(57)【要約】【課題】化学気相成長（ＣＶＤ）法により炭素構造体を製造する際に炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる炭素構造体の製造方法を提供する。【解決手段】炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる工程（Ａ）と、工程（Ａ）で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する工程（Ｂ）とを含む、炭素構造体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる工程（Ａ）と、
前記工程（Ａ）で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する工程（Ｂ）と、
を含む、炭素構造体の製造方法。
【請求項２】
前記化合物が、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１の化合物である、請求項１に記載の炭素構造体の製造方法。
【請求項３】
前記化合物が、メタノール、ホルムアルデヒドおよびギ酸からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１または２に記載の炭素構造体の製造方法。
【請求項４】
前記炭素構造体が、カーボンナノチューブおよび／またはグラフェンである、請求項１〜３の何れかに記載の炭素構造体の製造方法。
【請求項５】
炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる成長炉と、
前記成長炉で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する反応性ガス供給部と、
を備える、炭素構造体の製造装置。
【請求項６】
前記化合物が、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１の化合物である、請求項５に記載の炭素構造体の製造装置。
【請求項７】
前記化合物が、メタノール、ホルムアルデヒドおよびギ酸からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項５または６に記載の炭素構造体の製造装置。
【請求項８】
前記炭素構造体が、カーボンナノチューブおよび／またはグラフェンである、請求項５〜７の何れかに記載の炭素構造体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素構造体の製造方法および炭素構造体の製造装置に関し、特には、化学気相成長法を用いて炭素構造体を製造する方法および化学気相成長法を用いて炭素構造体を製造する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称することがある。）やグラフェンなどの炭素構造体を製造する方法として、化学気相成長（ＣＶＤ）法が知られている。
【０００３】
ここで、ＣＶＤ法を用いた炭素構造体の製造においては、炭素を含む原料ガスを触媒と接触させて炭素構造体を形成する際に、副反応によって揮発性有機化合物（ＶＯＣ）や多環芳香族炭化水素（ＰＡＨｓ）などの炭素系副生成物が生成する。そして、生成した炭素系副生成物は、炭素構造体に付着して製品品質の低下を招いたり、製造装置の排気管を閉塞させて製造効率を低下させたりすることがある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、表面に触媒を担持した基材上に原料ガスを供給してＣＮＴを製造する際に、ＣＮＴの成長に使われた後の原料ガスと、水素、アンモニア、酸素、オゾン、水蒸気などの反応ガスとを混合して反応させることにより、炭素系副生成物として炭素固形物が生成するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１９３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の技術には、ＣＶＤ法により炭素構造体を製造する際の炭素系副生成物の生成を更に抑制するという点において改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ＣＶＤ法により炭素構造体を製造する際に炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる炭素構造体の製造方法および製造装置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】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを使用すれば、ＣＶＤ法による炭素構造体の製造において炭素系副生成物の生成を十分に抑制可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の炭素構造体の製造方法は、炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる工程（Ａ）と、前記工程（Ａ）で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とする。このように、工程（Ａ）で生じた反応排ガスに対してヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給すれば、炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる。
【００１０】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の炭素構造体の製造装置は、炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる成長炉と、前記成長炉で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する反応性ガス供給部とを備えることを特徴とする。このように、反応性ガス供給部を設け、成長炉で生じる反応排ガスに対してヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給すれば、炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明において、前記化合物は、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１の化合物であることが好ましい。炭素数が１の化合物を使用すれば、炭素系副生成物の生成を更に抑制することができるからである。
【００１２】
また、本発明において、前記化合物は、メタノール、ホルムアルデヒドおよびギ酸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い。メタノール、ホルムアルデヒドおよびギ酸は、炭素系副生成物の生成抑制効果に優れているからである。
【００１３】
そして、本発明において、前記炭素構造体は、カーボンナノチューブおよび／またはグラフェンであることが好ましい。カーボンナノチューブおよびグラフェンは、導電性、熱伝導性および機械的特性などの各種特性に優れる材料として有用だからである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＣＶＤ法により炭素構造体を製造する際に炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に従う炭素構造体の製造装置の一例の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す製造装置の成長炉の構造を拡大して示す図である。
【図３】本発明に従う炭素構造体の製造装置の他の例の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の炭素構造体の製造方法は、化学気相成長（ＣＶＤ）法を用いて炭素構造体を製造する方法である。また、本発明の炭素構造体の製造装置は、ＣＶＤ法を用いて炭素構造体を製造する装置であり、例えば本発明の炭素構造体の製造方法を用いて炭素構造体を製造する際に用いることができる。
【００１７】
（炭素構造体の製造方法）
本発明の炭素構造体の製造方法は、炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる工程（Ａ）と、工程（Ａ）で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する工程（Ｂ）とを含む。
【００１８】
そして、本発明の炭素構造体の製造方法では、工程（Ｂ）においてヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給しているので、多環芳香族炭化水素などの炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる。従って、形成された炭素構造体や製造装置内部に炭素系副生成物が付着するのを十分に抑制して、製品品質の低下および排気管の閉塞等を防止することができる。
なお、炭素系副生成物の生成が抑制される理由は、明らかではないが、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物自体、或いは、当該化合物が分解して形成された化合物が、炭素系副生成物を生成し得る反応排ガス中の成分と反応し、炭素系副生成物の生成を抑制するためであると推察される。
【００１９】
＜工程（Ａ）＞
工程（Ａ）では、原料ガスと、触媒とを用いて、ＣＶＤ法により炭素構造体を成長させる。
なお、本発明の炭素構造体の製造方法では、任意に、触媒の周囲環境（例えば、触媒からの距離が５ｃｍ以下の範囲）を還元ガス環境とすると共に、触媒及び／又は還元ガスを加熱するフォーメーション工程を工程（Ａ）の前に実施してもよい。フォーメーション工程の実施により、触媒の還元、触媒の微粒子化（炭素構造体の成長に適合した状態化）の促進、及び、触媒の活性向上のうち少なくとも一つの効果が得られる。また、本発明の炭素構造体の製造方法では、任意に、成長した炭素構造体および触媒を不活性ガス下において冷却する冷却工程を工程（Ａ）の後に実施してもよい。冷却工程の実施により、炭素構造体や触媒が酸化するのを防止することができる。そして、フォーメーション工程および冷却工程は、例えば国際公開第２０１４／２０８０９７号や特開２０１１−２１９３１６号公報の記載等に従って行うことができる。
【００２０】
［炭素構造体］
ここで、本発明の製造方法で製造する炭素構造体としては、ＣＶＤ法により製造し得る任意の炭素構造体が挙げられる。中でも、炭素構造体としては、炭素ナノ構造体が好ましく、カーボンナノチューブおよび／またはグラフェンがより好ましく、カーボンナノチューブが更に好ましい。炭素ナノ構造体、特にカーボンナノチューブおよびグラフェンは、導電性、熱伝導性および機械的特性などの各種特性に優れる材料として有用だからである。
【００２１】
［原料ガス］
炭素構造体の生成に用いる原料ガスとしては、例えば、成長温度において原料炭素源を有するガスなどの、炭素構造体の製造に実績のあるものを適宜用いることができる。中でも、原料ガスとしては、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、プロピレン、アセチレン、または、これらの混合物などの炭素化合物を含むガスを用いることが好ましい。なお、原料ガスは、炭素化合物に加え、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを含んでいてもよい。また、原料ガス中の炭素化合物には、アセトン、一酸化炭素などの酸素含有炭素化合物が含まれていてもよいが、炭素化合物は酸素含有炭素化合物を含まないことが好ましい。
【００２２】
［触媒］
触媒としては、炭素構造体の製造に実績のあるものを適宜用いることができる。具体的には、触媒としては、特に限定されることなく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、並びに、これらの塩化物及び合金、或いは、これらが、さらにアルミニウム、アルミナ、チタニア、窒化チタン、酸化シリコンなどと複合化し、又は層状になったものが挙げられる。具体的には、触媒としては、例えば、鉄−モリブデン薄膜、アルミナ−鉄薄膜、アルミナ−コバルト薄膜、アルミナ−鉄−モリブデン薄膜、アルミニウム−鉄薄膜およびアルミニウム−鉄−モリブデン薄膜などを例示することができる。
【００２３】
なお、触媒は、任意の基材に担持されていてもよい。ここで、基材を構成する部材は、その表面に炭素構造体成長反応用の触媒を担持することのできるものであればよく、４００℃以上の高温でも形状を維持できることが好ましい。その材質としては、例えば、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、タングステン、チタン、アルミニウム、マンガン、コバルト、銅、銀、金、白金、ニオブ、タンタル、鉛、亜鉛、ガリウム、インジウム、ゲルマニウムおよびアンチモンなどの金属、並びに、これらの金属を含む合金及び酸化物；シリコン、石英、ガラス、マイカ、グラファイトおよびダイヤモンドなどの非金属；並びに、セラミックなどを例示できる。金属は、非金属およびセラミックと比較して低コストであるから好ましく、特に、Ｆｅ−Ｃｒ（鉄−クロム）合金、Ｆｅ−Ｎｉ（鉄−ニッケル）合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ（鉄−クロム−ニッケル）合金等は好適である。
【００２４】
基材の形状は、平板状、薄膜状、ブロック状、粒子状、あるいは粉末状などが挙げられ、特に体積の割に表面積を大きくとれる平板状、粒子状または粉末状が炭素構造体を大量に製造する場合において有利である。
なお、粒子状の基材としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｏ、Ｎ、及びＣの内の何れか一種以上の元素を含む支持体を含む粒子、好ましくはこれらの内の何れか一種以上の元素を含むセラミック粒子が挙げられる。具体的には、粒子状のアルミナであるアルミナビーズ、粒子状のシリカであるシリカビーズ、粒子状のジルコニアであるジルコニアビーズ、および各種複合酸化物のビーズ等が挙げられる。そして、粒子状の基材の体積平均粒子径は、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．１５ｍｍ以上がより好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましい。
【００２５】
なお、基材として用いる平板状基板の表面及び裏面のうち少なくともいずれか一方には、浸炭防止層が形成されていてもよい。表面および裏面の両面に浸炭防止層が形成されていることが望ましい。この浸炭防止層は、工程（Ａ）中に基板が浸炭されて変形することを防止するための保護層である。
【００２６】
ここで、浸炭防止層は、金属またはセラミック材料によって構成されることが好ましく、特に浸炭防止効果の高いセラミック材料によって構成されることが好ましい。金属としては、銅およびアルミニウム等が挙げられる。セラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、シリカアルミナ、酸化クロム、酸化ホウ素、酸化カルシウム、酸化亜鉛などの酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの窒化物が挙げられ、なかでも浸炭防止効果が高いことから、酸化アルミニウム、酸化ケイ素が好ましい。
【００２７】
基材表面への触媒の担持には、ウェットプロセスおよびドライプロセスのいずれを適用してもよい。具体的には、特に限定されることなく、例えば、スパッタリング蒸着法や、金属微粒子または金属化合物を適宜な溶媒に分散または溶解させてなる液体の塗布・焼成による方法などを適用することができる。
【００２８】
［化学気相成長］
工程（Ａ）における炭素構造体の化学気相成長は、例えば成長炉内において、任意に基材に担持された触媒に対し、原料ガスと、任意に触媒賦活物質とを供給し、且つ、触媒および原料ガスのうち少なくとも一方を加熱することにより、行う。そして、工程（Ａ）では、任意に基材に担持された触媒上に炭素構造体を成長させる。なお、工程（Ａ）では触媒賦活物質を使用しなくてもよいが、炭素構造体の成長反応が行なわれる雰囲気中に触媒賦活物質を存在させることによって、炭素構造体の生産効率や純度をより一層改善することができる。また、工程（Ａ）において成長させた炭素構造体は、任意に冷却工程を実施した後に、既知の手段を用いて回収することができる。
【００２９】
なお、触媒および原料ガスのうち少なくとも一方を加熱するにあたって、その両方を加熱することがより好ましい。炭素構造体を成長させる反応温度は、触媒と原料ガスの種類及び濃度、並びに反応圧力等を考慮して適宜定められるが、触媒失活の原因となる副次生成物を排除するための触媒賦活物質の効果が十分に発現する温度範囲に設定することが望ましい。つまり、最も望ましい温度範囲としては、アモルファスカーボン、グラファイト等の副次生成物を触媒賦活物質が除去し得る温度を下限値とし、主生成物である炭素構造体が触媒賦活物質によって酸化されない温度を上限値とすることである。したがって、触媒および原料ガスのうち少なくとも一方を加熱する温度は、炭素構造体の成長が可能な温度であればよいが、好ましくは４００℃以上１１００℃以下であり、より好ましくは６００℃以上９００℃以下である。上記温度範囲であれば、触媒賦活物質の効果を良好に発現させることができ、かつ触媒賦活物質が炭素構造体と反応することを抑制できる。
【００３０】
また、炭素構造体を成長させる際の圧力は、１０２Ｐａ以上、１０７Ｐａ（１００大気圧）以下が好ましく、１０４Ｐａ以上、３×１０５Ｐａ（３大気圧）以下がさらに好ましい。
【００３１】
工程（Ａ）において任意に使用し得る触媒賦活物質としては、酸素を含む物質がより好ましく、炭素構造体の成長温度で炭素構造体に多大なダメージを与えない物質であることがさらに好ましい。例えば、水、酸素、オゾン、酸性ガス、酸化窒素；一酸化炭素及び二酸化炭素などの低炭素数の含酸素化合物；エタノール、メタノールなどのアルコール類；テトラヒドロフランなどのエーテル類；アセトンなどのケトン類；アルデヒド類；エステル類；並びにこれらの混合物が有効である。この中でも、触媒賦活物質としては、水、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、エーテル類が好ましく、特に水および二酸化炭素が好適である。
なお、ヒドロキシ基を有するアルコール類、アルデヒド基を有するアルデヒド類を工程（Ａ）において触媒賦活物質として使用する場合、それら濃度は、工程（Ｂ）で反応性ガスとして使用する場合の濃度の１／１０００以上１／１０以下とすることが好ましい。工程（Ａ）でのアルコール類およびアルデヒド類の過度な添加は、ＣＮＴ合成反応の過度な抑制、触媒微粒子の失活（酸化など）の原因となる。
また、例えばアルコール類や一酸化炭素などのような炭素と酸素とを含有する化合物は、原料ガスとしても触媒賦活物質としても作用し得る。例えば、これらの化合物をエチレンなどの、分解して炭素源となりやすい原料ガスと併用する場合は、これらの炭素と酸素とを含有する化合物は、触媒賦活物質として作用する。また、炭素と酸素とを含有する化合物を、水などの活性が高い触媒賦活物質と併用する場合は、炭素と酸素とを含有する化合物は原料ガスとして作用するものと推測される。さらに、一酸化炭素などは、分解して生じる炭素原子が、炭素構造体の成長反応の炭素源となる一方で、酸素原子がアモルファスカーボンおよびグラファイトなどを酸化してガス化する触媒賦活物質としても作用するものと推測される。
【００３２】
触媒賦活物質の添加量に格別な制限はないが、触媒賦活物質が水の場合には、触媒の周囲環境中の体積濃度で、好ましくは１０ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下、より好ましくは５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以上７００ｐｐｍ以下の範囲とするとよい。また触媒賦活物質が二酸化炭素の場合には、触媒の周囲環境中の二酸化炭素の濃度は、好ましくは０．２〜７０体積％、より好ましくは０．３〜５０体積％、さらに好ましくは０．７〜２０体積％とするとよい。
【００３３】
なお、触媒賦活物質が所期の機能を発揮するメカニズムは、現時点では以下のように推測される。炭素構造体の成長過程において、副次的に発生したアモルファスカーボンおよびグラファイトなどが触媒に付着すると触媒は失活してしまい炭素構造体の成長が阻害される。しかし、触媒賦活物質が存在すると、アモルファスカーボンおよびグラファイトなどが一酸化炭素および二酸化炭素などへと酸化されてガス化するため、触媒が清浄化され、触媒の活性を高め且つ活性寿命を延長させる作用（触媒賦活作用）が発現すると考えられる。
【００３４】
そして、工程（Ａ）における炭素構造体の化学気相成長は、高炭素濃度環境で行うことが好ましい。高炭素濃度環境とは、触媒の周囲環境中の原料ガスの体積割合が２〜２０％程度の成長雰囲気のことをいう。特に、触媒賦活物質存在下においては、触媒活性が著しく向上するため、高炭素濃度環境下においても、触媒は活性を失わず、長時間の炭素構造体の成長が可能となると共に、炭素構造体の成長速度が著しく向上する。ここで、高炭素濃度環境では、低炭素濃度環境に比べ、炭素系副生成物が生成し易い。しかし、本発明に係る製造方法によれば、炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができるため、効率よく高品質な炭素構造体を製造することができる。
【００３５】
＜工程（Ｂ）＞
工程（Ｂ）では、工程（Ａ）で生じる反応排ガスに対してヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する。そして、工程（Ｂ）では、反応性ガスの供給により、反応排ガスからの炭素系副生成物（例えば、ナフタレン、ビフェニレン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、ピレン等の多環芳香族炭化水素など）の生成が十分に抑制される。
【００３６】
［反応排ガス］
工程（Ａ）で生じる反応排ガスには、通常、触媒と接触して炭素構造体の成長に使われた後のガスが含まれ、任意に炭素構造体の成長に使われていない（即ち、触媒と接触していない）未反応ガスも含まれ得る。
そして、反応排ガスは、工程（Ａ）において炭素構造体を成長させた際の温度と略等しい温度を有しており、また、炭素系副生成物を生成し得る成分を含んでいる。
【００３７】
［反応性ガス］
反応性ガスは、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含み、任意に、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガスなどの不活性ガスを更に含む。
【００３８】
ここで、ヒドロキシ基（−ＯＨ）を有する炭素数１以上５以下の化合物としては、特に限定されることなく、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの炭素数１以上５以下のアルコールが挙げられる。
また、アルデヒド基（−ＣＨＯ）を有する炭素数１以上５以下の化合物としては、特に限定されることなく、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどのアルデヒド、並びに、ギ酸が挙げられる。
更に、ヒドロキシ基およびアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物としては、特に限定されることなく、例えば、２−ヒドロキシアセトアルデヒドなどが挙げられる。
なお、これらの化合物は、１種単独で、或いは、２種以上を混合して用いることができる。
【００３９】
上述した中でも、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物としては、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上３以下の化合物が好ましく、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１の化合物がより好ましく、メタノール、ホルムアルデヒドおよびギ酸からなる群から選択される少なくとも１種が更に好ましく、メタノールおよび／またはホルムアルデヒドが特に好ましい。これらの化合物は、炭素系副生成物の生成抑制効果に優れているからである。
【００４０】
なお、炭素系副生成物の生成を効果的に抑制する観点からは、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物の反応性ガスと反応排ガスとの混合ガス中における濃度は、２体積％以上であることが好ましく、４体積％以上であることがより好ましく、通常、１００体積％以下であり、５０体積％以下であることが好ましい。
【００４１】
そして、反応排ガスに対する反応性ガスの供給は、通常、反応性ガスが触媒に接触しないように行う。具体的には、反応性ガスの供給は、例えば、原料ガスおよび反応排ガスの流れ方向で見て、触媒と原料ガスとが接触する位置よりも下流側において行うことができる。また、触媒を担持した基材を載置する保持具や、触媒を担持した基材の端縁等の基材の一部を把持する保持具などの保持具を使用して触媒を担持した基材を保持する場合、反応性ガスは、触媒を担持した基材（例えば、端縁の少なくとも一部を保持具で把持された基材など）の裏面側、或いは、触媒を担持した基材を保持する保持具（例えば、基材を載置して保持する保持具など）の裏面側から供給することもできる。
【００４２】
なお、炭素系副生成物の生成を効果的に抑制する観点からは、反応排ガスに対する反応性ガスの供給量は、１／２０以上とすることが好ましく、１／１０以上とすることがより好ましく、等量以下とすることが好ましく、１／２以下とすることがより好ましい。
【００４３】
そして、反応排ガスと反応性ガスとは、例えば２００℃以上９００℃以下の温度で混合することが好ましい。なお、混合は、拡散、対流または撹拌などの任意の手段を用いて行うことができる。また、炭素系副生成物の生成をより効果的に抑制する観点からは、反応排ガスと反応性ガスとを混合する際の温度は、４００℃以上であることが好ましく、６００℃以上であることがより好ましく、８８０℃以下であることが好ましく、８６０℃以下であることがより好ましい。
【００４４】
（炭素構造体の製造装置）
本発明の炭素構造体の製造装置は、炭素化合物を含む原料ガスを触媒に供給し、化学気相成長法によって炭素構造体を成長させる成長炉と、成長炉で生じる反応排ガスに、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給する反応性ガス供給部とを備える。なお、反応性ガス供給部は、反応排ガスに反応性ガスを供給可能であれば、成長炉内に設けられていてもよいし、成長炉の外側（例えば、排気管内など）に設けられていてもよい。
【００４５】
そして、本発明の炭素構造体の製造装置では、反応性ガス供給部を設け、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基を有する炭素数１以上５以下の化合物を含む反応性ガスを供給しているので、多環芳香族炭化水素などの炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる。従って、形成された炭素構造体や製造装置内部に炭素系副生成物が付着するのを十分に抑制して、製品品質の低下および排気管の閉塞等を防止することができる。
【００４６】
以下、本発明の炭素構造体の製造装置の一例および他の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、炭素構造体、原料ガス、触媒および反応性ガス、並びに、任意の触媒賦活物質などとしては、上述した本発明の炭素構造体の製造方法と同様のものを用いることができるので、以下では説明を省略する。
【００４７】
＜炭素構造体の製造装置の一例＞
図１に、本発明の炭素構造体の製造装置の一例を示す。図１に示す製造装置１００は、炭素構造体を連続的に製造する連続式製造装置であり、入口パージ部１、フォーメーションユニット２、ガス混入防止手段１０１〜１０３、成長ユニット３、冷却ユニット４、出口パージ部５、搬送ユニット６、及び、接続部７〜９を備えている。
【００４８】
フォーメーションユニット２はフォーメーション炉２ａを備えており、成長ユニット３は成長炉３ａを備えており、冷却ユニット４は冷却炉４ａを備えている。フォーメーション炉２ａ、成長炉３ａ、及び、冷却炉４ａの各炉内空間は、接続部７〜９によって空間的に連結された状態になっている。
【００４９】
［入口パージ部］
製造装置１００の入口には入口パージ部１が設けられている。入口パージ部１とは、触媒を担持した基材２０の入口から装置炉内へ外部空気が混入することを防止するための装置一式のことである。入口パージ部１は、装置内に搬送された基材２０の周囲環境をパージガスで置換する機能を有する。
【００５０】
入口パージ部１は、パージガスを上下からシャワー状に噴射するガスカーテン構造となっている。これにより、入口から製造装置１００内に外部の空気が混入することを防止している。入口パージ部１は、例えば、パージガスを保持するための炉又はチャンバ、及び、パージガスを噴射するための噴射部等により構成されてもよい。
【００５１】
パージガスとしては不活性ガスが好ましく、特に安全性、コスト、及び、パージ性等の点から、パージガスは窒素であることが好ましい。
【００５２】
［フォーメーションユニット］
フォーメーションユニット２とは、フォーメーション工程を実現するための装置一式のことである。フォーメーションユニット２は、基材２０の表面に形成された触媒の周囲環境を還元ガス環境にすると共に、触媒及び還元ガスのうち少なくとも一方を加熱する機能を有する。
【００５３】
フォーメーションユニット２は、還元ガスを保持するためのフォーメーション炉２ａと、還元ガスをフォーメーション炉２ａ内に噴射するための還元ガス噴射部２ｂと、触媒及び還元ガスの少なくとも一方を加熱するためのヒーター２ｃと、フォーメーション炉２ａ内のガスを排気するための排気フード２ｄとにより構成される。
【００５４】
還元ガス噴射部２ｂには、複数の噴射口を備えるシャワーヘッドを用いてもよい。かかる還元ガス噴射部２ｂは、基材２０の触媒担持面を臨む位置に設けられている。臨む位置とは、各噴射口における噴射軸線と基材２０の法線との成す角が０°以上９０°未満となる位置である。つまり還元ガス噴射部２ｂにおける噴射口から噴出するガス流の方向が、基材２０に概ね直交するようにされている。
【００５５】
還元ガス噴射部２ｂにこのようなシャワーヘッドを用いれば、還元ガスを基材２０上に均一に散布することができ、効率良く触媒を還元することができる。その結果、基材２０上に成長する炭素構造体の均一性を高めることができ、かつ還元ガスの消費量を削減することもできる。
【００５６】
ヒーター２ｃとしては、触媒及び還元ガスのうち少なくとも一方を加熱することができるものであれば限定されず、例えば、抵抗加熱ヒーター、赤外線加熱ヒーター、電磁誘導式ヒーターなどが挙げられる。
【００５７】
［成長ユニット］
成長ユニット３は、触媒の周囲環境を原料ガス環境とすると共に触媒及び原料ガスの少なくとも一方を加熱することにより炭素構造体を成長させる成長工程（工程（Ａ））を実現するための装置一式である。そして、成長ユニット３は、基材２０の周囲の環境を原料ガス環境に保持する炉である成長炉３ａと、原料ガスを基材２０上に噴射するための原料ガス噴射部３ｂと、触媒と原料ガスの少なくとも一方を加熱するためのヒーター３ｃと、成長炉３ａ内のガスを排気するための排気フード３ｄとを含んでいる。更に、図２に成長炉３ａを拡大して示すように、成長ユニット３は、成長炉３ａで生じる反応排ガスに反応性ガスを供給する反応性ガス供給部１６、１７を更に備えている。また、成長ユニット３は、触媒賦活物質を供給するための触媒賦活物質噴射部（図示せず）を有していてもよい。なお、原料ガス噴射部３ｂは、触媒賦活物質噴射部を兼ねていてもよい。また、反応性ガス供給部１６および反応性ガス供給部１７は、何れか一方のみが設けられていてもよい。
【００５８】
成長炉３ａとは、成長工程を行うための炉のことであり、基材２０上の触媒の周囲環境を原料ガス環境とすると共に、触媒及び原料ガスの少なくとも一方を加熱することで、基材２０上に炭素構造体を成長させてなる炭素構造体付き基材１０を得るための炉である。
【００５９】
成長工程では、成長炉３ａ内を移動する基材２０に対し、原料ガス噴射部３ｂから原料ガスを噴射することが好ましい。
【００６０】
原料ガス噴射部３ｂ及び排気フード３ｄはそれぞれ少なくとも１つ以上備えられており、全ての原料ガス噴射部３ｂから噴射される全ガス流量と、全ての排気フード３ｄから排気される全ガス流量は、ほぼ同量又は同量であることが好ましい。このようにすることで、原料ガスが成長炉３ａ外へ流出すること、及び、成長炉３ａ外のガスが成長炉３ａ内に流入することを防止できる。
【００６１】
ヒーター３ｃとしては、例えば、抵抗加熱ヒーター、赤外線加熱ヒーター、電磁誘導式ヒーター等が挙げられる。
【００６２】
反応性ガス供給部１６および反応性ガス供給部１７は、反応性ガスが触媒および炭素構造体の成長に使われる前の原料ガスと接触せず、且つ、炭素構造体の成長に使われた後の反応排ガスとはよく混合される位置に配置されている。具体的には、反応性ガス供給部１６は、図２に示すように、成長炉３ａ内で基材２０上に炭素構造体を成長させてなる炭素構造体付き基材１０の下方に設置されている。より具体的には、図２に示す反応性ガス供給部１６は、成長炉３ａ内を通る搬送ユニット６のメッシュベルト６ａの下側に配置されて炉長方向に伸び、且つ、側方（図２では左右方向）に反応性ガスを噴射するための孔が設けられている配管よりなる。また、反応性ガス供給部１７は、排気フード３ｄに設置されている。より具体的には、図２に示す反応性ガス供給部１７は、成長炉３ａから排気管２３へと排気される反応排ガスを集約する排気フード３ｄ内に反応性ガスを直接噴射する配管よりなる。
なお、反応性ガス供給部１６、１７から供給した反応性ガスにより炭素系副生成物の生成を更に効果的に抑制する観点からは、排気管２３には、排気管２３内を加熱するヒーター（図示せず）または排気管２３を保温するための断熱材（図示せず）が設けられていることが好ましい。
【００６３】
［冷却ユニット］
冷却ユニット４とは、冷却工程を実現するため、すなわち炭素構造体が成長した炭素構造体付き基材１０を冷却するための装置一式のことである。冷却ユニット４は、成長工程後の炭素構造体、触媒、及び基材を冷却する機能を有する。
【００６４】
冷却ユニット４は、水冷方式と空冷方式とを組み合わせた構成であり、不活性ガスを保持するための冷却炉４ａ、冷却炉４ａ内の空間に不活性ガスを噴射する冷却ガス噴射部４ｂ、及び、冷却炉４ａ内空間を囲むように配置した水冷冷却管４ｃにより構成される。なお、冷却ユニット４は、水冷方式のみの構成又は空冷方式のみの構成であってもよい。
【００６５】
冷却ユニット４にて冷却することにより、成長工程後の炭素構造体、触媒、及び基材の酸化を防止することができる。
【００６６】
［出口パージ部］
製造装置１００の出口には、入口パージ部１とほぼ同様の構造をした出口パージ部５が設けられている。出口パージ部５とは、製造装置１００の出口から内部に外部の空気が混入することを防止するための装置一式のことである。出口パージ部５は、炭素構造体付き基材１０の周囲環境をパージガス環境にする機能を有する。
【００６７】
出口パージ部５は、パージガスを上下からシャワー状に噴射することで、出口から冷却炉４ａ内に外部の空気が混入することを防止している。なお、出口パージ部５は、パージガス環境を保持するための炉又はチャンバ、及び、パージガスを噴射するための噴射部等により構成されてもよい。
【００６８】
パージガスとしては、不活性ガスが好ましく、特に安全性、コスト、及び、パージ性等の点からパージガスは窒素であることが好ましい。
【００６９】
［接続部］
接続部７〜９とは、各ユニットの炉内空間を空間的に接続し、基材がユニットからユニットへ搬送されるときに、基材が外気に曝されることを防ぐための装置一式のことである。接続部７〜９としては、例えば、基材周囲環境と外気とを遮断し、基材をユニットからユニットへ通過させることができる炉又はチャンバなどが挙げられる。
【００７０】
入口パージ部１とフォーメーションユニット２とは、接続部７によって空間的に接続されている。接続部７には、ガス混入防止手段１０１が配置されており、入口パージ部１において噴射されたパージガスと還元ガス噴射部２ｂから噴射された還元ガスとの混合ガスが排気される。これによって、フォーメーション炉２ａ内空間へのパージガスの混入、及び、入口パージ部１側への還元ガスの混入が防止される。
【００７１】
フォーメーションユニット２と成長ユニット３とは、接続部８によって空間的に接続されている。接続部８には、ガス混入防止手段１０２が配置されており、フォーメーション炉２ａ内空間の還元ガスと成長炉３ａ内空間の原料ガス及び触媒賦活物質を排気している。これにより、フォーメーション炉２ａ内空間への原料ガス又は触媒賦活物質の混入、及び、成長炉３ａ内空間への還元ガスの混入が防止される。
【００７２】
成長ユニット３と冷却ユニット４とは、接続部９によって空間的に接続されている。接続部９には、ガス混入防止手段１０３が配置されており、成長炉３ａ内空間の原料ガス及び触媒賦活物質と冷却炉４ａ内空間の不活性ガスとの混合ガスを排気している。これにより、冷却炉４ａ内空間への原料ガス又は触媒賦活物質の混入、及び、成長炉３ａ内空間への不活性ガスの混入が防止される。
【００７３】
なお、炭素構造体製造装置１００は、成長ユニット３と冷却ユニット４との間の接続部９を加熱する加熱手段をさらに備えていてもよい。成長炉３ａの出口付近の温度が低下すると、原料ガスの分解物がアモルファスカーボンとなって炭素構造体に堆積する可能性があるからである。
【００７４】
接続部９を加熱する加熱手段の具体的な形態としては、例えば、成長ユニット３と冷却ユニット４との間のガス混入防止手段１０３において噴出されるシールガスを加熱するものであってもよい。シールガスを加熱することによって成長炉３ａの出口及びその付近を加熱することができる。
【００７５】
［ガス混入防止手段］
ガス混入防止手段１０１〜１０３は、各ユニットの炉内空間に存在するガスが、相互に混入することを防ぐ機能を実現するための装置一式のことである。ガス混入防止手段１０１〜１０３は、各ユニットの炉内空間を互いに空間的に接続する接続部７〜９に設置される。ガス混入防止手段１０１〜１０３は、各炉における基材の入口及び出口の開口面に沿ってシールガスを噴出するシールガス噴射部１０１ｂ〜１０３ｂと、主に噴射されたシールガス（及びその他近傍のガス）を各炉内に入らないように吸引して装置外に排気する排気部１０１ａ〜１０３ａとを、それぞれ少なくとも１つ以上備えている。
【００７６】
シールガスが炉の開口面に沿って噴射されることで、シールガスが炉の出入り口を塞ぎ、炉外のガスが炉内に混入することを防ぐことができる。また、シールガスを装置外に排気することにより、シールガスが炉内に混入することを防ぐことができる。
【００７７】
シールガスは不活性ガスであることが好ましく、特に安全性、コストなどの点から窒素であることが好ましい。１つのシールガス噴射部１０１ｂ〜１０３ｂ及び１つの排気部１０１ａ〜１０３ａの配置としては、１つのシールガス噴射部に隣接して１つの排気部を配置してもよいし、搬送ユニット６のメッシュベルト６ａを挟んでシールガス噴射部に対面するように排気部を配置してもよい。なお、ガス混入防止手段１０１〜１０３の全体の構成が、炉長方向に対称な構造となるようにシールガス噴射部１０１ｂ〜１０３ｂ及び排気部１０１ａ〜１０３ａを配置することが好ましい。
【００７８】
例えば、１つの排気部の両端にシールガス噴射部を２つ配置し、排気部を中心にして炉長方向に対称な構造とするとよい。また、シールガス噴射部１０１ｂ〜１０３ｂから噴射される全ガス流量と排気部１０１ａ〜１０３ａから排気される全ガス流量とはほぼ同量であることが好ましい。これによって、ガス混入防止手段１０１〜１０３を挟んだ両側の空間からのガスが相互に混入することを防止するとともに、シールガスが両側の空間に流出することも防止することが可能になる。このようなガス混入防止手段１０１〜１０３を成長炉３ａの両端に設置することで、シールガスの流れと成長炉３ａ内のガスの流れとが相互に干渉することを防止できる。また、シールガスの成長炉３ａ内への流入によるガス流れの乱れも防止することができる。よって、炭素構造体の連続製造に好適な装置を実現できる。
【００７９】
なお、ガス混入防止手段１０１〜１０３としては、本実施形態における構成に限らず、例えば、基材がユニットからユニットに移動する時間以外の時間に、各ユニットの空間的な接続を機械的に遮断するゲートバルブ装置であってもよい。また、各ユニットの空間的な接続を不活性ガス噴射によって遮断するガスカーテン装置であってもよい。
【００８０】
［搬送ユニット］
搬送ユニット６とは、複数の基材２０を炭素構造体製造装置１００内に連続的に搬入するために必要な装置一式のことである。搬送ユニット６は、メッシュベルト６ａとベルト駆動部６ｂとを備えている。基材２０は、搬送ユニット６によって各炉内空間を、フォーメーションユニット２、成長ユニット３、及び、冷却ユニット４の順に搬送されるようになっている。
【００８１】
搬送ユニット６は、ベルトコンベア式のものであり、フォーメーション炉２ａ内空間から成長炉３ａ内空間を経て冷却炉４ａ内空間へと、表面に触媒が担持された基材２０を搬送する。搬送ユニット６は、例えば減速機付き電動モータなどを用いたベルト駆動部６ｂで駆動されるメッシュベルト６ａによって基材２０を搬送する。そして、炭素構造体製造装置１００では、フォーメーション炉２ａ内空間と成長炉３ａ内空間との間、及び、成長炉３ａ内空間と冷却炉４ａ内空間との間は、接続部８及び９によって空間的に接続されている。これにより、基材２０を載置したメッシュベルト６ａは、各炉間を通過することができる。
【００８２】
なお、炭素構造体製造装置１００が、連続式で炭素構造体を製造するものである場合であって、搬送ユニットを備える場合、その具体的な構成としては、上述した構成に限らず、例えば、搬送ユニットは、マルチチャンバ方式におけるロボットアーム、ロボットアーム駆動装置等などであってもよい。
【００８３】
そして、製造装置１００では、表面に触媒を有する基材２０を搬送ユニット６によって連続的に搬送しつつ、入口パージ部１、フォーメーションユニット２、成長ユニット３、冷却ユニット４、及び、出口パージ部５を順次通過させる。その間に、フォーメーションユニット２における還元ガス環境下で触媒が還元され、成長ユニット３における原料ガス環境下で基材の表面に炭素構造体が成長し、冷却ユニット４において冷却される。また、成長炉３ａでは、反応性ガス供給部１６、１７からの反応性ガスの供給により、炭素系副生成物の生成が抑制される。
【００８４】
＜炭素構造体の製造装置の他の例＞
また、図３に、本発明の炭素構造体の製造装置の他の例を示す。図３に示す製造装置２００は、一つの炉（成長炉２１０）でフォーメーション工程及び成長工程を行う製造装置である。
【００８５】
図３に示す製造装置２００は、成長炉２１０、ガス導入口２２０、ガス排出口２３０、加熱器（ヒーター）２４０、及び、反応性ガス供給部としての反応性ガス供給管２５０を備えている。そして、成長炉２１０内には、触媒を担持した基材を載置するための保持具２１１と、ガスの逆流を防止するための任意の多孔板２１２とが設けられている。また、反応性ガス供給管２５０は、多孔板２１２とガス排出口２３０との間で成長炉２１０内に反応性ガスを供給するように構成されている。
【００８６】
そして、製造装置２００では、触媒を担持した基材を保持具２１１上に設置した状態で、任意にガス導入口２２０から還元ガスを供給してフォーメーション工程を実施する。また、ガス導入口２２０から原料ガスと任意の触媒賦活物質とを供給すると共に、反応性ガス供給管２５０から反応性ガスを供給して、成長工程を実施する。これにより、炭素系副生成物の生成を抑制しつつ、炭素構造体を得ることができる。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８８】
（触媒を担持させた基材の準備）
基材として、縦５００ｍｍ×横５００ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのＦｅ−Ｃｒ合金（ＪＦＥスチール株式会社製、ＳＵＳ４３０、Ｃｒ：１８質量％）の平板を用意した。なお、レーザ顕微鏡を用いて複数個所の表面粗さを測定したところ、算術平均粗さＲａは０．０６３μｍであった。
また、アルミニウムトリ−ｓｅｃ−ブトキシド１．９ｇを２−プロパノール１００ｍｌ（７８ｇ）に溶解させ、更に安定剤としてトリイソプロパノールアミン０．９ｇを加えて溶解させて、アルミナ膜形成用コーティング剤を作製した。
そして、室温２５℃、相対湿度５０％の環境下で、ディップコーティングにより基材上に上述のアルミナ膜形成用コーティング剤を塗布した。具体的には、アルミナ膜形成用コーティング剤に基材を浸漬後、２０秒間保持して、１０ｍｍ／秒の引き上げ速度で基材を引き上げた後、５分間風乾した。次に、３００℃の空気環境下で３０分間加熱した後、室温まで冷却した。これにより、基材上に膜厚４０ｎｍのアルミナ膜を形成した。
続いて、酢酸鉄１７４ｍｇを２−プロパノール１００ｍｌに溶解させ、更に安定剤としてトリイソプロパノールアミン１９０ｍｇを加えて溶解させて、鉄膜コーティング剤を作製した。
そして、室温２５℃、相対湿度５０％の環境下で、ディップコーティングにより、前述のアルミナ膜が成膜された基材上に鉄膜コーティング剤を塗布した。具体的には、鉄膜コーティング剤に基材を浸漬後、２０秒間保持して、３ｍｍ／秒の引き上げ速度で基材を引き上げた。その後、５分間風乾した。次に、１００℃の空気環境下で３０分加熱した後、室温まで冷却した。これにより、膜厚３ｎｍの触媒膜を有する基材（触媒を担持させた基材）を作製した。
【００８９】
（実施例１）
触媒を担持させた基材を縦４０ｍｍ×横４０ｍｍの大きさに切り出したものを図３に示す製造装置２００内に設置し、フォーメーション工程と成長工程とを順次行うことでカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の製造を行った。
具体的には、保持具２１１上に基材を設置した後、温度７５０℃、還元ガスとしての水素ガスの流量３０００ｓｃｃｍの条件でフォーメーション工程を２３分間実施し、更に、温度８００℃において表１に示す組成の原料ガス（炭素化合物：エチレン、触媒賦活物質：水）および反応性ガスを表１に示す流量で１０分間供給して、基材上にＣＮＴを成長させる操作を３０回繰り返した。
なお、反応炉２１０としては、石英製の炉を用いた。また、反応炉２１０内の図３に二点鎖線で示す領域Ｓ（ガス排出口２３０のすぐ上流側）には、金属製の副生成物捕集管を設置した。更に、図示していないが、ガスの流量を制御するため、流量制御弁及び圧力制御弁などを含む制御装置を適所に付設した。
そして、副生成物捕集管の内側に付着した副生成物の重量を測定することで、副生成物捕集管の単位面積当たりの副生成物付着速度を計算した。結果を表１に示す。
【００９０】
（比較例１）
反応性ガスを使用せず、原料ガスのみを供給した以外は実施例１と同様にして基材上にＣＮＴを成長させる操作を３０回繰り返し、実施例１と同様にして副生成物付着速度を求めた。結果を表１に示す。
【００９１】
（比較例２〜３）
反応性ガスの組成および流量を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして基材上にＣＮＴを成長させる操作を３０回繰り返し、実施例１と同様にして副生成物付着速度を求めた。結果を表１に示す。
【００９２】
【表１】
2019167266.tif 000003
【００９３】
表１より、メタノール（気体）を使用した実施例１では、反応性ガスを使用しなかった比較例１、全量に対して２０体積％となるように水素を添加したガスを反応性ガスとして用いた比較例２、および、全量に対して酸素が５体積％となるように空気を添加したガスを反応性ガスとして用いた比較例３と比較し、副生成物付着速度が１／１２以下まで低減されていることが分かる。
なお、実施例１および比較例１〜３において繰返し製造されたＣＮＴの特性の平均値は、何れも、収量：２．０ｍｇ／ｃｍ２、Ｇ／Ｄ比：６．３および比表面積：１１００ｍ２／ｇであった。これより、同等の特性を有するＣＮＴが製造できていることが確認された。
【００９４】
（実験例）
基材を設置していない製造装置２００内に、実施例１および比較例１〜３において基材上にＣＮＴを成長させた際と同じ条件で原料ガスおよび反応性ガスを流した。そして、副生成物捕集管付近のガス成分を採取し、ガスクロマトグラフ質量分析計（ＧＣＭＳ）を用いて組成を測定した。結果を表２に示す。
【００９５】
【表２】
2019167266.tif 000004
【００９６】
表２より、メタノールが熱分解することでホルムアルデヒド（ＣＨ２Ｏ）が生成していることが示され、ヒドロキシ基および／またはアルデヒド基をもつ化合物がＰＡＨｓの抑制に寄与している可能性が示された。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明によれば、ＣＶＤ法により炭素構造体を製造する際に炭素系副生成物の生成を十分に抑制することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  入口パージ部
２  フォーメーションユニット
２ａ  フォーメーション炉
２ｂ  還元ガス噴射部
２ｃ  ヒーター
２ｄ  排気フード
３  成長ユニット
３ａ  成長炉
３ｂ  原料ガス噴射部
３ｃ  ヒーター
３ｄ  排気フード
４  冷却ユニット
４ａ  冷却炉
４ｂ  冷却ガス噴射部
４ｃ  水冷冷却管
５  出口パージ部
６  搬送ユニット
６ａ  メッシュベルト
６ｂ  ベルト駆動部
７〜９  接続部
１０，２０  基材
１６，１７  反応性ガス供給部
２３  排気管
１０１〜１０３  ガス混入防止手段
１０１ａ〜１０３ａ  排気部
１０１ｂ〜１０３ｂ  シールガス噴射部
１００，２００  製造装置
２１０  成長炉
２１１  保持具
２１２  多孔板
２２０  ガス導入口
２３０  ガス排出口
２４０  加熱器
２５０  反応性ガス供給管
【図１】
2019167266.tif 000005
【図２】
2019167266.tif 000006
【図３】
2019167266.tif 000007