JP5429751B2 - カーボンナノチューブ撚糸およびその製造方法 - Google Patents
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1.カーボンナノチューブを含む撚糸であって、
カーボンナノチューブが分子間で架橋構造を形成しているカーボンナノチューブ撚糸。
2.カーボンナノチューブと架橋剤とから製造される撚糸であって、
カーボンナノチューブが架橋剤により分子間で架橋構造を形成している上記項1に記載のカーボンナノチューブ撚糸。
3.カーボンナノチューブを含む撚糸に電子線を照射することを特徴とする上記項1に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法。
4.カーボンナノチューブと架橋剤とを含む撚糸に電子線を照射することを特徴とする上記項2に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法。
5.カーボンナノチューブに撚りを掛ける前及び/又は後に、架橋剤をカーボンナノチューブに接触させる上記項4に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法。
6.架橋剤を有機溶媒に溶解させた溶液にカーボンナノチューブを浸漬する、又は該溶液をカーボンナノチューブに散布することにより、架橋剤をカーボンナノチューブに接触させる、上記項5に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法。
7.上記項4に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法であって、
(1)基板上に化学気相成長させたカーボンナノチューブの集合体から微細炭素繊維を引き出して微細炭素繊維シート体を形成し、
(2)上記微細炭素繊維シート体に、架橋剤を有機溶媒に溶解した溶液を散布してカーボンナノチューブと架橋剤とを含む微細炭素繊維凝集体を形成し、
(3)上記微細炭素繊維凝集体に撚り掛けを施してカーボンナノチューブと架橋剤とを含む撚糸とし、
(4)上記撚糸に電子線を照射する、方法。
(1)基板上に化学気相成長させたカーボンナノチューブの集合体から微細炭素繊維を引き出して微細炭素繊維シート体を形成し、
(2)上記微細炭素繊維シート体に、架橋剤を有機溶媒に溶解した溶液を散布してカーボンナノチューブと架橋剤とを含む微細炭素繊維凝集体を形成し、
(3)上記微細炭素繊維凝集体に撚り掛けを施してカーボンナノチューブと架橋剤とを含む撚糸とし、
(4)上記撚糸に電子線を照射する方法
を挙げることができる。
シリコン基板(市販品、1cm2)に鉄をスパッタリングすることにより、厚さ4nmの鉄皮膜からなる触媒層が積層されたシリコン基板を製造した。この基板を熱CVD装置内に設置し、熱CVD法を行うことにより基板上にカーボンナノチューブ集合体を形成させた。熱CVD装置内に供給するガスは、アセチレンガス及びヘリウムガスの混合ガス(アセチレンガス5.77vol%)とした。熱CVD条件としては、温度:700℃、圧力:大気圧下、初期段階におけるアセチレンガス濃度の上昇速度:0.10vol%/秒、反応時間:10分とした。基板上に成長させたカーボンナノチューブの平均長さは180μm、太さは15nm、層数は10層、嵩密度は30mg/cm2であり、高密度かつ高配向で形成されていた(図2)。
エタノールの代わりにノナンジオールアクリレート1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1603MPaであった。
エタノールの代わりにノナンジオールアクリレート5gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.1μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1201MPaであった。
エタノールの代わりにノナンジオールアクリレート1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を500kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1220MPaであった。
エタノールの代わりにトリス(アクリレートエチル)イソシアヌル酸1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1443MPaであった。
エタノールの代わりにカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(カヤラッドDPCA 30:日本化薬)1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1951MPaであった。
エタノールの代わりにブタンジオールアクリレート1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1301MPaであった。
エタノールの代わりにヘキサンジオールアクリレート1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1736MPaであった。
エタノールの代わりにN,N’−ビス(アクリレートエチル)−N”−グリシジルイソシアヌル酸1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧した以外は、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は1393MPaであった。
エタノールの代わりにカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(カヤラッドDPCA 30:日本化薬)1gをエタノール100mlに溶解した溶液を用いて噴霧して、実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した後、さらにこのカーボンナノチューブ撚糸をカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(カヤラッドDPCA 30:日本化薬(株)製)1gをエタノール100mlに溶解した溶液に3分間浸漬して風乾した。撚糸の直径は1.5μmであり、電子線を200kGy照射した。このカーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は2300MPaであった。
電子線を照射しなかったこと以外は実施例1と同様にしてカーボンナノチューブ撚糸を作製した。撚糸の直径は0.8μmであり、カーボンナノチューブ撚糸の引張り強度は160MPaであった。
2 基板固定手段
3 引出手段
4 撚掛手段
41 回転体
42 把持装置
5 散布手段
6 挟持手段
7 電子線照射手段
8 引出具
9 保護カバー
Claims (5)
- カーボンナノチューブと架橋剤とから製造される撚糸であって、
カーボンナノチューブが架橋剤により分子間で架橋構造を形成しているカーボンナノチューブ撚糸。 - カーボンナノチューブと架橋剤とを含む撚糸に電子線を照射す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撚糸の製造方法。
- カーボンナノチューブに撚りを掛ける前及び/又は後に、架橋剤をカーボンナノチューブに接触させる請求項2に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法。
- 架橋剤を有機溶媒に溶解させた溶液にカーボンナノチューブを浸漬する、又は該溶液をカーボンナノチューブに散布することにより、架橋剤をカーボンナノチューブに接触させる、上記項3に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法。
- 請求項2に記載のカーボンナノチューブ撚糸の製造方法であって、
(1)基板上に化学気相成長させたカーボンナノチューブの集合体から微細炭素繊維を引き出して微細炭素繊維シート体を形成し、
(2)上記微細炭素繊維シート体に、架橋剤を有機溶媒に溶解した溶液を散布してカーボンナノチューブと架橋剤とを含む微細炭素繊維凝集体を形成し、
(3)上記微細炭素繊維凝集体に撚り掛けを施してカーボンナノチューブと架橋剤とを含む撚糸とし、
(4)上記撚糸に電子線を照射する、方法。
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