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公開番号2025088617
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023203426
出願日2023-11-30
発明の名称カーボンナノチューブ分散液
出願人日本ゼオン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C08L 101/12 20060101AFI20250604BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】分散状態の経時安定性に優れるとともに、導電性に優れる成形体を形成可能なカーボンナノチューブ分散液の提供。
【解決手段】複数本のカーボンナノチューブと、溶媒と、重量平均分子量が40000未満の分散剤とを含むカーボンナノチューブ分散液。前記複数本のカーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブを含み、前記複数本のカーボンナノチューブの少なくとも一部がカーボンナノチューブバンドルを形成しており、前記カーボンナノチューブバンドルの平均長さが1.50μm以上であり、前記カーボンナノチューブバンドルの平均直径が14.7nm未満であり、前記カーボンナノチューブバンドル100本中、直径が30.0nm超の本数が10本以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数本のカーボンナノチューブと、溶媒と、重量平均分子量が４００００未満の分散剤とを含むカーボンナノチューブ分散液であって、
前記複数本のカーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブを含み、
前記複数本のカーボンナノチューブの少なくとも一部がカーボンナノチューブバンドルを形成しており、
前記カーボンナノチューブバンドルの平均長さが１．５０μｍ以上であり、
前記カーボンナノチューブバンドルの平均直径が１４．７ｎｍ未満であり、
前記カーボンナノチューブバンドル１００本中、直径が３０．０ｎｍ超の本数が１０本以下である、カーボンナノチューブ分散液。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記カーボンナノチューブのＧ／Ｄ比が０．５以上１２０以下である、請求項１に記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブバンドルの平均アスペクト比が１１０以上である、請求項１に記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項４】
前記分散剤がカルボキシメチルセルロースまたはその塩である、請求項１～３の何れかに記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項５】
前記カルボキシメチルセルロースのエーテル化度が０．５以上０．９以下である、請求項４に記載のカーボンナノチューブ分散液。

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分散液に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、導電性、熱伝導性、および強度などの特性に優れる材料として、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と略記する場合がある。）が注目されている。
【０００３】
ここで、ＣＮＴは、一本一本の特性は優れているものの、外径が小さいためファンデルワールス力によってバンドル化し易い（束になり易い）。そのため、ＣＮＴを一旦溶媒に分散させてカーボンナノチューブ分散液（ＣＮＴ分散液）を調製することが従来行われている。そして得られたＣＮＴ分散液は、例えば、複数本のＣＮＴが集合してなる炭素膜に例示される成形体や二次電池用電極の製造に用いられる。
【０００４】
そこで、近年では、ＣＮＴ分散液を改良することにより成形体の諸特性を向上させる試みがなされている。
例えば、特許文献１では、ＣＮＴと、溶媒と、分散剤とを含み、ＣＮＴの平均外径、回折角２θ＝２５°±２°のピークの半値幅およびＧ／Ｄ比がそれぞれ所定の範囲内であるＣＮＴ分散液が開示されている。そして、特許文献１によれば、当該ＣＮＴ分散液を用いれば、導電性に優れた樹脂組成物、電極膜などを得ることができる。
また、特許文献２では、ＣＮＴと、分散剤と、溶媒とを含み、ＣＮＴの平均外径、ＢＥＴ比表面積および平均繊維長がそれぞれ所定の範囲内であるＣＮＴ分散液が開示されている。そして、特許文献２によれば、当該ＣＮＴ分散液を用いれば、導電性および密着性に優れた樹脂組成物、電極膜などを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２０／００４０９５号
特開２０２１－７２２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年ではＣＮＴ分散液から形成される成形体の諸特性の更なる向上が求められているところ、上記従来のＣＮＴ分散液は、成形体の導電性を一層高めるという点において改善の余地があった。また、上記従来のＣＮＴ分散液は、分散状態の経時安定性に一層の向上の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、分散状態の経時安定性に優れるとともに、導電性に優れる成形体を形成可能なカーボンナノチューブ分散液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。ここで本発明者は、ＣＮＴ分散液中においてＣＮＴが複数本集合して形成されるバンドル（以下、「ＣＮＴバンドル」と称する場合がある。）に着目した。そして、本発明者は、単層ＣＮＴを含有する複数本のＣＮＴと、溶媒と、重量平均分子量が所定値未満である分散剤とを含むＣＮＴ分散液において、ＣＮＴバンドルの平均長さを所定値以上とし、ＣＮＴバンドルの平均直径を所定値未満とし、直径３０．０ｎｍ超のＣＮＴバンドルの割合を所定値以下とすれば、分散状態の経時安定性が優れるとともに、成形体の導電性を高めうるＣＮＴ分散液が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明によれば、下記〔１〕～〔５〕のＣＮＴ分散液が提供される。
【００１０】
〔１〕複数本のカーボンナノチューブと、溶媒と、重量平均分子量が４００００未満の分散剤とを含むカーボンナノチューブ分散液であって、前記複数本のカーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブを含み、前記複数本のカーボンナノチューブの少なくとも一部がカーボンナノチューブバンドルを形成しており、前記カーボンナノチューブバンドルの平均長さが１．５０μｍ以上であり、前記カーボンナノチューブバンドルの平均直径が１４．７ｎｍ未満であり、前記カーボンナノチューブバンドル１００本中、直径が３０．０ｎｍ超の本数が１０本以下である、カーボンナノチューブ分散液。
単層ＣＮＴを含有する複数本のＣＮＴと、溶媒と、重量平均分子量が上記値未満の分散剤とを含み、ＣＮＴバンドルの平均長さが上記値以上であり、ＣＮＴバンドルの平均直径が上記値未満であり、そしてＣＮＴバンドル１００本のうち直径が３０．０ｎｍ超の本数が上記値以下であるＣＮＴ分散液は、分散状態の経時安定性に優れるとともに、成形体に、優れた導電性を発揮させることができる。
なお、本発明において、「カーボンナノチューブバンドルの平均長さ」、「カーボンナノチューブバンドルの平均直径」、および「カーボンナノチューブバンドル１００本中、直径が３０．０ｎｍ超の本数」は、それぞれ、本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
また、本発明において、分散剤の「重量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィーを使用し、標準ポリスチレン換算値として測定することができ、詳細には本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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