CN103261344B - 碳纳米纤维分散液、涂料组合物及浆料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种分散性及分散稳定性优异的碳纳米纤维分散液、含有由该分散液制造的碳纳米纤维的涂料组合物及浆料组合物。上述碳纳米纤维分散液含有溶剂、碳纳米纤维、链烷醇胺及螯合剂。优选链烷醇胺为选自由单异丙醇胺、二异丙醇胺及三异丙醇胺构成的组的至少1种，螯合剂为选自由氨基羧酸类螯合剂、膦酸类螯合剂、葡萄糖酸类螯合剂及有机酸构成的组的至少1种。

Description

碳纳米纤维分散液、涂料组合物及浆料组合物
技术领域
本发明涉及一种能够形成导电性优异的涂膜的碳纳米纤维分散液、涂料组合物及浆料组合物。
本申请主张基于2010年11月2日在日本申请的专利申请2010-246416号的优先权，其内容援用于本说明书中。
背景技术
当前，开发有以碳纳米管为代表的各种碳纳米材料。该碳纳米材料被视为在例如导电填料、导热材料、发光元件、电池或电容器的电极材料、配线材料或配线彼此的电极接合材料、加强材料、黑色颜料等的各种用途中有望作为具有多样功能的材料。
然而，这些碳纳米材料通常在制造之后未进行处理的状态下形成凝聚体，让其成为充分分散的状态是很难的。因此存在做成产品时无法充分发挥其特性之类的问题。
以往，作为提高碳纳米材料的分散性的方法，已知有如下方法：例如利用以容纳于某特定胺价范围的方式制备的非离子性分散剂使碳纳米管分散的方法（专利文献1）、或利用分散剂及与胺化合物一同分散碳纳米纤维的聚酰亚胺漆的方法（专利文献2）、及利用包含具有酸性官能团的有机色素衍生物或三嗪衍生物和具有氨基的分散树脂的碳纳米管涂层用组合物的方法（专利文献3）等。但是，这些以往技术中，存在如下问题：碳纳米纤维为高浓度时的分散性均不充分，尤其是分散稳定性改良的余地较多。
专利文献1：日本特开2007-169121号公报
专利文献2：日本特开2008-138039号公报
专利文献3：日本特开2009-67933号公报
发明内容
本发明是为了解决以往的上述问题而完成的，提供一种分散性及分散稳定性优异的碳纳米纤维分散液、含有由该分散液制造的碳纳米纤维的涂料组合物及浆料组合物。
本发明涉及一种通过以下所示的技术方案解决上述课题的碳纳米纤维分散液、含有由该分散液制造的碳纳米纤维的涂料组合物及浆料组合物。
（1）一种碳纳米纤维分散液，其特征为含有溶剂、碳纳米纤维、链烷醇胺及螯合剂。
（2）根据上述（1）所述的碳纳米纤维分散液，其中，所述链烷醇胺为选自由单异丙醇胺、二异丙醇胺及三异丙醇胺构成的组的至少1种。
（3）根据上述（1）或（2）所述的碳纳米纤维分散液，其中，所述螯合剂为选自由氨基羧酸螯合剂、膦酸类螯合剂、葡萄糖酸类螯合剂及有机酸构成的组的至少1种。
（4）根据上述（1）～（3）中任一项所述的碳纳米纤维分散液，其中，100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.1～40质量份的所述链烷醇胺。
（5）根据上述（1）～（4）中任一项所述的碳纳米纤维分散液，其中，100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～10质量份的所述螯合剂。
（6）根据上述（1）～（5）中任一项所述的碳纳米纤维分散液，其中，所述碳纳米纤维的纤维径为1～100nm，纵横尺寸比为5以上，通过X射线衍射测定的石墨层的[002]面的间隔为0.35nm以下。
（7）一种涂料组合物，其含有：上述（1）～（6）中任一项所述的碳纳米纤维分散液及粘合剂成分。
（8）一种浆料组合物，其含有：上述（1）～（6）中任一项所述的碳纳米纤维分散液及粘合剂成分。
（9）一种导电性涂膜，其是，由上述（7）或（8）的涂料组合物或浆料组合物形成。
根据上述（1）所述的本发明的一方式的碳纳米纤维分散液，碳纳米纤维为均匀分散的良好的分散状态，并且能够提供一种分散稳定性好的碳纳米纤维分散液。因此，通过利用该分散液，能够容易得到与以往比较具有更均匀的导电性的材料。根据上述（6）所述的其他方式的碳纳米纤维分散液，通过确定分散的碳纳米纤维的物质特性，能够更容易得到导电性较高的材料。并且，根据上述（7）或（8）所述的本发明的其他方式的涂料组合物或浆料组合物，能够容易地制造具有均匀导电性的导电性涂膜。
具体实施方式
以下，根据实施方式对本发明进行具体说明。另外，只要未特别表示或者除了数值固有的情况之外，“%”为质量%。
[碳纳米纤维分散液]
本发明的碳纳米纤维分散液的特征为含有溶剂、碳纳米纤维、链烷醇胺及螯合剂。
能够通过利用金属微粒等催化剂的催化化学气相沉积法，合成各种直径或结构的碳纳米纤维，催化剂成为碳纳米纤维的生长起点。
链烷醇胺通过与螯合剂组合使碳纳米纤维分散液的分散性、分散稳定性良好。这是因为螯合剂配位于碳纳米纤维的催化剂，并且根据螯合剂与链烷醇胺的相互作用提高对溶剂的润湿性。作为链烷醇胺，可列举出单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺、三丙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、单丁醇胺、二丁醇胺、三丁醇胺、N-甲基乙醇胺、N-甲基丙醇胺、N-甲基异丙醇胺、N-甲基丁醇胺，从分散稳定性观点考虑，优选为单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺。链烷醇胺能够单独使用上述化合物或者组合2种以上使用。
作为螯合剂可列举出氨基羧酸类螯合剂、膦酸类螯合剂、葡萄糖酸类螯合剂及有机酸。作为氨基羧酸螯合剂可列举出乙二胺四乙酸（EDTA）、二乙烯三胺五乙酸（DTPA）、羟基乙二胺三乙酸（HEDTA）、次氮基三乙酸（NTA）、2-羟基丙二胺二琥珀酸（HPDS）、2-羟基丙二胺-N，N’-二琥珀酸（HPDDS）、乙二胺二琥珀酸（EDDS）、乙二胺二戊二酸（EDGA）、O，O’-双（2-氨乙基）乙二醇-N，N，N’，N’-四乙酸（EGTA）、乙二胺-N，N’-二戊二酸（EDDG）、反式-1，2-环己二氨-N，N，N’，N’-四乙酸（CyDTA）及甘氨酰胺-N，N’-二琥珀酸（GADS）。
作为膦酸类螯合剂可列举出1-羟基乙叉-1，1-二膦酸（HEDP）、1-羟基丙叉-1，1-二膦酸、1，2-丙烷二胺四（甲叉膦酸）、二乙三胺五（甲叉膦酸）、乙二胺双（甲叉膦酸）、氨基三（甲叉膦酸）及六甲叉二胺四（甲叉膦酸）。作为葡萄糖酸类螯合剂可列举出葡萄糖酸、葡萄糖酸钠及葡萄糖酸钙。作为有机酸可列举出柠檬酸、草酸、酒石酸及琥珀酸。从分散性及分散稳定性观点考虑，优选为羟基乙二胺三乙酸、羟基乙叉-1，1-二膦酸、葡萄糖酸、酒石酸、1-羟基丙叉-1，1-二膦酸。螯合剂能够单独使用上述化合物或者组合2种以上使用。
优选碳纳米纤维的纤维径为1～100nm，纵横尺寸比为5以上，通过X射线衍射测定的石墨层的[002]面的间隔为0.35nm以下。
上述纤维径与纵横尺寸比的碳纳米纤维能够在溶剂中均匀分散，并且相互形成充分的接触点。由于通过X射线衍射测定的石墨层的[002]面的层积间隔为上述范围内的碳纳米纤维的结晶性较高，所以能够由该碳纳米纤维得到电阻较小且高导电的材料。从螯合剂易配位观点考虑，优选碳纳米纤维中的催化剂为选自由Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Mg、Al及Ca构成的组的1种或2种以上的种类的催化剂，更优选为Fe类、FeCo类、FeMn类、FeAl类、CoMg类、FeCoAl类及CoMnAlMg类。另外，若碳纳米纤维的压实体的体积电阻率为1.0Ω·cm以下，则能够发挥良好的导电性。
本说明书中所记载的碳纳米纤维的纤维径为观察透射电子显微镜照片（倍率为10万倍）来求出的质量平均粒径（n=50）。并且，碳纳米纤维的纵横尺寸比是观察透射电子显微镜照片（倍率为10万倍），并计算（长轴平均粒径/短轴平均粒径）来求出（n=50）。在基于X射线衍射的测定中使用CuKα线。碳纳米纤维的压实体的体积电阻率是利用三菱化学制LorestaHP及DIA INSTRUMENTS制粉体测定单元，并以100kgf/cm2加压来测定。另外，若上述碳纳米纤维利用通过以一氧化碳为主原料气体的气相沉积法制造的碳纳米纤维，则能够更好的发挥本发明的效果。若通过以一氧化碳为主原料气体的气相沉积法制造碳纳米纤维，则可得到甲苯着色渗透速率为95%以上的物质，因此从分散性、透明性观点考虑优选。
碳纳米纤维分散液含有上述链烷醇胺、上述螯合剂以及溶剂。溶剂的种类无限定。例如，能够使用水类、醇类、酮类及酯类等溶剂。从分散性观点考虑，优选水、乙醇、异丙醇、环己酮、乙酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、醋酸丁酯及甲基异丁酮。
从碳纳米纤维分散液的分散性、分散稳定性观点考虑，优选100质量份的碳纳米纤维分散液中链烷醇胺的含量为0.1～40质量份。更优选为1～30质量份。
从碳纳米纤维分散液的分散性、分散稳定性观点考虑，优选100质量份的碳纳米纤维分散液中螯合剂的含量为0.01～10质量份。更优选为0.05～5质量份。
优选100质量份的碳纳米纤维分散液中碳纳米纤维的含量为0.01～20质量份。进一步优选为3～20质量份。若该含量少于0.01质量份，则无法得到充分的导电性。另一方面，若该含量多于20质量份，则无法将碳纳米纤维充分分散于溶剂中。
不损害本发明的目的的范围内，碳纳米纤维分散液能够根据需要进一步含有惯用的各种添加剂。作为这种添加剂可列举出整平剂、粘度调节剂、消泡剂、固化剂、抗氧化剂等。
作为整平剂能够使用丙烯酸类聚合物、改性硅酮类及高级醇类等。
作为粘度调节剂能够使用羟乙基纤维素、羧甲基纤维素及二氧化硅等。
作为消泡剂能够使用脂肪酸酯、磷酸酯及硅油等。
作为抗氧化剂能够使用苯酚类抗氧化剂、抗坏血酸及异抗坏血酸钠等。
利用本发明的碳纳米纤维分散液的涂膜的雾度值（混浊度）较低，优选雾度值为10%以下，更优选为7%以下，进一步优选为5%以下。并且，由于该碳纳米纤维分散液的分散稳定性较好，因此即使在常温常压条件下经过3个月后，优选雾度值为10%以下，更优选为7%以下，进一步优选为5%以下。凝聚的碳纳米纤维引起光的散射，所以雾度值变高。若碳纳米纤维的分散性较好，碳纳米纤维成为易松散成纤维状，因此作为其结果可抑制光的散射，因此则可解释为雾度值变低。
[涂料组合物或浆料组合物]
在上述碳纳米纤维分散液中含有粘合剂成分，能够制作涂料组合物或浆料组合物。
作为粘合剂成分可列举出例如聚乙烯醇树脂、氯乙烯-醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯酸-苯乙烯共聚物、纤维素树脂、酚醛树脂、氨基树脂、氟树脂、硅酮树脂、石油树脂、虫胶、松香衍生物、橡胶衍生物等天然类树脂等。
从涂层性观点考虑，优选100质量份的涂料组合物或浆料组合物中粘合剂成分的含量为5～60质量份。进一步优选为5～30质量份。
通过将该涂料组合物或浆料组合物涂布于基材进行干燥或固化等，能够形成导电性涂膜。作为基材能够列举出以电气/电子设备为首广泛使用于各种领域的各种合成树脂、玻璃、陶瓷等，并能够使用片状、薄膜状、板状等任意形状的基材。作为合成树脂的具体例能够列举出聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚酯树脂、聚酰胺树脂及酚醛树脂等，但是不限于这些。
该导电性涂膜的表面电阻率较低，厚度为2～3μm时，优选为1×108Ω/□（Ω/sq.）以下，更优选为1×107Ω/□以下。并且，该导电性涂膜的雾度值较低，优选为10%以下，更优选为7%以下，进一步优选为5%以下。并且，该碳纳米纤维分散液的分散稳定性较好，因此即使经过3个月后，优选雾度值为10%以下，更优选为7%以下，进一步优选为5%以下。雾度值由雾度计测定。
[制造方法]
碳纳米纤维分散液能够与上述链烷醇胺及上述螯合剂一同混合于溶剂并分散来制造。
用于混合/分散的装置没有限定。能够利用例如挤压机、塑性计、球磨机、珠磨机、砂磨机、混砂机、混炼机、班伯里混合机、超声波分散装置、压延辊等。
将本发明的碳纳米纤维分散液涂层或放入模具等，能够得到所希望的形状的材料。例如，能够通过形成涂膜得到透明导电膜，并且能够形成利用电导电性、热导电性、黑色颜色等的碳纳米纤维的特性的散体。并且，能够通过对成形体添加固着剂得到复合成形物。
能够对碳纳米纤维分散液添加粘合剂成分形成涂料组合物或浆料组合物，并且能够根据需要含有其他添加剂。
具体而言，例如能够添加丙烯酸树脂等粘合剂成分得到导电涂膜或浆料。
能够通过在基板上以适当的膜厚涂布该涂料组合物或浆料组合物并使其干燥，形成具有光学特性的覆膜或导电性覆膜。另外，能够通过利用与烧粘等各粘合剂成分相应的固化方法形成高强度的固化涂膜，能够形成耐久性优异的黑色覆膜或导电性覆膜等。
该成膜方法没有限制，但本发明的涂布组合物向基板的涂布或印刷能够通过常法由例如喷射涂布、浸渍涂布、辊涂布、旋转涂布、网版印刷、敷抹等方式进行。之后，根据需要加热涂布组合物使水或溶剂蒸发，让涂膜干燥并固化。这时，可加热或者照射紫外线等。
与其他填充剂混合时，若向该碳纳米纤维分散液中加入所期望的填充剂或添加剂，则能够轻松混合。或者，也能够非常轻松地将该碳纳米纤维分散液与预先分散有其他填充剂的溶剂或聚合物材料混合。如此，能够通过将本发明的碳纳米纤维分散液用作主分散液，非常简单地与其他材料混合。
实施例
以下，根据实施例对本发明进行详细说明，但是本发明不限于这些。
混合表1所示的碳纳米纤维（催化剂：CoMg类）、链烷醇胺、螯合剂及分散剂，使用珠磨机制备分散液。表1的量表示质量份。使用的碳纳米纤维的物理特征为如下。纵横尺寸比为5～1000。通过X射线衍射测定的石墨层的[002]的面的间隔为0.337～0.345nm。压实体的体积电阻率为0.03～0.07Ω·cm。甲苯着色渗透速率为98～99%。
利用棒涂布机No.8，将向制备的分散液以干燥涂膜固体成分中碳纳米纤维含有率成为4.5质量%的方式混合丙烯酸树脂溶液而制备的涂料，以涂层量成为0.25（g/m2）的方式涂布于厚度为100μm的聚酯薄膜上，在80℃下干燥3分钟制作涂膜。
测定该碳纳米纤维分散液的雾度值及得到的涂膜的表面电阻率和雾度值。并且，将该碳纳米纤维分散液在室温下保管3个月后，同样地测定其雾度值。这些雾度值（%）利用SUGA试验机制雾度计测定。分散液的雾度值如下测定：向光路长度为3mm的石英池加入利用分散剂以碳纳米纤维成为40ppm的方式稀释的稀释液，并包含石英池的雾度值（0.3%）而测定。涂膜雾度值包含作为底层薄膜的聚酯薄膜的雾度值（1.8%）而测定。涂膜的表面电阻率（Ω/□）利用三菱化学制Hiresta-Up测定。这些结果示于表2。
[表1]
[表2]
如由表2所知，整个实施例1～13中，分散液的雾度值较低，保管3个月后也没有观察到雾度值的变化。并且，涂膜表面电阻率也较低，雾度值也较低。将碳纳米纤维分散液保管3个月后制作的涂膜也没有观察到表面电阻率、雾度值的变化。相对于此，未含链烷醇胺的比较例1和未含螯合剂的比较例2中，碳纳米纤维未分散。并且，碳纳米纤维的纤维径为120nm的参考例1中，分散液及涂膜的雾度值较高。链烷醇胺含量较低的参考例2中，分散液的分散稳定性较差，涂膜的导电性较高。链烷醇胺含量较多的参考例3中，分散液的分散稳定性较差，涂膜的雾度值较高。螯合剂含量较低的参考例4中，分散液的雾度值较高，分散稳定性也较差，涂膜的表面电阻率也较高。螯合剂含量较多的参考例5中，分散稳定性较差，保管3个月后制作的涂膜的表面电阻率较高。
如此，本发明的碳纳米纤维分散液的分散性良好，并且分散稳定性较好，利用该碳纳米纤维分散液形成的导电性涂膜的表面电阻率和雾度值较低，因此非常有用。并且，该碳纳米纤维分散液的分散性较好，因此能够容易形成涂料组合物或浆料组合物。
产业上的可利用性
本发明的碳纳米纤维分散液、涂料组合物或浆料组合物在例如透明导电用途、抗静电用途、各种电池/蓄电池用途等的导电性涂膜的形成上非常有用。

Claims (8)

1.一种碳纳米纤维分散液，其特征在于，含有：
溶剂；
通过利用选自由Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Mg、Al及Ca构成的组的1种或2种以上的种类的催化剂的催化化学气相沉积法来合成的碳纳米纤维；
链烷醇胺；及
选自由氨基羧酸类螯合剂、膦酸类螯合剂及葡萄糖酸类螯合剂构成的组的至少1种的螯合剂，
所述链烷醇胺为选自由单异丙醇胺、二异丙醇胺及三异丙醇胺构成的组的至少1种，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～20质量份的所述碳纳米纤维，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.1～40质量份的所述链烷醇胺，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～10质量份的所述螯合剂。
2.一种碳纳米纤维分散液，其特征在于，含有：
溶剂；
通过利用选自由Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Mg、Al及Ca构成的组的1种或2种以上的种类的催化剂的催化化学气相沉积法来合成的碳纳米纤维；
链烷醇胺；及
作为有机酸的螯合剂，
所述链烷醇胺为选自由单异丙醇胺、二异丙醇胺及三异丙醇胺构成的组的至少1种，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～20质量份的所述碳纳米纤维，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.1～40质量份的所述链烷醇胺，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～10质量份的所述螯合剂。
3.一种碳纳米纤维分散液，其特征在于，含有：
溶剂；
通过利用选自由Fe、Ni、Co、Mn、Cu、Mg、Al及Ca构成的组的1种或2种以上的种类的催化剂的催化化学气相沉积法来合成的碳纳米纤维；
链烷醇胺；及
选自由氨基羧酸类螯合剂、膦酸类螯合剂、葡萄糖酸类螯合剂、柠檬酸、草酸、酒石酸及琥珀酸构成的组的至少1种的螯合剂，
所述链烷醇胺为选自由单异丙醇胺、二异丙醇胺及三异丙醇胺构成的组的至少1种，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～20质量份的所述碳纳米纤维，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.1～40质量份的所述链烷醇胺，
100质量份的所述碳纳米纤维分散液中含有0.01～10质量份的所述螯合剂。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的碳纳米纤维分散液，其中，
所述碳纳米纤维的纤维径为1～100nm，纵横尺寸比为5以上，通过X射线衍射测定的石墨层的[002]面的间隔为0.35nm以下。
5.一种涂料组合物，其含有：
权利要求1～4中任一项所述的碳纳米纤维分散液及粘合剂成分。
6.一种浆料组合物，其含有：
权利要求1～4中任一项所述的碳纳米纤维分散液及粘合剂成分。
7.一种导电性涂膜，其是，
由权利要求5所述的涂料组合物形成。
8.一种导电性涂膜，其是，
由权利要求6所述的浆料组合物形成。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140134346A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 Illinois Tool Works Inc. System and method for application of nano staple
WO2014115792A1 (ja) * 2013-01-26 2014-07-31 株式会社 ジャパンナノコート 透明導電性薄膜形成用分散液及び透明導電性薄膜付き基材
JP5751379B1 (ja) * 2014-06-12 2015-07-22 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 積層体
JP5761434B1 (ja) * 2014-07-22 2015-08-12 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 積層体
KR102399680B1 (ko) * 2015-08-19 2022-05-19 에스케이이노베이션 주식회사 탄소나노튜브 품질 평가 방법
CN107325324B (zh) 2016-04-28 2019-08-20 中国石油化工股份有限公司 阻燃剂、阻燃防静电组合物和阻燃防静电聚丙烯发泡珠粒
KR102254960B1 (ko) * 2019-05-02 2021-05-24 극동대학교 산학협력단 밀링공정을 이용한 다중벽 탄소나노튜브 전도성 분산액의 제조방법
CN113140743B (zh) * 2021-03-08 2022-05-10 昆明贵研新材料科技有限公司 一种燃料电池用高负载量铂炭催化剂的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1445373A (zh) * 2003-04-24 2003-10-01 中山大学 有机螯合剂促进活性碳纤维还原吸附贵金属离子的方法
CN1777615A (zh) * 2003-04-22 2006-05-24 纳幕尔杜邦公司 钛螯合物分散液
JP2006327878A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Mitsubishi Materials Corp カーボンナノファイバー分散体とその分散剤および組成物
CN101065453A (zh) * 2004-11-24 2007-10-31 美礼联无机化工公司 包含颜料和多元酸分散剂的组合物和方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3506942B2 (ja) * 1998-09-11 2004-03-15 祥三 柳田 表面改質された顔料及びその製造方法、水性インク及びその製造方法
JP2003026981A (ja) * 2001-07-12 2003-01-29 Tohoku Ricoh Co Ltd 孔版印刷用油中水型エマルションインク、および該インクを用いた印刷方法
JP4502618B2 (ja) * 2003-10-10 2010-07-14 中部キレスト株式会社 高純度カーボンブラックの製法
JP4797122B2 (ja) * 2003-12-09 2011-10-19 三星電子株式会社 耐火性酸化物担体上に作られたカーボンナノチューブを精製する方法
WO2007046532A1 (ja) * 2005-10-18 2007-04-26 Kansai Paint Co., Ltd. 水性プライマー組成物及びその塗装方法
JP2007169374A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Toray Ind Inc フラーレン類含有分散液
JP2007169121A (ja) 2005-12-22 2007-07-05 The Inctec Inc カーボンナノチューブ分散液
US7871533B1 (en) * 2006-01-12 2011-01-18 South Dakota School Of Mines And Technology Carbon nanoparticle-containing nanofluid
JP5131426B2 (ja) * 2006-11-30 2013-01-30 三菱マテリアル株式会社 カーボンナノファイバー分散ポリイミドワニスおよびその塗膜
EP2117012B1 (en) * 2007-02-20 2015-04-22 Toray Industries, Inc. Carbon nanotube assembly and electrically conductive film
JP5272349B2 (ja) * 2007-02-26 2013-08-28 東レ株式会社 電子放出源用ペースト及び電子放出素子
US8425873B2 (en) * 2007-07-10 2013-04-23 Japan Science And Technology Agency Transparent electroconductive thin film and its production method
JP2009067933A (ja) 2007-09-14 2009-04-02 Toyo Ink Mfg Co Ltd カーボンナノチューブを含むコーティング用組成物
JP2010163568A (ja) 2009-01-16 2010-07-29 Toray Ind Inc 導電性組成物および導電性複合体
JP5479116B2 (ja) * 2009-01-30 2014-04-23 川研ファインケミカル株式会社 分散安定性の高いカーボンナノ粒子水性分散液、その製造方法及びカーボンナノ粒子分散膜材
JP2010212309A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Nippon Chemicon Corp 電極材料及びこの電極材料を含有する電極

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1777615A (zh) * 2003-04-22 2006-05-24 纳幕尔杜邦公司 钛螯合物分散液
CN1445373A (zh) * 2003-04-24 2003-10-01 中山大学 有机螯合剂促进活性碳纤维还原吸附贵金属离子的方法
CN101065453A (zh) * 2004-11-24 2007-10-31 美礼联无机化工公司 包含颜料和多元酸分散剂的组合物和方法
JP2006327878A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Mitsubishi Materials Corp カーボンナノファイバー分散体とその分散剤および組成物

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