JPWO2022181692A5 - - Google Patents

Description

炭素含有ガス供給口６２から供給される炭素含有ガスのＣＮＴ合成炉６０内での流れのレイノルズ数の下限は、０．０１以上が好ましく、０．０５以上がより好ましい。一方、上記レイノルズ数の上限は１０００以下が好ましく、１００以下がより好ましく、１０以下が更に好ましい。上記レイノルズ数が０．０１以上であると、装置の設計の自由度が向上する。上記レイノルズ数が１０００以下の場合、炭素含有ガスの流れが乱れて触媒粒子２７間のカーボンナノチューブの配向性が阻害されることを抑制することができる。

第１Ａカーボンナノチューブ群を構成するカーボンナノチューブの数の下限は、カーボンナノチューブ集合素線の長尺化の観点から、１０００本以上が好ましく、１００万本以上がより好ましく、１億本以上が更に好ましい。第１Ａカーボンナノチューブ群を構成するカーボンナノチューブの数の上限は、流路の目詰まり防止の観点から、１兆本以下が好ましく、１００億本以下がより好ましく、１０億本以下が更に好ましい。第１Ａカーボンナノチューブ群を構成するカーボンナノチューブの数は、１万本以上１０億本以下が好ましく、１０万本以上１億本以下がより好ましく、１００万本以上１億本以下が更に好ましい。ここで、第１Ａカーボンナノチューブ群を構成するカーノンナノチューブの数とは、第１－１Ａ流路４１Ａの炭素含有ガス供給口側の開口部を同時に通過するカーボンナノチューブの数を意味する。

走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）：テクネックス工房社製「Ｃｒｙ－１０」（製品名）
撮像条件：倍率４０倍～１０万倍、加速電圧１ｋＶ～１７ｋＶ。
測定視野：３０μｍ×３０μｍ

［実施形態４：カーボンナノチューブ集合線製造装置（２）］
実施形態３に係るカーボンナノチューブ集合線の製造方法に用いられるカーボンナノチューブ集合線製造装置について、図４～図６を用いて説明する。

試料１の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれにおけるＣＮＴの配向度は０．８及び０．９である。これにより、装置１で得られたＣＮＴ集合線において、ＣＮＴがその長手方向に配向して集合していることが確認される。

試料１の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれの長さは、１０ｍ及び１２ｍである。試料１の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれの径は、Φ０．１ｍｍ及びΦ０．０８ｍｍである。

装置２を用いて、試料２のカーボンナノチューブ集合線を作製する。装置２において、炭素含有ガス供給口からＣＮＴ合成炉内にアルゴンガス濃度が１００体積％のアルゴンガスを１０００ｃｃ／ｍｉｎの流量（流速３．４ｃｍ／ｓｅｃ）で５０分間供給しつつ、電気炉内の温度を１０００℃まで昇温する。次に、アルゴンガスを水素ガス（４０００ｃｃ／ｍｉｎ）に切り替えて、エチレンガスを２００ｃｃ／ｍｉｎの流量（流速０．１７ｃｍ／ｓｅｃ）、及び、二硫化炭素（ＣＳ_２）ガスを４ｃｃ／ｍｉｎの流量（流速０．００３ｃｍ／ｓｅｃ）で１２０分間供給する。水素ガス、エチレンガス、二硫化炭素を含む混合ガス（炭素含有ガス）全体の流速は、３．６ｃｍ／ｓｅｃである。

上記の水素ガス、エチレンガス、二硫化炭素ガスの供給により、触媒が崩壊して触媒粒子がＣＮＴ合成炉内に放出される。その後、ＣＮＴ合成炉内でＣＮＴが成長し、該ＣＮＴが第１－１構造体の内部で集合してＣＮＴ集合素線となり、該ＣＮＴ集合素線が第１－２構造体及び第２－２構造体のそれぞれの内部で集合して、２本のＣＮＴ集合線が形成される。該ＣＮＴ集合線を巻取装置で巻き取り、２本のＣＮＴ集合線を回収する。

試料２の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれにおけるＣＮＴの配向度は０．８２及び０．８９である。試料２の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれにおけるＣＮＴ集合素線の配向度は０．８６及び０．９２である。これにより、装置２で得られたＣＮＴ集合線において、ＣＮＴ及びＣＮＴ集合素線がその長手方向に配向して集合していることが確認される。

試料２の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれの長さは、１０ｍ及び１５ｍである。試料２の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれの径は、０．８ｍｍ及び１．２ｍｍである。

試料３の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれの長さは、１００ｍ及び１５０ｍである。試料３の２本のＣＮＴ集合線のそれぞれの径は、０．２ｍｍ及び０．３ｍｍである。

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