碳纳米管的制造方法、碳纳米管集合线的制造方法、碳纳米管集合线集束的制造方法、碳纳米管制造装置、碳纳米管集合线制造装置以及碳纳米管集合线集束制造装置与流程

技术特征：
1.一种碳纳米管的制造方法，包括：产生含有催化剂粒子和液体状碳源的雾气的雾气产生工序；以及通过加热所述雾气，从而使碳纳米管从所述催化剂粒子开始生长的生长工序。2.根据权利要求1所述的碳纳米管的制造方法，其中，所述雾气的平均粒径为0.1μm以上50μm以下。3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管的制造方法，其中，所述催化剂粒子包含铁。4.根据权利要求1至3中任一项所述的碳纳米管的制造方法，其中，所述雾气产生工序包括：准备含有所述催化剂粒子和所述液体状碳源的雾气原料液的准备工序；以及通过对所述雾气原料液施加超声波振动，从而使所述雾气原料液雾化的雾化工序。5.根据权利要求1至3中任一项所述的碳纳米管的制造方法，其中，所述雾气产生工序包括：准备含有所述催化剂粒子和所述液体状碳源的雾气原料液的准备工序；以及通过在对所述雾气原料液施加超声波振动的同时使所述雾气原料液通过网格，从而使所述雾气原料液雾化的雾化工序。6.根据权利要求5所述的碳纳米管的制造方法，其中，所述网格的开口部的直径为1μm以上50μm以下。7.根据权利要求1至6中任一项所述的碳纳米管的制造方法，还包括：通过对在所述生长工序得到的所述碳纳米管施加拉伸力，从而使所述碳纳米管伸长的伸长工序。8.一种碳纳米管集合线的制造方法，包括：产生含有多个催化剂粒子和液体状碳源的雾气的雾气产生工序；通过加热所述雾气，从而使1个或多个碳纳米管从所述多个催化剂粒子的每一个开始生长的生长工序；以及通过将所述多个碳纳米管沿着其纵向的方向定向并集合，以得到碳纳米管集合线的集合工序。9.根据权利要求8所述的碳纳米管集合线的制造方法，还包括：通过对在所述生长工序得到的所述多个碳纳米管施加拉伸力，从而使所述多个碳纳米管伸长的伸长工序。10.根据权利要求8或9所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，在所述生长工序中，所述多个碳纳米管经过第1流路；在所述集合工序中，所述多个碳纳米管经过配置在所述第1流路的下游侧的1个以上的第2流路，所述第2流路的各个截面积小于所述第1流路的截面积。11.根据权利要求10所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，所述第2流路的下游侧的气氛的温度低于所述第2流路的上游侧的所述气氛的温度。12.根据权利要求10或11所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，所述第2流路的上游侧的所述气氛的温度为800℃以上，所述第2流路的下游侧的所述气氛的温度为600℃以下。
13.根据权利要求11或12所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，所述第2流路内的所述气氛的温度在下游侧低于上游侧，所述第2流路内的下游侧端部处的所述气氛的温度为600℃以下。14.根据权利要求10至13中任一项所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，在所述第2流路内的下游侧存在气氛的温度为600℃以下的第1区域，该第1区域沿着所述第2流路的纵向的长度为1cm以上。15.根据权利要求10至14中任一项所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，所述第2流路的各个的截面积均为0.01mm2以上4mm2以下。16.根据权利要求10至15中任一项所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，所述第1流路的截面积s1与所述第2流路的各个的截面积s2之比s1/s2为100以上1000000以下。17.根据权利要求10至16中任一项所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，在所述集合工序中，所述多个碳纳米管的直径缩小。18.根据权利要求10至17中任一项所述的碳纳米管集合线的制造方法，其中，所述第2流路的各个的长度均为10mm以上200mm以下。19.一种碳纳米管集合线集束的制造方法，包括：产生含有多个催化剂粒子和液体状碳源的雾气的雾气产生工序；通过加热所述雾气，从而使1个或多个碳纳米管从所述多个催化剂粒子的每一个开始生长的生长工序；通过将所述多个碳纳米管沿着其纵向的方向定向并集合，从而得到多个碳纳米管集合线的集合工序；以及通过将所述多个碳纳米管集合线沿着其纵向的方向定向并集束，以得到碳纳米管集合线集束的集束工序。20.根据权利要求19所述的碳纳米管集合线集束的制造方法，其中，所述集束工序包括：使挥发性液体附着于所述多个碳纳米管集合线的附着工序；以及使附着于所述多个碳纳米管集合线的所述挥发性液体蒸发的蒸发工序。21.根据权利要求20所述的碳纳米管集合线集束的制造方法，其中，所述附着工序在将所述多个碳纳米管集合线沿着其纵向的方向定向并集束之前进行。22.根据权利要求20所述的碳纳米管集合线集束的制造方法，其中，所述附着工序在将所述多个碳纳米管集合线沿着其纵向的方向定向并集束之后进行。23.根据权利要求19至22中任一项所述的碳纳米管集合线集束的制造方法，其中，在对所述多个碳纳米管集合线施加张力的同时进行所述集束工序。24.一种碳纳米管制造装置，包括：产生含有催化剂粒子和液体状碳源的雾气的雾气产生部；以及与所述雾气产生部连接，并且通过加热所述雾气以使碳纳米管从所述催化剂粒子开始生长的管状的碳纳米管生长部。25.根据权利要求24所述的碳纳米管制造装置，其中，所述雾气产生部具有振子，通过所述振子对含有所述催化剂粒子和所述液体状碳源的雾气原料液施加超声波振
动，从而使所述雾气原料液雾化以产生所述雾气。26.根据权利要求24所述的碳纳米管制造装置，其中，所述雾气产生部具有振子、和与所述振子的振动面相对配置的网格，通过在所述振子对供给到所述振动面与所述网格之间的含有所述催化剂粒子和所述液体状碳源的雾气原料液施加超声波振动的同时使所述雾气原料液经过所述网格并雾化，从而产生所述雾气。27.根据权利要求26所述的碳纳米管制造装置，其中，所述网格的开口部的直径为1μm以上50μm以下。28.一种碳纳米管集合线制造装置，包括：产生含有多个催化剂粒子和液体状碳源的雾气的雾气产生部；与所述雾气产生部连接，且通过加热所述雾气以使1个或多个碳纳米管从所述多个催化剂粒子的每一个开始生长的管状的碳纳米管生长部；以及配置在所述碳纳米管生长部的一个端部侧，且通过将在所述碳纳米管生长部得到的多个碳纳米管沿其纵向的方向定向并集合，从而得到碳纳米管集合线的碳纳米管集合部。29.根据权利要求28所述的碳纳米管集合线制造装置，其中，所述碳纳米管生长部在其内部具有第1流路，所述碳纳米管集合部在其内部具有1个以上的第2流路，所述第2流路的各个的截面积小于所述第1流路的截面积。30.根据权利要求28或29所述的碳纳米管集合线制造装置，其中，所述碳纳米管集合部具有蜂窝结构。31.根据权利要求30所述的碳纳米管集合线制造装置，其中，所述蜂窝结构是具有由多个贯通孔构成的多个第2流路的蜂窝结构体，所述第2流路的各个的截面积均为0.01mm2以上4mm2以下。32.根据权利要求29至31中任一项所述的碳纳米管集合线制造装置，其中，所述第1流路的截面积s1与所述第2流路的各个的截面积s2之比s1/s2为100以上1000000以下。33.根据权利要求28至32中任一项所述的碳纳米管集合线制造装置，其中，在所述碳纳米管集合部中，所述多个碳纳米管的直径缩小。34.根据权利要求29至33中任一项所述的碳纳米管集合线制造装置，其中，所述碳纳米管集合部的第2流路的各个的长度均为10mm以上200mm以下。35.一种碳纳米管集合线集束制造装置，包括：权利要求28至34中任一项所述的碳纳米管集合线制造装置；以及将通过所述碳纳米管集合线制造装置得到的多个碳纳米管集合线沿着其纵向的方向定向并集束，从而得到碳纳米管集合线集束的集束部。36.根据权利要求35所述的碳纳米管集合线集束制造装置，其中，所述集束部包括将挥发性液体附着于所述多个碳纳米管集合线的液体附着装置。37.根据权利要求35或36所述的碳纳米管集合线集束制造装置，其中，所述集束部包括在对所述多个碳纳米管集合线施加张力的同时，将所述多个碳纳米管集合线沿着其纵向的方向定向并集束且卷取的卷取装置。

技术总结
一种碳纳米管的制造方法，包括：产生含有催化剂粒子和液体状碳源的雾气的雾气产生工序；以及通过加热所述雾气，从而使碳纳米管从所述催化剂粒子开始生长的生长工序。所述催化剂粒子开始生长的生长工序。所述催化剂粒子开始生长的生长工序。


技术研发人员：日方威 藤森利彦 大久保总一郎 大塚顺 藤田淳一
受保护的技术使用者：国立大学法人筑波大学
技术研发日：2020.02.18
技术公布日：2021/10/7