[发明专利]碳纳米管分散液和导电性膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含含碳纳米管的组合物的分散液和导电性膜的制造方法。

背景技术

碳纳米管由于其理想的一维结构而获得各种特性，例如良好的导电性、导热性、力学强度等，从而是被期待应用于各种工业的物质。通过控制碳纳米管的直径、层数和长度，可以期待性能提高和应用性的扩展。通常，碳纳米管的层数少时具有高石墨结构。由于单层碳纳米管、2层碳纳米管具有高石墨结构，因此导电性、导热性等特性也高，这是已知的。此外，多层碳纳米管中的层数较少的2～5层碳纳米管，由于其具有单层碳纳米管和多层碳纳米管两者的特性，因此在各种用途中作为有希望的材料而受到瞩目。

作为利用了碳纳米管的导电性的用途，例如有洁净室用部件、显示器用部件、汽车用部件等。碳纳米管用于对这些部件赋予防静电性、导电性、电波吸收性、电磁波屏蔽性、近红外截止性等。碳纳米管由于纵横比高、且用少量就能够形成导电通路，因此与以往的炭黑等导电性微粒相比，能够成为光透射性和耐脱落性优异的导电性材料。例如，使用了碳纳米管的光学用透明导电性膜是公知的(专利文献1)。为了使用碳纳米管获得光透射性优异的导电性膜，需要将由数10根碳纳米管构成的粗的集束(bundle)和牢固的凝集体解开，使碳纳米管高度分散，以少的碳纳米管根数高效地形成导电通路。作为获得这样的导电性膜的方法，已知例如将碳纳米管高度分散于溶剂中而得的分散液涂布于基材的方法等。为了使碳纳米管高度分散于溶剂中，有使用分散剂使其分散的方法(专利文献1、2)。其中，为了使碳纳米管进一步高度分散，在水性溶剂中，使用具有对水具有亲和性的亲水性基团和与碳纳米管亲和性高的疏水性基团的分散剂使其分散是合适的(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-012988号公报

专利文献2：日本特开2009-536911号公报

发明内容

发明所要解决的课题

碳纳米管的分散剂大多是基本上绝缘的物质，因此与碳纳米管相比，导电性低。因此，如果大量使用分散剂，则在使用该分散液来制作导电性膜的情况下，有时成为阻碍膜的导电性的原因。此外，如果具有亲水性基团的分散剂残留在导电性膜中，则有时在高温·高湿等环境下，由分散剂的吸湿和膨润会引起导电性变化等，电阻值稳定性会变差。因此，为了制造兼具高导电性和耐湿热性的导电性膜，追求分散剂的使用量尽可能少。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其课题在于提供，能够维持碳纳米管的高分散性、同时在制成导电性成型体时发挥高导电性和耐湿热性的碳纳米管分散液。

用于解决课题的方法

本发明者们为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过在使含碳纳米管的组合物分散时使挥发性盐共存，可获得即使分散剂量少也具有高分散性的分散液。

即，本发明涉及含有含碳纳米管的组合物、重均分子量为0.1万以上且40万以下的分散剂、挥发性盐和水系溶剂的碳纳米管分散液。

此外，本发明涉及下述导电性膜的制造方法：使上述碳纳米管分散液在基材上展开，然后使其干燥，从而除去挥发性盐和水系溶剂。

发明效果

通过使用本发明的碳纳米管分散液，能够获得高导电性且耐湿热性优异的导电性成型体。

具体实施方式

在本发明中，使用含碳纳米管的组合物作为导电性材料。在本发明中，含碳纳米管的组合物是指包含多个碳纳米管的总体。含碳纳米管的组合物中的碳纳米管的存在形态不受特别限定，它们可以以分别独立、集束状、或交缠等的形态或这些的混合形态存在。此外，也可以包含具有各种各样的层数或直径的碳纳米管。此外，即使在分散液、配合了其他成分的组合物、或与其他成分复合而成的复合体中包含的情况下，只要包含多个碳纳米管，则解释为包含有含碳纳米管的组合物。含碳纳米管的组合物中可以含有源自碳纳米管制造法的杂质(例如催化剂、无定形碳)。

关于碳纳米管，具有将石墨的一面卷起而形成的筒状形状，将卷成1层的碳纳米管称为单层碳纳米管，将卷成2层的碳纳米管称为2层碳纳米管，将卷成多层的碳纳米管称为多层碳纳米管。