JP2018027891A - カーボンナノチューブシートの製造方法およびカーボンナノチューブシート - Google Patents
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Abstract
Description
上記複合シートを不活性ガス雰囲気下で加熱することで、当該複合シートにおける上記熱炭化性シートを炭化させる炭化工程とを具備し、
上記熱炭化性シートが、加熱されると炭化して繊維状になるものである。
まず、上記カーボンナノチューブシートについて説明する。
この製造方法は、概略的に説明すると、図4に示すように、カーボンナノチューブ群および熱硬化性樹脂(フェノール、エポキシ、メラニン、尿素、アルキドなどの樹脂)製のフィルムシートを複合させて複合シートにする複合工程73と、この複合シートのフィルムシートを炭化させて繊維状の炭化層4にする炭化工程74とを具備する。なお、上記熱硬化性樹脂製のフィルムシートは、熱炭化性シートの一例である。この熱炭化性シートは、加熱されると炭化して繊維状になるフィルムシートであればよく、例えば、熱硬化性樹脂製のフィルムシートの他に、木質由来のセルロール系の不織布シートなどである。以下では、上記熱硬化性樹脂製のフィルムシートを単にフィルムシートと称する。また、カーボンナノチューブ群は、上記カーボンナノチューブ層3と同じ構成で、無数のカーボンナノチューブをブラシ状に集合させてなるが、炭化層4により保持される前の単体であるから、カーボンナノチューブ層3とは区別して、このように称する。
図5に示すように、この製造装置11は、基板(カーボンナノチューブ群30を保持)Kおよびフィルムシート40を送り出す送出部12と、送り出されたカーボンナノチューブ群30およびフィルムシート40を複合させて複合シート10にする複合部13と、この複合シート10のフィルムシート40を炭化させて当該複合シート10をカーボンナノチューブシート1にする炭化部14と、このカーボンナノチューブシート1のカーボンナノチューブ層3を保持した基板Kを当該カーボンナノチューブシート1から剥離するとともに当該カーボンナノチューブシート1を回収する回収部15とを具備する。これらのうち、上記複合部13および炭化部14が、上記製造方法における複合工程73および炭化工程74をそれぞれ行う。また、カーボンナノチューブ群30(これを保持する基板Kも)およびフィルムシート40は、いずれも帯状であって、その長手方向に送出部12から回収部15までバッチ的または連続的に送られるものである。勿論、カーボンナノチューブ群30は複合部13でカーボンナノチューブ層3になり、フィルムシート40は炭化部14で繊維状の炭化層4になる。なお、上記製造装置11は後述する多数のロールを有しており、これらロールはいずれも軸心が水平且つ平行に配置されている。
予め、帯状の基板Kの表面にカーボンナノチューブ層3を形成し、この基板Kに保持されたカーボンナノチューブ群30を基板Kごとロール状にしておく。そして、このロール状の基板(カーボンナノチューブ群30を保持)Kを第一巻出しロール21に設置し、別途準備したロール状のフィルムシート40を第二巻出しロール22に設置する。
さらに、カーボンナノチューブシート1が撓まないので、汎用性の高い形状である平面形状のカーボンナノチューブシート1を得ることができる。
図7に示すように、この製造装置11における送出部12は、第三巻出しロール23も有する。この第三巻出しロール23は、第一巻出しロール21と同様に、基板(カーボンナノチューブ群30を保持)Kをロール状にしたものが設置されて、カーボンナノチューブ群30を基板Kとともに連続的に送り出し得るようにされている。また、この第三巻出しロール23は、第一巻出しロール21との間に第二巻出しロール22が位置するように配置されている。上記送出部12の上下の案内ロール24は、上下の基板(それぞれカーボンナノチューブ群30を保持)Kおよびこれらの間のフィルムシート40を、漸近的に近づけるとともに、複合部13までは互いに接触させない間隔で配置されている。
予め、ロール状の基板(カーボンナノチューブ群30を保持)Kを第一巻出しロール21に設置するだけでなく、第三巻出しロール23にも設置する。
1 カーボンナノチューブシート
3 カーボンナノチューブ層
4 炭化層
10 複合シート
11 製造装置
13 複合部
14 炭化部
30 カーボンナノチューブ群
31 プレスロール
34 加熱装置
40 フィルムシート
41 加熱炉
44 炉内電熱ヒータ
47 ガス供給装置
48 ポンプ
49 配管
Claims (7)
- 熱炭化性シートを加熱してカーボンナノチューブ群に対して押圧することで、複合シートを形成する複合工程と、
上記複合シートを不活性ガス雰囲気下で加熱することで、当該複合シートにおける上記熱炭化性シートを炭化させる炭化工程とを具備し、
上記熱炭化性シートが、加熱されると炭化して繊維状になるものであることを特徴とするカーボンナノチューブシートの製造方法。 - 熱炭化性シートが不織布であることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。
- 複合工程におけるカーボンナノチューブ群が、2枚の垂直配向性のカーボンナノチューブ群を、互いに押圧することで、積層させたものであることを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。
- 2枚の垂直配向性のカーボンナノチューブ群が、それぞれを構成するカーボンナノチューブの長さおよび/または密度が互いに異なるものであることを特徴とする請求項3に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。
- 複合工程におけるカーボンナノチューブ群に対する熱炭化性シートの押圧が、熱炭化性シートをその表裏面からそれぞれ垂直配向性のカーボンナノチューブ群で挟み込むことであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。
- 無数のカーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブ層と、このカーボンナノチューブ層の個々のカーボンナノチューブの基端部に溶着して絡みつくことで当該カーボンナノチューブ層を保持する繊維状の炭化層とを有することを特徴とするカーボンナノチューブシート。
- カーボンナノチューブ層が、繊維状の炭化層の表裏面でそれぞれ保持されていることを特徴とする請求項6に記載のカーボンナノチューブシート。
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