JPWO2005014476A1 - ナノカーボン製造装置ならびにナノカーボンの製造方法および回収方法 - Google Patents

Abstract

ナノカーボン製造装置（１８３）において、ナノカーボン回収チャンバー（１１９）の側面に噴霧器（１８１）を設け、噴霧器（１８１）からナノカーボン回収チャンバー（１１９）内全体にミスト（１９５）を噴霧する。

Description

本発明は、ナノカーボン製造装置ならびにナノカーボンの製造方法および回収方法に関する。

近年、ナノカーボンの工学的応用が盛んに検討されている。ナノカーボンとは、カーボンナノチューブやカーボンナノホーン等に代表される、ナノスケールの微細構造を有する炭素物質のことをいう。このうち、カーボンナノホーンは、グラファイトのシートが円筒状に丸まったカーボンナノチューブの一端が円錐形状となった管状体の構造を有しており、その特異な性質から、様々な技術分野への応用が期待されている。カーボンナノホーンは、通常、各々の円錐部間に働くファンデルワールス力によって、チューブを中心にし円錐部が角（ホーン）のように表面に突き出る形態で集合し、カーボンナノホーン集合体を形成している。

カーボンナノホーン集合体は、不活性ガス雰囲気中で原料の炭素物質（以下適宜グラファイトターゲットと呼ぶ）に対してレーザー光を照射するレーザー蒸発法によって製造されることが報告されている（特許文献１）。この方法によれば、レーザー蒸発により得られたすす状物質を適当に基板上に堆積させる方法等を用いて回収することができるとされている。
特開２００１−６４００４号公報

ところが、本発明者がこの方法について検討を行ったところ、生成したすす状物質を回収することが困難であることが明らかになった。特に、カーボンナノホーン集合体は密度が小さいため宙に舞いやすく、チャンバー内で浮遊してしまい、チャンバー底部に堆積させておくことが困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ナノカーボンを効率よく回収する技術を提供することにある。

本発明によれば、ナノカーボンを生成する生成室と、生成したナノカーボンを回収する回収室と、を備え、前記生成室または前記回収室に、生成したナノカーボンを湿潤させる湿潤手段が設けられたことを特徴とするナノカーボン製造装置が提供される。

本発明の製造装置によれば、生成室または回収室に湿潤手段が設けられるため、生成室で生成したナノカーボンを確実に湿潤させることができる。このため、ナノカーボンが回収室内を浮遊するのを抑制し、底部に堆積させることができる。よって、堆積したナノカーボンを確実に回収することができる。

本発明において、生成室では、たとえばレーザーアブレーション法、アーク放電法、ＣＶＤ法等の方法によりナノカーボンが生成する。

本発明によれば、グラファイトターゲットの表面に光を照射する光源と、前記光の照射に生成したナノカーボンを回収する回収手段と、前記ナノカーボンを湿潤させる湿潤手段と、を備えることを特徴とするナノカーボン製造装置が提供される。

本発明に係るナノカーボン製造装置によれば、ナノカーボンを湿潤する湿潤手段を備えるため、生成したナノカーボンを湿潤させ、沈降させることができる。このため、ナノカーボンが宙に舞うのを抑制し、効率よく回収することができる。

本発明のナノカーボン製造装置において、前記湿潤手段は、噴霧手段であってもよい。こうすることにより、生成したナノカーボンを霧で確実に湿潤させることができる。よって、ナノカーボンをさらに容易に回収することができる。本発明において、前記噴霧手段はたとえばエタノール霧化装置とすることができる。

本発明のナノカーボン製造装置において、前記回収手段は、回収室と、前記回収室に前記ナノカーボンを導く回収管と、を備え、前記湿潤手段は、前記回収室中の前記ナノカーボンを湿潤させてもよい。こうすることにより、生成したナノカーボンを効率よく回収室に導くことができる。また、回収室に回収されたナノカーボンを確実に湿潤させることができる。このため、ナノカーボンを回収室内に堆積させ、確実に回収することができる。

本発明のナノカーボン製造装置において、前記回収室の底面が装置の設置面に対して傾斜していてもよい。こうすることにより、湿潤させたナノカーボンをさらに容易に回収することができる。また、回収室は、着脱可能に構成されていてもよい。こうすれば、回収室を取り外すことができるため、容易にナノカーボンを回収することができる。

本発明のナノカーボンの製造装置において、前記グラファイトターゲットの設置される生成室を備え、前記湿潤手段は、前記生成室中の前記ナノカーボンを湿潤させてもよい。こうすることにより、生成したナノカーボンを生成室内で確実に湿潤させることができる。このため、ナノカーボンが生成室内で舞うのを抑制し、容易に回収することができる。また、ナノカーボンが生成室内に浮遊しないため、グラファイトターゲットに照射される光のパワー密度のぶれを抑制することができる。よって、所望の性状のナノカーボンを安定的に製造することができる。

本発明の製造装置において、前記生成室の底部に、生成した前記ナノカーボンを回収する回収器が設けられていてもよい。こうすることにより、生成室内で湿潤したナノカーボンを回収器に堆積させることができる。よって、ナノカーボンを効率よく回収することができる。回収器は湿潤手段を備えることができる。

本発明によれば、ナノカーボンを生成する生成室と、生成したナノカーボンを回収する回収室と、を備え、前記生成室または前記回収室に、生成したナノカーボンを湿潤させる湿潤手段が設けられたことを特徴とするナノカーボン製造装置が提供される。

本発明によれば、グラファイトターゲットの表面に光照射する工程と、光照射する前記工程で生成したナノカーボンを湿潤させる工程と、を含むことを特徴とするナノカーボンの製造方法が提供される。

本発明に係る製造方法によれば、生成したナノカーボンを湿潤させる工程を含むため、ナノカーボンの浮遊を抑制することができる。よって、ナノカーボンを効率よく回収することができる。また、ナノカーボンを確実に回収することができる。

本発明のナノカーボンの製造方法において、ナノカーボンを湿潤させる前記工程は、前記ナノカーボンに液体を噴霧する工程を含んでもよい。こうすることにより、ナノカーボンを確実に湿潤させることができる。よって、ナノカーボンをさらに確実に回収することができる。

本発明のナノカーボンの製造方法において、ナノカーボンを湿潤させる前記工程は、前記ナノカーボンに有機溶媒を噴霧する工程を含んでもよい。ナノカーボンの表面は疎水性であるため、有機溶媒を噴霧することにより、さらに確実にナノカーボンを湿潤させることができる。

本発明のナノカーボンの製造方法において、ナノカーボンを湿潤させる前記工程は、前記ナノカーボンにアルコールまたはその水溶液を噴霧してもよい。アルコールは揮発性に優れるため、アルコールまたはその水溶液を噴霧することにより、回収したナノカーボンからの噴霧液の除去が容易となる。本発明の製造方法において、たとえばエタノール、メタノール、イソプロピルアルコールまたはその水溶液を噴霧することができる。

本発明によれば、ナノカーボンを生成した後、該ナノカーボンを湿潤させて回収することを特徴とするナノカーボンの回収方法が提供される。本発明に係る回収方法によれば、生成したナノカーボンを湿潤させるため、ナノカーボンが宙に舞うのを抑制し、容易に回収することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ナノカーボンを効率よく回収することができる。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

実施の形態に係るカーボンナノホーンの製造装置の構成を示す図である。 図１のナノカーボン製造装置のＡ−Ａ’方向の断面図である。 実施の形態に係るカーボンナノホーンの製造装置の構成を示す図である。 図３のナノカーボン製造装置のＢ−Ｂ’方向の断面図である。 図４の噴霧器のノズルの構成を示す図である。 実施の形態に係るカーボンナノホーンの製造装置の構成を示す図である。 実施の形態に係るカーボンナノホーンの製造装置の構成を示す図である。 実施の形態に係るカーボンナノホーンの製造装置の構成を示す図である。 実施の形態に係るカーボンナノホーンの製造装置の構成を示す図である。

以下、レーザーアブレーション法によりカーボンナノホーン集合体を製造し、回収する場合を例に説明する。なお、すべての図面において、共通の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。

（第一の実施形態）
本実施形態では、ナノカーボン製造装置にナノカーボン回収用のチャンバーを設け、回収用のチャンバーにナノカーボンを湿潤させるための噴霧装置が設けられている。図１は、本実施形態のナノカーボンの製造装置１８３の構成を示す図である。なお、本明細書において、図１および他の製造装置の説明に用いる図は概略図であり、各構成部材の大きさは実際の寸法比に必ずしも対応していない。

図１のナノカーボン製造装置１８３は、製造チャンバー１０７、ナノカーボン回収チャンバー１１９、搬送管１４１、レーザー光源１１１、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１、ＺｎＳｅウインドウ１３３、回転装置１１５および噴霧器１８１を備える。さらに、ナノカーボン製造装置１８３は、不活性ガス供給部１２７、流量計１２９、真空ポンプ１４３、および圧力計１４５を備える。

レーザー光源１１１から出射するレーザー光１０３は、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１にて集光され、ＺｎＳｅウインドウ１３３を通じて製造チャンバー１０７内のグラファイトロッド１０１に照射される。グラファイトロッド１０１は、レーザー光１０３照射のターゲットとなる固体炭素単体物質として用いられる。

レーザー光１０３は、照射角が一定となるようにグラファイトロッド１０１に照射される。レーザー光１０３の照射角を一定に保ちながら、グラファイトロッド１０１をその中心軸に対して所定の速度で回転させることにより、グラファイトロッド１０１の側面の円周方向にレーザー光１０３を一定のパワー密度で連続的に照射することができる。また、グラファイトロッド１０１をその長さ方向にスライドさせることにより、グラファイトロッド１０１の長さ方向にレーザー光１０３を一定のパワー密度で連続的に照射することができる。

回転装置１１５は、グラファイトロッド１０１を保持し、その中心軸周りに回転させる。グラファイトロッド１０１は回転装置１１５に固定することにより、中心軸周りに回転可能である。またグラファイトロッド１０１はたとえば中心軸に沿った方向に位置移動可能な構成とすることができる。

製造チャンバー１０７とナノカーボン回収チャンバー１１９とは、搬送管１４１によって接続されている。グラファイトロッド１０１の側面にレーザー光源１１１からレーザー光１０３が照射され、その際のプルーム１０９の発生方向に搬送管１４１を介してナノカーボン回収チャンバー１１９が設けられており、生成したカーボンナノホーン集合体１１７はナノカーボン回収チャンバー１１９に回収される。

噴霧器１８１は、ナノカーボン回収チャンバー１１９に設けられており、ナノカーボン回収チャンバー１１９の内部および壁面に液体を噴霧することができるように構成されている。こうすることにより、ナノカーボン回収チャンバー１１９に回収されたカーボンナノホーン集合体１１７を湿潤させることができる。このため、ナノカーボン回収チャンバー１１９に回収されたカーボンナノホーン集合体１１７をナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に効率よく堆積させ、回収することができる。

ここで、噴霧器１８１は、たとえば霧化ユニットを備えた霧化装置とすることができる。また、溶媒タンクから噴霧液をシャワー状に放出する構成としてもよい。さらに、スプリンクラー等の構成を利用した噴霧装置とすることもできる。本実施形態では、噴霧器１８１が霧化ユニットを備える場合を例に、以下説明をする。

図２は、霧化ユニットを備える噴霧器１８１を模式的に示す図である。なお、図２は、図１のＡ−Ａ’方向の断面図となっている。

図２の噴霧器１８１は、霧化ユニット１９９を備え、霧化ユニット１９９上部に噴霧液１９３が収容されている。ナノカーボン回収チャンバー１１９と噴霧器１８１とは、ナノカーボン回収チャンバー１１９の壁面の一部に設けられた貫通口１９７を介して連結されている。噴霧液１９３は後述するようにミスト１９５として、貫通口１９７からナノカーボン回収チャンバー１１９内へ噴霧される。

霧化ユニット１９９は、例えば超音波振動のような高周波数の振動を発する。この振動は、噴霧器１８１を介して噴霧液１９３に伝導する。この振動により、噴霧液１９３が霧化されてミスト１９５を生じる。ミスト１９５は貫通口１９７を通ってナノカーボン回収チャンバー１１９に進入する。

霧化ユニット１９９としては、例えば秋月電子社製のＵＳＨ−４００、株式会社テックジャム販売のＣ−ＨＭ−２４１２などの超音波振動型霧化ユニットが挙げられる。このような霧化ユニットは、噴霧液１９３を応答性良く霧化することが可能である。また、ＦＤＫ株式会社製の霧化ディスクのような、圧電振動子を備えた超音波振動型霧化ユニットを用いることもできる。こうした霧化ユニットは低消費電力であるため、効率よくミスト１９５を発生させることができる。

ナノカーボン製造装置１８３では、噴霧器１８１がナノカーボン回収チャンバー１１９の側面に設けられているが、噴霧器１８１はナノカーボン回収チャンバー１１９の上面や底面に設けることもできる。たとえば図３は、図１のナノカーボン製造装置１８３と基本構成は同様であるが、ナノカーボン回収チャンバー１１９の上面に噴霧器１８１を有するナノカーボン製造装置１８４を示す図である。

また、複数の噴霧器１８１をナノカーボン回収チャンバー１１９の異なる面にそれぞれ設けてもよい。こうすることにより、ナノカーボン回収チャンバー１１９の各壁面をより一層確実に湿潤することができるため、カーボンナノホーン集合体１１７を確実に回収することができる。

図１に戻り、次に、ナノカーボン製造装置１８３を用いたカーボンナノホーン集合体１１７の製造方法について具体的に説明する。

ナノカーボン製造装置１８３において、グラファイトロッド１０１として、高純度グラファイト、たとえば丸棒状焼結炭素や圧縮成形炭素等を用いることができる。

また、レーザー光１０３として、たとえば、高出力ＣＯ_２ガスレーザーを用いることができる。レーザー光１０３のグラファイトロッド１０１への照射は、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスをはじめとする反応不活性ガス雰囲気、たとえば１０^３Ｐａ以上１０^５Ｐａ以下の雰囲気中で行う。また、製造チャンバー１０７内を予めたとえば１０^−２Ｐａ以下に減圧排気した後、不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。

また、グラファイトロッド１０１の側面におけるレーザー光１０３のパワー密度がほぼ一定、たとえば５ｋＷ／ｃｍ^２以上２５ｋＷ／ｃｍ^２以下となるようにレーザー光１０３の出力、スポット径、および照射角を調節することが好ましい。

レーザー光１０３の出力はたとえば１ｋＷ以上５０ｋＷ以下とする。また、レーザー光１０３のパルス幅はたとえば０．５秒以上とし、好ましくは０．７５秒以上とする。こうすることにより、グラファイトロッド１０１の表面に照射されるレーザー光１０３の累積エネルギーを充分確保することができる。このため、カーボンナノホーン集合体１１７を効率よく製造することができる。また、レーザー光１０３のパルス幅はたとえば１．５秒以下とし、好ましくは１．２５秒以下とする。こうすることにより、グラファイトロッド１０１の表面が過剰に加熱されることにより表面のエネルギー密度が変動し、カーボンナノホーン集合体の収率が低下するのを抑制することができる。レーザー光１０３のパルス幅は、０．７５秒以上１秒以下とすることがさらに好ましい。こうすれば、カーボンナノホーン集合体１１７の生成率および収率をともに向上させることができる。

また、レーザー光１０３照射における休止幅は、たとえば０．１秒以上とすることができ、０．２５秒以上とすることが好ましい。こうすることにより、グラファイトロッド１０１表面の過加熱をより一層確実に抑制することができる。

レーザー光１０３は、照射角が一定となるように照射される。レーザー光１０３の照射角を一定に保ちながら、グラファイトロッド１０１をその中心軸に対して所定の速度で回転させることにより、グラファイトロッド１０１の側面の円周方向にレーザー光１０３を一定のパワー密度で連続的に照射することができる。また、グラファイトロッド１０１をその長さ方向にスライドさせることにより、グラファイトロッド１０１の長さ方向にレーザー光１０３を一定のパワー密度で連続的に照射することができる。

このときの照射角は３０°以上６０°以下とすることが好ましい。なお、本明細書において、照射角とは、レーザー光１０３の照射位置におけるグラファイトターゲットの表面に対する垂線とレーザー光１０３とのなす角のことである。円筒形のグラファイトターゲットを用いる場合、照射角は、グラファイトロッド１０１の長さ方向に垂直な断面において、照射位置と円の中心とを結ぶ線分と、水平面とのなす角となる。

この照射角を３０°以上とすることにより、照射するレーザー光１０３の反射、すなわち戻り光の発生を防止することができる。また、発生するプルーム１０９がＺｎＳｅウインドウ１３３を通じてＺｎＳｅ平凸レンズ１３１へ直撃することが防止される。このため、ＺｎＳｅ平凸レンズ１３１を保護し、またカーボンナノホーン集合体１１７のＺｎＳｅウインドウ１３３への付着防止に有効である。また、レーザー光１０３を６０°以下で照射することにより、アモルファスカーボンの生成を抑制し、生成物中のカーボンナノホーン集合体１１７の割合、すなわちカーボンナノホーン集合体１１７の収率を向上させることができる。また、照射角は４５°±５°とすることが特に好ましい。約４５°で照射することにより、生成物中のカーボンナノホーン集合体１１７の割合をより一層向上させることができる。

また、照射時のレーザー光１０３のグラファイトロッド１０１側面へのスポット径は、たとえば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることができる。

また、レーザー光１０３のスポットを、たとえば０．０１ｍｍ／ｓｅｃ以上５５ｍｍ／ｓｅｃ以下の速度（線速度）で移動させることが好ましい。たとえば、直径１００ｍｍのグラファイトターゲットの表面にレーザー光１０３を照射する場合には、回転装置１１５によって直径１００ｍｍのグラファイトロッド１０１を円周方向に一定速度で回転させ、回転数をたとえば０．０１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下とすると、上述の線速度を実現できる。

なお、グラファイトロッド１０１の回転方向に特に制限はないが、照射位置がレーザー光１０３から遠ざかる方向、すなわち図１においては図中に矢印で示したようにレーザー光１０３から搬送管１４１に向かう方向、に回転させることが好ましい。こうすることにより、カーボンナノホーン集合体１１７をより一層確実に回収することができる。

ナノカーボン回収チャンバー１１９に回収されたすす状物質は、カーボンナノホーン集合体１１７を主として含み、たとえば、カーボンナノホーン集合体１１７が９０ｗｔ％以上含まれる物質として回収される。

なお、プルーム１０９は、レーザー光１０３の照射位置におけるグラファイトロッド１０１の接線に垂直方向に発生するため、この方向に搬送管１４１を設ければ、効率よく炭素蒸気をナノカーボン回収チャンバー１１９に導き、カーボンナノホーン集合体１１７を回収することができる。

カーボンナノホーン集合体１１７の製造の際には、ナノカーボン回収チャンバー１１９に設けられた噴霧器１８１からミスト１９５を噴霧しておく。こうすれば、ナノカーボン回収チャンバー１１９に回収された力ーボンナノホーン集合体１１７は、噴霧された液体により湿潤する。このため、カーボンナノホーン集合体１１７がナノカーボン回収チャンバー１１９中で飛散するのを抑制し、ナノカーボン回収チャンバー１１９の底部にカーボンナノホーン集合体１１７を効率よく堆積させることができる。また、ナノカーボン回収チャンバー１１９の壁面へのカーボンナノホーン集合体１１７の付着も抑制することができる。よって、カーボンナノホーン集合体１１７の回収率を向上させることができる。

ミスト１９５によりナノカーボン回収チャンバー１１９のすべての壁面に到達し、湿潤するように噴霧器１８１からミスト１９５を噴霧することが好ましい。こうすれば、カーボンナノホーン集合体１１７をより一層確実にナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に沈降させることができる。

噴霧器１８１から噴霧するミスト１９５は、比較的疎水性の有機溶媒とすることが好ましい。カーボンナノホーン集合体１１７の表面は比較的疎水性であるため、これによりカーボンナノホーン集合体１１７を確実に湿潤させることができる。また、ミスト１９５として、揮発性の溶媒を用いることが好ましい。これにより、回収後、カーボンナノホーン集合体１１７を容易に乾燥することができる。

したがって、たとえば、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル類、アミド類等を噴霧することができる。これらの溶媒は単独で噴霧してもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの溶媒と水との混合溶媒としてもよい。

噴霧器１８１からの液体の噴霧は、所定の間隔で断続的に行ってもよいし、連続的に行ってもよい。液体の噴霧量や噴霧速度は、ナノカーボン回収チャンバー１１９の大きさ等に応じて適宜設定することができる。

本実施形態において、たとえば、図１のナノカーボン製造装置１８３において、グラファイトロッド１０１をφ１００ｍｍ×２５０ｍｍの丸棒状焼結炭素とし、ＣＯ_２レーザーを１ｓ発振、２５０ｍｓ休止のパルス条件でグラファイトロッド１０１の側面に照射してカーボンナノホーン集合体の製造を行う際に、噴霧器１８１からエタノールを噴霧することにより、精製したすす状物質をナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に堆積させることができるため、精製したカーボンナノホーン集合体の回収率を向上させることができる。

（第二の実施形態）
第一の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１８３またはナノカーボン製造装置１８４において、噴霧器１８１の構成は以下のようにすることもできる。ここでは、図３のナノカーボン製造装置１８４の場合を例に説明する。

図４は、図３のナノカーボン製造装置１８４のＢ−Ｂ’方向の断面図であり、噴霧器１８１の構成を説明する図である。図４において、噴霧器１８１は、タンク２０１と、供給管２０３と、ノズル２０５とを有する。タンク２０１には、噴霧液１９３が収容されている。また、供給管２０３は、タンク２０１とノズル２０５とを接続している。供給管２０３には、タンク２０１からの噴霧液１９３の供給を調節するためのバルブ２０９が設けられている。ノズル２０５は、多数のポア２０７を有するじょうろ状に形成されている。図５は、ノズル２０５の構成を示す斜視図である。

カーボンナノホーン集合体１１７を製造する際には、バルブ２０９を開いて噴霧液１９３をノズル２０５からナノカーボン回収チャンバー１１９内に噴霧する。噴霧液１９３は、ポア２０７を通じてミスト１９５としてシャワー状に噴霧されるため、ナノカーボン回収チャンバー１１９全体を好適に湿潤させることができる。このため、カーボンナノホーン集合体１１７を確実にナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に沈降させ、堆積させることができる。

なお、ノズル２０５の構成は上述した態様には特に限定されず、ナノカーボン回収チャンバー１１９の大きさやナノカーボンの生成量に応じて適宜選択することができる。たとえば、加圧式ノズルを用いてもよい。また、噴霧液１９３の供給を、ポンプ等を用いて行うこともできる。このようにすれば、噴霧液１９３をさらに確実にナノカーボン回収チャンバー１１９内全体に噴霧することができる。

（第三の実施形態）
本実施形態は、第一または第二の実施形態に記載のナノカーボン製造装置と回収チャンバーの底部の構成が異なる。以下、第一の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１８４の場合を例に説明する。図６は、本実施形態に係るナノカーボン製造装置１８５を示す図である。

ナノカーボン製造装置１８５では、ナノカーボン回収チャンバー１８７の底面が傾斜している。これにより、噴霧器１８１から噴霧された液体により湿潤したカーボンナノホーン集合体１１７がナノカーボン回収チャンバー１８７の底部においてより低い方向に向かって移動する。このため、カーボンナノホーン集合体１１７をナノカーボン回収チャンバー１８７の底部の下方の領域に集めることができる。このため、より一層容易にカーボンナノホーン集合体１１７を回収することができる。

（第四の実施形態）
本実施形態は、第一または第二の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１８３に着脱可能な回収用カートリッジをさらに備えるナノカーボン製造装置に関する。以下、第一の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１８４の場合を例に説明する。図７は、本実施形態に係るナノカーボン製造装置１８９を示す図である。

ナノカーボン製造装置１８９では、ナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に連通して取り外し可能な回収用カートリッジ１９１が設けられている。回収用カートリッジ１９１の底部はナノカーボン製造装置１８９の底部よりも低い位置にあるため、ナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に堆積したカーボンナノホーン集合体１１７は、回収用カートリッジ１９１へと導かれる。回収用カートリッジ１９１を取り外してその内容物を乾燥させれば、さらに簡便に乾燥したカーボンナノホーン集合体１１７を回収することができる。

（第五の実施形態）
本実施形態に係るカーボンナノホーン製造装置を図８に示す。この装置では、製造チャンバー１０７の下部に下部回収チャンバー１６０を設けている。また、製造チャンバー１０７内に液体を噴霧するための噴霧器１８１をさらに設けている。噴霧器１８１は、たとえば第一または第二の実施形態に記載した構成とすることができる。

下部回収チャンバー１６０を設けることにより、カーボンナノホーン集合体１１７は上部のナノカーボン回収チャンバー１１９に回収される一方、搬送管１４１から装置上部に回収されなかったカーボン蒸気が重力により落下し、下部回収チャンバー１６０に回収される。この構成によれば、ホーンの長さの短いカーボンナノホーンがナノカーボン回収チャンバー１１９に、ホーンの長さの長いカーボンナノホーンが下部回収チャンバー１６０に、それぞれ分離されて回収される。本実施形態によれば、複数の種類のカーボンナノホーンを分別して回収することができる。

また、製造チャンバー１０７内にも液体を噴霧することにより、ナノカーボン回収チャンバー１１９に回収されずに製造チャンバー１０７中に残存するカーボンナノホーン集合体１１７を確実に湿らせ、製造チャンバー１０７の底部に導くことができる。このため、カーボンナノホーン集合体１１７を効率よく下部回収チャンバー１６０に回収することができる。

なお、本実施形態では、製造チャンバー１０７に噴霧器１８１を設けたが、下部回収チャンバー１６０に噴霧器１８１を設けてもよい。こうすれば、下部回収チャンバー１６０の底部により一層確実にカーボンナノホーン集合体１１７を堆積させ、カーボンナノホーン集合体１１７の飛散を抑制することができる。

（第六の実施形態）
以上の実施形態に記載のナノカーボン製造装置において、ナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に堆積したカーボンナノホーン集合体１１７をかき集めて回収するための掻取部２１１を有していてもよい。以下、本実施形態を第四の実施形態に記載のナノカーボン製造装置１８９に適用する場合を例に説明する。図９は、本実施形態に係るナノカーボン製造装置２１３の構成を示す図である。

ナノカーボン製造装置２１３は、ナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に、平板状の掻取部２１１を有する。掻取部２１１の構成は、へらのようにナノカーボン回収チャンバー１１９の底面をスライドさせてカーボンナノホーン集合体１１７を回収用カートリッジ１９１に導くことができれば特に制限はない。

掻取部２１１を設けることにより、ナノカーボン回収チャンバー１１９の底部に堆積したカーボンナノホーン集合体１１７をより一層確実に回収することができる。なお、掻取部２１１は、製造チャンバー１０７の底部に設けてもよい。また、必要に応じて、これらのチャンバー内を上下にスライドする掻取部２１１をさらに設けてもよい。こうすれば、湿潤したカーボンナノホーン集合体１１７をさらに確実にチャンバーの底部に集めることができる。

以上、本発明を実施形態に基づき説明した。これらの実施形態は例示であり様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

たとえば、以上の実施形態において、製造チャンバー１０７の底部にも、堆積したカーボンナノホーン集合体１１７をかきとるためのかきとり手段をさらに設けてもよい。

また、以上の実施形態においては、グラファイトロッドを用いた場合を例に説明をしたが、グラファイトターゲットの形状は円筒形には限定されず、シート状、棒状等とすることもできる。

また、カーボンナノホーン集合体１１７を構成するカーボンナノホーンの形状、径の大きさ、長さ、先端部の形状、炭素分子やカーボンナノホーン間の間隔等は、レーザー光１０３の照射条件などによって様々に制御することが可能である。

Claims (9)

1. ナノカーボンを生成する生成室と、
   生成したナノカーボンを回収する回収室と、
   を備え、
   前記生成室または前記回収室に、生成したナノカーボンを湿潤させる湿潤手段が設けられたことを特徴とするナノカーボン製造装置。
2. グラファイトターゲットの表面に光を照射する光源と、
   前記光の照射に生成したナノカーボンを回収する回収手段と、
   前記ナノカーボンを湿潤させる湿潤手段と、
   を備えることを特徴とするナノカーボン製造装置。
3. 請求の範囲第２項に記載のナノカーボン製造装置において、前記回収手段は、回収室と、前記回収室に前記ナノカーボンを導く回収管と、を備え、
   前記湿潤手段は、前記回収室中の前記ナノカーボンを湿潤させることを特徴とするナノカーボン製造装置。
4. 請求の範囲第２項または第３項に記載のナノカーボンの製造装置において、前記グラファイトターゲットの設置される生成室を備え、
   前記湿潤手段は、前記生成室中の前記ナノカーボンを湿潤させることを特徴とするナノカーボン製造装置。
5. 請求の範囲第１項乃至第４項いずれかに記載のナノカーボン製造装置において、前記湿潤手段は、噴霧手段であることを特徴とするナノカーボン製造装置。
6. グラファイトターゲットの表面に光照射する工程と、
   光照射する前記工程で生成したナノカーボンを湿潤させる工程と、
   を含むことを特徴とするナノカーボンの製造方法。
7. 請求の範囲第６項に記載のナノカーボンの製造方法において、ナノカーボンを湿潤させる前記工程は、前記ナノカーボンに液体を噴霧する工程を含むことを特徴とするナノカーボンの製造方法。
8. 請求の範囲第６項または第７項に記載のナノカーボンの製造方法において、ナノカーボンを湿潤させる前記工程は、前記ナノカーボンにアルコールまたはその水溶液を噴霧することを特徴とするナノカーボンの製造方法。
9. ナノカーボンを生成した後、該ナノカーボンを湿潤させて回収することを特徴とするナノカーボンの回収方法。

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