JPH0519341Y2 - - Google Patents

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JPH0519341Y2
JPH0519341Y2 JP15588287U JP15588287U JPH0519341Y2 JP H0519341 Y2 JPH0519341 Y2 JP H0519341Y2 JP 15588287 U JP15588287 U JP 15588287U JP 15588287 U JP15588287 U JP 15588287U JP H0519341 Y2 JPH0519341 Y2 JP H0519341Y2
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reaction vessel
reaction
carbon
heater
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【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は炭素繊維の製造装置に係り、特に気相
成長法により炭素繊維を製造する装置であつて、
触媒の供給手段が改良された装置に関する。
[Detailed description of the invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a carbon fiber manufacturing device, and in particular, to a device for manufacturing carbon fiber by a vapor phase growth method.
The present invention relates to a device with improved catalyst supply means.

[従来の技術] 炭素繊維は、従来からPAN系、ピツチ系のも
のが商業生産されている。しかし、PAN系は高
価であり、ピツチ系はプロセスが複雑で品質の制
御がむずかしいなどの致命的な欠点がある。
[Prior Art] PAN-based and pitch-based carbon fibers have been commercially produced. However, PAN-based products are expensive, and pitch-based products have fatal drawbacks such as complicated processes and difficult quality control.

一方、近年気相成長法が提案されている。従
来、気相成長炭素繊維は、電気炉内にアルミナな
どの磁器、黒鉛などの基板を置き、これに炭素成
長核、鉄、ニツケルなどの超微粒子触媒を形成せ
しめ、この上にベンゼンなどの炭化水素のガスと
水素キヤリアガスの混合ガスを導入し、950℃〜
1200℃の温度下に炭化水素を分解せしめることに
より、基板上に炭素繊維を成長させる方法が知ら
れている。
On the other hand, a vapor phase growth method has been proposed in recent years. Conventionally, vapor-grown carbon fibers are produced by placing a substrate made of porcelain such as alumina or graphite in an electric furnace, forming carbon growth nuclei, ultrafine particle catalysts such as iron, and nickel on this, and then forming carbonization particles such as benzene on this. Introduce a mixed gas of hydrogen gas and hydrogen carrier gas and heat to 950℃~
A method is known in which carbon fibers are grown on a substrate by decomposing hydrocarbons at a temperature of 1200°C.

しかし、このような方法では、基板表面の微
妙な温度ムラや、周囲の繊維の密生度によつて長
さの不均一が起こり易いこと、また炭素の供給
源としてのガスが反応によつて消費されることに
より反応管の入口に近い所と出口に近い所で繊維
径が相当異なること、基板表面でのみ生成が行
なわれるため、反応管の中心部分は反応に関与せ
ず収率が悪いこと、超微粒子の基板への分散、
還元、成長次いで繊維の取出しという独立に実施
を必要とするプロセスがあるため、連続製造が不
可能であり、従つて、生産性が悪いなどの問題点
を有する。
However, with this method, length non-uniformity is likely to occur due to subtle temperature unevenness on the substrate surface and the density of surrounding fibers, and the gas that serves as a carbon source is consumed by the reaction. As a result, the fiber diameter differs considerably between the inlet and the outlet of the reaction tube, and since production occurs only on the substrate surface, the center of the reaction tube does not participate in the reaction, resulting in poor yields. , dispersion of ultrafine particles onto a substrate,
Continuous production is not possible due to the processes of reduction, growth, and fiber extraction that must be carried out independently, resulting in problems such as poor productivity.

そこで、炭素化合物のガスと無機もしくは有機
遷移金属化合物のガスとキヤリアガスとの混合ガ
スを高温反応させる炭素繊維の製造方法が提案さ
れた(特開昭60−54998,60−224816など)。
Therefore, a method for producing carbon fibers has been proposed in which a mixed gas of a carbon compound gas, an inorganic or organic transition metal compound gas, and a carrier gas is reacted at high temperature (Japanese Patent Application Laid-open Nos. 60-54998, 1983-224816, etc.).

上記特開昭60−54998,224816等の従来の方法
においては、原料炭素化合物と触媒含有液とを予
めガス化した後反応容器に導入するか、あるい
は、原料炭素化合物のガスと共に触媒含有液を液
状のまま直接反応容器に導入して反応を行なつて
いる。
In conventional methods such as those disclosed in JP-A-60-54998 and 224816, the raw carbon compound and the catalyst-containing liquid are gasified in advance and then introduced into a reaction vessel, or the catalyst-containing liquid is introduced together with the raw carbon compound gas. The reaction is carried out by directly introducing the liquid into the reaction vessel.

[考案が解決しようとする問題点] しかしながら、触媒含有液を予めガス化してか
ら反応容器内に導入する方法では、触媒化合物が
凝縮し易いものであることから、ガス化工程と反
応工程との間で保温性を十分に確保する必要があ
り、装置構成が複雑化するなどの問題がある。
[Problems to be solved by the invention] However, in the method in which the catalyst-containing liquid is gasified in advance and then introduced into the reaction vessel, the catalyst compound tends to condense, so it is difficult to integrate the gasification process and the reaction process. It is necessary to ensure sufficient heat retention between the two, which poses problems such as complicating the device configuration.

また、触媒含有液を直接反応容器内に導入する
場合には、液滴が反応容器内のどの箇所で蒸発し
終わるかが不明瞭であるなどの理由から定量的な
反応を行ない難い。また、液の供給速度により蒸
発率等も異なることなどから、液の供給速度の変
化等によつて、気化する触媒量が異なり、反応は
直接影響を受けることとなるため、安定な反応を
行なうことが難しいという欠点がある。
Further, when a catalyst-containing liquid is directly introduced into a reaction vessel, it is difficult to perform a quantitative reaction because it is unclear at which point in the reaction vessel the droplets will finish evaporating. In addition, since the evaporation rate varies depending on the liquid supply rate, the amount of catalyst vaporized will vary depending on the liquid supply rate, and the reaction will be directly affected. The disadvantage is that it is difficult to do.

[問題点を解決するための手段] 本考案は上記従来の問題点を解決し、反応を定
量的に、円滑かつ安定に行なうことができ、しか
も装置構成も簡単な炭素繊維の製造装置を提供す
るものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides a carbon fiber manufacturing device that can quantitatively, smoothly and stably carry out reactions, and has a simple device configuration. It is something to do.

本考案の炭素繊維の製造装置は、反応容器と、
該反応容器内への炭素化合物の導入手段と、該反
応容器内への液状触媒の導入手段と、該反応容器
内の炭素化合物と触媒粒子との反応ゾーンを加熱
するための生ヒータと、該反応容器からの反応物
取出手段とを有する炭素繊維の製造装置におい
て、触媒導入手段は、吐出口が反応容器内の非反
応ゾーンに位置するように設けられた供給管と、
該吐出口付近を加熱するための触媒加熱用ヒータ
とを備えてなり、かつ、前記供給管の先端側は、
該先端側から流出された液状触媒が該触媒加熱用
ヒータの設置部に接するように、該設置部を指向
していることを特徴とする。
The carbon fiber manufacturing apparatus of the present invention includes a reaction vessel,
a means for introducing a carbon compound into the reaction vessel; a means for introducing a liquid catalyst into the reaction vessel; a raw heater for heating a reaction zone between the carbon compound and catalyst particles in the reaction vessel; In a carbon fiber manufacturing apparatus having a means for taking out a reactant from a reaction vessel, the catalyst introducing means includes a supply pipe provided such that a discharge port is located in a non-reaction zone within the reaction vessel;
a heater for heating the catalyst for heating the vicinity of the discharge port, and the distal end side of the supply pipe includes:
It is characterized in that the liquid catalyst flowing out from the tip side is oriented toward the installation part of the heater for heating the catalyst so as to come into contact with the installation part.

なお、本考案において、液状触媒とは、触媒粒
子となる物質を含む液状化合物を指す。
In the present invention, a liquid catalyst refers to a liquid compound containing a substance that becomes catalyst particles.

[作用] 本考案の装置では、供給管により反応容器内の
非反応ゾーンに供給された液状触媒は、この非反
応ゾーンにおいて触媒加熱用ヒータにより加熱さ
れて蒸発する。そして、蒸発により生じた触媒微
粒子が反応ゾーンに送られるようになる。
[Operation] In the apparatus of the present invention, the liquid catalyst supplied to the non-reaction zone in the reaction vessel through the supply pipe is heated and evaporated by the catalyst heater in the non-reaction zone. Then, the catalyst fine particles generated by the evaporation are sent to the reaction zone.

しかも、触媒は、先端側が触媒加熱用ヒータの
設置部を指向している供給管により該ヒータの設
置部に接するように供給されるため、ヒータによ
り確実に加熱されて、効率的に蒸発する。
Moreover, the catalyst is supplied from a supply pipe whose tip is directed toward the installation portion of the catalyst heater so as to come into contact with the installation portion of the heater, so that the catalyst is reliably heated by the heater and efficiently evaporated.

このように、本考案の製造装置は反応容器の非
反応ゾーン内に触媒含有液の蒸発部を設けたもの
であつて、触媒含有液は液状のまま反応容器に供
給されるので、気化した触媒を保温して反応容器
に送る従来の装置に比し、保温構造が必要とされ
ず、装置構成も簡単である。しかも、触媒は非反
応ゾーンの供給吐出口近傍にて予め気化した後、
反応ゾーンに入るため、反応は円滑に進行し、触
媒の気化部が明確で、触媒加熱用ヒータの加熱温
度を調整することにより、気化量の制御も容易で
あることから、反応ゾーンへの供給量、供給速度
のバラツキも殆どなく、定量的かつ安定に触媒を
供給し、効率的な反応を行なうことができる。
As described above, the production apparatus of the present invention has an evaporation section for the catalyst-containing liquid in the non-reaction zone of the reaction vessel, and since the catalyst-containing liquid is supplied to the reaction vessel in a liquid state, the vaporized catalyst is Compared to conventional devices that maintain heat and send it to a reaction vessel, a heat insulating structure is not required and the device configuration is simple. Moreover, after the catalyst has been vaporized in advance near the supply and discharge ports of the non-reaction zone,
Because the catalyst enters the reaction zone, the reaction proceeds smoothly, the vaporization part of the catalyst is clear, and the amount of vaporization can be easily controlled by adjusting the heating temperature of the catalyst heater. There is almost no variation in the amount or supply rate, and the catalyst can be quantitatively and stably supplied to carry out an efficient reaction.

[実施例] 以下、図面を参照しながら、本考案の実施例に
ついて説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図、第2図は、本考案のそれぞれ異なる実
施例に係る炭素繊維の製造装置の概略構成を示す
断面図である。
1 and 2 are cross-sectional views showing the schematic configuration of carbon fiber manufacturing apparatuses according to different embodiments of the present invention.

符号10は反応容器(本実施例においては反応
管)であり、その一端側には、触媒粒子となる物
質を含む液状化合物(以下、「液状触媒」とい
う。)の供給管12が、その吐出口12aが、後
述の反応ゾーン10aよりも上流側に位置するよ
うに、反応容器10内に挿入、接続されている。
また、供給管12の吐出口12a近傍を加熱する
ための触媒加熱用ヒータ14が反応容器10の外
壁に近接して設けられている。また、この供給管
12の接続位置近傍には、キヤリアガスの供給用
配管16の原料と炭素化合物のガスを供給するた
めの配管16とが接続されている。これらの配管
16,18の途中にそれぞれ流量制御装置(図示
せず)が設けられている。前記液状触媒の供給管
12には、定量ポンプ(図示せず)が接続されて
おり、定量的な供給が可能とされている。
Reference numeral 10 denotes a reaction vessel (reaction tube in this example), and at one end thereof, a supply pipe 12 for supplying a liquid compound (hereinafter referred to as "liquid catalyst") containing a substance to become catalyst particles is connected to its discharge. The outlet 12a is inserted into and connected to the reaction vessel 10 so as to be located upstream of a reaction zone 10a, which will be described later.
Further, a catalyst heater 14 for heating the vicinity of the discharge port 12a of the supply pipe 12 is provided close to the outer wall of the reaction vessel 10. Further, in the vicinity of the connection position of the supply pipe 12, a pipe 16 for supplying the raw material of the carrier gas supply pipe 16 and the carbon compound gas is connected. A flow rate control device (not shown) is provided in the middle of each of these pipes 16 and 18. A metering pump (not shown) is connected to the liquid catalyst supply pipe 12 to enable quantitative supply.

反応容器10の他端側には反応生成物である炭
素繊維20の捕集器22が接続され、この炭素繊
維捕集器22には排ガスの抜出管24が接続され
ている。
A collector 22 for carbon fibers 20, which are reaction products, is connected to the other end of the reaction vessel 10, and an exhaust gas extraction pipe 24 is connected to the carbon fiber collector 22.

炭素繊維捕集器22と液状触媒の供給管12の
吐出口12aとの管には、反応ゾーン10aが設
定され、加熱用の主ヒータ26が該反応ゾーン1
0aに対応して反応容器外壁に設けられている。
A reaction zone 10a is set in the pipe between the carbon fiber collector 22 and the discharge port 12a of the liquid catalyst supply pipe 12, and a main heater 26 for heating is connected to the reaction zone 1.
It is provided on the outer wall of the reaction vessel corresponding to 0a.

第1図、第2図に示す実施例装置において、液
状触媒の供給管12の吐出口12aから吐出した
液状触媒は、吐出口12a近傍にて触媒加熱用ヒ
ータ14により100〜120℃程度に加熱されて気化
した後、反応ゾーン10aに、供給用配管16,
18からのキヤリアガス、原料炭素化合物のガス
と共に送られ、主ヒータ26により600〜1300℃
程度に加熱されて反応する。反応により、触媒微
粒子上に炭素化合物が析出して炭素繊維が成長す
る。反応容器の反応ゾーン10aにおいて生成し
た炭素繊維は、キヤリアガスと共に炭素繊維捕集
器22内に導入される。この捕集方法は従来から
知られている重力沈降法、電気集塵法等の各種方
法を採用することができる。なお、炭素繊維捕集
器22は、生成した炭素繊維を冷却する役割をも
果たす。炭素繊維捕集器22から抜き出されたキ
ヤリアガスは、そのまま排気処理手段に導入して
放出してもよいのであるが、精製後再循環させて
用いるようにしてもよい。
In the embodiment apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the liquid catalyst discharged from the discharge port 12a of the liquid catalyst supply pipe 12 is heated to about 100 to 120°C by the catalyst heating heater 14 near the discharge port 12a. After being vaporized, a supply pipe 16,
The carrier gas from 18 is sent together with the raw carbon compound gas, and heated to 600 to 1300°C by the main heater 26.
It reacts when heated to a certain degree. Through the reaction, a carbon compound is precipitated on the catalyst fine particles and carbon fibers grow. The carbon fibers produced in the reaction zone 10a of the reaction vessel are introduced into the carbon fiber collector 22 together with a carrier gas. As this collection method, various conventionally known methods such as gravity sedimentation method and electrostatic precipitation method can be employed. Note that the carbon fiber collector 22 also plays a role of cooling the generated carbon fibers. The carrier gas extracted from the carbon fiber collector 22 may be directly introduced into the exhaust treatment means and discharged, but it may also be purified and recirculated for use.

第1図に示す実施例装置は液状触媒の供給管1
2の先端が下方にL型に曲げられたものであつ
て、触媒加熱用ヒータ14の設置部へ向けて、液
状触媒が滴下されるため、効率的に触媒が気化さ
れる。
The embodiment shown in FIG.
The tip of the catalyst 2 is bent downward into an L shape, and the liquid catalyst is dripped toward the installation part of the catalyst heater 14, so that the catalyst is efficiently vaporized.

第2図に示す実施例装置は、第3図と同様に供
給管12が下方に曲げられており、その吐出口1
2aの位置する反応容器10の壁面に、凹部28
が設けられている。そして、この凹部の形状に倣
つて触媒加熱用ヒータ14が設置されている。本
実施例装置では、吐出口12aに対する触媒加熱
用ヒータ14の加熱が緩和され、吐出口12a部
分でのコーキングが防止される。
In the embodiment shown in FIG. 2, the supply pipe 12 is bent downward as in FIG.
A recess 28 is formed on the wall surface of the reaction vessel 10 where the reaction vessel 2a is located.
is provided. A catalyst heater 14 is installed following the shape of this recess. In the device of this embodiment, the heating of the catalyst heater 14 to the discharge port 12a is relaxed, and caulking at the discharge port 12a portion is prevented.

なお、第1図、第2図に示す装置はいずれも本
考案の一実施例であつて、本考案は図示の装置に
何ら限定されるものではない。本考案の装置にお
いては、原料炭素化合物や触媒の活性化のために
レーザビームを利用するものであつても良い。レ
ーザビームを併用する場合には、加熱に要するエ
ネルギーコストを大幅に低減し、また反応容器の
器壁温度を低減し、器壁への生成物の付着を防止
して収率の向上を図ることができる。
Note that the devices shown in FIGS. 1 and 2 are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated devices in any way. In the apparatus of the present invention, a laser beam may be used to activate the raw carbon compound and the catalyst. When using a laser beam in combination, it is possible to significantly reduce the energy cost required for heating, reduce the temperature of the reaction vessel wall, and prevent products from adhering to the vessel wall to improve yield. I can do it.

このような本考案の装置は第1図、第2図に示
すような横型反応装置に好適であるが、勿論縦型
であつても良い。
The apparatus of the present invention is suitable for a horizontal reaction apparatus as shown in FIGS. 1 and 2, but it may of course be of a vertical type.

以下、本考案で用いられる原料炭素化合物、触
媒、キヤリアガス等について詳細に説明する。
Hereinafter, the raw material carbon compound, catalyst, carrier gas, etc. used in the present invention will be explained in detail.

本発明における炭素化合物とは、ガス化可能な
炭素化合物全般を対象としており、CCl4
CHCl3,CH2Cl2,CH3Cl,CO,CS2等の無機化
合物と有機化合物全般を対象とする。特に有用性
の高い化合物は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水
素である。また、これらの他窒素、酸素、硫黄、
弗素、沃素、燐、砒素等の元素を含んだ誘導体も
使用可能である。具体的な個々の化合物の例の一
部を挙げると、メタン(天然ガスでも良い。)、エ
タン等のアルカン化合物、エチレン、ブタジエン
等のアルケン化合物、アセチレン等のアルキン化
合物、ベンゼン、トルエン、スチレン等のアリー
ル炭化水素化合物、インデン、ナフタリン、フエ
ナントレン等の縮合環を有する芳香族炭化水素、
シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロパラ
フイン化合物、シクロペンテン、シクロヘキセン
等のシクロオレフイン化合物、ステロイド等の縮
合環を有する脂環式炭化水素化合物、メチルチオ
ール、メチルエチルスルフイド、ジメチルチオケ
トン等の含硫黄脂肪族化合物、フエニルチオー
ル、ジフエニルスルフイド等の含流黄芳香族化合
物、ベンゾチオフエン、チオフエン等の含硫黄複
素環式化合物、また単体ではないがガソリン等の
消防法危険物第四類、第一石油類、ケロシン、テ
レビン油、樟脳油、松根油等の第二石油類、重油
等の第三石油類、ギヤー油、シリンダ油等の第四
石油類も有効に使用できる。また、これら混合物
も使用できることは言うに及ばない。
The carbon compound in the present invention refers to all carbon compounds that can be gasified, including CCl 4 ,
It covers all inorganic and organic compounds such as CHCl 3 , CH 2 Cl 2 , CH 3 Cl, CO, and CS 2 . Particularly useful compounds are aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. In addition to these, nitrogen, oxygen, sulfur,
Derivatives containing elements such as fluorine, iodine, phosphorus, arsenic, etc. can also be used. Some specific examples of individual compounds include methane (natural gas may also be used), alkane compounds such as ethane, alkene compounds such as ethylene and butadiene, alkyne compounds such as acetylene, benzene, toluene, styrene, etc. aryl hydrocarbon compounds, aromatic hydrocarbons having condensed rings such as indene, naphthalene, and phenanthrene;
Cycloparaffin compounds such as cyclopropane and cyclohexane, cycloolefin compounds such as cyclopentene and cyclohexene, alicyclic hydrocarbon compounds having condensed rings such as steroids, sulfur-containing fats such as methylthiol, methylethyl sulfide, and dimethylthioketone Group compounds, phenylthiol, diphenyl sulfide, and other yellow aromatic compounds; benzothiophene, thiophene, and other sulfur-containing heterocyclic compounds; The first petroleum, the second petroleum such as kerosene, turpentine, camphor oil, and pine oil, the third petroleum such as heavy oil, and the fourth petroleum such as gear oil and cylinder oil can also be effectively used. It goes without saying that mixtures of these can also be used.

本発明において、触媒としては、無機遷移金属
化合物、Siの無機化合物、有機遷移金属化合物、
Siの有機化合物などが挙げられる。この無機遷移
金属化合物とは、単独で気化が可能な遷移金属の
無機化合物又は水もしくは少なくとも一種以上の
水もしくは有機溶媒(この有機溶媒としては炭素
原料化合物を用いても良い。)に可溶なもしくは
微粒子として懸濁可能な遷移金属の無機化合物が
対象となる。遷移金属としては、鉄、ニツケル、
コバルト、モリブデン、バナジウム、パラジウム
等が好ましく、特に鉄が好ましい。前者の単独で
気化が可能な無機遷移金属化合物としては、Fe
(NO)4,FeCl3,Fe(NO)3Cl,Fe(NO)2,Fe
(NO)2I,FeF3に代表される。また後者として
は、前者として挙げた化合物の他に、Fe(NO3
,FeBr3,Fe(HCOO)3,C27H42FeN9O12,Fe
(SO43,Fe(SCN)3,(C5H52Fe,(C5H52Ni,
Fe(NO)3NH3,Co(NO)2Cl,Ni(NO)Cl,Pd
(NO)2Cl2,NiCl2等が代表としてあげられる。
In the present invention, the catalyst includes an inorganic transition metal compound, an inorganic Si inorganic compound, an organic transition metal compound,
Examples include organic compounds of Si. This inorganic transition metal compound is an inorganic transition metal compound that can be vaporized alone, or is soluble in water or at least one kind of water or organic solvent (a carbon raw material compound may be used as the organic solvent). Alternatively, inorganic compounds of transition metals that can be suspended as fine particles are targeted. Transition metals include iron, nickel,
Cobalt, molybdenum, vanadium, palladium, etc. are preferred, and iron is particularly preferred. The former inorganic transition metal compound that can be vaporized alone is Fe.
(NO) 4 , FeCl 3 , Fe(NO) 3 Cl, Fe(NO) 2 , Fe
(NO) 2 I, represented by FeF 3 . In addition to the compounds listed as the former, the latter includes Fe(NO 3 )
2 , FeBr 3 , Fe(HCOO) 3 , C 27 H 42 FeN 9 O 12 , Fe
(SO 4 ) 3 , Fe(SCN) 3 , (C 5 H 5 ) 2 Fe, (C 5 H 5 ) 2 Ni,
Fe(NO) 3 NH 3 , Co(NO) 2 Cl, Ni(NO) Cl, Pd
Representative examples include (NO) 2 Cl 2 and NiCl 2 .

本発明における有機遷移金属化合物とは、アル
キル基と金属が結合したアルキル金属、アリル基
と金属が結合したアリル錯体、炭素間2重結合や
3重結合と金属とが結合したπ−コンプレツクス
とキレート型化合物等に代表される有機遷移金属
化合物である。また、ここで遷移金属としては、
スカンジウム、チタン、パナジウム、クロム、マ
ンガン、鉄、コバルト、ニツケル、イツトリウ
ム、ジルコニウム、ニオブ、モリブテン、ルテニ
ウム、ロジウム、パラジウム、タンタル、タング
ステン、レニウム、イリジウム、白金を指すもの
であるが、これらの内特に周期律表族に属する
もの、その内で特に鉄、ニツケル、コバルトが好
適であつて、鉄が最も好適である。
The organic transition metal compounds in the present invention include alkyl metals in which an alkyl group and a metal are bonded, allyl complexes in which an allyl group and a metal are bonded, and π-complexes in which a carbon-carbon double bond or triple bond is bonded to a metal. It is an organic transition metal compound typified by chelate type compounds. In addition, here, the transition metals are:
This refers to scandium, titanium, panadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, tantalum, tungsten, rhenium, iridium, and platinum. Those belonging to the periodic table group, among which iron, nickel, and cobalt are particularly preferred, with iron being the most preferred.

また、含硫黄炭素化合物または無機硫黄化合物
の存在下では、シリコンの無機化合物も用いるこ
とができる。例えば、上記の無機金属化合物にお
いて金属をSiに置換したものや炭化珪素を用い得
る。さらに、各種の有機珪素化合物をも用い得
る。
Furthermore, in the presence of a sulfur-containing carbon compound or an inorganic sulfur compound, an inorganic compound of silicon can also be used. For example, the above-mentioned inorganic metal compounds in which the metal is replaced with Si or silicon carbide can be used. Furthermore, various organosilicon compounds may also be used.

有機珪素化合物としては、珪素−炭素結合をも
つ有機化合物の他にシラン、ハロゲンシランを便
宜上含むものとする。炭素−珪素結合を持つ有機
化合物としては、テトラメチルシラン、メチルト
リフエニルシラン等のオリガノシラン、クロルジ
フルオルメチルシラン、プロムトリプロピルシラ
ン等のオルガノハロゲンシラン;メトキシトリメ
チルシラン、トリメチルフエノキシシラン等のオ
ルガノアルコキシシラン;ジアセトキシジメチル
シラン、アセトキシトリプロピルシラン等のオル
ガノアセトキシシラン;ヘキサエチルジシラン、
ヘキサフエニルジシラン、オクタフエニルシクロ
テトラシラン等のオルガノポリシラン;ジメチル
シラン、トリフエニルシラン等のオルガノヒドロ
ゲノシラン;(SiH2oで表示されるシクロシラ
ン;トリフエニルシラザン、ヘキサエチルジシラ
ザン、ヘキサフエニルシクロトリシラザン等のオ
ルガノシラザン、(SiH2NH)oで表示されるシク
ロシラザンジエチルシランジオール、トリフエニ
ルシラノール等のオルガノシラノール;トリメチ
ルシリル酢酸、トリメチルシリルピロピオン酸等
のオルガノシラノール;トリメチルシリル酢酸、
トリメチルシリルプロピオン酸等のオルガノシラ
ンカルボン酸;トリメチルシリコンイソシアナー
ト、ジフエニルシリコンジイソシアナート等のシ
リコンイソシアナート、;トリメチルシリコンイ
ソチオシアナート、ジフエニルシリコンジイソチ
オシアナート等のオルガノシリコンイソチオシア
ナート;シアン化トリエチルシリル等のオルガノ
シリコンエステル;ヘキサメチルジシルチアン、
テトラメチルシクロジシルチアン等のシルチア
ン;(SiH2S)oで表示されるシクロシルチアン;
ヘキサメチルジシルメチレン、オクタメチルトリ
シルメチレン等のオルガノシルメチレン;ヘキサ
メチルジシロキサン、ヘキサプロピルジシロキサ
ン等のオルガノシロキサン等が挙げられるが、そ
の他の炭素−珪素結合を含む化合物であつてもよ
い。また、これらの混合物の使用も可能である。
The organic silicon compound includes, for convenience, silane and halogen silane in addition to organic compounds having a silicon-carbon bond. Organic compounds with carbon-silicon bonds include organosilanes such as tetramethylsilane and methyltriphenylsilane; organohalogensilanes such as chlorodifluoromethylsilane and promtripropylsilane; methoxytrimethylsilane, trimethylphenoxysilane, etc. organoalkoxysilane; organoacetoxysilane such as diacetoxydimethylsilane, acetoxytripropylsilane; hexaethyldisilane,
Organopolysilanes such as hexaphenyldisilane and octaphenylcyclotetrasilane; organohydrogenosilanes such as dimethylsilane and triphenylsilane; cyclosilanes represented by (SiH 2 ) o ; triphenylsilazane, hexaethyldisilazane, hexa Organosilazane such as phenylcyclotrisilazane, (SiH 2 NH) o Organosilanols such as diethylsilanediol and triphenylsilanol; Organosilanols such as trimethylsilylacetic acid and trimethylsilylpyropionic acid; Trimethylsilylacetic acid,
Organosilane carboxylic acids such as trimethylsilylpropionic acid; silicone isocyanates such as trimethylsilicon isocyanate and diphenylsilicon diisocyanate; organosilicon isothiocyanates such as trimethylsilicon isothiocyanate and diphenylsilicon diisothiocyanate; cyanide organosilicon esters such as triethylsilyl; hexamethyldisylthian;
Silthian such as tetramethylcyclodisilthian; cyclosilthian represented by (SiH 2 S) o ;
Examples include organosylmethylenes such as hexamethyldisylmethylene and octamethyltrisylmethylene; organosiloxanes such as hexamethyldisiloxane and hexapropyldisiloxane; however, compounds containing other carbon-silicon bonds may also be used. . It is also possible to use mixtures of these.

本発明におけるキヤリアガスとは、直接反応に
関与しないガス全般を対象としている。例示すれ
ば、H2ガス、N2ガス、NH3ガス、Arガス、He
ガス、Krガス、又はこれらの混合ガスを主体と
するガスである。このうち、H2ガスが通常の場
合用いられる。
The carrier gas in the present invention refers to all gases that are not directly involved in the reaction. Examples include H 2 gas, N 2 gas, NH 3 gas, Ar gas, He
Gas, Kr gas, or a mixture of these gases. Among these, H 2 gas is usually used.

このような本考案の炭素繊維の製造装置によれ
ば、通常長さ10μm〜500mm程度であり、直径が
0.1〜300μm程度の炭素繊維を容易かつ効率的に
製造することができる。
According to the carbon fiber manufacturing apparatus of the present invention, the length is usually about 10 μm to 500 mm, and the diameter is about 10 μm to 500 mm.
Carbon fibers of about 0.1 to 300 μm can be easily and efficiently produced.

[考案の効果] 以上詳述した通り、本考案の炭素繊維の製造装
置によれば、 触媒を予め気化させた後反応ゾーンに送るので
反応が円滑に進行する。
[Effects of the invention] As detailed above, according to the carbon fiber manufacturing apparatus of the invention, the reaction proceeds smoothly because the catalyst is vaporized in advance and then sent to the reaction zone.

触媒の供給量、気化量の制御が容易であり、気
化した触媒を反応ゾーンへ定量的に導入すること
ができる。
It is easy to control the amount of catalyst supplied and the amount of vaporization, and the vaporized catalyst can be quantitatively introduced into the reaction zone.

装置構成が簡易である。 The device configuration is simple.

等の効果が奏され、炭素繊維を気相成長法によ
り、低コストで効率的に製造することができる。
These effects are achieved, and carbon fibers can be efficiently produced at low cost by the vapor growth method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図の各図は、本考案の一実施例
に係る炭素繊維の製造装置の概略構成を示す断面
図である。 10……反応容器、10a……反応ゾーン、1
2……液状触媒の供給管、12a……吐出口、1
4……触媒加熱用ヒータ、20……炭素繊維、2
6……主ヒータ。
Each of FIGS. 1 and 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a carbon fiber manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 10...Reaction container, 10a...Reaction zone, 1
2...Liquid catalyst supply pipe, 12a...Discharge port, 1
4...Heater for catalyst heating, 20...Carbon fiber, 2
6...Main heater.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 反応容器と、該反応容器内への炭素化合物の導
入手段と、該反応容器内への液状触媒の導入手段
と、該反応容器内の炭素化合物と触媒粒子との反
応ゾーンを加熱するための主ヒータと、該反応容
器からの反応物取出手段とを有する炭素繊維の製
造装置において、 前記触媒導入手段は、吐出口が反応容器内の非
反応ゾーンに位置するように設けられた供給管
と、該吐出口付近を加熱するための触媒加熱用ヒ
ータとを備えてなり、かつ、前記供給管の先端側
は、該先端側から流出された触媒が該触媒加熱用
ヒータの設置部に接するように、該設置部を指向
していることを特徴とする炭素繊維の製造装置。
[Claims for Utility Model Registration] A reaction vessel, a means for introducing a carbon compound into the reaction vessel, a means for introducing a liquid catalyst into the reaction vessel, and a combination of the carbon compound and catalyst particles in the reaction vessel. In a carbon fiber manufacturing apparatus having a main heater for heating a reaction zone and a means for taking out a reactant from the reaction vessel, the catalyst introduction means is configured such that a discharge port is located in a non-reaction zone within the reaction vessel. and a catalyst heating heater for heating the vicinity of the discharge port; A carbon fiber manufacturing apparatus characterized in that the carbon fiber manufacturing apparatus is oriented toward the installation part of a heater so as to be in contact with the installation part.
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