[发明专利]碳膜及其制造方法

说明书

本发明提供包含纤维状碳纳米结构体和导电性碳的、且该纤维状碳纳米结构体的BET比表面积为500m²/g以上的碳膜。此外，本发明也提供包含如下工序的碳膜的制造方法：在含有BET比表面积为500m²/g以上的纤维状碳纳米结构体、分散剂以及溶剂的纤维状碳纳米结构体分散液中混合导电性碳，接着除去该溶剂而将碳膜成膜。

技术领域

本发明涉及碳膜及其制造方法，特别涉及包含纤维状碳纳米结构体和导电性碳的碳膜以及制造该碳膜的方法。

背景技术

导电性碳等碳材料由于显示高导电性、热传导性，所以自被发现以来就成为备受瞩目的材料。其中，仅由碳材料构成的片状结构体根据其特性有可能在多方面展开应用，也期待应用于蓄电设备等。

特别是近年来，作为导电性、热传导性及机械特性优异的材料，碳纳米管(以下，有时称为“CNT”。)备受瞩目。

但是，CNT等纤维状碳纳米结构体由于是直径为纳米尺寸的微细的结构体，所以单体的处理性、加工性差。因此，提出了例如使多根CNT聚集成膜状，从而形成有时也被称为“巴基纸”(Bucky Paper)的碳纳米管膜(以下，有时称为“CNT膜”。)，并将该CNT膜用作导电膜等。具体而言，提出将CNT膜作为构成太阳能电池、触摸面板等的电极的构件(例如，导电膜、催化剂层等)来使用，该CNT膜是通过使用过滤和干燥等手段从包含溶剂和CNT的碳纳米管分散液中除去溶剂而成膜的(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-105909号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在CNT等纤维状碳纳米结构体的制造中需要先进的技术和高的制造成本，仅以CNT等纤维状碳纳米结构体为碳材料制作的碳膜是非常昂贵的。此外，在粒子形状的导电性碳等碳材料中，碳材料彼此的结合力弱，使用由有机材料构成的粘结材料进行片化而确保自支撑性、成膜性。但是，用这种以往已知的方法制作的碳膜在用于太阳能电池、触摸面板等用途时，导电性不充足，需要进一步的特性改进。

因此，本发明的目的在于提供包含与CNT等纤维状碳纳米结构体不同的导电性碳的、并且自支撑性和导电性优异的碳膜以及其制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了实现上述目标进行了深入研究。而且，本发明人等发现通过形成包含具有规定的BET比表面积的纤维状碳纳米结构体和导电性碳的碳膜，可得到自支撑性和导电性优异的碳膜，从而完成了本发明。

即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的碳膜的特征在于，包含纤维状碳纳米结构体和导电性碳，该纤维状碳纳米结构体的BET比表面积为500m²/g以上。这样，通过包含具有500m²/g以上的BET比表面积的纤维状碳纳米结构体以及导电性碳，能够提供自支撑性和导电性优异的碳膜。

在本发明的碳膜中，优选所述纤维状碳纳米结构体和所述导电性碳的含有比例以质量比(纤维状碳纳米结构体/导电性碳)计为95/5～35/65。通过将该纤维状碳纳米结构体和导电性碳的含有比例设为以质量比(纤维状碳纳米结构体/导电性碳)计为95/5～35/65，能够在提高碳膜的导电性的同时也提高碳膜的成膜性。

此外，在本发明的碳膜中，优选所述纤维状碳纳米结构体包含碳纳米管。如果使用包含碳纳米管的纤维状碳纳米结构体，则能够进一步提高碳膜的强度和自支撑性。