CN103201214A - Cnt分散液、cnt成型体、cnt组合物、cnt集合体及它们的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供在保持CNT的优异的电特性、导热性、机械性质的同时、分散性高且稳定的CNT的分散液、CNT成型体、CNT组合物、CNT集合体和它们的制造方法。本发明的CNT分散液是含有CNT集合体的CNT的分散液，该CNT集合体分散于分散介质中，并具备由多个CNT形成的网状体，利用压汞式孔隙度仪对从分散液中取出CNT集合体并进行干燥而得到的CNT集合体进行测量，细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

Description

CNT分散液、CNT成型体、CNT组合物、CNT集合体及它们的制造方法

技术领域

本发明涉及使碳纳米管（以下称为CNT）分散于溶剂中得到的CNT分散液。还涉及它们的制造方法。

背景技术

只由碳原子构成的CNT是电学特性、导热性、机械性质优异的材料。CNT非常轻，并且极为强韧，还是具有优异的弹性/复原性的材料。具有如此优异的性质的CNT作为工业材料，是极富魅力且重要的物质。

在将CNT用作工业材料的情况下，使用均匀地分散了CNT的溶剂。例如通过将聚合物溶解于均匀地分散了CNT的溶剂中，可以制造CNT均匀分散于聚合物基质中的纳米复合物。另外，在制造晶体管等电子设备、电子释放源、二次电池时，例如有以下的方法：制作将CNT分散于溶剂中得到的悬浊液，采用流延、丝网印刷、喷墨等印刷技术，在作为基板的支承部件上形成悬浊液的图案，然后干燥/除去溶剂，获得所希望的形状。

但是，将碳纳米管充分地分散于溶剂中的方法尚未建立。这是由于CNT相互的聚集力（范德华力）的缘故，而会聚集为束状（束化（bundle））和绳状。因此，虽然由于CNT的特质而具有有用的性质，但是极为难以制造将其均匀分散的聚合物系纳米复合物等，事实上仍然难以将CNT应用于各种用途。

为了使CNT更均匀地分散，专利文献1中公开了以下内容：将10mg双层CNT集合体、30mg聚苯乙烯磺酸钠和10mL水的混合物用超声波匀浆机处理，接着以20000G进行离心处理，然后将9mL上清取样，将此时的上清中的CNT集合体的含量为0.6mg/mL以上的CNT集合体用于透明导电性膜的材料。这样，以往，为了使CNT分散而经常实施超声波处理，但存在一旦CNT暴露于超声波则容易被切断的问题。

另外，专利文献2中公开了一种稳定的CNT分散液，它是使用非质子类有机分散剂、以及全芳香族聚酰胺作为聚集抑制剂，由此，单层CNT完全不形成束，或者以形成含有极少数根的束的形式存在。在这些以往的技术中，在制造CNT的分散液时，通过抑制CNT的聚集、或者将聚集拆散，来获得均匀的CNT的分散液。

（现有技术文献）

（专利文献）

专利文献1：日本特开2009-149832号公报

专利文献2：日本特开2007-169120号公报

发明内容

（发明要解决的问题）

在以往的分散方法中，其目的是尽量抑制CNT的聚集，或者将聚集拆散，使孤立的CNT分散于分散介质中来获得稳定的CNT分散液。但是，在这种方法中，在分散CNT时，CNT被切断或者受到损伤，结果，存在CNT原本具有的特性无法充分保持的问题。相反，如果以不损伤的方式使其分散，则会分散不足，CNT发生聚集，与分散液分离，无法获得稳定的分散液。并且，以往的分散液存在无法以高浓度、稳定地分散CNT的问题。

本发明鉴于上述背景技术而提出，其课题在于提供对CNT的损伤非常少、保持CNT的优异的电学特性、导热性、机械性质、并且分散性高、以高浓度稳定的CNT分散液、CNT成型体、CNT组合物、CNT集合体和它们的制造方法。

（解决问题的方法）

本发明的一个实施方式提供CNT分散液，该CNT分散液含有CNT集合体，所述CNT集合体分散于分散介质中，并具备由多个CNT形成的网状体，该CNT分散液的特征在于：用压汞式孔隙度仪（mercury intrusion porosimeter）对从上述分散液中取出上述CNT集合体并进行干燥而得的CNT集合体进行测量，细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

从上述分散液中取出的CNT集合体的微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.5mL/g以上。

分散于分散介质中的上述CNT集合体的浓度为0.001重量%以上。

上述CNT分散液在剪切速度10/秒下的粘度为10mPa·s（25℃）以上5000mPa·s（25℃）以下。

上述分散液即使放置10天，CNT集合体与分散介质也不发生分离。

在用激光衍射测量的上述CNT分散液的CNT集合体的粒度分布中，以1μm以上的范围测量的累积50%的粒径在10μm以上1000μm以下。

将从上述分散液取出的上述CNT集合体以1℃/分钟升温时，热重量测量中的200℃至400℃的减重为10%以下。

从上述分散液取出的上述CNT集合体具备比表面积800m²/g以上2500m²/g以下。

从上述分散液取出的上述CNT集合体的平均分布尺寸为500μm²以上50000μm²以下。

另外，本发明的一个实施方式提供CNT分散液，该CNT分散液含有CNT集合体，该CNT集合体分散于分散介质中，并具备由多个CNT形成的网状体，该CNT分散液的特征在于：具备连接部，该连接部具备设置于上述CNT集合体之间的网状体和/或由多个取向的CNT形成的干部。

上述CNT集合体具备由取向的多个CNT形成的干部。

具备设置于上述CNT集合体的上述干部，其特征在于：该干部延伸至上述连接部。

上述CNT集合体的平均分布尺寸为500μm²以上50000μm²以下。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT成型体，该CNT成型体具备从上述CNT分散液取出的CNT集合体。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT成型体，该CNT成型体是将上述CNT分散液涂布在基材上而形成的。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT成型体，该CNT成型体是将从上述CNT分散液取出的CNT集合体涂布在基材上而形成的。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT组合物，该CNT组合物含有从上述CNT分散液取出的CNT集合体。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT组合物，该CNT组合物含有上述CNT分散液。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT集合体，其特征在于：通过压汞式孔隙度仪测量的、细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

上述CNT集合体的微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.5mL/g以上。

将上述CNT集合体以1℃/分钟升温时的热重量测量中，从200℃至400℃的减重为10%以下。

上述CNT集合体具备比表面积600m²/g以上2500m²/g以下。

上述CNT集合体的导电性为10S/cm以上。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT分散液的制造方法，该制造方法的特征在于，具备：准备CNT集合体的工序；以及生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将上述干燥的CNT集合体与分散介质混合，并施加剪切力来使该CNT集合体分散，其中，向从上述分散液中取出上述CNT集合体并进行干燥而得到的CNT集合体压入汞，CNT集合体通过压汞式孔隙度仪测量的、细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

另外，根据本发明的一个实施方式，还具备对上述CNT集合体进行干燥的工序。

另外，根据本发明的一个实施方式，还具备将上述CNT集合体进行分级的工序。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT成型体的制造方法，该制造方法具备：准备CNT集合体的工序；生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将上述CNT集合体与分散介质混合，施加剪切力来使该CNT集合体分散；以及从上述含CNT的分散液中除去分散介质的工序。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT成型体的制造方法，该制造方法具备：准备CNT集合体的工序；生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将上述CNT集合体与分散介质混合，施加剪切力来使该CNT集合体分散；以及将上述CNT分散液涂布在基材上的工序。

另外，根据本发明的一个实施方式，提供CNT成型体的制造方法，该制造方法具备：准备CNT集合体的工序；生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将上述CNT集合体与分散介质混合，施加剪切力来使该CNT集合体分散；以及将上述CNT集合体从上述CNT分散液中取出并涂布在基材上的工序。

（发明效果）

本发明提供可保持CNT的优异的电特性、导热性、机械性质、并且分散性高、在高浓度下稳定的CNT分散液、CNT成型体、CNT组合物、CNT集合体和它们的制造方法。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的CNT群110的示意图。

图2是本发明的一个实施方式的网状体113的扫描式电子显微镜（SEM）图像。

图3是本发明的一个实施方式的含有网状体113和干部115的CNT集合体117的SEM图像。

图4是本发明的一个实施方式的含有网状体113和干部115的CNT集合体117的SEM图像。

图5是本发明的一个实施方式的含有网状体113和干部115的CNT集合体117的SEM图像。

图6是本发明的一个实施方式的含有网状体113和干部115的CNT集合体117的SEM图像。

图7是本发明的一个实施方式的CNT群110的SEM图像。

图8是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的连接部120的SEM图像。

图9是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的连接部120的SEM图像。

图10是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的连接部120的SEM图像。

图11是静置保存半年的本发明的一个实施方式的CNT分散液100的光学照片。

图12是静置保存半年的比较例的CNT分散液1000的光学照片。

图13是本发明的一个实施方式的CNT分散液100的合成装置2000的示意图。

图14是本发明的一个实施方式的CNT分散液100的合成装置2000的示意图。

图15是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的SEM图像。

图16是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的SEM图像。

图17是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的SEM图像。

图18是本发明的一个实施方式的CNT集合体117的SEM图像。

图19是本发明的一个实施方式的CNT群710的SEM图像，左图是CNT群710的SEM图像，右图是CNT集合体717的SEM图像。

图20是本发明的一个实施方式的CNT群810的SEM图像，左图是CNT群810的SEM图像，右图是CNT集合体817的SEM图像。

图21是本发明的一个实施方式的CNT群910的SEM图像，左图是CNT群910的SEM图像，右图是CNT集合体917的SEM图像。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的CNT分散液、CNT成型体、CNT组合物、CNT集合体以及它们的制造方法进行说明。本发明的CNT分散液、CNT成型体、CNT组合物、CNT集合体以及它们的制造方法并不受以下所示实施方式和实施例的记载内容限定、解释。另外，在本实施方式以及后述实施例所参照的附图中，对同一部分或具有同样功能的部分标注同一附图标记，并省略其重复的说明。

（CNT集合体的分散液）

以往的技术开发是朝着尽量使CNT单一或者孤立地分散的方向发展，但本发明是基于与此有很大不同的技术思想而成。即，本发明的CNT分散液的制造方法并不是使CNT单一或者孤立地分散于分散介质中，而是将CNT的集合体稳定且以高浓度分散于分散介质中。以往的CNT集合体通常是CNT的束或者聚集体，分散性低，使那种形态的CNT集合体稳定存在于分散介质中非常困难。本发明人反复进行了大量试验，结果发现：具有特定的特性和结构的CNT集合体在分散介质中稳定分散，从而完成了本发明。即，本发明的实施方式所涉及的CNT的分散液的特征在于：并不是使单一或孤立的CNT分散，而是将CNT集合体分散于分散介质中而成，该CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体。

图1是本发明的实施方式的CNT群110的示意图。CNT群110包括网状体113、干部115、具备干部115与网状体113的连接部120、具备延伸至连接部120的干部115的多个CNT集合体117。这里，网状体表示如图2、图3的扫描式电子显微镜（SEM）图像所示那样的、具有微细的细孔（间隙）的、CNT（或者CNT的束）与CNT（或CNT的束）的如不织布那样的形态的网络结构。具有网状体113的CNT集合体117在CNT之间（或者CNT的束之间）被适当拆散，分散介质可容易地浸渍的间隙存在于CNT之间（或CNT的束之间），因此被认为分散性能优异。进一步优选构成网状体113的CNT（或CNT的束）实质上无取向。

另外，不是由单一或孤立的CNT形成的分散液、而是含有具备网状体113的CNT集合体117的分散液100由于具备CNT集合体117的非常发达的、遍布至广阔区域的微细部位的CNT的网络，因此具有可充分发挥CNT原本具有的特性的优点。在不损害本发明的效果的范围内，本发明的实施方式所涉及的CNT分散液100也可以适当含有分散的CNT、以及束状的CNT的束。

优选本发明的实施方式的CNT集合体117的用压汞法测量的、细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径处于0.02μm以上、更优选0.03μm以上、进一步优选0.04μm以上，并且处于2.0μm以下、更优选1.5μm以下、进一步优选1.0μm以下、再进一步优选0.7μm以下、更进一步优选0.5μm以下的范围内。另外，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.5mL/g以上，更优选0.6mL/g以上，进一步优选0.7mL/g以上，更进一步优选0.8mL/g以上。优选的细孔容积的上限没有特别限定，CNT集合体117的细孔容积通常为20mL/g以下，更优选10mL/g以下，进一步优选5mL/g以下。这样的具有细孔的CNT集合体117在形成网状体113的CNT之间存在很多适当的间隙（细孔），因此分散介质容易浸渍到CNT之间，与CNT的表面接触。因此，CNT与分散介质的相互作用增加，CNT容易溶融于分散介质中，结果，这样的具有细孔径的CNT集合体117在分散介质中稳定地分散。并且在细孔径为0.002μm以上10.00μm以下的范围内，优选微分细孔容量为极大的细孔径为一个（微分细孔容量的峰值为一个）。具有这样的微分细孔容量的CNT集合体117集合体由于细孔径均匀，因此容易分散于分散介质中。

本发明的实施方式的CNT集合体117与以往的CNT集合体相比，分散性非常优异，但难以适当地确定分散介质中的CNT集合体，因此利用以下所述的方法，从含有CNT集合体117的CNT分散液100中取出CNT，制成CNT成型体150来评价CNT成型体150，据此来规定CNT集合体117的特性。

从CNT分散液100中取出含有CNT集合体117的CNT的方法可适当采用公知的手段。例如CNT集合体117可按照以下的步骤从CNT分散液100中取出。准备含有CNT集合体117的CNT分散液100，该CNT集合体117含有100mg的CNT。在可真空吸引的容器中设置密理博滤纸（ミリポア（millipore）紙）（密理博公司制造，过滤膜：DURAPORE（注册商标）（0.22μm GV，直径45mm），用密理博滤纸过滤CNT的分散液100。使CNT集合体117堆积在密理博滤纸上，制成70μm左右的厚度的薄膜状的CNT成型体。将堆积在密理博滤纸上的CNT用2张滤纸夹持，在70℃下真空干燥12小时。干燥后，薄膜状的CNT成型体容易从密理博滤纸上剥离，获得目标试样。在本发明的实施方式中，使用所述试样来测量CNT集合体117的微分细孔容积、细孔容量、比表面积、纯度、热重量等。

本发明的实施方式的CNT的在剪切速度10/秒下的CNT分散液100的粘度为10～5000mPa·s（25℃），更优选为20～2000mPa·s（25℃）的范围内的值。对于具有这样的粘度的CNT分散液100而言，由于CNT集合体117的网眼彼此适当地接触缠绕，因此CNT集合体117在分散介质中稳定，可得到稳定的CNT分散液100。

本发明的实施方式的CNT分散液100中的CNT的浓度下限是相对于CNT分散液100整体为0.001重量%以上，更优选0.002重量%以上，进一步优选0.005重量%以上，更进一步优选0.01重量%以上。得到这样的高浓度的CNT分散液是本发明的特长之一。通常，不使用分散剂而将CNT以高浓度稳定地分散于溶剂中是困难的。例如，在利用超声波处理将通过本发明的制造方法得到的CNT分散于MIBK中的情况下，在0.0006重量%以上时，CNT与溶剂会立即分离。

本发明的实施方式的CNT分散液100中的CNT的浓度上限没有特别限定，但若CNT的浓度大则粘度升高，成型加工困难。优选地，CNT分散液100中的CNT的浓度为相对于CNT分散液100整体在20重量%以下，还优选15重量%以下，还优选10重量%以下，进一步最优选5重量%以下。具有这样的CNT浓度的CNT分散液100由于CNT集合体117的网眼以高浓度存在于分散液中，因此可推断为相互适当接触地存在于分散液中，结果在分散介质中，CNT集合体117稳定，可提供稳定的CNT分散液100。这样高浓度的CNT分散液可以使成型加工的制造效率大幅提高，因此在CNT成型体、组合物的制造上极为优选。

本发明的实施方式的CNT集合体117的粒度分布优选使用激光衍射来进行评价。在测量区域1μm以上的范围内，所得CNT集合体的粒度分布的累积50%的粒径（中值粒径）为10μm以上、更优选15μm、进一步优选10μm以上，且优选1000μm以下、进一步优选750μm以下。具有这样的中值粒径的CNT分散液的分散性优异，并且保持有CNT原本所具有的导电性等特性，因而优选。

在本发明的实施方式中，CNT集合体117的尺寸、结构是根据用以下的方法制作的试样的观察结果来规定的。准备约1ml的CNT分散液100。将要涂布试样的基板（用SEM观察时为硅，用光学显微镜观察时为载玻片）设置于呈容器状的、位于涂层部的中央的真空管上。将基板设置于真空管上后，在其上在基板中央滴约0.1ml的溶液，并以3000RPM×30秒的旋转条件进行旋涂。在试样的粘度低的情况下，1000RPM×30秒即可均匀地涂布。在基板上的CNT集合体117的扩展性有问题的情况下，可以通过改变转速来进行微调。这样，通过旋涂等适当的公知的方法，可以将CNT分散液100非常薄地涂布在玻璃等基板上，来准备CNT集合体117彼此不重叠的试样。使用光学显微镜、电子显微镜等适当的观察方法对该试样进行观察，测量CNT集合体117的结构、形状。

本发明的实施方式的CNT集合体117的分布中心尺寸的下限为500μm²以上，更优选为1000μm²以上，进一步优选为2000μm²以上，且上限为50000μm²以下，更优选30000μm²以下。具备这样的CNT集合体117的分布中心尺寸的CNT集合体117的分散性优异，且保持有CNT原本所具有的导电性等特性，因而优选。

CNT集合体117的分布中心尺寸按以下步骤来测量。用倍率200倍对上述的、CNT集合体117不重叠地涂布在基材上的试样的表面进行观察，利用公众域（Public Domain）图像处理软件（image J）对尺寸为10μm以上的随机抽取的CNT集合体117的面积进行解析，来求出二维面积，由此求出CNT集合体117的尺寸。求出随机抽取的100个CNT集合体117的尺寸，将其平均值作为CNT集合体117的分布中心尺寸。

优选地，CNT集合体117具备如图4、图5所示的、由取向的多个CNT形成的干部115。干部115是与周围的网状体113相比CNT的密度高、且由多个取向的CNT形成的纤维状的CNT集合体。无数的CNT从干部115上离散集合，构成网状体113。另外，干部115彼此也反复融合离散，在CNT集合体117中形成发达的CNT的网络。可以认为CNT集合体117中的干部115和网状体113分别发挥如同人体的静脉/动脉、以及毛细血管那样的功能。换言之，网状体113是非常发达的、渗透至广阔区域的微细部位的CNT的网络，形成分散介质等与CNT不同的材料与CNT集合体117可高效率相互作用的场所。相互作用的结果是，干部115具有将在网状体113中得到的电子、声子（phonon）、力学应力在CNT集合体117中高效率、无衰减地传递至远方的功能。即，在由CNT分散液100制造成型体和/或组合物时，电子、声子、力学应力等可以高效率地在CNT之间传递，因此，具有干部115的CNT集合体117具有可充分发挥CNT本身所具有的特性的优点。

干部115的CNT的密度高，因此在基材上涂布CNT集合体117时，高度也比周围的网状体113高。为了规定CNT集合体117中所含的干部115，可以按照上述方法将CNT集合体117涂布在基材上，通过激光显微镜来观察。具体而言，如图6所示，可通过激光显微镜图示出CNT集合体117的高低，将高度比周围高，由多个取向的CNT形成的纤维状的结构规定为干部115。

进一步优选地，在相邻的CNT集合体117之间存在设置有CNT的连接部120。在此，将多个CNT集合体117和将它们连接的连接部120统称为CNT群110。CNT群110的一个例子如图7所示。关于CNT群110，与孤立的CNT集合体117相比，CNT的网络可连续至更远的距离，因此，在由CNT分散液100制造成型体和/或组合物时，具有可充分发挥CNT原本所具有的特性的优点。

连接部120需要具备网状体113（图8）和/或干部115（图9）。另外，当连接部120具备干部115时，如图10所示，优选为设置于CNT集合体117的干部115延伸到连接部120。对于这样的结构而言，由于连接部处的CNT集合体的电学、热学、力学连接良好，因此在由CNT分散液100制造成型体和/或者组合物时，具有可充分发挥CNT原本所具有的特性的优点。

优选地，本发明的实施方式的CNT分散液100中使用的CNT集合体117含有单层CNT。单层CNT的比表面积大，因此适合获得稳定的分散液。为了获得大的比表面积，CNT集合体117中的单层CNT的比例（在CNT集合体117中的CNT中、单层CNT所占的比例（双层比、多层比））更优选为在100根中为70根以上，特别优选为75根以上。可以全部都是单层CNT，但在现实中从所得物性与制造效率上考虑，单层CNT的根数上限是在1000根中为998根以下。

上述CNT集合体117中的单层CNT的比例可如下进行确认：使用透射式电子显微镜（TEM）、以倍率40万倍进行观察，在75nm见方的视野中，从视野面积的10%以上为CNT集合体117的视野中任意抽取100根CNT，对其评价层数，确认单层CNT的根数。在一个视野中无法测量100根的情况下，从多个视野测量，直到达到100根为止。此时，1根CNT是指：如果视野中见到一部分CNT，则记为1根，不必见到两端。另外，即使在视野中被识别为2根，也可能在视野外相连接为1根，但这种情况记为2根。

关于构成本发明的CNT集合体117的CNT的比表面积，如果是以无开口的CNT为主，则优选为600m²/g以上，还优选为700m²/g以上，更优选为800m²/g以上，还更优选为1000m²/g以上。如果以开口的CNT为主，则优选为1300m²/g以上，更优选为1500m²/g以上。优选地，CNT的比表面积越大越好，但理论计算说明：无开口的为1300m²/g左右，开口的是2600m²/g左右。具有如上所述的高比表面积的CNT集合体117中，CNT与分散介质接触的比表面积大，因此CNT与分散介质的相互作用增加，CNT集合体117稳定地分散于分散介质中。另一方面，对于以比表面积低于800m²/g的CNT为主的CNT集合体117而言，由于CNT与分散介质相互作用的表面积小，因此，不适合使CNT集合体117稳定地分散。

在构成本实施方式的CNT集合体117的CNT中，优选地，碳纯度为98mass%以上、和/或金属杂质为1mass%以下。杂质会妨碍网状体113的形成，抑制CNT的分散。碳纯度为98mass%以上、和/或金属杂质为1mass%以下的CNT适合制作稳定的CNT分散液100。本发明的CNT的纯度根据使用荧光X射线的元素分析结果获得。碳纯度没有上限，从制造上考虑，难以获得99.9999%以上的碳纯度。金属杂质没有下限，从制造上考虑，难以使金属杂质为0.0001%以下。若碳纯度为98%以下、和/或金属杂质为1mass%以上，则会妨碍良好的网状体113的形成。

在对本发明的实施方式的CNT集合体117以1℃/分钟升温时的热重量测量（热重量分析，Thermogravimetry）下，从200℃至400℃的减重为10%以下。该减重可以在空气气氛下，通过对CNT集合体117进行热分析来测量。将约1mg的试样设置于差示热分析装置中，在空气中，以1℃/分钟的升温速度从室温升温至900℃。200℃至400℃的减重是指此时的200℃至400℃之间的减重量相对于室温至900℃之间的减重量的比例。

通常，CNT以外的非晶碳（amorphous carbon）等碳杂质在400℃以下分解，因此，进行含有碳杂质的CNT集合体117的热重量测量，就可观测200℃至400℃之间的减重。碳杂质越多则200℃至400℃的减重率越高。若CNT集合体117含有碳杂质，则碳杂质会附着于CNT彼此，因此CNT集合体117的分散性降低。于是，为了获得稳定的CNT分散液100，优选碳杂质少的CNT集合体117。

本实施方式的CNT集合体117具有上述特性和结构，因此具有极为稳定地分散于分散介质中这一优异的特征。如后所述，如图11所示，由实施例1的方法制造的CNT分散液100即使静置保存半年，CNT集合体117与分散介质也不发生分离，而保持分散。与此相对，比较例1的CNT分散液100只可保持1～2天左右的分散，CNT集合体与分散介质会发生分离。

这里所述的分散是指如图11所示，在目视下CNT集合体117散在于分散介质中的状态。另外，这里所述的分离是指如图12所示，在目视下CNT集合体与分散介质分开并离开的状态。本发明的实施方式的CNT分散液100放置10天、更优选20天，CNT集合体117与分散介质也不发生分离。

（CNT的分散液的制造方法）

对于CNT集合体的制造方法而言，只要获得满足本说明书规定的条件的CNT集合体即可，没有限定，例如可例举以下的制造方法。

图13给出适用本发明的、分散于CNT分散液100中的CNT体（bulk）集合体10的合成装置的一个例子。该合成装置2000具备：合成炉2030，该合成炉2030由例如石英玻璃等形成，并容纳具备催化剂层2020的基材2010；气体供给管2040，该气体供给管2040设置于合成炉2030的上壁，并与合成炉2030连通；气体排气管2050，该气体排气管2050设置于下游侧的下壁或侧壁，并与合成炉2030连通；加热装置2060，该加热装置2060由在外包围合成炉2030而设置的例如电阻发热线圈等形成；用于将炉内温度调节至规定温度的加热温度调节装置；以及合成炉2030内的加热区域2070，通过加热装置2060和加热温度调节装置来加热至规定温度。另外，以使加热体积比排气体积大的方式，在合成炉2030的加热区域2070设置基材架2080，该基材架2080用于支撑具备催化剂层2020的基材2010。

在基材架2080和/或催化剂层2020的上方的加热区域2070内，设置气流形成装置2210，该气流形成装置2210对由气体供给管2040供给的原料气体进行分配/分散，并形成向多个方向流动的原料气流。气流形成装置2210在与基材2010的表面大致平行的多个方向形成原料气体的流。另外，在气流形成装置2210上设置多个气体喷出装置2220，所述气体喷出装置2220形成与基材2010的平面大致垂直方向的原料气流。气体喷出装置2220设置于与基材2010的表面大致平行的同一面内。

通过使用这样的气流形成装置2210，可以将由气体供给管2040供给的原料气体沿与基材2010的平面大致平行的平面展开/分散，然后从与基材2010的平面大致垂直的方向与催化剂接触。因此，可以在基材2010上的配置了催化剂的区域上，以每单位面积的供给量大致均匀的方式使原料气体与催化剂接触，因此可获得具有均匀的结构和特性的CNT体集合体10，适合制造稳定的CNT分散液100。

在气体喷出装置2200和催化剂层2020之间，为了增加和/或调节停留时间，设置有停留时间调节装置2140，该停留时间调节装置2140由有意地增加和/或调节的加热体积和湍流抑制装置2220构成，该湍流抑制装置2220与气流形成装置2210连接且连通，由多片具备多个孔的板状的整流板形成。为了增加加热体积，使设置在基材2010上的催化剂层2020的表面和与该催化剂表面对置设置的气体喷出装置2200的距离为40mm以上（更优选70mm）。

这样，停留时间调节装置2140中的原料气体的流路的截面积增大，可以容易地增加/调节加热体积以及停留时间。

使原料气体在加热区域2070内被加热的加热体积增加，将以往未曾探讨过加长的停留时间朝加长的方向调节。由此，原料气体的分解得到促进，使更适合CNT生长的方式的原料气体与催化剂接触，比以往更高效率地将原料气体转化为CNT，由此可以抑制碳杂质对CNT的附着，因此适合获得稳定的CNT分散液100。

湍流抑制装置2220抑制停留时间调节装置2140内的原料气体的湍流，使流经停留时间调节装置2140内的原料气体的停留时间大致相等，结果，在使与基材2010上的催化剂接触时的停留时间大致相等的方面发挥显著的效果。在具有有意地增加的加热体积的加热区域2070内容易产生湍流，如果有湍流，则流经停留时间调节装置2140内的原料气体的停留时间变长，但并不相等。若使停留时间相等，则适合抑制碳杂质的发生，因此，在获得稳定的CNT分散液100的方面是适合的。

合成装置具备：原料气体钢瓶2090，该原料气体钢瓶2090容纳作为CNT原料的碳化合物；催化剂激活物质钢瓶2100，该催化剂激活物质钢瓶2100容纳催化剂激活物质；气氛气体钢瓶2110，该气氛气体钢瓶2110容纳原料气体、催化剂激活物质的载气；以及用于还原催化剂的还原气体钢瓶2120，还具备可利用气体流量装置控制来自这些钢瓶的各气体的供给量的碳重量流量调节装置2130。碳重量流量调节装置2130可以使最佳量的原料气体与催化剂接触，因此优选。

本发明的CNT体集合体10的制造是在基材2010上制造催化剂层，从该催化剂化学气相生长（合成）多个CNT。

参照图13和图14进行说明；首先，在充满了从气体供给管2040供给的气氛气体（例如氦）的合成炉2030内放入通过另外的工序预先成膜了催化剂层2020（例如氧化铝－铁薄膜）的基材2010（例如硅晶片），并放置在基材架2080上。此时，按照使催化剂层2020表面与原料气体的流路大致垂直相交的方式设置基材2010，以便将原料气体高效率地供给至催化剂。

另外，以排气体积2160比加热体积2150小的方式将基材2010设置在加热区域2070内，由此，与催化剂层2020接触的原料气体可以迅速被排气。另外，通过停留时间调节装置2140，预先将合成炉2030内的原料气体的停留时间调节为最适合CNT的生长的方式。

接着进行形成（formation）工序：从气体供给管2040向合成炉2030内供给还原气体（例如氢），同时将合成炉2030内加热至规定的温度（例如750℃），并将该状态保持所需的时间。利用该还原气体使催化剂层2020微粒化，并调节为作为CNT的催化剂优选的状态。在形成工序中，可根据需要添加催化剂激活物质。

接着，使用碳重量流量调节装置2130，使来自气体供给管2040的还原气体和气氛气体的供给根据所需（反应条件）停止或降低，同时从气体供给管2040供给原料气体（例如乙烯）、气氛气体、催化剂激活物质（例如水）。从气体供给管2040供给的这些气体形成与基材2010的平面大致平行方向的朝向多个方向的气流，然后从与基材2010的平面大致垂直方向，从喷出孔以大致均匀的量吹向基材2010上的催化剂层2020的表面。

另外，这些气体流经通过停留时间调节装置2140增加／调节了的加热体积2150，在经过最佳的停留时间后，使用碳重量流量调节装置2130，以最佳的量与催化剂层2020的表面接触，高速且高收获量地、高效率地从被覆基材2010的催化剂微粒处生长CNT（生长工序）。并且通过使用湍流抑制装置2200，这些气体以大致相等的停留时间与基材2010上的催化剂微粒接触。另外，与催化剂层2020接触后，这些气体被迅速地由气体排气管2050排气，碳杂质的产生被抑制到最低限度。

CNT的生产结束后，为了抑制残留于合成炉2030内的原料气体、催化剂激活物质、它们的分解产物、或者存在于合成炉2030内的碳杂质等附着于CNT体集合体10，可以只通入气氛气体，来抑制杂质与CNT体集合体10的接触（碳杂质附着抑制工序）。

这样，从基材2010上的催化剂层2020同时生长的多个CNT在与催化剂层2020垂直相交的方向上生长并取向，构成高度大致相同的高比表面积、高纯度的CNT体集合体10。对于按上述方法合成并取向的CNT体集合体10而言，CNT彼此适当缠绕，在从基材上剥离时，CNT不会散开，可容易地以适当尺寸的集合体状剥离。另外，CNT体集合体10被抑制了碳杂质的发生和附着，在CNT之间有适当的间隙，因此CNT容易被拆散，分散性高。另外，CNT的比表面积高。这样的CNT体集合体10适合获得稳定的CNT分散液100。

接着，采用物理、化学或机械的方法将CNT体集合体从基板上剥离。剥离方法例如可以应用使用电场、磁场、离心力和表面张力进行剥离的方法；从基板上直接机械剥取的方法；采用压力或热从基板上剥离的方法等。另外，使用切裁刀等薄的刀具从基板上剥取CNT体集合体10的方法、使用真空泵吸引CNT体集合体10，从基板上剥取的方法在获得具有网状体113的CNT集合体117方面优选。

优选地，通过分级工序将本发明的实施方式的CNT体集合体10进行分级。本实施方式的分级工序是通过使CNT体集合体10的大小在规定范围内，来获得均匀尺寸的CNT体集合体10的工序。从合成基板上剥离的CNT体集合体10也包含尺寸大的块状的合成品。这些尺寸大的块状的CNT体集合体10的分散性低，因此会妨碍稳定的分散液的制作。于是，若只将通过了网、过滤器、筛等的、除去了大的块状CNT体集合体10的CNT体集合体10用于以后的工序，则在获得稳定的CNT分散液100方面优选。

优选地，在分散工序之前实施CNT体集合体10的干燥工序。特别在使用疏水性溶剂的情况下，实施干燥工序对提高分散性有利。构成本发明的实施方式的CNT体集合体10的CNT具有大的比表面积和适当的细孔径，因此在大气中保存、搬运时容易吸附大气中的水分。这样，在有水分吸附的状态下，由于水的表面张力使CNT彼此粘附，因此CNT体集合体10非常难以拆散，妨碍具有优异的分散性的、具有网状体113的CNT集合体117的形成。于是，通过在分散工序前实施CNT体集合体10的干燥工序，可以除去CNT体集合体10中所含的水分，提高在分散介质中的分散性。本实施方式的干燥工序例如可采用加热干燥、真空干燥，优选采用加热真空干燥。

接着，对本发明的实施方式的CNT分散液100的制造方法进行说明。本发明的CNT分散液100通过将从上述合成基板上剥离的CNT体集合体10分散于分散介质中来制造。这样的CNT体集合体10通过上述分散工序被高度分散，形成图3所示的CNT集合体117。

在以往的CNT分散液的分散工序中，CNT的分散可以使用搅拌器、匀浆机、胶体磨、流体喷射搅拌机、溶解机（DISSOLVER）、调漆机（paint conditioner）、芒通（Monton）乳化装置、喷射磨、超声波装置等分散装置。还可以采用公知的粉碎化手段、例如球形研磨（球磨机、振荡球磨机、行星式球磨机、珠磨机等）、喷砂研磨、胶体研磨、喷射研磨、辊研磨，还可以使用立式或卧式的搅拌磨（agitator mill）、超微磨碎机（Attritor）、胶体磨机、三辊磨机、砂磨机（Pearl mill）、超磨机（super mill）、叶轮研磨机（impeller）、分散机、KD磨、Dynatron（ダイナトロン）、加压捏合机等分散机。特别优选通过剪切应力使CNT分散的方法。本发明的实施方式的CNT集合体117的分散液的分散工序优选使用喷射磨。特别优选采用湿式喷射磨。湿式喷射磨是使溶剂中的混合物为高速流，由以密闭状态配置于耐压容器的喷嘴进行压送。在耐压容器内，对向流彼此的碰撞、与容器壁的碰撞、高速流产生的湍流、剪切流等使CNT体集合体10分散。作为湿式喷射磨，例如在使用株式会社常光的Nano Jet Pal（JN10、JN100、JN1000）的情况下，本发明的实施方式的CNT的分散液100的分散工序中的处理压力优选是在10MPa以上150MPa以下的范围内的值。

这样制造的本发明的实施方式的CNT分散液100可提供保持CNT的优异的电学特性、导热性、机械性质，并且分散性高，具备稳定的网状体113的CNT集合体117的分散液。

本发明的实施方式的CNT的分散液中使用的溶剂可以使用亲水性溶剂、疏水性溶剂的任何一种。亲水性溶剂可举出：碳酸酯类（碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸丁烯酯等）、醚类（四氢呋喃类等）、酮类（丙酮等）、低级醇类（甲醇、乙醇等）、乙腈等。另外，疏水性溶剂可使用：烃类（甲苯、苯、二甲苯、己烷、环己烷等）、含氯烃类（二氯甲烷、氯仿、氯苯等）、醚类（二噁烷、四氢呋喃、甲基溶纤剂等）、醚醇（乙氧基乙醇、甲氧基乙氧基乙醇等）、酯类（乙酸甲酯、乙酸乙酯等）、酮类（环己酮、甲基乙基酮、4-甲基戊烷-2-酮、甲基异丁基酮等）、醇类（异丙醇、苯酚等）、低级羧酸（乙酸等）、胺类（三乙胺、三甲醇胺等）、含氮极性溶剂（N,N-二甲基甲酰胺、硝基甲烷、N-甲基吡咯烷酮等）、硫化合物类（二甲基亚砜等）等。本实施方式的CNT分散液100中使用的溶剂优选为作为CNT的良好溶剂的甲基异丁基酮（以下称为MIBK）。

在本发明中，即使不使用分散剂也可以得到高浓度、稳定的CNT分散液，但为了进一步提高分散性、稳定性，可以使用分散剂。分散剂可以使用公知的任意一种，可以将表面活性剂、各种高分子材料等添加到CNT分散液100中。分散剂发挥使CNT体集合体100的分散性能、分散稳定性能等提高的作用。表面活性剂分为离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂，本发明的实施方式中可以使用任何表面活性剂。作为表面活性剂，例如可举出如以下的表面活性剂。所述表面活性剂可以单独使用也可以2种以上混合使用。

离子性表面活性剂分为阳离子性表面活性剂、双离子性表面活性剂和阴离子性表面活性剂。阳离子性表面活性剂可举出：烷基胺盐、季铵盐等。双离子性表面活性剂有烷基甜菜碱类表面活性剂、氧化胺类表面活性剂。阴离子性表面活性剂可举出十二烷基苯磺酸等烷基苯磺酸盐、十二烷基苯基醚磺酸盐等芳香族磺酸类表面活性剂、单皂类阴离子性表面活性剂、醚硫酸酯类表面活性剂、磷酸酯类表面活性剂和羧酸类表面活性剂等。其中，从分散性能、分散稳定性能、高浓度化优异考虑，优选含芳环的、即，芳香族类离子性表面活性剂，特别优选烷基苯磺酸盐、十二烷基苯基醚磺酸盐等芳香族类离子性表面活性剂。

作为非离子性表面活性剂的例子，可举出失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等糖酯类表面活性剂，聚氧乙烯树脂酸酯、聚氧乙烯脂肪酸二乙酯等脂肪酸酯类表面活性剂，聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯/聚丙二醇等醚类表面活性剂，聚氧亚烷基辛基苯基醚、聚氧亚烷基壬基苯基醚、聚氧烷基二丁基苯基醚、聚氧烷基苯乙烯基苯基醚、聚氧烷基苄基苯基醚、聚氧烷基二苯基醚、聚氧烷基枯基苯基醚等芳香族类非离子性表面活性剂。其中，从分散性能、分散稳定性能、高浓度化优异方面考虑，优选芳香族系非离子性表面活性剂，其中优选聚氧乙烯苯基醚。

利用上述分散性高、稳定的本发明的实施方式的CNT分散液100、或通过从CNT分散液100中取出含有CNT集合体117的CNT，可制造具有优异的电学特性、导热性、机械性质的CNT成型体。CNT成型体150是指CNT集合体117通过成型或加工而处于被赋型的状态的所有形式。另外，成型或加工表示经过使CNT集合体117的形状发生变化的操作、工序的所有的操作。CNT成型体的例子可举出：含有CNT集合体117的丝、小片、颗粒、片材、块、不织布等。将它们组合、或者进一步实施成型或加工的结果产物也作为CNT成型体。

成型方法可举出：将含有CNT集合体117的液体通过过滤、蒸发等方法进行脱液，成型为薄膜状、膜状或片状的方法；将含有CNT集合体117的液体加入到模具中，然后使分散介质蒸发的方法。还可以采用将CNT集合体117通过冲压机压缩的方法、用刀具切削或者切断等方法。

另外，通过过滤CNT的分散液100，可以以堆积在滤纸上的、被称为所谓的巴克纸（Bucky paper）的片材、不织布的形式获得CNT成型体150。这样的薄膜状的CNT成型体150具有优异的导电性，例如可适合作为电容器的电极使用。另外，本实施方式的CNT成型体150还可以是将CNT分散液100通过旋涂、浸涂、喷雾、涂布、印刷、挤出、流延或注塑等方法在例如硅晶片这样的基材上形成，以薄膜状CNT成型体150的形式利用。

CNT成型体150和/或CNT集合体117的导电性优选为10S/cm以上，更优选为20S/cm以上。导电性的上限没有特别限定，但是难以超过CNT自身的导电性104S/cm。

基板是涂布了CNT分散液100的物质、和/或安装有CNT集合体117和/或CNT成型体150的物质，并不受形状、材质，安装方法所左右。作为形状，例如基板的形状除了平面之外，还可以考虑曲面、柔性的形状，基板的厚度随意。材质例如可考虑各种金属、陶瓷、硅基板、树脂等。另外，无需基板的整个面被CNT分散液100、和/或CNT集合体117、和/或CNT成型体150覆盖。例如可考虑CNT分散液100、和/或CNT集合体117、和/或CNT成型体150被形成了图案的、基板表面部分露出的、形成了电子电路的方式等，另外，CNT分散液100、和/或CNT集合体117、和/或CNT成型体150无需直接与基板接触安装，为了提高导热特性、粘接性等，可以在与基板之间设置中间层。

可以将本发明的CNT分散液100、以及从CNT分散液100中取出的CNT集合体117、和/或CNT成型体150与其它物质分散，作为组合物使用。含有本发明的CNT集合体117、和/或CNT成型体150、或CNT分散液100的组合物可以制成导电性非常高、或者强度优异、或者导热性优异、或者导电性高、强度也优异的组合物。这里，其它物质例如是树脂、金属、玻璃、离子液体、橡胶等。另外，还可以是如粘接剂、水泥、石膏、陶瓷那样的物质。另外，这些物质可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。

在本说明书中，分散是指CNT在上述物质中散开的状态。CNT不管是拆散成一根根的状态、或者是成束的状态、或者是各种粗细的束混合，只要是在上述物质中散开，均表现为CNT是分散的。

关于组合物中CNT的含量，依赖于上述CNT以外的物质的种类，优选组合物中可含有0.01重量%以上20重量%以下，更优选为0.01重量%以上10重量%以下，进一步优选0.01重量%以上5重量%以下，其中更优选0.05重量%1重量%以下。虽然会根据目而不同，但如果过多加入CNT，则CNT组合物的强度可能降低。

作为树脂，只要可以将CNT混合或分散即可，没有特别限定，可以使用天然树脂也可以使用合成树脂。作为合成树脂，优选既可使用热固化性树脂、也可使用热可塑性树脂。由于热可塑性树脂所得的成型体的抗冲击强度优异，并且可进行成型效率高的冲压成型、注塑成型，因此优选。

热固化性树脂没有特别限定，例如可以使用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂、酚醛树脂（可溶（resol）型）、脲/三聚氰胺树脂、热固化性聚酰亚胺等，或者它们的共聚物、改性物、以及掺混2种以上得到的树脂等。

热可塑性树脂没有特别限定，例如可以使用聚酯、聚烯烃、苯乙烯类树脂、聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、多亚甲基甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚苯硫、聚苯醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、多芳基化合物、聚醚腈、酚醛（酚醛清漆型（novolac）等）树脂、苯氧基树脂、聚四氟乙烯等氟类树脂、聚苯乙烯类、聚烯烃类、聚氨酯类、聚酯类、聚酰胺类、聚丁二烯类、聚异戊二烯类、氟类等热可塑性弹性体，它们的共聚物或改性物、以及将2种以上这些树脂掺混得到的树脂等。

作为金属，只要可以将CNT混合或分散即可，没有特别限定，可以将铝、铜、银、金、铁、镍、锌、铅、锡、钴、铬、钛、钨等单独或复合使用。作为玻璃，只要可以将CNT混合或分散即可，没有特别限定，可举出钠钙玻璃、铅玻璃、硼酸玻璃等。

本发明的CNT组合物中使用的橡胶成分没有特别限定，可以是天然橡胶和合成橡胶的任意一种。这里，合成橡胶可举出乳液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶、溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶、高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、低顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、高顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶等通用合成橡胶，丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁二烯橡胶等二烯类特殊橡胶，乙丙橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、丙烯酸橡胶、氯磺化聚乙烯等烯烃类特殊橡胶，除此之外还可举出表氯醇橡胶、氟橡胶、多硫化橡胶、聚氨酯橡胶等其它的特殊橡胶。这些橡胶成分中，从成本和性能平衡的观点考虑，优选天然橡胶以及常用合成橡胶。另外，这些橡胶成分可以单独使用1种，也可以制成2种以上的掺混物。

（实施例）

（实施例1）

以下对上述的本发明的CNT分散液100、CNT成型体150的例子进行详细说明。以下的实施例只是一个例子，本发明的CNT分散液200、CNT成型体并不限于它们。

使用图13和图14所示的CNT制造装置，采用与上述的制造装置同样的方法制造CNT体集合体10。参照图13、图14进行说明。立式合成炉2030使用圆筒等的石英管（内径80mm）。加热装置2060和加热区域2070的长度为265mm。从中心部的水平位置向下游20mm处设置由石英形成的基材支架2080。基材支架2080设置成水平方向，可以载置平面状的基材2010。

合成炉2030的上壁上设置有由耐热合金形成的气体供给管2040，该气体供给管2040沿垂直方向插入到设于合成炉2030上壁中心的开口中，直径22mm（内径20mm），还在下壁上设置有气体排气管2050，该气体排气管2050沿垂直方向插入到设置于合成炉2030的下壁中心的开口中。设置有在外包围合成炉2030地设置的、由电阻发热线圈形成的加热装置2060和加热温度调节装置，规定了对加热至规定温度的合成炉2030内的加热区域2070（加热装置2060的全长为265mm，加热区域2070的长度为265mm）。

将气流形成装置2210与气体供给管2040在合成炉2030内的端部连通并连接设置，所述气流形成装置2210由直径60mm的圆筒状且呈扁平的中空结构的耐热合金Inconel600形成。气体供给管2040与气流形成装置2210的中心连通/连接。

气流形成装置2210设置于与基材2010的表面大致平行的同一面内，设置成基材2010的中心与气流形成装置2210的中心一致的方式。另外，在气流形成装置2210中设有气体喷出装置2220，该气体喷出装置2220包括喷出孔径0.5mm的多个喷出孔。气流形成装置2210为具有中空结构的圆柱状的形状，尺寸是：表面尺寸：60.0mm×16.7mm，气体喷出装置2200的直径：0.5mm，气体喷出装置2200的数目：82个。

气体喷出装置2200的喷出孔设置于面临基材2010的催化剂层2020的位置，将原料气体从与基材2010的平面大致垂直的方向向催化剂喷出。面临的位置是指喷出孔的喷射轴线与基材的法线所形成的角度为0度以上而小于90度。其距与气体喷出装置2020对置的催化剂表面的距离为140mm。

这样，从气体供给管2040呈点状地供给给合成炉2030的原料气体被扩散/分配，在遍布与基材2010的平面大致平行的面的360度全方向上形成原料气体流，然后，该原料气体从与基材2010的平面大致垂直的方向与基材2010上的催化剂层2020表面接触。

这里，有意地在气流形成装置2210和气体喷出装置2200与催化剂表面之间设置140mm的距离，来使加热体积2150增加，在该加热体积2150的空间设置停留时间调节装置2140。停留时间调节装置2140具备作为湍流防止装置2200的由耐热合金Inconel600形成的两片整流板，这两片整流板的第1层开有8个Φ4mm的孔、第2层开有101个Φ0.5mm的孔，并与气流形成装置2210连接。在气流形成装置2210和气体喷出装置2200与催化剂表面之间，将距离140mm定义为停留时间调节装置2140的长度。在本装置中，停留时间调节装置2140的长度和设置在与催化剂表面对置地设置的气流形成装置2210中的气体喷出装置2200的距离一致。

碳重量流量调节装置2130将作为CNT的原料的碳化合物的原料气体钢瓶2090、根据需要使用的催化剂激活物质钢瓶2100、作为原料气体、催化剂激活物质的载气的气氛气体钢瓶2110、以及用于还原催化剂的还原气体钢瓶2120分别与气体流量装置连接而构成，通过一边独立控制各供给量，一边供给给气体供给管2040，来控制原料气体的供给量。

作为基材2010，使用作为催化剂附有溅射了30nm的Al₂O₃、1.8nm的Fe的、厚度为500nm的热氧化膜的Si基材（长40mm×宽40mm）。

将基材2010搬入到基板支架2080上，所述基板支架2080设置于自合成炉2020的加热区域2070的中心的水平位置向下游20mm处（搬入工序）。基板设置成水平方向。由此，基板上的催化剂与原料气体的流路大致垂直相交，原料气体可以高效率地供给给催化剂。

接着，导入He：200sccm、H₂:1800sccm的混合气体（总流量：2000sccm）作为还原气体，同时使用加热装置2060，以15分钟使炉内压力为1.02×10⁵Pa的合成炉2030内的温度由室温升高至810℃，进一步在保持810℃的状态下对附有催化剂的基材加热3分钟（形成工序）。由此，铁催化剂层被还原，适合单层CNT生长的状态的微粒化得到促进，在氧化铝层上形成大量纳米尺寸的催化剂微粒。

接着，将炉内压力为1.02×10⁵Pa（大气压）的合成炉2030的温度调节为810℃，供给10分钟总流量2000sccm、气氛气体He：总流量比84%（1680sccm）、原料气体C₂H₄：总流量比10%（200sccm）、作为催化剂激活物质的含H₂O的He（相对湿度23%）：总流量比6%（120sccm），使得碳重量流量为192g/cm²/分钟（生长工序）。炉内停留时间为7秒。

由此，单层CNT从各催化剂微粒处生长（生长工序），得到取向的CNT集合体。这样，在含有催化剂激活物质并且高碳环境下，可以从基材2010上生长CNT。

在生长工序后，只供给3分钟的气氛气体（总流量4000sccm），排除残留的原料气体、生成的碳杂质、催化剂激活剂（碳杂质附着抑制工序/冲洗工序）。

然后将基板冷却至400℃以下，然后从合成炉2030内取出基板（冷却/基板取出工序），由此完成了一系列的CNT体集合体10的制造工序。

（取向的CNT集合体）

同时从基材2010上的催化剂层2020生长的多个CNT沿着与催化剂层2020正交的方向生长并取向，构成高度大致相同的高比表面积、高纯度的CNT体集合体10。

按照上述方法合成的取向CNT集合体的CNT彼此适当缠绕，在从基材2010上剥离时，CNT不会散开，容易以适当尺寸的集合体状剥离。并且CNT体集合体10的碳杂质的发生与附着受到抑制，在CNT之间有适当的间隙，因此CNT容易拆散，分散性高。另外，CNT的比表面积高。这样的CNT集合体适合获得稳定的CNT分散液100。

使用真空泵吸引取向的CNT集合体，从基板上剥离，回收附着于过滤器的CNT集合体。此时，取向的CNT集合体分散，得到块状的CNT集合体。

接着，在孔径为0.8mm的网的一侧放置CNT集合体，经由网，用吸尘器吸引，回收通过的CNT集合体，从CNT集合体中除去尺寸较大的块状的CNT集合体，进行分级（分级工序）。

CNT集合体通过卡尔-费歇反应法（三菱化学制造，电量滴定方式微量水分测量装置CA-200型）测量。在规定条件（真空下，200℃下保持1小时）下将CNT集合体干燥，然后在干燥氮气气流中的手套箱内，解除真空，取出约30mg的CNT，将CNT集合体117转移至水分仪的玻璃板上。玻璃板移至气化装置中，在此加热150℃×2分钟，在此期间气化的水分被氮气运输，通过相邻的卡尔-费歇反应与碘反应。通过为产生与当时消耗的碘等量的碘所需的电量，来检测水分量。由该方法可知，干燥前的CNT集合体117含有0.8重量%的水分。干燥后的CNT集合体117减少至0.3重量%的水分。

准确称量100mg的将CNT集合体117分级而得的CNT集合体，加入到100ml烧瓶中（三颈：真空用，温度调节用），在真空下达到200℃并保持1小时，使其干燥。干燥结束后，在加热/真空处理状态下注入20ml的分散介质MIBK（西格玛奥德里奇日本公司制造），防止CNT集合体117与大气接触（干燥工序）。

进一步追加MIBK（西格玛奥德里奇日本公司制造）成为300ml。在该烧杯中加入八角形转子，将烧杯用铝箔密封，使MIBK不挥发，用搅拌机以800RPM在常温下搅拌24小时，进行预分散工序。进行该预分散工序可获得CNT分散液，该CNT分散液含有本发明的具有网状体的CNT集合体，因此优选。另外，在预分散中，使用八角形转子可以良好地拆散CNT集合体来获得本发明的效果，因此优选。

分散工序采用湿式喷射磨（常光公司制造，Nano Jet Pal（注册商标）JN10），在60MPa的压力下使其通过200μm的流路，将CNT集合体117分散于MIBK中，得到重量浓度0.033wt%的CNT分散液100。

进一步将该分散液在常温下用搅拌机搅拌24小时。此时，溶剂烧瓶上不盖盖，使MIBK挥发成为150ml左右。此时的CNT的重量浓度为0.075wt%左右（分散工序）。这样，得到了本发明的CNT分散液100。

（具有网状体的CNT集合体）

将以60MPa处理的、重量浓度为0.075重量%的CNT分散液100通过旋涂（MIKASASPINCOATER1H-D7）非常薄地涂布在硅或玻璃基板上。

首先，准备约1ml要涂布的CNT分散液100。准备涂布试样的基板（采用SEM观察时为硅，采用光学显微镜时为载玻片）。真空吸引基板并固定。旋转条件为3000RPM×30秒，将约0.1ml的溶液滴落基板中央，进行旋涂。在基板上CNT集合体117等存在问题的情况下，可改变转速进行微调。

接着，将制作的试样用扫描式电子显微镜、光学显微镜和激光显微镜进行观察。图15至图18表示由多个CNT形成的CNT集合体117的扫描式电子显微镜的图像。由此可知，CNT分散液100含有由多个CNT形成的CNT集合体117。图2和图3表示将CNT集合体117放大的扫描式电子显微镜的图像。可知CNT集合体117是具有微细的细孔（间隙）的CNT（或CNT的束）与CNT（或CNT的束）的网络结构，即，具有网状体113。

由图4、图5、图6可知：CNT分散液100含有具有干部115的CNT集合体117。由图7可知，CNT分散液100含有CNT群110，该CNT群110由通过连接部120连接的多个CNT集合体117形成。由图8、图9、图10可知，CNT分散液100包含连接部120和CNT集合体117。该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体117具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

接着用倍率200倍对制作的试样的表面进行观察，通过公众域（Public Domain）图像处理软件（image J）对尺寸为1μm以上的随机抽取的CNT集合体117的面积进行解析，进一步求出二维面积，由此求出CNT集合体117的尺寸。求出随机抽取的100个CNT集合体117的尺寸，将其平均值作为CNT集合体117的尺寸。用60MPa处理了的、重量浓度为0.075重量%的CNT分散液100中的CNT集合体117的平均分布尺寸为9135μm²。

（单层CNT）

在栅格（grid）上滴注数滴CNT分散液100，进行干燥。这样，将涂布了试样的栅格设置于TEM（日本电子公司制造，JEM-2100）下，进行观察。测量倍率为5万倍至50万倍。加速电压为120kV。观察到没有碳杂质附着的单层CNT。另外，单层CNT占了100根CNT中的98%以上（98根）。

（CNT的分散液的粘度）

用数字旋转粘度计（博力飞公司制造，DV-I PRIME）、以剪切速度10/秒、在25℃下测量上述的实施例1的CNT分散液100的粘性。在平底容器中放置约1ml CNT分散液100，设置成与转子配合的方式。此时，暂时使转子顶端（中央）与容器底点接触。使转子从该位置向上方移动1个刻度（离开0.013mm方向），以便容易换算剪切速度。调节旋转速度，读取此时的粘度。CNT分散液100的粘度为74mPa·s。

（CNT集合体的粒度分布）

利用激光衍射装置（日机装公司制造，麦奇克粒度分布测量装置，MT3000II），使用MIBK溶剂测量了上述实施例1的CNT分散液100。在1μm～1000μm的范围内，所得CNT集合体的粒度分布为3.6μm～418.6μm的范围，累积50%的粒径（中值粒径）为36.7μm。

（CNT分散液的分散稳定性）

CNT分散液200即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体117与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液200具有极高的稳定性。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

从上述CNT分散液200中取出CNT集合体117，为了评价特性而制造薄膜状的CNT成型体250。在可真空吸引的容器中设置密理博滤纸（密理博公司制造，过滤膜：DURAPORE（注册商标），0.22μmGV，直径45mm），将150ml的0.075重量%的CNT分散液200用密理博滤纸过滤。使CNT集合体117堆积在密理博滤纸上，制作70μm左右厚度的薄膜状的CNT成型体250。堆积在密理博滤纸上的CNT用2片滤纸夹持，在70℃下真空干燥12小时。干燥后，薄膜状的CNT成型体250容易地从密理博滤纸上剥离，得到目标CNT成型体。

（CNT集合体的细孔径、细孔容量）

通过压汞式孔隙度仪（岛津制作所制造，Micromerics自动孔隙度仪AutoPoreIV9500）评价约100mg制造的CNT成型体250的细孔分布。细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.045μm，微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.09mL/g。

（CNT集合体的细孔径、细孔容量）

将约1mg制造的CNT成型体250设置于差示热分析装置（TA仪器制造，型号Q5000IR），在空气中、以1℃/分钟的升温速度由室温升温至900℃。此时的从200℃至400℃之间的减重为0.7%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为669℃。

从制造的CNT成型体250取出50mg的块，使用BELSORP-MINI（株式会社日本拜耳制造），在77K下测量液氮的吸脱附等温线（吸附平衡时间取600秒）。根据该吸脱附等温线，按照Brunauer-Emmett-Teller的方法测量比表面积，为1000m²/g。另外，从CNT成型体250取出50mg的块，将其均匀配置于氧化铝制的托盘中，放入马弗炉中。然后以1℃/分钟升温至550℃，在氧气氛下（浓度20%）进行1分钟的热处理，试样重量为45mg，燃烧了5mg。对于热处理后的试样，与上述同样地测量比表面积，比表面积大约为1900m²/g。

（CNT成型体的导电性）

CNT成型体250的表面电阻值是使用根据JISK7149的四端子四探针法，通过LORESTA EP MCP-T360（（株）DIA Instruments制造）进行测量的。通过四端子法测量所得表面电阻值，然后将表面电阻值与成型体的膜厚相乘，计算体积电阻值。由体积电阻值计算CNT成型体的导电性。导电性为83S/cm。

（CNT橡胶组合物）

准备将氟橡胶（大金工业公司制造，Daiel-G912）溶解于MIBK得到的基质溶液，添加到用湿式喷射磨的处理压力为60MPa的CNT分散液100中，充分搅拌，使CNT分散于基质中。将150ml CNT分散液添加到50ml氟橡胶溶液中，使得在使CNT复合材料整体的质量为100质量%的情况下，CNT含量为1%；使用搅拌机，在约300rpm的条件下，在室温下搅拌16小时，浓缩至总量为50ml左右。将充分混合的该溶液流入培养皿等模具中，在室温下干燥12小时，由此使CNT复合材料固化。将固化的CNT复合材料放入80℃的真空干燥炉中进行干燥，除去溶剂。这样得到了1wt%CNT橡胶。所得CNT橡胶的导电性是0.5S/cm，虽然是较少的CNT的添加量，但导电性极高。

（CNT橡胶组合物）

准备环氧树脂溶液，该环氧树脂溶液是将双酚F型环氧树脂、芳族胺固化剂（三菱树脂公司制造，JER806（注册商标）、JERCURE（注册商标）W）在室温下以3.5:1的重量比混合并溶解于丙酮所得。将湿式喷射磨的处理压力设为60MPa的CNT分散液100的溶剂MIBK置换为丙酮，然后添加到环氧树脂丙酮溶液中，充分搅拌。CNT复合材料整体的质量为100质量%时，将150ml CNT分散液添加到50ml环氧树脂溶液中，使得CNT含量为10%。使用旋转蒸发器，在40℃下从该CNT环氧树脂丙酮溶液中气化除去丙酮。将所得CNT环氧树脂溶液涂布在特氟隆（注册商标）片上，使用热压机，在100℃下半固化2小时，在175℃下以4小时完全固化，得到10wt%的CNT环氧树脂。

（实施例2）

与实施例1同样地进行CNT分散液300的制造。不过，湿式喷射磨的处理压力为20MPa。所得制造物与实施例1同样地测量。CNT分散液300的CNT的重量浓度为0.075重量%。CNT分散液300含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体117。另外CNT分散液300含有与实施例1同样的CNT群110，该CNT群110由通过连接部120连接的多个CNT集合体117形成。CNT分散液300含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体117，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体117具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT分散液300中的CNT集合体117的平均分布尺寸为20000μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的99根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液300的粘度为154mPa·s。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为200μm。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液300即使静置保存在10天以上，目视也未发生CNT集合体117与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液300具有极高的稳定性。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体350的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.068μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.95mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.9%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为660℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为950m²/g。

CNT成型体350的导电性为68S/cm。

（实施例3）

与实施例1同样地进行CNT分散液400的制造。但是，湿式喷射磨的处理压力为120MPa。所得制造物与实施例1同样地测量。CNT分散液400的CNT的重量浓度为0.074重量%。CNT分散液300含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体117。CNT分散液400还含有与实施例1同样的CNT群110，该CNT群110由通过连接部120连接的多个CNT集合体117形成。CNT分散液400含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体117，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体117具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT分散液400中的CNT集合体117的平均分布尺寸为2954μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的97根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液400的粘度为120mPa·s。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液400即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体117与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液400具有极高的稳定性。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为25.2μm。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体450的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.045μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.1mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.6%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为678℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为1050m²/g。

CNT成型体450的导电性为70S/cm。

（实施例4）

与实施例1同样地进行CNT分散液500的制造。不过，通过改变实施例1中的MIBK的添加量，得到CNT的重量浓度为0.03重量%的CNT分散液500。CNT分散液500含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体117。另外，CNT分散液500还含有与实施例1同样的CNT群110，该CNT群110由通过连接部120连接的多个CNT集合体117形成。CNT分散液500含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体117，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体117具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT分散液500中的CNT集合体117的平均分布尺寸为8475μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的98根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液500的粘度为15mPa·s。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液500即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体117与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液500具有极高的稳定性。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为30.4μm。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体550的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.05μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.05mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.7%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为660℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为1000m²/g。

CNT成型体550的导电性为81S/cm。

（实施例5）

与实施例1同样地进行CNT分散液600的制造。不过，通过改变实施例1中的MIBK的添加量，得到CNT的重量浓度为0.15重量%的CNT分散液600。CNT分散液600含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体117。CNT分散液600还含有与实施例1同样的CNT群110，该CNT群110由通过连接部120连接的多个CNT集合体117形成。CNT分散液600含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体117，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体117具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT分散液600中的CNT集合体117的平均分布尺寸为9325μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的98根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液600的粘度为353mPa·s。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液600即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体117与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液600具有极高的稳定性。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为40.2μm。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体650的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.04μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.2mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.7%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为660℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为1000m²/g。

CNT成型体650的导电性为79S/cm。

（实施例6）

与实施例1同样地进行CNT分散液700的制造。但是，代替实施例1中的MIBK，使用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为分散介质，得到CNT的重量密度为0.071重量%的CNT分散液700。如图19所示，CNT分散液700含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体717。CNT分散液700还含有与实施例1同样的CNT群710，该CNT群710由通过连接部120连接的多个CNT集合体717形成。CNT分散液700含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体117，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体117具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT分散液700中的CNT集合体717的平均分布尺寸为11950μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的97根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液700的粘度为238mPa·s。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液700即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体717与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液700具有极高的稳定性。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为19μm。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体750的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.050μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.15mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.8%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为652℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为1000m²/g。

CNT成型体750的导电性为50S/cm。

（实施例7）

与实施例1同样地进行CNT分散液的制造。但是，代替实施例1中的MIBK，使用乙醇作为分散介质，得到CNT的重量密度为0.074重量%的CNT分散液800。如图20所示，CNT分散液800含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体817。CNT分散液800还含有与实施例1同样的CNT群810，该CNT群810由通过连接部120连接的多个CNT集合体817形成。CNT分散液800含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体817，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体817具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT分散液800中的CNT集合体817的平均分布尺寸为15398μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的98根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液800的粘度为163mPa·s。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液800即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体817与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液800具有极高的稳定性。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为53.4μm。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.06μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.0mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.8%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为659℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为1000m²/g。

CNT成型体的导电性为46S/cm。

（实施例8）

与实施例1同样地进行CNT分散液900的制造。但是，代替实施例1中的MIBK，使用水作为分散介质，得到CNT的重量密度为0.059重量%的CNT分散液900。CNT分散液900含有与实施例1同样的、具有干部115的CNT集合体917。如图21所示，CNT分散液900含有与实施例1同样的CNT群910，该CNT群910由通过连接部120连接的多个CNT集合体917形成。CNT分散液900含有与实施例1同样的连接部120、CNT集合体917，该连接部120具备干部115和网状体113，该CNT集合体917具备延伸到连接部120的干部115。

（CNT集合体的尺寸）

CNT的分散液900中的CNT集合体917的平均分布尺寸为28893μm²。

（单层CNT）

单层CNT占100根CNT中的100根。

（CNT的分散液的粘度）

以剪切速度10/秒、在25℃下测量的CNT的分散液900的粘度为610mPa·s。

（CNT的分散液的分散稳定性）

CNT的分散液900即使静置保存10天以上，目视也未发生CNT集合体917与溶剂的分离，而保持分散。可知本实施例的CNT分散液900具有极高的稳定性。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为155.9μm。

（CNT集合体的评价和CNT成型体）

约100mg的CNT成型体950的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.065μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.05mL/g。

200℃至400℃之间的减重为0.6%。另外，此时的DTA曲线的最大峰值为670℃。

按照Brunauer-Emmett-Teller的方法，根据吸脱附等温线测量比表面积，为1000m²/g。

CNT成型体的导电性为52S/cm。

（比较例1）

将100mg的Unidym公司制造的单层CNT（通称HiPco（一氧化碳高压转化工艺））加入到100ml烧瓶中，在真空下达到200℃并保持1小时，使其干燥。干燥结束后，在加热/真空处理状态下注入20ml分散介质MIBK（西格玛奥德里奇日本公司制造），防止CNT集合体与大气接触（干燥工序）。进一步追加MIBK（西格玛奥德里奇日本公司制造）制成为300ml。在该烧杯中加入八角形转子，将烧杯用铝箔密封，以便使MIBK不挥发，用搅拌机以800RPM在常温下搅拌24小时。分散工序是使用湿式喷射磨（常光公司制造，Nano Jet Pal（注册商标）JN10），以60MPa的压力使其通过200μm的流路，使CNT集合体分散于MIBK中，得到重量浓度为0.033重量%的CNT分散液1000。将该分散液1000进一步在常温下用搅拌机搅拌24小时。此时，溶剂烧杯上不盖盖，使MIBK挥发，达到150ml左右。此时的CNT的重量浓度为0.075重量%左右（分散工序）。

另外，通过改变MIBK的添加量，制造以60MPa处理了的、重量浓度为0.15重量%、0.075重量%、0.03重量%的CNT的分散液1000。

CNT集合体具有网状体，但未观察到干部、连接部。以60MPa处理的、重量浓度为0.15重量%、0.075重量%、0.03重量%的CNT的按照实施例1的方法测量的粘度分别为5.5、3.3、0.8mPa·s。

在任何情况下都静置10天，CNT集合体与溶剂分离，与本实施例的CNT的分散液100相比，分散稳定性低。

（CNT集合体的细孔径、细孔容量）

按照实施例1的方法评价约100mg的CNT成型体的细孔分布。细孔径在0.01μm以上10.00μm以下的范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.019μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.48mL/g。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为5.2μm。

为了使用上述比较例的CNT分散液1000评价CNT集合体的特性，按照实施例1的方法制造了薄膜状的CNT成型体1050。

按照实施例1的方法，将CNT成型体1050设置在差示热分析装置（TA仪器公司制造，型号Q5000IR）中，在空气中，以1℃/分钟的升温速度由室温升温至900℃。此时的200℃至400℃之间的减重为14%。此时的DTA曲线的最大峰值为484℃。

按照实施例1的方法测量比表面积，为600m²/g。

（CNT成型体的导电性）

按照实施例1的方法求出CNT成型体1050的导电性，为25S/cm，与实施例比较，其电学特性差。

（CNT橡胶组合物）

按照实施例1的方法制造CNT橡胶，求其导电性，为0.0003S/cm，与实施例1比较，导电性显著差。

（比较例2）

按照本发明的制造方法将10mg的CNT加入到1L的MIBK中，进行5小时超声波处理，得到CNT浓度为0.001重量%的CNT分散液。

本比较例中，CNT集合体是不具有具微细的细孔（间隙）的CNT（或者CNT的束）与CNT（或CNT的束）的网络结构，即，不具有网状体。也未观察到干部、连接部。若静置10天，则CNT集合体与溶剂分离，与本实施例的CNT的分散液100比较，分散稳定性低。

（CNT集合体的细孔径、细孔容量）

按照实施例1的方法评价约100mg的CNT成型体的的细孔分布。细孔径在0.01μm以上10.00μm以下范围内的微分细孔容积为最大的细孔径是0.08μm，在微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为1.1mL/g。按照实施例1的方法评价的累积50%的粒径（中值粒径）为5.5μm。

为了使用上述比较例的CNT分散液评价CNT集合体的特性，按照实施例1的方法制造了薄膜状的CNT成型体。

按照实施例1的方法，将CNT成型体设置在差示热分析装置（TA仪器公司制造，型号Q5000IR）中，在空气中，以1℃/分钟的升温速度由室温升温至900℃。此时的200℃至400℃之间的减重为1%。此时的DTA曲线的最大峰值为650℃。

按照实施例1的方法测量比表面积，为900m²/g。

（CNT成型体的导电性）

按照实施例1的方法求出CNT成型体的导电性，为40S/cm，与实施例比较，其电学特性差。

（CNT橡胶组合物）

按照实施例1的方法制造CNT橡胶，求其导电性，为0.05S/cm，与实施例1比较，导电性差。

如以上说明，本发明的CNT分散液可保持CNT的优异的电学特性，同时分散性高，稳定也高。另外，通过使用分散性高、稳定的本发明的CNT的分散液，可提供具有优异的电学特性的CNT成型体。

（附图标记的说明）

10CNT取向集合体；100本发明的CNT分散液；110CNT群；111CNT；113网状体；115干部；117CNT集合体；120连接部；150本发明的CNT成型体；200本发明的实施例的CNT分散液；250本发明的实施例的CNT成型体；300本发明的实施例的CNT分散液；350本发明的实施例的CNT成型体；400本发明的实施例的CNT分散液；450本发明的实施例的CNT成型体；500本发明的实施例的CNT分散液；550本发明的实施例的CNT成型体；600本发明的实施例的CNT分散液；650本发明的实施例的CNT成型体；700本发明的实施例的CNT分散液；717CNT集合体；750本发明的实施例的CNT成型体；800本发明的实施例的CNT分散液；850本发明的实施例的CNT成型体；900本发明的实施例的CNT分散液；950本发明的实施例的CNT成型体；1000比较例的CNT分散液；1050比较例的实施例的CNT成型体；2000本发明的合成装置、2010基材；2020催化剂层；2030合成炉；2040气体供给管；2050气体排气管；2060加热装置；2070加热区域；2080基材支架；2090原料气体钢瓶；2100催化剂激活物质钢瓶；2110气氛气体钢瓶；2020还原气体钢瓶；2130碳重量流量调节装置；2140停留时间调节装置；2150加热体积；2160排气体积；2200气体喷出装置；2210气流形成装置；2220湍流抑制装置。

Claims (29)

1.CNT分散液，该CNT分散液含有CNT集合体，所述CNT集合体分散于分散介质中，并具备由多个CNT形成的网状体，该CNT分散液的特征在于：

用压汞式孔隙度仪对从所述分散液中取出所述CNT集合体并进行干燥而得的CNT集合体进行测量，细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

2.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：从所述分散液取出的CNT集合体的微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.5mL/g以上。

3.权利要求1的CNT分散液，其中，分散于分散介质中的所述CNT集合体的浓度为0.001重量%以上。

4.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：所述CNT分散液在剪切速度10/秒下的粘度为10mPa·s（25℃）以上5000mPa·s（25℃）以下。

5.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：放置10天，CNT集合体与分散介质也不分离。

6.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：在用激光衍射测量的所述CNT分散液的CNT集合体的粒度分布中，以1μm以上的范围测量的累积50%的粒径在10μm以上1000μm以下。

7.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：将从所述分散液取出的所述CNT集合体以1℃/分钟升温时，热重量测量中的200℃至400℃的减重在10%以下。

8.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：从所述分散液取出的所述CNT集合体具备比表面积800m²/g以上2500m²/g以下。

9.权利要求1的CNT分散液，其特征在于：从所述分散液取出的所述CNT集合体的平均分布尺寸为500μm²以上50000μm²以下。

10.CNT分散液，该CNT分散液含有CNT集合体，该CNT集合体分散于分散介质中，并具备由多个CNT形成的网状体，该CNT分散液的特征在于：具备连接部，该连接部具备设置于所述CNT集合体之间的网状体和/或由多个取向的CNT形成的干部。

11.权利要求10的CNT分散液，其特征在于：所述CNT集合体具备由取向的多个CNT形成的干部。

12.权利要求10的CNT分散液，其特征在于：具备以延伸至所述连接部为特征的设置于所述CNT集合体的所述干部。

13.权利要求10的CNT分散液，其特征在于：所述CNT集合体的平均分布尺寸为500μm²以上50000μm²以下。

14.CNT成型体，该CNT成型体具备从权利要求1的CNT分散液取出的CNT集合体。

15.CNT成型体，该CNT成型体是将权利要求1的CNT分散液涂布在基材上而形成的。

16.CNT成型体，该CNT成型体是将从权利要求1的CNT分散液取出的CNT集合体涂布在基材上而形成的。

17.CNT组合物，该CNT组合物含有从权利要求1的CNT分散液取出的CNT集合体。

18.CNT组合物，该CNT组合物含有权利要求1的CNT分散液。

19.CNT集合体，其特征在于：通过压汞式孔隙度仪测量的细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

20.权利要求19的CNT集合体，其特征在于：所述CNT集合体的微分细孔容积为最大的细孔径的细孔容积为0.5mL/g以上。

21.权利要求19的CNT集合体，其特征在于：将所述CNT集合体以1℃/分钟升温时的热重量测量中，从200℃至400℃的减重为10%以下。

22.权利要求19的CNT集合体，其特征在于：所述CNT集合体具备比表面积600m²/g以上2500m²/g以下。

23.权利要求19的CNT集合体，其特征在于：所述CNT集合体的导电性为10S/cm以上。

24.CNT分散液的制造方法，其特征在于，具备：

准备CNT集合体的工序；以及

生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将所述干燥的CNT集合体与分散介质混合，并施加剪切力来使该CNT集合体分散，

其中，向从所述分散液中取出所述CNT集合体并进行干燥而得的CNT集合体压入汞，CNT集合体通过压汞式孔隙度仪测量的、细孔径在0.002μm以上10.00μm以下的范围的微分细孔容积为最大的细孔径在0.02μm以上2.0μm以下。

25.权利要求24的CNT分散液的制造方法，其特征在于：还具备对所述CNT集合体进行干燥的工序。

26.权利要求24的CNT分散液的制造方法，其特征在于：还具备将所述CNT集合体进行分级的工序。

27.CNT成型体的制造方法，该制造方法具备：

准备CNT集合体的工序；

生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将所述CNT集合体与分散介质混合，并施加剪切力来使该CNT集合体分散；以及

从所述含CNT的分散液中除去分散介质的工序。

28.CNT成型体的制造方法，该制造方法具备：

准备CNT集合体的工序；

生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将所述CNT集合体与分散介质混合，并施加剪切力来使该CNT集合体分散；以及

将所述CNT分散液涂布在基材上的工序。

29.CNT成型体的制造方法，该制造方法具备：

准备CNT集合体的工序；

生成含有CNT集合体的分散液的工序，所述CNT集合体具备由多个CNT形成的网状体，该工序是将所述CNT集合体与分散介质混合，并施加剪切力来使该CNT集合体分散；以及

将所述CNT集合体从所述CNT分散液中取出并涂布在基材上的工序。

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