JP6059089B2 - Carbon nanofiber aggregate manufacturing method and manufacturing apparatus, and conductive wire manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、カーボンナノファイバ集合体の製造方法及び製造装置、並びに導電線の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a carbon nanofiber aggregate manufacturing method and manufacturing apparatus, and a conductive wire manufacturing method and manufacturing apparatus.
透明電極、半導体薄膜、リチウムイオン電池の電極材料、燃料電池の電極材料、電気二重層キャパシタの電極材料、金属−空気電池の電極材料、複合材料のフィラー材料、軽量導電線などの材料として、カーボンナノチューブが注目されている。 Carbon as a material for transparent electrodes, semiconductor thin films, electrode materials for lithium ion batteries, electrode materials for fuel cells, electrode materials for electric double layer capacitors, electrode materials for metal-air batteries, filler materials for composite materials, lightweight conductive wires, etc. Nanotubes are drawing attention.
カーボンナノチューブの製造には通常、原料にガスを使用したCVD(Chemical Vapor Deposition)法が用いられる。CVD法では、高温の原料ガスや水素ガスなどの雰囲気で、基板に担持させた触媒からカーボンナノチューブが成長する。このとき、基板上には、配向するカーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体が製造される。このカーボンナノファイバ集合体は、そのままの状態で透明電極、半導体薄膜、リチウムイオン電池の電極材料、燃料電池の電極材料、電気二重層キャパシタの電極材料に使用可能であり、軽量導電線などを製造するのにも使用可能である。このため、カーボンナノファイバ集合体を大量生産することが望まれる。 For the production of carbon nanotubes, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method using a gas as a raw material is usually used. In the CVD method, carbon nanotubes grow from a catalyst supported on a substrate in an atmosphere of high-temperature source gas or hydrogen gas. At this time, a carbon nanofiber aggregate formed by assembling oriented carbon nanofibers is manufactured on the substrate. This carbon nanofiber assembly can be used as it is for transparent electrodes, semiconductor thin films, electrode materials for lithium ion batteries, electrode materials for fuel cells, and electrode materials for electric double layer capacitors, producing lightweight conductive wires, etc. It can also be used to For this reason, it is desired to mass-produce carbon nanofiber assemblies.
カーボンナノファイバ集合体を大量生産する方法としては、従来、多数の平板状の基板を、ベルト状の駆動体に載せて、CVD法によりカーボンナノチューブを成長させるための炉に連続的に投入する方法が知られている(下記特許文献1及び2)。
As a method for mass-producing carbon nanofiber aggregates, conventionally, a method in which a large number of flat substrates are placed on a belt-like driving body and continuously put into a furnace for growing carbon nanotubes by a CVD method. Is known (
しかし、上記特許文献1及び2に記載の製造方法は以下に示す課題を有していた。
However, the manufacturing methods described in
すなわち、上記製造方法では、多数の平板状の基板が用いられるため、カーボンナノファイバ集合体が大量に生産されるものの、得られたカーボンナノファイバ集合体は一体となっていないため、カーボンナノファイバ集合体から得られる導電線の長さには限界があった。一方、基板の面積を大きくすることも考えられるが、この場合、それに応じて炉を大型化することが必要になり、炉を含む製造設備全体が大型化する。 That is, in the above manufacturing method, since a large number of plate-like substrates are used, carbon nanofiber aggregates are produced in large quantities, but the obtained carbon nanofiber aggregates are not integrated. There was a limit to the length of the conductive wire obtained from the assembly. On the other hand, it is conceivable to increase the area of the substrate, but in this case, it is necessary to increase the size of the furnace accordingly, and the entire manufacturing equipment including the furnace is increased in size.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、製造装置を大型化することなく、十分に長い導電線を形成することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できるカーボンナノファイバ集合体の製造方法及び製造装置、並びに導電線の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and manufacture of a carbon nanofiber assembly capable of manufacturing a carbon nanofiber assembly capable of forming a sufficiently long conductive wire without increasing the size of the manufacturing apparatus. It is an object of the present invention to provide a method and a manufacturing apparatus, and a conductive wire manufacturing method and a manufacturing apparatus.
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決しうることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following invention.
すなわち本発明は、回転する円筒状の基体の表面上に少なくとも1つの触媒層を連続的に形成する触媒層形成工程と、前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給し、前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成工程と、前記基体から前記カーボンナノファイバ集合体を回収する回収工程と、前記基体の表面をクリーニングするクリーニング工程とを含み、前記カーボンナノファイバ集合体形成工程において、前記円筒状の基体の内側に設けられる加熱装置によって、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱するカーボンナノファイバ集合体の製造方法である。
That is, the present invention provides a catalyst layer forming step of continuously forming at least one catalyst layer on the surface of a rotating cylindrical substrate, and a raw material gas is supplied to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate. Supplying and forming a carbon nanofiber aggregate formed by assembling carbon nanofibers on the at least one catalyst layer, and collecting the carbon nanofiber aggregate from the substrate And a cleaning step of cleaning the surface of the substrate, and in the carbon nanofiber assembly forming step, the carbon nanofiber among the cylindrical substrates is heated by a heating device provided inside the cylindrical substrate. This is a method for producing a carbon nanofiber aggregate in which a portion where the fiber aggregate is formed is heated .
このカーボンナノファイバ集合体の製造方法によれば、回転する円筒状の基体の表面上に少なくとも1つの触媒層が連続的に形成され、その触媒層の上にカーボンナノファイバ集合体が形成され、このカーボンナノファイバ集合体が基体から回収され、基体の表面がクリーニングされる。このため、カーボンナノファイバ集合体を連続的に製造できる。従って、十分に長い導電線を製造することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できる。またカーボンナノファイバ集合体の製造装置を大型化する必要もない。よって、本発明のカーボンナノファイバ集合体の製造方法によれば、製造装置を大型化することなく、十分に長い導電線を形成することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できる。
According to this method for producing a carbon nanofiber aggregate, at least one catalyst layer is continuously formed on the surface of a rotating cylindrical substrate, and the carbon nanofiber aggregate is formed on the catalyst layer. The carbon nanofiber aggregate is recovered from the substrate, and the surface of the substrate is cleaned. For this reason, a carbon nanofiber aggregate can be manufactured continuously. Therefore, it is possible to manufacture a carbon nanofiber assembly capable of manufacturing a sufficiently long conductive wire. Moreover, it is not necessary to increase the size of the carbon nanofiber assembly manufacturing apparatus. Therefore, according to the method for producing a carbon nanofiber aggregate of the present invention, a carbon nanofiber aggregate capable of forming a sufficiently long conductive wire can be produced without increasing the size of the production apparatus.
また本発明は、回転可能に支持される円筒状の基体と、前記基体の表面上に少なくとも1つの触媒層を形成する触媒層形成部と、前記円筒状の基体の外側に設けられ、前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記円筒状の基体の内側に設けられ、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱する加熱装置と、前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成部と、前記基体から前記カーボンナノファイバ集合体を回収する回収部と、前記基体の表面をクリーニングするクリーニング部とを備えるカーボンナノファイバ集合体の製造装置である。
The present invention also provides a cylindrical base that is rotatably supported, a catalyst layer forming portion that forms at least one catalyst layer on the surface of the base, and an outer side of the cylindrical base. A raw material gas supply unit for supplying a raw material gas to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate, and an inner side of the cylindrical substrate, and the carbon nanofiber aggregate is formed in the cylindrical substrate. A heating device for heating a portion to be formed, a carbon nanofiber assembly forming part for forming a carbon nanofiber assembly formed by collecting carbon nanofibers on the at least one catalyst layer, and the carbon nanofiber from the substrate. An apparatus for producing a carbon nanofiber aggregate, comprising: a collection unit that collects a fiber assembly; and a cleaning unit that cleans the surface of the substrate.
このカーボンナノファイバ集合体の製造装置によれば、基体が回転され、触媒層形成部によって基体の表面上に少なくとも1つの触媒層が形成される。そして、カーボンナノファイバ集合体形成部により、触媒層上にカーボンナノファイバ集合体が形成される。そして、このカーボンナノファイバ集合体は回収部により基体から回収され、クリーニング部によって、基体の表面がクリーニングされる。このため、触媒形成部によって基体の上に触媒層を連続的に形成することが可能となる。従って、本発明のカーボンナノファイバ集合体の製造装置によれば、カーボンナノファイバ集合体を連続的に製造できる。従って、十分に長い導電線を製造することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できる。またカーボンナノファイバ集合体の製造装置を大型化する必要もない。よって、本発明のカーボンナノファイバ集合体の製造装置によれば、製造装置を大型化することなく、十分に長い導電線を形成することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できる。 According to this carbon nanofiber assembly manufacturing apparatus, the substrate is rotated, and at least one catalyst layer is formed on the surface of the substrate by the catalyst layer forming unit. And a carbon nanofiber aggregate is formed on a catalyst layer by a carbon nanofiber aggregate formation part. The carbon nanofiber aggregate is recovered from the substrate by the recovery unit, and the surface of the substrate is cleaned by the cleaning unit. For this reason, it becomes possible to form a catalyst layer continuously on a base | substrate by a catalyst formation part. Therefore, according to the carbon nanofiber aggregate manufacturing apparatus of the present invention, the carbon nanofiber aggregate can be continuously manufactured. Therefore, it is possible to manufacture a carbon nanofiber assembly capable of manufacturing a sufficiently long conductive wire. Moreover, it is not necessary to increase the size of the carbon nanofiber assembly manufacturing apparatus. Therefore, according to the carbon nanofiber aggregate manufacturing apparatus of the present invention, a carbon nanofiber aggregate capable of forming a sufficiently long conductive wire can be manufactured without increasing the size of the manufacturing apparatus.
また本発明は、回転する円筒状の基体の表面上に少なくとも1つの触媒層を連続的に形成する触媒層形成工程と、前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給し、前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成工程と、前記カーボンナノファイバ集合体からカーボンナノファイバを引き出すことにより前記カーボンナノファイバ集合体を導電線として回収する回収工程と、前記基体の表面をクリーニングするクリーニング工程と、を含み、前記カーボンナノファイバ集合体形成工程において、前記円筒状の基体の内側に設けられる加熱装置によって、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱する導電線の製造方法である。
The present invention also provides a catalyst layer forming step of continuously forming at least one catalyst layer on the surface of a rotating cylindrical substrate, and a raw material gas is applied to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate. Supplying and forming a carbon nanofiber aggregate formed by assembling carbon nanofibers on the at least one catalyst layer, and drawing out the carbon nanofibers from the carbon nanofiber aggregate A collecting step for collecting the carbon nanofiber aggregate as a conductive wire and a cleaning step for cleaning the surface of the base body , wherein the carbon nanofiber aggregate forming step is provided inside the cylindrical base body. The carbon nanofiber aggregate out of the cylindrical substrate by a heating device A moiety formed is a manufacturing method of the conductive wire to heat.
この導電線の製造方法によれば、回転する円筒状の基体の表面上に少なくとも1つの触媒層が連続的に形成され、その触媒層の上に、カーボンナノファイバ集合体が形成され、このカーボンナノファイバ集合体からカーボンナノファイバが引き出され、カーボンナノファイバ集合体が導電線として回収される。そして、基体の表面がクリーニングされる。このため、カーボンナノファイバ集合体を連続的に製造できる。従って、十分に長い導電線を製造することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できる。またカーボンナノファイバ集合体を連続的に製造できるため、導電線の製造装置を大型化する必要もない。よって、本発明の導電線の製造方法によれば、製造装置を大型化することなく、十分に長い導電線を形成することができる。
According to this method for producing a conductive wire, at least one catalyst layer is continuously formed on the surface of a rotating cylindrical substrate, and a carbon nanofiber aggregate is formed on the catalyst layer. Carbon nanofibers are drawn out from the nanofiber aggregate, and the carbon nanofiber aggregate is recovered as a conductive wire. Then, the surface of the substrate is cleaned. For this reason, a carbon nanofiber aggregate can be manufactured continuously. Therefore, it is possible to manufacture a carbon nanofiber assembly capable of manufacturing a sufficiently long conductive wire. Further, since the carbon nanofiber aggregate can be continuously manufactured, it is not necessary to increase the size of the conductive wire manufacturing apparatus. Therefore, according to the method for manufacturing a conductive wire of the present invention, a sufficiently long conductive wire can be formed without increasing the size of the manufacturing apparatus.
また前記回収工程が、前記カーボンナノファイバ集合体を前記基体から剥離する剥離工程と、前記基体から剥離された前記カーボンナノファイバ集合体の先端部の動きを規制しつつ前記カーボンナノファイバ集合体の先端部から前記カーボンナノファイバを引き出す引出工程とを含むことが好ましい。 Further, the recovery step includes a peeling step of peeling the carbon nanofiber aggregate from the base, and a movement of the tip of the carbon nanofiber aggregate peeled from the base while regulating the movement of the carbon nanofiber aggregate. It is preferable to include a drawing step of drawing out the carbon nanofiber from the tip portion.
この場合、カーボンナノファイバ集合体の先端部からカーボンナノファイバを引き出す際、カーボンナノファイバ集合体の先端部に過大な張力が加えられ、カーボンナノファイバ集合体全体が緊張状態となろうとしても、カーボンナノファイバ集合体の先端部の動きが規制される。このため、カーボンナノファイバ集合体全体が緊張状態となることが十分に抑制される。その結果、カーボンナノファイバ集合体形成工程において形成中のカーボンナノファイバ集合体と触媒層との間に剥離が生じることが十分に抑制される。従って、カーボンナノファイバ集合体形成工程において、触媒層上にカーボンナノファイバを十分に成長させた上でカーボンナノファイバ集合体を回収することが可能となる。 In this case, when pulling out the carbon nanofiber from the tip of the carbon nanofiber assembly, excessive tension is applied to the tip of the carbon nanofiber assembly, and even if the entire carbon nanofiber assembly is about to be in tension, The movement of the tip of the carbon nanofiber aggregate is regulated. For this reason, it is suppressed enough that the whole carbon nanofiber aggregate will be in a tension state. As a result, separation between the carbon nanofiber aggregate being formed and the catalyst layer in the carbon nanofiber aggregate formation process is sufficiently suppressed. Therefore, in the carbon nanofiber aggregate formation step, the carbon nanofiber aggregate can be recovered after the carbon nanofibers are sufficiently grown on the catalyst layer.
上記導電線の製造方法においては、前記回収工程において、前記カーボンナノファイバ集合体から前記カーボンナノファイバをその引出方向の周りに回転させながら引き出すことが好ましい。 In the conductive wire manufacturing method, in the collecting step, it is preferable that the carbon nanofibers are drawn from the carbon nanofiber aggregate while rotating around the drawing direction.
カーボンナノファイバを引き出す際、通常はそのカーボンナノファイバから複数本のカーボンナノファイバが引き出されるため、カーボンナノファイバをその引出方向の周りに回転させながら引き出すと、カーボンナノファイバ同士が十分に密着し合うこととなる。このため、得られる導電線の導電性をより向上させることができる。 When pulling out carbon nanofibers, usually a plurality of carbon nanofibers are pulled out from the carbon nanofiber. Therefore, if the carbon nanofibers are pulled out while rotating around the pulling direction, the carbon nanofibers are sufficiently adhered to each other. Will fit. For this reason, the electroconductivity of the obtained conductive wire can be improved more.
また本発明は、回転可能に支持される円筒状の基体と、前記基体の表面上に少なくとも1つの触媒層を形成する触媒層形成部と、前記円筒状の基体の外側に設けられ、前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、前記円筒状の基体の内側に設けられ、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱する加熱装置と、前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成部と、前記カーボンナノファイバ集合体から前記カーボンナノファイバを引き出すことにより前記カーボンナノファイバ集合体を導電線として回収する回収部と、前記基体の表面をクリーニングするクリーニング部とを備え、前記回収部が、前記カーボンナノファイバ集合体の先端部から前記カーボンナノファイバを引き出す引出装置を有する導電線の製造装置である。 The present invention also provides a cylindrical base that is rotatably supported, a catalyst layer forming portion that forms at least one catalyst layer on the surface of the base, and an outer side of the cylindrical base. A raw material gas supply unit for supplying a raw material gas to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate, and an inner side of the cylindrical substrate, and the carbon nanofiber aggregate is formed in the cylindrical substrate. A heating device that heats a portion to be formed, a carbon nanofiber assembly forming section that forms a carbon nanofiber assembly by assembling carbon nanofibers on the at least one catalyst layer, and the carbon nanofiber assembly The carbon nanofibers are pulled out from the collection unit for collecting the carbon nanofiber aggregates as conductive wires, and the surface of the substrate is cleaned. And a cleaning unit for packaging, said recovery unit is a production apparatus of the conductive wire having a pull-out device to draw the carbon nanofibers from the tip of the carbon nano fiber aggregate.
この導電線の製造装置によれば、基体が回転され、触媒層形成部よってその基体の上に少なくとも1つの触媒層が形成される。そして、カーボンナノファイバ集合体形成部により、触媒層上にカーボンナノファイバ集合体が形成される。そして、回収部の引出装置によりこのカーボンナノファイバ集合体からカーボンナノファイバが引き出され、導電線として回収され、クリーニング部によって、基体の表面がクリーニングされる。このため、触媒形成部によって基体の上に触媒層を連続的に形成することが可能となり、カーボンナノファイバ集合体を連続的に製造できる。従って、十分に長い導電線を製造することができる。またカーボンナノファイバ集合体を連続的に製造できるため、導電線の製造装置を大型化する必要もない。よって、本発明の導電線の製造装置によれば、製造装置を大型化することなく、十分に長い導電線を形成することができる。 According to this conductive wire manufacturing apparatus, the substrate is rotated, and at least one catalyst layer is formed on the substrate by the catalyst layer forming unit. And a carbon nanofiber aggregate is formed on a catalyst layer by a carbon nanofiber aggregate formation part. Then, the carbon nanofibers are pulled out from the carbon nanofiber aggregate by the pulling device of the collecting unit, collected as a conductive wire, and the surface of the substrate is cleaned by the cleaning unit. For this reason, it becomes possible to form a catalyst layer continuously on a base | substrate by a catalyst formation part, and a carbon nanofiber aggregate | assembly can be manufactured continuously. Therefore, a sufficiently long conductive wire can be manufactured. Further, since the carbon nanofiber aggregate can be continuously manufactured, it is not necessary to increase the size of the conductive wire manufacturing apparatus. Therefore, according to the conductive wire manufacturing apparatus of the present invention, a sufficiently long conductive line can be formed without increasing the size of the manufacturing apparatus.
上記導電線の製造装置においては、前記回収部が、前記カーボンナノファイバ集合体を前記基体から剥離してガイドするガイド部と、前記ガイド部によって前記基体から剥離されたカーボンナノファイバ集合体の先端部の動きを規制する規制部とをさらに備えることが好ましい。 In the conductive wire manufacturing apparatus, the recovery unit separates and guides the carbon nanofiber aggregate from the base, and a tip of the carbon nanofiber aggregate separated from the base by the guide section. It is preferable to further include a restricting part that restricts the movement of the part.
この場合、回収部の引出装置によりカーボンナノファイバ集合体の先端部からカーボンナノファイバが引き出される。このとき、カーボンナノファイバ集合体の先端部に過大な張力が加えられ、カーボンナノファイバ集合体全体が緊張状態となろうとしても、カーボンナノファイバ集合体の先端部の動きが規制部によって規制される。このため、カーボンナノファイバ集合体全体が緊張状態となることが十分に抑制される。その結果、カーボンナノファイバ集合体形成部によって形成中のカーボンナノファイバ集合体と触媒層との間に剥離が生じることが十分に抑制される。従って、触媒層上にカーボンナノファイバを十分に成長させた上でカーボンナノファイバ集合体を回収することが可能となる。 In this case, the carbon nanofibers are pulled out from the front end portion of the carbon nanofiber aggregate by the collection device of the collection unit. At this time, even if excessive tension is applied to the tip of the carbon nanofiber assembly and the entire carbon nanofiber assembly is about to be in tension, the movement of the tip of the carbon nanofiber assembly is restricted by the restricting portion. The For this reason, it is suppressed enough that the whole carbon nanofiber aggregate will be in a tension state. As a result, the occurrence of separation between the carbon nanofiber aggregate being formed and the catalyst layer is sufficiently suppressed by the carbon nanofiber aggregate formation portion. Therefore, the carbon nanofiber aggregate can be recovered after the carbon nanofibers are sufficiently grown on the catalyst layer.
上記導電線の製造装置において、前記回収部が、前記カーボンナノファイバ集合体から引き出した前記カーボンナノファイバをその引出方向の周りに回転させることが可能であることが好ましい。 In the conductive wire manufacturing apparatus, it is preferable that the collection unit can rotate the carbon nanofibers drawn from the carbon nanofiber aggregate around the drawing direction.
カーボンナノファイバを引き出す際、通常はそのカーボンナノファイバから複数本のカーボンナノファイバが引き出されるため、カーボンナノファイバをその引出方向の周りに回転させながら引き出すと、カーボンナノファイバ同士が十分に密着し合うこととなる。このため、得られる導電線の導電性を向上させることができる。 When pulling out carbon nanofibers, usually a plurality of carbon nanofibers are pulled out from the carbon nanofiber. Therefore, if the carbon nanofibers are pulled out while rotating around the pulling direction, the carbon nanofibers are sufficiently adhered to each other. Will fit. For this reason, the electroconductivity of the conductive wire obtained can be improved.
なお、本発明において、「カーボンナノファイバ」とは、カーボンで構成され、太さが50nm以下である中空状又は中実状の繊維状体を言う。 In the present invention, “carbon nanofiber” refers to a hollow or solid fibrous body made of carbon and having a thickness of 50 nm or less.
本発明によれば、カーボンナノファイバ集合体の製造装置を大型化することなく、十分に長い導電線を形成することが可能なカーボンナノファイバ集合体を製造できるカーボンナノファイバ集合体の製造方法及び製造装置、並びに導電線の製造方法及び製造装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the carbon nanofiber aggregate which can manufacture the carbon nanofiber aggregate which can form a sufficiently long conductive wire, without enlarging the manufacturing apparatus of a carbon nanofiber aggregate, and A manufacturing apparatus, a manufacturing method of a conductive wire, and a manufacturing apparatus are provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、全図中、同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, the same or equivalent components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<第1実施形態>
まず本発明の導電線の製造方法の第1実施形態について説明する。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the method for manufacturing a conductive wire of the present invention will be described.
はじめに、導電線の製造方法の第1実施形態の説明に先立ち、この製造方法を実施する導電線の製造装置の第1実施形態について説明する。 First, prior to the description of the first embodiment of the method for manufacturing a conductive wire, the first embodiment of the conductive wire manufacturing apparatus for performing this manufacturing method will be described.
まず導電線を製造するのに用いるカーボンナノファイバ集合体について図1を用いて説明する。図1は、製造対象となる導電線を製造するためのカーボンナノファイバ集合体を示す部分断面図である。 First, a carbon nanofiber assembly used for manufacturing a conductive wire will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a carbon nanofiber assembly for manufacturing a conductive wire to be manufactured.
図1に示すように、カーボンナノファイバ集合体Bは、一定方向に配向するカーボンナノファイバFの集合体からなるものであり、基体10の表面10a上に設けられる触媒層Aの上に形成されるものである。
As shown in FIG. 1, the carbon nanofiber aggregate B is composed of an aggregate of carbon nanofibers F oriented in a certain direction, and is formed on the catalyst layer A provided on the
次に、導電線の製造装置の第1実施形態について図2を用いて説明する。図2は、本発明の導電線の製造装置の第1実施形態を示す部分断面図である。 Next, a first embodiment of the conductive wire manufacturing apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a first embodiment of the conductive wire manufacturing apparatus of the present invention.
図2に示すように、導電線の製造装置100は、回転可能に支持された円筒状の基体10と、基体10の外周面10aに、触媒層Aを形成するための触媒材料を含む塗布液20を塗布する触媒塗布装置30と、触媒塗布装置30付近の基体10の温度を塗布液20が塗布できる温度に制御する温度制御装置71と、塗布液20を乾燥させる乾燥装置40と、触媒材料に還元性ガスを供給して活性化した触媒層Aを形成する還元性ガス供給装置50と、触媒層A上に、一定方向に配向したカーボンナノファイバFを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体Bを形成するカーボンナノファイバ集合体形成部60と、乾燥後の露出した触媒材料を加熱して焼成するとともに、基体10のうちカーボンナノファイバ集合体Bが形成される部分をも加熱する加熱装置70と、カーボンナノファイバ集合体BからカーボンナノファイバFを引き出すことによりカーボンナノファイバ集合体Bを導電線62として回収する回収部80と、カーボンナノファイバ集合体Bが回収されて露出した基体10の外周面10aに酸化性ガスを供給して外周面10aをクリーニングするクリーニング部としての酸化性ガス供給部90とを備えている。なお、本実施形態では、触媒塗布装置30、温度制御装置71、乾燥装置40及び還元性ガス供給装置50により触媒層形成部が構成されている。
As shown in FIG. 2, the conductive
基体10を構成する材料としては、例えばステンレス、チタン、銅、アルミニウムなどの金属、シリコンなどの半導体、石英、セラミックスなどの無機物などが挙げられる。基体10の構造は、単体でも複数の材料からなっていてもよい。またセラミックスとしては、例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、およびチタニアなどで構成されたものが挙げられる。セラミックスの構造は焼結体でも結晶体でもよい。中でもアルミナがカーボンナノファイバFを効果的に成長させることができるという理由から好ましい。
Examples of the material constituting the
基体10の内部にはその延び方向に沿った回転軸(図示せず)を貫通させ、その両端を軸受部(図示せず)で保持してもよいし、基体10の両端の外周部を延長して軸受部(図示せず)として複数の回転体(図示せず)で保持してもよい。こうして基体10は回転可能に支持される。なお、製造装置100は、回転軸又は回転体を回転させて基体10を回転駆動させる回転装置(図示せず)を有していることが好ましい。なお、回転軸又は延長した軸受部を構成する材料としては、カーボンナノファイバ集合体Bを形成する温度に耐える耐熱性と基体10の形状を保持できる機械的強度を有する材料であればよく、基体10を構成する材料と同一でも異なっていてもよい。
A rotation shaft (not shown) along the extending direction may be passed through the inside of the
基体10の厚さは通常は200〜20000μmであるが、500〜10000μmであることが好ましい。この場合、基体10の厚さが上記範囲を外れた場合に比べて、製造中の熱履歴により発生した歪みを原因とする基体10の構造破壊を防ぎ、基体10の構造を維持するための最低限の強度を持つことができ、かつ基体10の面内の均熱性を得られやすいという利点が得られる。
The thickness of the
カーボンナノファイバ集合体形成部60はチャンバ61を有する。チャンバ61にはガス供給口61aが形成され、ガス供給口61aには原料ガスを供給する原料ガス供給部(図示せず)及びキャリアガスを供給するキャリアガス供給部(図示せず)が接続されている。なお、チャンバ61には排気口61bも形成されている。
The carbon nanofiber
加熱装置70は、例えば近赤外線ヒーターや赤外線ヒーターで構成される。加熱装置70は、基体10の内側に設けられることが好ましい。この場合、加熱装置70が、直接加熱によって不必要に原料ガスを分解して煤を発生させることが十分に抑制され、その結果触媒層A上へのカーボンナノファイバ集合体Bの成長を妨げることが十分に抑制される。
The
温度制御装置71は、例えば水冷の銅ブロックや送風機で構成される。温度制御装置71の設置位置は、基体10の内側でも外側でもどちらでもよい。ここで、温度制御装置71の少なくとも一部が、基体10のうち、酸化性ガス供給部90に対向する第1部分と、触媒塗布装置30に対向する第2部分との間の中間部分に対向していることが好ましい。この場合、第2部分に塗布液20を塗布する際に、第2部分を塗布液20の塗布に適した温度とすることが可能となる。温度制御装置71は、例えば、図2に示すように、その一部が中間部分に対向し、残部が第2部分に対向するように設置されるが、温度制御装置71の全部が中間部分に対向するように設置されていてもよい。
The
回収部80は、カーボンナノファイバ集合体Bを導電線62として回収する引出装置81を有する。引出装置81は、例えば巻取りボビンで構成される。ここで、引出装置81は、導電線62をその引出方向の周りに回転させることが可能となっている。
The
次に、上述した導電線の製造装置100を用いた導電線62の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず円筒状の基体10を回転させる。基体10の周速度は例えば1〜100cm/minとすればよい。このとき、図1において、基体10の外周面10aに対し放射状に延びる二点鎖線で示される仕切壁を形成する。仕切壁は、アルゴンなどの不活性ガスを基体10の外周面10aに向かって吹き付けることにより形成することができる。このように仕切壁を形成するのは、仕切壁を介して隣り合う空間同士間の雰囲気などをそれぞれ独立して設定できるようにするためである。
First, the
次に、温度制御装置71により、触媒塗布装置30に近づく基体10の外周面10aの温度を、塗布液20が均一に塗布できる温度に制御する。この場合、触媒塗布装置30付近の基体10の外周面10aの温度が過熱状態となって、塗布液20が外周面10aに接した時に沸騰して飛散することが十分に抑制され、その結果塗布液20を均一に基体10に形成することができる。ここで、この温度は、具体的には、室温から塗布液20の沸点以下の温度であることが好ましい。
Next, the
次に、触媒塗布装置30により、基体10の外周面10aに、1つの触媒層Aを形成するための触媒材料を含む塗布液20を連続的に塗布する。
Next, the coating liquid 20 containing the catalyst material for forming one catalyst layer A is continuously applied to the outer
触媒材料としては、カーボンナノファイバFを成長させるのに使用される公知の金属触媒が使用可能である。このような金属触媒としては、例えばV、Mo、Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Rh、Ru、W、Al、Au、Tiなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することが可能である。中でも、カーボンナノファイバFをより効果的に成長させることができるという点から、V、Mo、Fe、Co、Ni、Pd、Pt、Rh、Ru、Wが好ましい。 As the catalyst material, a known metal catalyst used for growing the carbon nanofiber F can be used. Examples of such metal catalysts include V, Mo, Fe, Co, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru, W, Al, Au, and Ti. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, V, Mo, Fe, Co, Ni, Pd, Pt, Rh, Ru, and W are preferable because the carbon nanofiber F can be grown more effectively.
次に、乾燥装置40により塗布液20を乾燥させる。
Next, the coating liquid 20 is dried by the drying
次に、加熱装置70により塗布液20を加熱して焼成する。こうして焼成体が得られる。
Next, the coating liquid 20 is heated and baked by the
次に、還元性ガス供給装置50により、焼成体に還元性ガスを供給し、活性化した触媒層Aを形成する(触媒層形成工程)。触媒層Aは粒状の触媒で構成される。
Next, the reducing gas is supplied to the fired body by the reducing
還元性ガスとしては、例えば水素ガスや酸素分圧が極めて低い不活性ガス(アルゴンガスたは窒素ガス)などを用いることができる。酸化性ガスとしては、例えば酸素ガスや水蒸気などを用いることができる。 As the reducing gas, for example, hydrogen gas or an inert gas (argon gas or nitrogen gas) having an extremely low oxygen partial pressure can be used. For example, oxygen gas or water vapor can be used as the oxidizing gas.
触媒層Aを構成する粒状の触媒の平均粒径は通常は1〜50nmであるが、2〜25nmであることが好ましい。この場合、粒状の触媒の平均粒径が2〜25nmの範囲を外れる場合に比べてカーボンナノファイバFをより効果的に成長させることができる。 The average particle diameter of the granular catalyst constituting the catalyst layer A is usually 1 to 50 nm, but preferably 2 to 25 nm. In this case, the carbon nanofibers F can be grown more effectively than when the average particle diameter of the granular catalyst is outside the range of 2 to 25 nm.
次に、カーボンナノファイバ集合体形成部60により、触媒層A上にカーボンナノファイバ集合体Bを形成する(カーボンナノファイバ集合体形成工程)。このとき、加熱装置70により、基体10のうちカーボンナノファイバ集合体Bが形成される部分をも加熱する。
Next, the carbon nanofiber aggregate B is formed on the catalyst layer A by the carbon nanofiber aggregate formation unit 60 (carbon nanofiber aggregate formation step). At this time, the
本実施形態では、原料ガス供給部から原料ガスを、ガス供給口61aを通してチャンバ61内に供給するとともに、キャリアガス供給部からキャリアガスを、ガス供給口61aを通してチャンバ61内に供給する。そして、排気ガスは、排気口61bを通してチャンバ61外に排出させる。そして、CVD法により、触媒層Aの上にカーボンナノファイバ集合体Bを形成する。なお、図1においては、基体10の上にカーボンナノファイバ集合体Bのみが示され、カーボンナノファイバ集合体Bと基体10との間の触媒層Aが省略されている。
In the present embodiment, the source gas is supplied from the source gas supply unit into the
次に、回収部80の引出装置81により、カーボンナノファイバ集合体BからカーボンナノファイバFを引き出すことにより、カーボンナノファイバ集合体Bを導電線62として回収する(回収工程)。本実施形態では、カーボンナノファイバ集合体Bを基体10から剥離せず、カーボンナノファイバ集合体Bが基体10に密着している状態で、カーボンナノファイバ集合体Bの先端部からカーボンナノファイバFを引き出す。
Next, the carbon nanofiber assembly B is recovered as the
その後、基体10の外周面10aをクリーニングする(クリーニング工程)。本実施形態では、酸化性ガス供給装置90を用いて基体10の外周面10aのクリーニングが行われる。具体的には、カーボンナノファイバ集合体Bが回収されて露出した基体10の外周面10aに酸化性ガスを供給する。これにより、基体10上に残存するカーボンが酸化されて二酸化炭素として基体10から除去される。こうして基体10の外周面10aのクリーニングが行われる。
Thereafter, the outer
その後も同様に、基体10の外周面10a上に、上記のようにして触媒層Aが形成され、カーボンナノファイバ集合体Bが形成されて回収され、基体10の外周面10aのクリーニングが行われる。
Similarly, the catalyst layer A is formed on the outer
こうして、カーボンナノファイバ集合体Bを連続的に製造できる。従って、十分に長い導電線62を製造することができる。また上記製造方法によれば、カーボンナノファイバ集合体Bを連続的に製造できるため、導電線の製造装置100を大型化する必要もない。よって、導電線の製造方法によれば、製造装置100を大型化することなく、十分に長い導電線62を形成することができる。
In this way, the carbon nanofiber aggregate B can be continuously manufactured. Therefore, a sufficiently long
このため、得られる導電線62は、自動車用ワイヤハーネスなどに用いられ、軽量化と強度が必要とされる導線として有用である。
For this reason, the obtained
また、上記導電線の製造方法においては、引出装置81により、導電線62をその引出方向の周りに回転させることが好ましい。
Moreover, in the said manufacturing method of a conductive wire, it is preferable to rotate the
カーボンナノファイバFを引き出す際、通常はそのカーボンナノファイバFから複数本のカーボンナノファイバが引き出されるため、カーボンナノファイバFをその引出方向の周りに回転させながら引き出すと、カーボンナノファイバF同士が十分に密着し合うこととなる。このため、得られる導電線62の導電性をより向上させることができる。
When the carbon nanofiber F is pulled out, a plurality of carbon nanofibers are usually pulled out from the carbon nanofiber F. Therefore, when the carbon nanofiber F is pulled out while rotating around the pulling direction, the carbon nanofibers F are brought together. It will be in close contact with each other. For this reason, the electroconductivity of the obtained
<第2実施形態>
次に、本発明に係る導電線の製造方法の第2実施形態について図3を用いて説明する。
Second Embodiment
Next, 2nd Embodiment of the manufacturing method of the electrically conductive wire which concerns on this invention is described using FIG.
図3は、本発明に係る導電線の製造方法の第2実施形態を実施するための製造装置を示す図である。図3に示すように、製造装置200は、カーボンナノファイバ集合体Bを基体10から剥離してガイドするガイド部202と、ガイド部202によって基体10から剥離されたカーボンナノファイバ集合体Bの先端部の動きを規制する規制部203とをさらに有している点で第1実施形態の製造装置100と相違する。
FIG. 3 is a view showing a manufacturing apparatus for carrying out a second embodiment of the method for manufacturing a conductive wire according to the present invention. As shown in FIG. 3, the
製造装置200によれば、引出装置81によりカーボンナノファイバ集合体Bの先端部からカーボンナノファイバFが引き出される。このとき、カーボンナノファイバ集合体Bの先端部に過大な張力が加えられ、カーボンナノファイバ集合体B全体が緊張状態となろうとしても、カーボンナノファイバ集合体Bの先端部の動きが規制部203によって規制される。このため、カーボンナノファイバ集合体B全体が緊張状態となることが十分に抑制される。その結果、カーボンナノファイバ集合体形成部60によって形成中のカーボンナノファイバ集合体Bと触媒層Aとの間に剥離が生じることが十分に抑制される。従って、触媒層A上にカーボンナノファイバFを十分に成長させた上でカーボンナノファイバ集合体Bを回収することが可能となる。
According to the
本発明は、上記第1及び第2実施形態に限定されるものではない。例えば上記第2実施形態では、基体10の外周面10a上に1つの触媒層Aのみが形成され、その上にカーボンナノファイバ集合体Bが形成されているが、基体10の外周面10a上には基体10の延び方向(回転軸に平行な方向)に沿って複数の触媒層Aが形成され、各触媒層Aの上にカーボンナノファイバ集合体Bが形成されてもよい(図4参照)。この場合、図4に示すように、各カーボンナノファイバ集合体Bからカーボンナノファイバ204を引き出し、撚り合わされたカーボンナノファイバ206を、ローラ205を経てさらに撚り合わせ、導電線62としてローラ207に巻き取ることが可能である。この場合、より大径で高強度の導電線62を得ることができるという利点が得られる。なお、撚り合わされたカーボンナノファイバ206はさらに撚り合わせず、そのまま導電線として回収してもよい。
The present invention is not limited to the first and second embodiments. For example, in the second embodiment, only one catalyst layer A is formed on the outer
また、上記第2実施形態では、ガイド部202にガイドされた1つのカーボンナノファイバ集合体BからカーボンナノファイバFが引き出されているが、図5に示すように、カーボンナノファイバ集合体Bの先端部をスリッタ301で複数の部分に分割させ、各分割部からカーボンナノファイバ204を引き出してもよい。この場合、各分割部からカーボンナノファイバ204を引き出し、撚り合わされたカーボンナノファイバ206を、ローラ205を経てさらに撚り合わせ、導電線62としてローラ207に巻き取ることが可能である。この場合、より大径で高強度の導電線62を得ることができるという利点が得られる。なお、撚り合わされたカーボンナノファイバ206はさらに撚り合わせず、そのまま導電線として回収してもよい。
In the second embodiment, the carbon nanofibers F are drawn out from one carbon nanofiber assembly B guided by the
さらに、上記第1実施形態では、触媒塗布装置30により基体10の外周面10a上に触媒層Aを形成するための触媒材料を含む塗布液20を塗布しているが、スパッタリング装置(図示せず)により、触媒材料からなる触媒材料層を形成してもよい。この場合、乾燥装置40は不要となる。
Furthermore, in the said 1st Embodiment, although the coating liquid 20 containing the catalyst material for forming the catalyst layer A on the outer
また上記第1及び第2実施形態では、触媒塗布装置30により触媒材料を含む塗布液20を基体10の外周面10a上に直接塗布しているが、基体10の外周面10a上に、金属酸化物層からなる触媒担持層を形成し、この触媒担持層の上に塗布液20を塗布してもよい。また、触媒塗布装置30に代えてスパッタリング装置を用いる場合は、基体10の外周面10a上に金属酸化物層からなる触媒担持層を形成し、この触媒担持層の上に触媒材料層を形成してもよい。
In the first and second embodiments, the coating liquid 20 containing the catalyst material is directly applied onto the outer
さらに上記第1及び第2実施形態では、クリーニング部として、酸化性ガス供給装置90が用いられているが、逆スパッタ装置を用いてもよい。逆スパッタ装置は、円筒状の基体10の内側に設けられる第1電極と、基体10の外側に設けられる第2電極とを有する。第1電極と第2電極との間に電圧を印加し、基体10の外周面10a上に残存する導電性物質を第2電極に付着させることにより、基体10の外周面10aのクリーニングが行われる。
Further, in the first and second embodiments, the oxidizing
また上記実施形態では、触媒層形成部が温度制御装置71を有しているが、温度制御装置71は必ずしも必要なものではなく、省略が可能である。
Moreover, in the said embodiment, although the catalyst layer formation part has the
また上記第1及び第2実施形態では、円筒状の基体10が用いられているが、基体10は円柱状であってもよい。
In the first and second embodiments, the
さらに上記第1実施形態及び第2実施形態では、カーボンナノファイバ集合体Bが導電線62として回収されているが、カーボンナノファイバ集合体Bがカーボンナノファイバ集合体Bとしてそのまま回収されてもよい。この場合、導電線の製造装置100,200がそのままカーボンナノファイバ集合体の製造装置となる。このようにして回収されたカーボンナノファイバ集合体Bは、電極用の導電性基板に導電性粘着フィルムなどを用いて圧着させることにより電極を構成することができる。こうして得られるカーボンナノファイバ電極は、色素増感太陽電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、燃料電池、金属空気電池などの電極や、タッチパネル等の透明電極などとして使用可能である。
Furthermore, in the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, although the carbon nanofiber aggregate B is collect | recovered as the electrically
10…基体
10a…表面
A…触媒層
B…カーボンナノファイバ集合体
F…カーボンナノファイバ
20…触媒塗布装置(触媒層形成部)
40…乾燥装置(触媒層形成部)
50…還元ガス供給装置(触媒層形成部)
60…カーボンナノファイバ集合体形成部
62…導電線
70…加熱装置
71…温度制御装置
80…回収部
81…引出装置
90…酸化性ガス供給装置(クリーニング部)
100,200…導電線の製造装置
202…ガイド部
203…規制部
DESCRIPTION OF
40 ... Drying device (catalyst layer forming part)
50. Reducing gas supply device (catalyst layer forming section)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,200 ... Manufacturing apparatus of
Claims (8)
前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給し、前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成工程と、
前記基体から前記カーボンナノファイバ集合体を回収する回収工程と、
前記基体の表面をクリーニングするクリーニング工程と、
を含み、
前記カーボンナノファイバ集合体形成工程において、前記円筒状の基体の内側に設けられる加熱装置によって、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱するカーボンナノファイバ集合体の製造方法。 A catalyst layer forming step of continuously forming at least one catalyst layer on the surface of a rotating cylindrical substrate;
A carbon nanofiber assembly that forms a carbon nanofiber aggregate by supplying a raw material gas to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate, and collecting the carbon nanofibers on the at least one catalyst layer Body formation process,
A recovery step of recovering the carbon nanofiber aggregate from the substrate;
A cleaning step of cleaning the surface of the substrate;
Including
In the carbon nanofiber assembly forming step, a carbon nanofiber assembly that heats a portion of the cylindrical substrate where the carbon nanofiber assembly is formed by a heating device provided inside the cylindrical substrate. Manufacturing method.
前記基体の表面上に少なくとも1つの触媒層を形成する触媒層形成部と、
前記円筒状の基体の外側に設けられ、前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記円筒状の基体の内側に設けられ、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱する加熱装置と、
前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成部と、
前記基体から前記カーボンナノファイバ集合体を回収する回収部と、
前記基体の表面をクリーニングするクリーニング部と、
を備えるカーボンナノファイバ集合体の製造装置。 A cylindrical base that is rotatably supported;
A catalyst layer forming part for forming at least one catalyst layer on the surface of the substrate;
A raw material gas supply unit that is provided outside the cylindrical substrate and supplies a raw material gas to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate;
A heating device that is provided inside the cylindrical substrate and that heats a portion of the cylindrical substrate where the carbon nanofiber aggregate is formed;
A carbon nanofiber aggregate forming part for forming a carbon nanofiber aggregate formed by assembling carbon nanofibers on the at least one catalyst layer;
A collection unit for collecting the carbon nanofiber aggregate from the substrate;
A cleaning unit for cleaning the surface of the substrate;
An apparatus for producing a carbon nanofiber assembly comprising:
前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給し、前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成工程と、
前記カーボンナノファイバ集合体からカーボンナノファイバを引き出すことにより前記カーボンナノファイバ集合体を導電線として回収する回収工程と、
前記基体の表面をクリーニングするクリーニング工程と、
を含み、
前記カーボンナノファイバ集合体形成工程において、前記円筒状の基体の内側に設けられる加熱装置によって、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱する導電線の製造方法。 A catalyst layer forming step of continuously forming at least one catalyst layer on the surface of a rotating cylindrical substrate;
A carbon nanofiber assembly that forms a carbon nanofiber aggregate by supplying a raw material gas to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate, and collecting the carbon nanofibers on the at least one catalyst layer Body formation process,
A recovery step of recovering the carbon nanofiber aggregate as a conductive wire by pulling out the carbon nanofiber from the carbon nanofiber aggregate;
A cleaning step of cleaning the surface of the substrate;
Including
In the carbon nanofiber assembly forming step, a conductive wire manufacturing method for heating a portion of the cylindrical substrate where the carbon nanofiber assembly is formed by a heating device provided inside the cylindrical substrate. .
前記カーボンナノファイバ集合体を前記基体から剥離する剥離工程と、
前記基体から剥離された前記カーボンナノファイバ集合体の先端部の動きを規制しつつ前記カーボンナノファイバ集合体の先端部から前記カーボンナノファイバを引き出す引出工程とを含む、請求項3に記載の導電線の製造方法。 The recovery step comprises
A peeling step of peeling the carbon nanofiber aggregate from the substrate;
And a drawing step of pulling out the carbon nanofibers from the tip part of the carbon nanofiber aggregate while restricting the movement of the tip part of the carbon nanofiber aggregate peeled from the substrate. Wire manufacturing method.
前記基体の表面上に少なくとも1つの触媒層を形成する触媒層形成部と、
前記円筒状の基体の外側に設けられ、前記円筒状の基体の外側から前記少なくとも1つの触媒層に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
前記円筒状の基体の内側に設けられ、前記円筒状の基体のうち前記カーボンナノファイバ集合体が形成される部分を加熱する加熱装置と、
前記少なくとも1つの触媒層上に、カーボンナノファイバを集合させてなるカーボンナノファイバ集合体を形成するカーボンナノファイバ集合体形成部と、
前記カーボンナノファイバ集合体から前記カーボンナノファイバを引き出すことにより前記カーボンナノファイバ集合体を導電線として回収する回収部と、
前記基体の表面をクリーニングするクリーニング部とを備え、
前記回収部が、前記カーボンナノファイバ集合体の先端部から前記カーボンナノファイバを引き出す引出装置を有する導電線の製造装置。 A cylindrical base that is rotatably supported;
A catalyst layer forming part for forming at least one catalyst layer on the surface of the substrate;
A raw material gas supply unit that is provided outside the cylindrical substrate and supplies a raw material gas to the at least one catalyst layer from the outside of the cylindrical substrate;
A heating device that is provided inside the cylindrical substrate and that heats a portion of the cylindrical substrate where the carbon nanofiber aggregate is formed;
A carbon nanofiber aggregate forming part for forming a carbon nanofiber aggregate formed by assembling carbon nanofibers on the at least one catalyst layer;
A recovery unit for recovering the carbon nanofiber aggregate as a conductive wire by pulling out the carbon nanofiber from the carbon nanofiber aggregate;
A cleaning unit for cleaning the surface of the substrate,
The conductive wire manufacturing apparatus, wherein the recovery unit includes a drawing device that pulls out the carbon nanofibers from a tip of the carbon nanofiber aggregate.
前記カーボンナノファイバ集合体を前記基体から剥離してガイドするガイド部と、
前記ガイド部によって前記基体から剥離されたカーボンナノファイバ集合体の先端部の動きを規制する規制部とをさらに備える請求項6に記載の導電線の製造装置。 The collection unit is
A guide portion for peeling and guiding the carbon nanofiber aggregate from the substrate;
The conductive wire manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising: a restricting portion that restricts movement of a tip portion of the carbon nanofiber aggregate separated from the base body by the guide portion.
The conductive wire manufacturing apparatus according to claim 6 or 7, wherein the collection unit is capable of rotating the carbon nanofibers drawn from the carbon nanofiber aggregate around the drawing direction.
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