【手続補正書】
【提出日】平成22年1月18日(2010.1.18)
【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】
反応室に、少なくとも反応室加熱手段と、把持体に支持した粉状あるいは粒子状の被反応物を装填及び取り出しする装填・取出手段と、反応ガスを導入する気体導入手段とを設け、前記被反応物と反応ガスとを前記反応室で気相反応させ、該反応室から反応生成物を前記把持体と共に取り出す一連の操作を、新たな被反応物を順次供給しながら連続バッチ的に繰り返す気相反応装置において、
前記反応室の上方に前記反応室に開閉可能なゲート扉で隔離された予備加熱室と、該予備加熱室に前記反応室の気相反応と平行して前記新たな被反応物を昇温処理する予備加熱手段とを設け、前記反応室の下方に前記装填・取出手段を配置し、前記装填・取出手段をシリンダー機構で構成し、該シリンダー機構の合計シリンダーストロークを前記反応室の上下方向の長さよりも長くし、さらに、前記シリンダー機構が、先端にワークを保持する直動部として、少なくとも中空構造の第１シャフトと該第１シャフトの内面に設けたシール部及びガイド部に摺接しながら往復移動する第２シャフトとを設けると共に、前記第１シャフトを往復駆動する第１シリンダーと前記第２シャフトを往復駆動する第２シリンダーとを設け、かつ前記第２シリンダーを該第２シリンダーの軸方向と直交する方向に往復移動させる駆動機構を設けたことを特徴とする気相反応装置。
【請求項２】
前記第１シャフトを複数の中空軸を直列に着脱に連結した構成にした請求項１に記載の気相反応装置。
【請求項３】
前記予備加熱手段を前記予備加熱室の外側に配置し、該予備加熱室の外壁に取り付けた透明板を介して内部を加熱するようにした請求項１又は２に記載の気相反応装置。
【請求項４】
前記予備加熱室にゲート扉を介して隔離・連通可能に前記被反応物を待機させる投入室を設け、かつ前記反応室での反応生成物を回収する回収室を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の気相反応装置。
【請求項５】
前記回収室の前に前記反応生成物を冷却する冷却室を設けた請求項４に記載の気相反応装置。
【請求項６】
中空状ナノファイバーの製造に使用される請求項１〜５のいずれかに記載の気相反応装置。
【請求項７】
直動往復移動するシリンダー機構において、先端にワークを保持する直動部として、少なくとも中空構造の第１シャフトと該第１シャフトの内面に設けたシール部及びガイド部に摺接しながら往復移動する第２シャフトとを設けると共に、前記第１シャフトを往復駆動する第１シリンダーと前記第２シャフトを往復駆動する第２シリンダーとを設け、かつ前記第２シリンダーを該第２シリンダーの軸方向と直交する方向に往復移動させる駆動機構を設けたシリンダー機構。
【請求項８】
前記第１シャフトが複数の中空軸を直列に連結した構成からなる請求項７に記載のシリンダー機構。
【請求項９】
反応室内を５００℃以上に加熱する加熱手段を有する気相反応装置であって、前記反応室に対する被反応物の装填・取出手段として、請求項７又は８に記載のシリンダー機構を設けた気相反応装置。
【請求項１０】
反応室を減圧する減圧手段を設けた気相反応装置であって、前記反応室に対する被反応物の装填・取出手段として、請求項７又は８に記載のシリンダー機構を設けた気相反応装置。
【手続補正２】
【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】気相反応装置
【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】
本発明は気相反応装置に関し、更に詳しくは、粉状あるいは粒子状の被反応物と反応ガスとを接触させる気相反応を間欠的に繰り返す連続バッチ的気相反応装置の改良に関し、特に高品質の１〜３層の中空状ナノファイバーを大量生産するのに好適な気相反応装置に関する。
【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】
本発明の目的は、従来の上記問題を解消し、粉状あるいは粒子状の被反応物を反応ガスと接触させる連続バッチ的反応プロセスのサイクルタイムを短縮するようにした高生産性の気相反応装置を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の他の目的は、従来よりも高品質な反応物を製造することができる気相反応装置を提供することにある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の更に他の目的は、高品質な１〜３層のカーボンナノチューブを高い生産性の下に製造可能な気相反応装置を提供することにある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【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】００１９
【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】００２０
【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】００２１
【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】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、上記課題を解決する本発明の気相反応装置は、以下の（１）記載の通りの構成からなる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
（１）反応室に、少なくとも反応室加熱手段と、把持体に支持した粉状あるいは粒子状の被反応物を装填及び取り出しする装填・取出手段と、反応ガスを導入する気体導入手段とを設け、前記被反応物と反応ガスとを前記反応室で気相反応させ、該反応室から反応生成物を前記把持体と共に取り出す一連の操作を、新たな被反応物を順次供給しながら連続バッチ的に繰り返す気相反応装置において、
前記反応室の上方に前記反応室に開閉可能なゲート扉で隔離された予備加熱室と、該予備加熱室に前記反応室の気相反応と平行して前記新たな被反応物を昇温処理する予備加熱手段とを設け、前記反応室の下方に前記装填・取出手段を配置し、前記装填・取出手段をシリンダー機構で構成し、該シリンダー機構の合計シリンダーストロークを前記反応室の上下方向の長さよりも長くし、さらに、前記シリンダー機構が、先端にワークを保持する直動部として、少なくとも中空構造の第１シャフトと該第１シャフトの内面に設けたシール部及びガイド部に摺接しながら往復移動する第２シャフトとを設けると共に、前記第１シャフトを往復駆動する第１シリンダーと前記第２シャフトを往復駆動する第２シリンダーとを設け、かつ前記第２シリンダーを該第２シリンダーの軸方向と直交する方向に往復移動させる駆動機構を設けたことを特徴とする気相反応装置。
【手続補正２０】
【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２１】
【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２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【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】
また、上述した本発明の気相反応装置は、以下の（２）〜（６）のいずれかの構成からなることが好ましい。
（２）前記第１シャフトを複数の中空軸を直列に着脱に連結した構成にした上記（１）に記載の気相反応装置。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
（３）前記予備加熱手段を前記予備加熱室の外側に配置し、該予備加熱室の外壁に取り付けた透明板を介して内部を加熱するようにした上記（１）又は（２）に記載の気相反応装置。
【手続補正３０】
【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３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
（４）前記予備加熱室にゲート扉を介して隔離・連通可能に前記被反応物を待機させる投入室を設け、かつ前記反応室での反応生成物を回収する回収室を設けた上記（１）〜（３）のいずれかに記載の気相反応装置。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
（５）前記回収室の前に前記反応生成物を冷却する冷却室を設けた上記（４）に記載の気相反応装置。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
（６）中空ノファイバーの製造に使用される上記（１）〜（５）のいずれかに記載の気相反応装置。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
（７）直動往復移動するシリンダー機構において、先端にワークを保持する直動部として、少なくとも中空構造の第１シャフトと該第１シャフトの内面に設けたシール部及びガイド部に摺接しながら往復移動する第２シャフトとを設けると共に、前記第１シャフトを往復駆動する第１シリンダーと前記第２シャフトを往復駆動する第２シリンダーとを設け、かつ前記第２シリンダーを該第２シリンダーの軸方向と直交する方向に往復移動させる駆動機構を設けたシリンダー機構。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
かかる本発明のシリンダー機構は、以下の（８）〜（１０）のいずれかの構成からなることが好ましい。
（８）前記第１シャフトが複数の中空軸を直列に連結した構成からなる上記（７）に記載のシリンダー機構。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
（９）反応室内を５００℃以上に加熱する加熱手段を有する気相反応装置であって、前記反応室に対する被反応物の装填・取出手段として、上記（７）又は（８）に記載のシリンダー機構を設けた気相反応装置。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
（１０）反応室を減圧する減圧手段を設けた気相反応装置であって、前記反応室に対する被反応物の装填・取出手段として、上記（７）又は（８）に記載のシリンダー機構を設けた気相反応装置。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
本発明の気相反応装置によれば、粉状あるいは粒子状の被反応物と反応ガスとを連続バッチ的に気相反応させる場合に、次の気相反応に供する被反応物を昇温処理する予備加熱室を反応室とは独立に設け、その予備加熱室において反応室の反応工程と平行に昇温処理を実施するようにしたので、従来の気相反応処理よりも反応プロセスのサイクルタイムを短縮し、高い生産性の気相反応処理を行うことが可能になる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
以下、本発明の気相反応装置と、この気相反応装置において行われる気相反応について、図に示す実施形態を参照しながら具体的に説明する。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図１は本発明の気相反応装置について、その実施形態を例示した概略断面図であり、また図２は図１の気相反応装置における反応室及び予備加熱室を拡大して示す概略断面図である。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
予備加熱ヒーター２１としては、所望の加熱速度、温度分布特性を実現し、かつ加熱雰囲気に対する耐性を有するものであれば特に限定されるものではないが、急速加熱に優れるＳｉＣヒーター、赤外線ヒーターが好ましく適用される。特に、大面積が容易で、安価で製作可能なハロゲンランプ等の赤外線ヒーターが適している。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
なお、図４に示すシリンダー機構は、予備加熱室を備えた気相反応装置への適用のみに限定されるものではない。反応室のほか、加熱炉、真空チャンバー等に代表される高温、真空、特殊ガス雰囲気等によって内部が特殊環境に晒される構造物に付設して、処理ワークの搬送手段として適用すれば、コンパクトな装置構成でワークを特殊環境下に対して搬送することができる。特に、５００℃以上の反応室への被反応物の装填、取出手段として、このシリンダー機構を適用すれば、ガイド部やシール部などを高温下に晒すことが少なく、シリンダーの耐久性、動作の高い信頼性を確保することができる。また、減圧された反応室への被反応物の装填・取出手段としてこのシリンダー機構を適用すれば、中空構造の第１シャフトの外側と内側に設けたシール部によって反応室内部の密閉性を確保できるので、減圧状態を維持したまま、被反応物の装填・回収が行えて、サイクルタイムの短縮化を可能することができる。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
本発明の気相反応装置を用いることによって、気相反応は、以下に説明するようにして行われる。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
本発明の気相反応装置を用いて行われる気相反応方法は、中空カーボンファイバーの製造に好適に使用することができる。すなわち、担体に触媒金属を担持させ、５００℃〜１２００℃、好ましくは６００℃〜９５０℃の温度で触媒金属と炭素含有化合物とを接触させて気相反応を行わせることにより、電子放出特性、導電性、強度、触媒担持分散性に優れた特に単層〜３層を主成分とする直径が細く、高品質のカーボンナノチューブを製造することができる。
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７７】
【図１】本発明の気相反応装置の実施形態を例示する概略図である。
【図２】図１の気相反応装置の反応室及び予備加熱室を拡大して示す断面図である。
【図３】粉状あるいは粒子状の被反応物を保持した把持体を例示する断面図である。
【図４】本発明の気相反応装置の別の実施形態を示す断面図である。
【図５】図４に示す気相反応装置のシリンダー機構の動作を説明する断面図である。
【図６】図４に示す気相反応装置のシリンダー機構の動作を説明する断面図である。
【図７】図４に示す気相反応装置のシリンダー機構の動作を説明する断面図である。
【図８】本発明の気相反応装置の更に別の実施形態を示す断面図である。
【図９】図８に示す気相反応装置のシリンダー機構の動作を説明する断面図である。