(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇温域、反応域、冷却域を備えたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）成長用の反応炉の前記反応域内に始端及び終端を有し、互いに平行に設置され、ＣＮＴを成長させる基板を保持するトレイを第１位置に載置する棒状の石英で作製された固定ガイド部材と；
前記昇温域内に始端を有し、前記冷却域内に終端を有し、前記固定ガイド部材に沿って平行に設置され、前記固定ガイド部材上に載置された前記トレイを所定のタイミングでピックアップして移動させる棒状の石英で作製された移動ガイド部材と；
前記移動ガイド部材の始端と終端とをそれぞれ回動可能に把持し、同期して同一方向に回動することにより、前記固定ガイド部材上に載置されている前記トレイを前記第１位置から第２位置に移動させる前記昇温域及び前記冷却域に設置された移動ガイド駆動機構と；を備えたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）連続製造装置。
【請求項２】
前記昇温域には炭化水素化合物の供給口が、前記冷却域にはその排出口が設けられている請求項１に記載のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）連続製造装置。
【請求項３】
前記昇温域に隣接して前記昇温域に順次搬入される複数のトレイをスタック状に収納する収納具を格納する第１格納室と、前記冷却域に隣接して前記冷却域から順次搬出される複数のトレイをスタック状に収納する収納具を格納する第２格納室とを設けた請求項１に記載のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）連続製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＮＴを成長させる基板を保持するトレイを加熱反応炉内に連続的に通過させ、ＣＮＴを連続的に製造するＣＮＴ連続製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＮＴを成長させるシリカ、アルミナ、ゼオライトなどの基板の表面に鉄、ニッケル、コバルトなどの微粒子触媒を形成し、この基板を保持するトレイを加熱反応炉内に連続的に搬送し、炭化水素化合物と接触させ、ＣＮＴを生成し、反応炉内を通過して出てきたトレイに保持された基板からＣＮＴを連続的に回収するＣＮＴの連続製造装置が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７２７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記先行技術文献に記載された製造装置では、トレイを搬送する搬送機構の進行経路は反応炉を貫通しており、装置の構成が複雑で、大型化するという問題点がある。
本発明は、装置の構成が簡単で、かつトレイの搬送機構が反応炉を貫通することのない小型化されたＣＮＴの製造に好適なＣＮＴ連続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】
【０００５】
本発明は、昇温域、反応域、冷却域を備えたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）成長用の反応炉の反応域内に始端及び終端を有し、互いに平行に設置され、ＣＮＴを成長させる基板を保持するトレイを第１位置に載置する固定ガイド部材と；昇温域内に始端を有し、冷却域内に終端を有し、固定ガイド部材に沿って平行に設置され、固定ガイド部材上に載置されたトレイを所定のタイミングでピックアップして移動させる移動ガイド部材と；移動ガイド部材の始端と終端とをそれぞれ回動可能に把持し、同期して同一方向に回動することにより、固定ガイド部材上に載置されているトレイを第１位置から第２位置に移動させる移動ガイド駆動機構と；を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、昇温域には炭化水素化合物の供給口が、冷却域にはその排出口が設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明は、昇温域に隣接して昇温域に順次搬入される複数のトレイをスタック状に収納する収納具を格納する第１格納室と、冷却域に隣接して冷却域から順次搬出される複数のトレイをスタック状に収納する収納具を格納する第２格納室とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＣＮＴ連続製造装置では、トレイを搬送する搬送機構が反応炉を貫通することなく反応炉内に収容されているため、小型化された製造装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例に係るＣＮＴ連続製造装置の概略構成図。
【図２】図１に示すＣＮＴ連続製造装置の要部の概略構成図。
【図３】本発明で使用される移動ガイド駆動機構の動作説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施例に係るＣＮＴ連続製造装置全体の、図２は要部の概略構成図である。
ＣＮＴ連続製造装置１０００は、昇温域２００、反応域１００及び冷却域３００を備えた反応炉５００と、昇温域２００に隣接する第１格納室６００と、冷却域３００に隣接する第２格納室７００とから構成されている。第１格納室６００と昇温域２００との間は、ゲートバルブ６５０を介してフランジ６１０，６２０により結合されている。第２格納室７００と冷却域３００との間はゲートバルブ７５０を介してフランジ７１０，７２０により結合されている。昇温域２００と反応域１００との間及び反応域１００と冷却域との間は、それぞれフランジ６３０，７３０により結合されている。
【００１０】
第１格納室６００内には複数のトレイをスタック状に収納する収納具６３０が格納されている。第１格納室６００内はゲートバルブ６５０が閉じた状態で排気口６４０から排気され減圧状態になっている。これはＣＮＴ成長時に反応炉５００内に酸素（Ｏ２）の混入を防止するためである。
第２格納室７００には冷却域３００から順次搬出される複数のトレイをスタック状に収納する収納具７３０が格納されている。昇温域２００には、ＣＮＴの材料となるメタン、エタン、アセチレンなどの炭化水素化合物の供給口２５０が、冷却域３００にはその排出口３５０がそれぞれ設けられている。
【００１１】
反応炉５００内にはＣＮＴを成長させる基板を保持するトレイを載置する互いに平行な固定ガイド部材１０２（１０２ａ，１０２ｂ）と、固定ガイド部材１０２に沿って平行に設置され、固定ガイド部材１０２上に載置されたトレイを所定のタイミングでピックアップして移動させる移動ガイド部材１０４（１０４ａ，１０４ｂ）とが設置されている。
固定ガイド部材１０２の始端及び終端はいずれも反応域１００内にある。また移動ガイド部材１０４の始端及び終端は、それぞれ、昇温域２００及び冷却域３００内にある。
【００１２】
本実施例では、固定ガイド部材１０２及び移動ガイド部材１０４は棒状の石英で作製されているが、必ずしも形状や材料はこれに限定されるものではなく、反応炉の加熱温度（５００〜１０００℃）に耐え得る材料でトレイを保持出来る形状に作製されたものであれば良い。移動ガイド部材１０４の始端と終端とは移動ガイド駆動機構１０６ａ，１０６ｂにそれぞれ回動可能に把持され、同期して同一方向に回動する。
これにより、固定ガイド部材１０２上に載置されているトレイ１１０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動する。
【００１３】
ＣＮＴを成長させる基板を保持する一枚目のトレイ１１０は第１格納室６００内の収納具６３０から取出され、ゲートバルブ６５０が開いて反応炉５００内に導入され、固定ガイド部材１０２の始端上に載置される。ＣＮＴの成長が終了後の一枚目のトレイ１１０は、固定ガイド部材１０２の終端から取り出され、ゲートバルブ７５０が開いて、第２格納室７００内の収納具７３０にスタック状に収納される。
【００１４】
２枚目のトレイ１２０は、１枚目のトレイ１１０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動した後に固定ガイド部材１０２の始端に載置される。しかし、２枚目のトレイ１２０の移動は、これに限定されず、１枚目のトレイ１１０が固定ガイド部材１０２の第ｎ位置Ｐｎに移動した後、あるいは、１枚目のトレイ１１０が固定ガイド部材１０２から取出された後に行うようにしても良い。
図２には、１枚目のトレイ１１０（１１０′，１１０″）が後述する移動機構により、固定ガイド部材１０２上を第１位置Ｐ１から第ｎ位置Ｐｎに順次移動する様子を示している。
【００１５】
次に図３を参照して、固定ガイド部材１０２の第１位置Ｐ１に載置された１枚目のトレイ１１０が第２位置Ｐ２に移動する動作を説明する。
移動ガイド駆動機構１０６ａ，１０６ｂは移動ガイド部材１０４の始端と終端とをそれぞれ回動可能に把持し、同期して同一方向（本実施例では時計向き）に回動するように構成されている。
【００１６】
図３（ａ）では、移動ガイド部材１０４はその表面位置が固定ガイド部材１０２の表面位置よりも低い位置にある。そのため固定ガイド部材１０２の第１位置Ｐ１上に載置されている１枚目のトレイ１１０をピックアップすることは出来ない。
図３（ｂ）では、移動ガイド部材１０４は時計向きの回動によりその表面が上昇し、第１位置Ｐ１にあるトレイ１１０をピックアップし、さらに上昇する。
図３（ｃ），（ｄ）では、移動ガイド部材１０４はさらにその表面が上昇し、（ｄ）の時点で上昇のピークとなる。
【００１７】
図３（ｅ），（ｆ），（ｇ）では移動ガイド部材１０４はその表面が下降してゆき、（ｇ）の時点で移動ガイド部材１０４の表面位置が固定ガイド部材１０２の表面位置よりわずかに下がっているので、トレイ１１０は移動ガイド部材１０４から固定ガイド部材１０２上に移動して第２位置Ｐ２に載置される。
図３（ｈ）では、移動ガイド部材１０４の状態は図３（ａ）と同じ状態となっている。この状態にある時、即ち、１枚目のトレイ１１０が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動した時点で、２枚目のトレイ１２０を固定ガイド部材１０２の第１位置Ｐ１に搬送して載置しても良い。
【００１８】
図３（ｈ）の状態から、図３（ａ）〜（ｇ）を繰返すことにより１枚目のトレイ１１０は固定ガイド部材１０４上を第１位置Ｐ１，第２位置Ｐ２，・・・第ｎ位置Ｐｎと順次移動してゆく。
また、新たなトレイを順次載置することも出来る。
これによりＣＮＴの連続製造が可能となる。
【符号の説明】
【００１９】
１００    反応域
１０２（１０２ａ，１０２ｂ）    固定ガイド部材
１０４（１０４ａ，１０４ｂ）    移動ガイド部材
１０６（１０６ａ，１０６ｂ）    移動ガイド駆動機構
１１０    トレイ
２００    昇温域
２５０    供給口
３００    冷却域
３５０    排出口
５００    反応炉
６００    第１格納室
６４０    排気口
７００    第２格納室
【要約】      （修正有）【課題】装置の構成が簡単で、かつトレイの搬送機構が反応炉を貫通することのない小型化されたＣＮＴの製造に好適なＣＮＴ連続製造装置を提供する【解決手段】昇温域２００、反応域１００、冷却域３００を備えたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）成長用の反応炉５００の反応域内に始端及び終端を有し、互いに平行に設置され、ＣＮＴを成長させる基板を保持するトレイ１１０を第１位置に載置する固定ガイド部材１０２と；昇温域内に始端を有し、冷却域内に終端を有し、固定ガイド部材に沿って平行に設置され、固定ガイド部材上に載置されたトレイを所定のタイミングでピックアップして移動させる移動ガイド部材１０４と；移動ガイド部材の始端と終端とをそれぞれ回動可能に把持し、同期して同一方向に回動することにより、固定ガイド部材上に載置されているトレイを第１位置から第２位置に移動させる移動ガイド駆動機構１０６ａ，１０６ｂと；を備える。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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