JPH07113164B2 - 炭素繊維の形成装置 - Google Patents
炭素繊維の形成装置Info
- Publication number
- JPH07113164B2 JPH07113164B2 JP3287332A JP28733291A JPH07113164B2 JP H07113164 B2 JPH07113164 B2 JP H07113164B2 JP 3287332 A JP3287332 A JP 3287332A JP 28733291 A JP28733291 A JP 28733291A JP H07113164 B2 JPH07113164 B2 JP H07113164B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- reaction chamber
- carbon fibers
- feed pipe
- feed tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims description 82
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims description 82
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 61
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 42
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 11
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 8
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 6
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 61
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 14
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229940087654 iron carbonyl Drugs 0.000 description 4
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- -1 i.e. Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFVLUOAHQIVABZ-UHFFFAOYSA-N Iodofenphos Chemical compound COP(=S)(OC)OC1=CC(Cl)=C(I)C=C1Cl LFVLUOAHQIVABZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005112 continuous flow technique Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000011824 nuclear material Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000001089 thermophoresis Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/127—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by thermal decomposition of hydrocarbon gases or vapours or other carbon-containing compounds in the form of gas or vapour, e.g. carbon monoxide, alcohols
- D01F9/133—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
- B01J12/02—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor for obtaining at least one reaction product which, at normal temperature, is in the solid state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/0015—Controlling the temperature by thermal insulation means
- B01J2219/00155—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00159—Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00171—Controlling or regulating processes controlling the density
- B01J2219/00173—Physical density
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維の形成に関す
る。より詳しくは、本発明は、請求項１の前提部分に示
され、例えば米国特許第 1823503号に開示されている装
置に関する。本発明は、核を含む化合物を分解し、核を
形成し、炭素質の（すなわち炭素を含有する）化合物を
分解し、分解した炭素質の化合物を核と反応させること
によって、炭素繊維を形成することを含む反応の各々の
反応工程について、所望の条件を供与する、連続した気
相反応において炭素繊維を製造する装置に関する。
る。より詳しくは、本発明は、請求項１の前提部分に示
され、例えば米国特許第 1823503号に開示されている装
置に関する。本発明は、核を含む化合物を分解し、核を
形成し、炭素質の（すなわち炭素を含有する）化合物を
分解し、分解した炭素質の化合物を核と反応させること
によって、炭素繊維を形成することを含む反応の各々の
反応工程について、所望の条件を供与する、連続した気
相反応において炭素繊維を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維は、複合材料を製造するために
使用されている。この炭素複合材料は、自動車、ボー
ト、航空機その他の部品のような物品を形成するために
普通に用いられる他の材料に比べて、比較的強度が高く
重量も小さいといった利点を備えている。強度が高く重
量が小さいことは、自動車の燃料の消費を少なくして燃
料経済を高めるうえに必要な大切な利点である。複合材
料の強度は、それに用いられている炭素繊維の品質に直
接に関連している。好ましい繊維は、同心円に配された
基底面を有し、強度対重量比を改善するために、ミクロ
サイズを備えている。このミクロサイズの繊維は、強度
の増大、重量の低減、従って、改善された燃料経済など
の利点を、これらの繊維を含有する複合材料から形成さ
れた自動車において実現する。
使用されている。この炭素複合材料は、自動車、ボー
ト、航空機その他の部品のような物品を形成するために
普通に用いられる他の材料に比べて、比較的強度が高く
重量も小さいといった利点を備えている。強度が高く重
量が小さいことは、自動車の燃料の消費を少なくして燃
料経済を高めるうえに必要な大切な利点である。複合材
料の強度は、それに用いられている炭素繊維の品質に直
接に関連している。好ましい繊維は、同心円に配された
基底面を有し、強度対重量比を改善するために、ミクロ
サイズを備えている。このミクロサイズの繊維は、強度
の増大、重量の低減、従って、改善された燃料経済など
の利点を、これらの繊維を含有する複合材料から形成さ
れた自動車において実現する。
【０００３】従来の炭素繊維の製造方法は、基本的は、
容器中において気相バッチ反応を行うことから成ってい
る。より詳細には、従来の製造方法は、鉄の粒子を粉末
または溶液の形で容器中に分与し、それと同時に、液体
または気体の炭化水素化合物を付与し、次にこの炭化水
素化合物を分解して、鉄粒子と反応する炭素含有化合物
を形成する。希釈ガス例えば水素を、分解および成長の
速度を制御するために、容器中に噴射する。この容器
は、通常は、対流が発生するように配設される。これら
の対流は、繊維の最適の形成にとって望ましい温度より
も低い温度に、反応物質の温度を低減させるような熱損
失をしばしば受ける。また、前記対流は、壁面上の熱泳
動沈着によって、高価な触媒物質を含めて、原材料であ
る反応物質の損失を生ずる。通常は、バッチ反応は、容
器内において、ある時間にわたって進行し、繊維が集収
され、次に反応が再開される。通常は、大きな繊維、す
なわち、所望のミクロサイズの繊維よりも大きな寸法の
繊維が、不所望の煤と共に形成される。従来の方法およ
び装置を用いた場合、煤と大きな繊維との混合物が形成
される。これは、従来のバッチ法の場合、従来の容器に
おいて対流が発生した場合には特に、種々の反応工程が
行われる条件の制御が困難であったことによって生起し
うる。
容器中において気相バッチ反応を行うことから成ってい
る。より詳細には、従来の製造方法は、鉄の粒子を粉末
または溶液の形で容器中に分与し、それと同時に、液体
または気体の炭化水素化合物を付与し、次にこの炭化水
素化合物を分解して、鉄粒子と反応する炭素含有化合物
を形成する。希釈ガス例えば水素を、分解および成長の
速度を制御するために、容器中に噴射する。この容器
は、通常は、対流が発生するように配設される。これら
の対流は、繊維の最適の形成にとって望ましい温度より
も低い温度に、反応物質の温度を低減させるような熱損
失をしばしば受ける。また、前記対流は、壁面上の熱泳
動沈着によって、高価な触媒物質を含めて、原材料であ
る反応物質の損失を生ずる。通常は、バッチ反応は、容
器内において、ある時間にわたって進行し、繊維が集収
され、次に反応が再開される。通常は、大きな繊維、す
なわち、所望のミクロサイズの繊維よりも大きな寸法の
繊維が、不所望の煤と共に形成される。従来の方法およ
び装置を用いた場合、煤と大きな繊維との混合物が形成
される。これは、従来のバッチ法の場合、従来の容器に
おいて対流が発生した場合には特に、種々の反応工程が
行われる条件の制御が困難であったことによって生起し
うる。
【０００４】従来の方法および容器には、通常は、予調
整の期間が含まれる。即ち、反応の開始前に、容器を予
加熱し、そして／または、鉄粒子を用いてその表面を調
整する。この予調整の努力は、通常は、生成物を実際に
作成する反応期間に関連して、広汎なものとなる。これ
らの方法は、商業規模のプラントに使用する場合、費用
の割に有効ではない。連続した気相工程によって炭素繊
維を形成する形成装置は、請求項１の特徴部分に示され
た特徴によって特徴付けられる。
整の期間が含まれる。即ち、反応の開始前に、容器を予
加熱し、そして／または、鉄粒子を用いてその表面を調
整する。この予調整の努力は、通常は、生成物を実際に
作成する反応期間に関連して、広汎なものとなる。これ
らの方法は、商業規模のプラントに使用する場合、費用
の割に有効ではない。連続した気相工程によって炭素繊
維を形成する形成装置は、請求項１の特徴部分に示され
た特徴によって特徴付けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、気相
反応において炭素繊維を形成するための連続工程および
そのための装置を提供し、気相反応においてミクロサイ
ズの炭素繊維を形成するための最適条件を達成するよう
に構成された装置を供給することによって、炭素繊維の
形成方法を改良し、ミクロサイズの炭素繊維も形成する
ための連続流工程において、基本的に定常的で制御され
た反応条件を保ち、対流を最小とし、原材料としての反
応物質の熱泳動損失を最小とすることにある。本発明の
別の目的は、炭素繊維の収率を高くし、比較的小さな繊
維がより大きい比率となり、煤を実質的に除去し、炭素
繊維の製造コストを低減させる方法および装置を提供す
ることにある。
反応において炭素繊維を形成するための連続工程および
そのための装置を提供し、気相反応においてミクロサイ
ズの炭素繊維を形成するための最適条件を達成するよう
に構成された装置を供給することによって、炭素繊維の
形成方法を改良し、ミクロサイズの炭素繊維も形成する
ための連続流工程において、基本的に定常的で制御され
た反応条件を保ち、対流を最小とし、原材料としての反
応物質の熱泳動損失を最小とすることにある。本発明の
別の目的は、炭素繊維の収率を高くし、比較的小さな繊
維がより大きい比率となり、煤を実質的に除去し、炭素
繊維の製造コストを低減させる方法および装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい態様に
よれば、前記の目的は、ガス流中に同伴された核の存在
下に炭素質化合物を反応させることによって炭素繊維を
連続気相工程において形成するための形成装置によって
達成される。各々の核は、炭素繊維がその回りにおいて
成長する中心を形成する。本発明による形成装置は、相
互に対する熱伝達関係に配置された上向き流部分と下向
き流部分とを連続したガス流経路に与えるように作製さ
れた、反応器とガス流通路とを備えている。反応器は、
閉止した上部端と下部排出管とを備えた直立反応室を画
定している。反応物質の給送管は、反応器中に配設さ
れ、その内部においてほぼ軸向き上方に延長している。
ガス状の反応物質は、給送管の開口を経て反応器中に噴
射される。給送管と反応室とは、給送管を経て反応室中
にほぼ軸方向上向きに延長された後反応室を通ってほぼ
軸方向下向きに延長するガス流通路を画定するように構
成されている。給送管と反応室とは、好ましくは、経方
向に相互に隔てられ、相互に対して同心的に配される。
本発明の１つの態様によれば、給送管は、気化可能な液
状の反応物質を供給する毛管としてもよい。反応器およ
び給送管は、各々細長い形状をもち、熱および腐食に耐
性を示す材料、好ましくはムライト材料からできてい
る。給送管は、反応器の軸方向長さの半分以上にわたっ
て延長している。有利には、給送管は、反応器の軸方向
長さの少なくとも３／４にわたって延長し、好ましく
は、その長さの少なくとも５／６にわたって延長してい
る。
よれば、前記の目的は、ガス流中に同伴された核の存在
下に炭素質化合物を反応させることによって炭素繊維を
連続気相工程において形成するための形成装置によって
達成される。各々の核は、炭素繊維がその回りにおいて
成長する中心を形成する。本発明による形成装置は、相
互に対する熱伝達関係に配置された上向き流部分と下向
き流部分とを連続したガス流経路に与えるように作製さ
れた、反応器とガス流通路とを備えている。反応器は、
閉止した上部端と下部排出管とを備えた直立反応室を画
定している。反応物質の給送管は、反応器中に配設さ
れ、その内部においてほぼ軸向き上方に延長している。
ガス状の反応物質は、給送管の開口を経て反応器中に噴
射される。給送管と反応室とは、給送管を経て反応室中
にほぼ軸方向上向きに延長された後反応室を通ってほぼ
軸方向下向きに延長するガス流通路を画定するように構
成されている。給送管と反応室とは、好ましくは、経方
向に相互に隔てられ、相互に対して同心的に配される。
本発明の１つの態様によれば、給送管は、気化可能な液
状の反応物質を供給する毛管としてもよい。反応器およ
び給送管は、各々細長い形状をもち、熱および腐食に耐
性を示す材料、好ましくはムライト材料からできてい
る。給送管は、反応器の軸方向長さの半分以上にわたっ
て延長している。有利には、給送管は、反応器の軸方向
長さの少なくとも３／４にわたって延長し、好ましく
は、その長さの少なくとも５／６にわたって延長してい
る。
【０００７】本発明による形成装置は、反応に必要な熱
を供給するために、熱分解すなわち高温分解のための高
温域を閉止端に近接して反応室中に設定するように、反
応器を加熱するための加熱手段を備えている。比較的低
温の低温域は、反応器の排出管の近傍に形成される。高
温域および低温域は、反応器中の対流を最小とするよう
に反応器中に熱勾配を設定するように配置される。その
ための反応器中において、高温のガスは、低温のガスの
上方に配置される。好ましくは、加熱手段は、少なくと
も反応室の閉止された上部端およびこの上部端に近接し
た反応室の部分を含む炉とする。
を供給するために、熱分解すなわち高温分解のための高
温域を閉止端に近接して反応室中に設定するように、反
応器を加熱するための加熱手段を備えている。比較的低
温の低温域は、反応器の排出管の近傍に形成される。高
温域および低温域は、反応器中の対流を最小とするよう
に反応器中に熱勾配を設定するように配置される。その
ための反応器中において、高温のガスは、低温のガスの
上方に配置される。好ましくは、加熱手段は、少なくと
も反応室の閉止された上部端およびこの上部端に近接し
た反応室の部分を含む炉とする。
【０００８】形成装置は、熱泳動沈着を最小とし、反応
器の高温域に、核を分散させるように、ガス流中に核を
同伴するに足る速度で、気体反応物質流を給送管中に連
続的に供給するための供給手段も備えている。気体状の
反応物質流は、気化可能な構成成分を含んでいてもよ
い。
器の高温域に、核を分散させるように、ガス流中に核を
同伴するに足る速度で、気体反応物質流を給送管中に連
続的に供給するための供給手段も備えている。気体状の
反応物質流は、気化可能な構成成分を含んでいてもよ
い。
【０００９】反応器の反応室は、繊維の成長を容易にす
るために、給送管の平均断面積よりも実質的に大きな平
均断面積を備えている。この構成において気体は、反応
物質の沈着その他の損失を最小とするように、給送管を
経てすみやかに上向きに流れ、核を同伴してそれを反応
室中に分散させ拡散させるに足る速度で高温域中に流入
する。しかし反応域を冷却する程度に流速を高くすべき
ではない。反応室は、給送管に比べて著しく大きな平均
断面積を有するため、接続的な繊維の成長にとって適当
な低減された下向きの流速のガス流を受けいれる。反応
室は、好ましくは、管状とし、給送管の軸方向の長さに
沿って、給送管と実質的に同心的である。有利には、反
応室は、給送管の直径の少なくとも３倍、好ましくは５
倍の直径を有する。
るために、給送管の平均断面積よりも実質的に大きな平
均断面積を備えている。この構成において気体は、反応
物質の沈着その他の損失を最小とするように、給送管を
経てすみやかに上向きに流れ、核を同伴してそれを反応
室中に分散させ拡散させるに足る速度で高温域中に流入
する。しかし反応域を冷却する程度に流速を高くすべき
ではない。反応室は、給送管に比べて著しく大きな平均
断面積を有するため、接続的な繊維の成長にとって適当
な低減された下向きの流速のガス流を受けいれる。反応
室は、好ましくは、管状とし、給送管の軸方向の長さに
沿って、給送管と実質的に同心的である。有利には、反
応室は、給送管の直径の少なくとも３倍、好ましくは５
倍の直径を有する。
【００１０】当業者には容易に理解されるように、反応
室中には目立つほどの反応物質の集積も見られないの
で、上向きに流れるガス流の平均質量流量と下向きに流
れるガス流の平均質量流量とは、ほぼ相等しくなる。下
向きに流れるガス流は、ガス流の膨張のため、給送管に
比べて、反応室中において利用可能な断面積が大きくな
ることによって、減少した流速すなわち低減された平均
速度をもつであろう。形成装置は、反応器の排出部から
の排出ガスから炭素繊維を集収するための集収手段を備
えている。
室中には目立つほどの反応物質の集積も見られないの
で、上向きに流れるガス流の平均質量流量と下向きに流
れるガス流の平均質量流量とは、ほぼ相等しくなる。下
向きに流れるガス流は、ガス流の膨張のため、給送管に
比べて、反応室中において利用可能な断面積が大きくな
ることによって、減少した流速すなわち低減された平均
速度をもつであろう。形成装置は、反応器の排出部から
の排出ガスから炭素繊維を集収するための集収手段を備
えている。
【００１１】使用時には、気体状の炭素質化合物を含む
加圧されたガス流が給送管の入口に供給される。核を形
成する化合物は、このガス流中に噴射される。加圧され
たガス流と、噴射された化合物とは、給送管を通って上
向きに流れ、前記入口の周囲温度から高温まで加熱さ
れ、反応室の高温域中に、排出口において排出される。
ガス流は、低減された流速で、比較的大きな反応室を経
て流下し、そこで各々の核は、原材料中の炭素質化合物
の反応物質の分解によって生成した炭素質化合物からの
伸長されたフィラメントを形成する。炭素繊維が同伴さ
れたガス流は、反応器から、その排出管によって排出さ
れる。炭素繊維は、その後に、好ましくはサイクロン分
離器によってガス流から分離される。
加圧されたガス流が給送管の入口に供給される。核を形
成する化合物は、このガス流中に噴射される。加圧され
たガス流と、噴射された化合物とは、給送管を通って上
向きに流れ、前記入口の周囲温度から高温まで加熱さ
れ、反応室の高温域中に、排出口において排出される。
ガス流は、低減された流速で、比較的大きな反応室を経
て流下し、そこで各々の核は、原材料中の炭素質化合物
の反応物質の分解によって生成した炭素質化合物からの
伸長されたフィラメントを形成する。炭素繊維が同伴さ
れたガス流は、反応器から、その排出管によって排出さ
れる。炭素繊維は、その後に、好ましくはサイクロン分
離器によってガス流から分離される。
【００１２】好ましくは、使用時に、高温域は、混合ガ
スが給送管中にある間に、少なくとも直径５nmの範囲の
触媒粒子すなわち核の形成を開始するに足る温度にあ
る。それと同時に、給送管中の反応物質の完全な高温分
解（ミクロサイズの炭素繊維の形成ではなく、種々の物
質の不所望な沈着とともに、煤の形成をひき起こすこと
がある）が生じないように、高温域の温度を制御する。
スが給送管中にある間に、少なくとも直径５nmの範囲の
触媒粒子すなわち核の形成を開始するに足る温度にあ
る。それと同時に、給送管中の反応物質の完全な高温分
解（ミクロサイズの炭素繊維の形成ではなく、種々の物
質の不所望な沈着とともに、煤の形成をひき起こすこと
がある）が生じないように、高温域の温度を制御する。
【００１３】本発明による形成装置中において形成され
た炭素繊維の基底面は、同心円状に配され、ミクロサイ
ズ（極微小の大きさ）である。炭素繊維は、直径が２０
ー１００nm（ミクロサイズ）であり、長さは、少なくと
も数μｍである。炭素繊維は、繊維をトリックスにおい
て非常にゆるく充填されているため、その見掛けのかさ
密度は、０．００１ｇ／cm3 から０．０２ｇ／cm3 以上
（超過分はわずかとする）の範囲にあり、好ましい値
は、０．０１ｇ／cm3 である。したがって、本発明は、
気相反応において炭素繊維を形成する連続工程による方
法およびそのための装置を提供し、ミクロサイズの炭素
繊維の形成方法を改良し、基本的に定常状態を保ちなが
ら連続反応において炭素繊維を連続的に形成することを
可能とし、所望の反応状態を制御し、不所望の対流を最
小とし、炭素繊維の収率を高くし、原材料の熱泳動によ
る損失を最小とし、実質的に煤を除去し、比較的小さな
ミクロサイズの炭素繊維の比率を高くし、炭素繊維の製
造コストを減少させる。
た炭素繊維の基底面は、同心円状に配され、ミクロサイ
ズ（極微小の大きさ）である。炭素繊維は、直径が２０
ー１００nm（ミクロサイズ）であり、長さは、少なくと
も数μｍである。炭素繊維は、繊維をトリックスにおい
て非常にゆるく充填されているため、その見掛けのかさ
密度は、０．００１ｇ／cm3 から０．０２ｇ／cm3 以上
（超過分はわずかとする）の範囲にあり、好ましい値
は、０．０１ｇ／cm3 である。したがって、本発明は、
気相反応において炭素繊維を形成する連続工程による方
法およびそのための装置を提供し、ミクロサイズの炭素
繊維の形成方法を改良し、基本的に定常状態を保ちなが
ら連続反応において炭素繊維を連続的に形成することを
可能とし、所望の反応状態を制御し、不所望の対流を最
小とし、炭素繊維の収率を高くし、原材料の熱泳動によ
る損失を最小とし、実質的に煤を除去し、比較的小さな
ミクロサイズの炭素繊維の比率を高くし、炭素繊維の製
造コストを減少させる。
【００１４】次に本発明の好ましい実施例を図面に基づ
いて一層詳細に説明する。
いて一層詳細に説明する。
【実施例】図１は、ガス流中に同伴された核の存在下に
気体状炭素質化合物を反応させることを含む連続気相法
によって炭素繊維を形成するための好ましい形成装置１
０を示している。この形成装置１０は、垂直軸線、閉止
上部端１６および下部排出管１８を備えた熱反応室１４
を画定する反応器１２を備えている。気体状の反応物質
は、室１４中に配設されてほぼ軸向き上方に延長してい
る、反応物質の給送管２０によって、反応器１２中に噴
射される。給送管２０は、一端の入口２２と、反応器１
２の上部端１６から隔てられた他端の排出口２４とを備
えている。給送管２０の排出口２４は、上部端１６に隣
接し、また給送管２０は、反応器１２の軸向き長さの半
分以上にわたって延長している。給送管２０は、好まし
くは、反応器１２の軸向き長さの少なくとも３／４、特
にその５／６にわたって延長している。
気体状炭素質化合物を反応させることを含む連続気相法
によって炭素繊維を形成するための好ましい形成装置１
０を示している。この形成装置１０は、垂直軸線、閉止
上部端１６および下部排出管１８を備えた熱反応室１４
を画定する反応器１２を備えている。気体状の反応物質
は、室１４中に配設されてほぼ軸向き上方に延長してい
る、反応物質の給送管２０によって、反応器１２中に噴
射される。給送管２０は、一端の入口２２と、反応器１
２の上部端１６から隔てられた他端の排出口２４とを備
えている。給送管２０の排出口２４は、上部端１６に隣
接し、また給送管２０は、反応器１２の軸向き長さの半
分以上にわたって延長している。給送管２０は、好まし
くは、反応器１２の軸向き長さの少なくとも３／４、特
にその５／６にわたって延長している。
【００１５】ガス流通路２６は、気体の給送管２０およ
び反応器１２によって画定される。ガス流通路２６は、
ほぼ軸向き上方に、給送管２０を通って室１４中に入り
こんだ後、ほぼ軸向き下方に、室１４を通って延長して
いる。反応器１２は、排出口２４とほぼ同心的な管状の
熱反応室１４を画定している。好ましくは、熱反応室１
４は、給送管２０から径方向に隔てられ、給送管２０
と、その軸向きの全範囲にわたって同心的となってい
る。有利には、反応器１２と給送管２０とは、各々細長
い形状をもち、すなわち、直径よりも大きな長さを備え
ている。
び反応器１２によって画定される。ガス流通路２６は、
ほぼ軸向き上方に、給送管２０を通って室１４中に入り
こんだ後、ほぼ軸向き下方に、室１４を通って延長して
いる。反応器１２は、排出口２４とほぼ同心的な管状の
熱反応室１４を画定している。好ましくは、熱反応室１
４は、給送管２０から径方向に隔てられ、給送管２０
と、その軸向きの全範囲にわたって同心的となってい
る。有利には、反応器１２と給送管２０とは、各々細長
い形状をもち、すなわち、直径よりも大きな長さを備え
ている。
【００１６】気化可能な液体の反応物質を供給すること
が望まれる場合には、気化可能な液体の反応物質を、毛
管２８によって、その排出端３０を経て供給する。毛管
２８は、給送管２０中に配設してあり、これと同軸的に
配置されている。気化可能な液体の反応物質の液滴がそ
れから気化される表面域を与えるために、好ましくは金
属例えばステンレス鋼からできている網目スクリーン３
２が、排出端３０の近傍の毛管２８の回りにおいて、給
送管２０の内側に配設されている（図２参照）。有利に
は、液は、核を含み、ポンプ３３から毛管２８に供給さ
れる。
が望まれる場合には、気化可能な液体の反応物質を、毛
管２８によって、その排出端３０を経て供給する。毛管
２８は、給送管２０中に配設してあり、これと同軸的に
配置されている。気化可能な液体の反応物質の液滴がそ
れから気化される表面域を与えるために、好ましくは金
属例えばステンレス鋼からできている網目スクリーン３
２が、排出端３０の近傍の毛管２８の回りにおいて、給
送管２０の内側に配設されている（図２参照）。有利に
は、液は、核を含み、ポンプ３３から毛管２８に供給さ
れる。
【００１７】形成装置１０は、反応に必要な熱を供与す
るために、上部端１６の近傍において熱反応室１４中に
高温域３６を設定するように反応器１２を加熱するため
の炉３４のような加熱手段を備えている。高温域３６の
温度は、炭素繊維の成長を維持するに足る温度である。
反応器１２の下部排出管１８に近接して比較的低温の領
域がある。室１４の閉止上部端１６の近傍の高温域３６
と反応器１２の下部排出管１８の近傍の低温域とは、反
応器１２の内部においての対流を最小とするように、反
応器１２中に熱勾配を設定する。その結果として、反応
器１２中においては、低温の気体の上方に高温の気体が
位置され、熱による対流は最小となる。
るために、上部端１６の近傍において熱反応室１４中に
高温域３６を設定するように反応器１２を加熱するため
の炉３４のような加熱手段を備えている。高温域３６の
温度は、炭素繊維の成長を維持するに足る温度である。
反応器１２の下部排出管１８に近接して比較的低温の領
域がある。室１４の閉止上部端１６の近傍の高温域３６
と反応器１２の下部排出管１８の近傍の低温域とは、反
応器１２の内部においての対流を最小とするように、反
応器１２中に熱勾配を設定する。その結果として、反応
器１２中においては、低温の気体の上方に高温の気体が
位置され、熱による対流は最小となる。
【００１８】高温域３６の温度は、好ましくは、各種の
気体状炭素質化合物のうちのいずれか（例えば１以上の
気化可能な炭化水素を含みうる）を分解するに足る温度
とする。好ましくは、入口２２の近傍に第１温度が保た
れ、この第１温度よりも高い第２温度が高温域３６中に
保たれ、第２温度よりも低い第３温度が排出管１８は近
傍に保たれる。好ましくは、入口２２は周囲温度にあ
り、高温域３６は、１０００℃よりも高い温度にあり、
排出管１８は、周囲温度と１０００℃との中間の温度で
ある。好ましくは、１０５０℃よりも高い温度が、高温
域３６の近傍に保たれる。
気体状炭素質化合物のうちのいずれか（例えば１以上の
気化可能な炭化水素を含みうる）を分解するに足る温度
とする。好ましくは、入口２２の近傍に第１温度が保た
れ、この第１温度よりも高い第２温度が高温域３６中に
保たれ、第２温度よりも低い第３温度が排出管１８は近
傍に保たれる。好ましくは、入口２２は周囲温度にあ
り、高温域３６は、１０００℃よりも高い温度にあり、
排出管１８は、周囲温度と１０００℃との中間の温度で
ある。好ましくは、１０５０℃よりも高い温度が、高温
域３６の近傍に保たれる。
【００１９】炉３４は、所望の温度状態を確立するため
に、好ましくは、室１４の閉止上部端１６およびこの閉
止上部端１６の付近の室１４の一部分を少なくとも包囲
している電気炉である。炉３４は、室１４に熱を伝達す
るように配設され、室１４は、その熱を給送管２０に伝
達する。
に、好ましくは、室１４の閉止上部端１６およびこの閉
止上部端１６の付近の室１４の一部分を少なくとも包囲
している電気炉である。炉３４は、室１４に熱を伝達す
るように配設され、室１４は、その熱を給送管２０に伝
達する。
【００２０】反応器１２および給送管２０は、熱および
腐食に対して比較的耐性の高い材料から各々形成されて
いる。好ましい材料は、ステンレス鋼、石英、セラミッ
クおよび耐火物である。有利には、アルミナまたはムラ
イトなどの耐火物が用いられる。アルミニウムの珪酸塩
であるムライトが特に好ましい。ムライトは、ステンレ
ス鋼よりも耐食性が高く、石英よりも熱伝達性がすぐれ
ている。ムライトは、液体を噴射した際の温度衝撃に対
する耐性がすぐれている。
腐食に対して比較的耐性の高い材料から各々形成されて
いる。好ましい材料は、ステンレス鋼、石英、セラミッ
クおよび耐火物である。有利には、アルミナまたはムラ
イトなどの耐火物が用いられる。アルミニウムの珪酸塩
であるムライトが特に好ましい。ムライトは、ステンレ
ス鋼よりも耐食性が高く、石英よりも熱伝達性がすぐれ
ている。ムライトは、液体を噴射した際の温度衝撃に対
する耐性がすぐれている。
【００２１】形成装置１０は、気体状の反応物質流を給
送管２０中に、この気体流中に核を同伴させて核を反応
器１２の高温域３６中に分散させるに足る速度で絶えず
供給するための供給手段を備えている。加圧−流通制御
部門３９から供給されて配管４０を経て導かれる、加圧
され圧縮された気体が好ましくは使用される。より詳し
くは、気体状の反応物質流は、反応器１２の高温域３６
中に分散されるように核を気体流中に同伴するに足る速
度で移動させねばならない。液中の核ではなく、給送管
２０の入口２２において気体流中に同伴される核を供給
することが望まれる場合には、加圧−流通制御部４１か
ら加圧された気体を供給する。この気体は、次に、液中
に核を拘束した状態に保っているリザーバー４２を経て
起泡される。配管４３は、加圧−流通制御部４１をリザ
ーバー４２に連結している。リザーバー４２中に保持さ
れた液に気体が起泡されることによって、気体／核混合
物が形成され、この混合物は、ボンプではなく、気体圧
によって、リザーバー４２から配管４４を経て、次に配
管４６を経て、Ｔ継手４８に至り、そこで配管４０中の
気体と混合された後、入口２２において給送管２０に入
る。弁４９は、核が混合ガスとして配管４４を経て供給
された時に閉弁され、弁５０は、毛管２８を通る液中に
核が供給された時に開弁される。気体状の反応物質が配
管４４、４０を経て給送管２０に供給された場合には、
形成装置１０は、弁４９の閉弁状態において作動する。
別の方法として、毛管２８、網目スクリーン３２および
ホンプ３３と共に形成装置１０を作動させてもよい。
送管２０中に、この気体流中に核を同伴させて核を反応
器１２の高温域３６中に分散させるに足る速度で絶えず
供給するための供給手段を備えている。加圧−流通制御
部門３９から供給されて配管４０を経て導かれる、加圧
され圧縮された気体が好ましくは使用される。より詳し
くは、気体状の反応物質流は、反応器１２の高温域３６
中に分散されるように核を気体流中に同伴するに足る速
度で移動させねばならない。液中の核ではなく、給送管
２０の入口２２において気体流中に同伴される核を供給
することが望まれる場合には、加圧−流通制御部４１か
ら加圧された気体を供給する。この気体は、次に、液中
に核を拘束した状態に保っているリザーバー４２を経て
起泡される。配管４３は、加圧−流通制御部４１をリザ
ーバー４２に連結している。リザーバー４２中に保持さ
れた液に気体が起泡されることによって、気体／核混合
物が形成され、この混合物は、ボンプではなく、気体圧
によって、リザーバー４２から配管４４を経て、次に配
管４６を経て、Ｔ継手４８に至り、そこで配管４０中の
気体と混合された後、入口２２において給送管２０に入
る。弁４９は、核が混合ガスとして配管４４を経て供給
された時に閉弁され、弁５０は、毛管２８を通る液中に
核が供給された時に開弁される。気体状の反応物質が配
管４４、４０を経て給送管２０に供給された場合には、
形成装置１０は、弁４９の閉弁状態において作動する。
別の方法として、毛管２８、網目スクリーン３２および
ホンプ３３と共に形成装置１０を作動させてもよい。
【００２２】熱反応室１４は、ミクロサイズ炭素繊維の
成長のための望ましい条件を供与するために、給送管２
０の平均断面積よりも実質的に大きな平均断面積を備え
ている。好ましくは、熱反応室１４は、排出口２４の直
径の少なくとも３倍、好ましくは５倍の内径を有してい
る。気体は、この構成により、入口２２を通ってすみや
かに移動し、給送管２０中において加熱された後、高温
域３６中に移動し、高温域３６中に表面から遠隔のとこ
ろに分散され拡布される。次に気体は、炭素繊維の接続
的な成長に適した低い流速において長時間ゆっくりと移
動して反応室１４を下方に流れる。好ましくは、給送管
２０を通る気体状反応物質の流速は、少なくとも１０m
/.sであり、この流速は、室１４中を下方に流れる気体
の流速の少なくとも９倍である。
成長のための望ましい条件を供与するために、給送管２
０の平均断面積よりも実質的に大きな平均断面積を備え
ている。好ましくは、熱反応室１４は、排出口２４の直
径の少なくとも３倍、好ましくは５倍の内径を有してい
る。気体は、この構成により、入口２２を通ってすみや
かに移動し、給送管２０中において加熱された後、高温
域３６中に移動し、高温域３６中に表面から遠隔のとこ
ろに分散され拡布される。次に気体は、炭素繊維の接続
的な成長に適した低い流速において長時間ゆっくりと移
動して反応室１４を下方に流れる。好ましくは、給送管
２０を通る気体状反応物質の流速は、少なくとも１０m
/.sであり、この流速は、室１４中を下方に流れる気体
の流速の少なくとも９倍である。
【００２３】この構成においても、給送管２０の回りを
流れる気体は、炭素繊維の尚早な成長を促進することな
く、到来する気体を加熱するように、高温域３６から給
送管２０への熱流を基本的に制御しているものと考える
ことができる。
流れる気体は、炭素繊維の尚早な成長を促進することな
く、到来する気体を加熱するように、高温域３６から給
送管２０への熱流を基本的に制御しているものと考える
ことができる。
【００２４】反応器１２は、排出管１８から排出される
排出ガスから炭素繊維を集収する集収手段を含み、この
集収手段は、少なくとも１つのサイクロン型の分離装置
５１と、熱反応室１４において形成された微細な（ミク
ロサイズの）炭素繊維をトラップするための濾過器５２
とを少なくとも備えている。好ましくは、炭素繊維の一
部は、湾曲排出管５６の底部において排出管１８に隣接
したトラップ５４に最初に集められ、その残部は、直列
に配置された２基のサイクロン５１によって集収され
る。
排出ガスから炭素繊維を集収する集収手段を含み、この
集収手段は、少なくとも１つのサイクロン型の分離装置
５１と、熱反応室１４において形成された微細な（ミク
ロサイズの）炭素繊維をトラップするための濾過器５２
とを少なくとも備えている。好ましくは、炭素繊維の一
部は、湾曲排出管５６の底部において排出管１８に隣接
したトラップ５４に最初に集められ、その残部は、直列
に配置された２基のサイクロン５１によって集収され
る。
【００２５】本発明による形成装置１０は、本発明を限
定することなく単に例示するための以下の実施例に従っ
て、微細な（ミクロサイズの）炭素繊維を形成するため
に使用される。
定することなく単に例示するための以下の実施例に従っ
て、微細な（ミクロサイズの）炭素繊維を形成するため
に使用される。
【実施例１】本発明による形成装置１０を、ガス流中に
導入される核の存在下に、連続気相反応によって炭素繊
維を形成するために使用した。メタン、エタン、ヘキサ
ン、二酸化炭素、一酸化炭素、エチレンおよび／または
アセチレンなどの気体状の炭素質の化合物を含む加圧さ
れたガス流を、反応物質の給送管２０の入口２２に供給
した。核形成化合物をこのガス流中に噴射した。加圧さ
れたガス流および供給された化合物は、周囲の入口温度
から高温まで加熱し、反応室１４の高温域３６中に、排
出口２４から排出した。加圧したガス流は、比較的大き
な熱反応室１４を経て、遅い流速で流れ、その室１４中
において、気相炭素質化合物から形成された炭素繊維
が、気相中に存在する核から形成された。炭素繊維を同
伴する気流は、排出口１８のところから、反応器１２を
離去した。炭素繊維は、次に、トラップ５４およびサイ
クロン分離器５１によって、気流から分離された。
導入される核の存在下に、連続気相反応によって炭素繊
維を形成するために使用した。メタン、エタン、ヘキサ
ン、二酸化炭素、一酸化炭素、エチレンおよび／または
アセチレンなどの気体状の炭素質の化合物を含む加圧さ
れたガス流を、反応物質の給送管２０の入口２２に供給
した。核形成化合物をこのガス流中に噴射した。加圧さ
れたガス流および供給された化合物は、周囲の入口温度
から高温まで加熱し、反応室１４の高温域３６中に、排
出口２４から排出した。加圧したガス流は、比較的大き
な熱反応室１４を経て、遅い流速で流れ、その室１４中
において、気相炭素質化合物から形成された炭素繊維
が、気相中に存在する核から形成された。炭素繊維を同
伴する気流は、排出口１８のところから、反応器１２を
離去した。炭素繊維は、次に、トラップ５４およびサイ
クロン分離器５１によって、気流から分離された。
【００２６】
【実施例２】本発明による形成装置１０を実施例１に従
って炭素繊維を形成する工程において使用した。ここ
で、反応物質は、メタン、エタン、ヘキサンおよびエチ
レンなどの炭化水素化合物と、金属の核を形成する金属
化合物とを含むものとした。炭化水素化合物は金属化合
物を溶解させた気化可能な溶剤を含むものとした。溶剤
と溶解させた化合物とを含む溶液は、入口２２から供給
し、給送管２０中において気化させた。金属化合物は、
極微粒子の金属核を形成し、炭素繊維は、分解した炭化
水素化合物として形成された。すなわち、炭化水素化合
物は、脱水素され、炭素フィラメントは、金属核上にお
いて成長し、それによって炭素繊維を形成した。１００
０℃を超過する温度を高温域３６に保つことによって反
応器１２中において熱分解を達成した。
って炭素繊維を形成する工程において使用した。ここ
で、反応物質は、メタン、エタン、ヘキサンおよびエチ
レンなどの炭化水素化合物と、金属の核を形成する金属
化合物とを含むものとした。炭化水素化合物は金属化合
物を溶解させた気化可能な溶剤を含むものとした。溶剤
と溶解させた化合物とを含む溶液は、入口２２から供給
し、給送管２０中において気化させた。金属化合物は、
極微粒子の金属核を形成し、炭素繊維は、分解した炭化
水素化合物として形成された。すなわち、炭化水素化合
物は、脱水素され、炭素フィラメントは、金属核上にお
いて成長し、それによって炭素繊維を形成した。１００
０℃を超過する温度を高温域３６に保つことによって反
応器１２中において熱分解を達成した。
【００２７】
【実施例３】本発明による装置１０を、実施例２に従っ
た炭素繊維の形成のために使用した。この装置は、１３
cmの内径 (ＩＤ) の反応室１４を画定するムライト材料
の反応器１２と、１９mmの内径 (ＩＤ) のムライト製の
給送管２０とを備えたものとした。反応器１２の閉止し
た上部端１６は、約１０２cmだけ炉３４中に入りこむよ
うにした。給送管２０は、熱反応室１４中に延長させ、
給送管２０の排出口２４が反応器１２の上部端１６から
約７cm隔てられるようにした。この状態では給送管２０
は室１４中に約９４cm延長された。給送管２０は、０．
５mm径の毛管２８を内蔵し、毛管２８は、給送管２０の
入口に隣接して、これと同心的に排出端３０を備えてい
た。毛管２８は、約３cm炉３４中に延長し、反応器１２
の閉止上部端１６から約９９cm離隔されるようにした。
ヘキサン中に溶解して溶液を形成した鉄化合物フエロセ
ンから、鉄の金属核が形成された。ヘキサン／フエロセ
ン溶液を形成するために、フエロセン２．５ｇをヘキサ
ン中に溶解させて、全１００ccの容積とし、この溶液
を、毛管２８を経て給送管２０中に圧送した。溶液の液
滴がそれから気化される温かい表面域を供与するため
に、排出端３０の近傍において毛管２８の回りに、ステ
ンレス鋼の網目スクリーン３２を、毛管２８と給送管２
０との間に配設した。スクリーン３２を濡らせた液滴は
蒸発させた。約１０１．３２５kpa （７６０トル）の圧
力において気流を給送管２０中に噴射した。反応物質の
流速を、２２℃、１０１．３２５kpa （７６０トル）に
おいて測定した。種々の構成物質についての気流速度
は、水素５０００cc／分、空気１３６５cc／分、メタン
１５００cc／分、硫化水素１１０cc／分であった。ヘキ
サン／フエロセン溶液は、約４cc／分の流量で噴射し
た。この工程によって、約０．００５g ／ cm3密度のミ
クロサイズの炭素繊維が得られた。収率は約１２％であ
った。
た炭素繊維の形成のために使用した。この装置は、１３
cmの内径 (ＩＤ) の反応室１４を画定するムライト材料
の反応器１２と、１９mmの内径 (ＩＤ) のムライト製の
給送管２０とを備えたものとした。反応器１２の閉止し
た上部端１６は、約１０２cmだけ炉３４中に入りこむよ
うにした。給送管２０は、熱反応室１４中に延長させ、
給送管２０の排出口２４が反応器１２の上部端１６から
約７cm隔てられるようにした。この状態では給送管２０
は室１４中に約９４cm延長された。給送管２０は、０．
５mm径の毛管２８を内蔵し、毛管２８は、給送管２０の
入口に隣接して、これと同心的に排出端３０を備えてい
た。毛管２８は、約３cm炉３４中に延長し、反応器１２
の閉止上部端１６から約９９cm離隔されるようにした。
ヘキサン中に溶解して溶液を形成した鉄化合物フエロセ
ンから、鉄の金属核が形成された。ヘキサン／フエロセ
ン溶液を形成するために、フエロセン２．５ｇをヘキサ
ン中に溶解させて、全１００ccの容積とし、この溶液
を、毛管２８を経て給送管２０中に圧送した。溶液の液
滴がそれから気化される温かい表面域を供与するため
に、排出端３０の近傍において毛管２８の回りに、ステ
ンレス鋼の網目スクリーン３２を、毛管２８と給送管２
０との間に配設した。スクリーン３２を濡らせた液滴は
蒸発させた。約１０１．３２５kpa （７６０トル）の圧
力において気流を給送管２０中に噴射した。反応物質の
流速を、２２℃、１０１．３２５kpa （７６０トル）に
おいて測定した。種々の構成物質についての気流速度
は、水素５０００cc／分、空気１３６５cc／分、メタン
１５００cc／分、硫化水素１１０cc／分であった。ヘキ
サン／フエロセン溶液は、約４cc／分の流量で噴射し
た。この工程によって、約０．００５g ／ cm3密度のミ
クロサイズの炭素繊維が得られた。収率は約１２％であ
った。
【００２８】
【実施例４】ヘキサン／フエロセン、空気，メタンおよ
び硫化水素の初流率をそれぞれ４．５cc／分、２０００
cc／分、２５００cc／分および９cc／分としたことを除
いて実施例３に示された工程と同様の工程によって、実
施例３に従って本発明による装置１０を使用した。
び硫化水素の初流率をそれぞれ４．５cc／分、２０００
cc／分、２５００cc／分および９cc／分としたことを除
いて実施例３に示された工程と同様の工程によって、実
施例３に従って本発明による装置１０を使用した。
【００２９】直上に述べた反応物質の比例配分を保ちな
がら、全流量を変更した。直径が約５０−１００nm、長
さ数μｍ、密度が０．００２−０．０１４g/cm3 のミク
ロサイズの炭素繊維が形成された。全流率１０．０００
cc／分において、収率３６％が得られ、炭素繊維の密度
は、約０．００９g/cm3 であった。更に、全流量１，８
００cc／分において、収率１９％が得られ、炭素繊維の
密度は、約０．００２g/cm3 であった。
がら、全流量を変更した。直径が約５０−１００nm、長
さ数μｍ、密度が０．００２−０．０１４g/cm3 のミク
ロサイズの炭素繊維が形成された。全流率１０．０００
cc／分において、収率３６％が得られ、炭素繊維の密度
は、約０．００９g/cm3 であった。更に、全流量１，８
００cc／分において、収率１９％が得られ、炭素繊維の
密度は、約０．００２g/cm3 であった。
【００３０】
【実施例５】給送管２０の内径を８mmとし、給送管２０
を（石英）シリカ材料から作製したことを除いて、実施
例４の方法を使用した。実施例４と同伴に、実施例４に
示した反応物質の比例配分を保ちながら全流量を変更し
た。直径が５０−１００nm長さが数μｍ、密度が１cm3
当たり０．００２−０．０２ｇ以上（超過分は少量）
の、ミクロサイズの炭素繊維が形成された。５０００cc
／分の全流量において、収率３６％が得られ、炭素繊維
の密度は、０．００４g/cm3 であった。
を（石英）シリカ材料から作製したことを除いて、実施
例４の方法を使用した。実施例４と同伴に、実施例４に
示した反応物質の比例配分を保ちながら全流量を変更し
た。直径が５０−１００nm長さが数μｍ、密度が１cm3
当たり０．００２−０．０２ｇ以上（超過分は少量）
の、ミクロサイズの炭素繊維が形成された。５０００cc
／分の全流量において、収率３６％が得られ、炭素繊維
の密度は、０．００４g/cm3 であった。
【００３１】
【実施例６】給送管２０の内径を２２mmとし、給送管２
０を３０４ステンレス鋼から作成したことを除いて、実
施例４の方法を使用した。実施例４と同様に、実施例４
に示した反応物質の比例配分を保ちながら、全流量を変
更した。直径が５０−１００nm、長さが数μｍ、密度が
１cm3 当たり０．００２−０．０２ｇ以上（超過分は少
量）の、ミクロサイズの炭素繊維が形成された。７００
０cc／分の全流量において、収率２８％が得られ、炭素
繊維の密度は、０．００２g/cm3 であった。
０を３０４ステンレス鋼から作成したことを除いて、実
施例４の方法を使用した。実施例４と同様に、実施例４
に示した反応物質の比例配分を保ちながら、全流量を変
更した。直径が５０−１００nm、長さが数μｍ、密度が
１cm3 当たり０．００２−０．０２ｇ以上（超過分は少
量）の、ミクロサイズの炭素繊維が形成された。７００
０cc／分の全流量において、収率２８％が得られ、炭素
繊維の密度は、０．００２g/cm3 であった。
【００３２】
【実施例７】実施例１に従って炭素繊維を形成する工程
に、本発明による装置１０を使用した。反応物質は、メ
タンまたはエタンのような気体状の炭化水素化合物と、
金属の核を形成する金属化合物とを含むものとした。ガ
ス状炭化水素化合物流は配管４０を経て制御部３９から
供給した。液状鉄カルボニル２５０ccを含有する標準型
の実験用気泡管であるリザーバー４２を介して、７２cc
／分の流量においてヘリウムガスを起泡させた。その蒸
気圧（２０℃において３１９９．７Pa（２４トル）によ
り、相当な量の鉄カルボニル蒸気が同伴され、ヘリウム
流と混合された。ヘリウム／鉄カルボニルガス流は、配
管４４、４６中に流入した。配管４６中のヘリウム／鉄
カルボルウム混合物と、配管４０を経て供給される気体
状の反応物質とは、Ｔ継手４８において混合された後、
給送管２０中に流入した。配管４０中の気体状反応物質
は、２５００cc／分のメタン、２５００cc／分の空気お
よび５cc／分の硫化水素であった。
に、本発明による装置１０を使用した。反応物質は、メ
タンまたはエタンのような気体状の炭化水素化合物と、
金属の核を形成する金属化合物とを含むものとした。ガ
ス状炭化水素化合物流は配管４０を経て制御部３９から
供給した。液状鉄カルボニル２５０ccを含有する標準型
の実験用気泡管であるリザーバー４２を介して、７２cc
／分の流量においてヘリウムガスを起泡させた。その蒸
気圧（２０℃において３１９９．７Pa（２４トル）によ
り、相当な量の鉄カルボニル蒸気が同伴され、ヘリウム
流と混合された。ヘリウム／鉄カルボニルガス流は、配
管４４、４６中に流入した。配管４６中のヘリウム／鉄
カルボルウム混合物と、配管４０を経て供給される気体
状の反応物質とは、Ｔ継手４８において混合された後、
給送管２０中に流入した。配管４０中の気体状反応物質
は、２５００cc／分のメタン、２５００cc／分の空気お
よび５cc／分の硫化水素であった。
【００３３】ヘリウムガスは、鉄カルボニルの酸化およ
び劣化による問題をさけるために使用した。適切な条件
の下では、空気またはメタンのような他のガスを代用し
てもよい。直径が５０−１００nm、長さが数μｍ、密度
が約０．００３g/ccのミクロサイズの炭素繊維が形成さ
れた。収率は約２６％であり、煤の混入量は比較的わず
かであった。
び劣化による問題をさけるために使用した。適切な条件
の下では、空気またはメタンのような他のガスを代用し
てもよい。直径が５０−１００nm、長さが数μｍ、密度
が約０．００３g/ccのミクロサイズの炭素繊維が形成さ
れた。収率は約２６％であり、煤の混入量は比較的わず
かであった。
【００３４】この例でば、核を形成するための鉄源とし
て、鉄ペンタカルボニルを使用した。ガス状鉄ペンタカ
ルボニルは、液状の原材料としての反応物質例えばフエ
ロセンの気化工程が不要となることによって、炭素繊維
の形成工程を簡略にする。
て、鉄ペンタカルボニルを使用した。ガス状鉄ペンタカ
ルボニルは、液状の原材料としての反応物質例えばフエ
ロセンの気化工程が不要となることによって、炭素繊維
の形成工程を簡略にする。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【比較例】比較の目的のために、給送管２０を約１３ｃ
ｍ反応室中に延長させたことを除いて、実施例３に示し
た方法において、実施例３に示した形成装置１０を使用
した。この状態では、給送管２０は、反応器１２の上部
端１６から約８８ｃｍ隔てられた。密度０．０５ｇ／ｃ
ｍ3のコロイド状黒色煤状生成物が得られた。この生成
物は、実施例３のものの３倍の密度をもち、単に少量の
繊維を含有していた。表１に示すように３つの異なった
給送管２０すなわち、内径２２ｍｍの３０４ステンレス
鋼の管、内径１９ｍｍのムライト製の管および内径８ｍ
ｍの（石英）シリカ製の管を使用した。
ｍ反応室中に延長させたことを除いて、実施例３に示し
た方法において、実施例３に示した形成装置１０を使用
した。この状態では、給送管２０は、反応器１２の上部
端１６から約８８ｃｍ隔てられた。密度０．０５ｇ／ｃ
ｍ3のコロイド状黒色煤状生成物が得られた。この生成
物は、実施例３のものの３倍の密度をもち、単に少量の
繊維を含有していた。表１に示すように３つの異なった
給送管２０すなわち、内径２２ｍｍの３０４ステンレス
鋼の管、内径１９ｍｍのムライト製の管および内径８ｍ
ｍの（石英）シリカ製の管を使用した。
【００３７】３０４ステンレス鋼の管は、溶液の蒸発が
有効に達せられるに足る熱容量を有していた。しかしこ
れは、腐食がすみやかなため、完全に満足な材料ではな
かった。８mmシリカ管は、熱伝導率が低く、比熱も低い
ため、飽和流量以上のヘキサンの流量は、この管をすみ
やかに冷却させ、結果として煤が生じる。ムライトは、
ステンレス鋼よりも耐食性が高く、石英よりも熱伝達特
性が良好なため、特に好ましい。ムライトは、液を噴射
する際に生ずる熱衝撃にも耐性を示す。
有効に達せられるに足る熱容量を有していた。しかしこ
れは、腐食がすみやかなため、完全に満足な材料ではな
かった。８mmシリカ管は、熱伝導率が低く、比熱も低い
ため、飽和流量以上のヘキサンの流量は、この管をすみ
やかに冷却させ、結果として煤が生じる。ムライトは、
ステンレス鋼よりも耐食性が高く、石英よりも熱伝達特
性が良好なため、特に好ましい。ムライトは、液を噴射
する際に生ずる熱衝撃にも耐性を示す。
【００３８】本発明者らは、いかなる特別の理論にも限
定されることを望まないが、次の認識が、形成装置１０
による炭素繊維の形成を理論的に説明するものと考え
る。直径が約５cmの金属（好ましくは鉄）の核から、ミ
クロサイズの炭素繊維が形成される。この核の大きさ
は、炭素繊維を成長させる最適の大きさと思われる。フ
エロセンは分解し、核形成によって、給送管２０中に鉄
粒子を形成する。反応器１２中の、炭素を多く含む環境
中においては、炭素フィラメント（繊維前駆物質）が比
較的短時間で、長く延ばされた後、各々の核が過動な炭
素生成物によって囲まれるものと思われる。フィラメン
トの伸長は、給送管２０が塞止されることがあるため、
給送管２０中においては大きくない。もちろん伸長期間
は反応器１２中において各々の核が費やす時間よりも常
に短い。フィラメントがより大径の室１４に到達する
と、その直線流量（流速）は、減速し、フィラメント
は、比較的長い期間にわたって伸長し、太さが増し、室
１４中において繊維を形成した後、排出管１８に到達す
る。フィラメントは、太さが増すにつれて、より大径の
室１４中に下向きに移動するので、その運動は、重力に
よって助けられる。炭素繊維および付随するガスは、炉
３４を離去する際に、下向きに流れる間に冷却され、炭
素繊維が反応器１２をその上部において離去したとした
ときに生じうる対流が避けられる。そのため、形成装置
１０は、低温のガスの上方に高温のガスを滞留させるこ
とによって対流を最小にするように構成されている。こ
れは、本発明による形成装置１０によって達せられる大
切な利点である。
定されることを望まないが、次の認識が、形成装置１０
による炭素繊維の形成を理論的に説明するものと考え
る。直径が約５cmの金属（好ましくは鉄）の核から、ミ
クロサイズの炭素繊維が形成される。この核の大きさ
は、炭素繊維を成長させる最適の大きさと思われる。フ
エロセンは分解し、核形成によって、給送管２０中に鉄
粒子を形成する。反応器１２中の、炭素を多く含む環境
中においては、炭素フィラメント（繊維前駆物質）が比
較的短時間で、長く延ばされた後、各々の核が過動な炭
素生成物によって囲まれるものと思われる。フィラメン
トの伸長は、給送管２０が塞止されることがあるため、
給送管２０中においては大きくない。もちろん伸長期間
は反応器１２中において各々の核が費やす時間よりも常
に短い。フィラメントがより大径の室１４に到達する
と、その直線流量（流速）は、減速し、フィラメント
は、比較的長い期間にわたって伸長し、太さが増し、室
１４中において繊維を形成した後、排出管１８に到達す
る。フィラメントは、太さが増すにつれて、より大径の
室１４中に下向きに移動するので、その運動は、重力に
よって助けられる。炭素繊維および付随するガスは、炉
３４を離去する際に、下向きに流れる間に冷却され、炭
素繊維が反応器１２をその上部において離去したとした
ときに生じうる対流が避けられる。そのため、形成装置
１０は、低温のガスの上方に高温のガスを滞留させるこ
とによって対流を最小にするように構成されている。こ
れは、本発明による形成装置１０によって達せられる大
切な利点である。
【００３９】したがって、炭素繊維の成長を改善する重
要な因子は、特に液体の反応物質例えばヘキサン／フエ
ロセン溶液を使用した場合に繊維の成長を促す条件を供
与する給送管２０および反応室１４の構成であると考え
られる。ヘキサンは、気化熱が比較的低い（これは給送
管２０の入口２２の付近の冷却が最小になることを意味
する）ため、この工程に適している。
要な因子は、特に液体の反応物質例えばヘキサン／フエ
ロセン溶液を使用した場合に繊維の成長を促す条件を供
与する給送管２０および反応室１４の構成であると考え
られる。ヘキサンは、気化熱が比較的低い（これは給送
管２０の入口２２の付近の冷却が最小になることを意味
する）ため、この工程に適している。
【００４０】ヘキサン／フエライト溶液の最適の流量
は、この溶液中のフエロセンの濃度がヘキサンの各々の
１００cm3 について０．６ｇよりも高いとして、実施例
４に示した形成装置の場合、約４．５cc／分であると考
えられる。この流量において、ヘキサンは、空気２００
０cm3 ／分、メタン２５００cm3 ／分および硫化水素９
cm3 ／分を含むガス混合物中に有効に分散された。この
条件の下でのヘキサンの分圧は、１４．９３２kpa （１
１２Ｔ）であり、この値は、２１℃においてのその蒸気
圧１４．７９９kpa （１１１Ｔ）に非常に近い値であ
る。これらの条件の下では、給送管２０からガス流に移
行する熱は、非常にわずかなため、給送管２０中のガス
温度は、室温に近い値に保たれている。また、これらの
条件の下では、反応物質の混合物の炭素含量は非常に少
ないため、煤の形成が避けられる。１０００℃以下で
は、濃密な煤状の物質が形成された。１０５０℃より高
い温度では、所望の低密度のミクロサイズの繊維材料が
形成された。形成装置１０は、炭素繊維の成長の最高温
度を規定するに足る高温で作動させることはできなかっ
た。一般に、温度が高くなると、炭素生成物への反応物
質の転化効率が高くなる。すなわち、炭素繊維の収率
は、温度の増大に伴って増大する。
は、この溶液中のフエロセンの濃度がヘキサンの各々の
１００cm3 について０．６ｇよりも高いとして、実施例
４に示した形成装置の場合、約４．５cc／分であると考
えられる。この流量において、ヘキサンは、空気２００
０cm3 ／分、メタン２５００cm3 ／分および硫化水素９
cm3 ／分を含むガス混合物中に有効に分散された。この
条件の下でのヘキサンの分圧は、１４．９３２kpa （１
１２Ｔ）であり、この値は、２１℃においてのその蒸気
圧１４．７９９kpa （１１１Ｔ）に非常に近い値であ
る。これらの条件の下では、給送管２０からガス流に移
行する熱は、非常にわずかなため、給送管２０中のガス
温度は、室温に近い値に保たれている。また、これらの
条件の下では、反応物質の混合物の炭素含量は非常に少
ないため、煤の形成が避けられる。１０００℃以下で
は、濃密な煤状の物質が形成された。１０５０℃より高
い温度では、所望の低密度のミクロサイズの繊維材料が
形成された。形成装置１０は、炭素繊維の成長の最高温
度を規定するに足る高温で作動させることはできなかっ
た。一般に、温度が高くなると、炭素生成物への反応物
質の転化効率が高くなる。すなわち、炭素繊維の収率
は、温度の増大に伴って増大する。
【００４１】容認可能な炭素繊維の形成に寄与する他の
条件には、鉄の核の量にほぼ等しい（重量による）の硫
黄を供給することと、給送流に酸素を供給することとが
含まれる。酸素は高温分解の間に形成される芳香族有機
化合物（煤の前駆物質）に優先的に作用することが知ら
れている。したがって酸素は、煤の形成量を少なくする
ように作用する。なお酸素の供給量は、完全燃焼を行わ
せるには不十分である。しかし到来する炭化水素を部分
的に酸化させたとしても、煤の形成量は、酸素が存在し
なかったとしたときの値よりも少なくなる。理論量比の
酸素が導入された場合には、容認される炭素繊維生成物
は形成されないので、好ましくは、理論量の単にある分
数値の酸素を使用すべきである。
条件には、鉄の核の量にほぼ等しい（重量による）の硫
黄を供給することと、給送流に酸素を供給することとが
含まれる。酸素は高温分解の間に形成される芳香族有機
化合物（煤の前駆物質）に優先的に作用することが知ら
れている。したがって酸素は、煤の形成量を少なくする
ように作用する。なお酸素の供給量は、完全燃焼を行わ
せるには不十分である。しかし到来する炭化水素を部分
的に酸化させたとしても、煤の形成量は、酸素が存在し
なかったとしたときの値よりも少なくなる。理論量比の
酸素が導入された場合には、容認される炭素繊維生成物
は形成されないので、好ましくは、理論量の単にある分
数値の酸素を使用すべきである。
【００４２】炭素繊維生成物の品質は、その見かけの密
度の測定によって、近似的に評価することができる。こ
のパラメーターは、本発明による形成装置１０において
炭素繊維の形成をモニターし最適化する上に非常に有用
である。一例として、核物質の不在下に形成された煤の
見かけの密度は、０．０４g/cm3 よりも十分に高い値で
あった。しかし繊維物質は、それよりも著しく低密度で
あり、その密度値は、０．００２g/cm3 に近い。そのた
め、密度の測定は、ミクロサイズの炭素繊維と煤とを識
別する上に有用である。低密度は常に高品質の炭素繊維
に相関される。これは、フエロセンなしで、実施例４に
説明した工程を開始し、密度が約０．００２g/cm3 に低
下するまでフエロセンを徐々に加えることによって確か
められる。ヘキサン１００cm3 当たりフエロセンを０．
５ｇより多く添加しても密度はそれ以上に改善されな
い。実施例４に示した最適条件の下に生成した炭素繊維
の密度は、表１に示されている。
度の測定によって、近似的に評価することができる。こ
のパラメーターは、本発明による形成装置１０において
炭素繊維の形成をモニターし最適化する上に非常に有用
である。一例として、核物質の不在下に形成された煤の
見かけの密度は、０．０４g/cm3 よりも十分に高い値で
あった。しかし繊維物質は、それよりも著しく低密度で
あり、その密度値は、０．００２g/cm3 に近い。そのた
め、密度の測定は、ミクロサイズの炭素繊維と煤とを識
別する上に有用である。低密度は常に高品質の炭素繊維
に相関される。これは、フエロセンなしで、実施例４に
説明した工程を開始し、密度が約０．００２g/cm3 に低
下するまでフエロセンを徐々に加えることによって確か
められる。ヘキサン１００cm3 当たりフエロセンを０．
５ｇより多く添加しても密度はそれ以上に改善されな
い。実施例４に示した最適条件の下に生成した炭素繊維
の密度は、表１に示されている。
【００４３】
【発明の効果】本発明による形成装置１０は、熱泳動
（thermo−phoresis) および対流による損失を最小とし
ながら、炭素繊維を連続的に成長させる。すなわち、本
発明による形成装置１０は、熱損失特に反応物質の熱損
失による反応を経過する能力の損失を最小とする。形成
装置１０は、ミクロサイズの炭素繊維の形成量を最大と
し、不所望の大きさの煤および炭素繊維の形成を最小と
する。本発明をその特定の実施例について以上に説明し
たが、年発明には、以上に説明した以外に、種々の変形
が可能であり、前述した特定の構成は単なる例示に過ぎ
ず、本発明を限定するものではない。
（thermo−phoresis) および対流による損失を最小とし
ながら、炭素繊維を連続的に成長させる。すなわち、本
発明による形成装置１０は、熱損失特に反応物質の熱損
失による反応を経過する能力の損失を最小とする。形成
装置１０は、ミクロサイズの炭素繊維の形成量を最大と
し、不所望の大きさの煤および炭素繊維の形成を最小と
する。本発明をその特定の実施例について以上に説明し
たが、年発明には、以上に説明した以外に、種々の変形
が可能であり、前述した特定の構成は単なる例示に過ぎ
ず、本発明を限定するものではない。
【００４４】
【図１】直立反応室およびその内部において軸向き上方
に延長する反応物質の給送管を備えた、本発明による形
成装置の概略的な垂直断面図である。
に延長する反応物質の給送管を備えた、本発明による形
成装置の概略的な垂直断面図である。
【図２】図１に円で囲んで示した部分を示す詳図であ
る。
る。
１０‥‥形成装置。 １２‥‥反応器。 １４‥‥
反応室。１６‥‥上部端。 １８‥‥排出管。
２０‥‥給送管。２４‥‥排出口。 ２６‥‥ガス
流通路。２８、４０、４３、４６、４８点‥‥配管（流
量制御手段）。３３‥‥ポンプ（流量制御手段）。
３９、４１‥‥圧縮−流通制御部（流量制御手段）。
４２‥‥リザーバー（流量制御手段）。５０‥‥弁
（流量制御手段）。５１‥‥サイクロン分離器（集収手
段）。５４‥‥トラップ （収集手段）。
反応室。１６‥‥上部端。 １８‥‥排出管。
２０‥‥給送管。２４‥‥排出口。 ２６‥‥ガス
流通路。２８、４０、４３、４６、４８点‥‥配管（流
量制御手段）。３３‥‥ポンプ（流量制御手段）。
３９、４１‥‥圧縮−流通制御部（流量制御手段）。
４２‥‥リザーバー（流量制御手段）。５０‥‥弁
（流量制御手段）。５１‥‥サイクロン分離器（集収手
段）。５４‥‥トラップ （収集手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディ−ン・クレイン・ハモンド・ジュニア アメリカ合衆国 ミシガン州 48009、バ −ミンガム、チェスタ−ストリ−ト 969
Claims (8)
- 【請求項１】 ガス流中に同伴される核の存在の下に気
体状炭素質化合物を反応させることを含む連続した気相
工程によって、炭素繊維を形成する形成装置（１０）で
あって、垂直軸線、閉止された上部端（１６）および下
部排出管（１８）を備えた反応室（１４）を画定する反
応器（１２）と、反応器（１２）の閉止された上部端
（１６）から隔てられた排出口（２４）を備えた、反応
物質の給送管（２０）とを有し、給送管（２０）は、反
応器（１２）中においてほぼ軸向き上方に延長した後、
反応器（１２）と共働して、給送管（２０）を経てほぼ
軸向き上方に、次に反応室（１４）を通ってほぼ軸向き
下方に延長するガス流路（２６）を画定し、更に、反応
室（１４）中にその閉止された上部端（１６）に近接し
て高温域（３６）を設定するように反応器（１２）を加
熱する加熱手段（３４）と、気体状の反応物質流を給送
管（２０）中に連続的に供給するための流量制御手段
（３９、４０、４１、４２、４３、４６、４８、５０；
２８、３３、４０、４６、４８、４９）を有するものに
おいて、反応器（１２）を加熱するための加熱手段（３
４）が、炭素繊維の成長を持続するに足る温度において
反応室（１４）中にその上部端（１６）に近接して前記
高温域（３６）を設定すると共に、反応器（１２）の下
部排出管（１８）に近接して比較的低温の領域を設定す
ることによって、反応器（１２）の内部に、反応器（１
２）中の対流を最小とする熱勾配を設定し、前記流量制
御手段（３９、４０、４１、４２、４３、４６、４８、
５０；２８、３３、４０、４６、４８、４９）は、反応
器（１２）の高温域（３６）中に分散されるように前記
ガス流中に核を同伴するに足る速度で、核の源泉を含む
ガス状の反応物質流を給送管（２０）に連続的に供給
し、前記反応室（１４）は、炭素繊維の成長の持続に適
した減少した下向きの流速において前記ガス流を受けい
れるように、給送管（２０）の断面積よりも大きな平均
断面積を有し、反応器（１２）の下部排出管（１８）を
離去する排ガスから炭素繊維を集収するための集収手段
（５１、５４）が備えられたことを特徴とする形成装置
（１０）。 - 【請求項２】 反応室（１４）が管状であり、給送管
（２０）の排出口（２４）と実質的に同心的に配され、
反応室（１４）は、排出口（２４）の直径の少なくとも
３倍の直径をもつようにした請求項１記載の形成装置
（１０）。 - 【請求項３】 前記給送管（２０）が反応器（１２）の
軸方向長さの少なくとも３／４にわたって上向きに延長
された請求項１記載の形成装置（１０）。 - 【請求項４】 ガス流中に同伴される金属の核の存在の
下に気体状炭素質化合物を熱分解することを含む連続し
た気相工程によって、炭素繊維を形成するための、請求
項１−３のいずれか１項記載の形成装置（１０）であっ
て、ガス状反応物質流を連続的に供給するための前記流
量制御手段（３９、４０、４１、４２、４３、４６、４
８、５０；２８、３３、４０、４６、４８、４９）が、
熱分解して極微粒の金属の核を形成する金属化合物を含
む気体状の反応物質流を、反応器（１２）の高温域（３
６）中に分散されるように発生期の金属の核を該ガス流
に同伴するに足る速度で供給するようにした形成装置
（１０）。 - 【請求項５】 反応器（１２）の反応室（１４）が管状
で、給送管（２０）の軸向きの範囲に沿って給送管（２
０）とほぼ同心的に配され、給送管（２０）の直径の少
なくとも３倍の直径をもつようにした請求項４記載の形
成装置（１０）。 - 【請求項６】 給送管（２０）中に排出端（３０）を有
して給送管（２０）と同心的な毛管（２８）を有する請
求項４記載の形成装置（１０）。 - 【請求項７】 反応器（１２）と給送管（２０）とをム
ライト製とした請求項４記載の形成装置（１０）。 - 【請求項８】 ガス流中に同伴された鉄の核の存在下に
気体状炭素質化合物を高温分解することを含む連続した
気相工程によって、炭素繊維を形成するための、請求項
１に記載の形成装置（１０）であって、前記反応器（１
２）は、閉止された上部端（１６）と下部排出管（１
８）とを備えた炭化水素の高温分解室（１４）を画定す
る軸方向に細長い管状の熱反応器であり、前記給送管
（２０）は、入口（２２）と反応器（１２）の閉止され
た上部端（１６）に近接した排出口（２４）とを備え
た、軸向きに細長い反応物質の給送管であり、前記給送
管（２０）は、反応器（１２）の軸向き長さの少なくと
も３／４にわたって反応器（１２）中において軸向き上
方に延長して反応器（１２）から径方向に隔てられ、前
記反応器（１２）のための前記加熱手段（３４）は、反
応室（１４）中にその閉止された上部端（１６）に近接
した、炭素繊維の成長を持続するに足る温度の前記高温
域（３６）を設定すると共に、反応器（１２）の排出管
（１８）に近接して比較的低温の低温域を設定すること
により、給送管（２０）の入口（２２）に近接した第１
の温度と、高温域（３６）中の、前記第１の温度よりも
高い第２の温度と、排出管（１８）に近接して、該第２
の温度よりも低い第３の温度とを供与して、前記反応室
（１４）および給送管（２０）中の前記対流を最小と
し、前記流量制御手段（３９、４０、４１、４２、４
３、４６、４８、５０；２８、３３、４０、４６、４
８、４９）は、熱分解されて極微粒状の鉄の核を形成す
る鉄化合物を含むガス状の反応物質流を、反応器（１
２）の高温域（３６）中に分散されるように前記ガス流
中に発生期の鉄の核を同伴するに足る速度で給送管（２
０）中に連続的に供給し、反応器（１２）の反応室（１
４）は、給送管（２０）の軸向きの範囲に沿って、給送
管（２０）とほぼ同心的であり、繊維の成長の持続に適
した減少した下向きの流速において前記ガス流を受けて
いれるように給送管（２０）の直径の少なくとも３倍の
直径を有するようにした成形装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/594,540 US5024818A (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Apparatus for forming carbon fibers |
| US594540 | 1990-10-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209319A JPH05209319A (ja) | 1993-08-20 |
| JPH07113164B2 true JPH07113164B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=24379312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3287332A Expired - Lifetime JPH07113164B2 (ja) | 1990-10-09 | 1991-10-08 | 炭素繊維の形成装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5024818A (ja) |
| EP (1) | EP0480492B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07113164B2 (ja) |
| DE (1) | DE69111550T2 (ja) |
Families Citing this family (129)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2041215B1 (es) * | 1992-02-24 | 1994-05-16 | Consejo Superior Investigacion | Reactor para la mejora del rendimiento e incremento de la longitud de las fibras cortas ceramicas, especialmente de carbono, producidas a partir de gases. |
| US5639429A (en) * | 1992-02-24 | 1997-06-17 | Consejo Superior Investigaciones Cientificas | Reactor for the production of short ceramic fibers from gas |
| US5374415A (en) * | 1993-02-03 | 1994-12-20 | General Motors Corporation | Method for forming carbon fibers |
| FR2701863B1 (fr) * | 1993-02-24 | 1995-04-14 | Serthel | Réacteur thermique à tube à passage direct de courant. |
| US5433906A (en) * | 1993-07-09 | 1995-07-18 | General Motors Corporation | Composite of small carbon fibers and thermoplastics and method for making same |
| US6746626B2 (en) | 1994-06-20 | 2004-06-08 | Sgl Technic Inc. | Graphite polymers and methods of use |
| US5552039A (en) * | 1994-07-13 | 1996-09-03 | Rpc Waste Management Services, Inc. | Turbulent flow cold-wall reactor |
| US5846509A (en) * | 1995-09-11 | 1998-12-08 | Applied Sciences, Inc. | Method of producing vapor grown carbon fibers using coal |
| US6264045B1 (en) | 1997-06-02 | 2001-07-24 | Hitco Carbon Composites, Inc. | High performance filters comprising an inorganic composite substrate and inorganic fiber whiskers |
| US6390304B1 (en) | 1997-06-02 | 2002-05-21 | Hitco Carbon Composites, Inc. | High performance filters comprising inorganic fibers having inorganic fiber whiskers grown thereon |
| US6156256A (en) * | 1998-05-13 | 2000-12-05 | Applied Sciences, Inc. | Plasma catalysis of carbon nanofibers |
| US6566420B1 (en) * | 1999-01-13 | 2003-05-20 | Alliant Techsystems Inc. | EPDM rocket motor insulation |
| US6155432A (en) | 1999-02-05 | 2000-12-05 | Hitco Carbon Composites, Inc. | High performance filters based on inorganic fibers and inorganic fiber whiskers |
| WO2001016414A1 (fr) * | 1999-09-01 | 2001-03-08 | Nikkiso Company Limited | Matiere fibreuse de carbone, dispositif de production et procede de production de ladite matiere, et dispositif de prevention de depot de ladite matiere |
| US20070138702A9 (en) * | 1999-11-12 | 2007-06-21 | General Electric Company | Molded, filled polymer compositions with reduced splay and a method of making |
| US6506355B1 (en) | 1999-11-22 | 2003-01-14 | Applied Sciences, Inc. | Production of high surface energy, high surface area vapor grown carbon fiber |
| US6878782B2 (en) * | 1999-12-01 | 2005-04-12 | General Electric | Thermoset composition, method, and article |
| US6905637B2 (en) * | 2001-01-18 | 2005-06-14 | General Electric Company | Electrically conductive thermoset composition, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom |
| US6352782B2 (en) * | 1999-12-01 | 2002-03-05 | General Electric Company | Poly(phenylene ether)-polyvinyl thermosetting resin |
| US6627704B2 (en) | 1999-12-01 | 2003-09-30 | General Electric Company | Poly(arylene ether)-containing thermoset composition, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom |
| US7235192B2 (en) * | 1999-12-01 | 2007-06-26 | General Electric Company | Capped poly(arylene ether) composition and method |
| US6521703B2 (en) | 2000-01-18 | 2003-02-18 | General Electric Company | Curable resin composition, method for the preparation thereof, and articles derived thereform |
| US6630015B1 (en) | 2000-07-06 | 2003-10-07 | Applied Sciences, Inc. | Method and apparatus for separating vapor-grown carbon fibers from gaseous effluent |
| WO2002011971A2 (en) * | 2000-08-09 | 2002-02-14 | Ohio University | Improved polymer matrix composite |
| US6811917B2 (en) | 2000-08-14 | 2004-11-02 | World Properties, Inc. | Thermosetting composition for electrochemical cell components and methods of making thereof |
| US6858349B1 (en) | 2000-09-07 | 2005-02-22 | The Gillette Company | Battery cathode |
| US6353050B1 (en) | 2000-10-13 | 2002-03-05 | General Electric Co. | Thermoplastic blend comprising poly(arylene ether) and polyamide |
| US6500895B1 (en) | 2000-10-13 | 2002-12-31 | General Electric Company | Thermoplastic blend comprising poly(arylene ether) and polyamide |
| US6815491B2 (en) | 2000-12-28 | 2004-11-09 | General Electric | Reinforced thermoplastic composition and articles derived therefrom |
| US6627701B2 (en) * | 2000-12-28 | 2003-09-30 | General Electric Company | Method for the preparation of a poly(arylene ether)-polyolefin composition, and composition prepared thereby |
| US6660794B2 (en) | 2000-12-28 | 2003-12-09 | General Electric Company | Glass-filled poly(arylene ether)-polyolefin composition and articles derived therefrom |
| US6545080B2 (en) | 2000-12-28 | 2003-04-08 | General Electric Company | Glass-filled poly(arylene ether)-polyolefin composition and articles derived therefrom |
| AU2002311751A1 (en) * | 2001-01-10 | 2002-10-15 | Alliant Techsystems Inc. | Fiber-reinforced rocket motor insulation |
| WO2002080295A2 (en) * | 2001-01-19 | 2002-10-10 | World Properties Inc. | Apparatus and method for electrochemical cell components |
| US7138203B2 (en) * | 2001-01-19 | 2006-11-21 | World Properties, Inc. | Apparatus and method of manufacture of electrochemical cell components |
| US6593391B2 (en) * | 2001-03-27 | 2003-07-15 | General Electric Company | Abrasive-filled thermoset composition and its preparation, and abrasive-filled articles and their preparation |
| US6878781B2 (en) * | 2001-03-27 | 2005-04-12 | General Electric | Poly(arylene ether)-containing thermoset composition in powder form, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom |
| US20020172867A1 (en) * | 2001-04-10 | 2002-11-21 | Anglin David L. | Battery cathode |
| US6620359B1 (en) | 2001-04-11 | 2003-09-16 | Sgl Technic, Inc. | Water based method of making expanded graphite the product produced and expanded graphite polymeric pellets |
| US6689835B2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-02-10 | General Electric Company | Conductive plastic compositions and method of manufacture thereof |
| US6872777B2 (en) * | 2001-06-25 | 2005-03-29 | General Electric | Poly(arylene ether)-polyolefin composition, method for the preparation thereof, and articles derived therefrom |
| US7022777B2 (en) * | 2001-06-28 | 2006-04-04 | General Electric | Moldable poly(arylene ether) thermosetting compositions, methods, and articles |
| US6528572B1 (en) | 2001-09-14 | 2003-03-04 | General Electric Company | Conductive polymer compositions and methods of manufacture thereof |
| JP4171418B2 (ja) * | 2001-11-02 | 2008-10-22 | 北川工業株式会社 | 摺動部品並びにこれらを使用した時計及び電子機器 |
| US7022776B2 (en) * | 2001-11-07 | 2006-04-04 | General Electric | Conductive polyphenylene ether-polyamide composition, method of manufacture thereof, and article derived therefrom |
| US6734262B2 (en) | 2002-01-07 | 2004-05-11 | General Electric Company | Methods of forming conductive thermoplastic polyetherimide polyester compositions and articles formed thereby |
| US6810333B2 (en) | 2002-02-12 | 2004-10-26 | General Electric Company | Method, system, storage medium, and data signal for supplying a multi-component composition |
| US20030215588A1 (en) * | 2002-04-09 | 2003-11-20 | Yeager Gary William | Thermoset composition, method, and article |
| US6894102B2 (en) * | 2002-05-20 | 2005-05-17 | General Electric | Syndiotactic polystyrene blends |
| US20060108567A1 (en) * | 2002-07-23 | 2006-05-25 | Charati Sanjay G | Conductive poly (arylene ether) compositions and methods of making the same |
| US8999200B2 (en) * | 2002-07-23 | 2015-04-07 | Sabic Global Technologies B.V. | Conductive thermoplastic composites and methods of making |
| EP1543076A2 (en) * | 2002-09-20 | 2005-06-22 | General Electric Company | Underhood components |
| US6911169B2 (en) * | 2002-12-09 | 2005-06-28 | General Motors Corporation | Carbon fiber-reinforced composite material and method of making |
| JP2006511652A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 導電性重合大環状オリゴマー−カーボンナノファイバー組成物 |
| KR20050107583A (ko) * | 2003-02-21 | 2005-11-14 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 반투명 열가소성 조성물, 이 조성물의 제조 방법, 및이로부터 성형된 제품 |
| US7132062B1 (en) | 2003-04-15 | 2006-11-07 | Plasticolors, Inc. | Electrically conductive additive system and method of making same |
| US20040211942A1 (en) * | 2003-04-28 | 2004-10-28 | Clark Darren Cameron | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| US20040232389A1 (en) * | 2003-05-22 | 2004-11-25 | Elkovitch Mark D. | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| US20050171266A1 (en) * | 2003-06-10 | 2005-08-04 | Matthijssen Johannes G. | Filled compositions and a method of making |
| US20040262581A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Rodrigues David E. | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| KR20060060682A (ko) * | 2003-08-08 | 2006-06-05 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 탄소 나노튜브를 포함하는 전기 전도성 조성물 및 그의제조방법 |
| US7354988B2 (en) * | 2003-08-12 | 2008-04-08 | General Electric Company | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| US7026432B2 (en) * | 2003-08-12 | 2006-04-11 | General Electric Company | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| US7309727B2 (en) * | 2003-09-29 | 2007-12-18 | General Electric Company | Conductive thermoplastic compositions, methods of manufacture and articles derived from such compositions |
| US7205342B2 (en) * | 2003-10-10 | 2007-04-17 | General Electric Company | Poly(arylene ether) composition and method of molding |
| US7022765B2 (en) * | 2004-01-09 | 2006-04-04 | General Electric | Method for the preparation of a poly(arylene ether)-polyolefin composition, and composition prepared thereby |
| US7338684B1 (en) | 2004-02-12 | 2008-03-04 | Performance Polymer Solutions, Inc. | Vapor grown carbon fiber reinforced composite materials and methods of making and using same |
| JP2005230826A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 溶湯供給ノズル |
| JP2005272232A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Canon Inc | ダイヤモンドおよび炭素繊維の集合体およびそれらの製造方法 |
| US20050228109A1 (en) * | 2004-04-07 | 2005-10-13 | Tapan Chandra | Thermoplastic compositions with improved paint adhesion |
| EP1602754A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-07 | Grupo Antolin-Ingenieria, S.A. | Gas reusing system for carbon fibre manufacturing processes |
| US6969745B1 (en) | 2004-06-30 | 2005-11-29 | General Electric Company | Thermoplastic compositions |
| DE602005012844D1 (de) * | 2004-09-15 | 2009-04-02 | Showa Denko Kk | Herstellungsverfahren für in der gasphase gewachsene kohlenstofffasern |
| US8940265B2 (en) * | 2009-02-17 | 2015-01-27 | Mcalister Technologies, Llc | Sustainable economic development through integrated production of renewable energy, materials resources, and nutrient regimes |
| US7462656B2 (en) * | 2005-02-15 | 2008-12-09 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| JP4782504B2 (ja) * | 2005-08-03 | 2011-09-28 | 保土谷化学工業株式会社 | 微細炭素繊維の製造装置及びその製造方法 |
| US20070049690A1 (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-01 | Pravin Borade | Impact modified poly(arylene ether)/polyester blends and method |
| US7767746B2 (en) * | 2006-05-09 | 2010-08-03 | Alliant Techsystems Inc. | Basalt fiber and nanoclay compositions, articles incorporating the same, and methods of insulating a rocket motor with the same |
| US20070276082A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Kim Balfour | Poly(arylene ether) composition, method, and article |
| US20070276067A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Kim Balfour | Poly(arylene ether) composition, method, and article |
| US8092717B2 (en) | 2007-07-12 | 2012-01-10 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Thermoplastic poly(arylene ether) / polyester blends and articles thereof |
| US8536272B2 (en) * | 2007-07-12 | 2013-09-17 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Thermoplastic poly(arylene ether)/polyester blends and method of making |
| US7534374B2 (en) * | 2007-08-28 | 2009-05-19 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Injection molded article and composition for the preparation thereof |
| WO2009033015A1 (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-12 | Inorganic Specialists, Inc. | Silicon modified nanofiber paper as an anode material for a lithium secondary battery |
| US20090146109A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Sabic Innovative Plastics Ip Bv | Thermoplastic poly(arylene ether)/polyamide blends and method of making |
| US9725314B2 (en) * | 2008-03-03 | 2017-08-08 | Performancy Polymer Solutions, Inc. | Continuous process for the production of carbon nanofiber reinforced continuous fiber preforms and composites made therefrom |
| US8795557B2 (en) * | 2008-03-31 | 2014-08-05 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Flame resistant polyphthalamide/poly(arylene ether) composition |
| US8257613B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-09-04 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Filled compositions and a method of making |
| US8048341B2 (en) * | 2008-05-28 | 2011-11-01 | Applied Sciences, Inc. | Nanocarbon-reinforced polymer composite and method of making |
| JP5386125B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2014-01-15 | 昭和電工株式会社 | 炭素繊維の製造装置、および炭素繊維の製造方法 |
| US20100055465A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Andrew Palmer | Carbon-carbon composites for use in thermal management applications |
| US7947201B2 (en) * | 2008-09-30 | 2011-05-24 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Poly(arylene ether)/polyamide composition and method of making |
| US9097152B2 (en) | 2009-02-17 | 2015-08-04 | Mcalister Technologies, Llc | Energy system for dwelling support |
| US8808529B2 (en) * | 2009-02-17 | 2014-08-19 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable material resources using solar thermal |
| US8814983B2 (en) | 2009-02-17 | 2014-08-26 | Mcalister Technologies, Llc | Delivery systems with in-line selective extraction devices and associated methods of operation |
| US9231267B2 (en) * | 2009-02-17 | 2016-01-05 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for sustainable economic development through integrated full spectrum production of renewable energy |
| US8058321B2 (en) * | 2009-07-27 | 2011-11-15 | Trelleborg Offshore Boston, Inc. | Syntactic foam incorporating vapor-grown carbon fibers |
| US8137592B2 (en) | 2010-05-04 | 2012-03-20 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Method of incorporating an additive into a polymer composition and dispersion used therein |
| US8377337B2 (en) | 2010-05-04 | 2013-02-19 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Method of incorporating an additive into a polyamide-poly(arylene ether) composition, composition prepared thereby, and article comprising the composition |
| EA015412B1 (ru) * | 2010-08-23 | 2011-08-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Предприятие "Технология" | Устройство для синтеза углеродных наноструктур |
| US8505432B2 (en) | 2010-09-10 | 2013-08-13 | Alliant Techsystems, Inc. | Multilayer backing materials for composite armor |
| US20120065294A1 (en) | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Alliant Techsystems Inc. | Insulative compositions, article incorporating the same and methods of forming the same |
| US9281515B2 (en) | 2011-03-08 | 2016-03-08 | Gholam-Abbas Nazri | Lithium battery with silicon-based anode and silicate-based cathode |
| US9362560B2 (en) | 2011-03-08 | 2016-06-07 | GM Global Technology Operations LLC | Silicate cathode for use in lithium ion batteries |
| US8663840B2 (en) | 2011-04-12 | 2014-03-04 | GM Global Technology Operations LLC | Encapsulated sulfur cathode for lithium ion battery |
| US8895105B2 (en) | 2011-06-13 | 2014-11-25 | University Of Dayton | Receptor-catalyst growth process for carbon nanotubes |
| US8557158B2 (en) | 2011-08-23 | 2013-10-15 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Molded article having enhanced aesthetic effect and method and system for making the molded article |
| RU2497752C2 (ru) * | 2011-11-29 | 2013-11-10 | Инфра Текнолоджис Лтд. | Способ получения длинных углеродных нанотрубок и устройство для осуществления этого способа |
| JP6882847B2 (ja) | 2012-05-30 | 2021-06-02 | エグザテック・リミテッド・ライアビリティー・カンパニーＥｘａｔｅｃ，ＬＬＣ． | プラスチックアセンブリ、それを形成する方法、ならびにそれから作製される物品 |
| US9809740B2 (en) | 2012-10-10 | 2017-11-07 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Nanoparticle modified fluids and methods of manufacture thereof |
| US8592549B1 (en) | 2012-12-05 | 2013-11-26 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Polyamide composition, method, and article |
| US8865279B2 (en) | 2013-03-04 | 2014-10-21 | Sabic Global Technologies B.V. | Reinforced polyphthalamide/poly(phenylene ether) composition |
| GB201412656D0 (en) | 2014-07-16 | 2014-08-27 | Imp Innovations Ltd | Process |
| US10160172B2 (en) | 2014-08-06 | 2018-12-25 | GM Global Technology Operations LLC | Mechanical interlocking realized through induction heating for polymeric composite repair |
| US9744699B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-08-29 | GM Global Technology Operations LLC | Methods for increasing impact resistance of reinforced polymeric composites |
| US20180162086A1 (en) | 2015-05-29 | 2018-06-14 | Sabic Global Technologies B.V. | Honeycomb paper |
| US10113250B2 (en) | 2015-09-09 | 2018-10-30 | GM Global Technology Operations LLC | Modification of continuous carbon fibers during manufacturing for composites having enhanced moldability |
| US9896783B2 (en) | 2015-09-09 | 2018-02-20 | GM Global Technology Operations LLC | Modification of continuous carbon fibers during precursor formation for composites having enhanced moldability |
| US10695993B2 (en) | 2016-01-15 | 2020-06-30 | GM Global Technology Operations LLC | In-situ polymerization of polyamides for composite part repair |
| US10589477B2 (en) | 2016-05-02 | 2020-03-17 | GM Global Technology Operations LLC | Cosmetic repair of a thermoplastic carbon fiber composite |
| US10358767B2 (en) | 2016-07-15 | 2019-07-23 | GM Global Technology Operations LLC | Carbon fiber pre-pregs and methods for manufacturing thereof |
| US10427349B2 (en) | 2016-09-23 | 2019-10-01 | GM Global Technology Operations LLC | Components molded with moldable carbon fiber and methods of manufacturing thereof |
| US10611104B2 (en) | 2017-06-15 | 2020-04-07 | GM Global Technology Operations LLC | Heating elements for repair of molding defects for carbon fiber thermoplastic composites |
| US20200123708A1 (en) | 2017-06-30 | 2020-04-23 | Sabic Global Technologies B.V. | Reinforced paper, method of making a reinforced paper, and article comprising a reinforced paper |
| US10612163B2 (en) | 2017-08-24 | 2020-04-07 | GM Global Technology Operations LLC | Modification of continuous carbon fibers during precursor formation for composites having enhanced moldability |
| US10941510B2 (en) | 2017-12-08 | 2021-03-09 | GM Global Technology Operations LLC | Equipment for perforated pre-impregnated reinforcement materials |
| US10836875B2 (en) | 2018-03-09 | 2020-11-17 | GM Global Technology Operations LLC | Lightweight fiber-reinforced polymer sandwich structures |
| EP3822066A1 (en) | 2019-11-14 | 2021-05-19 | SABIC Global Technologies B.V. | Thermoplastic composite materials having reduced voids and methods of forming the same |
| US11498318B2 (en) | 2019-12-05 | 2022-11-15 | GM Global Technology Operations LLC | Class-A components comprising moldable carbon fiber |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1823503A (en) * | 1926-01-19 | 1931-09-15 | Ig Farbenindustrie Ag | Manufacture of unsaturated hydrocarbons |
| US2644744A (en) * | 1951-02-26 | 1953-07-07 | Universal Oil Prod Co | Reactor for high-temperature cracking |
| DE1068695B (de) * | 1958-02-06 | 1959-11-12 | Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals Meister Lucius 6. Brüning, Frankfurt/M | Verfahren zur Herstellung von Fluoräthylenen |
| DE1198787B (de) * | 1960-12-17 | 1965-08-19 | Siemens Ag | Verfahren zur Gewinnung von reinstem Silicium, Siliciumkarbid oder Germanium aus ihren gasfoermigen Verbindungen |
| US3375308A (en) * | 1964-04-21 | 1968-03-26 | Space Age Materials Corp | Method of making high purity and non-melting filaments |
| US3411949A (en) * | 1965-08-13 | 1968-11-19 | Air Force Usa | Method and apparatus for the manufacture of pyrolytic fibers |
| US3664813A (en) * | 1969-07-17 | 1972-05-23 | Glass John P | Method for making graphite whiskers |
| DE2948107A1 (de) * | 1979-11-29 | 1981-06-04 | Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen | Vorrichtung zur erzeugung von nh (pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts) -synthesegas aus vorgereinigtem kokereigas |
| US4391787A (en) * | 1980-07-18 | 1983-07-05 | General Motors Corporation | Method for growing graphite fibers |
| JPS581982A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-01-07 | 東芝テック株式会社 | 螢光灯用ソケツト |
| US4497788A (en) * | 1982-10-18 | 1985-02-05 | General Motors Corporation | Process for growing graphite fibers |
| AT375959B (de) * | 1982-11-16 | 1984-09-25 | Voest Alpine Ag | Verfahren und einrichtung zur gewinnung der fuehlbaren waerme von schlacke |
| US4491569A (en) * | 1983-05-20 | 1985-01-01 | General Motors Corporation | Ferric nitrate treatment for nucleating graphite fiber growth by methane pyrolysis |
| JPS60224816A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-09 | Nikkiso Co Ltd | 気相成長による炭素繊維の製造方法 |
| US4816289A (en) * | 1984-04-25 | 1989-03-28 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Process for production of a carbon filament |
| US4565684A (en) * | 1984-08-20 | 1986-01-21 | General Motors Corporation | Regulation of pyrolysis methane concentration in the manufacture of graphite fibers |
| US4749557A (en) * | 1984-12-04 | 1988-06-07 | General Motors Corporation | Graphite fiber growth employing nuclei derived from iron pentacarbonyl |
| EP0214302A4 (en) * | 1985-02-22 | 1989-04-24 | Showa Denko Kk | GAS PHASE METHOD FOR THE PRODUCTION OF CARBON FIBERS. |
-
1990
- 1990-10-09 US US07/594,540 patent/US5024818A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-17 DE DE69111550T patent/DE69111550T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-17 EP EP91202368A patent/EP0480492B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-08 JP JP3287332A patent/JPH07113164B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5024818A (en) | 1991-06-18 |
| EP0480492A1 (en) | 1992-04-15 |
| DE69111550D1 (de) | 1995-08-31 |
| JPH05209319A (ja) | 1993-08-20 |
| EP0480492B1 (en) | 1995-07-26 |
| DE69111550T2 (de) | 1996-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07113164B2 (ja) | 炭素繊維の形成装置 | |
| US5413773A (en) | Method for forming carbon filters | |
| US5102647A (en) | Method of producing vapor growth carbon fibers | |
| JP5081453B2 (ja) | 方法 | |
| JP4914218B2 (ja) | 炭素ナノ構造体を製造するシステムおよび方法 | |
| US8241602B2 (en) | Method and installation for the manufacture of carbon nanotubes | |
| RU2299851C2 (ru) | Способ селективного получения упорядоченных углеродных нанотрубок в кипящем слое | |
| EP1277858B1 (en) | Carbon fibrous matter, production device of carbon fibrous matter, production method of carbon fibrous matter and deposit prevention device for carbon fibrous matter | |
| US4740290A (en) | Process for thermal cracking of heavy oil | |
| JPH0424320B2 (ja) | ||
| JPS62242B2 (ja) | ||
| RU2296827C1 (ru) | Способ получения волокнистых углеродных структур каталитическим пиролизом | |
| RU2516548C2 (ru) | Способ получения углерод-металлического материала каталитическим пиролизом этанола | |
| JP2007534642A (ja) | イソシアナトオルガノシランの製造方法 | |
| JPH062222A (ja) | 気相成長による炭素繊維の製造法 | |
| JPS61225328A (ja) | 炭素質繊維の製造法 | |
| JPH0978360A (ja) | 気相成長炭素繊維の製造方法 | |
| JPS61225322A (ja) | 炭素質繊維の製法 | |
| JPH0621377B2 (ja) | 気相法炭素繊維の製造法 | |
| JPS5891018A (ja) | 窒化物微粉末の製造方法 | |
| JP2004027452A (ja) | 気相法炭素繊維の製造法および製造装置 | |
| JP3502682B2 (ja) | 気相成長炭素繊維製造装置 | |
| JP2999042B2 (ja) | 気相法炭素繊維の製造方法及びその製造方法に使用される気相法炭素繊維製造装置 | |
| JP6755029B2 (ja) | 繊維状炭素ナノ構造体製造装置及び繊維状炭素ナノ構造体製造方法 | |
| JPH02225572A (ja) | カーボンブラックの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071206 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081206 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 14 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 14 |
|
| S303 | Written request for registration of pledge or change of pledge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R316303 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 14 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091206 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101206 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111206 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111206 Year of fee payment: 16 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111206 Year of fee payment: 16 |