噴射される。噴射された原料を囲うようにキャリアガスが、キャリアガス供給装置２２から反応管１４の上部に供給される。原料ガスは、炭素源、触媒とその助剤を含む。反応管１４内に供給された原料およびキャリアガスは、反応管１４の管壁より加熱されて、管内を下降する過程でカーボンナノチューブが成長、合成される。この方法は、気相流動法と呼ばれている。【００１３】
生成されたカーボンナノチューブは、キャリアガス、原料の未反応ガス、反応後のガス等の排出ガスに乗って回収装置２３に送られる。回収装置２３は、反応管１４の下部に接続される排出管２４に設置されたフィルタ２６、さらに排出管内の排出ガスを吸引する吸引手段としてのブロア２８を含む。フィルタ２６により、排出ガス中のカーボンナノチューブが捕捉される。フィルタ２６を屈曲させた形状とすることによって、表面積を大きくして流路抵抗をできるだけ小さくすることが好ましい。排出管２４の、フィルタ２６のさらに下流には、ブロア２８が設置されている。ブロア２８は、このブロアが設置されている位置より上流側の排出管２４内の排出ガスを吸引する。ブロア２８により、フィルタ２６の流路抵抗が大きい場合であっても、フィルタを通過する排出ガスの流量を適切にすることができる。また、ブロアによる吸引をしない場合に比べ、フィルタにより多くのカーボンナノチューブが捕捉されるまで連続運転をすることができる。【００１４】
排出管２４の、フィルタ２６より上流側に、排出管２４内の圧力を検出する圧力センサ３０を設けることができる。ブロア２８の運転状態を制御する制御部３２は、この圧力センサにより検出された排出管内の圧力に基づき制御を行う。好適には、検出される圧力があらかじめ定められた一定の値になるようにブロア２８の回転速度を制御する。この値は、反応管１４内の反応条件に基づき決定することができる。回転速度を制御するために、ブロアに供給する電力をインバータを介して供給することができる。圧力センサ３０を設けた位置の圧力を一定に制御することは、フィルタ２６における圧損分をブロアがキャンセルしていると見ることができる。【００１５】
フィルタ２６より上流側の排出管内の圧力が一定となることにより、反応管１４内の気流、圧力などの反応条件が安定し、反応効率が向上する。また、反応管１４の内壁へのカーボンナノチューブの付着が抑制される。【００１６】
本実施形態においては、気相流動法によるカーボンナノチューブの製造装置について説明したが、他の気相成長法によりカーボンナノチューブ、その他のカーボンナノファイバを合成する製造装置においても、上記の回収装置を適用することができる。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月9日(2009.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料およびキャリアガスが供給され、原料を反応させてカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを気相流動法により合成する反応装置と、
反応装置から、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む原料反応後の生成物とキャリアガスとを排出する排出管と、
排出管に設けられ、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタと、
排出管の前記フィルタより下流に設けられ、排出管内のキャリアガス等を吸引する吸引手段と、
前記反応装置と前記フィルタの間の排出管に設けられ、この部分の排出管内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検知された圧力があらかじめ定められた値になるよう、前記吸引手段を制御する制御部と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置。
【請求項２】
前記吸引手段がブロアである、請求の範囲１に記載のカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置。
【請求項３】
反応装置において気相流動法により合成されたカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを回収するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置であって、
前記反応装置に接続され、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む排出ガスを前記反応装置より排出する排出管に設けられ、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタと、
排出管の前記フィルタ下流に設けられ、排出管内の排出ガスを吸引する吸引手段と、
前記フィルタより上流の排出管に設けられ、この部分の排出管内の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサにより検知された圧力があらかじめ定められた値になるよう、前記吸引手段を制御する制御部と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置。
【請求項４】
前記吸引手段がブロアである、請求の範囲３に記載のカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ回収装置。
【請求項５】
原料およびキャリアガスが供給され、原料を反応させてカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを気相流動法により合成する反応装置と、
反応装置から、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを含む原料反応後の生成物とキャリアガスとを排出する排出管と、
排出管に備えられ、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバを捕捉するフィルタと、
前記フィルタの圧損分をキャンセルし、これにより反応装置内の圧力を一定に保つ吸引手段と、
を有するカーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバ製造装置。
【国際調査報告】
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