JP5921400B2 - カーボンナノチューブの製造装置 - Google Patents
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Description
上記加熱室内に基板の下面または上面を加熱する加熱装置を配置するとともに基板の上方位置または下方位置に原料ガスを基板表面に供給し得る原料ガス供給領域部を有するガス案内体を配置し、
上記ガス案内体における原料ガス供給領域部の周囲に不活性ガスを供給し得る不活性ガス供給手段を配置し、
且つ熱CVD時に、上記加熱装置により基板を加熱しその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲内となるようにするとともに上記不活性ガス供給手段より不活性ガスを供給して原料ガス供給領域部の周囲の基板の表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲外となるようにしたものである。
上記加熱室内に基板の下面または上面を加熱する加熱装置を配置するとともに基板の上方位置または下方位置に原料ガスを基板表面に供給し得る原料ガス供給領域部を有するガス案内体を配置し、
且つ熱CVD時に、上記加熱装置により基板を加熱しその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲よりも高くなるようにしておき、加熱室内に供給される原料ガスにより基板を冷却してその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲内となるようにしたものである。
実施例1に係るカーボンナノチューブの製造装置は、帯状の基板を、順次、加熱室内に移動させて、当該基板の上面に、所定長さ間隔でもってカーボンナノチューブを熱CVD法(熱化学気相成長法)を用いて形成するものである。
この製造装置には、図1および図2に示すように、炉本体2内にカーボンナノチューブを形成するための細長い処理用空間部が設けられて成る加熱炉1が具備されており、この炉本体2内に設けられた処理用空間部は、所定間隔おきに配置された区画壁3により、複数の、例えば5つの部屋に区画されて(仕切られて)いる。
そして、基板回収室15では、基板Kの下面(裏面)に保護フィルムが貼り付けられ、この保護フィルムが貼り付けられたステンレス鋼板である基板Kが巻取りロール17に巻き取られる。なお、基板Kの下面に保護フィルムを貼り付けるようにしているのは、基板Kを巻き取った際に、その内側に巻き取られる基板Kに形成されたカーボンナノチューブを保護するためである。
このガス案内体21には、図3および図4に示すように、基板Kの表面に且つカーボンナノチューブの生成領域に原料ガスを供給するための原料ガス供給領域部(原料ガス供給開口部ともいえる)21aと、基板Kの表面で且つカーボンナノチューブの非生成領域に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給領域部(不活性ガス供給開口部ともいえる)21bとが具備されている。
まず、巻出しロール16から基板Kを引き出し、前処理室12、加熱室13および後処理室14における各区画壁3の連通用開口部3a(4a)を挿通させ、その先端を巻取りロール17に巻き取らせる。このとき、基板Kは支持台51により支持されているため、少しの張力でもって真っ直ぐな水平面に維持されている。
一方、不活性ガス供給領域部21bでは、温度が低くされた不活性ガスの供給により、基板Kの表面が生成可能温度より低くされ(つまり、冷却され)、したがってカーボンナノチューブが生成することはない。
なお、所定時間が経過して所定高さのカーボンナノチューブが得られると、同じく、所定長さだけ移動されて、このカーボンナノチューブが形成された基板Kが後処理室14内に移動される。
後処理が済むと、基板Kは製品回収室15内に移動されて、巻取りロール17に巻き取られる。すなわち、カーボンナノチューブが形成された基板Kが製品として回収されることになる。なお、カーボンナノチューブが形成された基板Kが全て巻取りロール17に巻き取られると、外部に取り出されることになる。
上記加熱室内に基板の下面または上面を加熱する加熱装置を配置するとともに基板の上方位置または下方位置に原料ガスを基板表面に供給し得る原料ガス供給領域部を有するガス案内体を配置し、
且つ熱CVD時に、上記加熱装置により基板を加熱しその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲よりも高くなるようにしておき、加熱室内に供給される原料ガスにより基板を冷却してその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲内となるようにしたものである。
上述した実施例1では、ガス案内体を基板の上方に配置したが、本実施例2に係る製造装置では、ガス案内体を基板の下方に配置したものであり、基本的には実施例1と同様の構成であるため、ここでは簡単に説明する。
なお、本実施例2においては、基板Kの全面を支持する支持台は設けられないが、その左右の端縁を支持する細長くされた左右の縁部支持板51′が設けられている。
また、実施例1の場合と同様に、加熱装置の発熱体については、基板の上方または下方に配置することができる。
上述した実施例2では、ガス案内体を基板の下方に配置するとともに、このガス案内体に、原料ガスを所定領域に導く原料ガス供給領域部と、不活性ガスを導く不活性ガス供給領域部とを設けたものとして説明したが、本実施例3では、原料ガスを下方から供給するとともに、不活性ガスを基板の上方から供給するようにしたものである。
本実施例3についても、上述した実施例1および実施例2の製造装置と同様の効果が得られる。
2 炉本体
13 加熱室
21 ガス案内体
21′ ガス案内体
21″ ガス案内体
21a 原料ガス供給領域部
21′a 原料ガス供給領域部
21″a 原料ガス供給領域部
21b 不活性ガス供給領域部
21′b 不活性ガス供給領域部
31 真空装置
32 加熱装置
33 原料ガス供給装置
34 不活性ガス供給装置
41 原料ガス供給用ノズル
42 ガス供給管
43 原料ガス供給部
46 不活性ガス供給管
47 ガス配管
48 不活性ガス供給部
51 支持台
52 スペーサ
56 吸引用ノズル
57 接続管
58 真空ポンプ
61 ガス排出装置
62 真空ポンプ
64 ガス吸引部
71 発熱体
72 電気配線
73 電源装置
81 保護板材
91 保護部材
Claims (2)
- 炉本体内に設けられた加熱室内に炭素を含む原料ガスを供給するとともに触媒が塗布された基板を当該加熱室内に導き、熱CVD法によりカーボンナノチューブを形成するための加熱炉を具備するカーボンナノチューブの製造装置であって、
上記加熱室内に基板の下面または上面を加熱する加熱装置を配置するとともに基板の上方位置または下方位置に原料ガスを基板表面に供給し得る原料ガス供給領域部を有するガス案内体を配置し、
上記ガス案内体における原料ガス供給領域部の周囲に不活性ガスを供給し得る不活性ガス供給手段を配置し、
且つ熱CVD時に、上記加熱装置により基板を加熱しその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲内となるようにするとともに上記不活性ガス供給手段より不活性ガスを供給して原料ガス供給領域部の周囲の基板の表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲外となるようにしたことを特徴とするカーボンナノチューブの製造装置。 - 炉本体内に設けられた加熱室内に炭素を含む原料ガスを供給するとともに触媒が塗布された基板を当該加熱室内に導き、熱CVD法によりカーボンナノチューブを形成するための加熱炉を具備するカーボンナノチューブの製造装置であって、
上記加熱室内に基板の下面または上面を加熱する加熱装置を配置するとともに基板の上方位置または下方位置に原料ガスを基板表面に供給し得る原料ガス供給領域部を有するガス案内体を配置し、
且つ熱CVD時に、上記加熱装置により基板を加熱しその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲よりも高くなるようにしておき、加熱室内に供給される原料ガスにより基板を冷却してその表面温度がカーボンナノチューブの生成温度範囲内となるようにしたことを特徴とするカーボンナノチューブの製造装置。
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