JPH08268705A - Production of fullerene and device therefor - Google Patents

Production of fullerene and device therefor

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JPH08268705A
JPH08268705A JP7094527A JP9452795A JPH08268705A JP H08268705 A JPH08268705 A JP H08268705A JP 7094527 A JP7094527 A JP 7094527A JP 9452795 A JP9452795 A JP 9452795A JP H08268705 A JPH08268705 A JP H08268705A
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raw material
carbonaceous raw
counter electrode
fullerene
processing chamber
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康久 永田
Motohisa Miyauchi
元久 宮内
Seizo Miyata
清蔵 宮田
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Abstract

PURPOSE: To provide an inexpensive method and device for continuously and stably synthesizing fullerene from a carbonaceous material by an arc-discharge process in good yield and in large quantities for a long time while sufficiently excluding the factors such as oxygen, moisture, etc., inhibiting the synthesis of fullerene. CONSTITUTION: A long-sized and flexible carbonaceous material 2 is arranged in the carbonaceous raw material feeder 1 such as creel and bobbin set in a treating chamber 6. The chamber 6 is transiently evacuated to a super-high vacuum of <=10<-2> mmHg to exclude oxygen, moisture, etc. An inert gas is then introduced into the chamber 6 to adjust the pressure in the chamber 6 to 5-500-mmHg. The atmosphere is maintained, the carbonaceous material 2 is continuously supplied closely to the counter electrode 4 set in the chamber 6, and a power is impressed between the material as an electrode and the counter electrode to generate an arc discharge. As fullerene is scattered, the fullerene is recovered from the soot accumulated in a soot receiver 5 surrounding the counter electrode 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアーク放電法を採用した
フラーレンの製造方法及びその製造装置に関し、特に、
長時間安定して炭素質原料から連続的に大量にフラーレ
ンを製造することが可能なフラーレンの製造方法及びそ
の製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fullerene manufacturing method and a manufacturing apparatus therefor, which employs an arc discharge method.
The present invention relates to a fullerene production method and a fullerene production apparatus capable of continuously producing a large amount of fullerenes stably from a carbonaceous raw material for a long time.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラーレンは、炭素原子のみで構成され
た球状分子の総称であり、「サッカーボール状分子」と
形容されるように、例えば60個の炭素原子がサッカー
ボールの各頂点に配列・結合し、中空の球状分子を形成
したものが知られている。
2. Description of the Related Art Fullerene is a general term for spherical molecules composed of only carbon atoms. For example, 60 carbon atoms are arranged at each vertex of a soccer ball so that it can be described as a "soccer ball-like molecule". It is known that they are bonded to each other to form a hollow spherical molecule.

【0003】フラーレンは1985年にその存在が確認
されて以後、種々の合成法が検討されてきた。その原料
として天然黒鉛を代表とする炭素質原料が用いられ、こ
れを3000℃以上の高温加熱で分解・昇華させ原子状
炭素とし、これらが再結合してフラーレンが生成される
といわれている。炭素質原料からのフラーレンの製造に
おける高温加熱の方法としては、従来、レーザーによる
アブレーション法、抵抗加熱法、高周波誘導加熱法、ア
ーク放電法或いはこれらの組み合わせた方法等による多
くの提案がなされている。
Since the existence of fullerenes was confirmed in 1985, various synthetic methods have been studied. A carbonaceous raw material typified by natural graphite is used as the raw material, and it is said that the carbonaceous raw material is decomposed and sublimated by heating at a high temperature of 3000 ° C. or higher to form atomic carbon, and these are recombined to form fullerene. As a method for high temperature heating in the production of fullerenes from carbonaceous raw materials, many proposals have been conventionally made by laser ablation method, resistance heating method, high frequency induction heating method, arc discharge method or a combination thereof. .

【0004】フラーレンの製造方法の中でも、アーク放
電法による高温を利用したフラーレンの製造方法は、不
活性ガス雰囲気下で電極間の局所的なアーク放電によっ
て短時間で3000℃以上の高温を得ることができ、比
較的シンプルな装置で炭素質原料からフラーレンを合成
することが可能であり、しかも炭素質原料からのトータ
ル収率が1%以上と他の方法に比べ高いという利点があ
るものとして、例えば、特表平5−502213号公
報、特開平5−116925号公報等に開示されるよう
に多くの提案がなされている。
Among the fullerene production methods, the fullerene production method utilizing high temperature by the arc discharge method is to obtain a high temperature of 3000 ° C. or higher in a short time by local arc discharge between electrodes in an inert gas atmosphere. It is possible to synthesize fullerenes from carbonaceous raw materials with a relatively simple apparatus, and the total yield from carbonaceous raw materials is 1% or more, which is higher than other methods. For example, many proposals have been made as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-502213 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-116925.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記特表平5−502
213号公報には、排気した処理室中で、大気圧以下の
約50〜400トルの圧力で行うアーク放電法によるフ
ラーレン製造の基本的な技術が開示されている。しかし
ながら、同公報の記載によれば、炭素質原料として一般
的に直径0.25インチの短尺物(長さ約1cm)のグ
ラファイト棒が使用されることが明らかにされている。
したがって、同公報に記載のものは炭素質原料が短尺で
あるため、処理室内の減圧条件を破らずに、即ち、大気
圧に戻すことなく連続的に炭素質原料を処理して大量の
フラーレンを得ることはできない。
Problems to be Solved by the Invention
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 213 discloses a basic technique for producing fullerene by an arc discharge method performed in an evacuated processing chamber at a pressure of about 50 to 400 torr below atmospheric pressure. However, according to the description of the publication, it is clarified that a graphite rod of a short length (about 1 cm in length) having a diameter of 0.25 inch is generally used as a carbonaceous raw material.
Therefore, since the carbonaceous material described in the publication is short, the carbonaceous material is continuously processed without breaking the depressurization condition in the processing chamber, that is, without returning to the atmospheric pressure, and a large amount of fullerene is obtained. Can't get

【0006】あえて、この方法を拡張して大量にフラー
レンを製造することを試みたと仮定して、例えば、炭素
質原料を短尺から長尺状のグラファイト棒に代えたとし
ても、同炭素質原料が剛直な長尺状のグラファイト棒で
あるため、その炭素質原料を収容するために炭素質原料
の大きさに見合った大型の処理室が必要となる等の問題
があり、コスト的に不利となる。また、たとえ処理室を
大型化し、このような長尺グラファイト棒を炭素質原料
として使用して大量にアーク放電処理する場合でも、対
極に蓄積し成長するナノチューブ等を含んだ黒鉛物質か
らなる堆積物によって放電が不安定になるため、放電電
流等が変動し、したがって炭素質原料から安定してフラ
ーレンを製造することが難しく、結果的にフラーレンの
収率を低下させるため好ましくない。
On the assumption that an attempt was made to expand this method to produce fullerenes in large quantities, for example, even if the carbonaceous raw material is replaced with a graphite rod of short length to long length, the same carbonaceous raw material is produced. Since it is a rigid long graphite rod, there is a problem that a large processing chamber corresponding to the size of the carbonaceous raw material is needed to accommodate the carbonaceous raw material, which is a cost disadvantage. . In addition, even if the processing chamber is enlarged and a long graphite rod is used as a carbonaceous raw material for a large amount of arc discharge treatment, a deposit made of a graphite substance containing nanotubes that grow by accumulating on the counter electrode. Since the discharge becomes unstable, the discharge current and the like fluctuate, and thus it is difficult to stably produce fullerene from a carbonaceous raw material, and as a result, the yield of fullerene is reduced, which is not preferable.

【0007】また、前記特開平5−116925号公報
には、炭素質原料として長尺状の炭素繊維ワイヤを用
い、連続的にこの炭素質原料を供給してアーク放電処理
を行うことによりフラーレンを製造する方法が示されて
おり、この方法は大量にフラーレンを得ることが可能で
あるとしている。しかしながら、同公報に記載の方法
は、長尺状の炭素繊維ワイヤが処理室外に設置され、そ
こから処理室内へ導入されているため、炭素繊維ワイヤ
導入口において、処理室内に外気からの酸素や空気が侵
入する等のリークが生じやすく、或いは炭素繊維束内の
空間に内包したりその表面に残存する酸素や水分等が処
理室内へ同伴されることがあるので、同公報に記載の方
法では、酸素や水分等のフラーレン合成を阻害する成分
を処理室内から十分に排除することができず、これらの
成分の影響でフラーレンの合成収率を上げることができ
ないという問題があった。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-116925, a long carbon fiber wire is used as a carbonaceous raw material, and the carbonaceous raw material is continuously supplied to carry out arc discharge treatment to produce fullerenes. A manufacturing method is shown, and it is said that this method makes it possible to obtain fullerenes in large quantities. However, in the method described in the publication, since a long carbon fiber wire is installed outside the processing chamber and is introduced into the processing chamber from there, oxygen from the outside air in the processing chamber is introduced into the processing chamber at the carbon fiber wire inlet. Leakage such as intrusion of air is likely to occur, or oxygen or moisture remaining on the surface of the carbon fiber bundle or contained in the space may be entrained in the processing chamber. Therefore, in the method described in the publication, However, there is a problem in that components that inhibit fullerene synthesis, such as oxygen and water, cannot be sufficiently removed from the processing chamber, and the synthesis yield of fullerenes cannot be increased due to the influence of these components.

【0008】また、同公報に記載の方法では炭素繊維ワ
イヤに通電し、放電を行わせる際、横方向或いは上方向
の対極に向かって炭素繊維ワイヤを供給する方法を採っ
ているため、供給の不良やワイヤ切れ等のトラブルで炭
素繊維ワイヤの自重により垂れて処理室の壁面に接触し
漏電や絶縁不良等を起こす確率が高くなり、安全面でも
問題があった。
Further, in the method described in the above publication, when the carbon fiber wire is energized and discharged, the carbon fiber wire is fed toward the counter electrode in the lateral or upward direction. Due to problems such as defects and wire breakage, there is a high probability that the carbon fiber wire will hang down due to its own weight and come into contact with the wall surface of the processing chamber to cause electric leakage, insulation failure, etc.

【0009】そこで本発明はこのような問題を解決する
ために、アーク放電法により炭素質原料からフラーレン
を合成するのに、酸素、水分等のフラーレンの合成を阻
害する要因を十分に排除することができ、長時間安定し
て炭素質原料から連続的に大量にフラーレンを製造する
ことが可能で、さらにフラーレンの合成収率がよく、且
つ安価な製造方法及びその製造装置を提供することを目
的とする。
Therefore, in order to solve such a problem, the present invention sufficiently eliminates the factors that inhibit the synthesis of fullerenes such as oxygen and water when synthesizing fullerenes from a carbonaceous raw material by the arc discharge method. It is possible to produce a fullerene in a large amount continuously from a carbonaceous raw material stably for a long time, and further, a fullerene synthesis yield is good, and an inexpensive production method and its production apparatus are provided. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した問題点を解決す
るために、本発明の長時間連続して製造可能なフラーレ
ンの製造方法は、処理室内に長尺状の柔軟な炭素質原料
を配置し、(2)該処理室内を一旦10-2mmHg以下
の超高真空にし、(3)該処理室内に不活性ガスを導入
して処理室内の圧力を5mmHg〜500mmHgに調
整し、(4)該処理室内に設置された対極の方へ接近さ
せるように前記炭素質原料を連続的に供給して前記炭素
質原料を電極として両極間に電力を印加してアーク放電
を行わせることにより炭素質原料からフラーレンを製造
することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing fullerene which can be continuously produced for a long time according to the present invention has a long and flexible carbonaceous raw material arranged in a processing chamber. Then, (2) the inside of the processing chamber is once brought to an ultrahigh vacuum of 10 -2 mmHg or less, (3) an inert gas is introduced into the processing chamber to adjust the pressure in the processing chamber to 5 mmHg to 500 mmHg, (4) The carbonaceous raw material is continuously supplied so as to approach the counter electrode installed in the processing chamber, and the carbonaceous raw material is used as an electrode to apply electric power between both electrodes to cause an arc discharge to produce a carbonaceous material. It is characterized in that fullerene is produced from raw materials.

【0011】また本発明の長時間連続して製造可能なフ
ラーレンの製造装置は、(1)長尺状の柔軟な炭素質原
料を配置し供給することができる炭素質原料供給装置、
該炭素質原料を対極上の任意の位置へ導くことができる
搬送装置、前記炭素質原料の先端に対向して設置される
回転可能な前記対極、及び該対極の周囲に設置されたス
ス受けを、密閉可能な処理室の内部に有し、(2)該処
理室を構成する壁には、処理室内のガスを排気して処理
室内の酸素及び水分を除去することができる真空装置に
連絡されている排気口と、処理室外部から処理室内部へ
不活性ガスを導入することができる不活性ガス導入口が
設置され、(3)該処理室は、前記炭素質原料と対極に
電力を印加したときに発生するアークによりプラズマが
生成されるように構成されていることを特徴とする。
The fullerene production apparatus of the present invention, which can be continuously produced for a long time, includes (1) a carbonaceous raw material supply device capable of arranging and supplying a long flexible carbonaceous raw material,
A transport device that can guide the carbonaceous raw material to any position on the counter electrode, the rotatable counter electrode that is installed so as to face the tip of the carbonaceous raw material, and a soot receiver that is installed around the counter electrode. A vacuum device capable of removing oxygen and moisture in the processing chamber by exhausting gas in the processing chamber is provided on a wall which is provided inside the hermetically sealed processing chamber and (2) which constitutes the processing chamber. And an inert gas inlet for introducing an inert gas from the outside of the processing chamber into the inside of the processing chamber are installed. (3) The processing chamber applies power to the carbonaceous raw material and a counter electrode. It is characterized in that plasma is generated by an arc generated at the time.

【0012】本発明において「フラーレン」とは、
60、C70、C78等の球状乃至略球状の閉じた炭素クラ
スタをいい、通常はC60やC70が主体である。
In the present invention, "fullerene" means
It refers to a spherical or substantially spherical closed carbon cluster such as C 60 , C 70 , and C 78 , and usually C 60 and C 70 are the main constituents.

【0013】本発明において「長尺物」とは、1m以上
の長さのものを言う。
In the present invention, "long product" refers to a product having a length of 1 m or more.

【0014】本発明において「長時間」とは前記長尺物
の原料が最後まで連続して処理可能な時間の範囲を言
う。
In the present invention, "long time" means a range of time in which the raw material of the long product can be continuously processed to the end.

【0015】本発明において使用される「炭素質原料」
には、柔軟性のある長尺状の炭素質原料が使用され、具
体的には、炭素繊維束、炭素フィルム、炭素棒、及び炭
素状パウダーを一種又は二種以上複合させたものが使用
される。前記炭素繊維束には、炭素繊維を数十から数百
本引き揃えて束にしたものが使用できる。前記炭素繊維
束や炭素フィルム自体はそのままで長尺状の柔軟性のあ
る性質を有するため、単独で使用可能である。
"Carbonaceous raw material" used in the present invention
A flexible long carbonaceous raw material is used, and specifically, a carbon fiber bundle, a carbon film, a carbon rod, and a mixture of one or more carbonaceous powders are used. It For the carbon fiber bundle, a bundle of dozens or hundreds of carbon fibers may be used. Since the carbon fiber bundle and the carbon film itself have a long and flexible property, they can be used alone.

【0016】炭素質原料として二種以上のものを複合し
て使用する場合には、例えば、炭素棒や炭素状パウダー
を長尺状の柔軟性のある炭素質原料に複合させることに
より、さらに具体的には、長尺状の炭素繊維の組紐の中
に炭素質のパウダー或いは短尺状の炭素棒を充填した
り、長尺状の炭素フィルムに炭素繊維を絡めたり、さら
に別の例として、長尺状の炭素フィルムに炭素質のパウ
ダーや短尺状の炭素棒を包み込むことにより、柔軟性の
ある長尺状の炭素質原料として用いることができる。こ
れらの本発明における炭素質原料は、クリールやボビン
等の炭素質原料供給装置にコンパクトに巻ける程度に柔
軟なものである。
When two or more kinds of carbonaceous raw materials are used in combination, for example, a carbon rod or carbonaceous powder is combined with a long and flexible carbonaceous raw material to more specifically For example, a long carbon fiber braid is filled with carbonaceous powder or a short carbon rod, or a long carbon film is entangled with carbon fibers. By enclosing a carbonaceous powder or a short carbon rod in a long carbon film, it can be used as a flexible long carbonaceous raw material. These carbonaceous raw materials in the present invention are flexible enough to be compactly wound around a carbonaceous raw material supply device such as a creel or bobbin.

【0017】本発明における炭素質原料は、体積抵抗率
が10-3Ω・cm以下、有効断面積が1mm2 以上のも
のが好適に使用される。その体積抵抗率が10-3Ω・c
mより大きいものは、炭素質原料の炭素含有率が96%
以上とはならず、黒鉛層の発達も充分でなく黒鉛性が低
い。このような炭素含有率の低い炭素質原料をフラーレ
ン製造に用いた場合、アーク放電によって得られたフラ
ーレンの収率が低下するため好ましくない。このような
原因は明確ではないが、黒鉛性の低い炭素質原料ではア
ーク放電時に原子レベルまで炭素が分解されず、比較的
大きな単位で炭素の飛散が起こるためにフラーレンの収
率が低いものと推定される。通常、2000℃以上の炭
素化処理をして得られた炭素質原料を用いることが、効
率よくフラーレンを合成する上で好ましい。
The carbonaceous raw material used in the present invention preferably has a volume resistivity of 10 −3 Ω · cm or less and an effective area of 1 mm 2 or more. The volume resistivity is 10 −3 Ω · c
The carbon content of the carbonaceous raw material is 96% if it is larger than m.
The above is not the case, the graphite layer is not sufficiently developed, and the graphitivity is low. When such a carbonaceous raw material having a low carbon content is used for the production of fullerenes, the yield of fullerenes obtained by arc discharge is reduced, which is not preferable. The reason for this is not clear, but carbonaceous raw materials with low graphitization do not decompose carbon to the atomic level during arc discharge, and carbon is scattered in relatively large units, resulting in a low fullerene yield. Presumed. Usually, it is preferable to use a carbonaceous raw material obtained by carbonizing at 2000 ° C. or higher for efficient synthesis of fullerenes.

【0018】本発明において使用される炭素質原料の有
効断面積が1mm2 以上であることが好ましい理由は、
安定した放電を確保しフラーレンの合成速度や収率等の
生産面での効率を上げるためであり、特に好ましい範囲
は、印加する電力量によって変化する。
The reason why the effective cross-sectional area of the carbonaceous raw material used in the present invention is preferably 1 mm 2 or more is
This is for ensuring a stable discharge and improving efficiency in terms of production such as fullerene synthesis rate and yield, and a particularly preferable range changes depending on the amount of electric power applied.

【0019】また、本発明における炭素質原料は、その
見かけの嵩密度が0.5g/cm3以上であることが好
ましい。その嵩密度が0.5g/cm3 未満であるとア
ーク放電時の放電の安定性が悪くなり、結果的にフラー
レンの合成効率が低下する。
The carbonaceous raw material in the present invention preferably has an apparent bulk density of 0.5 g / cm 3 or more. If the bulk density is less than 0.5 g / cm 3 , the stability of discharge during arc discharge becomes poor, and as a result, the synthesis efficiency of fullerene decreases.

【0020】次に本発明のフラーレンの製造方法を説明
する。
Next, the method for producing fullerenes of the present invention will be described.

【0021】前記した炭素質原料を、処理室内に設置さ
れた炭素質原料供給装置に保持・配置させる。本発明で
使用される炭素質原料は、柔軟性がある長尺物であるの
で、クリールやボビン等の炭素質原料供給装置にコンパ
クト且つ大量に巻きつけて保持することができる。
The above-mentioned carbonaceous raw material is held and arranged in a carbonaceous raw material supply device installed in the processing chamber. Since the carbonaceous raw material used in the present invention is a flexible and long material, it can be held in a compact and large amount around a carbonaceous raw material supply device such as a creel or bobbin.

【0022】炭素質原料が炭素質原料供給装置に保持・
配置された状態の処理室内を一旦10-2mmHg以下の
超高真空にし、次いで連続的に不活性ガスを処理室内へ
10〜1000ml/分の流量で流しながら、一方では
真空ポンプによって処理室内を排気しながら、処理室内
の圧力を5mmHg〜500mmHgの範囲内となるよ
うに調整する。
The carbonaceous raw material is held in the carbonaceous raw material supply device.
The processing chamber in the arranged state is once brought to an ultrahigh vacuum of 10 -2 mmHg or less, and then an inert gas is continuously flowed into the processing chamber at a flow rate of 10 to 1000 ml / min, while the inside of the processing chamber is vacuum pumped. While evacuating, the pressure in the processing chamber is adjusted to be in the range of 5 mmHg to 500 mmHg.

【0023】処理室内をこのように一旦10-2mmHg
以下の超高真空にすることによって、処理室内の雰囲気
ガスを反応系外へ排除して、処理室内に含まれていたフ
ラーレン合成の阻害作用をする成分、例えば、酸素や水
分を反応系外へ排除することができる。このとき、処理
室内に配置されている炭素質原料内に含まれる酸素や水
分、例えば、炭素繊維束に内包されている酸素や水分を
同時に反応系外へ排除することができる。またその後、
処理室内の圧力を5mmHg〜500mmHgのアーク
放電に適した圧力範囲となるように調整することによっ
て、アーク放電によるフラーレンの製造を効率よく行う
ことができる。
Thus, the inside of the processing chamber is once reduced to 10 -2 mmHg.
By making the following ultra-high vacuum, the atmospheric gas in the processing chamber is removed to the outside of the reaction system, and the components that inhibit the fullerene synthesis contained in the processing chamber, such as oxygen and water, are moved to the outside of the reaction system. Can be eliminated. At this time, oxygen and water contained in the carbonaceous raw material placed in the processing chamber, for example, oxygen and water contained in the carbon fiber bundle can be simultaneously excluded from the reaction system. After that,
By adjusting the pressure in the processing chamber to a pressure range suitable for arc discharge of 5 mmHg to 500 mmHg, fullerene can be efficiently produced by arc discharge.

【0024】前記処理室内へ供給される不活性ガスに
は、フラーレンの製造に阻害作用を与えないヘリウムガ
ス、アルゴンガス、クリプトンガス、窒素ガス或いはこ
れらの混合ガスが好適に用いられる。
As the inert gas supplied into the processing chamber, helium gas, argon gas, krypton gas, nitrogen gas or a mixed gas thereof which does not inhibit the production of fullerene is preferably used.

【0025】次いで、前記した雰囲気に保たれた反応室
内において、この炭素質原料を搬送装置により炭素質原
料供給装置から取り出して、処理室内に設置された対極
上へ接近させるように連続的に輸送して、この炭素質原
料と対極に対して電力を印加してアーク放電を行わせ
る。
Next, in the reaction chamber kept in the above-mentioned atmosphere, the carbonaceous raw material is taken out from the carbonaceous raw material supply device by the conveying device and continuously transported so as to approach the counter electrode installed in the processing chamber. Then, electric power is applied to the carbonaceous raw material and the counter electrode to cause arc discharge.

【0026】炭素質原料の対極上への輸送方法は、炭素
質原料供給装置より取り出した炭素質原料を、二連ロー
ラー等の炭素質原料を対極上の任意の位置へ導くことが
できる搬送装置で挟み、該搬送装置の下方に位置する対
極へ向けて輸送し、炭素質原料の自重により対極の適切
な位置に接近させるように供給する。このような本発明
における炭素質原料の対極上への供給・輸送方法は、長
尺状の炭素質原料に供給トラブルが発生した場合でも、
自重で対極上の適切な位置に接近するように設計されて
いるので、炭素質原料の輸送時に炭素質原料が電極以外
の処理室の外壁等に接触するような漏電事故等が殆どな
く、安全性が高い。
The method of transporting the carbonaceous raw material to the counter electrode is as follows. The carbonaceous raw material taken out from the carbonaceous raw material supply device can guide the carbonaceous raw material such as a double roller to an arbitrary position on the counter electrode. It is then transported to the counter electrode located below the carrier device, and supplied so that the carbonaceous raw material approaches the appropriate position of the counter electrode due to its own weight. Such a method of supplying and transporting the carbonaceous raw material to the opposite electrode in the present invention, even when a supply trouble occurs in the long carbonaceous raw material,
Since it is designed to approach an appropriate position on the counter electrode by its own weight, there is almost no electric leakage accident that the carbonaceous raw material comes into contact with the outer wall of the processing chamber other than the electrode during transportation of the carbonaceous raw material. It is highly likely.

【0027】本発明のフラーレンの製造方法において
は、前記対極を回転させることが望ましく、回転してい
る対極の回転中心とは異なる偏心した位置に向けて長尺
状の炭素質原料を連続供給しながら炭素質原料をアーク
放電により分解させることにより、対極上に副産物とし
ての堆積物を分散するように堆積させることができる。
この対極の回転のさせ方は、連続的に回転させながらア
ーク放電を行ってもよく、また断続的に回転させながら
アーク放電を行ってもよい。
In the method for producing fullerene of the present invention, it is desirable to rotate the counter electrode, and the long carbonaceous raw material is continuously supplied toward an eccentric position different from the center of rotation of the rotating counter electrode. However, by decomposing the carbonaceous raw material by arc discharge, it is possible to deposit the by-product as a dispersion on the counter electrode.
Regarding the method of rotating the counter electrode, arc discharge may be performed while continuously rotating, or arc discharge may be performed while rotating intermittently.

【0028】対極にこのような回転を行わせることによ
り、対極上に堆積する堆積物が対極上の一か所に集中し
て成長することがなく、対極上にまんべんなく堆積物を
分散させて形成することが可能となるので、堆積物が対
極の機能をなして電極間が短くなるといった堆積物の成
長が原因で生じる運転中の放電電流の変動を少なく抑え
ることができ、また堆積物の成長が原因の堆積物が処理
室の壁にふれて絶縁不良を起こすことを防止できる。そ
して、本発明はこのような不都合を極力防止できるの
で、フラーレン製造装置の放電時間を長くとれるといっ
た利点が生じ、また長時間安定して炭素質原料からアー
ク放電により効率よくフラーレンを合成することが可能
となる。
By causing the counter electrode to rotate in such a manner, the deposits deposited on the counter electrode do not concentrate and grow in one place on the counter electrode, and the deposits are uniformly dispersed and formed on the counter electrode. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the discharge current during operation caused by the growth of the deposit such that the deposit functions as a counter electrode and the distance between the electrodes is shortened. It is possible to prevent deposits caused by the above from touching the wall of the processing chamber and causing insulation failure. And since the present invention can prevent such inconvenience as much as possible, there is an advantage that the discharge time of the fullerene manufacturing apparatus can be taken long, and it is possible to efficiently synthesize fullerenes from a carbonaceous raw material by arc discharge for a long time. It will be possible.

【0029】前記対極を断続的に回転させる場合には、
対極が回転を停止しているときに両電極間に電力を印加
してフラーレンの生成を続け、対極上に堆積した堆積物
の量が一定量に到達した時点で、両電極間への電力の印
加を停止し、次いで対極の位置をずらすように一定の位
置まで回転させて、対極の回転を停止し、再度両電極間
に電力を印加してアーク放電を行ってフラーレンの生成
を行う。
When the counter electrode is rotated intermittently,
When the counter electrode stopped rotating, electric power was applied between both electrodes to continue to generate fullerenes, and when the amount of deposits deposited on the counter electrode reached a certain amount, the electric power between the electrodes was The application is stopped, and then the counter electrode is rotated to a certain position so as to be displaced, the rotation of the counter electrode is stopped, and electric power is again applied between both electrodes to perform arc discharge to generate fullerenes.

【0030】本発明で使用される長尺状の炭素質原料
は、特に、クリール、ボビン等に巻ける程度の柔軟性の
あるものが使用されるため、この炭素質原料を自重によ
り対極上へ接近させながら、アーク放電を続け連続して
対極を回転させた場合、アーク放電により炭素質原料が
堆積物の方向に引っ張られることがあり、そのため堆積
物の回転と共に炭素質原料も連動することがあるので、
このような炭素質原料の連動を避けるためには上述した
ような放電及び回転を交互に断続的に行う方法が有利で
ある。
Since the long carbonaceous raw material used in the present invention is particularly flexible enough to be wound on a creel, bobbin, etc., the carbonaceous raw material approaches the counter electrode by its own weight. When the arc discharge is continued and the counter electrode is continuously rotated while being discharged, the carbonaceous raw material may be pulled toward the deposit due to the arc discharge, and therefore the carbonaceous raw material may be interlocked with the rotation of the deposit. So
In order to avoid such interlocking of the carbonaceous raw material, it is advantageous to use the above-described method of intermittently performing discharge and rotation alternately.

【0031】本発明のフラーレン製造のための対極に用
いられる材料には、主に黒鉛板の加工品が好ましく、そ
の形と大きさは直径5cm以上の円盤状が望ましい。
The material used for the counter electrode for producing the fullerene of the present invention is preferably a processed product of a graphite plate, and its shape and size is preferably a disc shape having a diameter of 5 cm or more.

【0032】炭素質原料と対極に対して電力を印加する
方法は、例えば、炭素質原料供給装置又は搬送装置によ
り供給・搬送される炭素質原料と接触する特定の部位を
導電性材料としておき、この導電性部位を通じて炭素質
原料と対極に対して電力を印加することができる。例え
ば、炭素質原料供給装置又は二連ローラー等の搬送装置
のローラー部に通電して炭素質原料に電力を印加するこ
とができる。
The method of applying electric power to the carbonaceous raw material and the counter electrode is, for example, to set a specific portion in contact with the carbonaceous raw material supplied or conveyed by the carbonaceous raw material supply device or the conveyance device as a conductive material, Electric power can be applied to the carbonaceous raw material and the counter electrode through this conductive portion. For example, electric power can be applied to the carbonaceous raw material by energizing a roller portion of a carbonaceous raw material supply device or a conveying device such as a double roller.

【0033】炭素質原料に印加する電力としては、フラ
ーレンを効率よく合成するためには電圧10〜100V
で、電流密度100〜1000A/cm2 の電流を流す
ことが好ましい。放電に使用する電流は、交流でも直流
でもかまわない。
The electric power applied to the carbonaceous raw material is a voltage of 10 to 100 V in order to efficiently synthesize fullerenes.
Then, it is preferable to flow a current having a current density of 100 to 1000 A / cm 2 . The current used for discharging may be alternating current or direct current.

【0034】フラーレンの合成速度は、原料の材質、印
加電力、雰囲気の状態によって変化するので、フラーレ
ンの製造にあたっては、これらの条件を考慮しなければ
ならない。長時間安定して炭素質原料からアーク放電に
よりフラーレンを効率よく製造するためには、例えば、
予め設定したアーク放電時の電流を一定に保つことがで
きるように、炭素質原料の送りスピードをコントロール
することにより行うことができる。
Since the synthesis rate of fullerene varies depending on the material of the raw material, the applied power, and the state of the atmosphere, these conditions must be taken into consideration in the production of fullerene. To efficiently produce fullerenes from a carbonaceous raw material by arc discharge for a long time, for example,
This can be performed by controlling the feeding speed of the carbonaceous raw material so that a preset current during arc discharge can be kept constant.

【0035】本発明のフラーレン製造装置の運転中は搬
送装置のローラー部及び対極を水冷または空冷にて冷却
することが必要である。また、処理室内へ導入される不
活性ガスをアーク放電が行われる付近に導き、特定流量
の不活性ガスを吹きかけることにより、対極及び炭素質
原料を冷却して、フラーレンの収率を高めることができ
る。
During operation of the fullerene production apparatus of the present invention, it is necessary to cool the roller section and the counter electrode of the transfer apparatus with water or air. Further, by guiding the inert gas introduced into the processing chamber to the vicinity of the arc discharge and spraying the inert gas at a specific flow rate, the counter electrode and the carbonaceous raw material can be cooled and the yield of fullerene can be increased. it can.

【0036】本発明におけるアーク放電により炭素質原
料から生成される物質は、スス状の黒粉となって処理室
内に飛散するフラーレンを含む成分と、対極側に蒸着し
強固に積み重なって成長する堆積物からなる成分に別れ
る。この堆積物はフラーレンを含んでおらず、ナノチュ
ーブ等を含む黒鉛物質からなる成分である。この堆積物
は対極より回収して再度炭素質原料として利用すること
が可能である。飛散したフラーレンを含むススは、対極
の周囲に設置されるスス受けに溜まるのでこれを回収す
る。回収されたスス中にフラーレンは約5〜20重量%
の割合で存在する。
The substance produced from the carbonaceous raw material by the arc discharge in the present invention is a soot-like black powder and a component containing fullerene which is scattered in the processing chamber and a deposit which is vapor-deposited on the counter electrode side and firmly stacked to grow. Divide into components that consist of things. This deposit does not contain fullerenes, but is a component made of a graphite material containing nanotubes and the like. This deposit can be recovered from the counter electrode and reused as a carbonaceous raw material. The soot containing the scattered fullerene is collected in the soot receiver installed around the counter electrode. Fullerene in recovered soot is about 5 to 20% by weight
Exist in proportions.

【0037】このススをトルエン等の有機溶媒中に浸漬
させることによって、フラーレンは有機溶媒に溶ける部
分と溶けない部分に別れる。フラーレンは、有機溶媒に
溶け出すことにより、その溶液が褐色に着色するのでそ
の存在が確認される。有機溶媒に溶解しているフラーレ
ンは主としてC60、C70、C78等が混在している。通
常、本発明のフラーレンの製造方法においては、その有
機溶媒に溶解しているフラーレンは、C60が約80%前
後含まれ、残りの成分はC70などの高分子量のフラーレ
ンが混在している。
By immersing this soot in an organic solvent such as toluene, the fullerene is separated into a part soluble in the organic solvent and a part insoluble in the organic solvent. The presence of fullerene is confirmed because the solution turns brown when dissolved in an organic solvent. Fullerene dissolved in an organic solvent mainly contains C 60 , C 70 , C 78 and the like. Usually, in the fullerene production method of the present invention, about 80% of C 60 is contained in the fullerene dissolved in the organic solvent, and the remaining components are mixed with a high molecular weight fullerene such as C 70 . .

【0038】このフラーレンの確認手段及び収率測定
は、例えば、次のようにして行うことができる。スス1
gに対し、約100gのトルエンを加えてスス中のフラ
ーレン類をトルエンに溶解させる。次に溶液中のススを
ろ過し得られたろ液が褐色になることにより、或いはそ
の濾液を高速液体クロマトグラムにかけることにより、
フラーレンが含まれていることを確認する。このろ液か
らトルエンを蒸発させるとフラーレン類が個体(結晶
物)となって得られる。この重量を測定して収率を求め
る。
The fullerene confirmation means and the yield measurement can be performed, for example, as follows. Soot 1
About 100 g of toluene is added to g to dissolve the fullerenes in the soot in toluene. Next, the soot in the solution is filtered so that the resulting filtrate becomes brown, or by subjecting the filtrate to a high performance liquid chromatogram,
Make sure it contains fullerenes. By evaporating toluene from this filtrate, fullerenes are obtained as solids (crystals). This weight is measured to determine the yield.

【0039】一方、有機溶媒に溶けないスス成分を濾別
して得られたフラーレン溶液は、活性炭等を充填したカ
ラムを通すことで混在する異性体が分離精製され、高純
度のC60が成品として得られる。あるいは、高速液体ク
ロマトグラムのような分離精製法によってC60,C70
いはC78等の成分を単独で分取することができる。
On the other hand, the fullerene solution obtained by filtering off the soot component that is insoluble in the organic solvent is separated and purified by passing through a column filled with activated carbon and the like to obtain high-purity C 60 as a product. To be Alternatively, the components such as C 60 , C 70, or C 78 can be separately collected by a separation and purification method such as high performance liquid chromatogram.

【0040】本発明においては、これらの長尺状の炭素
質原料をクリールやボビン等の炭素質原料供給装置に密
に且つ大量に巻きつけ反応室内に設置することにより、
フラーレン製造に悪影響のある酸素、水分等を極力排除
した条件で、処理室内に配置された炭素質原料が消費さ
れるまでのバッチ処理の期間ではあるが、その間は、真
空条件を解除して大気圧に戻すことなく、原料を大量に
対極上に長期間連続して供給して効率よくフラーレンを
製造することが可能である。
In the present invention, these long carbonaceous raw materials are tightly and in large quantities wound around a carbonaceous raw material supply device such as a creel or bobbin and installed in the reaction chamber.
It is a batch processing period until the carbonaceous raw material placed in the processing chamber is consumed under the condition that oxygen, water, etc., which have an adverse effect on fullerene production, are excluded as much as possible. It is possible to efficiently supply fullerene by supplying a large amount of raw material on the counter electrode continuously for a long period of time without returning to atmospheric pressure.

【0041】本発明のフラーレンの製造方法及びその製
造装置で合成されたフラーレン類は、例えば電極、セン
サー或いは電子素子といった電気・電子材料やトナーな
どの磁性材料、医薬品の原料、光変換機能を有する光学
材料、超伝導材料、エネルギー貯蔵材料などに有効であ
る。
The fullerenes synthesized by the method and apparatus for producing fullerenes of the present invention have electric / electronic materials such as electrodes, sensors or electronic elements, magnetic materials such as toners, pharmaceutical raw materials, and light conversion functions. It is effective for optical materials, superconducting materials, energy storage materials, etc.

【0042】[0042]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕図1にアークプラズマ放電を利用したフラ
ーレン製造装置の一例を示す。図1中、1は長尺状の柔
軟な炭素質原料2を巻回等により保持してなるクリー
ル、ボビン等の炭素質原料供給装置である。3は炭素質
原料供給装置1から供給される炭素質原料2を輸送し対
極4上の任意の位置へ導くことができる搬送装置であ
り、例えば、図1に図示されるように二連ローラーが使
用される。対極4は円板状となって回転可能になってお
り、前記搬送装置3から搬送される前記炭素質原料2の
自重により垂れているその先端と対極4の円板状水平面
が対向している。この対極4の周囲は、飛散するフラー
レンを回収するためのスス受け5が包囲している。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows an example of a fullerene production apparatus utilizing arc plasma discharge. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carbonaceous raw material supply device such as a creel or bobbin which holds a long flexible carbonaceous raw material 2 by winding or the like. Reference numeral 3 denotes a transporting device that can transport the carbonaceous raw material 2 supplied from the carbonaceous raw material supply device 1 and guide it to an arbitrary position on the counter electrode 4. For example, as shown in FIG. used. The counter electrode 4 has a disk shape and is rotatable, and the tip of the counter electrode 4 that hangs due to its own weight of the carbonaceous raw material 2 conveyed from the conveying device 3 faces the disk-shaped horizontal surface of the counter electrode 4. . Around the counter electrode 4, a soot receiver 5 for collecting scattered fullerenes is surrounded.

【0043】前記炭素質原料供給装置1、搬送装置3、
対極4及びスス受け5は高真空状態を保つことができる
処理室6内に設置されている。前記処理室6の壁には、
処理室6内のガスを排気し高真空状態をなすための真空
ポンプ11に通じた排気口10が設置され、また、処理
室6内の雰囲気をアーク放電に適した所望のガス圧の不
活性ガス雰囲気とするための不活性ガスボンベ9に通じ
た不活性ガス導入口8が設置されている。処理室6内に
導入された不活性ガス導入口8の先端は、対極4及び炭
素質原料2の先端部分を冷却できるように、これらのア
ーク放電が行われる付近に近接させることが、アーク放
電を安定させてフラーレンの収率を高めるために望まし
い。前記搬送装置3及び対極4へは処理室6の外部に設
けた電源7から電力が供給されるように構成されてい
る。
The carbonaceous raw material supply device 1, the transfer device 3,
The counter electrode 4 and the soot receiver 5 are installed in a processing chamber 6 capable of maintaining a high vacuum state. On the wall of the processing chamber 6,
An exhaust port 10 communicating with a vacuum pump 11 for exhausting the gas in the processing chamber 6 to create a high vacuum state is installed, and the atmosphere in the processing chamber 6 is inert at a desired gas pressure suitable for arc discharge. An inert gas inlet 8 communicating with an inert gas cylinder 9 for creating a gas atmosphere is installed. The tip of the inert gas introduction port 8 introduced into the processing chamber 6 should be close to the vicinity where these arc discharges are performed so that the tip portions of the counter electrode 4 and the carbonaceous raw material 2 can be cooled. Is desirable to stabilize and increase the yield of fullerene. Power is supplied to the transfer device 3 and the counter electrode 4 from a power source 7 provided outside the processing chamber 6.

【0044】図1のフラーレン製造装置において、電源
7として交流電源を用い、電流90A、電圧20Vにな
るように設定した。炭素質原料2は、東邦レーヨン
(株)製ベスファイト(登録商標)HM35−12Kの
炭素繊維(体積抵抗率:1.0×10-3Ω・cm)を用
い、24本を束ね込み直径5mmの長さ10mの炭素繊
維束としたものを用いた。この炭素繊維束の見かけの嵩
密度は約1.0g/cm3であった。処理室6内の炭素
質原料供給装置1としてのクリールにこの炭素繊維束を
巻き付け、搬送装置3としての二連ローラーを通して炭
素繊維束の先端と対極4との間が10mmになるように
離して配置した。
In the fullerene manufacturing apparatus of FIG. 1, an AC power source was used as the power source 7, and the current was set to 90A and the voltage was set to 20V. The carbonaceous raw material 2 is made of Toho Rayon Co., Ltd.'s Besfite (registered trademark) HM35-12K carbon fiber (volume resistivity: 1.0 × 10 −3 Ω · cm), and 24 fibers are bundled and the diameter is 5 mm. A carbon fiber bundle having a length of 10 m was used. The apparent bulk density of this carbon fiber bundle was about 1.0 g / cm 3 . The carbon fiber bundle is wound around a creel as the carbonaceous material supply device 1 in the processing chamber 6, and is separated by 10 mm between the tip of the carbon fiber bundle and the counter electrode 4 through a double roller as the transport device 3. I placed it.

【0045】このようにして炭素質原料2を配置した
後、処理室6を閉めてその内部のガスを真空ポンプ11
によって排気口10から排気し、処理室6内の圧力を1
×10-2mmHgとした後、ヘリウムガスを不活性ガス
導入口8を通じて処理室6内に導入した。ヘリウムガス
の流入量と真空ポンプ11による排気の間でバランスを
とって、ヘリウムガス流量を300ml/分及び処理室
6内の圧力を30mmHgに設定した。
After arranging the carbonaceous raw material 2 in this way, the processing chamber 6 is closed and the gas therein is vacuum pump 11
The pressure in the processing chamber 6 is reduced to 1
After setting to 10 −2 mmHg, helium gas was introduced into the processing chamber 6 through the inert gas inlet 8. The helium gas flow rate was set to 300 ml / min, and the pressure in the processing chamber 6 was set to 30 mmHg by balancing the inflow amount of helium gas and the exhaust of the vacuum pump 11.

【0046】次に、電源7をオンにして送り二連ローラ
ーを回し、炭素質原料2を対極4に向けて約10mm/
分の送りスピードで動かした。約60秒後に放電が開始
し、電流値の変化を見ながら5〜20mm/分の送りス
ピードで引き続き炭素質原料2を供給した。アーク放電
時の電流値はほぼ90Aを示し、見かけの電流密度は約
460A/cm2 であった。
Next, the power source 7 is turned on and the feeding double roller is rotated to direct the carbonaceous raw material 2 toward the counter electrode 4 by about 10 mm /
Moved at a feed speed of minutes. Discharge started after about 60 seconds, and the carbonaceous raw material 2 was continuously supplied at a feeding speed of 5 to 20 mm / min while observing the change in the current value. The current value during arc discharge was about 90 A, and the apparent current density was about 460 A / cm 2 .

【0047】また、30分間隔でアーク放電を一旦スト
ップし、次いで対極4を約25°回転させ、再び放電を
開始させる操作を繰り返し行い、対極4側に蓄積する堆
積物を分散するようにした。約10時間運転して放電処
理を行った後、電源7をオフにし、10分間放置するこ
とにより冷却した。処理室6内を大気圧に戻し、スス受
け5に溜まったススを回収し、その量は62gであっ
た。残りの炭素繊維束は約3.7mであり、放電により
分解された炭素質原料2のトータル重量は125gであ
った。
Further, the operation of once stopping the arc discharge at intervals of 30 minutes, then rotating the counter electrode 4 by about 25 ° and restarting the discharge was repeated, and the deposit accumulated on the side of the counter electrode 4 was dispersed. . After operating for about 10 hours to carry out the discharge treatment, the power supply 7 was turned off, and it was left for 10 minutes to cool. The inside of the processing chamber 6 was returned to atmospheric pressure, and the soot accumulated in the soot receiver 5 was recovered, and the amount thereof was 62 g. The remaining carbon fiber bundle was about 3.7 m, and the total weight of the carbonaceous raw material 2 decomposed by discharge was 125 g.

【0048】得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。
抽出されたフラーレン類の重量は3.0gであり、原料
からの収率は2.4%であった。
The soot thus obtained was immersed in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene.
The weight of the extracted fullerenes was 3.0 g, and the yield from the raw materials was 2.4%.

【0049】〔比較例1〕前記実施例1と同じフラーレ
ン製造装置、同じ炭素質原料を用い、製造条件における
ヘリウムガス圧力のみ1mmHgに変更した以外は、全
て前記実施例1と同じ条件で炭素質原料を10時間連続
して対極側に供給し、アーク放電処理を行った。
[Comparative Example 1] Carbon materials were produced under the same conditions as in Example 1 except that the same fullerene production apparatus and the same carbonaceous raw material as in Example 1 were used, and only the helium gas pressure in the production conditions was changed to 1 mmHg. The raw material was continuously supplied for 10 hours to the counter electrode side and subjected to arc discharge treatment.

【0050】アーク放電終了後、電源をオフにしススを
回収した。回収したススの量は68gであった。残りの
炭素繊維束は約3.5mであり、アーク放電により分解
された炭素質原料のトータル重量は130gであった。
After the end of the arc discharge, the power source was turned off and the soot was collected. The amount of soot collected was 68 g. The remaining carbon fiber bundle was about 3.5 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by arc discharge was 130 g.

【0051】得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。
抽出されたフラーレン類の重量は0.83gであり、原
料からの収率は0.64%であった。この結果からヘリ
ウムガスの圧力が低すぎると、フラーレンの収率が低下
することが理解される。
The soot thus obtained was immersed in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene.
The weight of the extracted fullerenes was 0.83 g, and the yield from the raw materials was 0.64%. From this result, it is understood that when the pressure of helium gas is too low, the yield of fullerene is reduced.

【0052】〔比較例2〕前記実施例1と同じフラレー
ン製造装置、同じ炭素質原料を用い、製造条件における
ヘリウムガス圧力のみ750mmHgに変更した以外
は、全て前記実施例1と同じ条件で炭素質原料を10時
間連続して対極側に供給し、アーク放電処理を行った。
[Comparative Example 2] Carbon materials were produced under the same conditions as in Example 1 except that the same fullerene production apparatus and the same carbonaceous raw material as in Example 1 were used and only the helium gas pressure in the production conditions was changed to 750 mmHg. The raw material was continuously supplied for 10 hours to the counter electrode side and subjected to arc discharge treatment.

【0053】アーク放電終了後、電源をオフにしススを
回収した。回収したススの量は37gであった。残りの
炭素繊維束は約3.8mであり、アーク放電により分解
された炭素質原料のトータル重量は123gであった。
After the arc discharge was completed, the power was turned off and the soot was collected. The amount of soot collected was 37 g. The remaining carbon fiber bundle was about 3.8 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by arc discharge was 123 g.

【0054】ススをトルエン中に浸漬して、スス中に含
まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。抽出され
たフラーレン類の重量は0.67gであり、炭素質原料
からの収率は0.54%であった。この結果からヘリウ
ムガスの圧力が高い領域ではフラーレンの収率が低下す
る傾向であることが理解される。
The soot was immersed in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene. The weight of the extracted fullerenes was 0.67 g, and the yield from the carbonaceous raw material was 0.54%. From this result, it is understood that the yield of fullerene tends to decrease in the region where the pressure of helium gas is high.

【0055】〔比較例3〕炭素質原料として東邦レーヨ
ン(株)製ベスファイト(登録商標)HTA−12Kの
炭素繊維(体積抵抗率:1.5×10-3Ω・cm)を用
い、24本束ねて直径5mmの長さ10mの炭素繊維束
とした。この炭素繊維束の見かけの嵩密度は約1.1g
/cm3 であった。
Comparative Example 3 As the carbonaceous raw material, Vesfite (registered trademark) HTA-12K carbon fiber manufactured by Toho Rayon Co., Ltd. (volume resistivity: 1.5 × 10 −3 Ω · cm) was used. The bundle was bundled into a carbon fiber bundle having a diameter of 5 mm and a length of 10 m. The apparent bulk density of this carbon fiber bundle is about 1.1 g.
/ Cm 3 .

【0056】前記実施例1と同じ装置及び同じ製造条件
で上記炭素繊維束を10時間連続して対極側に供給し、
アーク放電処理を行った。
The above carbon fiber bundle was continuously supplied to the counter electrode side for 10 hours under the same apparatus and the same manufacturing conditions as in Example 1,
Arc discharge treatment was performed.

【0057】アーク放電終了後、電源をオフにしススを
回収した。回収したススの量は41gであった。残りの
炭素繊維束は約3.6mであり、アーク放電により分解
された炭素質原料のトータル重量は138gであった。
After the arc discharge was completed, the power was turned off and the soot was collected. The amount of soot collected was 41 g. The remaining carbon fiber bundle was about 3.6 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by arc discharge was 138 g.

【0058】得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。
抽出されたフラーレン類の重量は0.41gであり、原
料からの収率は0.30%であった。この結果からフラ
ーレンの収率は炭素質原料の体積抵抗率に影響される傾
向であることが理解される。
The soot thus obtained was immersed in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene.
The weight of the extracted fullerenes was 0.41 g, and the yield from the raw materials was 0.30%. From this result, it is understood that the yield of fullerene tends to be influenced by the volume resistivity of the carbonaceous raw material.

【0059】〔実施例2〕フラーレン製造装置を前記実
施例1と同じものを使用し、電源として直流電源を用
い、電流100A、電圧30Vになるように設定した。
炭素質原料には、炭素繊維組紐とグラファイト棒の炭素
複合体を用い、具体的には、前記炭素繊維組紐には東邦
レーヨン(株)製ベスファイト(登録商標)HTA−3
Kの炭素繊維で編んだ5g/mの組紐を、高温炉にて2
800℃で5分間熱処理したもの(体積抵抗率:9.0
×10-4Ω・cm)を用い、また、前記グラファイト棒
には真空蒸着用カーボン(日立化成工業(株)製、体積
抵抗率:3.5×10-4Ω・cm)を用いた。
Example 2 The same fullerene manufacturing apparatus as in Example 1 was used, a DC power source was used as a power source, and the fullerene current was set to 100 A and the voltage to 30 V.
As the carbonaceous raw material, a carbon composite of a carbon fiber braid and a graphite rod is used, and specifically, the carbon fiber braid is Vesfite (registered trademark) HTA-3 manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.
2g of braid of 5g / m knitted with K carbon fiber in high temperature furnace
Heat treated at 800 ° C for 5 minutes (volume resistivity: 9.0
× 10 −4 Ω · cm) and carbon for vacuum deposition (Hitachi Chemical Co., Ltd., volume resistivity: 3.5 × 10 −4 Ω · cm) was used as the graphite rod.

【0060】前記のとおり熱処理した炭素繊維組紐の中
に直径5mmで長さ30mmの短尺状のグラファイト棒
を一列に詰め込み、長さ10mの複合繊維束を作製し
た。この複合繊維束の見かけの嵩密度は約1.2/cm
3 であった。処理室内のクリールにこの複合繊維束を巻
き付け、二連ローラー間を通して複合繊維束の先端と対
極との間が10mmになるように離して設置した。
Short carbon rods having a diameter of 5 mm and a length of 30 mm were packed in a line in the carbon fiber braid heat-treated as described above to prepare a composite fiber bundle having a length of 10 m. The apparent bulk density of this composite fiber bundle is about 1.2 / cm.
Was 3 . This composite fiber bundle was wound around the creel in the processing chamber, and was placed so that the distance between the tip of the composite fiber bundle and the counter electrode was 10 mm through the two continuous rollers.

【0061】原料を設置の後、処理室を閉めて真空ポン
プによって内部のガスを排気し、処理室内の圧力を1×
10-2mmHg以下とした後、次いでヘリウムガスを処
理室内に導入した。ヘリウムガスの流入量と真空ポンプ
による排気の間でバランスをとって、ヘリウムガス流量
を200ml/分及び処理室内の圧力を100mmHg
に設定した。
After installing the raw materials, the processing chamber is closed, the gas inside is exhausted by a vacuum pump, and the pressure inside the processing chamber is set to 1 ×.
After the pressure was set to 10 −2 mmHg or less, helium gas was then introduced into the processing chamber. By balancing the flow rate of helium gas and the exhaust by the vacuum pump, the flow rate of helium gas is 200 ml / min and the pressure in the processing chamber is 100 mmHg.
Set to.

【0062】電源をオンにして二連ローラーを回しアー
ク放電を開始させ、5〜10mm/分の送りスピードで
引き続き炭素質原料を供給した。アーク放電時の電流値
はほぼ100Aを示し、見かけの電流密度は約510A
/cm2 であった。
The power was turned on, the two rollers were rotated to start arc discharge, and the carbonaceous raw material was continuously supplied at a feed speed of 5 to 10 mm / min. The current value during arc discharge is almost 100 A, and the apparent current density is about 510 A.
Was / cm 2 .

【0063】また、30分間隔でアーク放電を一旦スト
ップし、次いで対極を約25°回転させ、再びアーク放
電を開始させる操作を繰り返し行い、対極側に蓄積する
堆積物が分散するようにした。約10時間運転してアー
ク放電処理を行った後、電源をオフにし、10分間放置
することにより冷却した。反応室内を大気圧に戻し、ス
ス受けに溜まったススを回収した。回収したススの量は
57gであった。残りの複合繊維束は約4.2mであ
り、アーク放電により分解された炭素質原料のトータル
重量は137gであった。
Further, the operation of once stopping the arc discharge at intervals of 30 minutes, then rotating the counter electrode by about 25 °, and starting the arc discharge again was repeated, so that the deposit accumulated on the counter electrode side was dispersed. After operating for about 10 hours to perform arc discharge treatment, the power supply was turned off and the mixture was left for 10 minutes to cool. The reaction chamber was returned to atmospheric pressure, and the soot accumulated in the soot receiver was recovered. The amount of soot collected was 57 g. The remaining composite fiber bundle was about 4.2 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by arc discharge was 137 g.

【0064】得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。
抽出されたフラーレン類の重量は4.8gであり、炭素
質原料からの収率は3.5%であった。
The soot thus obtained was dipped in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene.
The weight of the extracted fullerenes was 4.8 g, and the yield from the carbonaceous raw material was 3.5%.

【0065】〔実施例3〕フラーレン製造装置は前記実
施例1と同じ装置を使用した。電源として直流電源を用
い、電流100A、電圧20Vになるように設定した。
炭素質原料は、東邦レーヨン(株)製ベスファイト(登
録商標)UM46−12Kの炭素繊維(体積抵抗率:
1.0×10-3Ω・cm)10本とベスファイト(登録
商標)UM63−12Kの炭素繊維(体積抵抗率:7.
0×10-4Ω・cm)50本を混ぜて束ね、直径が約
5.5mmの長さ10mの複合繊維束としたものを用い
た。この複合繊維束の見かけの嵩密度は約1.0g/c
3 であった。処理室内のクリールにこの複合繊維束を
巻き付け、二連ローラーの間を通して複合繊維束の先端
と対極との間が10mmになるように離して配置した。
[Example 3] The same fullerene production apparatus as in Example 1 was used. A direct current power source was used as a power source, and the current was set to 100 A and the voltage was set to 20 V.
The carbonaceous raw material was carbon fiber (volume resistivity: Vesfite (registered trademark) UM46-12K manufactured by Toho Rayon Co., Ltd.).
1.0 × 10 −3 Ω · cm) and 10 Besfite (registered trademark) UM63-12K carbon fibers (volume resistivity: 7.
Fifty (0 × 10 −4 Ω · cm) were mixed and bundled into a composite fiber bundle having a diameter of about 5.5 mm and a length of 10 m. The apparent bulk density of this composite fiber bundle is about 1.0 g / c.
It was m 3 . The composite fiber bundle was wound around a creel in the processing chamber, and the composite fiber bundle was placed between the two rollers so that the distance between the tip of the composite fiber bundle and the counter electrode was 10 mm.

【0066】この様にして炭素質原料を設置の後、反応
室を閉めてその内部のガスを真空ポンプによって排気口
から排気し、処理室内の圧力を1×10-2mmHg以下
とした後、ヘリウムガスを反応室内に導入した。その時
のヘリウムガス流量を300ml/分及び処理室内の圧
力を20mmHgに設定した。
After installing the carbonaceous raw material in this way, the reaction chamber was closed, the gas inside was exhausted from the exhaust port by the vacuum pump, and the pressure in the processing chamber was adjusted to 1 × 10 -2 mmHg or less. Helium gas was introduced into the reaction chamber. The flow rate of helium gas at that time was set to 300 ml / min, and the pressure in the processing chamber was set to 20 mmHg.

【0067】電源をオンにして送りローラーを回しアー
ク放電を開始させ、5〜10mm/分の送りスピードで
引き続き炭素質原料を供給した。アーク放電時の電流値
はほぼ98Aを示し、見かけの電流密度は約500A/
cm2 であった。
The power supply was turned on, the feed roller was rotated to start arc discharge, and the carbonaceous raw material was continuously supplied at a feed speed of 5 to 10 mm / min. The current value at the time of arc discharge is about 98 A, and the apparent current density is about 500 A /
cm 2 .

【0068】また、30分間隔でアーク放電を一旦スト
ップし、次いで対極を約25°回転させ、再びアーク放
電を開始させる操作を繰り返し行い、対極側に蓄積する
堆積物が分散するようにした。約10時間運転してアー
ク放電処理を行った後、電源をオフにし、10分間放置
し冷却した。処理室内を大気圧に戻し、スス受けに溜ま
ったススを回収した。回収したススの量は70gであっ
た。残りの複合繊維束は約4.0mであり、放電分解さ
れた炭素質原料のトータル重量は145gであった。
Further, the operation of once stopping the arc discharge at intervals of 30 minutes, then rotating the counter electrode by about 25 ° and restarting the arc discharge was repeated, so that the deposit accumulated on the counter electrode side was dispersed. After operating for about 10 hours to perform arc discharge treatment, the power supply was turned off and the mixture was left for 10 minutes to cool. The processing chamber was returned to atmospheric pressure, and the soot accumulated in the soot receiver was collected. The amount of soot collected was 70 g. The remaining composite fiber bundle was about 4.0 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by discharge was 145 g.

【0069】得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。
抽出されたフラーレン類の重量は6.6gであり、原料
からの収率は4.6%であった。
The soot thus obtained was dipped in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene.
The weight of the extracted fullerenes was 6.6 g, and the yield from the raw materials was 4.6%.

【0070】〔比較例4〕前記実施例1と同じフラーレ
ン製造装置及び前記実施例3と同じ原料を用い、アーク
放電時の電流を15A、電圧を20Vに設定した以外
は、全て前記実施例3と同じ条件で炭素質原料を10時
間連続して対極側に供給し、アーク放電処理を行った。
アーク放電時の実際の電流値はほぼ14Aを示し、見か
けの電流密度は約71A/cm2 であった。
[Comparative Example 4] The same fullerene producing apparatus as in Example 1 and the same raw material as in Example 3 were used, except that the current during arc discharge was set to 15 A and the voltage was set to 20 V. Under the same conditions as above, the carbonaceous raw material was continuously supplied for 10 hours to the counter electrode side, and the arc discharge treatment was performed.
The actual current value during arc discharge was about 14 A, and the apparent current density was about 71 A / cm 2 .

【0071】アーク放電終了後、電源をオフにしススを
回収した。回収したススの量は12gであった。残りの
複合繊維束は約8.0mであり、アーク放電により分解
された炭素質原料のトータル重量は40gであった。
After the arc discharge was completed, the power was turned off and the soot was collected. The amount of soot collected was 12 g. The remaining composite fiber bundle was about 8.0 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by arc discharge was 40 g.

【0072】得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させよう
としたが、フラーレン類は殆ど抽出されず、炭素質原料
からの収率は0%であった。
The soot thus obtained was immersed in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene, but the fullerenes were hardly extracted and the yield from the carbonaceous raw material was 0%. Met.

【0073】〔比較例5〕前記実施例1と同じフラーレ
ン製造装置及び前記実施例3と同じ製造条件で炭素質原
料を対極側に供給し、アーク放電処理を行った。但し、
アーク放電中に断続的に対極を回転させる操作は行わ
ず、対極を固定して炭素質原料をアーク放電により分解
させた。
[Comparative Example 5] A carbonaceous raw material was supplied to the counter electrode side under the same fullerene production apparatus as in Example 1 and the same production conditions as in Example 3 to perform arc discharge treatment. However,
The operation of rotating the counter electrode intermittently during arc discharge was not performed, and the counter electrode was fixed and the carbonaceous raw material was decomposed by arc discharge.

【0074】アーク放電を開始して50分経過後、アー
ク放電電流が110A以上となり電流値が不安定になっ
たのでアーク放電を中止した。
50 minutes after the start of the arc discharge, the arc discharge current became 110 A or more and the current value became unstable, so the arc discharge was stopped.

【0075】電源をオフにし処理室内を確認したとこ
ろ、対極に堆積物が約5cmの長さで成長しており、こ
の影響で電流値が変動したものと推定された。
When the inside of the processing chamber was checked by turning off the power supply, it was estimated that deposits were grown on the counter electrode with a length of about 5 cm, and the current value fluctuated due to this influence.

【0076】回収したススの量は5.7gであった。残
りの複合繊維束は約9.5mであり、50分間でアーク
放電により分解された炭素質原料のトータル重量は12
gであった。得られたススをトルエン中に浸漬して、ス
ス中に含まれるフラーレン類をトルエンに溶解させた。
抽出されたフラーレン類の重量は0.46gであり、炭
素質原料からの収率は3.8%であった。
The amount of soot collected was 5.7 g. The remaining composite fiber bundle is about 9.5 m, and the total weight of the carbonaceous raw material decomposed by arc discharge in 50 minutes is 12
g. The obtained soot was immersed in toluene to dissolve the fullerenes contained in the soot in toluene.
The weight of the extracted fullerenes was 0.46 g, and the yield from the carbonaceous raw material was 3.8%.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明のフラーレンの製造方法及びその
製造装置は、炭素質原料が配置された処理室内が一旦高
真空に排気され、次いでアーク放電に適した圧力条件と
されるので、炭素質原料に内包されていた酸素、水分等
のフラーレン製造に悪影響を与える物質がこの高真空処
理により処理室外へ除去され、したがって、フラーレン
の製造が効率的に行われる。
In the fullerene production method and apparatus according to the present invention, the treatment chamber in which the carbonaceous raw material is placed is once evacuated to a high vacuum, and then the pressure condition suitable for arc discharge is established. The high-vacuum treatment removes substances, such as oxygen and water, which are contained in the raw materials and have a bad influence on the production of fullerenes to the outside of the processing chamber, so that the fullerenes can be produced efficiently.

【0078】本発明のフラーレンの製造方法及びその製
造装置は、処理室内に設置した炭素質原料供給装置に長
尺状の柔軟な炭素質原料を保持させているので、処理室
内に配置できる炭素質原料が大量であるにも関わらず、
その装置全体の大きさもコンパクトとなり、比較的安価
に装置を作製することができ、コスト的に有利である。
In the fullerene production method and the production apparatus thereof according to the present invention, since the long and flexible carbonaceous raw material is held by the carbonaceous raw material supply device installed in the treatment chamber, the carbonaceous material which can be placed in the treatment chamber Despite the large amount of raw materials,
The overall size of the device is also compact, and the device can be manufactured relatively inexpensively, which is advantageous in terms of cost.

【0079】本発明のフラーレンの製造方法及びその製
造装置は、大量の炭素質原料を処理室に配置でき、しか
も大気圧に戻すことなく、長期間にわたってアーク放電
処理を行うことができるので、効率的なフラーレンの製
造を行うことができる。
The fullerene production method and the production apparatus therefor according to the present invention allow a large amount of carbonaceous raw material to be placed in the processing chamber, and further, arc discharge treatment can be performed for a long period of time without returning to atmospheric pressure. Fullerenes can be produced.

【0080】本発明のフラーレンの製造方法及びその製
造装置は、炭素質原料を電極として用いて対極との間で
アーク放電させる際に、上方から自重により炭素質原料
を供給し、下方に位置する対極の間で放電を行わせてお
り、且つフラーレン製造工程において対極側を断続的又
は連続的に回転させているので、対極上には集中して堆
積物が堆積することがない。したがって、対極上に万遍
なく堆積物を分散させて堆積させることができるので、
成長した堆積物が原因となって起こる放電異常を抑える
ことができ、長時間安定して効率よくフラーレンを製造
することができる。
The method for producing fullerene and the apparatus for producing the same according to the present invention, when the carbonaceous raw material is used as an electrode and arc-discharged with the counter electrode, the carbonaceous raw material is supplied from above by its own weight and is located below. Since discharge is performed between the counter electrodes and the counter electrode side is rotated intermittently or continuously in the fullerene manufacturing process, concentrated deposits are not deposited on the counter electrodes. Therefore, since it is possible to disperse and deposit the deposits evenly on the counter electrode,
The discharge abnormality caused by the grown deposit can be suppressed, and the fullerene can be manufactured efficiently and stably for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のフラーレン製造装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a fullerene production apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 炭素質原料供給装置 2 炭素質原料 3 搬送装置 4 対極 5 スス受け 6 処理室 7 電源 8 不活性ガス導入口 9 不活性ガスボンベ 10 排気口 11 真空ポンプ 1 carbonaceous raw material supply device 2 carbonaceous raw material 3 carrier device 4 counter electrode 5 soot receiver 6 processing chamber 7 power supply 8 inert gas inlet 9 inert gas cylinder 10 exhaust port 11 vacuum pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 清蔵 東京都保谷市下保谷3丁目18番26号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyozo Miyata 3-18-26 Shimohoya, Hoya-shi, Tokyo

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)処理室内に長尺状の柔軟な炭素質
原料を配置し、 (2)該処理室内を一旦10-2mmHg以下の超高真空
にし、 (3)該処理室内に不活性ガスを導入して該処理室内の
圧力を5mmHg〜500mmHgに調整し、 (4)該処理室内に設置された対極の方へ接近させるよ
うに前記炭素質原料を連続的に供給して前記炭素質原料
を電極として両極間に電力を印加してアーク放電を行わ
せることにより、該炭素質原料からフラーレンを製造す
ることを特徴とする長時間連続して製造可能なフラーレ
ンの製造方法。
1. A long, flexible carbonaceous raw material is placed in a processing chamber, (2) The processing chamber is once brought to an ultrahigh vacuum of 10 -2 mmHg or less, and (3) the processing chamber is provided. The pressure in the processing chamber is adjusted to 5 mmHg to 500 mmHg by introducing an inert gas, and (4) the carbonaceous raw material is continuously supplied so as to approach the counter electrode installed in the processing chamber. A method for producing fullerene capable of continuous production for a long time, which comprises producing a fullerene from a carbonaceous raw material by applying electric power between both electrodes using a carbonaceous raw material as an electrode to cause arc discharge.
【請求項2】 前記両極間に電力を印加する方法は、炭
素質原料を対極上へ輸送・供給させるための装置と、対
極とに電力を印加することにより行うことを特徴とする
請求項1記載の長時間連続して製造可能なフラーレンの
製造方法。
2. The method for applying electric power between both electrodes is performed by applying electric power to a device for transporting and supplying a carbonaceous raw material to the counter electrode and to the counter electrode. A method for producing fullerene which can be continuously produced for a long time as described.
【請求項3】 前記両極間に電力を印加する方法は、炭
素質原料に100〜1,000A/cm2 の電流を流す
ことにより行う請求項1又は2記載の長時間連続して製
造可能なフラーレンの製造方法。
3. The method for applying an electric power between the both electrodes is performed by applying a current of 100 to 1,000 A / cm 2 to the carbonaceous raw material, which enables continuous production for a long time. Fullerene manufacturing method.
【請求項4】 前記両極間に電力を印加する方法は、連
続的又は断続的に回転している対極の回転中心とは異な
る偏心した位置に向けて炭素質原料を供給しながら電力
を印加して、対極上に堆積する堆積物を対極上に分散す
るように堆積させながら行うことを特徴とする請求項
1、2又は3記載の長時間連続して製造可能なフラーレ
ンの製造方法。
4. The method for applying electric power between the two electrodes is such that the electric power is applied while supplying the carbonaceous raw material toward an eccentric position different from the center of rotation of the counter electrode that is continuously or intermittently rotating. 4. The method for producing fullerene which can be continuously produced for a long time according to claim 1, 2 or 3, wherein the deposition is performed while depositing a deposit to be deposited on the counter electrode so as to be dispersed on the counter electrode.
【請求項5】 請求項4記載のフラーレンの製造方法に
おいて、対極を断続的に回転させる場合には、対極が回
転を停止しているときに両電極間に電力を印加してフラ
ーレンを生成しながら、堆積物を対極上に堆積させ、 次いで、両電極間への電力の印加を停止してから対極の
位置をずらすように回転させ、 次いで、対極の回転を停止させて再度両電極間に電力を
印加することを特徴とする長時間連続して製造可能なフ
ラーレンの製造方法。
5. The method for producing fullerene according to claim 4, wherein when the counter electrode is rotated intermittently, electric power is applied between both electrodes to generate fullerene when the counter electrode stops rotating. However, the deposit is deposited on the counter electrode, and then the application of electric power between the electrodes is stopped, and then the counter electrode is rotated so as to shift the position of the counter electrode. A method for producing fullerene capable of continuous production for a long time, characterized by applying electric power.
【請求項6】 前記炭素質原料を対極の方へ接近させる
ように供給する方法は、炭素質原料を搬送装置で挟んで
輸送し、該搬送装置の下方に位置する対極へ向けて、該
炭素質原料の自重により接近させることを特徴とする請
求項1、2、3、4又は5記載の長時間連続して製造可
能なフラーレンの製造方法。
6. The method for supplying the carbonaceous raw material so that the carbonaceous raw material is brought closer to the counter electrode, the carbonaceous raw material is transported by being sandwiched by a conveying device, and the carbonaceous raw material is directed toward a counter electrode located below the conveying device. The method for producing fullerene capable of continuous production for a long time according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the fullerene is brought closer to itself by its own weight.
【請求項7】 前記炭素質原料は、体積抵抗率10-3Ω
・cm以下、有効断面積1mm2 以上の炭素繊維束、炭
素フィルム、炭素棒、炭素状パウダーの1種又は2種以
上の組合せから構成されることを特徴とする請求項1、
2、3、4、5又は6記載の長時間連続して製造可能な
フラーレンの製造方法。
7. The carbonaceous raw material has a volume resistivity of 10 −3 Ω.
A carbon fiber bundle having an effective area of 1 mm 2 or more, a carbon film, a carbon rod, a carbonaceous powder, or a combination of two or more kinds.
A method for producing a fullerene according to 2, 3, 4, 5 or 6, which can be produced continuously for a long time.
【請求項8】 前記炭素繊維束は、組紐、撚糸又は合糸
で構成された形態である請求項7記載の長時間連続して
製造可能なフラーレンの製造方法。
8. The method for producing fullerene capable of continuous production for a long time according to claim 7, wherein the carbon fiber bundle is in the form of a braid, a twisted yarn, or a composite yarn.
【請求項9】 前記アーク放電は、アーク放電時の電流
を一定に保つように炭素質原料の送りスピードをコント
ロールすることによって行われることを特徴とする請求
項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の長時間連続
して製造可能なフラーレンの製造方法。
9. The arc discharge is performed by controlling the feed speed of the carbonaceous raw material so as to keep the current during the arc discharge constant. The method for producing fullerene according to 6, 6, 7 or 8 which can be continuously produced for a long time.
【請求項10】 (1)長尺状の柔軟な炭素質原料を配
置し供給することができる炭素質原料供給装置、該炭素
質原料を対極上の任意の位置へ導くことができる搬送装
置、前記炭素質原料の先端に対向して設置される回転可
能な前記対極、及び該対極の周囲に設置されたスス受け
を、密閉可能な処理室の内部に有し、 (2)該処理室を構成する壁には、処理室内のガスを排
気して処理室内の酸素及び水分を除去することができる
真空装置に連絡されている排気口と、処理室外部から処
理室内部へ不活性ガスを導入することができる不活性ガ
ス導入口が設置され、 (3)該処理室は、前記炭素質原料と対極に電力を印加
したときに発生するアークによりプラズマが生成される
ように構成されていることを特徴とするフラーレンの製
造装置。
10. (1) A carbonaceous raw material supply device capable of arranging and supplying a long flexible carbonaceous raw material, a conveying device capable of guiding the carbonaceous raw material to an arbitrary position on a counter electrode, The rotatable counter electrode facing the tip of the carbonaceous raw material, and the soot receiver installed around the counter electrode are provided inside a process chamber that can be sealed. (2) The process chamber An exhaust port connected to a vacuum device that can exhaust the gas in the processing chamber to remove oxygen and moisture in the processing chamber, and an inert gas from the outside of the processing chamber to the inside of the processing chamber. An inert gas inlet that can be used is installed, and (3) the processing chamber is configured so that plasma is generated by an arc generated when electric power is applied to the counter electrode and the carbonaceous raw material. Fullerene manufacturing equipment characterized by.
【請求項11】 前記炭素質原料供給装置は、炭素質原
料を保持し且つ送り出す機能を有することを特徴とす請
求項10記載のフラーレンの製造装置。
11. The fullerene production apparatus according to claim 10, wherein the carbonaceous raw material supply device has a function of holding and delivering the carbonaceous raw material.
【請求項12】 前記搬送装置は、炭素質原料と接触す
る部位が導電性材料で構成された二連ローラである請求
項10又は11記載のフラーレンの製造装置。
12. The apparatus for producing fullerenes according to claim 10, wherein the conveying device is a double roller in which a portion in contact with the carbonaceous raw material is made of a conductive material.
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