JP7669205B2 - Carbon nanotube dispersion and method for producing electromagnetic wave shielding sheet - Google Patents
Carbon nanotube dispersion and method for producing electromagnetic wave shielding sheet Download PDFInfo
- Publication number
- JP7669205B2 JP7669205B2 JP2021101554A JP2021101554A JP7669205B2 JP 7669205 B2 JP7669205 B2 JP 7669205B2 JP 2021101554 A JP2021101554 A JP 2021101554A JP 2021101554 A JP2021101554 A JP 2021101554A JP 7669205 B2 JP7669205 B2 JP 7669205B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dispersion
- mass
- cnt
- content
- carbon nanotube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
本発明は、カーボンナノチューブ水分散液およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an aqueous dispersion of carbon nanotubes and a method for producing the same.
カーボンナノチューブは、一様な平面のグラフェンシートを筒状に巻いたような構造を有している。カーボンナノチューブは、このような独特の構造を有するため、様々な特性を有しており、広範な分野において応用が期待されている。 Carbon nanotubes have a structure similar to a uniform, flat graphene sheet rolled into a cylindrical shape. Because of this unique structure, carbon nanotubes have a variety of properties and are expected to be used in a wide range of fields.
例えば特許文献1には、カーボンナノチューブ集合体と分散媒の混合物を加圧して複数の細管流路に送り込み、上記混合物を衝突、合流させてカーボンナノチューブ分散液を製造する方法が記載されている。特許文献1には、カーボンナノチューブ分散液の製造方法において、カーボンナノチューブ集合体の濃度は、0.01質量%から1質量%が好ましいことが記載されている。
For example,
上記のようなカーボンナノチューブ水分散液では、カーボンナノチューブの含有量を大きくすることが望まれている。カーボンナノチューブの含有量を大きくすることにより、例えば電磁波シールド性能などのカーボンナノチューブ特有の性能を高めることができる。 In the carbon nanotube aqueous dispersion described above, it is desirable to increase the carbon nanotube content. By increasing the carbon nanotube content, it is possible to improve the properties specific to carbon nanotubes, such as electromagnetic wave shielding performance.
しかしながら、界面活性剤などの分散剤を用いずに、単純にカーボンナノチューブの添加量を増量して、衝突、合流を繰り返して分散させる方法では、得られるカーボンナノチューブ水分散液の粘度が高くなりすぎるために、カーボンナノチューブの分散性に優れたカーボンナノチューブ水分散液を作製することが困難であった。また、カーボンナノチューブの含有量を大きくすると、カーボンナノチューブ水分散液の粘度が高くなり、カーボンナノチューブ水分散液を紙などの基材に塗工することが困難になる。 However, when the amount of carbon nanotubes added is simply increased and the tubes are dispersed by repeated collision and merging without using a dispersant such as a surfactant, the viscosity of the resulting carbon nanotube aqueous dispersion becomes too high, making it difficult to produce a carbon nanotube aqueous dispersion with excellent carbon nanotube dispersibility. Furthermore, when the carbon nanotube content is increased, the viscosity of the carbon nanotube aqueous dispersion increases, making it difficult to apply the carbon nanotube aqueous dispersion to a substrate such as paper.
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、カーボンナノチューブの含有量が大きく、かつ塗工が容易なカーボンナノチューブ水分散液を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、カーボンナノチューブの含有量が大きく、かつ塗工が容易なカーボンナノチューブ水分散液の製造方法を提供することにある。 One of the objectives of some aspects of the present invention is to provide a carbon nanotube aqueous dispersion that has a high carbon nanotube content and is easy to apply. Another objective of some aspects of the present invention is to provide a method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion that has a high carbon nanotube content and is easy to apply.
本発明に係るカーボンナノチューブ水分散液の一態様は、
カーボンナノチューブと、カルボキシメチルセルロースナトリウムと、水と、を含み、
前記カーボンナノチューブの含有量は、2.5質量%以上であり、
B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmの条件で測定した粘度は、3000cps以下である。
One aspect of the carbon nanotube aqueous dispersion according to the present invention is
Carbon nanotubes, sodium carboxymethylcellulose , and water,
The carbon nanotube content is 2.5% by mass or more,
The viscosity measured using a Brookfield viscometer at 25° C. and a rotation speed of 60 rpm is 3,000 cps or less.
前記カーボンナノチューブ水分散液の一態様において、
前記カルボキシメチルセルロースナトリウム以外の分散剤を含まなくてもよい。
In one embodiment of the carbon nanotube aqueous dispersion,
The composition may not contain any dispersing agent other than the sodium carboxymethylcellulose .
前記カーボンナノチューブ水分散液のいずれかの態様において、
前記カーボンナノチューブの含有量は、3.0質量%以上であってもよい。
In any one of the embodiments of the carbon nanotube aqueous dispersion,
The carbon nanotube content may be 3.0% by mass or more.
前記カーボンナノチューブ水分散液のいずれかの態様において、
前記粘度は、2500cps以下であってもよい。
In any one of the embodiments of the carbon nanotube aqueous dispersion,
The viscosity may be less than or equal to 2500 cps.
前記カーボンナノチューブ水分散液のいずれかの態様において、
前記粘度は、1000cps以上であってもよい。
In any one of the embodiments of the carbon nanotube aqueous dispersion,
The viscosity may be 1000 cps or more.
前記カーボンナノチューブ水分散液のいずれかの態様において、
前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、2.5質量%以上であってもよい。
In any one of the embodiments of the carbon nanotube aqueous dispersion,
The content of the sodium carboxymethylcellulose may be 2.5% by mass or more.
前記カーボンナノチューブ水分散液のいずれかの態様において、
前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、3.0質量%以上であってもよい。
In any one of the embodiments of the carbon nanotube aqueous dispersion,
The content of the sodium carboxymethylcellulose may be 3.0% by mass or more.
前記カーボンナノチューブ水分散液のいずれかの態様において、
電磁波シールドシードの塗工剤として用いられてもよい。
In any one of the embodiments of the carbon nanotube aqueous dispersion,
It may also be used as a coating agent for electromagnetic wave shielding seeds.
本発明に係るカーボンナノチューブ水分散液の製造方法の一態様は、
カーボンナノチューブと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が3.0質量%以上である第1分散液を作製する工程と、
カーボンナノチューブと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が3.0質量%未満である第2分散液を作製する工程と、
前記第1分散液と前記第2分散液とを混合して第3分散液を作製する工程と、
を含み、
前記第1分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、前記第1分散液を作製し、
前記第2分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、前記第2分散液を作製する。
One aspect of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion according to the present invention is to
preparing a first dispersion liquid containing carbon nanotubes and water, the first dispersion liquid having a carbon nanotube content of 3.0% by mass or more;
preparing a second dispersion containing carbon nanotubes and water, the second dispersion having a carbon nanotube content of less than 3.0% by mass;
mixing the first dispersion and the second dispersion to prepare a third dispersion;
Including,
In the step of preparing the first dispersion, the first dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with a pass number of a wet-type atomization device set to one,
In the step of preparing the second dispersion, an underwater head-on collision method is performed with the number of passes of a wet-type atomization device set to two or more to prepare the second dispersion.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法の一態様において、
前記第2分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を4回としてもよい。
In one embodiment of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
In the step of preparing the second dispersion, the number of passes through the wet-type atomization device may be set to four.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第3分散液に対して、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、第4分散液を作製する工程と、
カーボンナノチューブと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が前記第4分散液よりも大きい第5分散液を作製する工程と、
前記第4分散液と前記第5分散液とを混合して第6分散液を作製する工程と、
を含み、
前記第5分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、前記第5分散液を作製してもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
a step of subjecting the third dispersion to an underwater head-on collision method with a wet-type atomization device being passed through the third dispersion twice or more to prepare a fourth dispersion;
preparing a fifth dispersion containing carbon nanotubes and water, the fifth dispersion having a higher carbon nanotube content than the fourth dispersion;
mixing the fourth dispersion and the fifth dispersion to prepare a sixth dispersion;
Including,
In the step of preparing the fifth dispersion, the fifth dispersion may be prepared by performing an underwater head-on collision method with a single pass through a wet-type atomization device.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第4分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を4回としてもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
In the step of preparing the fourth dispersion, the number of passes through the wet-type atomization device may be four.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第6分散液に対して、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝
突法を行って、第7分散液を作製する工程と、
カーボンナノチューブと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が前記第7分散液よりも大きい第8分散液を作製する工程と、
前記第7分散液と前記第8分散液とを混合して第9分散液を作製する工程と、
を含み、
前記第8分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、前記第8分散液を作製してもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
a step of subjecting the sixth dispersion to an underwater head-on collision method with a wet-type atomization device being passed through the sixth dispersion twice or more to prepare a seventh dispersion;
preparing an eighth dispersion comprising carbon nanotubes and water, the eighth dispersion having a higher carbon nanotube content than the seventh dispersion;
mixing the seventh dispersion and the eighth dispersion to prepare a ninth dispersion;
Including,
In the step of preparing the eighth dispersion, the eighth dispersion may be prepared by performing an underwater head-on collision method with a single pass through a wet-type atomization device.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第7分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を4回としてもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
In the step of preparing the seventh dispersion, the number of passes through the wet-type atomization device may be set to four.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第1分散液における前記カーボンナノチューブの含有量は、3.5質量%以上であり、
前記第2分散液における前記カーボンナノチューブの含有量は、2.5質量%以下であってもよい。
In any one of the above-mentioned methods for producing an aqueous dispersion of carbon nanotubes,
The content of the carbon nanotubes in the first dispersion is 3.5% by mass or more,
The content of the carbon nanotubes in the second dispersion may be 2.5 mass % or less.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第3分散液を作製する工程において、前記第1分散液の質量と前記第2分散液の質量との合計に対する前記第1分散液の質量の比が、0.15以上0.70以下となるように、前記第1分散液と前記第2分散液とを混合してもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
In the step of preparing the third dispersion, the first dispersion and the second dispersion may be mixed such that a ratio of the mass of the first dispersion to a sum of the mass of the first dispersion and the mass of the second dispersion is 0.15 or more and 0.70 or less.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第1分散液および前記第2分散液は、カルボキシメチルセルロースナトリウムを含み、
前記第1分散液における前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、3.0質量%以上であり、
前記第2分散液における前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、3.0質量%未満であってもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
the first dispersion and the second dispersion contain sodium carboxymethylcellulose ;
The content of the sodium carboxymethylcellulose in the first dispersion is 3.0% by mass or more,
The content of the sodium carboxymethylcellulose in the second dispersion may be less than 3.0% by mass.
前記カーボンナノチューブ水分散液の製造方法のいずれかの態様において、
前記第1分散液における前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、3.5質量%以上であり、
前記第2分散液における前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、2.5質量%以下であってもよい。
In any one of the embodiments of the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion,
The content of the sodium carboxymethylcellulose in the first dispersion is 3.5% by mass or more,
The content of the sodium carboxymethylcellulose in the second dispersion may be 2.5% by mass or less.
本発明に係るカーボンナノチューブ水分散液は、カーボンナノチューブと、カルボキシメチルセルロースナトリウムと、水と、を含み、カーボンナノチューブの含有量は、2.5質量%以上であり、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmの条件で測定した粘度は、3000cps以下である。そのため、本発明に係るカーボンナノチューブ水分散液は、カーボンナノチューブの含有量が大きく、かつ塗工が容易である。また、本発明に係るカーボンナノチューブ水分散液の製造方法によれば、カーボンナノチューブの含有量が大きく、かつ塗工が容易なカーボンナノチューブ水分散液を簡便に製造することができる。 The carbon nanotube aqueous dispersion according to the present invention contains carbon nanotubes , sodium carboxymethylcellulose, and water, has a carbon nanotube content of 2.5% by mass or more, and has a viscosity of 3000 cps or less measured at 25° C. and 60 rpm using a B-type viscometer. Therefore, the carbon nanotube aqueous dispersion according to the present invention has a high carbon nanotube content and is easy to apply. Furthermore, according to the method for producing a carbon nanotube aqueous dispersion according to the present invention, a carbon nanotube aqueous dispersion having a high carbon nanotube content and being easy to apply can be easily produced.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Below, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below do not unduly limit the content of the present invention described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described below are necessarily essential components of the present invention.
1. カーボンナノチューブ水分散液
1.1. 含有物
まず、本実施形態に係るカーボンナノチューブ水分散液について説明する。本実施形態に係るカーボンナノチューブ水分散液は、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」ともいう)と、カルボキシメチルセルロースナトリウム(以下、「CMC」ともいう)と、水と、を含む。以下、各含有物について説明する。
1. Carbon nanotube aqueous dispersion 1.1. Contents First, the carbon nanotube aqueous dispersion according to this embodiment will be described. The carbon nanotube aqueous dispersion according to this embodiment contains carbon nanotubes (hereinafter also referred to as "CNT"), sodium carboxymethylcellulose (hereinafter also referred to as "CMC"), and water. Each of the contents will be described below.
1.1.1. カーボンナノチューブ(CNT)
本実施形態に係るCNT水分散液に含まれるCNTは、炭素によって作られる1枚の六員環ネットワーク(グラフェンシート)が円筒状に巻かれた単層カーボンナノチューブ(SWNT:single-walled carbon nanotube)、複数のグラフェンシートが同心円状に巻かれた多層カーボンナノチューブ(MWNT:multi-walled carbon nanotube)が挙げられる。CNT水分散液は、SWNTおよびMWNTのうち一方のみを含んでいてもよいし、両方を含んでいてもよいが、CNTの分散性を考慮すると、CNTとしてMWNTのみを含んでいることが好ましい。CNTの両端は、閉じられていてもよいし、開かれていてもよい。
1.1.1. Carbon nanotubes (CNTs)
Examples of the CNT contained in the CNT aqueous dispersion according to this embodiment include single-walled carbon nanotubes (SWNTs) in which one six-membered ring network (graphene sheet) made of carbon is wound in a cylindrical shape, and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) in which multiple graphene sheets are wound in a concentric shape. The CNT aqueous dispersion may contain only one of SWNTs and MWNTs, or may contain both, but considering the dispersibility of CNTs, it is preferable that the CNTs contain only MWNTs. Both ends of the CNTs may be closed or open.
上記のようなCNTは、例えば、アーク放電法、レーザーアブレーション法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって、好ましいサイズに作製される。本実施形態に係るCNT水分散液に含まれるCNTは、いずれの方法を用いて作製されたものであってもよい。 The above-mentioned CNTs are produced to a desired size by, for example, an arc discharge method, a laser ablation method, or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The CNTs contained in the CNT aqueous dispersion according to this embodiment may be produced by any method.
CNTの直径は、例えば、1nm以上100nm以下であり、好ましくは5nm以上50nm以下であり、より好ましくは8nm以上15nm以下である。CNTの直径が1nm以上100nm以下であれば、CNTの分散性を向上させることができる。CNTの直径は、SEM(Scanning Electron Microscope)によって測定することができる。 The diameter of the CNT is, for example, 1 nm or more and 100 nm or less, preferably 5 nm or more and 50 nm or less, and more preferably 8 nm or more and 15 nm or less. If the diameter of the CNT is 1 nm or more and 100 nm or less, the dispersibility of the CNT can be improved. The diameter of the CNT can be measured by a SEM (Scanning Electron Microscope).
CNTの繊維長は、例えば、0.5μm以上50μm以下であり、好ましくは15μm以上35μm以下である。CNTの繊維長が0.5μm以上50μm以下であれば、CNTの分散性を向上させることができる。CNTの繊維長は、SEMによって測定することができる。なお、「CNTの繊維長」とは、CNTがファンデルワールス力によって束(バンドル)となっている状態での長さであり、溶媒に分散される前のCNTの長さである。 The fiber length of the CNT is, for example, 0.5 μm to 50 μm, and preferably 15 μm to 35 μm. If the fiber length of the CNT is 0.5 μm to 50 μm, the dispersibility of the CNT can be improved. The fiber length of the CNT can be measured by SEM. The "fiber length of the CNT" refers to the length of the CNT when it is bundled by van der Waals forces, and is the length of the CNT before it is dispersed in a solvent.
CNTのBET比表面積は、例えば、50m2/g以上500m2/g以下であり、好ましくは100m2/g以上300m2/g以下である。CNTのBET比表面積が50m2/g以上500m2/g以下であれば、CNTの分散性を向上させることができる。なお、「BET比表面積」とは、BET(Brunauer Emmett Teller)法で測定された比表面積のことであり、自動比表面積測定装置によって測定することができる。 The BET specific surface area of the CNT is, for example, 50 m 2 /g or more and 500 m 2 /g or less, and preferably 100 m 2 /g or more and 300 m 2 /g or less. If the BET specific surface area of the CNT is 50 m 2 /g or more and 500 m 2 /g or less, the dispersibility of the CNT can be improved. Note that the "BET specific surface area" refers to the specific surface area measured by the BET (Brunauer Emmett Teller) method, and can be measured by an automatic specific surface area measuring device.
CNT水分散液において、CNTの含有量は、2.5質量%以上であり、好ましくは3.0質量%以上であり、より好ましくは3.5質量%以上である。CNTの含有量が2.5質量%以上であれば、電磁波シールド性能などのCNT特有の性能を高めることができる。CNTの含有量は、例えば、10.0質量%以下である。CNTの含有量が10.0質量%以下であれば、CNTの分散性を向上させることができる。CNTの含有量は、熱重量分析(TGA:thermal gravimetric analysis)によって測定することができる。 In the CNT aqueous dispersion, the CNT content is 2.5% by mass or more, preferably 3.0% by mass or more, and more preferably 3.5% by mass or more. If the CNT content is 2.5% by mass or more, the performance specific to CNT, such as electromagnetic shielding performance, can be improved. The CNT content is, for example, 10.0% by mass or less. If the CNT content is 10.0% by mass or less, the dispersibility of CNT can be improved. The CNT content can be measured by thermal gravimetric analysis (TGA).
1.1.2. カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)
本実施形態に係るCNT水分散液において、CMCは、CNTを分散させるための分散剤として機能する。CNTの分散剤としては、CMCのみを用いる。すなわち、CNT水分散液は、CMC以外の分散剤を含まない。「分散剤」とは、CNTを水に分散させて、CNTの凝集・沈降防止に寄与する添加剤のことをいう。CNTの分散剤としてCMCのみを用いることにより、例えばCMCの他に分散剤としてアニオン性界面活性剤などを添加する場合に比べて、CNT水分散液への気泡の混入を防ぐことができる。したがって、本実施形態に係るCNT水分散液を電磁波シールドの塗工剤として使用する場合には、CNTの分散剤としてCMCのみを用いることにより、形成される塗膜に気泡が混入することを防ぐことができる。
1.1.2. Sodium Carboxymethylcellulose (CMC)
In the CNT aqueous dispersion according to this embodiment, CMC functions as a dispersant for dispersing CNT. Only CMC is used as a dispersant for CNT. That is, the CNT aqueous dispersion does not contain any dispersant other than CMC. The term "dispersant" refers to an additive that disperses CNT in water and contributes to preventing the aggregation and sedimentation of CNT. By using only CMC as a dispersant for CNT, it is possible to prevent air bubbles from being mixed into the CNT aqueous dispersion, compared to the case where, for example, an anionic surfactant is added as a dispersant in addition to CMC. Therefore, when the CNT aqueous dispersion according to this embodiment is used as a coating agent for an electromagnetic wave shield, it is possible to prevent air bubbles from being mixed into the coating film to be formed by using only CMC as a dispersant for CNT.
CMCの重量平均分子量は、例えば、5000以上100000以下であり、好ましくは10000以上60000以下であり、より好ましくは10000以上35000以下である。CMCの重量平均分子量が5000以上であれば、CMCがCNTに絡みつき易く、CNTの分散性を向上させることができる。ただし、重量平均分子量が大きすぎると逆に分散性が悪化するので、CMCの分子量は、100000以下であることが好ましい。なお、「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量のことをいう。 The weight average molecular weight of CMC is, for example, 5,000 to 100,000, preferably 10,000 to 60,000, and more preferably 10,000 to 35,000. If the weight average molecular weight of CMC is 5,000 or more, CMC can easily entangle CNTs, improving the dispersibility of CNTs. However, if the weight average molecular weight is too large, dispersibility will deteriorate, so the molecular weight of CMC is preferably 100,000 or less. The "weight average molecular weight" refers to the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
CMCのエーテル化度は、例えば、0.6以上1.2以下であり、好ましくは0.6以上0.8以下である。CMCのエーテル化度が0.6以上1.2以下であれば、CNTの分散性を向上させることができる。 The degree of etherification of the CMC is, for example, 0.6 or more and 1.2 or less, and preferably 0.6 or more and 0.8 or less. If the degree of etherification of the CMC is 0.6 or more and 1.2 or less, the dispersibility of the CNTs can be improved.
CNT水分散液において、CMCの含有量は、2.5質量%以上であり、好ましくは3.0質量%以上であり、より好ましくは3.5質量%以上である。CMCの含有量が2.5質量%以上であれば、CNTの分散性を向上させることができる。CMCの含有量は、例えば、10.0質量%以下である。CMCの含有量が10.0質量%以下であれば、CNT水分散液の粘度を低くすることができる。CMCの含有量が大きいほど、CNT水分散液の粘度は高くなる。CMCの含有量は、熱重量分析によって測定することができる。 In the CNT aqueous dispersion, the CMC content is 2.5% by mass or more, preferably 3.0% by mass or more, and more preferably 3.5% by mass or more. If the CMC content is 2.5% by mass or more, the dispersibility of the CNT can be improved. The CMC content is, for example, 10.0% by mass or less. If the CMC content is 10.0% by mass or less, the viscosity of the CNT aqueous dispersion can be reduced. The higher the CMC content, the higher the viscosity of the CNT aqueous dispersion. The CMC content can be measured by thermogravimetric analysis.
CNT水分散液において、CNTの質量MCNTに対するCMCの質量MCMCの比MCMC/MCNTは、1/5以上5以下(CNT:CMC=5:1~1:5)であり、好ましくは1/3以上3以下(CNT:CMC=3:1~1:3)である。比MCMC/MCNTが1/5以上であれば、電磁波シールド性能などのCNT特有の性能を高めることができる。比MCMC/MCNTが5以下であれば、CNTの分散性を向上させることができる。 In the CNT aqueous dispersion, the ratio M CMC /M CNT of the mass M CMC of CMC to the mass M CNT of CNT is 1/5 or more and 5 or less (CNT:CMC=5:1 to 1:5), and preferably 1/3 or more and 3 or less (CNT:CMC=3:1 to 1:3). If the ratio M CMC /M CNT is 1/5 or more, the performance specific to CNT, such as electromagnetic shielding performance, can be improved. If the ratio M CMC /M CNT is 5 or less, the dispersibility of CNT can be improved.
1.1.3. 水
本実施形態に係るCNT水分散液は、溶媒として水を含む。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、および蒸留水等の純水、ならびに超純水のようなイオン性不純物を極力除去したものが挙げられる。CNT水分散液は、溶媒として水を用いるため、溶媒として有機溶媒を用いる場合に比べて、環境に優しい。CNT水分散液は、C
NT、CMC、および水のみを含んでいてもよい。すなわち、CNT水分散液は、CNT、CMC、および水のみから構成されていてもよい。
1.1.3. Water The CNT aqueous dispersion according to this embodiment contains water as a solvent. Examples of water include pure water such as ion-exchanged water, ultrafiltered water, reverse osmosis water, and distilled water, as well as water from which ionic impurities have been removed as much as possible, such as ultrapure water. Since the CNT aqueous dispersion uses water as a solvent, it is more environmentally friendly than when an organic solvent is used as a solvent. The CNT aqueous dispersion is a dispersion of C
It may contain only NTs, CMC, and water, that is, the CNT aqueous dispersion may be composed of only CNTs, CMC, and water.
1.1.4. その他の添加剤
本実施形態に係るCNT水分散液は、必要に応じて、さらに、保存剤、pH調整剤、着色剤、消泡剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
1.1.4 Other Additives The CNT aqueous dispersion according to this embodiment may further contain various additives such as a preservative, a pH adjuster, a colorant, and an antifoaming agent, as necessary.
1.2. 粘度
本実施形態に係るCNT水分散液において、B型粘度計を用いて、25℃、回転数60rpmの条件で測定した粘度は、3000cps以下であり、好ましくは1000cps以上2500cps以下であり、より好ましくは1500cps以上2000cps以下である。以下、「B型粘度計を用いて、25℃、回転数60rpmの条件で測定した粘度」を単に「粘度」ともいう。なお、1cps=1mPa・sである。
1.2 Viscosity In the CNT aqueous dispersion according to this embodiment, the viscosity measured using a Brookfield viscometer at 25° C. and a rotation speed of 60 rpm is 3000 cps or less, preferably 1000 cps to 2500 cps, and more preferably 1500 cps to 2000 cps. Hereinafter, the "viscosity measured using a Brookfield viscometer at 25° C. and a rotation speed of 60 rpm" is also simply referred to as "viscosity." Note that 1 cps = 1 mPa·s.
CNT水分散液の粘度が3000cps以下であれば、容易にCNT水分散液を塗工することができる。さらに、均一性よくCNT水分散液を塗工することができる。CNT水分散液の粘度が1000cps以上であれば、より容易にCNT水分散液を塗工することができる。 If the viscosity of the CNT aqueous dispersion is 3000 cps or less, the CNT aqueous dispersion can be easily applied. Furthermore, the CNT aqueous dispersion can be applied with good uniformity. If the viscosity of the CNT aqueous dispersion is 1000 cps or more, the CNT aqueous dispersion can be applied even more easily.
1.3. 用途
本実施形態に係るCNT水分散液は、例えば、ダイコーター、グラビアコーター、ワイヤーバーコーター、ナイフコーター、エアーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、リバースロールコーターなどを用いて、所定の基材に塗工される。
1.3. Uses The CNT aqueous dispersion according to this embodiment is applied to a predetermined substrate using, for example, a die coater, a gravure coater, a wire bar coater, a knife coater, an air coater, a blade coater, a roll coater, or a reverse roll coater.
CNT水分散液は、電磁波を抑制するための電磁波シールドシートの塗工剤として用いられる。電磁波シールドシートは、例えば、紙などの基材にCNT水分散液を塗工し、塗工されたCNT水分散液を乾燥することによって作製される。 CNT aqueous dispersions are used as coating agents for electromagnetic wave shielding sheets to suppress electromagnetic waves. Electromagnetic wave shielding sheets are produced, for example, by coating a substrate such as paper with CNT aqueous dispersion and then drying the coated CNT aqueous dispersion.
なお、CNT水分散液の用途は、電磁波シールドシートに限定されず、CNT水分散液は、例えば、燃料電池やキャパシター、半導体デバイス、医療用器具、自動車、航空機、スポーツ用品など広範な分野において用いられる。 The applications of CNT aqueous dispersions are not limited to electromagnetic shielding sheets, but are used in a wide range of fields, including fuel cells, capacitors, semiconductor devices, medical equipment, automobiles, aircraft, and sporting goods.
1.4. 作用効果
本実施形態に係るCNT水分散液は、CNTと、CMCと、水と、を含み、CNTの含有量は、2.5質量%以上であり、粘度は、3000cps以下である。そのため、本実施形態に係るCNT水分散液は、CNTの含有量が大きく、かつ塗工が容易である。粘度が3000cpsより高いと、CNT水分散液を、上述したダイコーターなどを用いて塗工することが難しくなる。
1.4. Effects and Effects The CNT aqueous dispersion according to this embodiment contains CNT, CMC, and water, has a CNT content of 2.5 mass% or more, and has a viscosity of 3000 cps or less. Therefore, the CNT aqueous dispersion according to this embodiment has a high CNT content and is easy to apply. If the viscosity is higher than 3000 cps, it becomes difficult to apply the CNT aqueous dispersion using the above-mentioned die coater or the like.
2. カーボンナノチューブ水分散液の製造方法
2.1. 全体の流れ
次に、本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法を説明するためのフローチャートである。
2. Method for Producing Carbon Nanotube Aqueous Dispersion 2.1. Overall Flow Next, the method for producing a CNT aqueous dispersion according to this embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a flow chart for explaining the method for producing a CNT aqueous dispersion according to this embodiment.
本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法は、図1に示すように、CNTの含有量が3.0質量%以上である第1分散液を作製する工程(ステップS1)と、CNTの含有量が3.0質量%未満である第2分散液を作製する工程(ステップS2)と、第1分散液と第2分散液とを混合して第3分散液を作製する工程(ステップS3)と、を含む。以下、各工程について説明する。 As shown in FIG. 1, the method for producing a CNT aqueous dispersion according to this embodiment includes a step (step S1) of preparing a first dispersion having a CNT content of 3.0% by mass or more, a step (step S2) of preparing a second dispersion having a CNT content of less than 3.0% by mass, and a step (step S3) of mixing the first dispersion and the second dispersion to prepare a third dispersion. Each step will be described below.
2.2. 第1分散液を作製する工程(ステップS1)
2.2.1. CMCと水との攪拌
第1分散液を作製する工程では、まず、CMCと水とを攪拌させる。攪拌の時間は、例えば、0.1時間以上3時間以下、好ましくは0.5時間以上1.5時間以下である。
2.2. Step of preparing first dispersion (Step S1)
2.2.1 Stirring of CMC and Water In the step of preparing the first dispersion, first, CMC and water are stirred. The stirring time is, for example, from 0.1 hours to 3 hours, preferably from 0.5 hours to 1.5 hours.
第1分散液におけるCMCの含有量は、3.0質量%以上であり、好ましくは3.5質量%以上であり、より好ましくは4.0質量%以上であり、さらにより好ましくは5.0質量%以上である。CMCの含有量が3.0質量%以上であれば、第1分散液におけるCNTの分散性を向上させることができる。第1分散液におけるCMCの含有量は、例えば、10.0質量%以下である。CMCの含有量が10.0質量%以下であれば、第1分散液を作製するためのCNTとCMCと水との混合液の粘度が高くなりすぎず、水中対向衝突法によって第1分散液を作製することができる。混合液の粘度が高すぎると、水中対向衝突法を行う際に、湿式微細化装置のノズル孔が詰まってしまう。 The CMC content in the first dispersion is 3.0% by mass or more, preferably 3.5% by mass or more, more preferably 4.0% by mass or more, and even more preferably 5.0% by mass or more. If the CMC content is 3.0% by mass or more, the dispersibility of CNT in the first dispersion can be improved. The CMC content in the first dispersion is, for example, 10.0% by mass or less. If the CMC content is 10.0% by mass or less, the viscosity of the mixture of CNT, CMC, and water for preparing the first dispersion does not become too high, and the first dispersion can be prepared by the underwater head-on collision method. If the viscosity of the mixture is too high, the nozzle hole of the wet micronization device will be clogged when performing the underwater head-on collision method.
2.2.2. CNTとCMCと水との攪拌
次に、攪拌されたCMCと水との混合液にCNTを加え、CNTとCMCと水とを攪拌させる。当該攪拌は、上記のCMCと水との攪拌よりも高速で行われる。攪拌の時間は、例えば、0.1時間以上3時間以下、好ましくは0.5時間以上1.5時間以下である。
2.2.2. Stirring of CNT, CMC, and Water Next, CNT is added to the stirred mixture of CMC and water, and the CNT, CMC, and water are stirred. The stirring is performed at a higher speed than the stirring of the CMC and water. The stirring time is, for example, 0.1 hours to 3 hours, preferably 0.5 hours to 1.5 hours.
第1分散液におけるCNTの含有量は、3.0質量%以上であり、好ましくは3.5質量%以上であり、より好ましくは4.0質量%以上であり、さらにより好ましくは5.0質量%以上である。第1分散液におけるCNTの含有量が3.0質量%以上であれば、CNTの含有量が大きい第3分散液を作製することができる。第1分散液におけるCNTの含有量は、例えば、10.0質量%以下である。第1分散液におけるCNTの含有量が10.0質量%以下であれば、第1分散液を作製するためのCNTとCMCと水との混合液の粘度が高くなりすぎず、水中対向衝突法によって第1分散液を作製することができる。混合液におけるCNTの含有量が大きいほど、混合液の粘度は高くなる。 The CNT content in the first dispersion is 3.0% by mass or more, preferably 3.5% by mass or more, more preferably 4.0% by mass or more, and even more preferably 5.0% by mass or more. If the CNT content in the first dispersion is 3.0% by mass or more, a third dispersion having a large CNT content can be prepared. The CNT content in the first dispersion is, for example, 10.0% by mass or less. If the CNT content in the first dispersion is 10.0% by mass or less, the viscosity of the mixture of CNT, CMC, and water for preparing the first dispersion does not become too high, and the first dispersion can be prepared by the underwater head-on collision method. The greater the CNT content in the mixture, the higher the viscosity of the mixture.
第1分散液において、CNTの質量MCNTに対するCMCの質量MCMCの比MCMC/MCNTは、1/5以上5以下(CNT:CMC=5:1~1:5)であり、好ましくは1/3以上3以下(CNT:CMC=3:1~1:3)である。比MCMC/MCNTが1/5以上であれば、CNTの含有量が大きい第3分散液を作製することができる。比MCMC/MCNTが5以下であれば、第1分散液におけるCNTの分散性を向上させることができる。 In the first dispersion, the ratio M CMC /M CNT of the mass M CMC of CMC to the mass M CNT of CNT is 1/5 or more and 5 or less (CNT:CMC=5:1 to 1:5), and preferably 1/3 or more and 3 or less (CNT:CMC=3:1 to 1:3). If the ratio M CMC /M CNT is 1/5 or more, a third dispersion having a large CNT content can be prepared. If the ratio M CMC /M CNT is 5 or less, the dispersibility of CNT in the first dispersion can be improved.
2.2.3. スクリーン処理
次に、攪拌されたCNTとCMCと水との混合液に対して、CNTによる凝集物などを取り除くためのスクリーン処理を行う。スクリーン処理は、例えば、篩などによって行われる。スクリーン処理を行うことにより、水中対向衝突法をスムーズに行うことができる。
Next, the stirred mixture of CNT, CMC, and water is subjected to a screening process to remove CNT aggregates, etc. Screening is performed, for example, using a sieve. By performing the screening process, the underwater head-on collision method can be performed smoothly.
2.2.4. ホモジナイザーによる処理
次に、水中対向衝突法の前処理として、ホモジナイザーによってCNTとCMCと水との混合液を処理する。ホモジナイザーは、超音波でキャビテーションを起こす超音波式であってもよいし、混合液を攪拌する攪拌式であってもよいし、混合液に圧力をかける圧力式であってもよい。ホモジナイザーによる処理を行うによって、CNTによる凝集物を減らすことができ、水中対向衝突法をスムーズに行うことができる。ホモジナイザーによる処理の時間は、例えば、1分以上30分以下であり、好ましくは3分以上10分以下である。
2.2.4. Treatment with a homogenizer Next, as a pretreatment for the underwater confrontation collision method, the mixture of CNT, CMC, and water is treated with a homogenizer. The homogenizer may be an ultrasonic type that generates cavitation with ultrasonic waves, an agitation type that agitates the mixture, or a pressure type that applies pressure to the mixture. By performing treatment with a homogenizer, it is possible to reduce aggregates of CNT, and the underwater confrontation collision method can be performed smoothly. The time for treatment with a homogenizer is, for example, 1 minute or more and 30 minutes or less, and preferably 3 minutes or more and 10 minutes or less.
2.2.5. 水中対向衝突法
次に、CNTとCMCと水との混合液に対して、湿式微細化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行う。第1分散液を作製する工程では、分散剤としてCMCのみを用いる。分散剤としてCMCしか用いなくても、水中対向衝突法を行うことによってCNTの分散性を向上させることができる。これにより、CNTの分散性に優れた第1分散液を作製することができる。
2.2.5. Underwater Head-on Collision Method Next, the underwater head-on collision method is performed on the mixture of CNT, CMC, and water with the number of passes of the wet-type micronization device set to one. In the process of preparing the first dispersion, only CMC is used as the dispersant. Even if only CMC is used as the dispersant, the dispersibility of CNT can be improved by performing the underwater head-on collision method. This makes it possible to prepare a first dispersion with excellent dispersibility of CNT.
水中対向衝突法では、対向配置された一対のノズル孔(第1ノズル孔および第2ノズル孔)からCNTを含む混合液を高圧で吐出させて、第1ノズル孔から吐出された混合液と、第2ノズル孔から吐出された混合液と、を衝突させてCNTを分散させる。好ましくは、水中対向衝突法では、第1ノズル孔から吐出された混合液に含まれるCNTと、第2ノズル孔から吐出された混合液に含まれるCNTと、を衝突させてCNTを分散させる。水中対向衝突法では、第1ノズル孔の中心軸と、第2ノズル孔の中心軸とが、互いに交われば、両中心軸は、一直線上にあってもよいし、互いに傾いていてもよい。また、ノズル孔から混合液をセラミックボール等に衝突させる方法でもよい。 In the underwater counter collision method, a mixed liquid containing CNTs is discharged at high pressure from a pair of nozzle holes (first nozzle hole and second nozzle hole) arranged opposite to each other, and the mixed liquid discharged from the first nozzle hole and the mixed liquid discharged from the second nozzle hole are collided to disperse the CNTs. Preferably, in the underwater counter collision method, the CNTs contained in the mixed liquid discharged from the first nozzle hole and the CNTs contained in the mixed liquid discharged from the second nozzle hole are collided to disperse the CNTs. In the underwater counter collision method, as long as the central axis of the first nozzle hole and the central axis of the second nozzle hole intersect with each other, both central axes may be on a straight line or may be inclined to each other. Alternatively, the mixed liquid may be collided from the nozzle hole against a ceramic ball or the like.
水中対向衝突法では、例えば、50μm以上200μm以下、好ましくは80μm以上120μm以下、より好ましくは100μmの径を有するノズル孔から、混合液を吐出させて、混合液同士を衝突させる。ノズル孔の径が50μm以上であれば、ある程度粘度が高い混合液であっても、ノズル孔から吐出させることができる。ノズル孔の径が200μm以下であれば、混合液同士の衝突エネルギーを高くすることができる。 In the underwater head-on collision method, the mixed liquid is ejected from a nozzle hole having a diameter of, for example, 50 μm to 200 μm, preferably 80 μm to 120 μm, more preferably 100 μm, and the mixed liquids are caused to collide with each other. If the nozzle hole diameter is 50 μm or more, even a mixed liquid with a relatively high viscosity can be ejected from the nozzle hole. If the nozzle hole diameter is 200 μm or less, the collision energy between the mixed liquids can be increased.
水中対向衝突法では、例えば、150MPa以上250MPa以下、好ましくは180MPa以上220MPa以下、より好ましくは200MPaの圧力で、混合液を吐出させて、混合液同士を衝突させる。圧力が150MPa以上であれば、混合液同士の衝突エネルギーを高くすることができる。圧力が250MPa以下であれば、衝突エネルギーが高すぎてCNTの繊維が切れることを抑制することができる。 In the underwater head-on collision method, the mixed liquid is discharged at a pressure of, for example, 150 MPa or more and 250 MPa or less, preferably 180 MPa or more and 220 MPa or less, and more preferably 200 MPa, and the mixed liquids are caused to collide with each other. If the pressure is 150 MPa or more, the collision energy between the mixed liquids can be increased. If the pressure is 250 MPa or less, it is possible to prevent the collision energy from being too high and causing the CNT fibers to break.
具体的には、水中対向衝突法は、株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置「スターバーストラボ」(機種名:HJP-25005)を用いて行われる。当該湿式微粒化装置は、例えば超音波ホモジナイザーやボールミルに比べて、エネルギー密度が高く、短時間でCNTの分散性に優れた第1分散液を作製することができる。さらに、当該湿式微粒化装置は、不純物の混入を極少とすることができ、不純物の混入が極めて少ない第1分散液を作製することができる。 Specifically, the underwater head-on collision method is carried out using a wet atomization device "Starburst Lab" (model name: HJP-25005) manufactured by Sugino Machine Ltd. This wet atomization device has a higher energy density than, for example, ultrasonic homogenizers or ball mills, and can produce a first dispersion liquid with excellent CNT dispersibility in a short time. Furthermore, this wet atomization device can minimize the inclusion of impurities, making it possible to produce a first dispersion liquid with extremely low impurity inclusion.
第1分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、第1分散液を作製する。ここで、「湿式微粒化装置における混合液のPass回数」とは、湿式微粒化装置における混合液の循環回数のことであり、例えば、「Pass回数が2回」とは、1度衝突したCNTがもう1度衝突するように、混合液を2回循環させることを意味する。このように、Pass回数は、混合液に含まれるCNTの衝突回数に相当する。さらに、Pass回数は、湿式微粒化装置における処理時間に比例する。湿式微粒化装置における処理時間が長いと、混合液の循環回数が増える。 In the process of preparing the first dispersion, the underwater head-on collision method is performed with the number of passes through the wet atomization device set to one to prepare the first dispersion. Here, the "number of passes of the mixed liquid in the wet atomization device" refers to the number of times the mixed liquid is circulated through the wet atomization device. For example, "two passes" means that the mixed liquid is circulated twice so that the CNTs that have collided once collide again. In this way, the number of passes corresponds to the number of collisions of the CNTs contained in the mixed liquid. Furthermore, the number of passes is proportional to the processing time in the wet atomization device. If the processing time in the wet atomization device is long, the number of times the mixed liquid is circulated increases.
第1分散液は、CNTの含有量が3.0質量%以上と大きいため、粘度が高い。第1分散液の粘度は、例えば、9000cps以上、好ましくは9500cps以上、より好ましくは10000cps以上である。このような高粘度の第1分散液に対して、もう1回、湿式微粒化装置で水中対向衝突法を行おうとしても(すなわち、Pass回数を2回として水中対向衝突法を行って、第1分散液を作製しようとしても)、第1分散液が湿式微粒化装置のノズル孔に詰まってしまい、水中対向衝突法を行うことができない。したがっ
て、第1分散液を作製する工程において、湿式微粒化装置のPass回数を2回とすることは難しく、Pass回数を1回として水中対向衝突法を行って作製された第1分散液を、第3分散液の作製のために用いる。
The first dispersion has a high viscosity because the CNT content is as large as 3.0% by mass or more. The viscosity of the first dispersion is, for example, 9000 cps or more, preferably 9500 cps or more, and more preferably 10000 cps or more. Even if the first dispersion having such a high viscosity is subjected to the underwater facing collision method once more with the wet atomization device (that is, even if the first dispersion is produced by performing the underwater facing collision method with the number of passes set to two), the first dispersion is clogged in the nozzle hole of the wet atomization device, and the underwater facing collision method cannot be performed. Therefore, in the process of producing the first dispersion, it is difficult to set the number of passes of the wet atomization device to two, and the first dispersion produced by performing the underwater facing collision method with the number of passes set to one is used for producing the third dispersion.
以上の工程により、CNTとCMCと水とを含み、CNTの含有量およびCMCの含有量が3.0質量%以上である第1分散液を作製することができる。 By the above steps, a first dispersion liquid can be produced that contains CNT, CMC, and water, and has a CNT content and CMC content of 3.0 mass% or more.
なお、上記では、CNTとCMCと水との混合液に対して、水中対向衝突法を行う例について説明したが、CNTと水との混合液に対して水中対向衝突法を行い、その後、水中対向衝突法を行った混合液に対してCMCを加えることによって、第1分散液を作製してもよい。ただし、CNTの分散性を考慮すると、CNTとCMCと水との混合液に対して、水中対向衝突法を行うことが好ましい。 In the above, an example of performing the underwater head-on collision method on a mixture of CNT, CMC, and water has been described, but the first dispersion may also be produced by performing the underwater head-on collision method on a mixture of CNT and water, and then adding CMC to the mixture that has been subjected to the underwater head-on collision method. However, taking into consideration the dispersibility of CNT, it is preferable to perform the underwater head-on collision method on a mixture of CNT, CMC, and water.
2.3. 第2分散液を作製する工程(ステップS2)
2.3.1. CMCと水との攪拌
第2分散液を作製する工程では、まず、CMCと水とを攪拌させる。攪拌の時間は、例えば、0.1時間以上3時間以下、好ましくは0.5時間以上1.5時間以下である。
2.3. Step of preparing second dispersion (step S2)
2.3.1 Stirring of CMC and Water In the step of preparing the second dispersion, first, CMC and water are stirred. The stirring time is, for example, from 0.1 hours to 3 hours, preferably from 0.5 hours to 1.5 hours.
第2分散液におけるCMCの含有量は、3.0質量%未満であり、好ましくは2.5質量%以下であり、より好ましくは2.3質量%以下である。CMCの含有量が3.0質量%未満であれば、第2分散液の粘度を低くすることができる。第2分散液におけるCMCの含有量は、例えば、1.0質量%以上である。CMCの含有量が1.0質量%以上であれば、第2分散液におけるCNTの分散性を向上させることができる。 The CMC content in the second dispersion is less than 3.0% by mass, preferably 2.5% by mass or less, and more preferably 2.3% by mass or less. If the CMC content is less than 3.0% by mass, the viscosity of the second dispersion can be reduced. The CMC content in the second dispersion is, for example, 1.0% by mass or more. If the CMC content is 1.0% by mass or more, the dispersibility of CNTs in the second dispersion can be improved.
2.3.2. CNTとCMCと水との攪拌
次に、攪拌されたCMCと水との混合液にCNTを加え、CNTとCMCと水とを攪拌させる。当該攪拌は、上記のCMCと水との攪拌よりも高速で行われる。攪拌の時間は、例えば、0.1時間以上3時間以下、好ましくは0.5時間以上1.5時間以下である。
2.3.2. Stirring of CNT, CMC, and Water Next, CNT is added to the stirred mixture of CMC and water, and the CNT, CMC, and water are stirred. The stirring is performed at a higher speed than the stirring of the CMC and water. The stirring time is, for example, 0.1 hours to 3 hours, preferably 0.5 hours to 1.5 hours.
第2分散液におけるCNTの含有量は、3.0質量%未満であり、好ましくは2.5質量%以下であり、より好ましくは2.3質量%以下である。CNTの含有量が3.0質量%未満であれば、第2分散液の粘度を低くすることができる。第2分散液におけるCNTの含有量は、例えば、1.0質量%以上である。CNTの含有量が1.0質量%以上であれば、CNTの含有量が大きい第3分散液を作製することができる。 The CNT content in the second dispersion is less than 3.0% by mass, preferably 2.5% by mass or less, and more preferably 2.3% by mass or less. If the CNT content is less than 3.0% by mass, the viscosity of the second dispersion can be reduced. The CNT content in the second dispersion is, for example, 1.0% by mass or more. If the CNT content is 1.0% by mass or more, a third dispersion with a high CNT content can be produced.
第2分散液において、CNTの質量MCNTに対するCMCの質量MCMCの比MCMC/MCNTは、1/5以上5以下(CNT:CMC=5:1~1:5)であり、好ましくは1/3以上3以下(CNT:CMC=3:1~1:3)である。比MCMC/MCNTが1/5以上であれば、CNTの含有量が大きい第3分散液を作製することができる。比MCMC/MCNTが5以下であれば、第2分散液におけるCNTの分散性を向上させることができる。 In the second dispersion, the ratio M CMC /M CNT of the mass M CMC of CMC to the mass M CNT of CNT is 1/5 or more and 5 or less (CNT:CMC=5:1 to 1:5), and preferably 1/3 or more and 3 or less (CNT:CMC=3:1 to 1:3). If the ratio M CMC /M CNT is 1/5 or more, a third dispersion having a large CNT content can be prepared. If the ratio M CMC /M CNT is 5 or less, the dispersibility of CNT in the second dispersion can be improved.
2.3.3. スクリーン処理
次に、CNTとCMCと水との混合液に対して、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)と同様に、スクリーン処理を行う。
2.3.3. Screening Treatment Next, the mixed liquid of CNT, CMC, and water is subjected to a screen treatment in the same manner as in the step of preparing the first dispersion liquid described above (step S1).
2.3.4. ホモジナイザーによる処理
次に、CNTとCMCと水との混合液に対して、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)と同様に、ホモジナイザーによる処理を行う。
2.3.4 Treatment with a Homogenizer Next, the mixture of CNT, CMC, and water is treated with a homogenizer in the same manner as in the step of preparing the first dispersion described above (step S1).
2.3.5. 水中対向衝突法
次に、CNTとCMCと水との混合液に対して、湿式微細化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行う。第2分散液を作製する工程において、Pass回数以外は、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)と同様に、水中対向衝突法を行う。
Next, the underwater head-on collision method is performed on the mixture of CNT, CMC, and water by passing the wet-type micro-fine-pulverizing device two or more times. In the step of preparing the second dispersion, the underwater head-on collision method is performed in the same manner as in the step of preparing the first dispersion described above (step S1), except for the number of passes.
第2分散液を作製する工程におけるCNTとCMCと水との混合液は、CNTの含有量が3.0質量%未満と小さいため、粘度が低い。そのため、第2分散液を作製する工程では、湿式微細化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行うことができる。Pass回数を2回以上とすることにより、Pass回数が1回の場合に比べて、第2分散液の粘度を低くすることができる。その結果、CNTの大きな含有量を保ちつつ、塗工に適した粘度を有する第3分散液を作製することができる。Pass回数は、好ましくは3回であり、より好ましくは4回である。Pass回数が多いほど、第2分散液の粘度を低くすることができる。Pass回数は、5回以上であってもよいが、湿式微細化装置による処理時間の短縮化を考慮すると、4回が好ましい。 The mixture of CNT, CMC, and water in the process of preparing the second dispersion has a low viscosity because the CNT content is less than 3.0% by mass. Therefore, in the process of preparing the second dispersion, the underwater head-on collision method can be performed with the number of passes of the wet micronization device set to two or more. By setting the number of passes to two or more, the viscosity of the second dispersion can be lowered compared to the case where the number of passes is one. As a result, a third dispersion having a viscosity suitable for coating while maintaining a large CNT content can be prepared. The number of passes is preferably three, and more preferably four. The more passes, the lower the viscosity of the second dispersion can be. The number of passes may be five or more, but four is preferable in consideration of shortening the processing time by the wet micronization device.
第2分散液の粘度は、例えば、10cps以上2000cps以下、好ましくは15cps以上1500cps以下、より好ましくは20cps以上1000cps以下、さらにより好ましくは25cps以上500cps以下、さらによりいっそう好ましくは30cps以上150cps以下である。粘度が10cps以上2000cps以下であれば、塗工に適した粘度を有する第3分散液を作製することができる。 The viscosity of the second dispersion is, for example, 10 cps or more and 2000 cps or less, preferably 15 cps or more and 1500 cps or less, more preferably 20 cps or more and 1000 cps or less, even more preferably 25 cps or more and 500 cps or less, and even more preferably 30 cps or more and 150 cps or less. If the viscosity is 10 cps or more and 2000 cps or less, a third dispersion having a viscosity suitable for coating can be prepared.
以上の工程により、CNTとCMCと水とを含み、CNTの含有量およびCMCの含有量が3.0質量%未満である第2分散液を作製することができる。 By the above steps, a second dispersion liquid can be produced that contains CNT, CMC, and water, and has a CNT content and CMC content of less than 3.0 mass%.
なお、第1分散液を作製する工程(ステップS1)と、第2分散液を作製する工程(ステップS2)と、の順序は、特に限定されない。 The order of the process of preparing the first dispersion liquid (step S1) and the process of preparing the second dispersion liquid (step S2) is not particularly limited.
2.4. 第3分散液を作製する工程(ステップS3)
第3分散液を作製する工程では、第1分散液と第2分散液とを混合して第3分散液を作製する。第1分散液と第2分散液との混合は、例えば、高速分散機またはホモジナイザーによって行われる。高速分散機を用いる場合は、混合液を攪拌する攪拌式であってもよいし、ホモジナイザーを用いる場合は、超音波でキャビテーションを起こす超音波式であってもよいし、混合液に圧力をかける圧力式であってもよい。高速分散機またはホモジナイザーによる処理の時間は、例えば、10分以上240分以下であり、好ましくは30分以上120分以下である。
2.4. Step of preparing third dispersion (step S3)
In the step of preparing the third dispersion, the first dispersion and the second dispersion are mixed to prepare the third dispersion. The first dispersion and the second dispersion are mixed, for example, by a high-speed disperser or a homogenizer. When using a high-speed disperser, it may be a stirring type that stirs the mixed liquid, and when using a homogenizer, it may be an ultrasonic type that causes cavitation by ultrasonic waves, or a pressure type that applies pressure to the mixed liquid. The time of the treatment by the high-speed disperser or homogenizer is, for example, 10 minutes or more and 240 minutes or less, preferably 30 minutes or more and 120 minutes or less.
第3分散液を作製する工程では、第1分散液の質量と第2分散液の質量との合計MSUMに対する第1分散液の質量M1の比M1/MSUMが、例えば、0.15以上0.70以下、好ましくは0.20以上0.65以下、より好ましくは0.25以上0.60以下となるように、第1分散液と前記第2分散液とを混合する。比M1/MSUMが0.15以上0.70以下であれば、CNTの含有量が2.5質量%以上であって、粘度が3000cps以下の第3分散液を作製することができる。第3分散液におけるCNTの含有量は、第1分散液におけるCNTの含有量より小さく、第2分散液におけるCNTの含有量よりも大きい。第3分散液の粘度は、第1分散液の粘度よりも低く、第2分散液の粘度よりも高い。 In the step of preparing the third dispersion, the first dispersion and the second dispersion are mixed so that the ratio M 1 /M SUM of the mass M 1 of the first dispersion to the sum M SUM of the mass of the first dispersion and the mass of the second dispersion is, for example, 0.15 or more and 0.70 or less, preferably 0.20 or more and 0.65 or less, more preferably 0.25 or more and 0.60 or less. If the ratio M 1 /M SUM is 0.15 or more and 0.70 or less, a third dispersion having a CNT content of 2.5 mass% or more and a viscosity of 3000 cps or less can be prepared. The CNT content in the third dispersion is smaller than the CNT content in the first dispersion and larger than the CNT content in the second dispersion. The viscosity of the third dispersion is lower than the viscosity of the first dispersion and higher than the viscosity of the second dispersion.
以上の工程により、CNT水分散液としての第3分散液を作製することができる。 By carrying out the above steps, a third dispersion liquid can be produced as a CNT aqueous dispersion liquid.
2.5. 作用効果
本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法では、CNTと水とを含み、CNTの含有量が3.0質量%以上である第1分散液を作製する工程と、CNTと水とを含み、CNTの含有量が3.0質量%未満である第2分散液を作製する工程と、第1分散液と第2分散液とを混合して第3分散液を作製する工程と、を含む。第1分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、第1分散液を作製する。第2分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、第2分散液を作製する。
2.5. Effects and Effects The method for producing a CNT aqueous dispersion according to this embodiment includes the steps of preparing a first dispersion containing CNT and water and having a CNT content of 3.0% by mass or more, preparing a second dispersion containing CNT and water and having a CNT content of less than 3.0% by mass, and mixing the first dispersion and the second dispersion to prepare a third dispersion. In the step of preparing the first dispersion, the first dispersion is prepared by performing an underwater opposed collision method with one pass through the wet atomization device. In the step of preparing the second dispersion, the second dispersion is prepared by performing an underwater opposed collision method with two or more passes through the wet atomization device.
上記のように、第2分散液は、CNTの含有量が3.0質量%未満であって、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って作製されるため、粘度が低い。そして、CNTの含有量が大きい第1分散液と、粘度が低い第2分散液と、を混合するため、CNTの含有量が大きく、塗工に提起した粘度を有するCNT水分散液を作製することができる。したがって、本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法では、CNTの含有量が大きく、かつ塗工が容易なCNT水分散液を簡便に製造することができる。 As described above, the second dispersion has a CNT content of less than 3.0% by mass, and is produced by performing an underwater head-on collision method with two or more passes through the wet atomization device, and therefore has a low viscosity. Furthermore, by mixing the first dispersion, which has a high CNT content, with the second dispersion, which has a low viscosity, a CNT aqueous dispersion can be produced that has a high CNT content and a viscosity suitable for coating. Therefore, the method for producing a CNT aqueous dispersion according to this embodiment makes it possible to easily produce a CNT aqueous dispersion that has a high CNT content and is easy to coat.
2.6. 第1変形例
2.6.1. 全体の流れ
次に、本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法の第1変形例(以下、単に「製造方法の第1変形例」ともいう)について、図面を参照しながら説明する。図2は、製造方法の第1変形例を説明するためのフローチャートである。
2.6. First Modification 2.6.1. Overall Flow Next, a first modification of the manufacturing method of the CNT aqueous dispersion according to this embodiment (hereinafter, simply referred to as the "first modification of the manufacturing method") will be described with reference to the drawings. Fig. 2 is a flow chart for explaining the first modification of the manufacturing method.
製造方法の第1変形例は、図2に示すように、第3分散液を作製する工程(ステップS3)の後に、第3分散液に対して水中対向衝突法を行って第4分散液を作製する工程(ステップS4)と、CNTの含有量が第4分散液よりも大きい第5分散液を作製する工程(ステップS5)と、第4分散液と第5分散液とを混合して第6分散液を作製する工程(ステップS6)と、を含む。以下、各工程について説明する。 As shown in FIG. 2, the first modified manufacturing method includes, after the step of preparing a third dispersion (step S3), a step of performing an underwater head-on collision method on the third dispersion to prepare a fourth dispersion (step S4), a step of preparing a fifth dispersion having a higher CNT content than the fourth dispersion (step S5), and a step of mixing the fourth and fifth dispersions to prepare a sixth dispersion (step S6). Each step will be described below.
2.6.2. 第4分散液を作製する工程(ステップS4)
第4分散液を作製する工程では、第3分散液に対して、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、第4分散液を作製する。第4分散液を作製する工程において、Pass回数以外は、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)と同様に、水中対向衝突法を行う。第3分散液は、CNTの含有量が大きいにもかかわらず、粘度が低いために、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上とする水中対向衝突法を行うことができる。
2.6.2. Step of preparing fourth dispersion (step S4)
In the step of preparing the fourth dispersion, the third dispersion is subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes of the wet atomization device set to 2 or more to prepare the fourth dispersion. In the step of preparing the fourth dispersion, the underwater head-on collision method is performed in the same manner as the step of preparing the first dispersion described above (step S1) except for the number of passes. Since the third dispersion has a low viscosity despite a high content of CNT, the third dispersion can be subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes of the wet atomization device set to 2 or more.
湿式微粒化装置のPass回数を2回以上とすることにより、Pass回数が1回の場合に比べて、第4分散液の粘度を低くすることができる。Pass回数は、好ましくは3回であり、より好ましくは4回である。 By making the number of passes through the wet atomization device two or more times, the viscosity of the fourth dispersion can be made lower than when the number of passes is one. The number of passes is preferably three, and more preferably four.
第4分散液の粘度は、第3分散液の粘度よりも低い。第4分散液の粘度は、例えば、10cps以上2000cps以下であり、好ましくは15cps以上1000cps以下であり、より好ましくは20cps以上500cps以下であり、さらにより好ましくは30cps以上300cps以下である。粘度が10cps以上2000cps以下であれば、塗工に適した粘度を有する第6分散液を作製することができる。 The viscosity of the fourth dispersion is lower than that of the third dispersion. The viscosity of the fourth dispersion is, for example, 10 cps or more and 2000 cps or less, preferably 15 cps or more and 1000 cps or less, more preferably 20 cps or more and 500 cps or less, and even more preferably 30 cps or more and 300 cps or less. If the viscosity is 10 cps or more and 2000 cps or less, a sixth dispersion having a viscosity suitable for coating can be prepared.
第4分散液におけるCNT含有量は、第2分散液におけるCNTの含有量よりも大きく、第5分散液におけるCNTの含有量よりも小さい。第4分散液におけるCNTの含有量は、例えば、第3分散液のCNTの含有量と同じである。第4分散液におけるCNTの含有量は、例えば、2.7質量%以上10.0質量%以下であり、好ましくは3.0質量%以上8.0質量%以下であり、より好ましくは3.2質量%以上5.0質量%以下である
。CNTの含有量が2.7質量%以上であれば、CNTの含有量が大きい第6分散液を作製することができる。CNTの含有量が10.0質量%以下であれば、第4分散液の粘度を低くすることができる。
The CNT content in the fourth dispersion is greater than the CNT content in the second dispersion and less than the CNT content in the fifth dispersion. The CNT content in the fourth dispersion is, for example, the same as the CNT content in the third dispersion. The CNT content in the fourth dispersion is, for example, 2.7% by mass or more and 10.0% by mass or less, preferably 3.0% by mass or more and 8.0% by mass or less, and more preferably 3.2% by mass or more and 5.0% by mass or less. If the CNT content is 2.7% by mass or more, a sixth dispersion having a large CNT content can be prepared. If the CNT content is 10.0% by mass or less, the viscosity of the fourth dispersion can be reduced.
2.6.3. 第5分散液を作製する工程(ステップS5)
第5分散液を作製する工程では、CNTと水とを含み、CNTの含有量が第4分散液よりも大きい第5分散液を作製する。第5分散液を作製する工程の説明は、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)の説明において、「第1分散液」を「第5分散液」に置き換えて適用することができる。したがって、その説明を省略する。
2.6.3. Step of preparing fifth dispersion (step S5)
In the step of preparing the fifth dispersion, a fifth dispersion containing CNTs and water and having a higher CNT content than the fourth dispersion is prepared. The explanation of the step of preparing the fifth dispersion can be applied by replacing the "first dispersion" with the "fifth dispersion" in the explanation of the step of preparing the first dispersion (step S1) described above. Therefore, the explanation will be omitted.
なお、第4分散液を作製する工程(ステップS4)と、第5分散液を作製する工程(ステップS5)と、の順序は、特に限定されない。 The order of the process of preparing the fourth dispersion (step S4) and the process of preparing the fifth dispersion (step S5) is not particularly limited.
2.6.4. 第6分散液を作製する工程(ステップS6)
第6分散液を作製する工程では、第4分散液と第5分散液とを混合して第6分散液を作製する。第6分散液を作製する工程の説明は、上述した第3分散液を作製する工程(ステップS3)において、「第1分散液」、「第2分散液」、「第3分散液」を、それぞれ、「第4分散液」、「第5分散液」、「第6分散液」に置き換えて適用することができる。したがって、その説明を省略する。
2.6.4. Step of preparing sixth dispersion (step S6)
In the step of preparing the sixth dispersion, the fourth dispersion and the fifth dispersion are mixed to prepare the sixth dispersion. The explanation of the step of preparing the sixth dispersion can be applied by replacing the "first dispersion", "second dispersion", and "third dispersion" with the "fourth dispersion", "fifth dispersion", and "sixth dispersion" in the step of preparing the third dispersion (step S3) described above. Therefore, the explanation is omitted.
以上の工程により、CNT水分散液としての第6分散液を作製することができる。 By carrying out the above steps, the sixth dispersion liquid can be produced as a CNT aqueous dispersion liquid.
2.6.5. 作用効果
製造方法の第1変形例では、第1~第3分散液を作製する工程に加えて、さらに、第3分散液に対して、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、第4分散液を作製する工程と、CNTと水とを含み、CNTの含有量が前記第4分散液よりも大きい第5分散液を作製する工程と、第4分散液と第5分散液とを混合して第6分散液を作製する工程と、を含む。第5分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、第5分散液を作製する。そのため、製造方法の第1変形例では、CNT水分散液として、第3分散液よりもCNTの含有量が大きい第6分散液を作製することができる。
2.6.5. Effects In the first modified example of the manufacturing method, in addition to the steps of preparing the first to third dispersions, the method further includes a step of preparing a fourth dispersion by performing an underwater head-on collision method with the third dispersion being passed through the wet atomization device two or more times, a step of preparing a fifth dispersion containing CNT and water and having a higher CNT content than the fourth dispersion, and a step of mixing the fourth and fifth dispersions to prepare a sixth dispersion. In the step of preparing the fifth dispersion, the fifth dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with the wet atomization device being passed through the device once. Therefore, in the first modified example of the manufacturing method, a sixth dispersion having a higher CNT content than the third dispersion can be prepared as a CNT aqueous dispersion.
2.7. 第2変形例
2.7.1. 全体の流れ
次に、本実施形態に係るCNT水分散液の製造方法の第2変形例(以下、単に「製造方法の第2変形例」ともいう)について、図面を参照しながら説明する。図3は、製造方法の第2変形例を説明するためのフローチャートである。
2.7. Second Modification 2.7.1. Overall Flow Next, a second modification of the manufacturing method of the CNT aqueous dispersion according to this embodiment (hereinafter, simply referred to as the "second modification of the manufacturing method") will be described with reference to the drawings. Fig. 3 is a flow chart for explaining the second modification of the manufacturing method.
製造方法の第2変形例は、図3に示すように、第6分散液を作製する工程(ステップS6)の後に、第6分散液に対して水中対向衝突法を行って第7分散液を作製する工程(ステップS7)と、CNTの含有量が第7分散液よりも大きい第8分散液を作製する工程(ステップS8)と、第7分散液と第8分散液とを混合して第9分散液を作製する工程(ステップS9)と、を含む。以下、各工程について説明する。 As shown in FIG. 3, the second modified manufacturing method includes, after the step of preparing a sixth dispersion (step S6), a step of preparing a seventh dispersion by performing an underwater head-on collision method on the sixth dispersion (step S7), a step of preparing an eighth dispersion having a higher CNT content than the seventh dispersion (step S8), and a step of mixing the seventh dispersion and the eighth dispersion to prepare a ninth dispersion (step S9). Each step will be described below.
2.7.2. 第7分散液を作製する工程(ステップS7)
第7分散液を作製する工程では、第6分散液に対して、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、第7分散液を作製する。第7分散液を作製する工程において、Pass回数以外は、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)と同様に、水中対向衝突法を行う。第6分散液は、CNTの含有量が大きいにもかかわらず、粘度が低いために、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上とする水中対向衝
突法を行うことができる。
2.7.2. Step of preparing seventh dispersion (step S7)
In the step of preparing the seventh dispersion, the sixth dispersion is subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes of the wet atomization device set to two or more to prepare the seventh dispersion. In the step of preparing the seventh dispersion, the underwater head-on collision method is performed in the same manner as in the step of preparing the first dispersion described above (step S1) except for the number of passes. Since the sixth dispersion has a high CNT content but a low viscosity, the sixth dispersion can be subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes of the wet atomization device set to two or more.
湿式微粒化装置のPass回数を2回以上とすることにより、Pass回数が1回の場合に比べて、第7分散液の粘度を低くすることができる。Pass回数は、好ましくは3回であり、より好ましくは4回である。 By making the number of passes through the wet atomization device two or more times, the viscosity of the seventh dispersion can be made lower than when the number of passes is one. The number of passes is preferably three, and more preferably four.
第7分散液の粘度は、第6分散液の粘度よりも低い。第7分散液の粘度は、例えば、10cps以上2000cps以下であり、好ましくは15cps以上1000cps以下であり、より好ましくは20cps以上500cps以下であり、さらにより好ましくは30cps以上300cps以下である。粘度が10cps以上2000cps以下であれば、塗工に適した粘度を有する第9分散液を作製することができる。 The viscosity of the seventh dispersion is lower than that of the sixth dispersion. The viscosity of the seventh dispersion is, for example, 10 cps or more and 2000 cps or less, preferably 15 cps or more and 1000 cps or less, more preferably 20 cps or more and 500 cps or less, and even more preferably 30 cps or more and 300 cps or less. If the viscosity is 10 cps or more and 2000 cps or less, a ninth dispersion having a viscosity suitable for coating can be produced.
第7分散液におけるCNTの含有量は、第4分散液におけるCNTの含有量よりも大きく、第8分散液におけるCNTの含有量よりも小さい。第7分散液におけるCNTの含有量は、例えば、第6分散液のCNTの含有量と同じである。第7分散液におけるCNTの含有量は、例えば、3.0質量%以上10.0質量%以下であり、好ましくは3.2質量%以上8.0質量%以下であり、より好ましくは3.5質量%以上5.0質量%以下である。CNTの含有量が3.0質量%以上であれば、CNTの含有量が大きい第9分散液を作製することができる。CNTの含有量が10.0質量%以下であれば、第7分散液の粘度を低くすることができる。 The CNT content in the seventh dispersion is greater than the CNT content in the fourth dispersion and less than the CNT content in the eighth dispersion. The CNT content in the seventh dispersion is, for example, the same as the CNT content in the sixth dispersion. The CNT content in the seventh dispersion is, for example, 3.0% by mass or more and 10.0% by mass or less, preferably 3.2% by mass or more and 8.0% by mass or less, and more preferably 3.5% by mass or more and 5.0% by mass or less. If the CNT content is 3.0% by mass or more, a ninth dispersion having a large CNT content can be prepared. If the CNT content is 10.0% by mass or less, the viscosity of the seventh dispersion can be reduced.
2.7.3. 第8分散液を作製する工程(ステップS8)
第8分散液を作製する工程では、CNTと水とを含み、CNTの含有量が第7分散液よりも大きい第8分散液を作製する。第8分散液を作製する工程の説明は、上述した第1分散液を作製する工程(ステップS1)の説明において、「第1分散液」を「第8分散液」に置き換えて適用することができる。したがって、その説明を省略する。
2.7.3. Step of preparing eighth dispersion (step S8)
In the step of preparing the eighth dispersion, an eighth dispersion is prepared that contains CNTs and water and has a higher CNT content than the seventh dispersion. The explanation of the step of preparing the eighth dispersion can be applied by replacing the "first dispersion" with the "eighth dispersion" in the explanation of the step of preparing the first dispersion (step S1) described above. Therefore, the explanation will be omitted.
なお、第7分散液を作製する工程(ステップS7)と、第8分散液を作製する工程(ステップS8)と、の順序は、特に限定されない。 The order of the process of preparing the seventh dispersion (step S7) and the process of preparing the eighth dispersion (step S8) is not particularly limited.
2.7.4. 第9分散液を作製する工程(ステップS9)
第9分散液を作製する工程では、第7分散液と第8分散液とを混合して第9分散液を作製する。第9分散液を作製する工程の説明は、上述した第3分散液を作製する工程(ステップS3)において、「第1分散液」、「第2分散液」、「第3分散液」を、それぞれ、「第7分散液」、「第8分散液」、「第9分散液」に置き換えて適用することができる。したがって、その説明を省略する。
2.7.4. Step of preparing ninth dispersion (step S9)
In the step of preparing the ninth dispersion, the seventh dispersion and the eighth dispersion are mixed to prepare the ninth dispersion. The explanation of the step of preparing the ninth dispersion can be applied by replacing the "first dispersion", "second dispersion", and "third dispersion" with the "seventh dispersion", "eighth dispersion", and "ninth dispersion" in the step of preparing the third dispersion described above (step S3). Therefore, the explanation is omitted.
以上の工程により、CNT水分散液としての第9分散液を作製することができる。 By carrying out the above steps, the ninth dispersion liquid, which is a CNT aqueous dispersion liquid, can be produced.
2.7.5. 作用効果
製造方法の第2変形例では、第1変形例の第1~第6分散液を作製する工程に加えて、第6分散液に対して、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、第7分散液を作製する工程と、CNTと水とを含み、CNTの含有量が第7分散液よりも大きい第8分散液を作製する工程と、第7分散液と第8分散液とを混合して第9分散液を作製する工程と、を含む。第8分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、第8分散液を作製する。そのため、製造方法の第2変形例では、CNT水分散液として、第6分散液よりもCNTの含有量が大きい第9分散液を作製することができる。
2.7.5. Effects In the second modified example of the manufacturing method, in addition to the steps of preparing the first to sixth dispersions of the first modified example, the second modified example includes a step of preparing a seventh dispersion by performing an underwater head-on collision method with the sixth dispersion having two or more passes through the wet atomization device, a step of preparing an eighth dispersion containing CNT and water and having a higher CNT content than the seventh dispersion, and a step of mixing the seventh dispersion and the eighth dispersion to prepare a ninth dispersion. In the step of preparing the eighth dispersion, the eighth dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with one pass through the wet atomization device. Therefore, in the second modified example of the manufacturing method, a ninth dispersion having a higher CNT content than the sixth dispersion can be prepared as a CNT aqueous dispersion.
なお、上記では、第1~第9分散液を作製する工程を含む例について、説明したが、本
発明に係るCNT水分散液の製造方法は、さらに、第9分散液に対してPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って作製された分散液(低濃度分散液)に、Pass回数を1回として水中対向衝突法を行って作製された分散液(CNTの濃度が低濃度分散液よりも大きい高濃度分散液)を混合することによって、CNT水分散液を製造してもよい。このように、本願発明に係るCNT水分散液の製造方法では、低濃度分散液と高濃度分散液との混合を繰り返すことによって、CNT水分散液を製造してもよい。当該混合の繰り返しの回数は、特に限定されない。当該混合の繰り返しの回数が多いほど、CNTの含有量が大きいCNT水分散液を製造することができる。
In the above, an example including the steps of preparing the first to ninth dispersions has been described, but the method for producing a CNT aqueous dispersion according to the present invention may further produce a CNT aqueous dispersion by mixing a dispersion (low-concentration dispersion) prepared by performing an underwater head-on collision method with the ninth dispersion with two or more passes, with a dispersion (high-concentration dispersion having a higher CNT concentration than the low-concentration dispersion) prepared by performing an underwater head-on collision method with one pass. In this way, in the method for producing a CNT aqueous dispersion according to the present invention, a CNT aqueous dispersion may be produced by repeatedly mixing a low-concentration dispersion and a high-concentration dispersion. The number of times the mixing is repeated is not particularly limited. The more times the mixing is repeated, the greater the CNT aqueous dispersion that can be produced.
3. 実施例および比較例
以下に実施例および比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例および比較例によって何ら限定されるものではない。
3. Examples and Comparative Examples The present invention will be described in more detail below with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples and comparative examples.
3.1. CNT水分散液の作製
3.1.1. 実施例1
(1)第1液体
水にCMCを加え、攪拌させた。CMCは、第1液体における含有量が4.0質量%となるように加えた。CMCは、第一工業製薬株式会社製の「セロゲン5A」を用いた。当該CMCは、分子量11000~15000、エーテル化度0.7である。分散剤としてはCMCのみを用いた。
3.1. Preparation of CNT aqueous dispersion 3.1.1. Example 1
(1) First liquid CMC was added to water and stirred. CMC was added so that the content in the first liquid was 4.0 mass%. The CMC used was "Cellogen 5A" manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. The CMC had a molecular weight of 11,000 to 15,000 and an etherification degree of 0.7. Only CMC was used as a dispersant.
次に、攪拌されたCMCと水との混合液にCNTを加え、1時間、攪拌させた。当該攪拌は、上記のCMCと水との混合液の攪拌よりも高速で行った。CNTは、第1液体における含有量が4.0質量%となるように加えた。CNTは、KUMHO PETROCHEMICAL社製の「K-Nanos-100P」を用いた。当該CNTは、MWNT、直径8nm~15nm、繊維長27μm(バンドル)、BET比表面積220m2/gである。 Next, CNT was added to the stirred mixture of CMC and water, and stirred for 1 hour. The stirring was performed at a higher speed than that of the mixture of CMC and water. The CNT was added so that the content of the CNT in the first liquid was 4.0 mass %. The CNT used was "K-Nanos-100P" manufactured by Kumho Petrochemical Co., Ltd. The CNT was MWNT, had a diameter of 8 nm to 15 nm, a fiber length of 27 μm (bundle), and a BET specific surface area of 220 m 2 /g.
次に、株式会社日本精機製作所製のホモジナイザー「バイオミキサーBM-2」によって、上記混合液を処理した。処理時間を5分とした。 The mixture was then processed using a homogenizer called "Biomixer BM-2" manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd. The processing time was set to 5 minutes.
次に、上記混合液に対して、水中対向衝突法を行った。水中対向衝突法は、株式会社スギノマシン製の湿式微粒化装置「スターバーストラボ」(機種名:HJP-25005)を用いて行った。混合液が吐出されるノズル孔の径を100μmとし、混合液の吐出圧力を200MPaに設定した。湿式微粒化装置による混合液のPass回数を、1回とした。 Next, the mixed liquid was subjected to underwater counter impingement. The underwater counter impingement was performed using a wet atomization device "Starburst Lab" (model name: HJP-25005) manufactured by Sugino Machine Co., Ltd. The diameter of the nozzle hole from which the mixed liquid was discharged was set to 100 μm, and the discharge pressure of the mixed liquid was set to 200 MPa. The mixed liquid was passed through the wet atomization device once.
以上の工程により、第1液体を作製した。第1液体の粘度は、10000cps以上であった。粘度は、東京計器株式会社製のB型粘度計「BM」を用いて、25℃、回転数60rpmの条件で測定した。 The first liquid was produced by the above process. The viscosity of the first liquid was 10,000 cps or more. The viscosity was measured using a B-type viscometer "BM" manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. at 25°C and a rotation speed of 60 rpm.
(2)第2液体
CMCは、第2液体における含有量が2.3質量%となるように加えた。CNTは、第2液体における含有量が2.3質量%となるように加えた。CNTとCMCと水との混合液に対して、湿式微粒化装置による混合液のPass回数を、4回とした。
(2) Second liquid CMC was added so that the content in the second liquid was 2.3 mass%. CNT was added so that the content in the second liquid was 2.3 mass%. The mixture of CNT, CMC, and water was passed through the wet-type atomizer four times.
以上のこと以外は、上述した第1液体と同様にして、第2液体を作製した。第2液体の粘度は、150cpsであった。第2液体の粘度は、第1液体と同じ条件で測定した。 Other than the above, the second liquid was prepared in the same manner as the first liquid described above. The viscosity of the second liquid was 150 cps. The viscosity of the second liquid was measured under the same conditions as the first liquid.
(3)第1液体と第2液体との混合
次に、プライミクス株式会社製の高速分散機「ホモディスパー2.5型」によって、第1液体と第2液体とを混合をして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。処理時間を60分とした。混合液におけるCNT含有量が3.0%となるように、第1液体の質量と第2液体の質量との比を調整した。
(3) Mixing of the first liquid and the second liquid Next, the first liquid and the second liquid were mixed using a high-speed disperser "Homodisper 2.5 type" manufactured by Primix Corporation to prepare a mixed liquid of the first liquid and the second liquid. The processing time was set to 60 minutes. The ratio of the mass of the first liquid to the mass of the second liquid was adjusted so that the CNT content in the mixed liquid was 3.0%.
以上の工程により、CNT水分散液としての混合液を作製した。図4は、実施例1~11および比較例1,2の混合液の作製条件を示す表である。図4において、「第1液体の質量比」は、第1液体の質量と第2液体の質量との合計に対する第1液体の質量の比のことである。 By the above process, a mixed liquid was prepared as a CNT aqueous dispersion. Figure 4 is a table showing the preparation conditions of the mixed liquids of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2. In Figure 4, the "mass ratio of the first liquid" refers to the ratio of the mass of the first liquid to the sum of the mass of the first liquid and the mass of the second liquid.
3.1.2. 実施例2,3
実施例2,3では、第1液体におけるCNTの含有量およびCMCの含有量を、図4のように変化させたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
3.1.2. Examples 2 and 3
In Examples 2 and 3, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in the above-described first example, except that the CNT content and the CMC content in the first liquid were changed as shown in FIG.
3.1.3. 実施例4,5
実施例4,5では、第1液体におけるCNTの含有量およびCMCの含有量、ならびに第2液体におけるCNTの含有量およびCMCの含有量を、図4のように変化させたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
Examples 4 and 5
In Examples 4 and 5, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in the above-described first example, except that the CNT content and CMC content in the first liquid, and the CNT content and CMC content in the second liquid were changed as shown in Figure 4.
3.1.4. 実施例6
実施例6では、上述ように作製した第1実施例の混合液に対して、湿式微粒化装置によるPass回数を4回として水中対向衝突法を行った液体を、第2液体として用い、かつ第1液体の質量の比を0.40としたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
Example 6
In Example 6, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in the above-mentioned Example 1, except that the mixed liquid of the first example prepared as described above was subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes through a wet atomization device set to 4, and the second liquid was used as the second liquid, and the mass ratio of the first liquid was set to 0.40.
3.1.5. 実施例7
実施例7では、上述のように作製した第6実施例の混合液に対して、湿式微粒化装置によるPass回数を4回として水中対向衝突法を行った液体を、第2液体として用い、かつ第1液体の質量の比を0.34としたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
Example 7
In Example 7, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in the above-mentioned Example 1, except that the mixed liquid of Example 6 prepared as described above was subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes through a wet atomization device set to 4, and the second liquid was used as the second liquid, and the mass ratio of the first liquid was set to 0.34.
3.1.6. 実施例8,9
実施例8,9では、第1液体または第2液体におけるCMCの含有量を、図4のように変化させたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
Examples 8 and 9
In Examples 8 and 9, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in Example 1 described above, except that the CMC content in the first liquid or the second liquid was changed as shown in Figure 4.
3.1.7. 実施例10
実施例10では、上述のように作製した第9実施例の混合液に対して、湿式微粒化装置によるPass回数を4回として水中対向衝突法を行った液体を、第2液体として用い、かつ第1液体の質量の比を0.30としたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
Example 10
In Example 10, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in the above-mentioned Example 1, except that the mixed liquid of Example 9 prepared as described above was subjected to an underwater head-on collision method with the number of passes through a wet atomization device set to 4, and the second liquid was used as the second liquid, and the mass ratio of the first liquid was set to 0.30.
3.1.8. 実施例11
実施例11では、第1液体および第2液体におけるCMCの含有量を、図4のように変化させたこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。
Example 11
In Example 11, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in Example 1 described above, except that the CMC content in the first liquid and the second liquid was changed as shown in Figure 4.
3.1.9. 比較例1
比較例1では、第2液体として、水のみを用いたこと以外は、上述した第1実施例と同
様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。すなわち、比較例1は、CNTの含有量が4.0質量%である第1液体を、CNTの含有量が3.0質量%となるように水で希釈したものである。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, except that only water was used as the second liquid, a mixed liquid of the first liquid and the second liquid was prepared in the same manner as in the above-described Example 1. That is, in Comparative Example 1, the first liquid having a CNT content of 4.0 mass % was diluted with water so that the CNT content became 3.0 mass %.
3.1.10. 比較例2
比較例2では、第2液体として、水のみを用い、第1液体と第2液体との混合液の粘度が第1実施例と同じ1500cpsとなるように、第1液体の質量と第2液体の質量との比を調整したこと以外は、上述した第1実施例と同様にして、第1液体と第2液体との混合液を作製した。すなわち、比較例2は、粘度が10000cps以上である第1液体を、粘度が1500cpsとなるように水で希釈したものである。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, a mixed liquid of the first and second liquids was prepared in the same manner as in Example 1 described above, except that only water was used as the second liquid, and the ratio of the mass of the first liquid to the mass of the second liquid was adjusted so that the viscosity of the mixed liquid of the first and second liquids was 1500 cps, the same as in Example 1. That is, in Comparative Example 2, the first liquid having a viscosity of 10000 cps or more was diluted with water so that the viscosity was 1500 cps.
3.2. 混合液におけるCNTの含有量および粘度の評価結果
図4に、実施例1~11および比較例1,2の混合液におけるCNTの含有量および粘度の評価結果を示す。
3.2. Evaluation Results of CNT Content and Viscosity in Mixtures FIG. 4 shows the evaluation results of the CNT content and viscosity in the mixed solutions of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2.
図4に示すように、実施例1~11の混合液は、CNTの含有量が2.5質量%以上であり、粘度が3000cps以下であった。比較例1は、CNTの含有量が2.5質量%以上であったが、粘度が3000cpsよりも高かった。比較例2は、粘度が3000cps以下であったが、CNTの含有量が2.5質量%未満であった。 As shown in Figure 4, the mixed liquids of Examples 1 to 11 had a CNT content of 2.5 mass% or more and a viscosity of 3000 cps or less. Comparative Example 1 had a CNT content of 2.5 mass% or more, but a viscosity higher than 3000 cps. Comparative Example 2 had a viscosity of 3000 cps or less, but a CNT content of less than 2.5 mass%.
実施例1と比較例1とを比較することにより、混合液におけるCNTの含有量が同じ3.0質量%であっても、第2液体として水を用いた比較例1は、粘度が大幅に高くなることがわかった。 By comparing Example 1 and Comparative Example 1, it was found that even though the CNT content in the mixed liquid was the same 3.0 mass%, Comparative Example 1, which used water as the second liquid, had a significantly higher viscosity.
実施例1と比較例2とを比較することにより、混合液の粘度が同じ1500cpsであっても、第2液体として水を用いた比較例2は、CNTの含有量が大幅に小さくなることがわかった。 By comparing Example 1 and Comparative Example 2, it was found that even though the viscosity of the mixed liquid was the same at 1,500 cps, Comparative Example 2, which used water as the second liquid, had a significantly lower CNT content.
実施例1と実施例6とを比較することにより、第2液体として実施例5の混合液を用いることによって、CNTの含有量を大きくできることがわかった。さらに、実施例6と実施例7とを比較することにより、第2液体として実施例6の混合液を用いることによって、CNTの含有量を、より大きくできることがわかった。このように、第2液体として、作製された本実施例の混合液を用いることを繰り返せば、混合液におけるCNTの含有量を、限りなく4.0質量%に近づけることができる。 By comparing Example 1 with Example 6, it was found that the CNT content can be increased by using the mixed liquid of Example 5 as the second liquid. Furthermore, by comparing Example 6 with Example 7, it was found that the CNT content can be increased even further by using the mixed liquid of Example 6 as the second liquid. In this way, by repeatedly using the mixed liquid of this example prepared as the second liquid, it is possible to bring the CNT content in the mixed liquid as close as possible to 4.0 mass%.
実施例8,9,11により、CNTの質量MCNTに対するCMCの質量MCMCの比MCMC/MCNTが1でなくても(CNT:CMC=1:1でなくても)、CNTの含有量が2.5質量%以上であり、粘度が3000cps以下の混合液を作製できることがわかった。 Examples 8, 9, and 11 demonstrated that even if the ratio M CMC /M CNT of the mass of CMC M CMC to the mass of CNT M CNT is not 1 (CNT:CMC = 1:1), a mixed liquid having a CNT content of 2.5 mass% or more and a viscosity of 3,000 cps or less can be produced.
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。 The above-described embodiment and modified examples are merely examples, and the present invention is not limited to these. For example, each embodiment and each modified example can be combined as appropriate.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments. Substantially the same configurations are, for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purpose and effect. The present invention also includes configurations in which non-essential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. The present invention also includes configurations that have the same effects as the configurations described in the embodiments, or that can achieve the same purpose. The present invention also includes configurations in which publicly known technology is added to the configurations described in the embodiments.
Claims (17)
カーボンナノチューブと、カルボキシメチルセルロースナトリウムと、水と、を含み、
前記カーボンナノチューブの含有量は、2.5質量%以上であり、
B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmの条件で測定した粘度は、2000cps以下であり、
前記カーボンナノチューブの質量に対する前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの質量の比は、1/3以上3以下である、カーボンナノチューブ水分散液。 A carbon nanotube aqueous dispersion used as a coating agent for an electromagnetic wave shielding seed,
Carbon nanotubes, sodium carboxymethylcellulose, and water,
The carbon nanotube content is 2.5% by mass or more,
The viscosity measured using a Brookfield viscometer at 25° C. and a rotation speed of 60 rpm is 2000 cps or less .
A carbon nanotube aqueous dispersion, wherein the ratio of the mass of the sodium carboxymethylcellulose to the mass of the carbon nanotubes is 1/3 or more and 3 or less .
基材に前記カーボンナノチューブ水分散液を塗工する工程と、
塗工された前記カーボンナノチューブ水分散液を乾燥する工程と、
を含み、
前記カーボンナノチューブ水分散液を製造する工程は、
カーボンナノチューブと、カルボキシメチルセルロースナトリウムと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が3.0質量%以上である第1分散液を作製する工程と、
カーボンナノチューブと、カルボキシメチルセルロースナトリウムと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が3.0質量%未満である第2分散液を作製する工程と、
前記第1分散液と前記第2分散液とを混合して第3分散液を作製する工程と、
を含み、
前記第1分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、前記第1分散液を作製し、
前記第2分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を2回以上として水中対向衝突法を行って、前記第2分散液を作製し、
前記カーボンナノチューブ水分散液におけるカーボンナノチューブの含有量は、2.5質量%以上であり、
前記カーボンナノチューブ水分散液のB型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmの条件で測定した粘度は、2000cps以下であり、
前記カーボンナノチューブ水分散液において、カーボンナノチューブの質量に対するカルボキシメチルセルロースナトリウムの質量の比は、1/3以上3以下である、電磁波シールドシートの製造方法。 A step of producing an aqueous dispersion of carbon nanotubes;
applying the carbon nanotube aqueous dispersion onto a substrate;
drying the applied carbon nanotube aqueous dispersion;
Including,
The step of producing the carbon nanotube aqueous dispersion includes:
preparing a first dispersion liquid containing carbon nanotubes, sodium carboxymethylcellulose, and water, the first dispersion liquid having a carbon nanotube content of 3.0% by mass or more;
preparing a second dispersion containing carbon nanotubes, sodium carboxymethylcellulose, and water, the second dispersion having a carbon nanotube content of less than 3.0% by mass;
mixing the first dispersion and the second dispersion to prepare a third dispersion;
Including,
In the step of preparing the first dispersion, the first dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with a pass number of a wet-type atomization device set to one,
In the step of preparing the second dispersion, the second dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with a wet-type atomization device having a pass count of 2 or more;
The carbon nanotube content in the carbon nanotube aqueous dispersion is 2.5% by mass or more,
The viscosity of the carbon nanotube aqueous dispersion measured using a Brookfield viscometer at 25° C. and 60 rpm is 2000 cps or less;
A method for producing an electromagnetic wave shielding sheet, wherein in the carbon nanotube aqueous dispersion, a ratio of the mass of sodium carboxymethylcellulose to the mass of carbon nanotubes is 1/3 or more and 3 or less .
カーボンナノチューブと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が前記第4分散液よりも大きい第5分散液を作製する工程と、
前記第4分散液と前記第5分散液とを混合して第6分散液を作製する工程と、
を含み、
前記第5分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、前記第5分散液を作製する、請求項8または9に記載の電磁波シールドシートの製造方法。 a step of subjecting the third dispersion to an underwater head-on collision method with a wet-type atomization device being passed through the third dispersion twice or more to prepare a fourth dispersion;
preparing a fifth dispersion containing carbon nanotubes and water, the fifth dispersion having a higher carbon nanotube content than the fourth dispersion;
mixing the fourth dispersion and the fifth dispersion to prepare a sixth dispersion;
Including,
10. The method for producing an electromagnetic wave shielding sheet according to claim 8 , wherein in the step of preparing the fifth dispersion, the fifth dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with a pass number of a wet-type atomization device being one .
カーボンナノチューブと、水と、を含み、前記カーボンナノチューブの含有量が前記第7分散液よりも大きい第8分散液を作製する工程と、
前記第7分散液と前記第8分散液とを混合して第9分散液を作製する工程と、
を含み、
前記第8分散液を作製する工程では、湿式微粒化装置のPass回数を1回として水中対向衝突法を行って、前記第8分散液を作製する、請求項10または11に記載の電磁波シールドシートの製造方法。 a step of subjecting the sixth dispersion to an underwater head-on collision method with a wet-type atomization device being passed through the sixth dispersion twice or more to prepare a seventh dispersion;
preparing an eighth dispersion comprising carbon nanotubes and water, the eighth dispersion having a higher carbon nanotube content than the seventh dispersion;
mixing the seventh dispersion and the eighth dispersion to prepare a ninth dispersion;
Including,
12. The method for producing an electromagnetic wave shielding sheet according to claim 10 , wherein in the step of preparing the eighth dispersion, the eighth dispersion is prepared by performing an underwater head-on collision method with a pass number of a wet-type atomization device being one .
前記第2分散液における前記カーボンナノチューブの含有量は、2.5質量%以下である、請求項8ないし13のいずれか1項に記載の電磁波シールドシートの製造方法。 The content of the carbon nanotubes in the first dispersion is 3.5% by mass or more,
The method for producing an electromagnetic wave shielding sheet according to claim 8 , wherein the content of the carbon nanotubes in the second dispersion liquid is 2.5 mass % or less.
前記第2分散液における前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、3.0質量%未満である、請求項8ないし15のいずれか1項に記載の電磁波シールドシートの製造方法。 The content of the sodium carboxymethylcellulose in the first dispersion is 3.0% by mass or more,
The method for producing an electromagnetic wave shielding sheet according to claim 8 , wherein the content of the sodium carboxymethyl cellulose in the second dispersion is less than 3.0% by mass.
前記第2分散液における前記カルボキシメチルセルロースナトリウムの含有量は、2.5質量%以下である、請求項16に記載の電磁波シールドシートの製造方法。 The content of the sodium carboxymethylcellulose in the first dispersion is 3.5% by mass or more,
The method for producing an electromagnetic wave shielding sheet according to claim 16 , wherein the content of the sodium carboxymethyl cellulose in the second dispersion is 2.5 mass% or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021101554A JP7669205B2 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Carbon nanotube dispersion and method for producing electromagnetic wave shielding sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021101554A JP7669205B2 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Carbon nanotube dispersion and method for producing electromagnetic wave shielding sheet |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023000622A JP2023000622A (en) | 2023-01-04 |
| JP2023000622A5 JP2023000622A5 (en) | 2024-05-21 |
| JP7669205B2 true JP7669205B2 (en) | 2025-04-28 |
Family
ID=84687417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021101554A Active JP7669205B2 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Carbon nanotube dispersion and method for producing electromagnetic wave shielding sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7669205B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7486909B1 (en) | 2023-12-20 | 2024-05-20 | 株式会社エフ・シー・シー | Carbon nanotube dispersion |
| JP7792040B1 (en) * | 2025-03-27 | 2025-12-24 | 住友化学株式会社 | Carbon nanotube aggregate, conductive material, electrode, secondary battery, planar aggregate, filter, electromagnetic wave shield and extreme ultraviolet pellicle, and measurement method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014033810A1 (en) | 2012-08-27 | 2014-03-06 | 株式会社名城ナノカーボン | Carbon nanotube dispersion and method for manufacturing dispersion |
| JP2015188853A (en) | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社スギノマシン | Wet atomization method |
| JP2021057560A (en) | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 北越コーポレーション株式会社 | Manufacturing method of electromagnetic wave shield sheet, and electromagnetic wave shield sheet |
| WO2021065432A1 (en) | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 北越コーポレーション株式会社 | Method for manufacturing carbon nanotube aqueous dispersion |
| JP6860740B1 (en) | 2020-04-27 | 2021-04-21 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | A carbon nanotube dispersion liquid, a composition for a secondary battery electrode using the carbon nanotube dispersion liquid, an electrode film, and a secondary battery. |
-
2021
- 2021-06-18 JP JP2021101554A patent/JP7669205B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014033810A1 (en) | 2012-08-27 | 2014-03-06 | 株式会社名城ナノカーボン | Carbon nanotube dispersion and method for manufacturing dispersion |
| JP2015188853A (en) | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社スギノマシン | Wet atomization method |
| JP2021057560A (en) | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 北越コーポレーション株式会社 | Manufacturing method of electromagnetic wave shield sheet, and electromagnetic wave shield sheet |
| WO2021065432A1 (en) | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 北越コーポレーション株式会社 | Method for manufacturing carbon nanotube aqueous dispersion |
| JP6860740B1 (en) | 2020-04-27 | 2021-04-21 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | A carbon nanotube dispersion liquid, a composition for a secondary battery electrode using the carbon nanotube dispersion liquid, an electrode film, and a secondary battery. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023000622A (en) | 2023-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7540067B2 (en) | Manufacturing method of electromagnetic wave shielding sheet, and electromagnetic wave shielding sheet | |
| JP7753614B2 (en) | Electromagnetic wave shielding sheet manufacturing method and electromagnetic wave shielding sheet | |
| JP7669205B2 (en) | Carbon nanotube dispersion and method for producing electromagnetic wave shielding sheet | |
| US10934447B2 (en) | Epoxy resin dispersions comprising discrete carbon nanotubes | |
| WO2020195974A1 (en) | Nanocarbon dispersion liquid, method for producing same, nanocarbon dispersing agent, and electromagnetic wave-shielding material | |
| Skogberg et al. | Self-assembled cellulose nanofiber–carbon nanotube nanocomposite films with anisotropic conductivity | |
| JP7277338B2 (en) | Electromagnetic wave shield sheet manufacturing method and electromagnetic wave shield sheet | |
| CN114502506B (en) | Method for producing carbon nanotube aqueous dispersion | |
| JP2024022444A (en) | Carbon nanotube aqueous dispersion and its manufacturing method | |
| JP7669117B2 (en) | Manufacturing method of electromagnetic wave shielding sheet, and electromagnetic wave shielding sheet | |
| JP2024022443A (en) | Carbon nanotube aqueous dispersion and electromagnetic noise suppression sheet | |
| JP2025035319A (en) | Method for producing carbon nanotube aqueous dispersion | |
| KR102888073B1 (en) | Electromagnetic noise suppression sheet and manufacturing method thereof | |
| JP2025104957A (en) | Carbon nanotube dispersant and carbon nanotube dispersion | |
| Keinänen | The Effect of Dispersion Quality of Carbon Nanotube Colloids on Physical Properties of Nanocomposites | |
| JP2026013409A (en) | Carbon nanotube dispersion and method for producing same | |
| JP2025088617A (en) | Carbon nanotube dispersion | |
| JP2025088616A (en) | Carbon nanotube dispersion | |
| US20240306357A1 (en) | Electromagnetic wave noise suppression sheet and method for manufacturing the same | |
| KR20250087433A (en) | High concentration and high dispersion carbon nanotube dispersion and method for producing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240513 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240513 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250207 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250401 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250416 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7669205 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |