JP2006335624A - Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube fiber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and industrially excellent manufacturing method in the manufacture of a carbon nanotube fiber excellent in physical properties such as mechanical strength, electric conductivity or thermal conductivity. <P>SOLUTION: The spun carbon nanotube fiber 100 is passed through an electric oven 12 to be heated using 2 bobbins 10 and 11. Carbon nanotubes in the fiber 100 are chemically bonded to each other at the contact parts by making current flow to the fiber 100 in the heated state using a pair of electrodes 14 and a power source 15. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、紡糸されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）からなるカーボンナノチューブ繊維の製造方法およびカーボンナノチューブ繊維の製造装置に関し、強化繊維、熱分散用繊維、フレキシブル電線などに用いて好適である。   The present invention relates to a carbon nanotube fiber production method and a carbon nanotube fiber production apparatus comprising spun carbon nanotubes (CNT), and is suitable for use in reinforcing fibers, heat dispersion fibers, flexible electric wires, and the like.

従来よりカーボンナノチューブは、アーク法やＣＶＤ法によって製造されており、機械的強度、伝熱性などの物性的に優れた特質を持っているため、強化繊維、導電性が付与された繊維またはプラスチック、さらにはトランジスタなどへの応用が盛んに提案されている。   Conventionally, carbon nanotubes have been manufactured by the arc method or CVD method, and have excellent physical properties such as mechanical strength and heat conductivity, so that reinforcing fibers, fibers or plastics with conductivity, Furthermore, applications to transistors and the like have been actively proposed.

このカーボンナノチューブの長さは数μｍ〜数百μｍと短いため、そのままでは、工業的には、モルタル、コンクリート、紙などの構造材料に対して、強度向上や導電性付与のために添加される添加材料としての利用が主であった。   Since the length of the carbon nanotube is as short as several μm to several hundred μm, as it is, it is industrially added to structural materials such as mortar, concrete, paper, etc., for improving strength and imparting conductivity. The main use was as an additive material.

そこで、カーボンナノチューブ単独を紡糸したり、カーボンナノチューブと樹脂などとの混合物を紡糸することが行われている。たとえば、プラスチックなどの強化用として添加されたり、他の高分子と混合して強化繊維にしたり（たとえば特許文献１、非特許文献１参照）、直接、カーボンナノチューブを紡糸する方法（非特許文献２参照）などが提案されている。   Therefore, spinning of carbon nanotubes alone or spinning of a mixture of carbon nanotubes and resin has been performed. For example, a method of spinning carbon nanotubes directly (for example, see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1), which is added as a reinforcing material for plastics or the like, mixed with other polymers to form reinforcing fibers (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Have been proposed).

カーボンナノチューブを繊維状にしなければ、産業上の応用が限られてしまうので、これらの試みは大変有望ではあるが、このような繊維では、カーボンナノチューブ同士が物理的に接触している状態が多く、機械的強度、電気伝導度、熱伝導度など、本来、カーボンナノチューブが持っている優れた物性を十分に発揮できない状態にある。   If the carbon nanotubes are not made into a fiber, industrial applications are limited, so these attempts are very promising. However, in such fibers, the carbon nanotubes are often in physical contact with each other. The excellent physical properties of carbon nanotubes, such as mechanical strength, electrical conductivity, and thermal conductivity, cannot be fully exhibited.

そこで、繊維内における物理的な接触部分を化学結合、具体的には炭素同士の共有結合に転換することでカーボンナノチューブが持っている優れた物性を引き出すことができると考えられる。   Therefore, it is considered that the excellent physical properties of the carbon nanotube can be derived by converting the physical contact portion in the fiber into a chemical bond, specifically, a covalent bond between carbons.

従来では、カーボンナノチューブ繊維におけるカーボンナノチューブの物理的接触部を共有結合に転換する方法として、電子線照射によるカーボンナノチューブの融合の例が提案されている（非特許文献３参照）。
特開２００５−１０５５１０号公報 Ｂｒｉｇｉｔｔｅ Ｖｉｇｏｌｏ等，ＳＣＩＥＮＣＥ，ｖｏｌ．２９０，ｐ．１３３１（２０００） Ｍｅｉ Ｚｈａｎｇ等，ＳＣＩＥＮＣＥ，ｖｏｌ．３０６，ｐ．１３５９（２００４） Ｍ．Ｔｅｒｒｏｎｅｓ等，ＳＣＩＥＮＣＥ，ｖｏｌ．２８８，ｐ．１２２６（２０００） Conventionally, as an example of a method for converting a physical contact portion of a carbon nanotube in a carbon nanotube fiber into a covalent bond, an example of carbon nanotube fusion by electron beam irradiation has been proposed (see Non-Patent Document 3).
JP 2005-105510 A Brigitte Vigolo et al., SCIENCE, vol. 290, p. 1331 (2000) Mei Zhang et al., SCIENCE, vol. 306, p. 1359 (2004) M.M. Terrones et al., SCIENCE, vol. 288, p. 1226 (2000)

しかしながら、上記した電子線照射によりカーボンナノチューブ繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させる方法では、電子線照射は、コストが高い上に、大量生産を必要とする工業的な用途としては、実用的ではないという問題がある。   However, in the method of chemically bonding the contact portions of carbon nanotubes in the carbon nanotube fiber by the electron beam irradiation described above, the electron beam irradiation is expensive, and as an industrial application that requires mass production, There is a problem that it is not practical.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、機械的強度、電気伝導度、熱伝導度などの物性に優れたカーボンナノチューブ繊維を製造するにあたって、工業用に適した製造方法およびそのような製造方法を適切に行うことのできる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 problems, and in producing carbon nanotube fibers having excellent physical properties such as mechanical strength, electrical conductivity, and thermal conductivity, a production method suitable for industrial use and the like. An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus capable of appropriately performing a simple manufacturing method.

本発明者は、カーボンナノチューブ繊維内のカーボンナノチューブの物理的接触部を化学結合に転換する方法として、高温下におけるカーボンナノチューブの構成原子である炭素のマイグレーションと欠陥の修復現象を利用し、当該物理的接触部が電気的に高抵抗になることに着目した。   As a method of converting the physical contact portion of the carbon nanotube in the carbon nanotube fiber into a chemical bond, the present inventor uses the migration phenomenon of carbon, which is a constituent atom of the carbon nanotube at a high temperature, and the repair phenomenon of the defect, We paid attention to the fact that the mechanical contact portion becomes electrically high resistance.

そして、加熱により、カーボンナノチューブ繊維全体を、ある程度化学結合の反応のための活性化状態とし、さらに、上記した物理的接触部が高抵抗であることを利用して通電によってこの接触部にジュール熱を発生させ、化学結合を発生させることを考えた。本発明は、このような考えに基づいて創出されたものである。   Then, by heating, the entire carbon nanotube fiber is activated to a certain extent for the reaction of chemical bonding, and further, Joule heat is applied to this contact portion by energization utilizing the high resistance of the physical contact portion described above. To generate chemical bonds. The present invention has been created based on such an idea.

すなわち、本発明は、紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維に対して加熱しながら通電することにより、繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させることを第１の特徴とする。   That is, the first feature of the present invention is to chemically bond the contact portions of the carbon nanotubes in the fiber by energizing the fibers made of the spun carbon nanotubes while heating.

それによれば、加熱しながら通電することにより、繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部に対して効果的にエネルギーを付与できるため、炭素同士を化学結合させることができる。なお、この繊維内の接触部における化学結合の様子は、上記非特許文献３と同様に、電子顕微鏡により実際に確認できている。   According to this, by energizing while heating, energy can be effectively applied to the contact portion of the carbon nanotube in the fiber, so that carbons can be chemically bonded. The state of chemical bonding at the contact portion in the fiber can be actually confirmed by an electron microscope, as in Non-Patent Document 3.

そして、本発明の製造方法によれば、このように、繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させることにより、従来の接触部が物理的接触であったカーボンナノチューブ繊維に比べて、機械的強度、電気伝導度、熱伝導度に優れたカーボンナノチューブ繊維を製造することができる。   According to the manufacturing method of the present invention, the carbon nanotube contact portions in the fiber are chemically bonded to each other in this manner, so that the mechanical contact is compared with the carbon nanotube fiber in which the conventional contact portion is a physical contact. Carbon nanotube fiber excellent in mechanical strength, electrical conductivity, and thermal conductivity can be produced.

このように、本発明によれば、加熱しながら通電することで、繊維内の接触部同士を化学結合させることができるため、大量生産に適したものとなっており、物性に優れたカーボンナノチューブ繊維を製造するにあたって、工業用に適した製造方法を提供することができる。   Thus, according to the present invention, the carbon nanotubes are suitable for mass production because they can be chemically bonded to each other in the fiber by energizing while heating, and are excellent in physical properties. In manufacturing a fiber, a manufacturing method suitable for industrial use can be provided.

また、上記第１の特徴を有する製造方法においては、カーボンナノチューブ繊維を加熱するがゆえに当該繊維の酸化を招きやすいが、そのような点を考慮し、本発明は、繊維の加熱および通電を不活性ガス中にて行うことを、第２の特徴とする。   Further, in the manufacturing method having the first feature, since the carbon nanotube fiber is heated, the fiber is likely to be oxidized. However, in consideration of such a point, the present invention prevents heating and energization of the fiber. Performing in an active gas is a second feature.

それによれば、加熱および通電状態にあるカーボンナノチューブ繊維における酸化防止を行うことができ、好ましい。   Accordingly, it is possible to prevent oxidation of the carbon nanotube fiber in a heated and energized state, which is preferable.

さらに、本発明は、上記第２の特徴を有する製造方法において、不活性ガスには、炭化水素が添加されていることを第３の特徴とする。   Furthermore, the third feature of the present invention is that, in the production method having the second feature, a hydrocarbon is added to the inert gas.

それによれば、カーボンナノチューブ繊維に対する加熱および通電を行う際に、当該繊維内のカーボンナノチューブの間の化学結合において、炭化水素の炭素が橋渡しの機能を果たすため、化学結合させやすくなり、好ましい。   Accordingly, when the carbon nanotube fiber is heated and energized, the carbon of the hydrocarbon serves as a bridging function in the chemical bond between the carbon nanotubes in the fiber.

また、本発明は、上記第２または第３の特徴を有する製造方法において、不活性ガスには、化学結合を促進するための触媒が添加されていることを第３の特徴とする。   The third feature of the present invention is that in the production method having the second or third feature, a catalyst for promoting chemical bonding is added to the inert gas.

それによれば、繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させやすくなり、好ましい。   According to this, it becomes easy to chemically bond the contact portions of the carbon nanotubes in the fiber, which is preferable.

また、本発明は、上記第１または第４の特徴を有する製造方法において、繊維の加熱および通電は、繊維に対して引っ張り応力を加えながら行うことを第５の特徴とする。   The fifth feature of the present invention is that, in the manufacturing method having the first or fourth feature, heating and energization of the fiber are performed while applying tensile stress to the fiber.

それによれば、紡糸されたカーボンナノチューブ繊維に対する加熱および通電を行う際に、当該繊維が引っ張られた状態となるため、当該繊維内における接触部を多くでき、また、当該繊維を長繊維化されたものにできるため、好ましい。   According to this, when the heated carbon nanotube fiber is heated and energized, the fiber is pulled, so that the number of contact portions in the fiber can be increased, and the fiber is elongated. Since it can be made, it is preferable.

また、本発明の第６の特徴は、紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維を加熱する加熱手段（１２）と、この加熱手段（１２）により加熱されている状態の繊維に対して電流を流す通電手段（１４、１５、１６）と、を備えるカーボンナノチューブ繊維の製造装置である。   The sixth feature of the present invention is that the heating means (12) for heating the fibers made of the spun carbon nanotubes and energization for passing an electric current to the fibers heated by the heating means (12). An apparatus for producing carbon nanotube fibers comprising means (14, 15, 16).

それによれば、上記第１の特徴として示した製造方法を適切に行うことのできるカーボンナノチューブ繊維の製造装置を提供できる。   According to this, it is possible to provide a carbon nanotube fiber manufacturing apparatus capable of appropriately performing the manufacturing method shown as the first feature.

さらに、この製造装置において、加熱手段（１２）および通電手段（１４〜１６）へ繊維を搬送する搬送手段（１０、１１）を備えたものとすることが、本発明の第７の特徴である。   Furthermore, in this manufacturing apparatus, it is a seventh feature of the present invention that the manufacturing apparatus includes transport means (10, 11) for transporting the fibers to the heating means (12) and the energization means (14 to 16). .

それによれば、加熱手段（１２）および通電手段（１４〜１６）へ繊維を適切に搬送することができるため、カーボンナノチューブ繊維に対する加熱および通電を適切に行うことができる。   According to this, since a fiber can be appropriately conveyed to the heating means (12) and the energization means (14 to 16), the carbon nanotube fiber can be appropriately heated and energized.

また、本発明は、上記第６または第７の特徴を備える製造装置において、加熱手段は電気炉（１２）からなり、この電気炉（１２）内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（１７）を備えることを第８の特徴としている。   Further, the present invention provides the manufacturing apparatus having the sixth or seventh feature, wherein the heating means includes an electric furnace (12), and an inert gas supply means for supplying an inert gas into the electric furnace (12). The eighth feature is that (17) is provided.

それによれば、繊維の加熱および通電を不活性ガスにて行うことができるため、加熱および通電状態にあるカーボンナノチューブ繊維における酸化防止を行うことができ、好ましい。   According to this, since heating and energization of the fiber can be performed with an inert gas, it is possible to prevent oxidation of the carbon nanotube fiber in the heated and energized state, which is preferable.

また、上記した製造装置における通電手段としては、具体的には、繊維に接触して設けられる一対の電極（１４）とこの一対の電極（１４）に電流を流すための電源（１５）とからなるものにできる。   Further, as the energizing means in the above-described manufacturing apparatus, specifically, from a pair of electrodes (14) provided in contact with the fiber and a power source (15) for flowing a current through the pair of electrodes (14) Can be.

また、本発明は、上記各特徴を有する製造装置において、搬送手段として、紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維を巻き取り加熱手段（１２）および通電手段（１４〜１６）へ送り出す第１のボビン（１０）と、加熱手段（１２）および通電手段（１４〜１６）にて処理された繊維を巻き取る第２のボビン（１１）とを備えるものとしたことを第９の特徴としている。   Moreover, in the manufacturing apparatus having the above features, the present invention provides a first bobbin that feeds the fiber made of spun carbon nanotubes to the winding and heating means (12) and the energizing means (14 to 16) as a conveying means. 10) and a second bobbin (11) that winds up the fibers treated by the heating means (12) and the energization means (14 to 16) is a ninth feature.

それによれば、２つのボビン（１０、１１）の間にて、繊維を引っ張られた状態としつつ加熱および通電を行うことができ、好ましい。   Accordingly, heating and energization can be performed between the two bobbins (10, 11) while the fiber is pulled, which is preferable.

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態では、紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維（カーボンナノチューブ繊維）に対して加熱しながら通電することにより、この繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させる製造方法を提供するものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment provides a manufacturing method in which a carbon nanotube fiber in a fiber is chemically bonded to each other by applying electricity while heating to a fiber (carbon nanotube fiber) made of spun carbon nanotubes. is there.

図１は、このような製造方法を実現するための本実施形態に係るカーボンナノチューブ繊維の製造装置の概略構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a carbon nanotube fiber manufacturing apparatus according to the present embodiment for realizing such a manufacturing method.

図１に示されるように、この製造装置は、カーボンナノチューブ繊維１００が巻き取られた繊維供給ボビン１０から、当該繊維１００が、電気炉１２内を貫通する保護管１３へ導入され、この保護管１３を通過した繊維１００は、巻き取りボビン１１にて巻き取られるようになっている。   As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus is configured such that the fiber 100 is introduced from a fiber supply bobbin 10 around which the carbon nanotube fiber 100 is wound into a protective tube 13 penetrating through the electric furnace 12. The fiber 100 that has passed through 13 is wound up by a winding bobbin 11.

ここで、繊維供給ボビン１０に巻き取られるカーボンナノチューブ繊維１００は、カーボンナノチューブ単独を紡糸したり、カーボンナノチューブと樹脂などとの混合物を紡糸するという従来の方法にて製造される。そして、本実施形態は、この従来の公知方法にて紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００を用い、これに対して、さらに処理を加えるものである。   Here, the carbon nanotube fiber 100 wound around the fiber supply bobbin 10 is manufactured by a conventional method of spinning a carbon nanotube alone or spinning a mixture of a carbon nanotube and a resin. And this embodiment uses the carbon nanotube fiber 100 spun by this conventional well-known method, and adds a process with respect to this.

繊維供給ボビン１０、巻き取りボビン１１は、それぞれ第１のボビン１０、第２のボビン１１として搬送手段１０、１１を構成している。これら両ボビン１０、１１は図示しない電気モータなどにより回転するものであり、繊維供給ボビン１０から供給されるカーボンナノチューブ繊維１００が、巻き取りボビン１１で巻き取られるように回転する。   The fiber supply bobbin 10 and the take-up bobbin 11 constitute conveying means 10 and 11 as a first bobbin 10 and a second bobbin 11, respectively. These bobbins 10 and 11 are rotated by an electric motor (not shown) or the like, and rotate so that the carbon nanotube fiber 100 supplied from the fiber supply bobbin 10 is taken up by the take-up bobbin 11.

たとえば、巻き取りボビン１１の回転速度や回転トルクを繊維供給ボビン１０の回転速度や回転トルクよりも少し大きくすることにより、２つのボビン１０、１１の間にてカーボンナノチューブ繊維１００には引っ張り応力が加わり、当該繊維１００は引っ張られて延びた状態となる。   For example, a tensile stress is applied to the carbon nanotube fiber 100 between the two bobbins 10 and 11 by making the rotational speed and rotational torque of the winding bobbin 11 slightly larger than the rotational speed and rotational torque of the fiber supply bobbin 10. In addition, the fiber 100 is pulled and extended.

電気炉１２は、カーボンナノチューブ繊維１００を加熱する加熱手段１２として構成されており、繊維供給ボビン１０と巻き取りボビン１１との間に位置している。   The electric furnace 12 is configured as a heating unit 12 that heats the carbon nanotube fiber 100, and is positioned between the fiber supply bobbin 10 and the take-up bobbin 11.

この電気炉１２としては、カーボンナノチューブ繊維１００を間接もしくは直接加熱できるものならば、一般に用いられている各種の電気炉を採用することができる。たとえば、タンタル、ＳｉＣ、ニクロム線などの発熱体の通電発熱を利用する抵抗加熱炉や、コイルから磁力線を発生させ対象物を加熱する誘導加熱炉などを採用できる。   As the electric furnace 12, various electric furnaces that are generally used can be adopted as long as the carbon nanotube fiber 100 can be heated indirectly or directly. For example, a resistance heating furnace that uses energization heat generation of a heating element such as tantalum, SiC, or nichrome wire, an induction heating furnace that generates magnetic lines of force from a coil, and the like can be employed.

また、電気炉１２内に挿入された保護管１３は、両ボビン１０、１１の間にてカーボンナノチューブ繊維１００が貫通する中空穴を有する管であり、この保護管１３は、たとえば石英やアルミナなどの耐熱性に優れた材料からなる。   Further, the protective tube 13 inserted into the electric furnace 12 is a tube having a hollow hole through which the carbon nanotube fiber 100 passes between the bobbins 10 and 11, and the protective tube 13 is, for example, quartz or alumina. It is made of a material with excellent heat resistance.

この保護管１３の中空穴の入口１３ａと出口１３ｂには、カーボンナノチューブ繊維１００に通電するための電極１４が一対設けられており、この一対の電極１４は、Ｃｕなどのリード線などからなる配線１６により電源１５に接続されている。この電源１５としては、直流電源、交流電源、または直流パルス電源などを用いることができる。   A pair of electrodes 14 for energizing the carbon nanotube fiber 100 are provided at the inlet 13a and the outlet 13b of the hollow hole of the protective tube 13, and the pair of electrodes 14 is a wiring made of a lead wire such as Cu. 16 is connected to a power source 15. As the power source 15, a DC power source, an AC power source, a DC pulse power source, or the like can be used.

そして、両ボビン１０、１１の位置や回転トルクなどを調節することにより、保護管１３内にて、電極１４とカーボンナノチューブ繊維１００とは十分に接触している。それにより、電源１５によって一対の電極１４を介して繊維１００に対して電流が流れるようになっている。   In addition, the electrode 14 and the carbon nanotube fiber 100 are sufficiently in contact with each other in the protective tube 13 by adjusting the positions of both the bobbins 10 and 11 and the rotational torque. Thereby, a current flows through the fiber 100 via the pair of electrodes 14 by the power source 15.

このように、一対の電極１４、電源１５および配線１６は、電気炉１２にて過熱されている状態のカーボンナノチューブ繊維１００に対して電流を流す通電手段１４〜１６として構成されている。   As described above, the pair of electrodes 14, the power supply 15, and the wiring 16 are configured as energization means 14 to 16 for supplying a current to the carbon nanotube fiber 100 that is overheated in the electric furnace 12.

ここで、一対の電極１４はそれぞれ、カーボンナノチューブ繊維１００の移動に伴い上記両ボビン１０、１１と同様の方向へ回転できるように保護管１３内に設置されている。そして、一対の電極１４は、このような回転を可能とするためにローラー形状とすることが好ましい。   Here, each of the pair of electrodes 14 is installed in the protective tube 13 so as to be able to rotate in the same direction as the bobbins 10 and 11 with the movement of the carbon nanotube fiber 100. And it is preferable that a pair of electrode 14 is made into a roller shape in order to enable such rotation.

図２（ａ）、（ｂ）は、この電極１４の具体的な形状の一例を示す斜視図である。電極１４は、図２（ａ）に示されるように溝付き円筒形状としたり、図２（ｂ）に示されるように中央部分が凹となった逆テーパ形状とすることができる。   2A and 2B are perspective views showing an example of a specific shape of the electrode 14. The electrode 14 can have a grooved cylindrical shape as shown in FIG. 2 (a), or a reverse taper shape with a concave central portion as shown in FIG. 2 (b).

図２（ａ）の電極１４および図２（ｂ）の電極１４は、ともに図中の矢印に示されるように回転することによって、図中の破線に示されるカーボンナノチューブ繊維１００の移動を阻害しない。そして、前者の電極１４においては、当該電極１４の全周に設けられた溝１４ａによって繊維１００のガイドがなされ、後者の電極１４においては、中央部の凹部１４ｂによって繊維１００のガイドがなされる。   Both the electrode 14 in FIG. 2A and the electrode 14 in FIG. 2B rotate as indicated by the arrows in the figure, so that the movement of the carbon nanotube fiber 100 indicated by the broken lines in the figure is not hindered. . In the former electrode 14, the fiber 100 is guided by the grooves 14 a provided on the entire circumference of the electrode 14, and in the latter electrode 14, the fiber 100 is guided by the concave portion 14 b in the central portion.

また、この一対の電極１４としては、たとえばＣｕやリン青銅などの一般的な電極材料を採用することができる。また、カーボンナノチューブ繊維１００との電気的な接触抵抗を下げるために、電極１４の表面には、Ｐｔ（白金）やＰｄ（パラジウム）などのコーティングが施されていてもよい。   Moreover, as this pair of electrodes 14, common electrode materials, such as Cu and phosphor bronze, can be employ | adopted, for example. Further, in order to reduce the electrical contact resistance with the carbon nanotube fiber 100, the surface of the electrode 14 may be coated with Pt (platinum) or Pd (palladium).

また、電気炉１２内を貫通する保護管１３には、ガス導入口１３ｃが設けられており、このガス導入口１３ｃには、電気炉１２内すなわち保護管１３内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段１７が接続されている。   The protective tube 13 penetrating the electric furnace 12 is provided with a gas inlet 13c. The gas inlet 13c is supplied with an inert gas into the electric furnace 12, that is, into the protective tube 13. Active gas supply means 17 is connected.

不活性ガス供給手段１７は、源流側からガス導入口１３ｃへ向かって、アルゴンやヘリウムなどの不活性ガスが充填されたガスボンベ１７ａ、減圧弁としてのレギュレータ１７ｂ、流量計１７ｃが順次、配管などによって接続されたものである。   The inert gas supply means 17 includes a gas cylinder 17a filled with an inert gas such as argon or helium, a regulator 17b as a pressure reducing valve, and a flow meter 17c in order from a source flow side to a gas inlet 13c by piping or the like. It is connected.

そして、ガスボンベ１７ａから放出されるガスはレギュレータ１７ｂによって減圧されガス導入口１３ｃから保護管１３内に供給される。ここで、供給される不活性ガス圧は、流量計１７ｃにより測定されレギュレータ１７ｂにて調節される。   And the gas discharge | released from the gas cylinder 17a is pressure-reduced by the regulator 17b, and is supplied in the protective tube 13 from the gas inlet 13c. Here, the supplied inert gas pressure is measured by the flow meter 17c and adjusted by the regulator 17b.

このような製造装置においては、カーボンナノチューブ繊維１００は、次のように、加熱・通電処理される。   In such a manufacturing apparatus, the carbon nanotube fiber 100 is heated and energized as follows.

従来方法で紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００は、第１のボビンとしての繊維供給ボビン１０に巻き取られ、この繊維１００の先端は、繊維供給ボビン１０から保護管１３を通り、第２のボビンとしての巻き取りボビン１１に対して巻き取り可能な状態で取り付けられる。   The carbon nanotube fiber 100 spun by the conventional method is wound around a fiber supply bobbin 10 as a first bobbin, and the tip of the fiber 100 passes from the fiber supply bobbin 10 through a protective tube 13 and serves as a second bobbin. It is attached to the take-up bobbin 11 in a state where it can be taken up.

そして、加熱手段としての電気炉１２により繊維１００を加熱しながら、通電手段としての一対の電極１４および電源１５を介して加熱されている状態の繊維１００に対して電流を流す。ここで、加熱温度はたとえば５００℃〜１３００℃程度にできる。この加熱および通電によるエネルギーによって繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部同士が化学結合する。   And while heating the fiber 100 with the electric furnace 12 as a heating means, an electric current is sent with respect to the fiber 100 of the state heated via the pair of electrodes 14 and the power supply 15 as an electricity supply means. Here, the heating temperature can be, for example, about 500 ° C. to 1300 ° C. The contact portions of the carbon nanotubes in the fiber 100 are chemically bonded to each other by energy generated by heating and energization.

このとき、両ボビン１０、１１の回転トルクや回転速度、位置を調節することにより、繊維１００と電極１４との接触を確保するとともに、繊維１００に引っ張り応力が加わって繊維１００が引っ張られた状態となるようにする。   At this time, by adjusting the rotational torque, rotational speed, and position of the bobbins 10 and 11, the fiber 100 and the electrode 14 are kept in contact with each other, and a tensile stress is applied to the fiber 100 to pull the fiber 100. To be.

そして、繊維供給ボビン１０から保護管１３へ繊維１００が送り出されるとともに、加熱・通電処理された繊維１００が巻き取りボビン１１に巻き取られていくことで、繊維１００の搬送が行われ、当該繊維１００の先端部側の部分から順次、上記した加熱・通電処理が行われていく。   Then, the fiber 100 is sent out from the fiber supply bobbin 10 to the protective tube 13, and the heated and energized fiber 100 is wound around the take-up bobbin 11, whereby the fiber 100 is conveyed, and the fiber The heating and energization processes described above are sequentially performed from the front end portion side of 100.

また、このとき、不活性ガス供給手段１７により保護管１３内にアルゴンや窒素などの不活性ガスを導入し、保護管１３内を不活性ガス雰囲気とする。それにより、カーボンナノチューブ繊維１００の加熱および通電を、不活性ガス中にて行う。   At this time, an inert gas such as argon or nitrogen is introduced into the protective tube 13 by the inert gas supply means 17, and the protective tube 13 is filled with an inert gas atmosphere. As a result, the carbon nanotube fiber 100 is heated and energized in an inert gas.

こうして、本実施形態によれば、上記加熱・通電処理に供され巻き取りボビン１１に巻き取られたカーボンナノチューブ繊維１００が、完成品として提供される。   Thus, according to the present embodiment, the carbon nanotube fiber 100 that has been subjected to the heating / energization process and wound on the winding bobbin 11 is provided as a finished product.

なお、繊維供給ボビン１０から繰り出されるカーボンナノチューブ繊維１００の先端部を、予め巻き取りボビン１１に取り付けてから、加熱・通電処理を行うため、繊維１００の先端部の一部は、未処理の状態となるが、この未処理部分の無駄を極力無くすために、カーボンナノチューブ繊維１００の先端部にダミーのワイヤを接続しておき、このダミーワイヤを巻き取りボビン１１に取り付けるようにしてもよい。   In addition, since the front-end | tip part of the carbon nanotube fiber 100 drawn | fed out from the fiber supply bobbin 10 is previously attached to the winding bobbin 11, in order to perform a heating and electricity supply process, a part of front-end | tip part of the fiber 100 is an unprocessed state However, a dummy wire may be connected to the tip of the carbon nanotube fiber 100 and the dummy wire attached to the take-up bobbin 11 in order to eliminate the waste of the untreated portion as much as possible.

［効果等］
ところで、本実施形態によれば、紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００に対して加熱しながら通電することにより、繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させることを特徴とするカーボンナノチューブ繊維の製造方法が提供される。 [Effects]
By the way, according to the present embodiment, the carbon nanotube fiber 100 is characterized by chemically bonding the contact portions of the carbon nanotubes in the fiber 100 by energizing the spun carbon nanotube fiber 100 while heating. A manufacturing method is provided.

それによれば、加熱しながら通電することにより、カーボンナノチューブ繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部に対して効果的にエネルギーを付与できるため、炭素同士を化学結合させることができる。なお、この本実施形態における繊維１００内の接触部における化学結合の様子は、上記非特許文献３と同様に、電子顕微鏡により実際に確認できている。   According to this, by energizing while heating, energy can be effectively applied to the contact portion of the carbon nanotube in the carbon nanotube fiber 100, so that carbons can be chemically bonded. In addition, the state of the chemical bond in the contact part in the fiber 100 in this embodiment can be actually confirmed by an electron microscope as in Non-Patent Document 3.

そして、本製造方法によれば、このように、カーボンナノチューブ繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させることにより、繊維１００内の接触部同士の結合強度が高まり、電気伝導度および熱伝導度が低くなる。   And according to this manufacturing method, the bond strength of the contact parts in the fiber 100 increases by chemically bonding the contact parts of the carbon nanotubes in the carbon nanotube fiber 100 in this way, and the electrical conductivity and heat are increased. The conductivity is lowered.

つまり、本実施形態によれば、従来の接触部が物理的接触であったカーボンナノチューブ繊維に比べて、機械的強度、電気伝導度、熱伝導度に優れたカーボンナノチューブ繊維１００を製造することができる。   That is, according to the present embodiment, it is possible to manufacture the carbon nanotube fiber 100 that is superior in mechanical strength, electrical conductivity, and thermal conductivity as compared with the carbon nanotube fiber in which the conventional contact portion is a physical contact. it can.

したがって、本実施形態によれば、加熱しながら通電することで、繊維１００内の接触部同士を化学結合させることができるため、上述した電子線照射に比べて、大量生産に適し且つ安価なものとなり、工業用に適した製造方法を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, since the contact portions in the fiber 100 can be chemically bonded by energizing while heating, compared to the electron beam irradiation described above, it is suitable and inexpensive for mass production. Thus, a manufacturing method suitable for industrial use can be provided.

また、本実施形態の製造方法においては、カーボンナノチューブ繊維１００に対する加熱および通電を不活性ガス中にて行うことも特徴のひとつである。   Moreover, in the manufacturing method of this embodiment, it is one of the characteristics that the carbon nanotube fiber 100 is heated and energized in an inert gas.

それによれば、加熱および通電状態にあるカーボンナノチューブ繊維１００における酸化防止を行うことができ、好ましい。   Accordingly, it is possible to prevent oxidation of the carbon nanotube fiber 100 in a heated and energized state, which is preferable.

さらに、本実施形態の製造方法においては、カーボンナノチューブ繊維１００に対する加熱および通電を、繊維１００に対して引っ張り応力を加えながら行うことも特徴のひとつである。   Furthermore, in the manufacturing method of the present embodiment, one of the characteristics is that the carbon nanotube fiber 100 is heated and energized while applying a tensile stress to the fiber 100.

それによれば、紡糸された繊維１００に対する加熱および通電を行う際に、当該繊維１００が引っ張られた状態となるため、当該繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部を多くすることができ、また、当該繊維１００を長繊維化されたものにできるため、好ましい。   According to this, when the heated fiber 100 is heated and energized, the fiber 100 is pulled, so that the number of contact portions of the carbon nanotubes in the fiber 100 can be increased. Since the fiber 100 can be made into a long fiber, it is preferable.

また、本実施形態によれば、図１に示したように、紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００を加熱する加熱手段としての電気炉１２と、この電気炉１２により加熱されている状態の繊維１００に対して電流を流す通電手段１４〜１６とを備えることを特徴とするカーボンナノチューブ繊維の製造装置が提供される。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the electric furnace 12 as a heating means for heating the spun carbon nanotube fiber 100 and the fiber 100 heated by the electric furnace 12 On the other hand, a carbon nanotube fiber manufacturing apparatus is provided, which is provided with energization means 14 to 16 for passing an electric current.

それによれば、電気炉１２および通電手段１４〜１６によって、紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００に対して加熱しながら通電することにより、繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させることができる。そのため、本製造装置によれば、上記した本実施形態の製造方法を適切に行うことができる。   According to this, by contacting the spun carbon nanotube fiber 100 while heating it with the electric furnace 12 and the energizing means 14 to 16, the carbon nanotube contact portions in the fiber 100 can be chemically bonded to each other. . Therefore, according to this manufacturing apparatus, the manufacturing method of this embodiment mentioned above can be performed appropriately.

また、本実施形態の製造装置においては、通電手段として、カーボンナノチューブ繊維１００に接触して設けられる一対の電極１４とこの一対の電極１４に電流を流すための電源１５とからなるものを採用したことも特徴のひとつである。通電手段をこのような構成とすることにより、カーボンナノチューブ繊維１００に対して適切に電流を流すことができる。   Further, in the manufacturing apparatus of the present embodiment, as an energization means, an apparatus comprising a pair of electrodes 14 provided in contact with the carbon nanotube fiber 100 and a power source 15 for flowing current to the pair of electrodes 14 is adopted. This is another feature. By adopting such a configuration for the energization means, it is possible to allow a current to flow appropriately through the carbon nanotube fiber 100.

さらに、このような本実施形態の製造装置においては、加熱手段としての電気炉１２および通電手段１４〜１６へカーボンナノチューブ繊維１００を搬送する搬送手段１０、１１を備えていることも特徴のひとつである。   Furthermore, in the manufacturing apparatus of this embodiment as described above, it is one of the features that the transporting means 10 and 11 for transporting the carbon nanotube fiber 100 to the electric furnace 12 as the heating means and the energizing means 14 to 16 are provided. is there.

それによれば、電気炉１２および通電手段１４〜１６へカーボンナノチューブ繊維１００を適切に搬送できるため、カーボンナノチューブ繊維１００に対する加熱および通電を適切に行うことができる。   According to this, since the carbon nanotube fiber 100 can be appropriately conveyed to the electric furnace 12 and the energizing means 14 to 16, the carbon nanotube fiber 100 can be appropriately heated and energized.

特に、本実施形態の製造装置においては、搬送手段として、紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００を巻き取り電気炉１２および通電手段１４〜１６へ送り出す第１のボビンとしての繊維供給ボビン１０と、電気炉１２および通電手段１４〜１６にて処理された繊維１００を巻き取る第２のボビンとしての巻き取りボビン１１とを備えるものとしたことも特徴のひとつである。   In particular, in the manufacturing apparatus of the present embodiment, the fiber supply bobbin 10 as the first bobbin that feeds the spun carbon nanotube fiber 100 to the take-up electric furnace 12 and the energizing means 14 to 16 as the conveying means, and the electric furnace 12 and the take-up bobbin 11 as a second bobbin that takes up the fiber 100 processed by the energizing means 14 to 16 is also one of the features.

それによれば、上述したように、２つのボビン１０、１１の間にて、カーボンナノチューブ繊維１００を引っ張られた状態としつつ加熱および通電を行うことができるため、好ましい。   According to this, as described above, heating and energization can be performed while the carbon nanotube fiber 100 is pulled between the two bobbins 10 and 11, which is preferable.

また、本実施形態の製造装置においては、加熱手段は電気炉１２からなるが、さらに、この電気炉１２内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段１７を備えることも特徴のひとつである。   In the manufacturing apparatus of the present embodiment, the heating means is composed of the electric furnace 12, but it is also one of the features that an inert gas supply means 17 for supplying an inert gas into the electric furnace 12 is provided. .

それによれば、カーボンナノチューブ繊維１００に対する加熱および通電を不活性ガスにて行うことができるため、加熱および通電状態にあるカーボンナノチューブ繊維１００における酸化防止を行うことができ、好ましい。   According to this, since heating and energization of the carbon nanotube fiber 100 can be performed with an inert gas, it is possible to prevent oxidation of the carbon nanotube fiber 100 in a heated and energized state, which is preferable.

［検討例］
次に、本実施形態のより具体的な形態について、以下の検討例を参照して述べる。 [Examination example]
Next, a more specific form of the present embodiment will be described with reference to the following examination example.

（第１検討例）：紡糸されたカーボンナノチューブ繊維として、ポリビニルアルコール溶液を用いた紡糸法により紡糸された繊維を用意し、上記加熱・通電処理を行った。本例では、電気炉として抵抗加熱炉、電源として直流電源、不活性ガスとしてアルゴンを用いた。   (First Study Example): As the spun carbon nanotube fiber, a fiber spun by a spinning method using a polyvinyl alcohol solution was prepared, and the above heating and energization treatment was performed. In this example, a resistance heating furnace was used as the electric furnace, a DC power source was used as the power source, and argon was used as the inert gas.

電気炉の温度を９００℃として直流電流１０Ａ、上記ボビンによるカーボンナノチューブ繊維の移動速度１ｃｍ／ｍｉｎにて処理を行ったところ、処理前にくらべ、電気抵抗が約１／３、熱伝導率は４倍になった。   When the temperature of the electric furnace was set to 900 ° C. and the DC current was 10 A and the moving speed of the carbon nanotube fiber by the bobbin was 1 cm / min, the electrical resistance was about 1/3 and the thermal conductivity was 4 compared to before the processing. Doubled.

（第２検討例）：ポリビニルアルコール溶液を用いた紡糸法により紡糸されたカーボンナノチューブ繊維を用意し、電気炉として誘導加熱炉、電源としてパルス直流電源、不活性ガスとしてアルゴンを用いて上記加熱・通電処理を行った。   (Second study example): A carbon nanotube fiber spun by a spinning method using a polyvinyl alcohol solution is prepared, and the above heating and heating using an induction heating furnace as an electric furnace, a pulsed DC power source as a power source, and argon as an inert gas. The energization process was performed.

誘導加熱炉内にて放射温度計によりカーボンナノチューブ繊維の温度を計測しながら繊維の温度が９００℃となるように誘導加熱炉への供給電力を調節し、電流３０Ａ、パルス幅１００ミリ秒で直流パルスを与えながら、繊維の移動速度１ｃｍ／ｍｉｎで処理したところ、処理前にくらべ、電気抵抗が約１／４、熱伝導率は４倍になった。   While measuring the temperature of the carbon nanotube fiber with a radiation thermometer in the induction heating furnace, the power supplied to the induction heating furnace is adjusted so that the temperature of the fiber becomes 900 ° C. When the fiber was processed at a moving speed of 1 cm / min while applying a pulse, the electrical resistance was about ¼ and the thermal conductivity was four times that before the treatment.

（他の実施形態）
上記実施形態では、カーボンナノチューブ繊維１００に対する加熱および通電を不活性ガス中にて行っていたが、この不活性ガスには、炭化水素が添加されていてもよい。この炭化水素としては、メタンやブタンなどの炭化水素系ガスが挙げられる。 (Other embodiments)
In the above embodiment, the carbon nanotube fiber 100 is heated and energized in an inert gas, but a hydrocarbon may be added to the inert gas. Examples of the hydrocarbon include hydrocarbon gases such as methane and butane.

この場合、たとえば、上記図１に示される製造装置の不活性ガス供給手段において、ガスボンベ、レギュレータ、流量計を不活性ガスの１系統ではなく、炭化水素ガスを加えた複数系統として、不活性ガスと炭化水素ガスとの混合ガスを保護管１３内に導入するようにすればよい。   In this case, for example, in the inert gas supply means of the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the gas cylinder, the regulator, and the flow meter are not a single inert gas system but a plurality of systems to which a hydrocarbon gas is added. What is necessary is just to introduce | transduce into the protective tube 13 the mixed gas of hydrogen gas and hydrocarbon gas.

それによれば、カーボンナノチューブ繊維１００に対する加熱および通電を行う際に、当該繊維１００内のカーボンナノチューブの間の化学結合において、炭化水素の炭素が橋渡しの機能を果たすため、化学結合させやすくなり、好ましい。   According to this, when heating and energizing the carbon nanotube fiber 100, since the carbon of the hydrocarbon functions as a bridge in the chemical bond between the carbon nanotubes in the fiber 100, it is easy to form a chemical bond, which is preferable. .

さらに、上記保護管１３に導入される不活性ガスには、カーボンナノチューブ繊維１００内の接触部における化学結合を促進するための触媒が添加されていてもよい。それによれば、この触媒によって、繊維１００内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させやすくなり、好ましい。   Furthermore, a catalyst for promoting chemical bonding at the contact portion in the carbon nanotube fiber 100 may be added to the inert gas introduced into the protective tube 13. Accordingly, this catalyst is preferable because it facilitates chemical bonding between the contact portions of the carbon nanotubes in the fiber 100.

このような触媒としては、カーボンナノチューブの合成に一般的に用いられる触媒であってガスの形で供給できるものであればよい。具体的に、このような触媒としてはフェロセンなど、Ｆｅ（鉄）、Ｃｕ、Ｎｉ（ニッケル）などの金属の有機金属などが挙げられる。そして、この触媒の不活性ガスへの添加についても、不活性ガス供給手段におけるボンベ系統を複数とすればよい。   As such a catalyst, any catalyst that is generally used for the synthesis of carbon nanotubes and can be supplied in the form of gas may be used. Specifically, examples of such a catalyst include ferrocene and other organic metals such as Fe (iron), Cu, and Ni (nickel). And also about the addition to this inert gas of a catalyst, what is necessary is just to use multiple cylinder systems in an inert gas supply means.

また、紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００をいったん繊維供給ボビン１０で巻き取って、上記製造方法に供するのではなく、繊維供給ボビン１０を省略して、合成炉から紡糸されたカーボンナノチューブ繊維１００を直接、上記製造装置へ導入してもよい。それによれば、連続的な処理が可能になる。   Further, instead of winding the spun carbon nanotube fiber 100 once with the fiber supply bobbin 10 and using it for the above manufacturing method, the fiber supply bobbin 10 is omitted, and the carbon nanotube fiber 100 spun from the synthesis furnace is directly used. , May be introduced into the manufacturing apparatus. According to this, continuous processing becomes possible.

また、カーボンナノチューブ繊維１００の加熱・通電処理において、上記実施形態にて示した加熱温度や電流値は、あくまで一例であり、上記化学結合を実現すべく、繊維１００の径や長さなどに応じて適宜、設計変更が行われるものである。   Further, in the heating / energization treatment of the carbon nanotube fiber 100, the heating temperature and current value shown in the above embodiment are merely examples, and depending on the diameter, length, etc. of the fiber 100 in order to realize the above chemical bond. Therefore, design changes are made as appropriate.

また、上記実施形態では、加熱手段は電気炉１２からなるものであったが、加熱手段としては、カーボンナノチューブ繊維を上記のように適切に加熱できるものであればよく、電気炉以外のもの、もしくは、電気炉と他の加熱装置との組み合わせとしてもよい。   In the above embodiment, the heating means is composed of the electric furnace 12. However, the heating means may be anything as long as the carbon nanotube fiber can be appropriately heated as described above, and other than the electric furnace, Or it is good also as a combination of an electric furnace and another heating apparatus.

また、通電手段としては、繊維に接触して設けられる一対の電極１４とこの一対の電極１４に電流を流すための電源１５を有していればよい。さらには、通電手段としては、これら電極および電源以外のもの、あるいは、これらと他の通電装置との組み合わせであってもよい。   Further, as the energization means, it is only necessary to have a pair of electrodes 14 provided in contact with the fiber and a power source 15 for flowing a current through the pair of electrodes 14. Further, the energization means may be other than these electrodes and power source, or a combination of these with other energization devices.

また、カーボンナノチューブ繊維１００の加熱・通電処理において、さほど、繊維１００の酸化が懸念されないような温度条件であるならば、不活性ガスの供給は省略してもよい。また、上記した炭化水素や触媒も、必要に応じて不活性ガスに添加するものであり、場合によっては省略可能である。   Further, in the heating / energizing treatment of the carbon nanotube fiber 100, the supply of the inert gas may be omitted if the temperature conditions are such that the oxidation of the fiber 100 is not a concern. Further, the above-described hydrocarbons and catalysts are also added to the inert gas as necessary, and may be omitted in some cases.

以上、本発明は、従来の紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維において、繊維内の物理的接触部が電気的に高抵抗になる部分であることに着目し、当該繊維に対して加熱しながら通電することにより、当該繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させる製造方法、および、そのような製造方法を実現するための上記加熱手段および通電手段を備える製造装置を要部とするものであり、その他の部分は適宜設計変更が可能である。   As mentioned above, the present invention pays attention to the fact that the physical contact part in the fiber is a part that becomes electrically high resistance in the fiber made of the conventional spun carbon nanotube, and the fiber is energized while being heated. Thus, a manufacturing method for chemically bonding the contact portions of the carbon nanotubes in the fiber, and a manufacturing apparatus including the heating means and the energization means for realizing such a manufacturing method are the main parts. Yes, the design of other parts can be changed as appropriate.

本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブの製造装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of the carbon nanotube which concerns on embodiment of this invention. 通電手段としての電極の具体的な形状の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the specific shape of the electrode as an electricity supply means.

符号の説明Explanation of symbols

１０…第１のボビンとしての繊維供給ボビン、
１１…第２のボビンとしての巻き取りボビン、１２…加熱手段としての電気炉、
１４…通電手段としての電極、１５…通電手段としての電源、
１６…通電手段としての配線、１７…不活性ガス供給手段。 10 ... Fiber supply bobbin as a first bobbin,
11 ... Winding bobbin as a second bobbin, 12 ... Electric furnace as a heating means,
14 ... Electrode as energization means, 15 ... Power supply as energization means,
16: Wiring as energization means, 17 ... Inert gas supply means.

Claims (10)

紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維に対して加熱しながら通電することにより、前記繊維内におけるカーボンナノチューブの接触部同士を化学結合させることを特徴とするカーボンナノチューブ繊維の製造方法。 A method of producing a carbon nanotube fiber, wherein the carbon nanotube contact portion in the fiber is chemically bonded to each other by energizing the spun carbon nanotube fiber while heating. 前記繊維の加熱および通電は、不活性ガス中にて行う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繊維の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube fiber according to claim 1, wherein heating and energization of the fiber are performed in an inert gas. 前記不活性ガスには、炭化水素が添加されていることを特徴とする請求項２に記載のカーボンナノチューブ繊維の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube fiber according to claim 2, wherein a hydrocarbon is added to the inert gas. 前記不活性ガスには、前記化学結合を促進するための触媒が添加されていることを特徴とする請求項２または３に記載のカーボンナノチューブ繊維の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube fiber according to claim 2 or 3, wherein a catalyst for promoting the chemical bonding is added to the inert gas. 前記繊維の加熱および通電は、前記繊維に対して引っ張り応力を加えながら行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブ繊維の製造方法。 The method for producing a carbon nanotube fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating and energization of the fiber is performed while applying a tensile stress to the fiber. 紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維を加熱する加熱手段（１２）と、
前記加熱手段（１２）により加熱されている状態の前記繊維に対して電流を流す通電手段（１４、１５、１６）と、を備えることを特徴とするカーボンナノチューブ繊維の製造装置。 Heating means (12) for heating the fiber comprising the spun carbon nanotube;
An apparatus for producing a carbon nanotube fiber, comprising: an energizing means (14, 15, 16) for supplying an electric current to the fiber heated by the heating means (12). 前記加熱手段（１２）および前記通電手段（１４〜１６）へ前記繊維を搬送する搬送手段（１０、１１）を備え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繊維の製造装置。 The carbon nanotube fiber manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising transport means (10, 11) for transporting the fibers to the heating means (12) and the energization means (14 to 16). 前記加熱手段は電気炉（１２）からなり、この電気炉（１２）内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段（１７）を備えることを特徴とする請求項６または７に記載のカーボンナノチューブ繊維の製造装置。 The carbon according to claim 6 or 7, wherein the heating means comprises an electric furnace (12), and comprises an inert gas supply means (17) for supplying an inert gas into the electric furnace (12). Nanotube fiber manufacturing equipment. 前記通電手段は、前記繊維に接触して設けられる一対の電極（１４）とこの一対の電極（１４）に電流を流すための電源（１５）とからなることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブ繊維の製造装置。 9. The current-carrying means comprises a pair of electrodes (14) provided in contact with the fibers and a power source (15) for supplying a current to the pair of electrodes (14). The manufacturing apparatus of the carbon nanotube fiber as described in any one of these. 前記搬送手段は、前記紡糸されたカーボンナノチューブからなる繊維を巻き取り前記加熱手段（１２）および前記通電手段（１４〜１６）へ送り出す第１のボビン（１０）と、
前記加熱手段（１２）および前記通電手段（１４〜１６）にて処理された前記繊維を巻き取る第２のボビン（１１）とを備えるものであることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載のカーボンナノチューブ繊維の製造装置。
The transport means includes a first bobbin (10) that winds up the fiber composed of the spun carbon nanotubes and sends it to the heating means (12) and the energization means (14 to 16);
The second bobbin (11) that winds up the fibers treated by the heating means (12) and the energization means (14-16), respectively. The manufacturing apparatus of the carbon nanotube fiber as described in any one.
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