(57)【要約】【課題】  フラーレンを含む煤状物質からのフラーレンの回収率を向上させたフラーレンの製造方法を提供する。【解決手段】  フラーレンを含む煤状物質Ｘと第１の抽出溶媒Ａとを混合して第１のスラリー状物Ｄを得る第１工程と、第１のスラリー状物Ｄを分離して、フラーレンの溶解している第１の抽出液Ｂと第１の残渣Ｅとを得る第２工程とを有するフラーレンの製造方法において、第２工程で得られた第１の残渣Ｅと第２の抽出溶媒Ｆとを混合して第２のスラリー状物Ｉを得る第３工程と、第２のスラリー状物Ｉを分離して、フラーレンの溶解している第２の抽出液と第２の残渣Ｊとを得る第４工程とを有し、第４工程で分離された第２の抽出液Ｇから第１の残渣Ｅ中のフラーレンを回収する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラーレンを含む煤状物質と第１の抽出溶媒とを混合して第１のスラリー状物を得る第１工程と、該第１のスラリー状物を分離して、フラーレンの溶解している第１の抽出液と第１の残渣とを得る第２工程とを有するフラーレンの製造方法において、
前記第２工程で得られた前記第１の残渣と第２の抽出溶媒とを混合して第２のスラリー状物を得る第３工程と、前記第２のスラリー状物を分離して、フラーレンの溶解している第２の抽出液と第２の残渣とを得る第４工程とを有し、前記第４工程で分離された前記第２の抽出液から前記第１の残渣中のフラーレンを回収することを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のフラーレンの製造方法において、前記煤状物質は、炭素含有化合物の燃焼又は熱分解によって得られたものであることを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、前記第１及び第２の抽出溶媒は、Ｃ６０の溶解度が１ｇ／Ｌ以上、好ましくは２ｇ／Ｌ以上、更に好ましくは５ｇ／Ｌ以上であることを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、前記第１の抽出溶媒は、前記煤状物質の重量に対し、４〜２００重量倍量を混合することを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、前記第１及び第２のスラリー状物のいずれか一方又は双方の分離は、減圧濾過機、加圧濾過機、及び遠心分離機のいずれか１又は２以上によって行うことを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、前記第４工程で得られた前記第２の残渣と第３の抽出溶媒とを混合して生成する第３のスラリー状物を、フラーレンの溶解している第３の抽出液と第３の残渣とに分離して、前記第３の抽出液からフラーレンを回収することを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、前記第２工程で得られた前記第１の抽出液と前記第４工程で得られた前記第２の抽出液とを混合して第４の抽出液とし、該第４の抽出液からフラーレンを回収することを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のフラーレンの製造方法において、前記第４の抽出液を濃縮して、前記第１及び第２の抽出溶媒の溶解度に対して、０．２〜６重量倍量、好ましくは０．５〜２重量倍量のフラーレン濃度の濃縮液とすることを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項９】
請求項８記載のフラーレンの製造方法において、前記濃縮液とフラーレンが不溶又は難溶な貧溶媒とを混合し、該貧溶媒に不溶なフラーレンを析出させることを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のフラーレンの製造方法において、前記貧溶媒は、Ｃ６０の溶解度が０．１ｇ／Ｌ以下、好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以下の極性溶媒であることを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項１１】
請求項９及び１０のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、前記貧溶媒は、前記濃縮液に対して０．１〜２０重量倍量、好ましくは１〜２０重量倍量を混合することを特徴とするフラーレンの製造方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のフラーレンの製造方法において、加圧濾過機及び減圧濾過機の一方又は双方を用いて、前記貧溶媒中のフラーレンを回収することを特徴とするフラーレンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラーレンを含む煤状物質からのフラーレンの製造方法に係り、更に詳細には煤状物質中のフラーレンの回収率を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特許文献１に示されるように、閉殻構造型のカーボンクラスターであるＣ６０やＣ７０と称されるフラーレンが新しい炭素材料として提案されている。これらの材料は、特殊な分子構造から特異な物性を示すことが期待されるので、その性質及び用途開発についての研究が旺盛に進められ、例えば、ダイヤモンドコーティング、電池材料、塗料、断熱材、潤滑材、医薬品、化粧品などの分野への応用が期待されている。
【０００３】
フラーレンの製造方法としては、例えば、特許文献２に示すように、炭素化合物を燃焼させてフラーレンを製造する方法も提案され、現在ではベンゼン等の芳香族炭化水素と酸素含有ガスを反応炉に導き、減圧下で不完全燃焼をさせてフラーレンを製造する方法が提案されている。
【０００４】
更に、フラーレンを含む煤状物質と抽出溶媒とを混合して、フラーレンを抽出溶媒に溶解させる溶媒抽出法も知られ、このフラーレンが溶解している抽出溶媒からフラーレンを得る方法も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８０２３２４号公報
【特許文献２】特表平６−５０７８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した溶媒抽出法によるフラーレンの製造方法では、抽出溶媒に溶解しない沈殿物を分離する際に、この沈殿物にフラーレンが溶解している抽出溶媒が付着し、この付着している抽出溶媒中のフラーレンが回収できず、フラーレンの回収率が下がるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、フラーレンを含む煤状物質からのフラーレンの回収率を向上させたフラーレンの製造方法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】
【０００７】
前記目的に沿う請求項１記載のフラーレンの製造方法は、フラーレンを含む煤状物質と第１の抽出溶媒とを混合して第１のスラリー状物を得る第１工程と、該第１のスラリー状物を分離して、フラーレンの溶解している第１の抽出液と第１の残渣とを得る第２工程とを有するフラーレンの製造方法において、
前記第２工程で得られた前記第１の残渣と第２の抽出溶媒とを混合して第２のスラリー状物を得る第３工程と、前記第２のスラリー状物を分離して、フラーレンの溶解している第２の抽出液と第２の残渣とを得る第４工程とを有し、前記第４工程で分離された前記第２の抽出液から前記第１の残渣中のフラーレンを回収する。
【０００８】
請求項１記載のフラーレンの製造方法において、フラーレンを含む煤状物質の製造方法としては、（１）グラファイトなど炭素質材料から成る電極を原料としてこの電極間にアーク放電によって原料を蒸発させる方法（アーク放電法）、（２）炭素質原料に高電流を流して原料を蒸発させる方法（抵抗加熱法）、（３）高エネルギー密度のパルスレーザー照射によって炭素質原料を蒸発させる方法（レーザー蒸発法）、（４）ベンゼンなどの有機物を不完全燃焼させる方法（燃焼法）などが知られている。
【０００９】
前記した方法で製造したフラーレンを含む煤状物質は、フラーレン類以外にカーボンオニオン構造を有する炭素、グラファイト構造を有する炭素、グラファイト構造を骨格とする炭化水素、多環状芳香族炭化水素、及びカーボンブラック等の炭素系高分子を含んでいる。
【００１０】
また、フラーレンを含む煤状物質は、煤状物質からグラファイトやカーボンブラック等を一部取り除いたフラーレン濃縮物である場合も含む。フラーレン濃縮物とは、煤状物質から各種の方法でフラーレンを濃縮したもので、その濃縮方法は特に限定されないが、例として煤状物質から、昇華法によって得られたフラーレン昇華物、溶媒抽出法で得られたフラーレン溶液を蒸発乾固してできたフラーレン含有残渣のほか、煤状物質をカラムクロマト分離して得られたフラーレン含有固体、及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００１１】
また、第１及び第２の抽出溶媒（以下、総称して単に「抽出溶媒」ともいう）としては、フラーレンが可溶である溶媒、例えば芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素等があり、それらは環式、非環式いずれでもよく、また、これらの溶媒を単独又は２種類以上を任意の割合で用いてもよい。
【００１２】
ここで、芳香族炭化水素としては、分子内に少なくとも１つのベンゼン核を有する炭化水素化合物であり、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン、１，３，５−トリメチルベンゼン、１，２，３，４−テトラメチルベンゼン、１，２，３，５−テトラメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、シメン等のアルキルベンゼン類、１−メチルナフタレン、２−メチルナフタレン等のアルキルナフタレン類、テトラリン等がある。
【００１３】
また、脂肪族炭化水素は、環式、非環式のいずれも使用できる。環式脂肪族炭化水素としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の単環式脂肪族炭化水素、また、その誘導体であるメチルシクロペンタン、エチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、１，２−ジメチルシクロヘキサン、１，３−ジメチルシクロヘキサン、１，４−ジメチルシクロヘキサン、イソプロピルシクロヘキサン、ｎ−プロピルシクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサン、ｎ−ブチルシクロヘキサン、イソブチルシクロヘキサン、１，２，４−トリメチルシクロヘキサン、１，３，５−トリメチルシクロヘキサンがあり、多環式脂肪族炭化水素としては、デカリン等がある。非環式脂肪族炭化水素としては、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、ｎ−テトラデカン等がある。
【００１４】
更に、塩素化炭化水素としては、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、１−クロロナフタレン等がある。
また、抽出溶媒として、炭素数６以上のケトン、炭素数６以上のエステル類、炭素数６以上のエーテル類、及び二硫化炭素等を使用してもよい。
【００１５】
ここで、工業的観点から、これらの抽出溶媒の中でも常温液体で沸点が５０〜３００℃、中でも８０〜２５０℃のものが、フラーレンの抽出溶媒として好適である。具体的には、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチシレン、１−メチルナフタレン、１，２，３，５−テトラメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン等のアルキルベンゼン及び／又はテトラリン等のナフタレン誘導体等の芳香族炭化水素などを用いることが好ましく、１種単独としても、あるいは２種以上の混合溶媒としても使用することができる。
【００１６】
第１工程及び第３工程において、それぞれ第１及び第２の抽出溶媒を混合してフラーレンを抽出する装置としては、撹拌混合槽が好適に使用できる。抽出の際、容器内の圧力は特に制限はなく、常圧で実施すればよい。抽出槽における抽出時の温度としては例えば１〜３００℃、好ましくは１０〜７０℃、特に１０〜５０℃の範囲とすることが、抽出効率向上の面から好ましいが、抽出効率は、温度依存性が小さいので常温程度で行うのがエネルギーコスト的に有利である。また、抽出時間としては１分以上、好ましくは１０分以上かけて行うとよいが、抽出時間の抽出効率に対する影響は少ないため、長時間の必要は無く、抽出の際の温度、抽出時間は適宜選択すればよい。更に必要に応じて、抽出液に超音波等を照射しながら抽出を行うと、抽出時間が短くなるので好ましい。また、不活性ガス中で実施するのが好ましい。
【００１７】
煤状物質中のＣ６０より分子量の小さい不純物、Ｃ６０、Ｃ７０及び炭素数が７０を超える高次フラーレンは第１の抽出溶媒に溶解して抽出される。また、煤残留物（例えば、カーボンオニオン構造を有する炭素、グラファイト構造を有する炭素、グラファイト構造を骨格とする炭化水素、多環状芳香族炭化水素、及びカーボンブラック等の炭素系高分子）は、第１の抽出溶媒に不溶な物質（以下、不溶性物質という）である。この不溶性物質とフラーレンが溶解した第１の抽出溶媒（第１の抽出液）とによって、第１のスラリー状物が構成される。
【００１８】
第１のスラリー状物を分離して得られる第１の残渣は、不溶性物質を２０〜２５重量％含み、その残りはフラーレンの溶解している第１の抽出溶媒、つまり、第１の抽出液の一部である。この第１の抽出液にはフラーレンが溶解しているので、更に第１の残渣にフラーレンが可溶な第２の抽出溶媒を混合すると、第１の残渣中のフラーレンが第２の抽出溶媒に抽出されて、第２の抽出液として回収することができる。また、第２のスラリー状物から第２の抽出液を分離した残りである第２の残渣中には、第２の抽出液の一部が付着した不溶性物質が含まれている。
また、第１又は第２のスラリー状物を分離する装置としては、濾過機や遠心分離機が用いられ、通常用いられる固液分離方法が適宜選択できる。
【００１９】
請求項２記載のフラーレンの製造方法は、請求項１記載のフラーレンの製造方法において、前記煤状物質は、炭素含有化合物の燃焼又は熱分解によって得られたものである。
請求項２記載のフラーレンの製造方法において、炭素含有化合物とは、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の炭素数６〜１５の芳香族炭化水素をいう。更に、これらの芳香族炭化水素に併用して、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素を用いてもよい。
【００２０】
燃焼とは、炭素含有化合物を不完全燃焼させてフラーレンを含む煤状物質を得る方法（燃焼法）であり、熱分解とは、高温下で炭素含有化合物を分解させてフラーレンを含む煤状物質を得る方法（熱分解法）である。これらの方法によって、高濃度のフラーレンを含む煤状物質が製造でき、中でも燃焼法が好ましい。
【００２１】
この煤状物質を製造する装置としては、例えば、減圧チャンバーに（水冷）バーナが設置され、系内と真空ポンプにて排気しつつ、安定に燃焼を継続することが可能な装置などが使用される。そして、上記のバーナとしては、ベンゼン等の炭素含有化合物と酸化性ガスの予備混合層流炎及び拡散炎を実現し得る構造のものが使用される。
【００２２】
火炎条件としては、Ｃ／Ｏ比（当量比）、燃焼室圧力、希釈剤濃度、ガス速度などを便宜選択することが必要である。具体的には、Ｃ／Ｏ比を、例えば、０．５以上、好ましくは１．０８〜１．５６、燃焼室圧力を、例えば、１．６０〜１３．３６ｋＰａ、希釈剤濃度を、例えば、０又は０を超え４０モル％、バーナを吐出するガス速度を７５ｃｍ／ｓ〜１０００ｃｍ／ｓの範囲内に設定する。なお、希釈剤としては、一般的な不活性ガスを使用できるが、アルゴンを使用することが好ましい。
【００２３】
燃焼法により製造した煤状物質は、元素分析による炭素含有量が通常９０重量％以上、好ましくは９８重量％以上であり、カーボンブラックと同様に、例えば、水酸基、カルボキシル基等の官能基を少量含む炭素材料を有する。
この炭素材料は、例えば、液晶ディスプレイの新規技術であるカラーフィルタ・オン・アレイ等の高抵抗性炭素材料が求められている用途への適用に有望である。
【００２４】
また、この炭素材料は、帯電性に優れることが予想されるため、カーボンブラックを樹脂中に分散したコピー用トナー、ｅ−ペーパー等、カーボンブラックの帯電性を利用する用途に対しても有用な材料であると考えられる。更に、この炭素材料は、熱伝導性が低い性質を活かし、熱遮断が求められる部材に対して使用される、コーティング組成物中のフィラーとしての使用も期待できる。
【００２５】
請求項３記載のフラーレンの製造方法は、請求項１及び２記載のフラーレンの製造方法において、前記第１及び第２の抽出溶媒は、Ｃ６０の溶解度が１ｇ／Ｌ以上、好ましくは２ｇ／Ｌ以上、更に好ましくは５ｇ／Ｌ以上である。
ここで、抽出溶媒としては、フラーレンの溶解度が低すぎると、抽出効率が低下する。抽出溶媒としては、１，２，４−トリメチルベンゼン（1,2,4-trimethylbenzene。以下、単にＴＭＢともいう）、ｏ−キシレン、トルエンが好ましい。
【００２６】
請求項４記載フラーレンの製造方法は、請求項１〜３のフラーレンの製造方法において、前記第１の抽出溶媒は、前記煤状物質の重量に対し、４〜２００重量倍量を混合する。
ここで、第１の抽出溶媒の量が煤状物質に対して、４重量倍量未満であると流動性に乏しくなり、第１のスラリー状物の分離が困難となり、２００重量倍量を超えると第１の抽出溶媒の使用量が多くなり過ぎ経済性が劣ると共に、その除去が困難となる。
【００２７】
また、第１の抽出溶媒は、フラーレンを十分に抽出できるだけの量を用いる必要がある。煤状物質には通常５〜３０重量％のフラーレンが含まれており、このフラーレンの量に対し、１０〜７００重量倍量、経済性を考慮して４０〜４００重量倍量使用するのが好ましい。従って、予め煤状物質のフラーレン含有量を測定しておくのが好ましい。
【００２８】
請求項５記載のフラーレンの製造方法は、請求項１〜４記載のフラーレンの製造方法において、前記第１及び第２のスラリー状物のいずれか一方又は双方の分離は、減圧濾過機、加圧濾過機、及び遠心分離機のいずれか１又は２以上によって行う。
ここで、第１及び第２のスラリー状物は、それぞれ第１及び第２の抽出溶媒中で微粒子の集合体（ケーク）となっている。このケークが厚くなると、例えば常圧での濾過等の外部からの力が与えられない分離では、分離操作が困難となる。従って、減圧及び加圧による濾過、又は遠心分離によって、物理的に力を与えることにより、第１のスラリー状物を第１の抽出液と第１の残渣とに分離する第２工程、及び、第２のスラリー状物を第２の抽出液と第２の残渣とに分離する第４工程での作業が容易となる。
【００２９】
請求項６記載のフラーレンの製造方法は、請求項１〜５記載のフラーレンの製造方法において、前記第４工程で得られた前記第２の残渣と第３の抽出溶媒とを混合して生成する第３のスラリー状物を、フラーレンの溶解している第３の抽出液と第３の残渣とに分離して、前記第３の抽出液からフラーレンを回収する。
【００３０】
ここで、第３の抽出溶媒としては、前記した第１及び第２の抽出溶媒と同様にフラーレンが可溶である溶媒、例えば芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素等が使用でき、常温液体で沸点が５０〜３００℃、中でも８０〜２５０℃のもの、具体的には、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチシレン、１−メチルナフタレン、１，２，３，５−テトラメチルベンゼン、１，２，４−トリメチルベンゼン等のアルキルベンゼン及び／又はテトラリン等のナフタレン誘導体等の芳香族炭化水素などを用いることが好ましく、１種単独としても、あるいは２種以上の混合溶媒としても使用することができる。
【００３１】
また、第３の残渣中には、第３の抽出液の一部が付着した不溶性物質が含まれているので、更に第３の残渣を抽出溶媒と混合することにより、この抽出溶媒に第３の残渣中に残存するフラーレンを抽出させて回収することもできる。
【００３２】
更に、第４工程で得られた第２の残渣と、新たな煤状物質から第１工程によって得られた別ロットの第１の残渣とを混合して、第３の抽出溶媒に第２の残渣及び別ロットの第１の残渣のそれぞれに残存するフラーレンを溶解させ、フラーレンを回収してもよい。この場合には、生成するスラリー状物が分離可能でなければならない。
【００３３】
請求項７記載のフラーレンの製造方法は、請求項１〜６記載のフラーレンの製造方法において、前記第２工程で得られた前記第１の抽出液と前記第４工程で得られた前記第２の抽出液とを混合して第４の抽出液とし、該第４の抽出液からフラーレンを回収する。
【００３４】
請求項８記載のフラーレンの製造方法は、請求項７記載のフラーレンの製造方法において、前記第４の抽出液を濃縮して、前記第１及び第２の抽出溶媒の溶解度に対して、０．２〜６重量倍量、好ましくは０．５〜２重量倍量のフラーレン濃度の濃縮液とする。
ここで、第４の抽出液が、第１及び第２の抽出溶媒の溶解度に対して、０．２重量倍量未満の濃縮液とすると、この濃縮液中のフラーレン濃度は小さく後処理が困難であり、また、６重量倍量を超える濃縮液とすると、抽出溶媒に溶解できないフラーレンが固体となって析出し、濃縮装置の内壁に付着することがある。したがって、濃縮装置は撹拌混合ができるものがよい。また、不活性ガス中で操作を行うことが好ましい。
【００３５】
請求項９記載のフラーレンの製造方法は、請求項８記載のフラーレンの製造方法において、前記濃縮液とフラーレンが不溶又は難溶な貧溶媒とを混合し、該貧溶媒に不溶なフラーレンを析出させる。
【００３６】
ここで、フラーレンが不溶又は難溶な貧溶媒としては、アルコール類、ケトン類、エーテル等が挙げられる。中でも、炭素数１〜４のアルコール類、炭素数３〜５のケトン類、又は炭素数３〜５のエーテル類が好ましく、更には炭素数が１〜４のアルコール類が好ましい。これらアルコール類の中でも、その沸点が第１及び第２の抽出溶媒より低いものを用いることが好ましく、中でも炭素数が３以下のアルコール類を用いることが好ましい。具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール等が好ましく、中でもイソプロパノール、メタノールが好ましく、特にメタノールが好ましい。なおこれらの貧溶媒は、１種単独としても、あるいは２種以上の混合物としても使用することができる。
【００３７】
貧溶媒を特定のコントロールで添加することによって、抽出溶媒のフラーレン類に対する溶解性が低下し、溶解性の低いＣ６０、Ｃ７０及び高次フラーレン類が析出し、Ｃ６０より分子量の小さい不純物は溶液中に残存する。なお、貧溶媒の添加は、１分以上、好ましくは１時間以上、更に好ましくは３時間以上かけて行うのがよい。
【００３８】
請求項１０記載のフラーレンの製造方法は、請求項９記載のフラーレンの製造方法において、前記貧溶媒は、Ｃ６０の溶解度が０．１ｇ／Ｌ以下、好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以下の極性溶媒である。Ｃ６０の溶解度が０．１ｇ／Ｌ以下の貧溶媒を使用すると、フラーレンが析出し易くなる。
【００３９】
請求項１１記載のフラーレンの製造方法は、請求項９及び１０記載のフラーレンの製造方法において、前記貧溶媒は、前記濃縮液に対して０．１〜２０重量倍量、好ましくは１〜２０重量倍量を混合する。
ここで、貧溶媒は、濃縮液に対して０．１重量倍量未満の量を混合すると、フラーレンの析出が起こり難く、また、２０重量倍量を超える量を混合すると、貧溶媒の使用量が多くなり過ぎ経済性が劣ると共に、その除去が大変となる。なお、貧溶媒の添加の方法は任意であるが、徐々に添加することが好ましい。
【００４０】
請求項１２記載のフラーレンの製造方法は、請求項９〜１１記載のフラーレンの製造方法において、加圧濾過機及び減圧濾過機の一方又は双方を用いて、前記貧溶媒中のフラーレンを回収する。
ここで、析出したフラーレンは、貧溶媒中で微粒子の集合体（ケーク）となっており、このケークが厚くなると外部から力を与えない分離方法、例えば、常圧での濾過等では、分離操作が困難となる。従って、減圧及び加圧による濾過によって、物理的に力を与えることにより分離できる。
【発明の効果】
【００４１】
請求項１〜１２記載のフラーレンの製造方法は、第２工程で得られた第１の残渣中のフラーレンも回収するので、煤状物質からのフラーレンの回収率が高くなる。
特に、請求項２記載のフラーレンの製造方法は、煤状物質は、炭素含有化合物の燃焼又は熱分解によって得られたものであるので、大量のフラーレンを含有した煤状物質を製造することができ、フラーレンの回収量が多くなる。
【００４２】
請求項３記載のフラーレンの製造方法は、第１及び第２の抽出溶媒は、Ｃ６０の溶解度が１ｇ／Ｌ以上、好ましくは２ｇ／Ｌ以上、更に好ましくは５ｇ／Ｌ以上であるので、第１及び第２の抽出溶媒にフラーレンが溶解し易く、フラーレンの回収率を向上させることができる。
請求項４記載のフラーレンの製造方法は、第１の抽出溶媒は、煤状物質の重量に対し、４〜２００重量倍量を混合するので、煤状物質と混合された第１の抽出溶媒が流動性を有し、分離操作を行い易くすることができる。
【００４３】
請求項５記載のフラーレンの製造方法は、第１及び第２のスラリー状物の分離は、減圧濾過機、加圧濾過機、及び遠心分離機のいずれか１又は２以上によって行うので、第１の抽出液と第１の残渣との分離、及び、第２の抽出液と第２の残渣との分離を容易とすることができる。
請求項６記載のフラーレンの製造方法は、第４工程で得られた第２の残渣と第３の抽出溶媒とを混合して生成する第３のスラリー状物を、フラーレンの溶解している第３の抽出液と第３の残渣とに分離するので、第３の抽出液からフラーレンを回収できる。
【００４４】
請求項７記載のフラーレンの製造方法は、第２工程で得られた第１の抽出液と第４工程で得られた第２の抽出液とを混合して第４の抽出液とし、第４の抽出液からフラーレンを回収するので、第１及び第２の抽出溶媒を混合して処理でき、作業工程を少なくすることができる。
請求項８記載のフラーレンの製造方法は、第４の抽出液を濃縮して、第１及び第２の抽出溶媒の溶解度に対して、０．２〜６重量倍量、好ましくは０．５〜２重量倍量のフラーレン濃度の濃縮液とするので、フラーレンを高濃度に含有した濃縮液を得ることができる。
【００４５】
請求項９記載のフラーレンの製造方法は、濃縮液とフラーレンが不溶又は難溶な貧溶媒とを混合し、貧溶媒に不溶なフラーレンを析出させるので、フラーレンと不純物とを分離でき、高純度のフラーレンを製造できる。
請求項１０記載のフラーレンの製造方法は、貧溶媒は、Ｃ６０の溶解度が０．１ｇ／Ｌ以下、好ましくは１０ｍｇ／Ｌ以下の極性溶媒であるので、フラーレンを析出することができる。
【００４６】
請求項１１記載のフラーレンの製造方法は、貧溶媒は、濃縮液に対して０．１〜２０重量倍量、好ましくは１〜２０重量倍量を混合するので、フラーレンを選択的に析出でき、不純物を除去し、フラーレンを得ることができる。
請求項１２記載のフラーレンの製造方法は、加圧濾過機及び減圧濾過機の一方又は双方を用いて、貧溶媒中のフラーレンを回収するので、貧溶媒からのフラーレンの分離を容易とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係るフラーレンの製造方法を適用したフラーレンの製造装置の説明図である。
【００４８】
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るフラーレンの製造方法を適用したフラーレンの製造装置１０について工程順に説明する。なお、フラーレンの製造装置１０での操作は、不活性ガス（例えば、窒素ガス）中で行っている。
【００４９】
（第１工程）
本発明の第１の実施の形態に係るフラーレンの製造方法に適用されるフラーレンの製造装置１０は、フラーレンを含む煤状物質（Ｘ）からフラーレンを回収する装置である。ここで、煤状物質（Ｘ）は、燃焼炉１２内で炭素含有化合物の一例であるトルエンを純酸素で不完全燃焼させて燃焼法によって製造され、煤状物質槽１１に貯留されている。なお、用いる煤状物質は、燃焼法だけでなく、アーク放電法、抵抗加熱法、及びレーザー蒸発法のいずれで製造してもよいが、煤状物質中のフラーレン含有量の多さ（例えば、燃焼法で製造した煤状物質中には、１０〜３０重量％のフラーレンを含む）から燃焼法が好適に用いられる。なお、かっこ内の符号Ａ〜Ｑ及びＸは、図中に記載された物質を示している。
【００５０】
また、フラーレンの製造装置１０は、煤状物質（Ｘ）中のフラーレンを溶解させ、Ｃ６０の溶解度が１ｇ／Ｌ以上の第１の抽出溶媒の一例である１，２，４−トリメチルベンゼン（1,2,4-trimethylbenzene。以下、ＴＭＢ（Ａ）という）を貯留する抽出溶媒槽１３を有している。ここで、ＴＭＢは、Ｃ６０の溶解度が約１８ｇ／Ｌである。また、フラーレンの製造装置１０は、煤状物質（Ｘ）とＴＭＢ（Ａ）とを混合する第１の抽出槽１４を有している。
【００５１】
第１の抽出槽１４は、撹拌翼が設けられ、煤状物質（Ｘ）とＴＭＢ（Ａ）とを効率よく混合させ、煤状物質（Ｘ）中のフラーレンをＴＭＢ（Ａ）に溶解させ、抽出させている。この抽出の際、第１の抽出槽１４内の圧力は特に制限はなく、常圧で実施すればよい。第１の抽出槽１４における抽出時の温度としては、例えば１〜３００℃、好ましくは１０〜７０℃、特に１０〜５０℃の範囲とすることが、抽出効率向上の面から好ましいが、抽出効率は、温度依存性が小さいので常温程度で行うのがエネルギーコスト的に有利である。また、抽出時間としては１分以上、好ましくは１０分以上かけて行うとよいが、抽出時間の抽出効率に対する影響は少ないため、長時間の必要は無く、抽出の際の温度、抽出時間は適宜選択すればよい。更に必要に応じて、抽出液に超音波等を照射しながら抽出を行うと、抽出時間が短くなるので好ましい。
【００５２】
抽出槽１４内では、煤状物質（Ｘ）とＴＭＢ（Ａ）とが混合され、第１のスラリー状物（Ｄ）を得た。第１のスラリー状物（Ｄ）は、フラーレンが溶解したＴＭＢ（Ａ）、つまり、第１の抽出液（Ｂ）と、ＴＭＢに不溶な第１の不溶性物質（Ｃ）とからなる。ＴＭＢ（Ａ）は、Ｃ６０の溶解度が１ｇ／Ｌ以上であるので、煤状物質（Ｘ）中のフラーレンを十分に抽出することができる。なお、ＴＭＢ（Ａ）は、煤状物質（Ｘ）の重量に対し、４〜２００重量倍量を混合している。
【００５３】
（第２工程）
フラーレンの製造装置１０は、第１のスラリー状物（Ｄ）を分離する装置の一例である第１の連続加圧式濾過機１５を有している。第１の連続加圧式濾過機１５で第１のスラリー状物（Ｄ）から第１の不溶性物質（Ｃ）を濾過して、第１の抽出液（Ｂ）を得る。この際に分離される第１の残渣（Ｅ）は、第１の抽出液の一部（Ｂ′）が付着した第１の不溶性物質（Ｃ）である。
【００５４】
ここで、従来のフラーレンの製造方法では、第１のスラリー状物（Ｄ）から分離した第１の抽出液（Ｂ）のみからフラーレンを回収していた。しかしながら、第１のスラリー状物（Ｄ）から分離した第１の残渣（Ｅ）は、濾過された第１の不溶性物質（Ｃ）の重量に対して４〜５倍の重量の第１の抽出液（Ｂ′）を有している。本実施の形態では、この第１の不溶性物質（Ｃ）に付着している第１の抽出液（Ｂ′）中のフラーレンを回収し、煤状物質（Ｘ）中のフラーレンを高収率で得ることを目的としている。
【００５５】
（第３工程）
フラーレンの製造装置１０は、第１の連続加圧式濾過機１５から分離された第１の残渣（Ｅ）と第２の抽出溶媒の一例であるＴＭＢ（Ｆ）とを混合する第２の抽出槽１６を有している。なお、ＴＭＢ（Ｆ）は、第１の抽出溶媒であるＴＭＢ（Ａ）と同じ抽出溶媒槽１３から供給されている。第２の抽出槽１６内では、第１の残渣（Ｅ）とＴＭＢ（Ｆ）とが混合され、第１の残渣（Ｅ）中のフラーレンが溶解しているＴＭＢ、つまり、第２の抽出液（Ｇ）とＴＭＢに不溶な第２の不溶性物質（Ｈ）とからなる第２のスラリー状物（Ｉ）が得られる。
【００５６】
（第４工程）
更に、フラーレンの製造装置１０は、第２のスラリー状物（Ｉ）を分離する装置の一例である第２の連続加圧式濾過機１７を有している。第２の連続加圧式濾過機１７で第２のスラリー状物（Ｉ）から第２の不溶性物質（Ｈ）を濾過して、第２の抽出液（Ｇ）を得る。この際に分離される第２の残渣（Ｊ）は、第２の抽出液の一部（Ｇ′）が付着した第２の不溶性物質（Ｈ）である。
【００５７】
以下、第２工程で得られた第１の抽出液（Ｂ）及び第４工程で得られた第２の抽出液（Ｇ）からフラーレンを回収する方法について説明する。
フラーレンの製造装置１０は、第２工程で得られた第１の抽出液（Ｂ）と第４工程で得られた第２の抽出液（Ｇ）とを混合した第４の抽出液（Ｋ）を濃縮し、ＴＭＢの溶解度に対して、０．２〜６重量倍量（好ましくは、０．５〜２重量倍量）、つまり、３．６〜１０８．０ｇ／Ｌ（好ましくは、９．０〜３６．０ｇ／Ｌ）のフラーレン濃度の濃縮液（Ｌ）とする濃縮器１８を有している。濃縮器１８には、第４の抽出液（Ｋ）を加熱する図示しない加熱手段と濃縮器１８内を減圧する図示しない減圧手段とが設けられ、第４の抽出液（Ｋ）中のＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）を減圧下で加熱して蒸発させ、第４の抽出液（Ｋ）を濃縮し、濃縮液（Ｌ）としている。ここで、なお、蒸発したＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）は抽出溶媒槽１３に再び貯留され、再使用される。
【００５８】
更に、フラーレンの製造装置１０は、フラーレンが不溶又は難溶、つまり、Ｃ６０の溶解度が０．１ｇ／Ｌ以下の極性溶媒である貧溶媒の一例であるイソプロピルアルコール（isopropyl alcohol 。以下、ＩＰＡ（Ｍ）という）を貯留する貧溶媒槽１９を有している。ここで、ＩＰＡは、Ｃ６０の溶解度が、約０．００７ｇ／Ｌである。また、フラーレンの製造装置１０は、濃縮器１８から供給される濃縮液（Ｌ）と貧溶媒槽１９から供給されるＩＰＡ（Ｍ）とを混合し、ＩＰＡ（Ｍ）に不溶なフラーレンを析出させる結晶化槽２０を有している。ＩＰＡ（Ｍ）は、濃縮液（Ｌ）に対して０．１〜２０重量倍量、好ましくは１〜２０重量倍量を混合する。なお、貧溶媒の添加の方法は任意であるが、徐々に添加することが好ましい。
【００５９】
ここで、結晶化槽２０内への貧溶媒の添加によって、ＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）及びＩＰＡ（Ｍ）とフラーレン析出物（Ｎ）を有するスラリー状物（Ｏ）を得る。フラーレンの製造装置１０は、スラリー状物（Ｏ）を分離する装置の一例である第３の連続加圧式濾過機２１を有している。第３の連続加圧式濾過機２１でスラリー状物（Ｏ）からフラーレン析出物（Ｎ）を濾過する。
【００６０】
更に、フラーレンの製造装置１０は、このフラーレン析出物（Ｎ）を乾燥する第１の円錐型リボン撹拌乾燥機２２を有し、第１の円錐型リボン撹拌乾燥機２２によって、フラーレン析出物（Ｎ）中のＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）及びＩＰＡ（Ｍ）を除去して、フラーレン（Ｐ）を得る。
【００６１】
フラーレンの製造装置１０は、第３の連続加圧式濾過機２１及び第１の円錐型リボン撹拌乾燥機２２によってそれぞれ除去されたＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）及びＩＰＡ（Ｍ）を分留する減圧蒸留器２３を有し、１０００〜３００００Ｐａ、例えば、３０００Ｐａの圧力まで減圧し、５５℃で加熱してＩＰＡ（Ｍ）を分留し、更に１２７℃まで加熱してＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）を分留する。分留されたＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）は抽出溶媒槽１３へ、またＩＰＡ（Ｍ）は貧溶媒槽１９へ再び貯留されて再使用される。
【００６２】
フラーレンの製造装置１０は、第２の残渣（Ｊ）からＴＭＢ（Ｆ）を除去し、第２の不溶性物質（Ｈ）に含まれる煤残留物（Ｑ）を固体として得る第２の円錐型リボン撹拌乾燥機２４を有している。なお、第２の円錐型リボン撹拌乾燥機２４によって除去されたＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）は抽出溶媒槽１３へ再び貯留されて再使用される。
煤残留物（Ｑ）は、元素分析による炭素含有量が通常９０重量％以上、好ましくは、更に好ましくは９８重量％以上であり、カーボンブラックと同様に、例えば、水酸基、カルボキシル基等の官能基を少量含む炭素材料を有する。また、この炭素材料は、アモルファス構造であり、真密度が低く、抵抗性が高く、帯電性に優れ、熱伝導性が低いという性質を有する有用な材料である。
【００６３】
図１を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るフラーレンの製造方法について説明する。なお、操作は不活性ガスである窒素ガス中で行っている。
第２の実施の形態では、前記した第１の実施の形態の第４工程で得られた第２の残渣（Ｊ）を、再び第２の抽出槽１６に戻し（図中破線で示す）、抽出溶媒槽１３から第３の抽出溶媒（この実施の形態では、第２の抽出溶媒と同一）であるＴＭＢ（Ｆ）を供給して、第２の残渣（Ｊ）とＴＭＢ（Ｆ）と混合して第３のスラリー状物とし、第２の残渣（Ｊ）中のフラーレンをＴＭＢ（Ｆ）に溶解させた第３の抽出液を生成させ、第２の連続加圧式濾過機１７で第３の抽出液を分離して、これを濃縮器１８に供給して、第２の残渣（Ｊ）に残存するフラーレンを回収する点が、第１の実施の形態と異なっている。なお、第２の連続加圧式濾過機１７で分離された第３の残渣にフラーレンが残存する場合には、更に抽出操作を繰り返してもよい。なお、第２の残渣（Ｊ）を図示しない抽出槽に供給し、ＴＭＢを混合して、第２の残渣（Ｊ）に残存するフラーレンを抽出してもよい。
【実施例】
【００６４】
（実施例１）
フラーレンの製造装置１０において、燃焼炉１２内で炭素含有化合物の一例であるトルエンと純酸素とをモル比１対３の気相化で混合し、５．３２ｋＰａでトルエンを不完全燃焼させて煤状物質（Ｘ）を得た。煤状物質（Ｘ）中の第１の抽出溶媒（ＴＭＢ（Ａ））に溶解するフラーレンの含有量を、高速液体クロマトグラフィで測定した。その結果、煤状物質（Ｘ）にはＣ６０を主成分とするフラーレンが１８．０重量％含有されていた。
【００６５】
この煤状物質（Ｘ）３００ｋｇ（フラーレン５４ｋｇを含む。残りは炭素系高分子（煤残留物））とＴＭＢ（Ａ）４０００ｋｇとを第１の抽出槽１４内に供給し、４０℃で３０分間撹拌翼で撹拌しながら混合した。第１の抽出槽１４内で、煤状物質（Ｘ）中のフラーレンはＴＭＢ（Ａ）に溶解し、煤状物質（Ｘ）中の炭素系高分子等の第１の不溶性物質（Ｃ）はＴＭＢ（Ａ）に溶解せず、フラーレンが溶解したＴＭＢ、つまり、第１の抽出液（Ｂ）と第１の不溶性物質（Ｃ）とからなる第１のスラリー状物（Ｄ）が得られる。
【００６６】
次に、得られた第１のスラリー状物（Ｄ）を、濾過面積が１ｍ2 である第１の連続加圧式濾過機１５によって、第１の抽出液（Ｂ）と、第１の抽出液の一部（Ｂ′）が付着した第１の不溶性物質（Ｃ）からなる第１の残渣（Ｅ）とに濾別する。
なお、第１の残渣（Ｅ）には、濾過された第１の不溶性物質（Ｃ）、つまり、煤状物質（Ｘ）中の不溶成分がおよそ２５０ｋｇ含まれ、更にこの第１の不溶性物質（Ｃ）に対して４〜５倍の重量、つまり、およそ１０００〜１２５０ｋｇの第１の抽出液（Ｂ′）が付着して含まれている。
【００６７】
ここで、この第１の不溶性物質（Ｃ）に付着している第１の抽出液（Ｂ′）中のフラーレンを回収するために、第１の残渣（Ｅ）を第２の抽出槽１６に供給し、更に、第２の抽出槽１６にＴＭＢ（Ｆ）３０００ｋｇを供給し、４０℃で３０分間撹拌翼で撹拌しながら混合した。第２の抽出槽１６内では、第１の残渣（Ｅ）とＴＭＢ（Ｆ）とが混合され、第２の抽出液（Ｇ）とＴＭＢに不溶な第２の不溶性物質（Ｈ）とからなる第２のスラリー状物（Ｉ）が得られる。更に、第２のスラリー状物（Ｉ）を濾過面積が１ｍ2 である第２の連続加圧式濾過機１７で第２のスラリー状物（Ｉ）から第２の不溶性物質（Ｈ）を濾過して、第２の抽出液（Ｇ）が得られる。
【００６８】
以上で得られた第１の抽出液（Ｂ）及び第２の抽出液（Ｇ）とを濃縮器１８に供給しておよそ６１００ｋｇの第４の抽出液（Ｋ）とした。濃縮器１８内を８０℃、５．３ｋＰａとして第４の抽出液（Ｋ）をおよそ４重量倍量まで濃縮し、濃縮液（Ｌ）１５００ｋｇを得た。なお、高速液体クロマトグラフィによる測定の結果、濃縮液（Ｌ）中には、３．３重量％、つまり、４９．５ｋｇのフラーレンが含まれていた。また、濃縮器１８で、除去されたおよそ４６００ｋｇのＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）は、抽出溶媒槽１３に供給して、再利用できる。
【００６９】
次に、濃縮液（Ｌ）１５００ｋｇを結晶化槽２０に供給し、結晶化槽２０内を５０℃に調整した。更に結晶化槽２０にＩＰＡ（Ｍ）６０００ｋｇを３時間かけて徐々に添加し、撹拌翼で撹拌しながら混合した。結晶化槽２０内へのＩＰＡ（Ｍ）の添加によって、ＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）及びＩＰＡ（Ｍ）とフラーレン析出物（Ｎ）とを有するスラリー状物（Ｏ）を得る。このスラリー状物（Ｏ）を濾過面積が０．７ｍ2 である第３の連続加圧式濾過機２１によって、スラリー状物（Ｏ）から濾別して、フラーレン析出物（Ｎ）８０ｋｇを得る。更に、このフラーレン析出物（Ｎ）を第１の円錐型リボン撹拌乾燥機２２で１３０℃、０．３ｋＰａで２５時間乾燥し、フラーレン析出物（Ｎ）に付着しているＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）及びＩＰＡ（Ｍ）を除去して、固体のフラーレン（Ｐ）４８．４ｋｇを得る。初期の煤状物質（Ｘ）に含まれるフラーレン（５４ｋｇ）からの回収率は、８９．６％であった。
【００７０】
第３の連続加圧式濾過機２１及び第１の円錐型リボン撹拌乾燥機２２によってそれぞれ除去されたＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）及びＩＰＡ（Ｍ）を減圧蒸留器２３によって、３０００Ｐａの圧力まで減圧して、５５℃で加熱してＩＰＡ（Ｍ）を分留し、更に１２７℃まで加熱してＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）を分留した。分留されたＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）は抽出溶媒槽１３へ、またＩＰＡ（Ｍ）は貧溶媒槽１９へ再び貯留して、再使用可能である。
【００７１】
また、第２の連続式加圧濾過機１７によって分離された第２の残渣（Ｊ）を第２の円錐型リボン撹拌乾燥機２４で１８０℃、０．３ｋＰａで３０時間乾燥し、第２の不溶性物質（Ｈ）に含まれる煤残留物（Ｑ）を固体として、およそ２５０ｋｇを得た。煤残留物（Ｑ）は、元素分析による炭素含有量が通常９０重量％以上、好ましくは、更に好ましくは９８重量％以上であり、カーボンブラックと同様に、例えば、水酸基、カルボキシル基等の官能基を少量含む炭素材料を有し、この炭素材料は、アモルファス構造であり、真密度が低く、抵抗性が高く、帯電性に優れ、熱伝導性が低いという性質を有する有用な材料である。なお、第２の円錐型リボン撹拌乾燥機２４によって除去されたＴＭＢ（Ａ＋Ｆ）は抽出溶媒槽１３へ再び貯留して、再使用可能である。
【００７２】
（実施例２）
前記した実施例１において、第２の連続式加圧濾過機１７によって分離された第２の残渣（Ｊ）を再び第２の抽出槽１６に供給し、更に、第２の抽出槽１６にＴＭＢ（Ｆ）３０００ｋｇを供給し、４０℃で３０分間撹拌翼で撹拌しながら混合して第３のスラリー状物を生成した。第２の抽出槽１６内では、第２の残渣（Ｅ）とＴＭＢ（Ｆ）とが混合され、第２の残渣（Ｅ）に残存するフラーレンがＴＭＢ（Ｆ）に溶解する。このフラーレンが溶解した第３の抽出液を、第１の抽出液（Ｂ）及び第２の抽出液（Ｇ）と共に、濃縮器１８に供給した。この抽出液は、およそ９０００ｋｇであり、濃縮器１８内を８０℃、５．３ｋＰａとしておよそ６重量倍量まで濃縮して、１５００ｋｇの濃縮液を得た。
【００７３】
更に、実施例１と同様に結晶化槽２０で、フラーレン析出物を含むスラリー状物とし、更に、このスラリー状物を第３の連続加圧式濾過機２１で濾過し、得られたフラーレン析出物を第１の円錐型リボン撹拌乾燥機２２で１３０℃、０．３ｋＰａで２５時間乾燥し、固体のフラーレン５１．５ｋｇを得た。このフラーレンは、初期の煤状物質（Ｘ）に含まれるフラーレン（５４ｋｇ）からの回収率が、９５．３％であった。第２の残渣（Ｊ）中に残存するフラーレンを回収することにより、煤状物質（Ｘ）中のフラーレンを更に回収率を高めることができた。
【００７４】
（実施例３）
前記した実施例１において、第１の抽出槽１４に供給するＴＭＢ（Ａ）を６０００ｋｇとした。これによって、濃縮器１８に供給される第２の抽出液（Ｇ）が８１００ｋｇとなり、およそ５重量倍量まで濃縮して、１５００ｋｇの濃縮液を得たことが異なっている。実施例３によって得られた固体のフラーレンは、４９．７ｋｇであり、初期の煤状物質（Ｘ）に含まれるフラーレン（５４ｋｇ）からの回収率は、９２．０％であった。第１の抽出溶媒槽１４に供給するＴＭＢ（Ａ）の量が多くなるとＴＭＢ（Ａ）に溶解されるフラーレンの量が多くなるので、より多くフラーレンを回収することができる。
【００７５】
（比較例１）
第１の連続加圧式濾過機１５で分離した第１の抽出液（Ｂ）のみからフラーレンを回収した。ここで、濃縮器１８に供給される第１の抽出液（Ｂ）はおよそ３０００ｋｇであり、これをおよそ５重量倍量まで濃縮し、１５００ｋｇの濃縮液を得て、更なる工程により固体のフラーレン３６．６ｋｇを得た。このフラーレンは、初期の煤状物質（Ｘ）に含まれるフラーレン（５４ｋｇ）からの回収率が、６７．８％であった。これによって、第１の連続加圧式濾過機１５で分離した第１の残渣（Ｅ）中にかなりのフラーレンが残存していることがわかった。
【００７６】
本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のフラーレンの製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００７７】
例えば、前記実施の形態のフラーレンの製造方法において、第１及び第２の抽出溶媒をＴＭＢとしたが、Ｃ６０の溶解度が、１ｇ／Ｌ以上の溶媒であればよく、ＴＭＢの他に、トルエン、ｏ−キシレンが好適に使用される。また、貧溶媒をＩＰＡとしたが、Ｃ６０の溶解度が０．１ｇ／Ｌであればよく、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール等が好ましく、中でもメタノールが好ましい。
【００７８】
また、前記実施の形態では連続加圧式濾過機を使用したが、減圧濾過機、遠心分離機を使用でき、更にこれらを組み合わせて使用できる。第２の残渣をＴＭＢと混合して、第２の残渣中のフラーレンを抽出したが、更に濾過後の残渣をＴＭＢと混合して、残存するフラーレンを抽出して回収することもできる。フラーレンの製造装置での操作は、不活性ガス（窒素ガス）中で行ったが、アルゴン等の不活性ガスを使用してもよく、酸素遮断下で行うのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るフラーレンの製造方法を適用したフラーレンの製造装置の説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０：フラーレンの製造装置、１１：煤状物質槽、１２：燃焼炉、１３：抽出溶媒槽、１４：第１の抽出槽、１５：第１の連続加圧式濾過機、１６：第２の抽出槽、１７：第２の連続加圧式濾過機、１８：濃縮器、１９：貧溶媒槽、２０：結晶化槽、２１：第３の連続加圧式濾過機、２２：第１の円錐型リボン撹拌乾燥機、２３：減圧蒸留器、２４：第２の円錐型リボン撹拌乾燥機
【図１】
2005272237.tif 000003