(57)【要約】【課題】本発明は、カーボンナノチューブ集合体の引張強度の向上を目的とする。【解決手段】カーボンナノチューブ集合体は、大径部と、大径部より径の小さい小径部とを有する複数のカーボンナノチューブからなり、互いに異なるカーボンナノチューブの大径部が係合するように形成されている。【選択図】図１
2010248014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブ集合体であって、
大径部と、前記大径部より径の小さい小径部とを有する複数のカーボンナノチューブからなり、互いに異なる前記カーボンナノチューブの前記大径部が係合するように形成されているカーボンナノチューブ集合体。
【請求項２】
カーボンナノチューブ集合体であって、
分岐部により２以上に分岐した枝状部を有する複数のカーボンナノチューブからなり、互いに異なる前記カーボンナノチューブの前記枝状部が係合するように形成されているカーボンナノチューブ集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カーボンナノチューブを集合させてカーボンナノチューブ集合体を形成する技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８９５７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、カーボンナノチューブ集合体の引張強度は、カーボンナノチューブ単体の引張強度ではなく、摩擦係数の低いカーボンナノチューブ単体同士の摩擦力に依存するため弱かった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされた発明であり、カーボンナノチューブ集合体の引張強度の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一部を解決するために本願発明は以下の態様を採る。
【０００７】
本発明の第１の態様は、カーボンナノチューブ集合体を提供する。本発明の第１の態様に係るカーボンナノチューブ集合体は、大径部と、前記大径部より径の小さい小径部とを有する複数のカーボンナノチューブからなり、互いに異なる前記カーボンナノチューブの前記大径部が係合するように形成されている。
【０００８】
本発明の第１の態様に係るカーボンナノチューブ集合体によれば、互いに異なる前記カーボンナノチューブの大径部が係合するように形成されているため、カーボンナノチューブ集合体の引張強度の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、カーボンナノチューブ集合体を提供する。本発明の第２の態様に係るカーボンナノチューブ集合体は、分岐部により２以上に分岐した枝状部を有する複数のカーボンナノチューブからなり、互いに異なる前記カーボンナノチューブの前記枝状部が係合するように形成されている。
【００１０】
本発明の第２の態様に係るカーボンナノチューブ集合体によれば、互いに異なる前記カーボンナノチューブの枝状部が係合するように形成されているため、カーボンナノチューブ集合体の引張強度の向上を図ることができる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、本発明に係るカーボンナノチューブ集合体の製造方法および製造装置、それらの製造方法および製造装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム等の態様で実現できる。また、本発明に係るカーボンナノチューブ集合体は、適宜、他の部材と組み合わせて適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を例示した説明図である。
【図２】本発明に係るカーボンナノチューブのその他の実施例を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るカーボンナノチューブ集合体について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
【００１４】
Ａ．第１実施例：
Ａ１．カーボンナノチューブの概要：
図１は、本発明に係るカーボンナノチューブ集合体を例示した説明図である。図１（ａ）は、カーボンナノチューブを例示した説明図である。図１（ａ）に示すように、カーボンナノチューブＣＮＴは、延伸方向に沿った方向の軸線Ｘと直交する方向の断面積が異なる大径部ｌｄｐと、小径部ｓｄｐとを備える単層構造を有している。具体的には、大径部ｌｄｐの直径Ｄ１が小径部ｓｄｐの直径Ｄ２より大きくなるように形成されている。直径Ｄ１は例えば、０．５ｎｍ〜５０ｎｍ程度であり、直径Ｄ２は例えば、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。
【００１５】
図１（ｂ）は、カーボンナノチューブ集合体を例示した説明図である。カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦは、カーボンナノチューブＣＮＴを撚糸することにより形成される。撚糸の方法については特に限定はないが、例えば、ブラシ状に生成されたカーボンナノチューブＣＮＴの側部を把持し、回転させながら絡め取ることによりカーボンナノチューブＣＮＴを撚糸することができる。このとき、撚糸により生成されたカーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦは、図１（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブＣＮＴの側面部同士が互いに接触するようにして形成されている。このとき、図１（ｂ）のＡ部分に示すように、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの大径部ｌｄｐが互いに係合している。
【００１６】
Ａ２．カーボンナノチューブの製造方法：
本実施例に係るカーボンナノチューブＣＮＴを製造する方法については、特に限定はなく、既知の製造方法により生成することができる。例えば、２本の炭素電極に高電圧をかけアーク放電をおこして生成するアーク放電法であってもよいし、触媒を混ぜた炭素に強いレーザー光をあて、気化した炭素と触媒とを反応させて生成するレーザー蒸発法や、アセチレンやメタンなど炭素を含むガスと金属触媒を高温状態で化学反応をさせて生成する化学的気相成長法（ＣＶＤ法）であってもよい。異なる太さを有するカーボンナノチューブは、製造時の条件を変化させることにより生成できることが知られている。例えば、雰囲気ガス圧を低下させると、直径が細くなることが知られている。（Ｙ．Ｓａｉｔｏ；Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔt；２９４，５９３（１９９８））。また、分岐部を有するカーボンナノチューブは、径の異なるカーボンナノチューブをつなぐことにより生成することができる。カーボンナノチューブをつなぐ技術については開示されている。（Ｃ．Ｊｉｎ；Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ３  Ｊａｎｕａｒｙ，１７（２００８））。
【００１７】
以上、本実施例におけるカーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦによれば、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの大径部ｌｄｐが係合するように形成されているため、引張強度の向上を図ることができる。具体的には、カーボンナノチューブＣＮＴの大径部ｌｄｐが互いに係合することで、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦに係る引張応力をカーボンナノチューブＣＮＴ単体同士の摩擦力と、カーボンナノチューブＣＮＴに対する圧縮応力により負担するため、摩擦係数の低いカーボンナノチューブＣＮＴ単体同士の摩擦力に対する応力負担を抑制でき、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦの引張強度の向上を図ることができる。
【００１８】
Ｂ．その他の実施例：
図２は、本発明に係るカーボンナノチューブのその他の実施例を例示した説明図である。
図２（ａ）は、本発明に係るカーボンナノチューブの第２の形態を例示した説明図である。第１実施例では、大径部ｌｄｐは、軸線Ｘに沿った方向の断面が略円形状となるような曲線により形成されていたが、大径部ｌｄｐおよび小径部ｓｄｐの形状は第１実施例に限定されず、例えば、図２（ａ）に示すように、軸線Ｘに沿った方向の断面が略矩形形状となるように形成されてもよい。この場合であっても、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの大径部ｌｄｐが係合するように形成されているため、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦの引張強度の向上を図ることができる。
【００１９】
図２（ｂ）は、本発明に係るカーボンナノチューブの第３の形態を例示した説明図である。第１実施例では、カーボンナノチューブＣＮＴは、上方向と下方向を反転させても同一形状となる点対称の形状として示されていたが、これに限られず、例えば、図２（ｂ）に示すように、大径部ｌｄｐの軸線Ｘに沿った方向の断面を三角形形状とするなど、点対称以外の形状であってもよい。この場合であっても、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの大径部ｌｄｐが係合できるため、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦの引張強度の向上を図ることができる。
【００２０】
図２（ｃ）は、本発明に係るカーボンナノチューブの第４の形態を例示した説明図である。第１実施例では、カーボンナノチューブＣＮＴは単層構造として説明したが、これに限られず、多層構造であってもよい。例えば、図２（ｃ）に示すように、カーボンナノチューブＣＮＴは、内部にフラーレンＦＢを有することにより大径部ｌｄｐおよび小径部ｓｄｐが形成されていてもよい。この場合であっても、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの大径部ｌｄｐが係合することにより、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦの引張強度の向上を図ることができる。
【００２１】
図２（ｄ）は、本発明に係るカーボンナノチューブの第５の形態を例示した説明図である。第１実施例では、カーボンナノチューブＣＮＴは分岐部や、枝分かれ部分を有さない形状として説明したが、これに限られず、例えば、図２（ｄ）に示すように、カーボンナノチューブＣＮＴは、分岐部ｂａにより、２以上に分岐した部分である枝状部ｒａが形成されていてもよい。この場合であっても、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの枝状部ｒａが係合することにより、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦに係る引張応力をカーボンナノチューブＣＮＴ単体同士の摩擦力と、カーボンナノチューブＣＮＴに対する圧縮応力により負担することができ、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦの引張強度の向上を図ることができる。
【００２２】
図２（ｅ）は、本発明に係るカーボンナノチューブの第６の形態を例示した説明図である。第５の形態では分岐部ｂａを一箇所設けたカーボンナノチューブＣＮＴについて説明したが、これに限られず、図２（ｅ）に示すように、分岐部ｂａを２以上備え、両側の端部に枝状部ｒａが形成されていてもよい。この場合であっても、互いに異なるカーボンナノチューブＣＮＴの枝状部ｒａが係合することにより、カーボンナノチューブ集合体ＣＮＴＦの引張強度の向上を図ることができる。
【００２３】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２４】
Ｘ…軸線
ＣＮＴＦ…カーボンナノチューブ集合体
Ｄ１…直径
Ｄ２…直径
ｂａ…分岐部
ｒａ…枝状部
ＣＮＴ…カーボンナノチューブ
ｓｄｐ…小径部
ｌｄｐ…大径部
【図１】
2010248014.tif 000003
【図２】
2010248014.tif 000004