一种片材及其制造方法

文档序号:1510007 发布日期:2020-02-07 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 一种片材及其制造方法 (Sheet and manufacturing method thereof ) 是由 山岸智子 上岛贡 西内友也 高桥成彰 于 2018-09-21 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种片材,其包含纤维状基材、以及附着于构成该纤维状基材的纤维的碳纳米管。而且,该片材所包含的碳纳米管的主成分为单层碳纳米管。(The present invention provides a sheet comprising a fibrous base material and carbon nanotubes attached to fibers constituting the fibrous base material. The sheet contains a single-walled carbon nanotube as a main component of the carbon nanotube.)

一种片材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种片材及其制造方法。特别地,本发明涉及一种包含碳纳米管的片材及其制造方法。

背景技术

近年来,作为轻质、且导电性及机械特性等优异的材料,碳纳米管(以下,有时称为“CNT”。)受到关注。然而,由于CNT等纤维状碳纳米结构体是直径为纳米尺寸的细微的结构体,因此就单体而言,处理性、加工性不一定良好。因此,提出了例如如下方案:将多条CNT附加于基材而成型为片材状,将该片材应用于各种用途。作为这样的片材的用途,可举出例如电磁波吸收用途。作为具体的片材,例如,在专利文献1中公开了在纤维状结构体表面上形成包含多层碳纳米管及粘结剂等的层所制成的片材。此外,例如,在专利文献2中公开了在基材上涂覆包含多层碳纳米管及树脂成分的涂覆液所形成的片材。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2015/093600号;

专利文献2:日本特开2012-174833号说明书。

发明内容

发明要解决的问题

然而,上述那样的现有技术中提出的片材在进一步提高导电性的方面、以及充分抑制碳纳米管从片材脱落的方面,仍有改善的余地。

因此,本发明目的在于提供一种导电性优异并且碳纳米管难以脱落的包含碳纳米管的片材。

此外,本发明目的在于提供一种能良好地制造如下片材的制造方法,该片材是导电性优异并且碳纳米管难以脱落的包含碳纳米管的片材。

用于解决问题的方案

本发明人以解决上述技术问题为目的进行了深入研究。然后,本发明人发现,使含有单层碳纳米管作为主成分的碳纳米管附着于纤维从而形成的片材导电性优异,并且可良好地保持碳纳米管,由此完成了本发明。

即,本发明以有利地解决上述技术问题为目的,本发明的片材的特征在于,包含纤维状基材、以及附着于构成该纤维状基材的纤维的碳纳米管,上述碳纳米管含有单层碳纳米管作为主成分。这样的片材的导电性优异,并且碳纳米管难以从片材脱落。

此外,在本发明中,“碳纳米管含有单层碳纳米管作为主成分”意为将片材中所含有的碳纳米管的总质量设为100质量%,单层碳纳米管的质量所占的比例超过50质量%。

在此,本发明的片材中,上述单层碳纳米管的BET比表面积优选为600m2/g以上。若单层碳纳米管的BET比表面积为600m2/g以上,则能使片材的导电性进一步提升,并且进一步有效地抑制碳纳米管从片材脱落。

另外,在本发明中,“BET比表面积”指的是使用BET(Brunauer-Emmett-Teller)法测定的氮吸附比表面积。

此外,本发明的片材优选不含有粘结材料(粘结剂)。若片材不含有粘结材料,则能使片材的导电性进一步提升。

此外,本发明的片材中,密度优选为0.20g/cm3以上且0.80g/cm3以下。密度为上述范围内的片材的导电性更优异、并且与所谓的巴克纸相比密度低,容易负载例如金属粒子等。另外,在本发明中,片材的密度意为每单位体积的片材的质量。而且,片材的密度能通过本说明书的实施例中记载的方法测定。

此外,本发明的片材中,上述碳纳米管的单位面积重量优选为10g/m2以上。若碳纳米管的单位面积重量为上述下限值以上,则能使片材的导电性进一步提升,并且能提高片材的机械强度。

另外,在本发明中,碳纳米管的单位面积重量能通过本说明书的实施例中记载的方法测定。

此外,本发明的片材的电导率优选为30S/cm以上。另外,在本发明中,片材的“电导率”能根据JISK 7194:1994,通过本说明书的实施例中记载的方法测定。

进而,本发明还以有利地解决上述技术问题为目的,本发明的片材的制造方法特征在于,为上述任一种片材的制造方法,其包括:将包含BET比表面积为600m2/g以上的单层碳纳米管的碳纳米管分散在分散介质中,制备碳纳米管分散液的碳纳米管分散液制备工序;使上述纤维状基材接触上述碳纳米管分散液,得到一次片材的接触工序;及从上述一次片材中除去上述分散介质的分散介质除去工序。本发明的片材的制造方法中,由于采用使用BET比表面积为600m2/g以上的单层碳纳米管制备的分散液来制造片材,因此能良好地制造任一种本发明的片材。

此外,本发明的片材的制造方法中,在上述接触工序中使用的上述碳纳米管分散液优选不含有粘结剂。通过在接触工序中使用不含有粘结材料的碳纳米管分散液与纤维状基材接触而制造片材,能使得到的片材的导电性进一步提升。

发明效果

根据本发明,能提供一种导电性优异并且碳纳米管难以脱落的包含碳纳米管的片材。

此外,根据本发明,能提供一种能良好地制造如下片材的制造方法,该片材是导电性优异并且碳纳米管难以脱落的包含碳纳米管的片材。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行详细地说明。

在此,本发明的片材的特征在于,包含纤维状基材、以及附着于构成该纤维状基材的纤维的碳纳米管,碳纳米管含有单层碳纳米管作为主成分。而且,本发明的片材也可任意地含有粘结材料、碳纳米管以外的碳系材料、及片材制造时使用的添加剂等其它成分。另外,本说明书中,所谓碳纳米管“附着”于构成纤维状基材的纤维,不仅指在纤维状基材上相邻地形成有包含碳纳米管的层的状态,也指碳纳米管附着或缠绕地存在于作为纤维状基材的构成单元的纤维上的状态。而且,在本发明的片材中,优选成为以下状态:碳纳米管不仅附着于位于纤维状基材的表面的纤维,还附着于位于纤维状基材的内部的纤维。这是因为,通过这样的结构,可良好地形成从片材的一个表面侧连通到另一个表面侧的导电网络,从而片材的导电性进一步提升。

作为构成可构成本发明的片材的纤维状基材的纤维,没有特殊限定,可举出有机纤维。作为有机纤维,例如,可举出由聚乙烯醇、维尼纶、聚乙烯乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚-ε-己内酯、聚丙烯腈、聚乳酸、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、及它们的改性物等聚合物制成的合成纤维;棉、亚麻、羊毛、及丝绸等天然纤维。作为形成合成纤维的聚合物,能单独使用一种,或混合使用多种。其中,作为构成纤维状基材的纤维,优选合成纤维,其中,更优选聚对苯二甲酸乙二酯、及作为聚乙烯醇的缩醛化物的维尼纶。而且,本发明的纤维状基材可以是可由这些纤维构成的织布或无纺布。其中,本发明的纤维状基材优选为无纺布。另外,本说明书中,所谓“无纺布”,如在JIS L0222:2001中定义的那样,指的是“在纤维片材、网或絮中,纤维在一个方向或随机地取向,纤维之间通过交叉和/或融合和/或粘接而结合在一起的产物”,但是,纸、织物、编物、簇绒及收缩毛毡除外。

可构成本发明的片材的纤维状基材的透气度优选为5cc/cm2/s以上,可为500cc/cm2/s以下。进而,纤维状基材的透气度更优选为10cc/cm2/s以上且300cc/cm2/s以下。通过使用透气度为上述下限值以上的纤维状基材,能使CNT易于侵入纤维状基材的内部,促进形成良好的导电网络,能进一步提高片材的导电性。此外,通过使用透气度为上述上限值以下的纤维状基材,能抑制侵入到纤维状基材的内部的CNT从片材脱落,且促进形成良好的导电网络,能进一步提高片材的导电性。

本发明的片材所包含的碳纳米管(CNT)含有单层碳纳米管(单层CNT)作为主成分。作为CNT中可包含的除单层CNT以外的成分,可举出多层碳纳米管(多层CNT)。在此,CNT的总质量中单层CNT所占的比率需要超过50质量%,优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上,也可为100质量%。另外,在CNT包含多层CNT的情况下,多层CNT的层数优选为5层以下。

在此,本发明的片材通过使含有单层CNT作为主成分的CNT附着于构成纤维状基材的纤维,从而能实现良好的导电性并且使CNT难以脱落的理由不清楚,但是推测如下。首先,单层CNT与多层CNT相比,其自身的导电性高。因此,若这样的单层CNT是片材所包含的CNT的主成分,则与现有技术中的包含以多层CNT为主成分的CNT的片材相比,能提高导电性。进而,单层CNT容易在单层CNT相互间、及与多层CNT、纤维状基材等其它对象物之间进行相互作用。产生这样的相互作用的结果为,能通过纤维状基材牢固地保持CNT。进而,根据本发明人的研究,意外发现,通过本发明的片材所包含的CNT以单层CNT为主成分,能提高片材厚度的均一性。

以下,对CNT的适宜属性进行说明,该属性优选适用于制造本发明的片材时用作材料的CNT、及本发明的片材所包含的CNT两者。更具体而言,至少对于BET比表面积及平均直径等,原则上即使在经过后述片材的制造方法所包括的各种处理后,也不会低于作为材料的CNT所呈现的BET比表面积的值。

CNT没有特殊限定,能使用电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相生长法(CVD法)等已知的CNT的合成方法制造。具体而言,例如能依照下述方法高效地制造CNT:在将原料化合物及载气供给到在表面具有碳纳米管制造用的催化剂层的基材上通过化学气相生长法(CVD法)合成CNT时,使体系内存在微量的氧化剂(催化剂活化物质),由此使催化剂层的催化剂活性飞跃性提升(超生长法;参见国际公开第2006/011655号)。另外,在以下中,有时将通过超生长法得到的碳纳米管称为“SGCNT”。

此外,CNT优选根据吸附等温线得到的t-曲线显示向上凸的形状。

在此,在表面具有细孔的物质中,氮气吸附层的生长分类为以下的(1)~(3)的过程。而且,根据下述的(1)~(3)的过程,t-曲线的斜率发生变化。

(1)氮气分子向整个表面形成单分子吸附层的过程

(2)形成多分子吸附层和与之伴随的细孔内的毛细管凝聚填充的过程

(3)在细孔被氮气充满的表观上的非多孔性表面形成多分子吸附层的过程

而且,在显示向上凸的形状的t-曲线中,在氮气吸附层的平均厚度t小的区域,曲线位于通过原点的直线上,与此相对,当t变大时,曲线成为从该直线向下偏离的位置。在具有这样的t-曲线的形状的CNT中,CNT的内部比表面积相对于总比表面积的比例大,显示CNT形成有大量开口,作为其结果,使用这样的CNT制备分散液的情况下,分散液中CNT变得难以凝集,能得到均质且CNT难以脱落的片材。

另外,CNT的t-曲线的拐点优选在满足0.2≤t(nm)≤1.5的范围,更优选在满足0.45≤t(nm)≤1.5的范围,进一步优选在满足0.55≤t(nm)≤1.0的范围。就t-曲线的拐点在这样的范围内的CNT而言,在使用这样的CNT制备分散液的情况下,分散液中的CNT变得更加难以凝集。其结果为,在使用这样的分散液的情况下,能得到更加均质且CNT难以脱落的片材。

在此,“拐点的位置”为上述(1)的过程的近似直线A与上述(3)的过程的近似直线B的交点。

进而,CNT优选根据t-曲线得到的内部比表面积S2相对于总比表面积S1的比(S2/S1)为0.05以上且0.30以下。就S2/S1的值为这样的范围内的CNT而言,在使用这样的CNT制备分散液的情况下,分散液中的CNT变得更加难以凝集。其结果为,能得到更加均质且CNT难以脱落的片材。

在此,CNT的总比表面积S1及内部比表面积S2能根据其t-曲线求出。具体而言,首先,能分别从(1)的过程的近似直线的斜率求出总比表面积S1,从(3)的过程的近似直线的斜率求出外部比表面积S3。然后,通过从总比表面积S1中减去外部比表面积S3,能算出内部比表面积S2。

而且,基于CNT的吸附等温线的测定、t-曲线的制作及t-曲线的解析的总比表面积S1和内部比表面积S2的计算能使用例如作为市售的测定装置的“BELSORP(注册商标)-mini”(Japan Belle Inc.制)进行。

此外,CMT的BET比表面积优选为600m2/g以上,更优选为800m2/g以上,优选为2000m2/g以下,更优选为1800m2/g以下,进一步优选为1600m2/g以下。若BET比表面积为上述范围内,则能更有效地抑制碳纳米管从片材脱落。其理由不清楚,但是推测如下。首先,推测通过使用BET比表面积为上述下限值以上的CNT,在CNT与纤维状基材之间,及CNT相互之间发挥适度的相互吸附作用,从而能更有效地抑制碳纳米管从片材脱落。此外,BET比表面积高的CNT可假想为长度短、或“裂口”多等,是具有容易脱落的性质的CNT,推测通过使用BET比表面积为上述上限值以下的CNT,能抑制片材中包含这些具有容易脱落的性质的CNT,结果能更有效地抑制碳纳米管从片材脱落。

CNT的平均直径优选为1nm以上,优选为60nm以下,更优选为30nm以下,进一步优选为10nm以下。

此外,CNT的平均长度优选为10μm以上,更优选为50μm以上,进一步优选为80μm以上,优选为600μm以下,更优选为500μm以下,进一步优选为400μm以下。

就平均直径和/或平均长度为上述范围内的CNT而言,在使用这样的CNT制备分散液的情况下,分散液中CNT变得更难以凝集,能得到更均匀且CNT难以脱落的片材。

进而,CNT通常长径比(长度/直径)超过10。

另外,CNT的平均直径、平均长度及长径比能使用扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜,测定随机选择的100条CNT的直径及长度从而求出。

从使本发明的片材的导电性进一步提升的观点出发,本发明的片材优选不含有粘结材料。假如在本发明的片材包含粘结材料的情况下,这样的粘结材料可以为例如聚酯系树脂等已知的粘接性树脂等。

此外,本发明的片材可包含在该片材的制造时使用的添加剂等。作为这样的添加剂,例如,可举出可以在片材的制造时为了分散CNT而使用的分散剂。另外,分散剂优选在片材的制造工序中被除去,本发明的片材优选不含有分散剂。

本发明的片材的密度优选为0.20g/cm3以上,更优选为0.45g/cm3以上,优选为0.80g/cm3以下,更优选为0.75g/cm3以下。若本发明的片材的密度为上述下限值以上,则能使片材的导电性进一步提升。此外,若密度为上述上限值以下,则能避免片材变成被过度地“填塞”的状态。由此,能在负载用于赋予片材期望的功能的功能性材料的用途中很好地使用。更具体而言,作为功能性材料,能将由例如锡、铂、金、钯等金属、氧化硅、氧化锂、及钛酸锂等金属氧化物等形成的粒子良好地负载在本发明的片材所包含的空隙内。另外,这样的粒子的粒径没有特殊限定,可为例如5μm以下。

片材的密度能通过后述的实施例记载的方法测定。此外,片材的密度为基于包含纤维状基材及碳纳米管的片材的总质量所算出的密度。换言之,片材的密度能通过调节使用的纤维状基材的种类、及后述的碳纳米管的单位面积重量进行控制。

此外,本发明的片材优选碳纳米管的单位面积重量为10g/m2以上。若碳纳米管的单位面积重量为上述下限值以上,则能使片材的导电性进一步提升。另外,碳纳米管的单位面积重量可为例如100g/m2以下。另外,关于单位面积重量的控制方法,与片材的制造方法相关地在后文中进行叙述。

进而,本发明的片材还优选电导率为30S/cm以上,更优选为35S/cm以上。电导率为30S/cm以上的片材能呈现充分的导电性,能很好地用作例如电磁波吸收材料。另外,电导率为电阻率的倒数。而且,片材的电导率能通过例如变更片材的碳纳米管的单位面积重量、使用的碳纳米管的种类进行控制。

本发明的片材能根据本发明的片材制造方法良好地制作。本发明的片材的制造方法可包括:将包含BET比表面积为600m2/g以上的单层CNT的CNT分散在分散介质中,制备CNT分散液的CNT分散液制备工序;使纤维状基材接触CNT分散液,得到一次片材的接触工序;以及将分散介质从一次片材中除去的分散介质除去工序。在本发明的片材的制造方法中,通过使用包含BET比表面积为600m2/g以上的单层CNT的CNT制备CNT分散液,将这样的CNT分散液应用于纤维状基材而形成片材,能良好地制作导电性高且CNT耐脱落性高的片材。以下,对各工序进行详述。另外,本发明的片材不仅能通过这样的片材制造方法进行制造,在能制作能够具备上述那样的必要构成及优选构成的片材的范围内,可通过各种片材制造方法进行制造。例如,实施使CNT附着于上述那样的纤维的处理后,使用该纤维形成纤维状基材,由此也能制作能够具备上述那样的必要构成及优选构成的片材。

在CNT分散液制备工序中,将包含BET比表面积为600m2/g以上的单层CNT的CNT分散在分散剂中,制备CNT分散液。作为可使用的单层CNT及其它CNT,能使用如上所述的单层CNT及多层CNT。CNT可含有单层CNT作为主成分。作为分散介质,没有特殊限定,能使用:水、异丙醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈、乙二醇、甲基异丁酮和丁醇。其中优选将水用作分散介质。

在CNT分散液制备工序中,制备CNT分散液时,为了使CNT分散液中的CNT的分散性提升,能配合分散剂作为添加剂。作为分散剂,没有特殊限定,能使用例如:十二烷基磺酸钠、脱氧胆酸钠、胆酸钠、十二烷基苯磺酸钠等已知的表面活性剂、可作为分散剂发挥功能的合成高分子或天然高分子。分散剂的添加量能设为一般的范围。

而且,在CNT分散液制备工序中,在配合了上述那样的表面活性剂的分散介质中添加CNT,得到粗分散液后,对得到的粗分散液应用如国际公开第2014/115560号公开的那样的可得到气蚀效果的分散方法和/或可得到破碎效果的分散方法,由此能得到CNT的分散性良好的CNT分散液。另外,分散方法并不限定于这2种方法,当然也能应用使用搅拌子直接搅拌的方法。

任意地,可在CNT分散液中配置上述那样的粘结材料、除碳纳米管以外的碳系材料、及添加剂等其它成分,在添加的情况下,可对例如粗分散液添加这些任意成分。另外,如上所述,从使得到的片材的导电性提升的观点出发,优选在CNT分散液中不配合粘结材料。

另外,CNT分散液制备工序的分散时间能设为例如1分钟以上且20分钟以内。

在接触工序中,使纤维状基材接触CNT分散液,得到将CNT附着或保持在纤维状基材上而形成的一次片材。作为接触方法,只要能使纤维状基材的至少单面,优选双面接触CNT分散液则没有特殊限定,例如可举出:将纤维状基材浸泡在CNT分散液中的方法、及将CNT分散液涂布在纤维状基材上的方法等。接触工序需要的时间、温度等条件没有特殊限定,能根据期望的CNT单位面积重量等进行任意的设定。另外,在接触工序中使用的CNT分散液优选不含有粘结材料。即,优选不仅如上述那样在分散液制备工序中不对CNT分散液配合粘结材料,而且从分散液制备工序刚结束后到接触工序即将开始前的期间的任何时刻均不对CNT分散液配合粘结材料。

在分散介质除去工序中,从一次片材中除去分散介质。分散介质的除去方法没有特殊限定,能应用任意的除去方法。在此,在一次片材可包含的CNT中,存在通过与纤维状基材表面直接或间接的相互作用而被保持在纤维状基材中的CNT,另一方面,也可存在悬浮在纤维状基材中残留的分散介质中的CNT。就对纤维状基材的稳定附着性而言,当然前者的CNT比后者的CNT高。在分散介质除去工序中,与分散介质一起,后者的CNT也可被除去。或者,在分散介质除去工序中将分散介质除去的结果为,能使后者的CNT与纤维状基材和对纤维状基材的稳定附着性高的CNT的至少一者发生相互作用。另外,分散介质除去工序的时间、温度等条件能根据使用的分散介质的种类或纤维状基材的形状任意地设定。

而且,在分散介质除去工序后,能任意地实施清洗工序。通过实施这样的清洗工序,能在CNT分散液含有作为任意成分的分散剂的情况下从片材除去该分散剂。此外,通过在任意的条件下实施清洗工序,能将单位面积重量调节为期望的量。进而,通过实施清洗工序,除去对纤维状基材的稳定附着性低的CNT,从而能提高在得到的片材中残留的CNT对纤维状基材的稳定附着性,有效地抑制CNT从片材脱落。

清洗时,没有特殊限定,能使用异丙醇等已知的有机溶剂、作为在分散液的制备时可使用的分散介质而列举的各种溶剂。其中,优选使用水。清洗方法没有特殊限定,例如可举出:使纤维状基材的CNT附着面与分散介质接触的方法。

此外,清洗次数、清洗温度等条件能根据纤维状基材的形状、及期望的CNT单位面积重量等决定。

其后,实施干燥工序,使一次片材干燥,能得到本发明的片材。干燥方法没有特殊限定,可举出:热风干燥法、真空干燥法、热辊干燥法、红外线照射法等。干燥温度没有特别限定,通常为室温~200℃,干燥温度没有特别限定,通常为1小时以上且48小时以内。

而且,如上所述得到的本发明的片材的导电性优异,且CNT难以脱离。

实施例

以下,使用实施例对本发明进行更详细的说明,但是本发明并不限定于这些实施例。

在实施例及比较例中,分别使用以下的方法评价CNT的BET比表面积、CNT的单位面积重量、片材的密度、片材的电导性、及耐落粉性。

<BET比表面积>

作为在实施例、比较例中使用的材料的CNT的BET比表面积,使用全自动比表面积测定装置(MOUNTECH Co.,Ltd.制,产品名称“Macsorb(注册商标)HMmodel-1210”)测定。

<CNT的单位面积重量>

将在实施例、比较例中制造的片材切出为5cm×5cm(面积:25cm2),得到试验片。然后,称量试验片的质量Ws(g),减去在该片材的制造中使用的纤维状基材的质量Wf(g),将得到的总CNT附着量WCNT(g)除以试验片的面积,算出作为每1m2试验片的附着量(g)。

<片材的密度>

将在实施例、比较例中制造的片材切出为5cm×5cm,得到试验片,通过千分尺测定厚度,算出各试验片的体积(cm3)。然后,将与上述<CNT的单位面积重量>同样地算出的试验片的质量Ws(g)除以试验片的体积(cm3),算出片材的密度(g/cm3)。

<片材的导电性>

就实施例、比较例中制造的片材的导电性而言,使用低电阻用的电阻率计(Mitsubishi Chemical Analytech Co.,ltd.制,“Loresta(注册商标)GX”),根据JISK7194:1994,实施在片材的单面上配置探针而进行的4探针法,由此算出电导率。

<耐落粉性>

就实施例、比较例中制造的片材的耐落粉性而言,用胶带将片材的上端固定在平坦的台上,使装载了50g的重物的白色纱布在其上滑动,目视观察白色纱布的表面,根据以下基准评价。耐落粉性的评价为良好的片材意味着CNT难以脱落。

A:未观察到在白色纱布附着黑色粉末(即,CNT)。

B:观察到在白色纱布附着黑色粉末(即,CNT)。

<片材厚度的均一性>

对于在实施例、比较例中制造的片材,测定片材的5处的厚度,求出其偏差(3σ)。然后,根据以下的基准评价片材厚度的均一性。

A:-0.05≤3σ≤0.05

B:3σ<-0.05、或0.05<3σ

(实施例1)

<碳纳米管分散液的制备>

将十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用作分散剂,将水用作分散介质,制备500mL的SDBS1质量%的水溶液。在其中加入1.0g的作为单层CNT的SGCNT(Zeon Nano Technology Co.,Ltd.制,“ZEONANO(注册商标)SG101”、BET比表面积:1050m2/g、平均直径:3.3nm、平均长度:400μm、t-曲线向上凸(拐点的位置:0.6nm)、内部比表面积S2/总比表面积S1:0.24),得到含有SDBS作为分散剂的粗分散液。将该包含单层CNT的粗分散液填充到具有在分散时负荷背压的多级压力控制装置(多级降压器)的高压均质器(Beryu corp.制,产品名称“BERYUSYSTEM PRO”),以100MPa的压力进行粗分散液的分散处理。具体而言,一边负荷背压,一边赋予粗分散液剪切力而使CNT分散,得到浓度0.2质量%的SGCNT分散液。另外,一边从高压均质器流出的分散液再次返送到高压均质器,一边实施分散处理10分钟。

<接触工序~清洗工序>

将5cm×5cm的作为纤维状基材的维尼纶无纺布(Hirose seikou co.,ltd.制,产品编号:VN1036,透气度:40cc/cm2/s)浸泡在如上得到的0.2质量%的SGCNT分散液中,在常温干燥3小时。用异丙醇(IPA)清洗得到的维尼纶无纺布后,进一步用纯水清洗。

<干燥工序>

在温度80℃用24小时将经由上述清洗工序的一次片材(包含SGCNT的维尼纶无纺布)真空干燥,得到将作为单层CNT的SGCNT附着于构成作为纤维状基材的维尼纶无纺布的维尼纶纤维所形成的片材。对于得到的片材,根据上述方法进行各种测定及评价。结果如表1所示。

(实施例2)

代替维尼纶无纺布,将PET无纺布(Hirose seikou co.,ltd.制,产品编号:05TH-36、透气度:20cc/cm2/s)用作纤维状基材,除此以外,与实施例1同样地进行,得到片材。对于得到的片材,根据上述方法进行各种测定及评价。结果如表1所示。

(实施例3)

片材的制作时,变更接触工序及清洗工序的条件,除此以外,与实施例2同样地进行,得到片材。对于得到的片材,根据上述方法进行各种测定及评价。结果如表1所示。

(比较例1)

代替单层CNT,添加1.0g的多层CNT(Nanocyl社制,“NC7000”,BET比表面积:290m2/g、平均直径:9.5nm、平均长度:1.5μm、t-曲线平坦),除此以外,与实施例2同样地进行,得到片材。对于得到的片材,根据上述方法进行各种测定及评价。结果如表1所示。

[表1]

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根据表1,可知将单层碳纳米管附着于构成纤维状基材的纤维所形成的实施例1~3的片材能以高水平兼顾电导率及耐落粉性。另一方面,可知将多层CNT附着在纤维状基材上而形成的比较例1的片材电导率低且容易落粉,进而厚度不均匀。

产业上的利用可能性

根据本发明,能得到一种导电性优异并且碳纳米管难以脱落的包含碳纳米管的片材。

此外,根据本发明,能提供一种能够良好地制造如下片材的制造方法,该片材是导电性优异并且碳纳米管难以脱落的包含碳纳米管的片材。

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