[發明專利]碳納米管膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201580067615.9
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN107001046B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 山岸智子;上島貢
• 申請（專利權）人: 日本瑞翁株式會社
• 主分類號: C01B32/168
• 分類號: C01B32/168;H01B5/02;H01B13/00;H01B1/04
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 趙曦;劉繼富

本發明涉及一種碳納米管膜，其是由多根碳納米管的聚集體形成的，上述多根碳納米管包含具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管。此外，還涉及一種碳納米管膜的制造方法，其包含從含有多根碳納米管、分散劑及溶劑的碳納米管分散液中除去溶劑而將碳納米管膜成膜的工序，上述多根碳納米管包含具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管。

技術領域

本發明涉及碳納米管膜及其制造方法，特別涉及由多根碳納米管的聚集體形成的碳納米管膜以及制造該碳納米管膜的方法。

背景技術

近年來，作為導電性、熱傳導性及機械特性優異的材料，碳納米管(以下，有時稱為“CNT”。)備受矚目。

但是，因為CNT是直徑為納米尺寸的微細的筒狀體，所以CNT單體的處理性、加工性差。因此，提出了例如使多根CNT聚集成膜狀，從而形成有時被稱為“巴基紙”(Buckypaper)的碳納米管膜(以下，有時稱為“CNT”膜。)，并將該CNT膜用作導電膜等。具體而言，提出了將通過從包含溶劑和CNT的碳納米管分散液(以下，有時稱為“CNT”分散液。)中除去溶劑而成膜的CNT膜用作構成太陽能電池、觸摸面板等的電極的構件(例如，導電膜、催化劑層等)。因此，該CNT膜作為導電性、熱傳導性及機械特性優異的膜狀材料備受矚目。

在此，對于CNT膜，要求其特性(導電性、熱傳導性、機械特性等)的進一步提高時，為了提高CNT膜的特性，使具有優異特性的CNT以高密度良好地聚集是重要的。因此，例如在專利文獻1中提出了以下技術，即，將對CNT分散液施加100～280MPa的高壓而得到的高分散液片狀化，進而將得到的CNT片以0.01～100ton/cm²的壓制壓力進行壓延，由此得到高密度化的CNT膜。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-105909號公報。

發明內容

發明要解決的問題

但是，在上述現有的技術中，為了得到特性優異的CNT片，會對CNT分散液進行高壓處理而將CNT凝聚塊破碎，但是當對CNT分散液進行高壓處理時，CNT被損傷或破壞，難以得到特性優異的CNT片。其結果是，對于將CNT片壓延而得到的CNT膜，也無法得到優異的特性。

因此，本發明的目的在于提供一種導電性、熱傳導性及機械特性等特性優異的碳納米管膜。

用于解決問題的方案

本發明人為了實現上述目的，進行了深入研究。而且，本發明人發現，通過在至少一部分中使用具有規定的結構的碳納米管而形成碳納米管膜，從而可得到導電性、熱傳導性及機械特性等特性優異的碳納米管膜，從而完成了本發明。

即，本發明以有利地解決上述課題為目的，本發明的碳納米管膜的特征在于，其是由多根碳納米管的聚集體形成的，上述多根碳納米管包含具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管。這樣，如果使用具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管來形成碳納米管膜，則可得到導電性、熱傳導性及機械特性等特性優異的碳納米管膜。

在此，對于本發明的碳納米管膜，優選上述具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管在100根碳納米管中以5根以上的比例存在。這是因為如果具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管在100根碳納米管中以5根以上的比例存在，則能夠充分地提高導電性、熱傳導性及機械特性等特性。

此外，對于本發明的碳納米管膜，優選上述多根碳納米管的BET比表面積為600m²/g以上。這是因為如果包含具有至少一部分塌陷的結構的碳納米管的多根碳納米管的BET比表面積為600m²/g以上，則能夠充分地提高導電性、熱傳導性及機械特性等特性。