[发明专利]碳纳米管线材

说明书

本发明涉及一种由碳纳米管集合体(11)构成的碳纳米管线材(10)，该碳纳米管集合体(11)由多个碳纳米管(11a)构成。关于多个碳纳米管(11a)，多个碳纳米管(11a)的平均长度为150μm以下，平均长度的CV值为0.40以上，多个碳纳米管(11a)的平均直径小于4nm，平均直径的CV值为0.18以上，并且3μm以上长度的碳纳米管的比例为60％以上。

技术领域

本发明涉及由碳纳米管集合体构成的碳纳米管线材，其中，该碳纳米管集合体由直径、长度存在偏差的多个碳纳米管构成。

背景技术

碳纳米管(以下有时称为“CNT”。)是具有各种特性的材料，期待其在多个领域中的应用。

例如，CNT的重量轻、且导电性、导热性、强度等各种特性优异，因此，考虑将其用作线材的材料。

另一方面，在将CNT用作线材的情况下，碳纳米管线材(以下有时称为“CNT线材”。)由碳纳米管集合体(以下有时称为“CNT集合体”。)形成，该碳纳米管集合体通过多个CNT的堆积而获得。在该情况下，优选为了提高强度而尽量减小各CNT之间的间隙，并且为了提高导电性而使各CNT在一个方向上排列取向。

例如，认为通过使用小直径的CNT而能够以高密度对各CNT进行堆积，从而获得高导电性。为了实现这种显示出高导电性的CNT线材，需要使得各CNT全部都在一个方向上排列取向。然而，在技术层面，使各CNT全部都在一个方向上排列、取向非常困难。另外，实际上能够推知，各CNT随机取向而在各CNT之间存在大量间隙。

专利文献1中公开了如下技术：在施加有压缩应力的环境下使CNT实现线材化，由此增大CNT之间的接触部的面积、接触压力而提高线材的导电性。然而，即使从外部施加压缩应力，也无法提高CNT线材在纵向方向上的取向性。因此，存在如下问题：呈现出导电性产生偏差的趋势，特别是在使用有可能显示出无规的取向性的直径小的CNT的情况下，该趋势变得明显。

可以认为，作为直径以外的CNT的要素，例如，通过采用图5(a)所示的长CNT，能够改善导电路径而提高导电性。然而，能够预想，如图5(b)中所示那样，仅利用长CNT会导致各CNT之间的间隙增大、且堆积变得稀疏，从而强度差。

另一方面，认为例如通过采用图6(a)中所示的短CNT，与使用小直径的CNT时相同，能够以高密度对各CNT进行堆积。然而，预想如图6(b)中所示那样，长度方向(纵向方向)的导电路径短，因此CNT线材在纵向方向上的导电性会变差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-212980号公报

发明内容

发明要解决的课题

鉴于上述情形，本发明的目的在于提供强度及导电性优异、且能够以高密度对碳纳米管进行堆积的碳纳米管线材。

用于解决课题的手段

本发明的发明人对上述问题进行潜心研究，结果获得了如下见解：通过利用由直径及长度存在规定偏差的多个碳纳米管构成的碳纳米管集合体，能够减少多个碳纳米管之间的间隙，并且能够以更高的密度对多个碳纳米管进行堆积。由此发现能够获得在长度方向上导电性也高且强度也高的碳纳米管线材。

即，本发明的主要构成如下所述。

[1]一种碳纳米管线材，其由碳纳米管集合体构成，该碳纳米管集合体由多个碳纳米管构成，其中，关于所述多个碳纳米管，所述多个碳纳米管的平均长度为150μm以下，所述平均长度的CV值为0.40以上，所述多个碳纳米管的平均直径小于4nm，所述平均直径的CV值为0.18以上，并且3μm以上长度的碳纳米管的比例为60％以上。