JP2011132078A - カーボンナノ粒子の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空洞化部位の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造することにある。
【解決手段】空洞化部位２０を陰極部材１０の一端に形成して、陰極部材１０の第一黒鉛部１２と陽極部材４０の第二黒鉛部４２を空洞化部位２０内で対面配置したのち、液中の空洞化部位２０にガス流路１８から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造するカーボンナノ粒子の製造装置において、陽極部材４０が、反応槽４外に配置の移動部材４６と、反応槽４内に突出のガイド部４４を有し、第二黒鉛部４２が、移動装置４６によって、ガイド部４４に沿って空洞化部位２０内に向かって垂直方向に相対移動する構成とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体中においてカーボンナノ粒子を製造する製造装置に関する。

この種のカーボンナノ粒子の製造装置として、特許文献１の製造装置が公知である。この製造装置は、液体を保持可能な反応槽（上部開放状）と、棒状黒鉛からなる陰極部材と、棒状黒鉛からなる陽極部材を備える。
陰極部材は、その一端が凹状であり（空洞化部位が形成されており）、空洞化部位に連通するガス流路を有する。

公知技術では、反応槽に対して陰極部材を垂直に立設して、空洞化部位を液中に配置する。そして陽極部材を反応槽上部から投入したのち、溶液内の空洞化部位に遊挿することで、陰極部材と陽極部材を対面配置する。
つぎに空洞化部位にガス流路から不活性ガスを供給しつつ、陰極部材と陽極部材の間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。この構成によると、比較的小スペースの空洞化部位内にてカーボンナノ粒子を製造できるため、製造装置を極力小型化又は簡略化することができる。

また上述の構成では、液中の陽極部材を適宜入れ替えて、カーボンナノ粒子を断続的に（バッチ式にて）製造することができる。
公知技術では、反応槽上部から陽極部材を取出したのち、新たな陽極部材を空洞化部位に遊挿する。このときステッピングモータなどに陽極部材を手作業で逐次接続したのち、陽極部材を反応槽内に再度投入する。

ところで上述の製造装置では、アーク放電によって陰極部材の表面に同粒子が付着するなどして、カーボンナノ粒子の製造効率が低下する。このため陰極部材の表面を定期的に洗浄する必要があった。
そこで特許文献２には、真空中において、陰極部材と陽極部材を水平方向に相対移動可能とした技術の開示がある。このように陽極部材を、陰極部材から離間するように水平方向に移動させることで、露出した陰極部材の表面を効率良く洗浄することができる。

特開２００５−１７０７３９号公報 特開平７−２１６６６０号公報

ところで特許文献１の技術では、空洞化部位内を不活性ガスで満たす必要がある。このときカーボンナノ粒子（特にシングルウォールカーボンナノホーン（ＳＷＣＮＨｓ））の良好な製造には、反応場となる空洞化部位内が、約７６０ｔｏｒｒ（大気圧）程度の不活性ガス雰囲気下にあることが必要である。このため陰極部材や陽極部材の各種構成（各黒鉛部の径寸法やガス流量など）を十分検討するなどして、空洞化部位内の雰囲気（内部環境）を安定させる必要がある。
しかし特許文献２の技術（陽極部材を水平方向に移動させる技術）は、専ら真空中でカーボンナノ粒子を製造する技術であり、上述の配慮にやや欠けるところがあった。このため特許文献１と２の技術を単に組み合わせた場合、空洞化部位内のガス漏れなどにより、カーボンナノ粒子の製造不良が生じるおそれがあった。
また電極部材を水平方向に移動させると、アークプラズマが弧を描くなどして安定せず陽極又は陰極部材が損傷する可能性がある。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、空洞化部位の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造又は回収することにある。

上記課題を解決するための手段として、第１発明のカーボンナノ粒子の製造装置では、液体を保持可能な密閉状の反応槽に陰極部材と陽極部材を配置する。そして陰極部材の一端に空洞化部位を形成して、陰極部材の第一黒鉛部と陽極部材の第二黒鉛部を空洞化部位内で対面配置する。つぎに液中の空洞化部位にガス流路から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する構成である。
この種の構成では、空洞化部位の内部環境を好適に維持するなどして、カーボンナノ粒子を効率良く製造できることが望ましい。

そこで本発明では、上述の陽極部材が、反応槽外に配置の移動部材と、反応槽内に突出のガイド部を有する。そして第二黒鉛部が、移動装置によって、ガイド部に沿って空洞化部位内に向かって垂直方向に相対移動する構成とした。
本発明によれば、空洞化部位を適切な位置に配置しつつ、第二黒鉛部を垂直方向に相対移動させる。これにより空洞化部位からの不活性ガスの漏れを防止又は低減することができる。さらに本発明では、複数の第二黒鉛部を逐次（連続的に）空洞化部位内に供給することで、カーボンナノ粒子を継続的に製造することができる。

第２発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第１発明の製造装置であって、上述の第一黒鉛部が、不活性ガスのガス流又はアーク放電のジェット流により、第二黒鉛部から離間する方向（例えば垂直方向）に移動する。
本発明では、第一黒鉛部の移動により（配置位置の調整により）、第一黒鉛部と第二黒鉛部の間の適切なクリアランス（アーク放電ギャップ）を比較的簡単に確保することができる。

第３発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第１発明又は第２発明の製造装置であって、上述の陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、第一黒鉛部周囲のカバー部と、除去手段を有する。
そして本発明では、カバー部と第一黒鉛部のいずれか一方を、一方とは異なる他方に対して垂直方向に相対移動可能とする。そしてカバー部を、第一黒鉛部周りに配置して空洞化部位を形成する。さらにカバー部を垂直方向に相対移動させて、カバー部から第一黒鉛部を露出させたのち、第一黒鉛部に付着した付着物を除去手段によって除去する構成とした。
本発明によれば、比較的簡単な構成により空洞化部位を形成できるとともに、第一黒鉛部の付着物をより確実に除去することができる。

第４発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第１発明〜第３発明のいずれかに記載の製造装置であって、上述の陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、第一黒鉛部周囲のカバー部と、第一黒鉛部を保持する保持部を有する。
そこで本発明では、第一黒鉛部とカバー部の間に保持部を配置する。そしてガス流路を、保持部と第一黒鉛部の間又は保持部内に形成する構成とした。このように第一黒鉛部の周囲にガス流路を形成して、第一黒鉛部の表面やカバー部の内面等に不活性ガスを吹き付けることにより、空洞化部位に対する付着物の付着を防止又は低減することができる。

第５発明のカーボンナノ粒子の製造装置は、第１発明〜第４発明のいずれかに記載の製造装置であって、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の少なくとも一つを有する。
そして第一回収装置が、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能であり、第二回収装置が、槽内の液中に存在するカーボンナノ粒子を回収可能であり、第三回収装置が、槽内の液面上に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能である。
本発明によれば、第一回収装置、第二回収装置及び第三回収装置の少なくとも一つによって、槽内のカーボンナノ粒子を効率良く回収することができる。

本発明に係る第１発明によれば、空洞化部位の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。また第２発明によれば、カーボンナノ粒子を更に効率良く製造することができる。また第３発明によれば、比較的簡単な構成で、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。また第４発明によれば、カーボンナノ粒子を更に効率良く製造することができる。そして第５発明によれば、カーボンナノ粒子を効率良く回収することができる。

製造装置の概略図である。 陰極部材の横断面図である。 陰極部材の縦断面図であり、（ａ）は、カバー部を上昇させた状態の図であり、（ｂ）は、カバー部を下降させた状態の図である。 洗浄時の陰極部材の縦断面図であり、（ａ）は、第一黒鉛部の洗浄前の図であり、（ｂ）は、第一黒鉛部の洗浄後の図であり、（ｃ）は、洗浄後にカバー部を下降させた状態の図である。 陰極部材と陽極部材の概略縦断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第二黒鉛部の相対移動を順に示す陰極部材と陽極部材の概略側面図である。 （ａ）は、陰極部材の横断面図であり、（ｂ）〜（ｆ）は、別例の陰極部材の横断面図である。 実施例２の製造装置の概略図である。 実施例２の陰極部材と陽極部材の概略縦断面図である。 透過型電子顕微鏡を用いたカーボンナノ粒子の観察図である。 ラマン錯乱測定によるカーボンナノ粒子のピークを示した図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図１１を参照して説明する。なお各図には、製造装置の上方に符号ＵＰ、製造装置の下方に符号ＤＷを付す。
図１の製造装置２は、液体を保持可能な反応槽４と、陰極部材１０（第一黒鉛部１２）と、陽極部材４０（第二黒鉛部４２）と、複数の回収装置を有する（各構成の詳細は後述する）。陰極部材１０の下端には空洞化部位２０が形成される。

＜実施形態１＞
そして本実施形態では、反応槽４内に陰極部材１０と陽極部材４０を配置して、陰極部材１０の第一黒鉛部１２と陽極部材４０の第二黒鉛部４２を対面させる。つぎにガス流路１８から不活性ガスを液中の空洞化部位２０に供給しつつ（水蒸気の侵入を阻止しつつ）、両黒鉛部１２，４２間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。
この種の構成では、空洞化部位２０の内部環境を好適に維持しつつ、カーボンナノ粒子を効率良く製造又は回収できることが望ましい。
そこで本実施形態では、後述する構成によって、カーボンナノ粒子を効率良く製造又は回収することとした。以下、各構成について詳述する。

［反応槽］
反応槽４は、密閉状の箱体（略矩形）であり、複数の連通部（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、複数の配管部材（６ａ，６ｂ）と、ガス供給装置８と、電源部材Ｅを有する（図１及び図５を参照）。反応槽４の形状や寸法（容量）は、カーボンナノ粒子の製造量などに応じて適宜変更できる。液体（種類）は特に限定しないが、アーク放電時に流動性のある液体であることが好ましく、典型的に水を用いることができる。
なお反応槽４は、図示しない液体流入口を有し、適宜槽内に液体を補充可能である。

また電源部材Ｅは、後述の陰極部材１０と陽極部材４０に電力を供給する部材であり、槽外に配設することができる。
またガス供給装置８は、不活性ガスを供給可能な部材であり、槽外に配置することができる。不活性ガスの種類は特に限定しないが、空気よりも反応性の低いガスであればよく、窒素（Ｎ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）及びアルゴン（Ａｒ）を例示できる。

また第一連通部４ａは、第一配管６ａに連通する孔部であり、反応槽４の上部に形成できる。また第二連通部４ｂは、後述の第二回収装置６０に連通する孔部であり、反応槽４の一側面に形成できる。また第三連通部４ｃは、第二配管６ｂに連通する孔部であり、反応槽４の他側面に形成できる。そして第四連通部４ｄは、後述の陽極部材４０に連通する孔部であり、反応槽４の底面に形成できる。
そして第一配管６ａは、略逆Ｕ字状（側面視）の配管である。第一配管６ａの一端は、第一連通部４ａを介して反応槽４の上部側に開口し、第一配管６ａの他端は、後述の第一回収装置５０（槽外）に連通する。
また第二配管６ｂは、略逆Ｕ字状（側面視）の配管である。第二配管６ｂの一端は、第三連通部４ｃに連通して槽内に開口し、第二配管６ｂの他端は、槽外のガス供給装置８（槽外）に連通する。

［陰極部材］
陰極部材１０（棒状部材）は、第一黒鉛部１２と、保持部１４と、カバー部１６と、ガス流路１８と、除去手段１９を有する（図１〜図５を参照）。
本実施形態では、後述する第一黒鉛部１２と保持部１４とカバー部１６によって、陰極部材１０の一側に空洞化部位２０を形成する。そして陰極部材１０を反応槽４内に保持しつつ、空洞化部位２０を下側（液中）に配置する。つぎに陰極部材１０の他側（上側）を、上述の第二配管６ｂを介してガス供給装置８につなげる。

（第一黒鉛部）
第一黒鉛部１２は、専ら黒鉛製の棒状部材である（図１〜図３を参照）。黒鉛の純度は特に限定しないが、例えば純度９９％〜９９.９９９％の黒鉛を使用できる。また第一黒鉛部１２の径寸法Ｄ１は特に限定しないが、第二黒鉛部４２（後述）以上の径寸法を有することが好ましい。
本実施形態の第一黒鉛部１２は、垂直に直立した状態で陰極部材１０の中央に配置しており、後述の保持部１４にて上下動不能に支持される。そして第一黒鉛部１２の下端は、空洞化部位２０内に露出しており、後述の第二黒鉛部４２と対面可能である。また第一黒鉛部１２の上端には導線Ｌが配設される。導線Ｌは、第二配管６ｂ内に配索されて反応槽４外部の電源部材Ｅに電気的につながる。

（保持部）
保持部１４は、中空な筒状部材であり、ガス流路１８と、保持機構１４ａ（図示省略）を有する（図３及び図４を参照）。
本実施形態では、保持部１４に対して第一黒鉛部１２を挿設する。そして保持部１４の上端を、保持機構１４ａを介して反応槽４の壁面や第二配管６ｂなどに固定する。これにより保持部１４によって、後述のカバー部１６の相対移動に追従することなく、第一黒鉛部１２を所定位置で保持する構成とする。
ここで保持部１４の径寸法を適宜設定することにより（比較的簡単に）、第一黒鉛部１２とカバー部１６の間に適切なクリアランスＣ１（アーク放電ギャップ）を形成することができる。Ｃ１の寸法は特に限定しないが、典型的には２〜３ｍｍ程度である。

（ガス流路）
ガス流路１８は、空洞化部位２０に不活性ガスを供給するための流路である（図２及び図３を参照）。ガス流路１８の数は空洞化部位２０の構成により適宜変更可能である（後述の変形例を参照）。例えば径寸法３ｍｍ程度の第一黒鉛部１２を使用する場合、２〜８のガス流路１８を保持部１４に形成できる。
本実施形態では、複数のガス流路１８を、保持部１４の内周面（第一黒鉛部１２を臨む面）に形成する。複数のガス流路１８は、保持部１４の内周面に等間隔（９０°）で配置して、各々、保持部１４の軸芯方向に延びる。そしてガス流路１８の上端は、保持部１４上端に開口して第二配管６ｂに通じる。またガス流路１８の下端は、保持部１４の下端（空洞化部位２０内）に開口する。
そして第二配管６ｂから保持部１４上方に不活性ガスを供給して、ガス流路１８を通じて後述の空洞化部位２０内に供給する。ここで不活性ガスの流量は特に限定しないが、５Ｌ／ｍｉｎより多く３０Ｌ／ｍｉｎ以下に設定することが望ましい。不活性ガスの流量が５Ｌ／ｍｉｎ以下のとき、アーク放電が安定継続せず、カーボンナノ粒子の製造量が少量になりやすい。

（カバー部）
カバー部１６は、中空な筒状部材であり、駆動機構１６ａ（図示省略）を有する（図２及び図３を参照）。カバー部１６の厚み寸法Ｄ２は特に限定しないが、例えば径寸法３ｍｍ程度の第一黒鉛部１２を使用する場合、カバー部１６の厚み寸法Ｄ２を１〜２ｍｍに設定することができる。
また駆動機構１６ａの構成は特に限定しないが、ワイヤ部材やシリンダ部材を例示することができる。例えばカバー部１６にクランプを取付けたのち、ワイヤ部材で上下動させることができる。またシリンダ部材によりカバー部１６を上下動させることもできる。

本実施形態では、カバー部１６に対して保持部１４を相対移動可能に挿設する。そしてカバー部１６の上端を、図示しない駆動機構１６ａを介して反応槽４の壁面や第二配管６ｂなどに取付ける。これによりカバー部１６が、保持部１４（第一黒鉛部１２）に対して垂直方向に相対移動可能となる。
そして本実施形態では、カバー部１６が垂直方向下方に相対移動して、第一黒鉛部１２周りに配置することで、陰極部材１０の下端に空洞化部位２０が形成される（空洞化部位２０が適切な位置に形成される）。
このように陰極部材１０一端に空洞化部位２０を形成することで、第一黒鉛部１２と第二黒鉛部４２の隙間（アーク放電ギャップ）を適切に保持しつつ、アーク放電の発生領域を覆うことができる。なお第一黒鉛部１２に対するカバー部１６の突出長さ寸法Ｐ１（空洞化部位の深さ寸法）は特に限定しないが、典型的には５ｍｍ〜３０ｍｍ程度である（図３を参照）。
またカバー部１６材が垂直方向上方に移動して、カバー部１６材から第一黒鉛部１２を露出させたのち、第一黒鉛部１２に付着（堆積）した付着物ＡＤを後述の除去手段１９によって除去することができる。

（保持部とカバー部の材質）
ここで保持部１４とカバー部１６の材質は特に限定しないが、黒鉛、金属及び合金を例示できる。
金属の種類は特に限定しないが、アーク放電付近の高温に耐えうる金属（ＳＵＳ３０４などのステンレス合金，銅，チタン，モリブテン，タングステン等）又はその合金を用いることが好ましい。
なかでも黒鉛とは異なる比重を有する金属等を保持部１４やカバー部１６の材質に用いることが好ましい。アーク放電により保持部１４やカバー部１６が破損したとしても、その破損物や破砕物とカーボンナノ粒子が、比重の違いにより水中で分離しつつ沈殿するため、カーボンナノ粒子（生成物）の純度に悪影響を極力与えない。

（除去手段）
除去手段１９は、第一黒鉛部１２（下面）の付着物ＡＤを除去するための部材であり、陰極部材１０の下部側に配設することができる（図４を参照）。除去手段１９の形状は特に限定しないが、ハンマー状の除去手段や、スクレイパー状の除去手段を例示することができる。
本実施形態の除去手段１９（ハンマー状）は、略矩形の除去部３２と、棒状のアーム部３４を有する。除去部３２は、その一端（３２ａ）が三角状であり、アーム部３４下端に固定される。そしてアーム部３４上端を反応槽４の壁面に取付けて、アーム部３４のスライド移動（水平移動）や振り子移動により、除去部３２一端（３２ａ）を第一黒鉛部１２の下面（付着物ＡＤ）に衝突させる。
ここで付着物ＡＤの多くは、多層カーボンノチューブやサイズの大きいカーボン粒子であり、これらは第一黒鉛部１２の下面に積層する傾向にある。そこで付着物ＡＤに対して除去部３２を水平に衝突させることで、第一黒鉛部１２から付着物ＡＤを比較的簡単に剥離させることができる。

［陽極部材］
陽極部材４０（棒状部材）は、第二黒鉛部４２と、ガイド部４４と、移動部材４６と、供給手段４９を有する（図１、図５、図６を参照）。
第二黒鉛部４２は、専ら黒鉛製の棒状部材である。黒鉛の純度は特に限定しないが、例えば純度９９％〜９９.９９９％の黒鉛を使用できる。また第二黒鉛部４２の径寸法は特に限定しないが、２〜９ｍｍ程度に設定することができる。

（ガイド部）
ガイド部４４は、先端が略円錐状の棒状部材であり、保持孔４４ｈを有する。保持孔４４ｈは、第二黒鉛部４２を相対移動可能に保持する孔部であり、ガイド部４４の軸芯に沿って形成することができる。
ここでガイド部４４の材質は特に限定しないが、金属などの導電性を有する材質であることが好ましい。本実施形態では、金属製のガイド部４４下部に導線Ｌを配設して、反応槽４外部の電源部材Ｅに電気的につなげる。これにより第二黒鉛部４２が、ガイド部４４を介して電源部材Ｅに電気的につながる。

そして本実施形態では、ガイド部４４を、第四連通部４ｄに挿設して、反応槽４内に向けて突出させる。このとき第四連通部４ｄにОリングを嵌装することで、第四連通部４ｄからの液漏れを防止できる。
つぎに槽内のガイド部４４上部（保持孔４４ｈ）を陰極部材１０に向かって延設して、保持孔４４ｈの上部開口を空洞化部位２０内に配置する。そして槽外のガイド部４４下部を、後述の移動部材４６に連結する。このときガイド部４４によって、第一黒鉛部１２と第二黒鉛部４２の中心（軸芯）をあわせることが好ましい。こうすることで第二黒鉛部４２に対して垂直に不活性ガスを吹き付けることができるとともに、アークプラズマがまっすぐ下部に向かうことで、第二黒鉛部４２を均等に蒸発させることができる。

（移動部材）
移動部材４６は、押出アーム４７と、押出アーム４７を上下動させる駆動部材４８を有する（図１、図５、図６を参照）。押出アーム４７は、略Ｌ字状の部材であり、垂直部４７ａと水平部４７ｂを有する。
駆動部材４８の内部構成は特に限定しないが、ステッピングモータ、サーボモータ、エアシリンダ及びそれらの組合せを例示することができる。また駆動部材４８を、線材送出装置（線材を正負方向に送る構成）としてもよい。

本実施形態では、保持孔４４ｈの途中（槽外）に押出アーム４７を挿設しつつ、駆動部材４８を槽外のガイド部４４に隣接配置する（図５及び図６を参照）。
そして水平部４７ｂの一端を上下動可能にガイド部４４に挿設するとともに、水平部４７ｂの他端を駆動部材４８に取付ける。例えば水平部４７ｂは、ガイド部４４途中の長孔（図示省略）に上下動可能に挿入することができる。そして保持孔４４ｈ内において、第二黒鉛部４２の下方に垂直部４７ａを配置する。この状態で駆動部材４８により、水平部４７ｂを上下動することで、保持孔４４ｈ内で垂直部４７ａを上下動させる。これにより第二黒鉛部４２を、ガイド部４４（保持孔４４ｈ）に沿って空洞化部位２０内に向かって押出す（相対移動させる）ことができる。

（供給手段）
供給手段４９（略矩形の部材）は、収納部４９ａと、供給口４９ｂを有する（図５及び図６を参照）。収納部４９ａは、複数の第二黒鉛部４２を並列配置可能な凹部であり、供給口４９ｂは、収納部４９ａの位置側に設けた孔部である。
本実施形態では、供給手段４９をガイド部４４の途中に配設して、供給口４９ｂを保持孔４４ｈに連通する。そして収納部４９ａの第二黒鉛部４２（例えば４２ａ〜４２ｃ）を、供給口４９ｂに向けて順に水平移動させて、保持孔４４ｈ内に連続的に供給する構成とする。

［第一回収装置］
第一回収装置５０は、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子（ＳＷＣＮＨｓ等）を回収する部材であり、第一捕集部５２と、第一排出部５４と、複数のポンプＰを有する（図１を参照）。第一排出部５４は、気体を外部に排気する部材である。
また第一捕集部５２は、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を捕捉する部材であり、ポンプＰを介して第一配管６ａに連通する。
そして本実施形態では、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を、ポンプＰにて反応槽４内の気体とともに吸い出す。このときＳＷＣＮＨｓは、一般的に粒子径７０〜１００ｎｍの凝集体で存在する。そして第一捕集部５２にて、ＳＷＣＮＨｓ等を捕集するとともに、第一排出部５４にて気体を外部に排出する。

ここで第一捕集部５２（内部構成）は特に限定しないが、集塵機、乾式分級装置、固体分離装置を例示することができる。
乾式分級装置として、エアセパレータ、サイクロン、ｄｓセパレータ、ターボクラシフィア、ミクロンセパレータを例示できる。また固体分離装置として、ストリーマ放電や静電気を使用する吸着機を例示できる。
また第一捕集部５２又は第一排出部５４は、ＭＥＰＡフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタなどの膜部材を有することが好ましい。この膜部材によって、有害なガスや、微細粒子（例えば粒子径が小さく軽いＳＷＣＮＨｓ）を確保することで、微細粒子の外部拡散を防止又は低減できる。

［第二回収装置］
第二回収装置６０は、槽内の液中（液面又は液体中）に存在するカーボンナノ粒子（ＳＷＣＮＨｓ等）を回収する部材である（図１を参照）。そして第二回収装置６０は、バッファー槽６１と、第二捕集部６２と、スラリー槽６３と、第二排出部６４と、複数のポンプＰを有する。
本実施形態では、第二捕集部６２を、バッファー槽６１とスラリー槽６３と第二排出部６４に接続するとともに、バッファー槽６１を第二連通部４ｂに連通する。そして液面上で浮遊又は液体中のカーボンナノ粒子を、押し出し流れによって液体とともにバッファー槽６１に移行させる。そして第二捕集部６２にて、カーボンナノ粒子を捕集するとともに、第二排出部６４にて液体を外部に排出する。捕集されたカーボンナノ粒子（典型的にスラリー状）はスラリー槽６３に貯留（回収）される。

ここで第二捕集部６２の内部構成は特に限定しないが、遠心分離装置、超遠心分離装置、濾過装置（濾過膜又は吸着膜を使用する装置）を例示することができる。なかでもカーボンナノ粒子の分離方法（固体分離方法）として濾過装置が好ましい。
濾過装置の作動方式は特に限定しないが、大気圧による自然濾過、減圧、加圧濾過、遠心濾過方式を例示できる。また濾過膜として、濾紙、高分子樹脂、セルロース、ガラス繊維フィルタ、精密濾過膜、ＮＦ膜（ナノフィルタ膜）、ＵＦ膜（限外濾過膜）、ＲＯ膜（逆浸透膜）を例示できる。なかでもＵＦ膜による分離濃縮回収は、ナノカーボン粒子の連続した分離濃縮回収に適する。

［カーボンナノ粒子の製造］
図１及び図５を参照して、陰極部材１０と陽極部材４０を反応槽４内に配置して、第一黒鉛部１２と第二黒鉛部４２を対面させる。そして液中の空洞化部位２０にガス流路１８から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部１２，４２間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。
そしてガス流路１８により、第一黒鉛部１２周囲から不活性ガスを導入する。このとき第一黒鉛部１２とカバー部１６に対する付着物ＡＤの付着を防止又は低減できるものの、第一黒鉛部１２の表面には付着物ＡＤが層状に付着（堆積）していく。

（回収作業）
ここでアーク放電によって生成されるカーボンナノ粒子は、専らシングルウォールカーボンナノホーン（ＳＷＣＮＨｓ）と非晶質炭素（アモルファスカーボンやマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴｓ）等）である。
これらカーボンナノ粒子は反応槽４内で、自らの比重や第一黒鉛部１２（表面）の状態によって分離する。すなわちＳＷＣＮＨｓは疎水性で且つ軽いため液面上に浮き凝集する。また空洞化部位２０内の不活性ガスによって勢いよく吹き上げられた一部のＳＷＣＮＨｓが液面で捕獲できずに空中に浮遊する。そして非晶質炭素等は重く、また凝集しているため反応槽４下部に沈殿する。
そこで気相中のカーボンナノ粒子が第一回収装置５０に移動して第一捕集部５２に回収される。また反応槽４内の押し出し流れにより、液面上で浮遊又は液体中のカーボンナノ粒子が第二回収装置６０に移動して第二捕集部６２に回収される。

（洗浄作業）
上述のアーク放電終了後、カバー部１６を上昇させて、第一黒鉛部１２を露出させる（図４を参照）。
このとき空洞化部位２０（壁面）に付着した付着物ＡＤが、カバー部１６と保持部１４の相対移動により剥離する。ここでカバー部１６（金属製）には付着物ＡＤがほとんど付着しないため、比較的容易に付着物ＡＤを剥離できる。またカバー部１６（黒鉛製）には若干の付着物ＡＤが付着（堆積）するが、カバー部１６（壁面）と化学的に結合することはないので、この場合にも比較的スムーズに付着物ＡＤを剥離できる。
つぎに第一黒鉛部１２表面の付着物ＡＤを除去手段１９で除去する。このとき付着物ＡＤは、第一黒鉛部１２に対して強固に固着するわけではないので、比較的簡単に除去手段１９で除去できる。このように空洞化部位２０内の付着物ＡＤを取り除くことで、空洞化部位２０内の反応場を初期状態に復帰させることができる。

（連続製造）
そして本実施形態では、第二黒鉛部４２（４２ａ〜４２ｃ）を、反応槽４下部からガイド部４４を通して空洞化部位２０に逐次（連続的に）供給する（図５及び図６を参照）。
このときガイド部４４内の第二黒鉛部４２ａ（１本目）は、移動部材４６により所定の制御速度で第二黒鉛部４２に接触するまで垂直方向に上昇する。
そして第二黒鉛部４２ａが保持部１４に接触することでアーク放電を開始する（タッチ＆スタート）。このとき電源部材Ｅの設定（電流、電圧など多数のパラメーター）を制御しながら放電が持続するように、第二黒鉛部４２ａを相対移動（上昇・下降）又は停止させる。

そして第二黒鉛部４２ａ（１本目）は、第二黒鉛部４２ｂ（２本目）によって押出されつつ、アークジェットで飛ばされる限界まで使用される。このときガイド部４４に沿って第二黒鉛部４２ａを上昇させることにより、第一黒鉛部１２に正確に対面させる。これにより第二黒鉛部４２ａが、カバー部１６や保持部１４と接触（連続放電を妨げる接触）することを防止又は低減して、余計な放電を軽減することができる。
そして第二黒鉛部４２ｂ（２本目）も、同様に第二黒鉛部４２ｃ（３本目）によって押出されつつ、アークジェットで飛ばされる限界まで使用される。

以上説明したとおり本実施形態によると、空洞化部位２０を適切な位置に配置しつつ、複数の第二黒鉛部４２（４２ａ〜４２ｃ）を垂直方向に順次相対移動させる。これにより空洞化部位２０からの不活性ガスの漏れを防止又は低減することができる。また第二黒鉛部４２ａ〜４２ｃを逐次（連続的に）空洞化部位２０内に供給することで、カーボンナノ粒子を継続的に製造することができる。
このように本実施形態によれば、空洞化部位２０の好適な内部環境を維持することで、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。

また本実施形態によれば、アーク放電の開始から、クリーニング（洗浄作業）を経て再びアーク放電を開始することができる。
このため空洞化部位２０内（第一黒鉛部１２、保持部１４、カバー部１６）を、付着物ＡＤの付着のほとんどないクリーンな状態で維持することができる。このとき本実施形態では、上述の洗浄作業とアーク放電を、反応槽４内部又は外部の部材で制御しつつ、カーボンナノ粒子を連続的に製造することができる。

さらに本実施形態では、動作する部分と動作を制御する装置（移動部材４６等）が槽外に配置される（液体と接しない環境にある）ため、反応槽４を密閉状にできる。また第一回収装置５０と第二回収装置６０によって、カーボンナノ粒子を捕集できるとともに、その外部拡散を防止又は低減することができる（好適な暴露防止効果を奏する）。
このため本実施形態の装置によれば、密閉化による暴露防止とともに、カーボンナノ粒子の連続製造を実現することができる（経済産業省「ナノマテリアル製造事業者等における安全対策のあり方研究会」を参照）。

［変形例］
本変形例では、ガス流路１８の変形例（１８ｂ，１８ｃ，１８ｅ）を説明する（図７を参照）。
例えば陰極部材１０Ｂでは、第一黒鉛部１２に複数のガス流路１８ｂを形成できる（図７（ｂ）を参照）。また陰極部材１０Ｃでは、保持部１４の中央に複数のガス流路１８ｃを形成できる（図７（ｃ）を参照）。そして陰極部材１０Ｄでは、複数のガス流路１８ｂと複数のガス流路１８ｃを形成できる（図７（ｄ）を参照）。
また陰極部材１０Ｅでは、第一黒鉛部１２の外周面に複数条のセレーション（断面視でノコギリ状の凹凸）が形成される（図７（ｅ）を参照）。これにより第一黒鉛部１２と保持部１４の間に、複数のガス流路１８ｅを形成できる。また陰極部材１０Ｅでは、複数のガス流路１８ｃと複数のガス流路１８ｅを形成できる（図７（ｆ）を参照）。

＜実施形態２＞
実施形態２に係る製造装置２Ａの基本構造は、実施形態１とほぼ同一であるため、共通の構造等については対応する符号を付すことで詳細な説明を省略する。
図８の製造装置２Ａは、反応槽４と、陰極部材１０と、陽極部材４０と、複数の回収装置（第一回収装置５０，第二回収装置６０，第三回収装置８０）と、乾燥装置７０を有する。
そして本実施形態の製造装置は、不活性ガスのガス流又はアーク放電のジェット流により、陰極部材１０（第一黒鉛部１２）が第二黒鉛部４２から離間する方向に移動する構成である（図９を参照）。以下、各構成について詳述する。

［陰極部材］
陰極部材１０は、第一黒鉛部１２と、保持部１４と、カバー部１６と、ガス流路１８と、除去手段１９と、スライド移動機構（支柱部９０，担持部９３，付勢部９４）を有する（図８及び図９を参照）。
支柱部９０は、槽内に垂直に立設する部材（棒状）であり、スライド孔９０ｈを有する。スライド孔９０ｈは、上下に延びる孔部であり、支柱部９０の上部に形成することができる。
また担持部９３は、槽内に水平に配置される部材（略Ｌ字状）であり、スライド爪９２を有する。スライド爪９２は、担持部９３の一端に固定されており、上述のスライド孔９０ｈに摺動可能に取付けることができる。なお第二配管６ｂは、担持部９３内を通り陰極部材１０に通じる。
そして付勢部９４（略矩形）は、担持部９３を上方に向けて付勢する部材であり、付勢アーム９６を有する。本実施例の付勢部９４は、槽内に配置することができる。そして付勢アーム９６が、図示しない付勢手段（例えばバネ部材、ゴム部材、油圧シリンダ等）を介して付勢部９４の上部に接続される。

本実施例では、担持部９３の他端（下方に延びる端部）に陰極部材１０を取付ける。つぎにスライド孔９０ｈにスライド爪９２を取付けることにより、支柱部９０に対して担持部９３を上下にスライド移動可能に取付ける。
そして担持部９３の途中に付勢アーム９６を取付けることで、付勢部９４の付勢力により、担持部９３（陰極部材１０）を上方に押し上げる。ここで付勢部９４の付勢力は、陰極部材１０と担持部９３の重量（下向きの荷重）に応じて、適宜変更することができる。

（カーボンナノ粒子の製造）
図９を参照して、陰極部材１０と陽極部材４０を反応槽４内に配置して、第一黒鉛部１２と第二黒鉛部４２を対面させる。そして液中の空洞化部位２０にガス流路１８から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部１２，４２間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造する。
このとき本実施形態では、陰極部材１０が、不活性ガスのガス流又はアーク放電のジェット流と付勢部９４の付勢力（上向きの荷重）によって上方に押し上げられる（図９（ｂ）（ｃ）を参照）。そして上向きの荷重と、陰極部材１０と担持部９３の重量（下向きの荷重）のバランスをとることで、第一黒鉛部１２と第二黒鉛部４２の間の適切なクリアランス（典型的に１ｍｍ〜３ｍｍ）を確保することができる（図９（ｄ）を参照）。
そして最適なクリアランス（アーク放電ギャップ）を保ちつつ、第二黒鉛部４２を、反応槽４下部からガイド部４４を通して空洞化部位２０に供給することで、カーボンナノ粒子を効率良く製造することができる。
このように本実施形態では、第一黒鉛部１２の移動により（配置位置の調整により）、第一黒鉛部１２と第二黒鉛部４２の間の適切なクリアランス（アーク放電ギャップ）を比較的簡単に確保できる。

［第三回収装置］
第三回収装置８０は、槽内の液面上に浮遊するカーボンナノ粒子を回収する部材であり、ローラ部材８２（第三捕集部）と、案内板８３と、回収槽８４を有する。ローラ部材８２は、円筒状の部材であり、軸周りに回転可能である（図８を参照）。ローラ部材８２の材質は特に限定しないが、典型的に金属製である。
本実施例では、バッファー槽６１の連通孔部（図示省略）にローラ部材８２を取付ける。このときローラ部材８２の軸を水平に配置するとともに、ローラ部材８２の周面をバッファー槽６１の液面に接する位置に配置する。また案内板８３を下方傾斜状としたのち、案内板８３の一側をバッファー槽６１の連通孔部に取付けるとともに、案内板８３の他側を、槽外の回収槽８４内に配置する。
そしてバッファー槽６１の液面状で浮遊するカーボンナノ粒子（ＳＷＣＮＨｓ等）をローラ部材８２の周面に付着させる。つぎにローラ部材８２を回転させることにより、上記カーボンナノ粒子を、案内板８３を介して回収槽８４に移送することができる。

なお上述の構成では、バッファー槽６１内に仕切り板を設けるなどして、反応槽４の気密性が確保される。
例えばバッファー槽６１の上面から水面下に延びる仕切り板（複数又は単数）を設ける。そして仕切り板と液面によって、カーボンナノ粒子が気体（Ｎ₂）と共に外部に出て行かないようにトラップする。こうすることで反応槽４を、バッファー槽６１内の水によって準密閉する（密閉状とする）ことができる。

［乾燥装置］
乾燥装置７０は、カーボンナノ粒子を乾燥させる部材であり、乾燥部７２と、排出部７４を有する（図８を参照）。
本実施例の乾燥装置７０は、第二回収装置６０（スラリー槽６３の上部）に取付けることができる。そして乾燥部７２において、第二回収装置６０に捕集されたカーボンナノ粒子（スラリー状）を乾燥したのち、乾燥状態のカーボンナノ粒子を捕集する。そして排出部７４から、カーボンナノ粒子を除去した気体や液体を外部に排出することができる。

［試験例］
以下、本実施形態を試験例に基づいて説明するが、本発明は試験例に限定されない。
本実施例として、図１の製造装置を用いてカーボンナノ粒子を製造した。そして液面上で浮遊するカーボンナノ粒子を回収した。電源部材の放電電流は５０Ａに設定した。
また不活性ガスとして窒素（Ｎ₂）を用いるとともに、その流量を２５Ｌ／ｍｉｎに設定した。なお窒素（Ｎ₂）の流量を５Ｌ／ｍｉｎに設定した場合、アーク放電が安定継続せず、カーボンナノ粒子（生成物）の製造量が少量であった。

そして本実施例では、第一黒鉛部（製造元：東洋炭素株式会社、製品名：超高純度等方黒鉛材ＩＧ−１１０、純度：９９，９９９％）の径寸法をφ９ｍｍに設定した。また第二黒鉛部（東洋炭素株式会社、製品名：超高純度等方黒鉛材ＩＧ−１１０、純度：９９，９９９％）の径寸法をφ３ｍｍに設定するとともに、その長さ寸法を１００ｍｍに設定した。そして第一黒鉛部と第二黒鉛部のクリアランス（アーク放電ギャップ）を２ｍｍに設定した。
またカバー部と保持部の材質として、黒鉛（（株）東洋炭素製 超高純度黒鉛 純度９９，９９９％）を使用した。そしてカバー部の厚み寸法を１ｍｍに設定し、保持部の径寸法を１２ｍｍに設定した（すなわちアーク放電ギャップを３ｍｍに設定した）。第一黒鉛部に対するカバー部の突出長さ寸法（空洞化部位の深さ寸法）は１５ｍｍに設定した。

（透過型電子顕微鏡を用いたカーボンナノ粒子の観察）
得られたカーボンナノ粒子（生成物）を、透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、製造元：日本電気株式会社、型式：ＪＥＭ−３０１０）のメッシュグリッドに振り落として、それを観察した。

（ラマン錯乱測定）
得られたカーボンナノ粒子（生成物）を、レーザーラマン分光光度計（製造元：日本分光株式会社、型式ＮＲＳ−２１ＶＵＶ）を用いて、試料のスペクトル分析を行った。

［結果及び考察］
本実施例では、第一黒鉛部（３φ・１００ｍｍ）一本の処理時間は２５〜３０秒ほどであった。また生成物（カーボンナノ粒子）は、第一黒鉛部一本あたり０．４〜０．５ｇ程度であった。
このことから本実施例の製造装置では、単位時間当りの収率（単純計算）が、特許文献１に記載の技術（実施例１）と比較して大幅に向上したことがわかった（４８〜５０ｇ/ｈ・１３〜１４倍）。

またＴＥＭ観察にて、上述の生成物が、シングルウォールカーボンナノホーン（ＳＷＣＮＨｓ）であることを確認した（図１０を参照）。ＳＷＣＮＨｓの粒径は２０〜４０ｎｍであった。また同観察では、生成物に不純物（アモルファス状のカーボンやマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴｓ））がほとんど観察されなかった。
さらにラマン錯乱測定においてもＤ−ｂａｎｄに鋭いピークが観測され、またＤ／Ｇ比からも、生成物が、構造欠陥の少ないＳＷＣＮＨｓであると推測された（図１１を参照）。

以上の試験結果から、本実施例の製造装置によれば、純度が極めて高いカーボンナノ粒子を製造できることがわかった。
また本実施例の製造装置によれば、第二黒鉛部を逐次供給することにより、純度が極めて高いカーボンナノ粒子を連続的に製造できることが容易に推測される。

本実施形態の製造装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。
（１）実施形態１では、第一回収装置５０と第二回収装置６０を備える製造装置２を例示した。実施形態２では、第一回収装置５０と第二回収装置６０と第三回収装置８０を有する製造装置２Ａを例示した。
これら製造装置２（２Ａ）の構成は適宜変更可能である。例えば各製造装置は、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の中の少なくとも一つの回収装置を有することができる。また各製造装置は、回収装置を非装備とすることもできる。
また本実施形態では、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の構成を例示したが、これら回収装置の構成を限定する趣旨ではない。例えば第二回収装置は、第二捕集部と第二排出部のみで構成することができる。
また製造装置２（２Ａ）には、必要に応じて乾燥装置７０を装備させることができる。そして乾燥装置７０は、第三回収装置８０（回収槽８４）に設けることもできる。

（２）また本実施形態では、カバー部１６が移動する構成を説明したが、保持部１４（第一黒鉛部１２）が移動する構成とすることができる。このときカバー部の上端は、保持機構を介して反応槽の壁面や第二配管に固定される。また保持部（第一黒鉛部）の上端は、駆動機構を介して反応槽の壁面や第二配管に取付けられる。
（３）また本実施形態の電源部材Ｅは、各電極部材に直流電圧を印加する構成とすることができ、直流パルス電圧を印加する構成とすることもできる。

（４）また本実施形態では、第一黒鉛部と第二黒鉛部を専ら黒鉛にて形成する例を説明したが、これら黒鉛部の構成を限定する趣旨ではない。
すなわち第一黒鉛部と第二黒鉛部は、鉄、ニッケル又はイットリウムなどの金属（添加物）が含有されていてもよい。また第一黒鉛部と第二黒鉛部の一部又は全部に添加物を付与（散布，塗布，メッキ又はコート）することもできる。また第一黒鉛部と第二黒鉛部（黒鉛の材質）として、アーク放電が起こる程度の伝導性を有する黒鉛化度又は純度を有する炭素（アモルファスカーボンや活性炭など）を使用することができる。
なおカーボンナノ粒子の変性を回避する観点から、カバー部や保持部を、添加物とは異なる材質で形成することが好ましい。
また本実施形態では、複数の第二黒鉛部４２を反応槽４に逐次供給する例を説明した。これとは異なり、単数の第二黒鉛部を反応槽に供給することもできる（バッチ式の製造形態を採用することができる）。

（５）また実施形態２では、スライド移動機構（支柱部９０，担持部９３，付勢部９４）の構成を例示したが、同機構の構成を限定する趣旨ではない。例えば付勢部は、担持部を押し上げる構成とすることができ、また担持部を吊り上げる構成とすることができる。
（６）また陰極部材１０と担持部９３が軽量であるとき（下向きの荷重が小さいとき）、付勢部によって、担持部を押し下げたり、下方に引張したりすることができる。担持部の材質は特に限定しないが、例えば金属（比較的重い材質）や樹脂（比較的軽い材質）を例示することができる。
（７）また実施形態２では、陰極部材１０自体を垂直方向に移動させる例を説明した。これとは異なり、第一黒鉛部（及び保持部）のみを垂直方向に移動させることもできる。
また実施形態２では、陰極部材１０をスライド移動させる例を説明した。これとは異なり、陰極部材１０（担持部９３）を、スライド爪９２を回転中心として回転させる構成とすることもできる。
（８）また実施形態２では、第三捕集部としてローラ部材８２を例示したが、第三捕集部の構成を限定する趣旨ではない。例えば第三捕集部としてベルトコンベアを用いることができる。ベルトコンベアによりカーボンナノ粒子を捕捉して、そのまま回収槽に移送することができる（案内板を省略することができる）。また案内板の代わりにベルトコンベアを用いることもできる。

（９）本実施形態の製造方法にて製造されたカーボンナノ粒子は、その純度が極めて高い。このため同粒子は、電界放出ディスプレイ (ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ)などの電子放出源、二次電池材料、ガス吸蔵材及び電磁波吸収体などに好適に利用できる。

２ 製造装置
４ 反応槽
６ａ 第一配管
６ｂ 第二配管
８ ガス供給装置
１０ 陰極部材
１２ 第一黒鉛部
１４ 保持部
１６ カバー部
１８ ガス流路
１９ 除去手段
２０ 空洞化部位
４０ 陽極部材
４２ 第二黒鉛部
４４ ガイド部
４６ 移動部材
４７ 押出アーム
４８ 駆動部材
４９ 供給手段
５０ 第一回収装置
５２ 第一捕集部
５４ 第一排出部
６０ 第二回収装置
６１ バッファー槽
６２ 第二捕集部
６３ スラリー槽
６４ 第二排出部
７０ 乾燥装置
７２ 乾燥部
７４ 排出部
８０ 第三回収装置
８２ ローラ部材
８３ 案内板
８４ 回収槽
９０ 支柱部
９２ スライド爪
９３ 担持部
９４ 付勢部
９６ 付勢アーム
ＡＤ 付着物
Ｅ 電源部材
Ｌ 導線

Claims (5)

1. 液体を保持可能な密閉状の反応槽に陰極部材と陽極部材を配設するとともに、前記陰極部材の一端に空洞化部位を形成して、前記陰極部材の第一黒鉛部と前記陽極部材の第二黒鉛部を前記空洞化部位内で対面配置したのち、液中の前記空洞化部位に前記ガス流路から不活性ガスを供給しつつ、両黒鉛部間にアーク放電を発生させてカーボンナノ粒子を製造するカーボンナノ粒子の製造装置において、
   前記陽極部材が、前記反応槽外に配置の移動部材と、前記反応槽内に突出のガイド部を有し、前記第二黒鉛部が、前記移動装置によって、前記ガイド部に沿って前記空洞化部位内に向かって垂直方向に相対移動するカーボンナノ粒子の製造装置。
2. 前記第一黒鉛部が、前記不活性ガスのガス流又は前記アーク放電のジェット流により、前記第二黒鉛部から離間する方向に移動する構成とした請求項１に記載のカーボンナノ粒子の製造装置。
3. 前記陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、前記第一黒鉛部周囲のカバー部と、除去手段を有し、
   前記カバー部と前記第一黒鉛部のいずれか一方を、前記一方とは異なる他方に対して垂直方向に相対移動可能とし、
   前記カバー部を、前記第一黒鉛部周りに配置して前記空洞化部位を形成するとともに、前記カバー部を垂直方向に相対移動させて、前記カバー部から前記第一黒鉛部を露出させたのち、前記第一黒鉛部に付着した付着物を前記除去手段によって除去する構成とした請求項１又は２に記載のカーボンナノ粒子の製造装置。
4. 前記陰極部材が、棒状の第一黒鉛部と、前記第一黒鉛部周囲のカバー部と、前記第一黒鉛部を保持する保持部を有し、
   前記保持部を、前記第一黒鉛部と前記カバー部の間に配置するとともに、前記ガス流路を、前記保持部と前記第一黒鉛部の間又は前記保持部内に形成する構成とした請求項１〜３のいずれかに記載のカーボンナノ粒子の製造装置。
5. 前記製造装置が、第一回収装置と第二回収装置と第三回収装置の少なくとも一つを有し、
   前記第一回収装置が、槽内の気相中に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能であり、前記第二回収装置が、槽内の液中に存在するカーボンナノ粒子を回収可能であり、前記第三回収装置が、槽内の液面上に浮遊するカーボンナノ粒子を回収可能である請求項１〜４のいずれかに記載のカーボンナノ粒子の製造装置。