JP2007297255A - Dispersion containing carbon nanotubes - Google Patents

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武 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion of carbon nanotubes, which is excellent in dispersibility and dispersion stability and drastically improved in the electrical conductivity or transparency of a coated film, formed by applying the dispersion; and to provide a structure having a favorable electrical conductivity. <P>SOLUTION: The dispersion contains at least carbon nanotubes exhibiting basicity (A), a dispersing agent (B), and an organic solvent (C). A coating liquid is obtained by using the dispersion and the structure is obtained by applying the coating liquid on its surface. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カーボンナノチューブを含有する分散液に関し、更に詳しくは、特定のカーボンナノチューブを用いることによって、その分散液が塗布された塗膜の導電性が大幅に改善されるカーボンナノチューブの分散液に関する。   The present invention relates to a dispersion containing carbon nanotubes, and more particularly, to a dispersion of carbon nanotubes in which the conductivity of a coating film coated with the dispersion is greatly improved by using specific carbon nanotubes. .

カーボンナノチューブは、高電気伝導性、優れた機械的性質、化学安定性等、これまでにない優れた特性を有しており、複合材料、半導体素子、導電材料、水素吸蔵材料等の実用化に向けた研究が進められている。   Carbon nanotubes have unprecedented properties such as high electrical conductivity, excellent mechanical properties, chemical stability, etc., for practical application of composite materials, semiconductor elements, conductive materials, hydrogen storage materials, etc. Research is underway.

しかし、カーボンナノチューブの特性を最大限に利用するためには、非常に絡み合った凝集物をほぐす必要があり、一般に分散が困難であることが知られている。現在まで、様々な方法で分散やインキ化を試みた文献がある(例えば、特許文献1、特許文献2)。しかし、多くの文献では、カーボンナノチューブを分散させるための分散剤の検討や、カーボンナノチューブ自体を化学修飾して易分散化・インキ化を検討しているが、未だ充分な分散性、分散安定性、電気特性、透明性等が得られてはいなかった。
特開2003−238126号公報 特開2004−276232号公報
However, in order to make the best use of the characteristics of carbon nanotubes, it is necessary to loosen very entangled aggregates, and it is generally known that dispersion is difficult. To date, there are documents that attempt to disperse or make ink by various methods (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). However, in many literatures, investigation of a dispersing agent for dispersing carbon nanotubes and easy modification / inking by chemically modifying the carbon nanotubes themselves are considered, but still sufficient dispersibility and dispersion stability. However, electrical characteristics, transparency, etc. were not obtained.
JP 2003-238126 A JP 2004-276232 A

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、分散性や分散安定性が良好で、その分散液が塗布された塗膜の導電性や透明性が大幅に改善されたカーボンナノチューブの分散液を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and the problem is that the dispersibility and dispersion stability are good, and the conductivity and transparency of the coating film to which the dispersion is applied are greatly improved. The object is to provide a dispersion of carbon nanotubes.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のカーボンナノチューブを用いることによって、その分散液が塗布された塗膜の導電性が大幅に改善されることを見出して、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the conductivity of the coating film coated with the dispersion is greatly improved by using specific carbon nanotubes. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、少なくとも、塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)、分散剤(B)及び有機溶剤(C)を含有することを特徴とする分散液を提供するものである。   That is, the present invention provides a dispersion characterized by containing at least a basic carbon nanotube (A), a dispersant (B) and an organic solvent (C).

また、本発明は、上記の分散液を用いた塗布液を提供するものである。また、本発明は、上記の塗布液を塗布してなる構造体を提供するものである。   Moreover, this invention provides the coating liquid using said dispersion liquid. Moreover, this invention provides the structure formed by apply | coating said coating liquid.

本発明によれば、分散性や分散安定性が良好で、その分散液が塗布された塗膜の導電性や透明性が大幅に改善されたカーボンナノチューブの分散液を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a dispersion of carbon nanotubes that has good dispersibility and dispersion stability, and has greatly improved conductivity and transparency of a coating film to which the dispersion is applied.

以下、本発明について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented.

<カーボンナノチューブ(A)>
本発明の分散液に用いられるカーボンナノチューブ(A)の種類は特に限定はなく、用途に応じ、単層、2層又は多層カーボンナノチューブの全てのものが使用できる。砕けたり潰れたりしにくい点で、分散させやすさの点からは多層カーボンナノチューブが好ましい。カーボンナノチューブの直径、長さにも特に限定はなく、あらゆる大きさのものに適用可能であるが、直径については0.5nm〜1000nmが好ましく、3.5nm〜400nmが特に好ましく、5nm〜200nmが更に好ましい。また、長さについては0.1μm〜50μmが好ましく、0.2μm〜40μmが特に好ましく、0.5μm〜30μmが更に好ましい。
<Carbon nanotube (A)>
The kind of the carbon nanotube (A) used in the dispersion of the present invention is not particularly limited, and any single-walled, double-walled or multi-walled carbon nanotube can be used depending on the application. Multi-walled carbon nanotubes are preferred from the viewpoint of being easily dispersible because they are not easily crushed or crushed. The diameter and length of the carbon nanotube are not particularly limited and can be applied to any size, but the diameter is preferably 0.5 nm to 1000 nm, particularly preferably 3.5 nm to 400 nm, and 5 nm to 200 nm. Further preferred. The length is preferably 0.1 μm to 50 μm, particularly preferably 0.2 μm to 40 μm, and further preferably 0.5 μm to 30 μm.

本発明においては、カーボンナノチューブ(A)は塩基性を示すもの、すなわちpHが7以上であることが必須である。カーボンナノチューブ(A)のpHが7以上のものは、それを塗布して得られた塗膜の導電性が良好である。好ましくはpHが7〜12の範囲のもの、特に好ましくはpHが8〜12の範囲のもの、更に好ましくはpHが9〜11の範囲のものである。   In the present invention, it is essential that the carbon nanotube (A) is basic, that is, the pH is 7 or more. When the carbon nanotube (A) has a pH of 7 or more, the conductivity of the coating film obtained by coating the carbon nanotube (A) is good. The pH is preferably in the range of 7 to 12, particularly preferably the pH is in the range of 8 to 12, and more preferably the pH is in the range of 9 to 11.

ここで本発明において、「カーボンナノチューブ(A)のpH」は、実施例に記載の方法で測定した値として定義される。   Here, in the present invention, “pH of carbon nanotube (A)” is defined as a value measured by the method described in Examples.

塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)の製造方法は特に限定はないが、触媒除去等のため酸性処理を行わないものであることも好ましい。また、たとえ酸性処理を行ったとしても、表面が塩基性となるような処理をも行ったものであることが好ましい。   The method for producing the basic carbon nanotube (A) is not particularly limited, but it is also preferable that the acidic treatment is not performed for catalyst removal or the like. Moreover, even if an acid treatment is performed, it is preferable that the surface be treated to be basic.

また、カーボンナノチューブ(A)の表面官能基のうち、カルボキシル基のような酸性官能基を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等のアルカリ金属塩の水溶液、アンモニア水等で表面処理したものも好ましい。例えば、水酸化ナトリウム水溶液等の中にカーボンナノチューブを分散させてプロトン交換反応を行わせたものも好ましい。   Further, among the surface functional groups of the carbon nanotube (A), an acidic functional group such as a carboxyl group is formed with an aqueous solution of an alkali metal salt such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate or sodium bicarbonate, aqueous ammonia or the like. A surface-treated product is also preferable. For example, it is also preferable to perform a proton exchange reaction by dispersing carbon nanotubes in an aqueous sodium hydroxide solution.

<分散剤(B)>
本発明で用いられる分散剤(B)としては、一般に分散液を調製するのに用いられる分散剤であれば特に限定されず、例えば、高分子分散剤、界面活性剤、カップリング剤等を使用することができる。
<Dispersant (B)>
The dispersant (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a dispersant generally used for preparing a dispersion. For example, a polymer dispersant, a surfactant, a coupling agent, or the like is used. can do.

本発明の分散剤(B)としては、以下の(1)(2)(3)の高分子分散剤を好ましいものとして挙げることができる。
(1)主鎖又は側鎖にカーボンナノチューブ親和性基と溶媒親和性基を有する櫛形構造の高分子。
(2)主鎖に複数のカーボンナノチューブ親和性基を有する高分子。
(3)主鎖の片末端にカーボンナノチューブ親和部を有する直鎖状の高分子。
As the dispersant (B) of the present invention, the following polymer dispersants (1), (2) and (3) can be mentioned as preferable examples.
(1) A comb-shaped polymer having a carbon nanotube affinity group and a solvent affinity group in the main chain or side chain.
(2) A polymer having a plurality of carbon nanotube affinity groups in the main chain.
(3) A linear polymer having a carbon nanotube affinity portion at one end of the main chain.

以下、本発明に用いられる分散剤(B)として好ましい高分子分散剤を、上記(1)(2)(3)という分類に従って説明する。高分子分散剤(1)は、側鎖が、櫛の歯のように主鎖に結合しているものをいう。櫛形構造の高分子における「カーボンナノチューブ親和性基」とは、カーボンナノチューブの表面に対して強い吸着力を有する官能基をいう。   Hereinafter, preferred polymer dispersants as the dispersant (B) used in the present invention will be described in accordance with the above classifications (1), (2), and (3). The polymer dispersant (1) is one in which the side chain is bonded to the main chain like a comb tooth. The “carbon nanotube affinity group” in the polymer having a comb structure refers to a functional group having a strong adsorptive power to the surface of the carbon nanotube.

上記のカーボンナノチューブ親和性基は、側鎖末端に限らず側鎖の途中や主鎖中に複数存在していてもよい。このようなカーボンナノチューブ親和性基としては、例えば、第3級アミノ基、第4級アンモニウム、塩基性窒素原子を有する複素環基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、フェニル基、ラウリル基、ステアリル基、ドデシル基、オレイル基等を挙げることができる。このカーボンナノチューブ親和性基が1つ又は複数存在し、カーボンナノチューブ表面に対するアンカーとして機能する。   A plurality of the above-mentioned carbon nanotube affinity groups may be present not only at the end of the side chain but also in the middle of the side chain or in the main chain. Examples of such a carbon nanotube affinity group include a tertiary amino group, a quaternary ammonium, a heterocyclic group having a basic nitrogen atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, a lauryl group, a stearyl group, and dodecyl. Group, oleyl group and the like. One or more carbon nanotube affinity groups exist and function as an anchor for the carbon nanotube surface.

高分子分散剤(1)における溶媒親和性基としては、例えば、親油性の重合鎖等が挙げられる。   Examples of the solvent affinity group in the polymer dispersant (1) include a lipophilic polymer chain.

高分子分散剤(1)としては、具体的には特に限定されないが、例えば、特開平5−177123号公報、特開昭54−037082号公報、特公平7−024746号公報等に開示されているものを挙げることができる。   The polymer dispersant (1) is not specifically limited, but is disclosed in, for example, JP-A-5-177123, JP-A-54-037082 and JP-B-7-024746. You can list what you have.

高分子分散剤(1)において、カーボンナノチューブ親和性基が1分子中に2〜3000個存在するものが好ましい。1分子中にカーボンナノチューブ親和性基が2〜3000個含まれれば、少なくとも安定した分散性が維持でき、また粘度が増加することにより発生する分散性の悪化の影響も受けることはない。より好ましくは、25〜1500個である。   In the polymer dispersant (1), those having 2 to 3000 carbon nanotube affinity groups per molecule are preferred. If 2 to 3000 carbon nanotube-affinity groups are contained in one molecule, at least stable dispersibility can be maintained, and there is no influence of deterioration of dispersibility caused by an increase in viscosity. More preferably, it is 25 to 1500.

高分子分散剤(1)において、溶媒親和性基を有する側鎖が1分子中に2〜1000個存在するものが好ましい。1分子中に前記側鎖が2〜1000個含まれていれば、溶媒和により安定した分散性が得られ、また粘度の上昇に起因した分散性の影響も受けることはない。より好ましくは、5〜500個である。   In the polymer dispersant (1), those having 2 to 1000 side chains having a solvent affinity group per molecule are preferable. If 2 to 1000 side chains are contained in one molecule, stable dispersibility can be obtained by solvation, and there is no influence of dispersibility due to an increase in viscosity. More preferably, it is 5 to 500.

高分子分散剤(2)は、複数のカーボンナノチューブ親和性基を主鎖に沿って配置する構造を有する高分子である。高分子分散剤(2)としては、具体的には特に限定はないが、例えば、特開平4−210220号公報、特開昭60−016631号公報、特開平2−000612号公報、特開昭63−241018号公報、特開平1−279919号公報、特開平6−100642号公報等に開示されているものを挙げることができる。   The polymer dispersant (2) is a polymer having a structure in which a plurality of carbon nanotube affinity groups are arranged along the main chain. The polymer dispersant (2) is not specifically limited. For example, JP-A-4-210220, JP-A-60-016631, JP-A-2-000612, Examples thereof disclosed in JP-A 63-241018, JP-A-1-279919, JP-A-6-1000064, and the like.

高分子分散剤(2)は、カーボンナノチューブ親和性基が1分子中に2〜3000個存在するものが好ましい。2〜3000個であれば、少なくとも安定した分散性が維持でき、また粘度が増加することにより発生する分散性の悪化の影響も受けることはない。より好ましくは25〜1500個である。   The polymer dispersant (2) is preferably one having 2 to 3000 carbon nanotube affinity groups in one molecule. If it is 2 to 3000, at least stable dispersibility can be maintained, and there is no influence of deterioration of dispersibility caused by an increase in viscosity. More preferably, it is 25-1500.

高分子分散剤(3)は、具体的には特に限定はないが、例えば、特開昭46−7294号公報、米国特許第4656226号明細書、米国特許第4032698号明細書、米国特許第4070388号明細書、特開平1−204914号公報等に開示されているA−Bブロック型高分子等を挙げることができる。   The polymer dispersant (3) is not specifically limited, but for example, JP-A-46-7294, U.S. Pat. No. 4,656,226, U.S. Pat. No. 4,032,698, U.S. Pat. No. 4,070,388. And an AB block type polymer disclosed in JP-A-1-204914.

高分子分散剤(3)は、カーボンナノチューブ親和性基が1分子中に2〜3000個存在するものが好ましい。この範囲であれば、少なくとも安定した分散性が維持でき、また粘度が増加することにより発生する分散性の悪化の影響も受けることはない。より好ましくは5〜1500個である。   The polymer dispersant (3) is preferably one having 2 to 3000 carbon nanotube affinity groups in one molecule. Within this range, at least stable dispersibility can be maintained, and there is no influence of deterioration of dispersibility caused by an increase in viscosity. More preferably, it is 5 to 1500.

高分子分散剤(1)、(2)、(3)等の高分子分散剤を含めた本発明の分散剤(B)のアミン価は特に限定はないが、5〜100mgKOH/gの範囲にあることが好ましい。アミン価が5mgKOH/g未満の場合は、カーボンナノチューブ(A)表面への吸着力が不足するため、分散剤(B)がカーボンナノチューブ(A)表面から脱着しやすくなり、分散安定性の低下を生じる場合がある。一方、分散剤のアミン価が100mgKOH/gを越える場合は、カーボンナノチューブ(A)表面に吸着した分散剤の吸着成分に対する立体的反発層の比率が過小となり、充分な分散安定性が得られない場合がある。特に好ましくは、アミン価6〜80mgKOH/gの分散剤であり、更に好ましくは、アミン価7〜70mgKOH/gの分散剤である。   The amine value of the dispersant (B) of the present invention including the polymer dispersant (1), (2), (3) and the like is not particularly limited, but is in the range of 5 to 100 mgKOH / g. Preferably there is. When the amine value is less than 5 mgKOH / g, the adsorptive power on the surface of the carbon nanotube (A) is insufficient, so that the dispersant (B) is easily detached from the surface of the carbon nanotube (A), and the dispersion stability is lowered. May occur. On the other hand, when the amine value of the dispersant exceeds 100 mgKOH / g, the ratio of the steric repulsion layer to the adsorbed component of the dispersant adsorbed on the surface of the carbon nanotube (A) becomes too small, and sufficient dispersion stability cannot be obtained. There is a case. A dispersant having an amine value of 6 to 80 mgKOH / g is particularly preferable, and a dispersant having an amine value of 7 to 70 mgKOH / g is more preferable.

本発明の分散剤(B)の数平均分子量は特に限定はないが、数平均分子量300以上の高分子分散剤が好ましく、数平均分子量が1000〜10万の範囲にあることがより好ましい。この範囲であれば、分散性も安定し、かつ、粘度が高くなりすぎるということもないため、良好な分散性を得ることができる。すなわち、数平均分子量が1000未満の場合は、カーボンナノチューブ(A)の表面に吸着した分散剤が立体反発層として充分に機能せず、カーボンナノチューブ(A)の再凝集がおこる場合がある。また、数平均分子量が10万を超えるときは、再現性良く分散液を製造することが困難になったり、逆に凝集剤として作用したりする場合がある。特に好ましい分散剤の数平均分子量は1000〜1万の範囲であり、1000〜5000の範囲が更に好ましい。   The number average molecular weight of the dispersant (B) of the present invention is not particularly limited, but a polymer dispersant having a number average molecular weight of 300 or more is preferable, and the number average molecular weight is more preferably in the range of 1,000 to 100,000. Within this range, the dispersibility is stable and the viscosity does not become too high, so that good dispersibility can be obtained. That is, when the number average molecular weight is less than 1000, the dispersant adsorbed on the surface of the carbon nanotube (A) does not sufficiently function as a three-dimensional repulsion layer, and the carbon nanotube (A) may reaggregate. Further, when the number average molecular weight exceeds 100,000, it may be difficult to produce a dispersion with good reproducibility, or conversely, it may act as a flocculant. The number average molecular weight of a particularly preferable dispersant is in the range of 1000 to 10,000, and more preferably in the range of 1000 to 5000.

本発明の分散剤(B)としては、上記した高分子分散剤(1)、(2)又は(3)であり、かつ、上記範囲のアミン価を有するものが、上記した理由により特に好ましい。   The dispersant (B) of the present invention is particularly preferably the above-described polymer dispersant (1), (2) or (3) and having an amine value in the above range for the reasons described above.

本発明における好ましい分散剤(B)としては、具体的には例えば、ゼネカ社製ソルスパース20000、24000、26000、27000、28000;ビックケミー社製ディスパービック160、161、162、163、164、165、166、170、180、182、2000、2001等;EFKAケミカル社製EFKA−46、47、49、ポリマー100、120、150、401、402、403、450、451、452、453;味の素ファインテクノ社製アジスパーPB711、PA111、PB811、PB821、PB822、PW911;共栄社化学社製フローレンDOPA−158、DOPA−22、DOPA−17、TG−730W、G−700、TG−720W等を挙げることができる。   Specific examples of preferable dispersant (B) in the present invention include, for example, Solsperse 20000, 24000, 26000, 27000, 28000 manufactured by Zeneca; Disperbic 160, 161, 162, 163, 164, 165, 166 manufactured by BYK Chemie. 170, 180, 182, 2000, 2001, etc .; EFKA-46, 47, 49 manufactured by EFKA Chemical Co., Ltd. Polymers 100, 120, 150, 401, 402, 403, 450, 451, 452, 453; manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. Azisper PB711, PA111, PB811, PB821, PB822, PW911; Kyoeisha Chemical Co., Ltd. florene DOPA-158, DOPA-22, DOPA-17, TG-730W, G-700, TG-720W etc. can be mentioned.

<有機溶剤(C)>
本発明の分散液に含有される有機溶剤(C)としては、少なくとも、塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)及び分散剤(B)を、溶解及び/又は分散させ得るものであれば特に限定はないが、20℃において水に任意の割合では相溶しない溶媒が分散性、分散安定性を保つ上で好ましい。
<Organic solvent (C)>
The organic solvent (C) contained in the dispersion of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve and / or disperse at least the basic carbon nanotubes (A) and the dispersant (B). However, a solvent that is not compatible with water at an arbitrary ratio at 20 ° C. is preferable for maintaining dispersibility and dispersion stability.

かかる有機溶媒(C)としては、有機溶媒と水との合計質量に対して、その有機溶媒が20℃で40質量%以下しか相溶せず、かつ、疎水性有機溶媒と水との合計質量に対して、水が20℃で20質量%以下しか相溶しないものが好ましい。また、有機溶媒と水との合計質量に対して、その溶媒が20℃で30質量%以下しか相溶せず、かつ、有機溶媒と水との合計質量に対して、水が20℃で10質量%以下しか相溶しないものが特に好ましい。水との相溶性が高すぎる溶媒を用いた場合は、本発明におけるカーボンナノチューブ(A)の分散安定性が得られなかったり、分散剤(B)が溶媒に相溶しない場合がある。   As the organic solvent (C), the organic solvent is compatible with only 40% by mass or less at 20 ° C. with respect to the total mass of the organic solvent and water, and the total mass of the hydrophobic organic solvent and water. On the other hand, the water is preferably compatible with 20% by mass or less at 20 ° C. Further, the solvent is compatible with 30% by mass or less at 20 ° C. with respect to the total mass of the organic solvent and water, and 10% at 20 ° C. with respect to the total mass of the organic solvent and water. Those that are compatible with not more than mass% are particularly preferred. When a solvent having too high compatibility with water is used, the dispersion stability of the carbon nanotube (A) in the present invention may not be obtained, or the dispersant (B) may not be compatible with the solvent.

有機溶媒(C)としては、具体的には例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート等のアルキレングリコール類のモノアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート等のアルキレングリコール類のジアセテート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン等のラクトン類;ジエチルエーテル等のエーテル類;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のカルボン酸アルキルエステル類等が好ましいものとして挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上の混合溶媒で用いられる。   Specific examples of the organic solvent (C) include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and methyl isobutyl ketone; propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether Monoalkyl ether acetates of alkylene glycols such as acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monopropyl ether acetate; propylene glycol diacetate, dipropylene Diacetates of alkylene glycols such as glycol diacetate; γ-butyrolas Tons, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, and other lactones; diethyl ether and other ethers; methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and other carboxylic acid alkyl esters And the like are preferable. These are used alone or in a mixture of two or more.

特に好ましくは、カーボンナノチューブ(A)の分散安定性が優れている点、分散剤(B)が相溶しやすい点等から、ケトン類、エステル類、エーテル類又は芳香族炭化水素類であり、更に好ましくは、ケトン類又はエステル類である。   Particularly preferred are ketones, esters, ethers or aromatic hydrocarbons from the viewpoint of excellent dispersion stability of the carbon nanotubes (A), the compatibility of the dispersant (B), and the like. More preferred are ketones or esters.

<樹脂(D)>
本発明の分散液には、更に、要すれば樹脂(D)を溶解含有させることができる。本発明の分散液に溶解含有される樹脂(D)としては特に限定はされず、種々の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、生分解性樹脂等が挙げられる。
<Resin (D)>
If necessary, the dispersion of the present invention can further contain the resin (D). The resin (D) dissolved and contained in the dispersion of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include various thermoplastic resins, thermosetting resins, photocurable resins, and biodegradable resins.

熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等が挙げられ、生分解性樹脂としてはポリ乳酸系樹脂等が挙げられる。その他、アイオノマー樹脂、ロジン変性マレイン酸系樹脂、アルキレン−(メタ)アクリレート系樹脂が挙げられ、これらの混合物であっても良い。   Thermoplastic resins include polyamide resins, polyimide resins, polyester resins, polyacetal resins, polycarbonate resins, polyolefin resins, poly (meth) acrylic resins, polyphenylene oxide resins, polystyrene resins, polyvinyl chloride. Based resins and the like. Examples of thermosetting resins include urea resins, melamine resins, urethane resins, phenol resins, epoxy resins, silicon resins, unsaturated polyester resins, and the like. Examples include lactic acid resins. Other examples include ionomer resins, rosin-modified maleic acid resins, and alkylene- (meth) acrylate resins, and may be a mixture thereof.

本発明に用いられる特に好ましい樹脂(D)としては、分散性、分散安定性、塗膜の導電性、透明性等の点から、ウレタン系樹脂又はポリ(メタ)アクリル系樹脂が挙げられる。   Particularly preferred resins (D) used in the present invention include urethane resins or poly (meth) acrylic resins from the viewpoints of dispersibility, dispersion stability, conductivity of the coating film, transparency, and the like.

<含有割合>
本発明の分散液中の各成分の含有割合は、塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)の分散性、分散安定性が良好で、分散液の塗布性、塗膜の導電性等が良好であれば特に限定はないが、好ましい範囲としては、以下の範囲が挙げられる。「%」は分散液全体に対しての質量%である。
カーボンナノチューブ(A) 0.01〜20%
分散剤(B) 0.1〜40%
有機溶剤(C) 20〜99%
樹脂(D) 0〜30%
<Content ratio>
The content ratio of each component in the dispersion liquid of the present invention is such that the dispersibility and dispersion stability of the basic carbon nanotube (A) are good, and the dispersibility of the dispersion liquid and the conductivity of the coating film are good. Although there is no particular limitation, preferred ranges include the following ranges. "%" Is mass% with respect to the whole dispersion.
Carbon nanotube (A) 0.01-20%
Dispersant (B) 0.1-40%
Organic solvent (C) 20-99%
Resin (D) 0-30%

また、特に好ましい範囲としては、
カーボンナノチューブ(A) 0.1〜10%
分散剤(B) 0.5〜20%
有機溶剤(C) 50〜98%
樹脂(D) 0〜20%
Moreover, as a particularly preferable range,
Carbon nanotube (A) 0.1-10%
Dispersant (B) 0.5-20%
Organic solvent (C) 50-98%
Resin (D) 0-20%

また、更に好ましい範囲としては、
カーボンナノチューブ(A) 0.2〜8%
分散剤(B) 1〜10%
有機溶剤(C) 75〜97%
樹脂(D) 0〜10%
Further, as a more preferable range,
Carbon nanotube (A) 0.2-8%
Dispersant (B) 1-10%
Organic solvent (C) 75-97%
Resin (D) 0-10%

塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)の含有量は、多すぎると分散しにくい場合がある。一方、これより低濃度でも分散はするが、そのような分散液は利用価値が低い場合があり、塗膜の導電性を充分に高くできない場合がある。   If the content of the basic carbon nanotube (A) is too large, it may be difficult to disperse. On the other hand, although it is dispersed even at a lower concentration than this, such a dispersion may have a low utility value, and the conductivity of the coating film may not be sufficiently high.

分散剤(B)の含有量は、多すぎると分散液の粘度が増大し、カーボンナノチューブ(A)の分散が困難になる場合があり、少なすぎると、カーボンナノチューブ(A)に作用する分散剤量が不足して良好に分散できない場合がある。   If the content of the dispersing agent (B) is too large, the viscosity of the dispersion increases, and it may be difficult to disperse the carbon nanotube (A). If too small, the dispersing agent acts on the carbon nanotube (A). In some cases, the amount is insufficient to disperse well.

樹脂(D)の含有量は、多すぎると分散液の粘度が増大し、カーボンナノチューブ(A)の分散が困難になったり、塗布性が悪化したりする場合がある。   If the content of the resin (D) is too large, the viscosity of the dispersion increases, and it may become difficult to disperse the carbon nanotubes (A) or the applicability may deteriorate.

また、本発明の分散液中には、更に要すれば、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、難燃剤、フィラー等を含有させることもできる。その場合には、本発明の分散液の上記効果を損なわない範囲で含有される。   Further, in the dispersion of the present invention, if necessary, an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, a pigment, a flame retardant, a filler and the like can be contained. In that case, it contains in the range which does not impair the said effect of the dispersion liquid of this invention.

<分散方法>
分散方法については特に限定はなく、公知の方法が用いられる。具体的には、例えば、ビーズミル分散法等のメディア分散法;超音波分散法、ロールミル分散法等のメディアレス分散法等が挙げられる。このうち、分散安定性等の点から、好ましくは超音波分散法又はビーズミル分散法であり、特に好ましくはビーズミル分散法である。
<Distribution method>
There is no particular limitation on the dispersion method, and a known method is used. Specific examples include a media dispersion method such as a bead mill dispersion method; a medialess dispersion method such as an ultrasonic dispersion method and a roll mill dispersion method. Among these, from the viewpoint of dispersion stability and the like, the ultrasonic dispersion method or the bead mill dispersion method is preferable, and the bead mill dispersion method is particularly preferable.

本発明の分散液は、それを塗布液として用いることが好ましい。本発明の分散液を塗布・乾燥して得られた塗膜又は構造体は優れた導電性や透明性が得られるので、かかる性能を良好にする必要がある用途に好適に用いられる。特に好ましくは、帯電防止の用途に用いることである。また、塗布液にはインキが含まれる。特に好ましい態様は、本発明の分散液に、インキの公知の成分を配合して、導電性インキとして用いることである。   The dispersion liquid of the present invention is preferably used as a coating liquid. Since the coating film or structure obtained by applying and drying the dispersion of the present invention has excellent conductivity and transparency, it is suitably used for applications where such performance needs to be improved. Particularly preferably, it is used for antistatic applications. The coating liquid contains ink. A particularly preferred embodiment is to use a known component of the ink in the dispersion of the present invention and use it as a conductive ink.

本発明の分散液を塗布液として塗布してなる構造体としては、トレー、保護フィルム、筐体、カバーテープ、食品包材、光学部材、ディスプレイ部材等の導電性、帯電防止等を要求されるものが挙げられる。   The structure formed by applying the dispersion liquid of the present invention as a coating liquid is required to have conductivity, antistatic properties, etc. for trays, protective films, housings, cover tapes, food packaging materials, optical members, display members, etc. Things.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、表中の値も含め、「%」は「質量%」を示し、「部」は「重量部」を示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded. Unless otherwise specified, including the values in the table, “%” indicates “mass%” and “parts” indicates “parts by weight”.

実施例におけるそれぞれの物性値は、以下のように測定した。また、本発明においては、かかる物性値等は以下のように測定した値として定義される。   Each physical property value in the examples was measured as follows. In the present invention, such physical property values are defined as values measured as follows.

<カーボンナノチューブのpH>
・測定装置:ラコムテスター計 EUTECH Instruments、OAKTON Instruments(USA規格対応)
・測定方法:USA規格対応の標準液(pH=4.0、6.8、10.0、室温によって若干異なる)で機器を校正した後、20℃でイオン交換水20gにカーボンナノチューブ0.1gを添加し、超音波洗浄機にて5分間処理後、20℃でテスターの電極を懸濁液に入れ数値を読みとった。そして、この懸濁液のpHを「カーボンナノチューブのpH」と定義する。
<PH of carbon nanotube>
・ Measuring equipment: Lacom tester meter EUTECH Instruments, OAKTON Instruments (USA standard compliant)
・ Measuring method: After calibrating the equipment with a standard solution corresponding to the USA standard (pH = 4.0, 6.8, 10.0, slightly different depending on room temperature), 0.1 g of carbon nanotubes in 20 g of ion-exchange water at 20 ° C. Was added to the suspension, and the tester electrode was placed in the suspension at 20 ° C. for 5 minutes. The pH of this suspension is defined as “pH of carbon nanotube”.

<分散剤のアミン価(mgKOH/g)>
測定試料数gを精秤し、氷酢酸に溶解させた。そこに、市販の検査用過塩素酸(HClO4)0.1N酢酸溶液をビュレットにて滴下し滴定した。電位差滴定により当量点に達した時点の滴下量から、mgKOH/gを算出し、「分散剤のアミン価(mgKOH/g)」とした。なお、分散剤が市販品等で既に溶液になっている場合には、その溶液をそのまま測定試料として精秤して測定に用い、後で測定値を分散剤濃度換算して分散剤単身(固形分、不揮発分)でのアミン価を求めた。
<Amine value of dispersant (mgKOH / g)>
A few grams of the measurement sample was precisely weighed and dissolved in glacial acetic acid. A commercially available perchloric acid (HClO 4 ) 0.1N acetic acid solution for inspection was dropped therein with a burette and titrated. MgKOH / g was calculated from the dripping amount at the time when the equivalent point was reached by potentiometric titration, and was defined as “amine value of dispersant (mgKOH / g)”. When the dispersant is already in the form of a commercially available product, etc., the solution is precisely weighed as a measurement sample and used for measurement, and the measured value is converted into the dispersant concentration and the dispersant alone (solid) Min, non-volatile content).

<粒度分布、50%粒径(μm)>
・測定装置:マイクロトラック粒度分布計 ナノトラック NPA150(UPA150)日機装社製
・測定原理:レーザー散乱法(粒子で散乱されたドップラーシフト光から求められる周波数スペクトル測定結果から算出する方法)
・測定方法:装置の測定方法説明資料に従い、必要情報(粒子は球ではない、光吸収型、屈折率、溶媒の粘度・屈折率)を装置に入力し、使用溶剤でセットゼロ設定を行い、分散液を粒度分布測定可能な濃度に希釈し測定した。
<Particle size distribution, 50% particle size (μm)>
・ Measuring device: Microtrac particle size distribution analyzer Nanotrac NPA150 (UPA150) manufactured by Nikkiso Co., Ltd. ・ Measuring principle: Laser scattering method (method of calculating from frequency spectrum measurement result obtained from Doppler shifted light scattered by particles)
・ Measurement method: Enter the required information (particles are not spheres, light absorption type, refractive index, viscosity / refractive index of solvent) into the device according to the measurement method explanation document of the device, set zero with the solvent used, The dispersion was diluted to a concentration capable of measuring the particle size distribution and measured.

<表面抵抗(Ω)>
・測定装置:ハイレスターUP MCP−HT450(三菱化学社製)
・測定原理:MCC−B法
・測定方法:基板に分散液を塗布乾燥して塗膜を形成し、装置の測定方法説明資料に従い、試料表面に電極(プローブ)を押し当て、20℃で、表面を流れる電流値を検出した。絶縁基板上に形成された薄膜試料は、試料の上から電極(プローブ)を押し当てた。
<Surface resistance (Ω)>
・ Measurement device: Hirestar UP MCP-HT450 (Mitsubishi Chemical Corporation)
・ Measurement principle: MCC-B method ・ Measurement method: Applying and drying the dispersion liquid on the substrate to form a coating film, pressing the electrode (probe) against the sample surface according to the measurement method explanation document of the apparatus, at 20 ° C., The current value flowing on the surface was detected. The thin film sample formed on the insulating substrate was pressed against the electrode (probe) from above the sample.

<透過率(%)>
・測定装置:ヘイズメーター HM−150(村上色彩技術研究所製)
・測定方法:全光線透過率測定新規格(ISO 13468−1、JIS K7361)に準じて測定した。検出部位に何もない状態(空気)で校正を行い(自動校正)、次いで、分散液を充分透過率の大きい光学部材用透明フィルム上に塗布・乾燥した試料を、基板ごと検出部位にはさみ測定した。
<Transmittance (%)>
・ Measurement device: Haze meter HM-150 (Murakami Color Research Laboratory)
Measurement method: Measured according to the new standard for measuring total light transmittance (ISO 13468-1, JIS K7361). Calibration is performed in a state where there is nothing in the detection site (air) (automatic calibration), and then a sample obtained by applying and drying the dispersion on a transparent film for optical members having a sufficiently high transmittance is sandwiched between the substrate and the detection site. did.

<ヘイズ>
・測定装置:ヘイズメーター HM−150(村上色彩技術研究所製)
・測定方法:ヘーズ測定新規格(ISO 14782,JIS K 7136)に準じて測定した。検出部位に何もない状態(空気)で校正を行い(自動校正)、次いで、分散液を光学部材用透明フィルム上に塗布・乾燥した試料を、基板ごと検出部位にはさみ測定した。
<Haze>
・ Measurement device: Haze meter HM-150 (Murakami Color Research Laboratory)
Measurement method: Measured according to the new standard for haze measurement (ISO 14782, JIS K 7136). Calibration was performed in a state (air) in which there was nothing at the detection site (automatic calibration), and then the sample coated with the dispersion liquid on the transparent film for optical member and dried was sandwiched between the detection site and the substrate.

[樹脂(D)を含有しない分散液の評価]
<カーボンナノチューブの分散液1の調製>
カーボンナノチューブの分散液1(以下、「分散液1」と略記する)の調製は、以下のように行った。すなわち、アジスパーPB821をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ有効成分40%とした液を25.0部、メチルイソプチルケトン(以下、「MIBK」と略記する)70.0部をよく攪拌した後、カーボンナノチューブCNT−1を5.0部加え、平均径2mm及び0.3mmのジルコニアビーズを用いて、ペイントシェーカーにて12時間分散を行った。
[Evaluation of dispersion containing no resin (D)]
<Preparation of carbon nanotube dispersion 1>
The carbon nanotube dispersion 1 (hereinafter abbreviated as “dispersion 1”) was prepared as follows. That is, after thoroughly stirring 25.0 parts of a solution in which azisper PB821 was dissolved in propylene glycol monomethyl ether acetate to obtain an active ingredient of 40% and 70.0 parts of methylisoptyl ketone (hereinafter abbreviated as “MIBK”), 5.0 parts of carbon nanotube CNT-1 was added, and dispersion was performed for 12 hours with a paint shaker using zirconia beads having an average diameter of 2 mm and 0.3 mm.

なお、カーボンナノチューブCNT−1は、平均直径10〜15nm、平均長さ10〜30μm、多層のカーボンナノチューブであり、合成の最終段階で、塩基性処理を行ったカーボンナノチューブである。   The carbon nanotube CNT-1 is a multi-walled carbon nanotube having an average diameter of 10 to 15 nm and an average length of 10 to 30 μm, and is a carbon nanotube that has been subjected to basic treatment at the final stage of synthesis.

<分散液2〜6、比較分散液7〜9の調製>
分散液1において、各成分を表1に示した成分に代えた以外は、分散液1と同様にして、分散液2〜6及び比較分散液7〜9を得た。
<Preparation of dispersions 2-6 and comparative dispersions 7-9>
Dispersions 2 to 6 and comparative dispersions 7 to 9 were obtained in the same manner as the dispersion 1, except that each component in the dispersion 1 was replaced with the components shown in Table 1.

Figure 2007297255
Figure 2007297255

表1中の記載を以下に説明する。
・表1中の数字は重量部を表す。
・「アジスパーPB821」は、味の素ファインテクノ社製の塩基性官能基含有共重合物の商品名である。アミン価は9mgKOH/g、酸価は17mgKOH/gである。
・「Disperbyk−2000」、「Disperbyk−2001」、「Disperbyk−161」は、ビックケミー社製の塩基性官能基含有ブロック共重合体の商品名である。
・分散剤のアミン価をまとめると、それぞれ以下の通りである。括弧内は市販品が溶液の場合があるので、その不揮発分の含有量を示す。また、下記のアミン価は市販品溶液のアミン価ではなく、不揮発分換算の(分散剤単身の)アミン価である。
アジスパーPB821(100%) 9mgKOH/g
Disperbyk−2000(40%) 10mgKOH/g
Disperbyk−2001(46%) 63mgKOH/g
Disperbyk−161(30%) 37mgKOH/g
・「アジスパーPB821 40%溶液」は、アジスパーPB821(不揮発分100%)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈して、濃度40%としたものである。
・「Disperbyk−2000 40%溶液」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びエチレングリコールモノブチルエーテルで希釈されている市販品の40%溶液をそのまま用いたものである。
・「Disperbyk−2001 46%溶液」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル及びプロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈されている市販品の46%溶液をそのまま用いたものである。
・「Disperbyk−161 30%溶液」は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び酢酸ブチルで希釈されている市販品の30%溶液をそのまま用いたものである。
・「MIBK」はメチルイソブチルケトン、「MEK」はメチルエチルケトンを示す。
・「CNT−1」は、実施例本文記載のカーボンナノチューブである。
・「A−MWNTs−1020」と「S−MWNTs−10」は、シンセンナノテクポート社製カーボンナノチューブの商品名である。
・「VGCF−H」は、昭和電工社製カーボンナノチューブの商品名である。
The description in Table 1 will be described below.
-The numbers in Table 1 represent parts by weight.
"Ajisper PB821" is a trade name of a basic functional group-containing copolymer manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. The amine value is 9 mgKOH / g, and the acid value is 17 mgKOH / g.
“Disperbyk-2000”, “Disperbyk-2001”, and “Disperbyk-161” are trade names of basic functional group-containing block copolymers manufactured by Big Chemie.
-The amine values of the dispersants are summarized as follows. Since the commercially available product may be a solution in parentheses, the nonvolatile content is shown. Moreover, the following amine value is not the amine value of a commercial solution, but an amine value in terms of non-volatile content (single dispersant).
Azisper PB821 (100%) 9mgKOH / g
Disperbyk-2000 (40%) 10 mg KOH / g
Disperbyk-2001 (46%) 63 mgKOH / g
Disperbyk-161 (30%) 37 mg KOH / g
-"Azisper PB821 40% solution" is a solution obtained by diluting Azisper PB821 (non-volatile content 100%) with propylene glycol monomethyl ether acetate to a concentration of 40%.
-"Disperbyk-2000 40% solution" is a commercial 40% solution diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene glycol monobutyl ether.
-"Disperbyk-2001 46% solution" is a 46% solution of a commercial product diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monomethyl ether as it is.
"Disperbyk-161 30% solution" is a 30% solution of a commercial product diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate and butyl acetate as it is.
“MIBK” represents methyl isobutyl ketone, and “MEK” represents methyl ethyl ketone.
“CNT-1” is a carbon nanotube described in the text of the examples.
“A-MWNTs-1020” and “S-MWNTs-10” are trade names of carbon nanotubes manufactured by Shenzhen Nanotechport.
“VGCF-H” is a trade name of carbon nanotubes manufactured by Showa Denko KK

<分散液1〜6、比較分散液7〜9の評価>
分散液1〜6及び比較分散液7〜9をそれぞれ0.6gに、MIBKを9.4g混合してカーボンナノチューブの0.3%液を得た。この液を、テトロンフィルム HS−74(帝人デュポン社製、易接着PETフィルム)上に、バーコーター#3を用いて塗布し、オーブン中で、120℃で2分間加熱乾燥した。この塗膜について上記方法で表面抵抗を測定した。結果を上記方法で測定した「50%粒径」、「透過率」及び「ヘイズ」と共に表2に示す。
<Evaluation of Dispersions 1-6 and Comparative Dispersions 7-9>
Dispersions 1-6 and Comparative Dispersions 7-9 were each mixed with 0.6 g and MIBK 9.4 g were mixed to obtain a 0.3% carbon nanotube solution. This solution was applied onto Tetron film HS-74 (manufactured by Teijin DuPont, easy-adhesion PET film) using a bar coater # 3, and dried in an oven at 120 ° C. for 2 minutes. The surface resistance of this coating film was measured by the above method. The results are shown in Table 2 together with “50% particle size”, “transmittance” and “haze” measured by the above method.

Figure 2007297255
Figure 2007297255

表2の結果より、カーボンナノチューブ(A)として塩基性の「CNT−1」(pHは10.0)を用いて調製した分散液1〜6(樹脂を含有していない分散液)は何れも、それを用いて形成した塗膜の表面抵抗が10(Ω)のオーダー以下と充分に小さく、塗膜に充分な導電性を付与できるものであった。 From the results of Table 2, all of the dispersions 1 to 6 (dispersions containing no resin) prepared using basic “CNT-1” (pH is 10.0) as the carbon nanotube (A) The surface resistance of the coating film formed using it was sufficiently small, on the order of 10 9 (Ω) or less, and sufficient conductivity could be imparted to the coating film.

一方、pHが7未満のカーボンナノチューブを用いた比較分散液7〜8は何れも、それを用いて形成した塗膜の表面抵抗が1010(Ω)のオーダー以上と大きく、塗膜に充分な導電性を付与できるものではなかった。 On the other hand, all of Comparative Dispersions 7 to 8 using carbon nanotubes having a pH of less than 7 have a large surface resistance of 10 10 (Ω) or more, and are sufficient for the coating film. The conductivity could not be imparted.

[樹脂(D)を含有する分散液の評価]
<分散液10の調製>
カーボンナノチューブの分散液1を6.0部、樹脂(D)としてスチレンアクリル樹脂(三菱レイヨン社製、ダイヤナールBR52)の15%MIBK溶液を7.4部、MIBK86.6部を、混合、攪拌することによって分散液10を調製した。
[Evaluation of dispersion containing resin (D)]
<Preparation of dispersion 10>
Mixing and stirring 6.0 parts of carbon nanotube dispersion 1 and 7.4 parts of 15% MIBK solution of styrene acrylic resin (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., Dianar BR52) and 86.6 parts of MIBK as resin (D) By doing so, Dispersion 10 was prepared.

<分散液11、12、比較分散液13〜15、分散液16〜19の調製>
表3の第2列に示した分散液1又は2、比較分散液4〜6を用い、更に、分散液10で配合した樹脂溶液に代えて表3に示した樹脂溶液を用いた以外は、分散液10と同様にして分散液11、12、比較分散液13〜15及び分散液16〜19を調製した。
<Preparation of dispersions 11 and 12, comparative dispersions 13 to 15 and dispersions 16 to 19>
Except for using the dispersion liquid 1 or 2 shown in the second column of Table 3 and the comparative dispersion liquids 4 to 6, and using the resin solution shown in Table 3 instead of the resin solution blended with the dispersion liquid 10, Dispersions 11 and 12, comparative dispersions 13 to 15 and dispersions 16 to 19 were prepared in the same manner as dispersion 10.

Figure 2007297255
Figure 2007297255

・表3中の含有量の数値は重量部を表す。
・「ダイヤナールBR52」は、スチレンアクリル樹脂(三菱レイヨン社製)
・「ダイヤナールBR52溶液」は、ダイヤナールBR52のMIBK15%溶液
・「パラロイドB−44」は、MMAコポリマー(ローム&ハース社製)
・「パラロイドB−44溶液」は、パラロイドB−44のMIBK20%溶液
・「UV樹脂」は、下記(1)、(2)及び(3)の、下記部数の混合物である。
(1)ビスコート230D(HDDA2量体、大阪有機化学社製) 0.7部
(2)PET(ペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物、日本化薬社製) 0.7部
(3)KTO45(サートマー社製) 0.1部
(a)2−ヒドロキシ−2−メチル−1−4(1−メチルビニル)フェノールプロパンと2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノンの混合物
(b)トリメチルベンゾフェノンとメチルベンゾフェノンの混合物
(c)フォスフィンオキサイドの混合物
において、(a):(b):(c)=4:4:3(質量比)での混合物
・「セビアンNA」は、スチレンアクリロニトリル共重合体(ダイセルポリマー社製)
・「セビアンNA溶液」は、セビアンNAのMIBK20%溶液
・「エピコート1004」は、エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製)
・「エピコート1004溶液」は、エピコート1004のMIBK20%溶液
-The numerical value of content in Table 3 represents a weight part.
・ "Dianar BR52" is a styrene acrylic resin (Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)
・ "Dynal BR52 solution" is a 15% MIBK solution of Dynal BR52. "Paralloid B-44" is an MMA copolymer (Rohm & Haas)
“Paralloid B-44 solution” is a 20% MIBK solution of paraloid B-44. “UV resin” is a mixture of the following parts of (1), (2) and (3) below.
(1) Biscoat 230D (HDDA dimer, manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.) 0.7 part (2) PET (a mixture of pentaerythritol triacrylate and pentaerythritol tetraacrylate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 0.7 part (3) KTO45 (manufactured by Sartomer) 0.1 part (a) Mixture of 2-hydroxy-2-methyl-1- (1-methylvinyl) phenolpropane and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone (B) Mixture of trimethylbenzophenone and methylbenzophenone (c) Mixture of phosphine oxide In the mixture (a) :( b) :( c) = 4: 4: 3 (mass ratio) , Styrene acrylonitrile copolymer (Daicel Polymer Co., Ltd.)
・ "Sebian NA solution" is a 20% MIBK solution of Sebian NA. "Epicoat 1004" is an epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin).
"Epicoat 1004 solution" is a 20% MIBK solution of Epicoat 1004

<分散液10〜12、比較分散液13〜15、分散液16〜19の評価>
上記分散液又は比較分散液をそれぞれ、テトロンフィルム HS−74(帝人デュポン社製、易接着PETフィルム)上に、バーコーター#3を用いて塗布し、オーブン中で、120℃で2分間加熱乾燥した。この塗膜について、上記方法で表面抵抗、透過率、ヘイズを測定した。結果を表4に示す。
<Evaluation of dispersions 10-12, comparative dispersions 13-15, and dispersions 16-19>
The above dispersion or comparative dispersion was applied onto Tetron film HS-74 (manufactured by Teijin DuPont, easy-adhesion PET film) using bar coater # 3, and dried in an oven at 120 ° C. for 2 minutes. did. About this coating film, the surface resistance, the transmittance | permeability, and the haze were measured by the said method. The results are shown in Table 4.

Figure 2007297255
Figure 2007297255

表4の結果より、カーボンナノチューブ(A)として塩基性の「CNT−1」(pHは10.0)を用いた、樹脂(D)を含有する分散液10〜12及び分散液16〜19は、それを用いて調製した塗膜の表面抵抗が、10(Ω)のオーダー以下と極めて小さく、塗膜に充分な導電性が付与できるものであった。 From the results of Table 4, the dispersions 10 to 12 and the dispersions 16 to 19 containing the resin (D) using basic “CNT-1” (pH is 10.0) as the carbon nanotubes (A) are as follows. The surface resistance of the coating film prepared using it was as small as 10 9 (Ω) or less, and sufficient conductivity could be imparted to the coating film.

一方、カーボンナノチューブのpHが7以下のもの(比較分散液7を用いた比較分散液13、比較分散液8を用いた分散液14及び比較分散液8を用いた分散液15は、それを用いて形成した塗膜の表面抵抗が1010(Ω)以上と大きく、塗膜に充分な導電性を付与できないものであった。 On the other hand, carbon nanotubes having a pH of 7 or less (the comparative dispersion 13 using the comparative dispersion 7, the dispersion 14 using the comparative dispersion 8, and the dispersion 15 using the comparative dispersion 8 are used. The surface resistance of the coating film thus formed was as large as 10 10 (Ω) or more, and sufficient electrical conductivity could not be imparted to the coating film.

本発明のカーボンナノチューブの分散液は、分散性、分散安定性に優れており、また、それを塗布した塗膜は表面抵抗が小さく透過率も大きいので、帯電防止、表面導電性付与、透明性等が要求されるトレー、導電フィルム等、複合材料をはじめ、エレクトロニクス、メカニクス、化学反応材料等にも広く利用されるものである。
The dispersion of carbon nanotubes of the present invention is excellent in dispersibility and dispersion stability, and the coating film coated with the carbon nanotube has low surface resistance and high transmittance, so that antistatic, surface conductivity imparting, transparency It is widely used for composite materials such as trays, conductive films, etc., etc., electronics, mechanics, chemical reaction materials, and the like.

Claims (6)

少なくとも、塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)、分散剤(B)及び有機溶剤(C)を含有することを特徴とする分散液。   A dispersion characterized by containing at least a basic carbon nanotube (A), a dispersant (B) and an organic solvent (C). 塩基性を示すカーボンナノチューブ(A)のpHが、7〜12の範囲である請求項1記載の分散液。   The dispersion liquid according to claim 1, wherein the pH of the carbon nanotube (A) exhibiting basicity is in the range of 7-12. 分散剤(B)のアミン価が、5〜100mgKOH/gの範囲である請求項1又は請求項2記載の分散液。   The dispersion according to claim 1 or 2, wherein the amine value of the dispersant (B) is in the range of 5 to 100 mgKOH / g. 更に、樹脂(D)が溶解されている請求項1ないし請求項3の何れかの請求項記載の分散液。   The dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin (D) is further dissolved. 請求項1ないし請求項4の何れかの請求項記載の分散液を用いた塗布液。   A coating solution using the dispersion according to any one of claims 1 to 4. 請求項5記載の塗布液を塗布してなる構造体。
A structure formed by applying the coating liquid according to claim 5.
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