JP2014196246A - Ｃｎｔ分散液、ｃｎｔ成形体、ｃｎｔ組成物、ｃｎｔ集合体及びそれらの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、ＣＮＴの優れた電気的特性や熱伝導性、機械的性質を維持しつつ、分散性が高く、安定したＣＮＴの分散液、ＣＮＴ成形体、ＣＮＴ組成物、ＣＮＴ集合体及びそれらの製造方法の提供を課題とする。
【解決手段】そして、本発明のＣＮＴ分散液は、分散媒に分散している、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含むＣＮＴの分散液であり、分散液からＣＮＴ集合体を取り出し、乾燥して得られたＣＮＴ集合体が水銀圧入式のポロシメータにて測定した、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径が、０．０２μｍ以上２．０μｍ以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴという）を溶媒に分散させたＣＮＴ分散液、に関する。また、それらの製造方法に関する。
炭素原子のみで構成されるＣＮＴは、電気的特性や熱伝導性、機械的性質の優れた材料である。ＣＮＴは、非常に軽量、且つ、極めて強靱であり、また、優れた弾性・復元性を有する材料である。このように優れた性質を有するＣＮＴは、工業材料として、極めて魅力的、且つ重要な物質である。
ＣＮＴを工業材料として用いる場合、ＣＮＴが均一に分散された溶媒を用いる。例えば、ＣＮＴが均一に分散された溶媒にポリマーを溶かすことによってＣＮＴがポリマーマトリックスに均一に分散したナノコンポジットを製造することができる。また、トランジスタ等の電子機器、電子放出源や二次電池を製造する際には、例えば、ＣＮＴを溶媒に分散した懸濁液を作成し、キャスト、スクリーン印刷、インクジェットなどの印刷技術を用いて基板となる支持部材上に懸濁液のパターンを形成した後、溶媒を乾燥・除去し、所望の形状を得る方法がある。
しかしながら、未だ、十分にカーボンナチューブを溶媒に分散する方法は確立されていない。これはＣＮＴ相互の凝集力（ファンデルワールス力）によって、束状（バンドル化）及び縄状に凝集してしまうためである。したがって、ＣＮＴの特異で有用な性質にもかかわらず、これを均一に分散したポリマー系ナノコンポジットなどを製造することは極めて困難であり、ＣＮＴの各種用途への応用を事実上困難にしている。
ＣＮＴをより均一に分散させるために、特許文献１には、２層ＣＮＴ集合体１０ｍｇ、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム３０ｍｇおよび水１０ｍＬの混合物を超音波ホモジナイザー処理し、続いて２００００Ｇにて遠心処理した後、上清９ｍＬをサンプリングしたときに、上清中のＣＮＴ集合体の含有量が０．６ｍｇ／ｍＬ以上となるＣＮＴ集合体を透明導電性フィルムの材料に用いることが開示されている。このように、従来、ＣＮＴを分散させるためには、良く超音波処理が施されてきたが、ＣＮＴは超音波に晒されると容易に切断されてしまうという問題があった。
また、特許文献２には、非プロトン系有機分散媒、および全芳香族ポリアミドを凝集抑制剤として用いることで、単層ＣＮＴがバンドルを全く形成していないか、あるいは極少数本からなるバンドルとなって存在している安定したＣＮＴ分散液が開示されている。これらの、従来技術においては、ＣＮＴの分散液を製造する際に、ＣＮＴの凝集を抑制し、または、凝集をほどくことで、均一なＣＮＴの分散液を得ていた。
特開２００９−１４９８３２号公報 特開２００７−１６９１２０号公報
従来の分散方法では、できるだけ、ＣＮＴの凝集を抑制し、または、凝集をほどき、孤立したＣＮＴを分散媒に分散させ、安定したＣＮＴ分散液を得ることを目的にしてきた。しかしながら、このような方法においては、ＣＮＴを分散させる際に、ＣＮＴが切断されまたは損傷を受け、その結果、ＣＮＴが本来持っている特性が十分に保持できないという問題があった。逆に、損傷しないように分散させると、分散不足になり、ＣＮＴが凝集し、分散液と分離し、安定した分散液を得ることができなかった。さらには、従来の分散液は、ＣＮＴを高濃度で安定に分散させることができないという問題があった。
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、ＣＮＴに与える損傷が非常に少なく、ＣＮＴの優れた電気的特性や熱伝導性、機械的性質を維持しつつ、分散性が高く、高濃度で安定したＣＮＴ分散液、ＣＮＴ成形体、ＣＮＴ組成物、ＣＮＴ集合体およびそれらの製造方法を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態によると、分散媒に分散している、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含むＣＮＴの分散液であり、前記分散液から前記ＣＮＴ集合体を取り出し、乾燥して得られたＣＮＴ集合体が水銀圧入式のポロシメータにて測定した、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径が０．０２μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とするＣＮＴ分散液が提供される。
前記分散液から取り出したＣＮＴ集合体の微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積が、０．５ｍＬ／ｇ以上である。
分散媒に分散している、前記ＣＮＴ集合体の濃度が０．００１重量％以上である。
前記ＣＮＴ分散液の剪断速度１０／秒での粘度が１０ｍＰａ・ｓ（２５℃）以上５０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）以下である。
前記分散液は、１０日放置してもＣＮＴ集合体と分散媒が分離しない。
レーザー回折で測定した前記ＣＮＴ分散液のＣＮＴ集合体の粒度分布において、１μｍ以上の範囲で計測した累積５０％の粒子径が１０μｍ以上１０００μｍ以下である。
前記分散液から取り出した前記ＣＮＴ集合体を１℃／分で昇温した時の熱重量測定での２００℃から４００℃の重量減少が１０％以下である。
前記分散液から取り出した前記ＣＮＴ集合体が比表面積８００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下を備える。
前記分散液から取り出した前記ＣＮＴ集合体の平均分布サイズが、５００μｍ２以上５００００μｍ２以下である。
また、本発明の一実施形態によると、分散媒に分散している、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含むＣＮＴの分散液であり、前記ＣＮＴ集合体間に配設された網目体およびまたは複数の配向したＣＮＴからなる幹部を備える接続部を備えることを特徴とするＣＮＴ分散液が提供される。
前記ＣＮＴ集合体は、配向した複数のＣＮＴからなる幹部を備える。
前記接続部に延出していることを特徴とする、前記ＣＮＴ集合体に配設された前記幹部を備える。
前記ＣＮＴ集合体の平均分布サイズが、５００μｍ２以上５００００μｍ２以下である。
また、本発明の一実施形態によると、上記ＣＮＴ分散液から取り出したＣＮＴ集合体を備えるＣＮＴ成形体が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、上記ＣＮＴ分散液を基材上に塗布して形成されるＣＮＴ成形体が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、上記ＣＮＴ分散液から取り出したＣＮＴ集合体を基材上に塗布して形成されたＣＮＴ成形体が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、上記ＣＮＴ分散液から取り出したＣＮＴ集合体を含むＣＮＴ組成物が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、上記ＣＮＴ分散液を含むＣＮＴ組成物が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、水銀圧入式のポロシメータにて測定した、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径が０．０２μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とするＣＮＴ集合体が提供される。
前記ＣＮＴ集合体の微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積が、０．５ｍＬ／ｇ以上である。
前記ＣＮＴ集合体を１℃／分で昇温した時の熱重量測定での２００℃から４００℃の重量減少が１０％以下である。
前記ＣＮＴ集合体が比表面積６００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下を備える。
前記ＣＮＴ集合体の導電性が１０Ｓ／ｃｍ以上である。
また、本発明の一実施形態によると、ＣＮＴ集合体を用意する工程と、前記乾燥したＣＮＴ集合体と分散媒を混合して、せん断力を加えて該ＣＮＴ集合体を分散した、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含む分散液を生成する工程と、を備え、前記分散液から前記ＣＮＴ集合体を取り出し、乾燥して得られたＣＮＴ集合体が水銀圧入ＣＮＴ集合体は水銀圧入式のポロシメータにて測定した、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径が０．０２μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする、ＣＮＴ分散液の製造方法が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、さらに前記ＣＮＴ集合体を乾燥する工程を備える。
また、本発明の一実施形態によると、さらに前記ＣＮＴ集合体を分級する工程を備える。
また、本発明の一実施形態によると、ＣＮＴ集合体を用意する工程と、前記ＣＮＴ集合体と分散媒を混合して、せん断力を加えて該ＣＮＴ集合体を分散し、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含む分散液を生成する工程と、前記ＣＮＴ含有分散液から分散媒を除去する工程と、を備えるＣＮＴ成型体の製造方法が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、ＣＮＴ集合体を用意する工程と、前記ＣＮＴ集合体と分散媒を混合して、せん断力を加えて該ＣＮＴ集合体を分散し、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含む分散液を生成する工程と、前記ＣＮＴ分散液を基材上に塗布する工程を備えるＣＮＴ成形体の製造方法が提供される。
また、本発明の一実施形態によると、ＣＮＴ集合体を用意する工程と、前記ＣＮＴ集合体と分散媒を混合して、せん断力を加えて該ＣＮＴ集合体を分散し、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を含む分散液を生成する工程と、前記ＣＮＴ集合体を前記ＣＮＴ分散液から取り出して基材上に塗布する工程を備えるＣＮＴ成形体の製造方法が提供される。
本発明によると、ＣＮＴの優れた電気的特性や熱伝導性、機械的性質を維持しつつ、分散性が高く、高濃度で安定したＣＮＴ分散液、ＣＮＴ成形体、ＣＮＴ組成物、ＣＮＴ集合体およびそれらの製造方法が提供される。
本発明の一実施形態に係るＣＮＴ群１１０の模式図である。 本発明の一実施形態に係る網目体１１３の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。 本発明の一実施形態に係る網目体１１３及び幹部１１５を含むＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係る網目体１１３及び幹部１１５を含むＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係る網目体１１３及び幹部１１５を含むＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係る網目体１１３及び幹部１１５を含むＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ群１１０のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７の接続部１２０のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７の接続部１２０のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７の接続部１２０のＳＥＭ像である。 半年間静置保管した本発明の一実施形態に係るＣＮＴ分散液１００の光学写真である。 半年間静置保管した比較例のＣＮＴ分散液１０００の光学写真である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ分散液１００の合成装置２０００の模式図である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ分散液１００の合成装置２０００の模式図である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ群７１０のＳＥＭ像であり、左図はＣＮＴ群７１０のＳＥＭ像であり、右図はＣＮＴ集合体７１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ群８１０のＳＥＭ像であり、左図はＣＮＴ群８１０のＳＥＭ像であり、右図はＣＮＴ集合体８１７のＳＥＭ像である。 本発明の一実施形態に係るＣＮＴ群９１０のＳＥＭ像であり、左図はＣＮＴ群９１０のＳＥＭ像であり、右図はＣＮＴ集合体９１７のＳＥＭ像である。
以下、図面を参照して本発明に係るＣＮＴ分散液、ＣＮＴ成形体、ＣＮＴ組成物、ＣＮＴ集合体及びそれらの製造方法について説明する。本発明のＣＮＴ分散液、ＣＮＴ成形体、ＣＮＴ組成物、ＣＮＴ集合体及びそれらの製造方法は、以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態及び後述する実施例で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（ＣＮＴ集合体の分散液）
従来の技術開発は、できるだけ、ＣＮＴを単一もしくは孤立に分散させる方向で発展してきたが、本発明は、それとは大きく異なる技術思想に基づくものである。すなわち、本発明に係るＣＮＴ分散液の製造方法は、ＣＮＴを単一もしくは孤立にして、分散媒中に分散させるのではなく、ＣＮＴの集合体を、安定にかつ高濃度で分散媒中に分散させるものである。従来のＣＮＴ集合体は、一般的に、ＣＮＴのバンドルもしくは凝集体であり、分散性が低く、そのような形態のＣＮＴ集合体を分散媒中に安定に存在させることは著しく困難であった。本発明者らは、多数の実験を繰り返した結果、特定の特性、及び構造を有するＣＮＴ集合体が、分散媒中に安定して分散することを見いだし、本発明を得るに至った。すなわち、本発明の実施形態に係るに係るＣＮＴの分散液は、単一もしくは孤立したＣＮＴを分散させたものではなく、複数のＣＮＴからなる網目体を備えたＣＮＴ集合体を分散媒に分散して成ることを特徴とする。
図１は、本発明の実施形態に係るＣＮＴ群１１０の模式図である。ＣＮＴ群１１０は、網目体１１３、幹部１１５、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備える複数のＣＮＴ集合体１１７からなる。ここで網目体とは、図２、図３の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像に示すような、微細な細孔（隙間）を有するＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）とＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）の不織布のような形態のネットワーク構造のことを示す。網目体１１３を有するＣＮＴ集合体１１７は、ＣＮＴ間（もしくはＣＮＴのバンドル間）が適当にほどけており、分散媒が容易に含浸できる隙間がＣＮＴ間（もしくはＣＮＴのバンドル間）に存在するために、分散能に優れていると考えられる。さらには、網目体１１３を構成するＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）は実質的に無配向であることが好ましい。
また、単一もしくは孤立したＣＮＴからなる分散液ではなく、網目体１１３を備えるＣＮＴ集合体１１７を含む分散液１００は、ＣＮＴ集合体１１７による、非常に発達した、広い領域の細部まで張り巡らされたＣＮＴのネットワークを備えるため、ＣＮＴが本来持っている特性を十分に発揮できるという利点がある。本発明の実施形態に係るに係るＣＮＴ分散液１００は、適宜、本発明の効果を損なわない範囲で、バラバラなＣＮＴ、及び、束状のＣＮＴのバンドルを含んでいても良い。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７は、水銀圧入法を用いて計測した、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径が０．０２μｍ以上、より好ましくは、０．０３μｍ以上、さらに好ましくは０．０４μｍ以上、また、２．０μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以下、さらに好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．７μｍ以下、さらに好ましくは０．５μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。また、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は、０．５ｍＬ／ｇ以上、より好ましくは０．６ｍＬ／ｇ以上、さらに好ましくは０．７ｍＬ／ｇ以上、さらに好ましくは、０．８ｍＬ／ｇ以上である事が好ましい。好適な細孔容積の上限は特にはないが、ＣＮＴ集合体１１７の細孔容積は一般的に２０ｍＬ／ｇ以下、より好ましくは１０ｍＬ／ｇ以下、さらに好ましくは５ｍＬ／ｇ以下となる。このような、細孔を有するＣＮＴ集合体１１７は、網目体１１３を形成するＣＮＴの間に適当な隙間（細孔）が数多く存在するため、分散媒がＣＮＴの間に含浸し、ＣＮＴの表面と接触することが容易である。そのため、ＣＮＴと分散媒の相互作用が増加し、ＣＮＴが分散媒中に溶融しやすくなり、結果として、このような、細孔径を有するＣＮＴ集合体１１７は、分散媒中に安定に分散する。さらには、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲において、微分細孔容量が極大となる細孔径は、一つ（微分細孔容量のピークが一つ）であることが好ましい。このような微分細孔容量を有するＣＮＴ集合体１１７集合体は、細孔径が均一なため、分散媒中に分散しやすくなる。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７は、従来のＣＮＴ集合体に比較して非常に分散性に優れるものであるが、分散媒中のＣＮＴ集合体を適切に特定することが困難であるため、以下に記載の方法でＣＮＴ集合体１１７を含むＣＮＴ分散液１００よりＣＮＴを取り出しＣＮＴ成形体１５０として、ＣＮＴ成形体１５０を評価し、それをもってＣＮＴ集合体１１７の特性を規定するものである。
ＣＮＴ分散液１００からＣＮＴ集合体１１７を含むＣＮＴを取り出す方法は、適宜公知の手段を用いてもよい。例えば、ＣＮＴ集合体１１７は以下の手順でＣＮＴ分散液１００より取り出してもよい。ＣＮＴを１００ｍｇ含むＣＮＴ集合体１１７を含むＣＮＴ分散液１００を準備する。真空引きの出来る容器にミリポア紙（MILLIPORE社製Filter Membrane：DURAPORE（登録商標）(0.22μm GV，直径45mm）をセットし、ＣＮＴの分散液１００をミリポア紙で濾過する。ＣＮＴ集合体１１７をミリポア紙上に堆積させ、７０μｍ程度の厚みの薄膜状のＣＮＴ成形体を作成する。ミリポア紙の上に堆積したＣＮＴを２枚のろ紙で挟み、７０℃で１２時間真空乾燥する。乾燥後は、ミリポア紙から薄膜状のＣＮＴ成形体は容易に剥離し、目的の試料を得る。本発明の実施形態においては、係る試料を用いて、ＣＮＴ集合体１１７の微分細孔容積、細孔容量、比表面積、純度、熱重量等を測定する。
本発明の実施形態に係るＣＮＴの剪断速度１０／秒でのＣＮＴ分散液１００の粘度は、１０〜５０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）、より好ましくは２０〜２０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）の範囲内の値となる。このような粘度を有するＣＮＴ分散液１００は、ＣＮＴ集合体１１７の網目同士が適宜に接触し絡み合っているため、分散媒中でＣＮＴ集合体１１７が安定し、安定したＣＮＴ分散液１００を与える。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００中のＣＮＴの濃度の下限は、ＣＮＴ分散液１００全体に対し０．００１重量％以上、より好ましくは、０．００２重量％以上、さらに好ましくは０．００５重量％以上、さらに好ましくは０．０１重量％以上である。このような高濃度のＣＮＴ分散液が得られることは本発明の特長の一つである。通常ＣＮＴを、分散剤を用いずに、高濃度で安定に溶媒中に分散させることは困難である。例えば、超音波処理で本発明の製造法によるＣＮＴをＭＩＢＫ中に分散させた場合、０．０００６重量％以上ではＣＮＴと溶媒がすぐに分離してしまう。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００中のＣＮＴの濃度の上限に特段の制限はないが、ＣＮＴの濃度が大きいと粘度が高くなり、成形加工が困難となる。ＣＮＴ分散液１００中のＣＮＴの濃度はＣＮＴ分散液１００全体に対し２０重量％以下であることが好ましく、好ましくは１５重量％以下、１０重量％以下、さらに最も好ましくは５重量％以下である。このような、ＣＮＴの濃度を有するＣＮＴ分散液１００は、ＣＮＴ集合体１１７の網目が高濃度で分散液中に存在するので、相互に適宜に接触して分散液中に存在していると推察され、その結果、分散媒中でＣＮＴ集合体１１７が安定し、安定したＣＮＴ分散液１００を与える。このような高濃度のＣＮＴ分散液は、成形加工の製造効率を大幅に向上させるため、ＣＮＴ成形体、組成物の製造上極めて好ましい。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７の粒度分布はレーザー回折を用いて評価することが好ましい。測定領域１μｍ以上の範囲において、得られたＣＮＴ集合体の粒度分布の累積５０％の粒子径（メディアン径）は１０μｍ以上、より好ましくは、１５μｍ、さらに好ましくは１０μｍ以上で、１０００μｍ以下、さらに好ましくは７５０μｍ以下であることが好ましい。このようなメディアン径を有するＣＮＴ分散液は、分散性に優れ、かつＣＮＴの本来持つ導電性等の特性が保持されているため、好適である。
本発明の実施形態において、ＣＮＴ集合体１１７のサイズや構造は以下の方法で作成した試料での観察結果により規定するものとする。ＣＮＴ分散液１００を約１ｍｌ準備する。試料をコートする基板（ＳＥＭ観察の場合はシリコン、光学顕微鏡の場合はスライドグラス）を容器状になったコート部の中央にある真空管上にセットする。基板を真空管上にセットしたら、その上に約０．１ｍｌの溶液を基板中央に垂らして、回転条件は、３０００ＲＰＭ×３０秒でスピンコートを行う。試料の粘度が低い場合は、１０００ＲＰＭ×３０秒のほうが均一にコートされる。基板上のＣＮＴ集合体１１７の広がり具合に問題がある場合は、回転数を変えて微調整する。このようにして、ＣＮＴ分散液１００をスピンコート等の適宜の公知の手段により、非常に薄くガラス等の基板上に塗布して、ＣＮＴ集合体１１７同士が重ならないような試料を準備する。その試料を光学顕微鏡、電子顕微鏡等の適宜な観察手段を用いてＣＮＴ集合体１１７の構造や形状を測定する。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７の分布中心サイズの下限は、５００μｍ２以上、より好ましくは、１０００μｍ２以上、さらに好ましくは２０００μｍ２以上であることが好ましく、上限は、５００００μｍ２以下、より好ましくは３００００μｍ２以下である。このようなＣＮＴ集合体１１７の分布中心サイズを備えるＣＮＴ集合体１１７は、分散性に優れ、かつＣＮＴの本来持つ導電性等の特性が保持されているため、好適である。
ＣＮＴ集合体１１７の分布中心サイズは以下の手順で測定する。上記した、基材上にＣＮＴ集合体１１７が重ならないように塗布された試料の表面を倍率２００倍で観察し、サイズが１０μｍ以上の無作為に抽出したＣＮＴ集合体１１７の面積をパブリックドメインの画像処理ソフト（ｉｍａｇｅ Ｊ）により解析し、二次元面積を求めることで、ＣＮＴ集合体１１７のサイズを求める。無作為に抽出した１００個のＣＮＴ集合体１１７でのサイズを求め、その平均値をＣＮＴ集合体１１７の分布中心サイズとする。
ＣＮＴ集合体１１７は、図４、図５に示すような、配向した複数のＣＮＴからなる、幹部１１５を備えることが好ましい。幹部１１５は周囲の網目体１１３よりもＣＮＴの密度が高く、かつ複数の配向したＣＮＴからなる繊維状のＣＮＴの集合体である。幹部１１５から無数のＣＮＴが離散集合し、網目体１１３を構成する。また、幹部１１５同士も融合離散を繰り返し、ＣＮＴ集合体１１７中に発達したＣＮＴのネットワークを形成する。ＣＮＴ集合体１１７中の幹部１１５と網目体１１３は、それぞれ、人体の静脈・動脈、および毛細血管のような役割を果たすと考えられる。いわば、網目体１１３は、非常に発達した、広い領域の細部まで張り巡らされたＣＮＴのネットワークであり、分散媒等のＣＮＴと異なる材料と、ＣＮＴ集合体１１７が効率良く相互作用する場を与える。幹部１１５は、相互作用の結果として、網目体１１３で、授与された、電子や、フォノン、力学的ストレスをＣＮＴ集合体１１７中に効率良く減衰させることなく遠方に伝達する機能を持つ。すなわち、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体１１７は、ＣＮＴ分散液１００から成形体およびまたは組成物を製造した際に、電子や、フォノン、力学的ストレスなどが効率良くＣＮＴ間を伝達するために、ＣＮＴが本来持っている特性を十分に発揮できるという利点がある。
幹部１１５はＣＮＴの密度が高いために、基材上にＣＮＴ集合体１１７を塗布した際に、周囲の網目体１１３よりも高さが高くなる。ＣＮＴ集合体１１７に含まれる幹部１１５を規定するためには、ＣＮＴ集合体１１７を上記の方法で基材上に塗布し、レーザー顕微鏡で観察するとよい。具体的には、図６に示すように、レーザー顕微鏡により、ＣＮＴ集合体１１７の高低が図示され、周囲よりも高さが高く、複数の配向したＣＮＴからなる繊維状の構造を幹部１１５と規定できる。
さらには、隣接するＣＮＴ集合体１１７との間にＣＮＴが配設された接続部１２０が存在することが好ましい。複数のＣＮＴ集合体１１７とそれらを接続する接続部１２０をまとめて、ここではＣＮＴ群１１０と呼ぶ。ＣＮＴ群１１０の一例を図７に示す。ＣＮＴ群１１０は、孤立したＣＮＴ集合体１１７よりも、ＣＮＴのネットワークがより遠距離まで連続しているために、ＣＮＴ分散液１００から成形体およびまたは組成物を製造した際に、ＣＮＴが本来持っている特性を十分に発揮できるという利点がある。
接続部１２０は網目体１１３（図８）、および／または、幹部１１５（図９）を備えることが必要である。また、接続部１２０が幹部１１５を備える際には、図１０のように、ＣＮＴ集合体１１７に配設された幹部１１５が、接続部１２０に延出していることが好ましい。このような構造は、接続部でのＣＮＴ集合体１１７の電気的、熱的、力学的接続が良好になるため、ＣＮＴ分散液１００から成形体およびまたは組成物を製造した際に、ＣＮＴが本来持っている特性を十分に発揮できるという利点がある。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００に用いられるＣＮＴ集合体１１７は、単層ＣＮＴを含むことが好ましい。単層ＣＮＴは比表面積が大きいため、安定した分散液を得るために好適である。ＣＮＴ集合体１１７における単層ＣＮＴの割合（ＣＮＴ集合体１１７中に占めるＣＮＴのうち、単層ＣＮＴが占める割合（２層比、多層比）は、大きな比表面積を得るために、１００本中７０本以上であることがより好ましく、７５本以上であることが特に好ましい。全てが単層ＣＮＴであってよいが、現実的には、得られる物性と製造効率上の点から、単層ＣＮＴの本数の上限は、１０００本中９９８本以下である。
上記ＣＮＴ集合体１１７中の単層ＣＮＴの割合は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、倍率４０万倍で観察し、７５ｎｍ四方の視野の中で視野面積の１０％以上がＣＮＴ集合体１１７である視野中から任意に抽出した１００本のＣＮＴについて層数を評価し、単層ＣＮＴの本数を確認することにより行うことができる。一つの視野中で１００本の測定ができない場合は、１００本になるまで複数の視野から測定する。このとき、ＣＮＴ１本とは視野中で一部ＣＮＴが見えていれば１本と計上し、必ずしも両端が見えている必要はない。また視野中で２本と認識されても視野外でつながって１本となっていることもあり得るが、その場合は２本と計上する。
本発明のＣＮＴ集合体１１７を構成するＣＮＴの比表面積は、未開口のＣＮＴが主であれば、６００ｍ２／ｇ以上が好ましく、７００ｍ２／ｇ以上、より好ましくは８００ｍ２／ｇ以上、より好ましくは１０００ｍ２／ｇ以上がより好ましい。また、開口のＣＮＴが主であれば１３００ｍ２／ｇ以上が好ましく、１５００ｍ２／ｇ以上がより好ましい。ＣＮＴの比表面積は、大きければ大きいほど好ましいが、理論的計算によれば、未開口のものは１３００ｍ２／ｇ程度であり、開口したものは２６００ｍ２／ｇ程度であると説明されている。上述のような高比表面積を有するＣＮＴ集合体１１７は、ＣＮＴと分散媒が接触する表面積が大きいため、ＣＮＴと分散媒の相互作用が増加し、ＣＮＴ集合体１１７が安定に分散媒中に分散する。方や比表面積が８００ｍ２／ｇに満たないＣＮＴを主とするＣＮＴ集合体１１７は、ＣＮＴと分散媒が相互作用する表面積が小さいため、ＣＮＴ集合体１１７を安定に分散するのに好ましくない。
本実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７を構成するＣＮＴにおいては、炭素純度９８ｍａｓｓ％以上、および／または、金属不純物が１ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。不純物は、網目体１１３の形成を妨げ、ＣＮＴの分散を阻害する。炭素純度９８ｍａｓｓ％以上、および／または、金属不純物が１ｍａｓｓ％以下のＣＮＴは、安定したＣＮＴ分散液１００を作成する上で好適である。本発明のＣＮＴの純度は、蛍光Ｘ線を用いた元素分析結果から得られる。炭素純度に上限はないが、製造上の都合から、９９．９９９９％以上の炭素純度を得ることは困難である。金属不純物の下限はないが、製造上の都合から金属不純物を０．０００１％以下にすることは困難である。炭素純度が９８％以下、および／または、金属不純物が１ｍａｓｓ％以上であると、良好な網目体１１３の形成が妨げられる。
本発明の実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７は、１℃／分で昇温した時の熱重量測定（Thermogravimetry）での２００℃から４００℃の重量減少が１０％以下である。この重量減少は、ＣＮＴ集合体１１７を空気雰囲気下、熱分析することで測定が可能である。約１ｍｇの試料を示差熱分析装置に設置し、空気中、１℃／分の昇温速度にて室温から９００℃まで昇温する。２００℃から４００℃の重量減少とは、その時の２００℃から４００℃の間での重量減少量の、室温から９００℃の間での重量減少量に対する割合のことである。
一般に、ＣＮＴ以外のアモルファスカーボンなどの炭素不純物は４００℃以下で分解するため、炭素不純物を含むＣＮＴ集合体１１７の熱重量測定をおこなうと、２００℃から４００℃の間での重量減少が観測される。炭素不純物が多いほど２００℃から４００℃での重量減少率が高くなる。ＣＮＴ集合体１１７が炭素不純物を含むと、炭素不純物がＣＮＴ同士をくっつけてしまうため、ＣＮＴ集合体１１７の分散性が低下する。そこで、安定なＣＮＴ分散液１００を得るためには、炭素不純物が少ないＣＮＴ集合体１１７が好ましい。
本実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７は、上記した特性と構造を有するために、極めて安定に分散媒中に分散するという優れた特徴を有する。後述するように、実施例１の方法で製造した、ＣＮＴ分散液１００は、図１１に示すように、半年間の静置保管においてもＣＮＴ集合体１１７と分散媒は分離することなく、分散を保持した。これに対して、比較例１のＣＮＴ分散液１０００は、１〜２日程度の間しか分散を保持できず、ＣＮＴ集合体と分散媒が分離してしまった。
ここでいう分散とは、図１１のように、目視で、ＣＮＴ集合体１１７が分散媒中に散らばっている状態をいう。また、ここでいう分離とは、図１２のように、目視で、ＣＮＴ集合体が分散媒と分かれて離れている状態のことをいう。本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００は、１０日、より好ましくは２０日、放置してもＣＮＴ集合体１１７と分散媒が分離しない。
（ＣＮＴの分散液の製造方法）
ＣＮＴ集合体の製造方法としては、本明細書で規定した条件を満たすＣＮＴ集合体が得られる限り限定はないが、例えば以下の製造方法が例示される。
本発明が適用されるＣＮＴ分散液１００に分散させるＣＮＴバルク集合体１０の合成装置の一例を図１３に示す。この合成装置２０００は触媒層２０２０を備える基材２０１０を受容する例えば石英ガラス等からなる合成炉２０３０と、合成炉２０３０の上壁に設けられ、合成炉２０３０と連通するガス供給管２０４０と、下流側の下壁もしくは側壁に設けられ、合成炉２０３０と連通するガス排気管２０５０と、合成炉２０３０を外囲して設けられた例えば抵抗発熱コイルなどからなる加熱手段２０６０と、炉内温度を所定の温度に調整するための加熱温度調整手段と、加熱手段２０６０と加熱温度調整手段により、所定温度に加熱された合成炉２０３０内の加熱領域２０７０と、を備える。また、加熱体積が排気体積より大きくなるように、合成炉２０３０内の加熱領域２０７０に、触媒層２０２０を備える基材２０１０を保持するための基材ホルダ２０８０が設けられている。
基材ホルダ２０８０および／または、触媒層２０２０の上方の加熱領域２０７０内には、ガス供給管２０４０から供給される原料ガスを分配・分散させ、複数の方向へ流れる原料ガス流を形成させるガス流形成手段２２１０が配置されている。ガス流形成手段２２１０は、基材２０１０の表面に対して略平行の複数の方向に原料ガスの流れを形成する。またガス流形成手段２２１０には、基材２０１０の平面に対して略垂直方向の原料ガス流を形成する複数のガス噴出手段２２２０が設けられている。ガス噴出手段２２２０は、基材２０１０の表面に対して、略平行な同一面内に配設されている。
このようなガス流形成手段２２１０を用いることにより、ガス供給管２０４０から供給された原料ガスを、基材２０１０の平面と略平行な平面に展開・分散してから、基材２０１０の平面と略垂直方向から触媒と接触させることができる。そのため原料ガスを、基材２０１０上の触媒を配置した領域に単位面積あたりの供給量を略均一にして触媒に接触させることができるため、均一な構造と特性を有するＣＮＴバルク集合体１０を得ることができ、安定したＣＮＴ分散液１００を製造する上で好適である。
ガス噴出手段２２００と触媒層２０２０の間には、滞留時間を増加およびまたは調整するために、意図的に増加およびまたは調整された加熱体積と、ガス流形成手段２２１０と接続かつ連通された、複数枚の複数の孔を備える板状の整流板からなる乱流抑制手段２２２０から構成される滞留時間調整手段２１４０が設けられている。加熱体積を増加させるため、基材２０１０上に設けられた触媒層２０２０の表面と、該触媒表面に対向して設けられたガス噴出手段２２００との距離を４０ｍｍ以上（より好ましくは７０ｍｍ）とする。
このようにすれば、滞留時間調整手段２１４０中の、原料ガスの流路の断面積が大きくなり、加熱体積、及び、滞留時間を増加・調整させることが容易になる。
原料ガスが加熱領域２０７０内で加熱される加熱体積を増加させ、従来は長くすることを検討されなかった滞留時間が長くなる方向に調整した。そのため、原料ガスの分解が促進し、ＣＮＴの成長により好適な形態の原料ガスを触媒に接触させ、従来よりも効率良く原料ガスをＣＮＴに転化することで、ＣＮＴへの炭素不純物の付着を抑制することができるため、安定したＣＮＴ分散液１００を得る上で好適である。
乱流抑制手段２２２０は滞留時間調整手段２１４０内の原料ガスの乱流を抑制し、滞留時間調整手段２１４０内を流れる原料ガスの滞留時間を、略等しくし、結果として、基材２０１０上の触媒に接触する際の滞留時間を、略等しくすることに格段の効果を奏する。意図的に増加させた加熱体積を有する加熱領域２０７０内では、乱流が発生しやすく、乱流があると、滞留時間調整手段２１４０内を流れる原料ガスの滞留時間が長くはなるものの、等しくならない。滞留時間を等しくすると、炭素不純物の発生を抑制することに好適であるため、安定したＣＮＴ分散液１００を得る上で好適である。
合成装置は、ＣＮＴの原料となる炭素化合物を収容する原料ガスボンベ２０９０、触媒賦活物質を収容する触媒賦活物質ボンベ２１００、原料ガスや触媒賦活物質のキャリアガスを収容する雰囲気ガスボンベ２１１０、および触媒を還元するための還元ガスボンベ２１２０を備えており、これらのボンベからのそれぞれのガスの供給量をガスフロー装置で制御可能な炭素重量フラックス調整手段２１３０を備えている。炭素重量フラックス調整手段２１３０は最適化された量の原料ガスを触媒に接触させるために好適である。
本発明に係るＣＮＴバルク集合体１０の製造は、基材２０１０上に触媒層を製造し、その触媒から複数のＣＮＴを化学気相成長（合成）させるものである。
図１３および図１４を参照しながら説明すると、先ず、ガス供給管２０４０から供給された雰囲気ガス（例えばヘリウム）が満たされた合成炉２０３０内に、触媒層２０２０（例えばアルミナ−鉄薄膜）を別工程で予め成膜した基材２０１０（例えばシリコンウエハ）を搬入し、基材ホルダ２０８０に載置する。このとき、触媒層２０２０表面と原料ガスの流路とが概して垂直に交わるように基材２０１０を配設し、原料ガスが効率良く触媒に供給されるようにする。
また、基材２０１０を排気体積２１６０は加熱体積２１５０よりも小さくなるように、加熱領域２０７０内に設置することで、触媒層２０２０と接触した原料ガスが速やかに排気されるようにする。さらに、合成炉２０３０内の原料ガスの滞留時間は滞留時間調整手段２１４０によって予め、ＣＮＴの成長に最適になるように調整されている。
次いでガス供給管２０４０から合成炉２０３０内に還元ガス（例えば水素）を供給しながら、合成炉２０３０内を所定の温度（例えば７５０℃）に加熱し、その状態を所望の時間保持するフォーメーション工程を行う。この還元ガスにより、触媒層２０２０が微粒子化され、ＣＮＴの触媒として好適な状態に調整される。フォーメーション工程においては、必要に応じて触媒賦活物質を添加してもよい。
次いで炭素重量フラックス調整手段２１３０を用いてガス供給管２０４０からの還元ガスおよび雰囲気ガスの供給を所望（反応条件）に応じて停止あるいは低減すると共に、原料ガス（例えばエチレン）と、雰囲気ガスと、触媒賦活物質（例えば水）とを、ガス供給管２０４０から供給する。ガス供給管２０４０から供給されたこれらのガスは、基材２０１０の平面に対して略平行方向の複数の方向に向いたガス流を形成した後に、噴出孔から基材２０１０の平面に対して略垂直方向から略均一の量で、基材２０１０上の触媒層２０２０の表面に吹きかけられる、
また、これらのガスは滞留時間調整手段２１４０によって、増加・調整された加熱体積２１５０を流れ、最適化された滞留時間を経た後に、炭素重量フラックス調整手段２１３０を用いて最適化された量で触媒層２０２０の表面に接触し、基材２０１０に被着した触媒微粒子から高速にかつ高収量で効率良くＣＮＴが成長する（成長工程）。さらには、乱流抑制手段２２００を用いることで、これらのガスは、略等しい滞留時間で、基材２０１０上の触媒微粒子に接触する。また、触媒層２０２０に接触した後には、これらのガスは速やかにガス排気管２０５０より排気され、炭素不純物の発生は最小限に抑えられる。
ＣＮＴの生産終了後、合成炉２０３０内に残余する、原料ガス、触媒賦活物質、それらの分解物、または合成炉２０３０内に存在する炭素不純物等がＣＮＴバルク集合体１０へ付着することを抑制するために、雰囲気ガスのみを流し、ＣＮＴバルク集合体１０への不純物の接触を抑制する（炭素不純物付着抑制工程）。
このようにして、基材２０１０上の触媒層２０２０から同時に成長した複数のＣＮＴは、触媒層２０２０に直交する向きに成長して、配向し、高さが概ねそろった高比表面積、高純度のＣＮＴバルク集合体１０を構成する。上記した方法で合成した、配向したＣＮＴバルク集合体１０はＣＮＴ同士が適切に絡み合っていて、基材から剥離した際に、ＣＮＴがばらばらにならず、適切なサイズの集合体状で剥離しやすい。さらには、ＣＮＴバルク集合体１０は炭素不純物の発生と付着が抑制されていて、ＣＮＴ間に適切な隙間があるため、ＣＮＴがほどけやすく、分散性が高い。さらには、ＣＮＴが高比表面積である。このようなＣＮＴバルク集合体１０は、安定したＣＮＴ分散液１００を得るために好適である。
次に、ＣＮＴバルク集合体１０を基板から物理的、化学的あるいは機械的な方法を用いて剥離する。剥離方法としては、例えば電場、磁場、遠心力、および表面張力を用いて剥離する方法、基板から機械的に直接剥ぎ取る方法、圧力や熱を用いて基板から剥離する方法などが適用可能である。また、ＣＮＴバルク集合体１０をカッターブレードなどの薄い刃物を使用して基板から剥ぎ取る方法や。真空ポンプを用いてＣＮＴバルク集合体１０を吸引し、基板から剥ぎ取る方法が網目体１１３を有するＣＮＴ集合体１１７を得る上で好ましい。
本発明の実施形態に係るＣＮＴバルク集合体１０を分級工程により分級すると好ましい。本実施形態に係る分級工程は、ＣＮＴバルク集合体１０の大きさを所定の範囲にすることで、均一なサイズのＣＮＴバルク集合体１０を得る工程である。合成基板から剥離したＣＮＴバルク集合体１０は、サイズの大きな塊状の合成品も含まれる。これらのサイズの大きな塊状のＣＮＴバルク集合体１０は分散性が低いため、安定した分散液の作成を阻害する。そこで、網、フィルター、メッシュ等を通過した、大きな塊状のＣＮＴバルク集合体１０を除外したＣＮＴバルク集合体１０だけを以後の工程に用いると、安定したＣＮＴ分散液１００を得る上で好適である。
分散工程の前にＣＮＴバルク集合体１０の乾燥工程を実施するのが好ましい。特に、疎水性溶媒を用いる場合は乾燥工程を実施することは、分散性を高めるのに好適である。本発明の実施形態に係るＣＮＴバルク集合体１０を構成するＣＮＴは大きな比表面積と、適宜な細孔径を有するために、大気中に保存、搬送時に、容易に大気中の水分を吸着する。このように水分が吸着した状態では、水の表面張力により、ＣＮＴ同士がくっついているため、ＣＮＴバルク集合体１０が非常にほどけにくくなり、優れた分散性を有する網目体１１３を有するＣＮＴ集合体１１７の形成を妨げる。そこで、分散工程の前にＣＮＴバルク集合体１０の乾燥工程を実施することで、ＣＮＴバルク集合体１０に含まれる水分を除去し、分散媒への分散性を高めることができる。本実施形態に係る乾燥工程には、例えば、加熱乾燥や真空乾燥を用いることができ、加熱真空乾燥を好適に用いる。
次に、本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００の製造方法について説明する。本発明に係るＣＮＴ分散液１００は、上述した合成基板から剥離したＣＮＴバルク集合体１０を分散媒に分散させて製造する。このようなＣＮＴバルク集合体１０は、上述の分散工程により、高度に分散され、図３に示したようなＣＮＴ集合体１１７となる。
従来のＣＮＴ分散液の分散工程には、ＣＮＴの分散には、攪拌器、ホモジナイザー、コロイドミル、フロージェットミキサー、ディゾルバー、ペイントコンディショナー、マントン乳化装置、ジェットミル、超音波装置等の分散装置を用いることができる。また、公知の粉砕化手段、例えば、ボールミリング（ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ビーズミル、等）、サンドミリング、コロイドミリング、ジェットミリング、ローラーミリング、更に、縦型あるいは横型のアジテーターミル、アトライター、コロイドミル、３本ロールミル、パールミル、スーパーミル、インペラー、デスパーサー、ＫＤミル、ダイナトロン、加圧ニーダー等の分散機を用いることができる。特に、剪断応力によりＣＮＴを分散させる方法は好ましい。本発明の実施形態に係るＣＮＴ集合体１１７の分散液の分散工程には、ジェットミルを用いるのが好ましい。特に、湿式ジェットミルを好適に用いることができる。湿式ジェットミルは、溶媒中の混合物を高速流として、耐圧容器内に密閉状態で配置されたノズルから圧送するものである。耐圧容器内で対向流同士の衝突、容器壁との衝突、高速流によって生じる乱流、剪断流などによりＣＮＴバルク集合体１０を分散させる。湿式ジェットミルとして、例えば、株式会社常光のナノジェットパル（JN10、JN100、JN1000）を用いた場合、本発明の実施形態に係るＣＮＴの分散液１００の分散工程における処理圧力は、１０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下の範囲内の値が好ましい。
このように製造した本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００は、ＣＮＴの優れた電気的特性や熱伝導性、機械的性質を維持しつつ、分散性が高く、安定した網目体１１３を備えるＣＮＴ集合体１１７の分散液を提供することができる。
本発明の本実施形態に係るＣＮＴの分散媒に用いる溶媒として、親水性溶媒、疎水性溶媒の何れも用いることができる。親水性溶媒としては、カーボネート類（エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ブチレンカーボネート等）、エーテル類（テトラヒドロフラン等）、ケトン類（アセトン等）、低級アルコール類（メタノール、エタノール等）、アセトニトリルなどが挙げられる。また、疎水性溶媒としては、炭化水素類（トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等）、塩素含有炭化水素類（メチレンクロリド、クロロホルム、クロロベンゼン等）、エーテル類（ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等）、エーテルアルコール（エトキシエタノール、メトキシエトキシエタノール等）、エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル等）、ケトン類（シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、４−メチルペンタン−２−オン、メチルイソブチルケトン等）、アルコール類（イソプロパノール、フェノール等）、低級カルボン酸（酢酸等）、アミン類（トリエチルアミン、トリメタノールアミン等）、窒素含有極性溶媒（Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、ニトロメタン、Ｎ−メチルピロリドン等）、硫黄化合物類（ジメチルスルホキシド等）などを用いることができる。本実施形態に係るＣＮＴ分散液１００に用いる溶媒として、ＣＮＴの良溶媒である、メチルイソブチルケトン（以下、ＭＩＢＫという）が好ましい。
本発明では、分散剤を用いなくても、高濃度で安定なＣＮＴ分散液が得られるが、さらに分散性や安定性を向上させるために、分散剤を用いてもよい。分散剤としては、公知のいずれのものを用いてもよく、界面活性剤、各種高分子材料等をＣＮＴ分散液１００に添加してもよい。分散剤は、ＣＮＴバルク集合体１０の分散能や分散安定化能等を向上させるのに役立つ。界面活性剤は、イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤に分けられるが、本発明の実施形態ではいずれの界面活性剤を用いることも可能である。界面活性剤としては、例えば以下のような界面活性剤があげられる。かかる界面活性剤は単独でもしくは２種以上を混合して用いることができる。
イオン性界面活性剤は、陽イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤および陰イオ性界面活性剤にわけられる。陽イオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩などがあげられる。両イオン性界面活性剤としては、アルキルベタイン系界面活性剤、アミンオキサイド系界面活性剤がある。陰イオン性界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸塩等の芳香族スルホン酸系界面活性剤、モノソープ系アニオン性界面活性剤、エーテルサルフェート系界面活性剤、フォスフェート系界面活性剤およびカルボン酸系界面活性剤などがあげられる。中でも、分散能、分散安定能、高濃度化に優れることから、芳香環を含むもの、すなわち芳香族系イオン性界面活性剤が好ましく、特にアルキルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸塩等の芳香族系イオン性界面活性剤が好ましい。
非イオン性界面活性剤の例としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの糖エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレン樹脂酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエチルなどの脂肪酸エステル系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリプロピレングリコールなどのエーテル系界面活性剤、ポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルジブチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルベンジルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルビスフェニルエーテル、ポリオキシアルキルクミルフェニルエーテル等の芳香族系非イオン性界面活性剤があげられる。中でも、分散能、分散安定能、高濃度化に優れることから、芳香族系非イオン性界面活性剤が好ましく、中でもポリオキシエチレンフェニルエーテルが好ましい。
上述した分散性が高く、安定した本発明の実施形態に係るＣＮＴ分散液１００や、ＣＮＴ分散液１００からＣＮＴ集合体１１７を含むＣＮＴを取り出すことにより、優れた電気的特性や熱伝導性、機械的性質を有するＣＮＴ成形体を製造することができる。ＣＮＴ成形体１５０とは、ＣＮＴ集合体１１７が成形または加工により、賦形された状態にあるものすべてのことをいう。また、成形または加工とは、ＣＮＴ集合体１１７の形状が変わる操作や工程を経過するすべての操作を示す。ＣＮＴ成形体の例としては、ＣＮＴ集合体１１７を含む糸、チップ、ペレット、シート、ブロック、不織布等があげられる。これらを組み合わせたり、さらに成形または加工を施したりした結果物もＣＮＴ成形体とする。
成形方法としては、ＣＮＴ集合体１１７を含む液をろ過、蒸発等の方法で脱液し、フィルム状、膜状あるいはシート状に成形する方法や、ＣＮＴ集合体１１７を含む液を型に入れた後、分散媒を蒸発させる方法を挙げることができる。また、ＣＮＴ集合体１１７をプレス機によって圧縮する方法や、刃物で削るあるいは切る等の方法も用いることができる。
また、ＣＮＴの分散液１００をろ過することによって濾紙上に堆積させた、いわゆるバッキーペーパー（Bucky paper）と呼ばれるようなシートや不織布としてＣＮＴ成形体１５０を得ることができる。このような薄膜状のＣＮＴ成形体１５０は、優れた導電性を有し、例えばキャパシタの電極として好適に用いることができる。また、本実施形態に係るＣＮＴ成形体１５０は、ＣＮＴ分散液１００を、例えばシリコンウェーハのような基材にスピンコート、ディップコート、スプレーアップ、塗布、印刷、押し出し、キャスト、または射出などの方法により形成し薄膜状のＣＮＴ成形体１５０として利用することもできる。
ＣＮＴ成形体１５０、および／または、ＣＮＴ集合体１１７の導電性は１０Ｓ／ｃｍ以上、より好ましくは２０Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。導電性の上限に特段の制限はないが、ＣＮＴ自体の導電性１０４Ｓ／ｃｍを凌駕することは困難である。
基板とは、ＣＮＴ分散液１００が塗布された物、および／または、ＣＮＴ集合体１１７、および／または、ＣＮＴ成形体１５０が装着された物であり、形状、材質、装着方法に左右されない。形状として、例えば基板の形状は平面のほか、曲面やフレキシブルなものが考えられ、基板の厚みは問わない。材質は、例えば各種金属、セラミックス、シリコン基板、樹脂などが考えられる。また基板の全面がＣＮＴ分散液１００、および／または、ＣＮＴ集合体１１７、および／または、ＣＮＴ成形体１５０で被覆されている必要はない。例えばＣＮＴ分散液１００、および／または、ＣＮＴ集合体１１７、および／または、ＣＮＴ成形体１５０がパターニングされているもの、部分的に基板表面が露出しているもの、電子回路が形成されたものなどが考えられる。またＣＮＴ分散液１００、および／または、ＣＮＴ集合体１１７、および／または、ＣＮＴ成形体１５０が基板に直接接触して装着されている必要はなく、基板との間に熱伝導特性、接着性などの向上を目的として中間層を設けてもよい。
本発明のＣＮＴ分散液１００、およびＣＮＴ分散液１００から取り出したＣＮＴ集合体１１７、および／または、ＣＮＴ成形体１５０を他の物質と分散し、組成物として用いることができる。本発明のＣＮＴ集合体１１７、および／または、ＣＮＴ成形体１５０、もしくはＣＮＴ分散液１００を含む組成物は、非常に導電性の高い、または強度に優れた、または熱伝導性に優れた、または導電性が高く強度に優れた組成物とすることができる。ここで、他の物質とは、例えば樹脂、金属、ガラス、イオン液体、ゴムなどのことである。また、接着剤やセメント、石膏、セラミックスのようなものでもよい。また、これらの物質は、単独で使用しても、２種類以上組み合わせて使用してもよい。
本明細書において、分散とは、ＣＮＴが、上記物質中に散らばっている状態をいう。ＣＮＴが一本ずつほぐれている状態でも、バンドルを組んだ状態でも、様々な太さのバンドルが混ざっていても、上記物質中に散らばっていれば、ＣＮＴが分散していると表現する。
組成物中のＣＮＴの含有量については、上記ＣＮＴ以外の物質の種類にもよるが、好適には組成物中に０．０１重量％以上２０重量％以下含有させることができ、より好ましくは０．０１重量％以上１０重量％以下であり、さらに好ましくは０．０１重量％以上５重量％以下であり、なかでも０．０５重量％以上１重量％以下がより好適である。目的にもよるが、ＣＮＴを多く入れすぎるとＣＮＴ組成物の強度が低下する場合がある。
樹脂としては、ＣＮＴを混合または分散できれば特に制限はなく、天然樹脂でも合成樹脂でも使用することができる。また、合成樹脂としては、熱硬化性樹脂も、熱可塑性樹脂も好適に使用できる。熱可塑性樹脂は、得られた成形体の衝撃強度に優れ、かつ成形効率の高いプレス成形や射出成形が可能であるため好ましい。
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、フェノール（レゾール型）樹脂、ユリア・メラミン樹脂、熱硬化性ポリイミド等や、これらの共重合体、変性体、および、２種類以上ブレンドした樹脂などを使用することができる。
熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリメチレンメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、フェノール（ノボラック型など）樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑エラストマー、これらの共重合体または変性体、およびこれらの樹脂を２種類以上ブレンドした樹脂などを用いることができる。
金属としては、ＣＮＴを混合または分散できれば特に制限はなく、アルミニウム、銅、銀、金、鉄、ニッケル、亜鉛、鉛、スズ、コバルト、クロム、チタン、タングステンなどを単独または複合して使用できる。ガラスとしては、ＣＮＴを混合または分散できれば特に制限はなく、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ほう酸ガラスなどが挙げられる。
本発明のＣＮＴ組成物に用いられるゴム成分は、特に限定されず、天然ゴム及び合成ゴムのいずれでもよい。ここで、合成ゴムとしては、乳化重合スチレン-ブタジエンゴム、溶液重合スチレン-ブタジエンゴム、高シス−１，４−ポリブタジエンコム、低シス−１，４−ポリブタジエンゴム、高シス−１，４−ポリイソプレンゴム等の汎用合成ゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム等のジエン系特殊ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等のオレフィン系特殊ゴムの他、ヒドリンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム等の他の特殊ゴムを挙げることができる。これらゴム成分の中でも、コストと性能のバランスの観点から、天然ゴム及び汎用合成ゴムが好ましい。また、これらゴム成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上のブレンドとしてもよい。
（実施例１）
上述した本発明に係るＣＮＴ分散液１００、ＣＮＴ成形体１５０の例について、以下に詳細に説明する。なお、以下の実施例は、一例であって本発明のＣＮＴ分散液２００、ＣＮＴ成形体はこれらに限定されるものではない。
図１３および図１４に示したＣＮＴ製造装置を用いて、上記に記載の製造装置と同様の方法を採用して、ＣＮＴバルク集合体１０を製造した。図１３、図１４を参照しながら説明する。縦型合成炉２０３０としては、円筒等の石英管（内径８０ｍｍ）を用いた。加熱手段２０６０、および加熱領域２０７０の長さは２６５ｍｍであった。中心部の水平位置から２０ｍｍ下流に石英からなる基材ホルダ２０８０を設けた。基材ホルダ２０８０は、水平方向に設置され、平面状の基材２０１０を載置することが可能である。
合成炉２０３０の上壁には、合成炉２０３０上壁中心に設けられた開口に鉛直方向に挿入された直径２２ｍｍ（内径２０ｍｍ）の耐熱合金からなるガス供給管２０４０を設け、また下壁には、合成炉２０３０の下壁中心に設けられた開口に鉛直方向に挿入されたガス排気管２０５０を設けた。合成炉２０３０を外囲して設けられた抵抗発熱コイルからなる加熱手段２０６０と加熱手段２０６０と加熱温度調整手段を設け、所定温度に加熱された合成炉２０３０内の加熱領域２０７０を規定（加熱手段２０６０の全長は２６５ｍｍ、加熱領域２０７０の長さは２６５ｍｍ）した。
直径６０ｍｍの円筒状で扁平な中空構造をなす耐熱合金インコネル６００からなるガス流形成手段２２１０を、ガス供給管２０４０の合成炉２０３０内の端部に連通して接続するように設けた。ガス供給管２０４０はガス流形成手段２２１０の中心に連通・接続された。
ガス流形成手段２２１０は基材２０１０の表面に対して、略平行な同一面内に配設し、基材２０１０の中心が、ガス流形成手段２２１０の中心と一致するように配設された。また、ガス流形成手段２２１０には噴出孔径：０．５ｍｍの複数の噴出孔からなるガス噴出手段２２２０を設けた。ガス流形成手段２２１０は中空構造を有する円柱状の形状で、寸法は、表面サイズ：６０．０ｍｍ×１６．７ｍｍであり、ガス噴出手段２２００の径：０．５ｍｍ、ガス噴出手段２２００の数：８２個であった。
ガス噴出手段２２００の噴出孔は基材２０１０の触媒層２０２０を臨む位置に設けられ、基材２０１０の平面に対して略垂直方向から原料ガスを触媒に吐出させた。臨む位置とは、噴出孔の、噴射軸線が基材の法線と成す角が０以上９０°未満となるような配置を示す。ガス噴出手段２０２０と対向する触媒表面との距離は１４０ｍｍとした。
このようにして、ガス供給管２０４０から点状に合成炉２０３０に供給される原料ガスは、拡散・分配され基材２０１０の平面に対して略平行面の３６０度に渡る全方向に原料ガス流を形成した後に、該原料ガスは基材２０１０の平面に対して略垂直方向から基材２０１０上の触媒層２０２０表面に接触する。
ここで、意図的にガス流形成手段２２１０とガス噴出手段２２００と触媒表面の間に１４０ｍｍの距離を設け、加熱体積２１５０を増加させ、その加熱体積２１５０の空間に滞留時間調整手段２１４０を設けた。滞留時間調整手段２１４０は１層目にφ４ｍｍの８個の穴が、２層目にφ０．５ｍｍの１０１個の穴が開けられているガス流形成手段２２１０と接続された乱流防止手段２２００である、耐熱合金インコネル６００からなる二枚の整流板を備える。ガス流形成手段２２１０とガス噴出手段２２００と触媒表面の間に距離：１４０ｍｍを滞留時間調整手段２１４０の長さと定義する。本装置では、滞留時間調整手段２１４０の長さは触媒表面に対向して設けられたガス流形成手段２２１０に設けられたガス噴出手段２２００との距離と一致する。
炭素重量フラックス調整手段２１３０はＣＮＴの原料となる炭素化合物となる原料ガスボンベ２０９０、必要に応じて触媒賦活物質ボンベ２１００、原料ガスや触媒賦活物質のキャリアガスである雰囲気ガスボンベ２１１０、ならびに触媒を還元するための還元ガスボンベ２１２０をそれぞれガスフロー装置に接続して構成し、それぞれ供給量を独立に制御しながら、ガス供給管２０４０に供給することで、原料ガスの供給量を制御した。
基材２０１０としては、触媒であるＡｌ２Ｏ３を３０ｎｍ、Ｆｅを１．８ｎｍスパッタリングした厚さ５００ｎｍの熱酸化膜付きＳｉ基材（縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ）を用いた。
基材２０１０を合成炉２０２０の加熱領域２０７０の中心の水平位置から２０ｍｍ下流に設置された基板ホルダ２０８０上に搬入した（搬入工程）。基板は水平方向になるように設置した。これにより、基板上の触媒と原料ガスの流路が概して垂直に交わり、原料ガスが効率良く触媒に供給される。
次いで、還元ガスとしてＨｅ：２００ｓｃｃｍ、Ｈ２：１８００ｓｃｃｍの混合ガス（全流量：２０００ｓｃｃｍ）を導入しながら、炉内圧力を１．０２×１０５Ｐａとした合成炉２０３０内を、加熱手段２０６０を用いて合成炉２０３０内の温度を室温から１５分かけて８１０℃まで上昇させて、さらに８１０℃に保持した状態で３分間触媒付き基材を熱した（フォーメーション工程）。これにより、鉄触媒層は還元されて単層ＣＮＴの成長に適合した状態の微粒子化が促進され、ナノメートルサイズの触媒微粒子がアルミナ層上に多数形成された。
次いで、炉内圧力を１．０２×１０５Ｐａ（大気圧）とした合成炉２０３０の温度を８１０℃とし、炭素重量フラックスが１９２ｇ／ｃｍ２／ｍｉｎとなるように、総流量２０００ｓｃｃｍ、雰囲気ガスＨｅ：総流量比８４％（１６８０ｓｃｃｍ）、原料ガスであるＣ２Ｈ４：総流量比１０％（２００ｓｃｃｍ）、触媒賦活物質としてＨ２Ｏ含有Ｈｅ（相対湿度２３％）：総流量比６％（１２０ｓｃｃｍ）を１０分間供給した（成長工程）。炉内滞留時間は７秒であった。
これにより、単層ＣＮＴが各触媒微粒子から成長し（成長工程）、配向したＣＮＴ集合体が得られた。このようにして、触媒賦活物質含有かつ高炭素環境下で、ＣＮＴを基材２０１０上より成長させた。
成長工程の後、３分間、雰囲気ガス（総流量４０００ｓｃｃｍ）のみを供給し、残余の原料ガス、発生した炭素不純物、触媒賦活剤を排除した（炭素不純物付着抑制工程・フラッシュ工程）。
その後、基板を４００℃以下に冷却した後、合成炉２０３０内から基板を取り出す（冷却・基板取り出し工程）ことにより、一連のＣＮＴバルク集合体１０の製造工程を完了させた。
（配向したＣＮＴ集合体）
基材２０１０上の触媒層２０２０から同時に成長した複数のＣＮＴは、触媒層２０２０に直交する向きに成長して、配向し、高さが概ねそろった高比表面積、高純度のＣＮＴバルク集合体１０を構成する。
上記した方法で合成した配向したＣＮＴ集合体は、ＣＮＴ同士が適切に絡み合っていて、基材２０１０から剥離した際に、ＣＮＴがばらばらにならず、適切なサイズの集合体状で剥離しやすい。さらには、ＣＮＴバルク集合体１０は炭素不純物の発生と付着が抑制されていて、ＣＮＴ間に適切な隙間があるため、ＣＮＴがほどけやすく、分散性が高い。さらには、ＣＮＴが高比表面積である。このようなＣＮＴ集合体は、安定したＣＮＴ分散液１００を得るために好適である。
真空ポンプを用いて配向したＣＮＴ集合体を吸引し基板から剥離して、フィルターに付着したＣＮＴ集合体を回収した。その際、配向したＣＮＴ集合体は分散して、塊状のＣＮＴ集合体を得た。
次に、目開き０．８ｍｍの網の一方にＣＮＴ集合体を置き、網を介して掃除機で吸引し、通過したものを回収して、ＣＮＴ集合体から、サイズの大きな塊状のＣＮＴ集合体を取り除き、分級を行った（分級工程）。
ＣＮＴ集合体はカール・フィッシャー反応法（三菱化学アナリテック製電量滴定方式微量水分測定装置CA-200型）で測定した。ＣＮＴ集合体を所定の条件（真空下、２００℃に１時間保持）で乾燥後、乾燥窒素ガス気流中のグローブボックス内で、真空を解除してＣＮＴを約３０ｍｇ取り出し、水分計のガラスボートにＣＮＴ集合体１１７を移す。ガラスボートは、気化装置に移動し、そこで１５０℃×２分間加熱され、その間に気化した水分は窒素ガスで運ばれて隣のカール・フィッシャー反応によりヨウ素と反応する。その時消費されたヨウ素と等しい量のヨウ素を発生させるために要した電気量により、水分量を検知する。この方法により、乾燥前のＣＮＴ集合体１１７は、０．８重量％の水分を含有していた。乾燥後のＣＮＴ集合体１１７は、０．３重量％の水分に減少した。
分級された、ＣＮＴ集合体１１７を分級したＣＮＴ集合体を１００ｍｇ正確に計量し、１００ｍｌフラスコ（３つ口：真空用、温度調節用）に投入して、真空下で２００℃に達してから１時間保持し、乾燥させた。乾燥が終了後、加熱・真空処理状態のまま、分散媒ＭＩＢＫ（シグマアルドリッチジャパン社製）を２０ｍｌ注入しＣＮＴ集合体１１７が大気に触れることを防いだ（乾燥工程）。
さらに、ＭＩＢＫ（シグマアルドリッチジャパン社製）を追加して３００ｍｌとする。そのビーカーに８角回転子を入れて、ビーカーをアルミ箔で封印し、ＭＩＢＫが揮発しないようにして、８００ＲＰＭで、２４時間スターラーで常温撹拌しプレ分散工程を行った。このプレ分散工程を行うことは、本発明の網目体を有するＣＮＴ集合体を含むＣＮＴ分散液を得るために好適である。さらには、プレ分散にいては、８角回転子を用いることは、ＣＮＴ集合体を良くほぐして本発明の効果を得るために好適である。
分散工程には、湿式ジェットミル（常光社製ナノジェットパル（登録商標）JN10）を用い、２００μｍの流路を６０ＭＰａの圧力で通過させてＣＮＴ集合体１１７をＭＩＢＫに分散させ、重量濃度０．０３３ｗｔ％のＣＮＴ分散液１００を得た。
その分散液を更に常温で２４時間、スターラーで撹拌した。この時、溶媒であるビーカーに蓋をしないで、ＭＩＢＫを揮発させ１５０ｍｌ程度とした。この時のＣＮＴの重量濃度は、０．０７５ｗｔ％程度となった（分散工程）。このようにして、本発明に係わるＣＮＴ分散液１００を得た。
（網目体を有するＣＮＴ集合体）
６０ＭＰａで処理した、重量濃度０．０７５重量％のＣＮＴ分散液１００をスピンコート（MIKASA SPINCOATER 1H-D7）により、非常に薄くシリコンもしくはガラス基板上に塗布した。
はじめに、コートするＣＮＴ分散液１００を約１ｍｌ準備した。試料をコートする基板（ＳＥＭ観察の場合はシリコン、光学顕微鏡の場合はスライドグラス）を準備した。基板を真空で引いて固定した。回転条件は、３０００ＲＰＭ×３０ｓｅｃで約０．１ｍｌの溶液を基板中央に垂らして、スピンコートした。基板上のＣＮＴ集合体１１７等に問題がある場合は、回転数を変えて微調整した。
次に作成した試料を走査型電子顕微鏡、光学顕微鏡、およびレーザー顕微鏡で観察した。図１５から図１８は、複数のＣＮＴからなるＣＮＴ集合体１１７の走査型電子顕微鏡を示す。これより、ＣＮＴ分散液１００が複数のＣＮＴからなるＣＮＴ集合体１１７を含むことが分かる。図、２および図３は、ＣＮＴ集合体１１７を拡大した、走査型電子顕微鏡を示す。ＣＮＴ集合体１１７は、微細な細孔（隙間）を有するＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）とＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）のネットワーク構造、すなわち、網目体１１３を有することが分かる。
図４、図５、図６よりＣＮＴ分散液が幹部１１５を有するＣＮＴ集合体１１７を含んでいることがわかる。図７より、ＣＮＴ分散液１００が、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体１１７よりなるＣＮＴ群１１０を含んでいることがわかる。図８、図９、図１０より、ＣＮＴ分散液１００が、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体１１７を含むことがわかる。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
次に作製した試料の表面を倍率２００倍で観察し、サイズが１μｍ以上の無作為に抽出したＣＮＴ集合体１１７の面積をパブリックドメインの画像処理ソフト（image J）により解析し、さらに二次元面積を求めることで、ＣＮＴ集合体１１７のサイズを求めた。無作為に抽出した１００個のＣＮＴ集合体１１７でのサイズを求め、その平均値をＣＮＴ集合体１１７のサイズとした。６０ＭＰａで処理した、重量濃度０．０７５重量％のＣＮＴ分散液１００中のＣＮＴ集合体１１７の平均分布サイズは、９１３５μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ分散液１００をグリッド上に数滴滴下し、乾燥した。このように試料の塗布されたグリッドをＴＥＭ（日本電子社製 JEM-2100）に設置し、観察を行った。測定倍率は５万倍から５０万倍である。加速電圧は１２０ｋＶである。炭素不純物の付着のない単層ＣＮＴが観察された。またＣＮＴ１００本中の９８％以上（９８本）を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
上述した実施例１のＣＮＴ分散液１００の粘性をデジタル回転粘度計（ブルックフィールド社製、DV-I PRIME）で剪断速度１０/秒で２５℃において測定した。ＣＮＴ分散液１００を約１ｍｌ、平底容器に置きスピンドルと勘合させるごとくセットした。この時、スピンドル先端（中央）と容器底を一旦、点接触させる。その位置から、スピンドルを一目盛り上方に移動（０．０１３ｍｍ離す方向）させ、せん断速度を換算し易いようにした。回転速度を調整して、その時の粘度を読み取った。ＣＮＴ分散液１００の粘度は、７４ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴ集合体の粒度分布）
上述した実施例１のＣＮＴ分散液１００をレーザー回折装置（日機装社製、マイクロトラック粒度分布測定装置ＭＴ３０００ＩＩ）によりＭＩＢＫ溶媒を用いて測定した。１μｍ〜１０００μｍの範囲において、得られたＣＮＴ集合体の粒度分布は３．６μｍ〜４１８．６μｍの範囲であり、累積５０％の粒子径（メディアン径）が３６．７μｍであった。
（ＣＮＴ分散液の分散安定性）
ＣＮＴ分散液２００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体１１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液２００が極めて高い安定性を有することが分かる。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
上述したＣＮＴ分散液２００からＣＮＴ集合体１１７を取り出して特性を評価するために、薄膜状のＣＮＴ成形体２５０を製造した。真空引きの出来る容器にミリポア紙（MILLIPORE社製Filter Membrane：DURAPORE（登録商標）(0.22μm GV，直径45mm）をセットし、０．０７５重量％のＣＮＴ分散液２００を１５０ｍｌミリポア紙で濾過した。ＣＮＴ集合体１１７をミリポア紙上に堆積させ、７０μｍ程度の厚みの薄膜状のＣＮＴ成形体２５０を作成した。ミリポア紙の上に堆積したＣＮＴを２枚のろ紙で挟み、７０℃で１２時間真空乾燥した。乾燥後は、ミリポア紙から薄膜状のＣＮＴ成形体２５０は容易に剥離し、目的のＣＮＴ成形体を得た。
（ＣＮＴ集合体の細孔径、細孔容量）
製造したＣＮＴ成形体２５０の約１００ｍｇの細孔分布を水銀圧入式のポロシメータ（島津製作所社製マイクロメリティックス自動ポロシメータオートポアIV9500）で評価した。細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０４５μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．０９ｍＬ／ｇであった。
（ＣＮＴ集合体の細孔径、細孔容量）
製造したＣＮＴ成形体２５０の約１ｍｇを、示差熱分析装置（ＴＡインスツルメント製（型番Q5000IR）に設置し、空気中、１℃／分の昇温速度にて室温から９００℃まで昇温した。その時の２００℃から４００℃の間での重量減少は０．７％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６６９℃であった。
製造したＣＮＴ成形体２５０から、５０ｍｇの塊を取り出し、これをBELSORP-MINI（株式会社日本ベル製）を用いて７７Ｋで液体窒素の吸脱着等温線を計測した（吸着平衡時間は６００秒とした）。この吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０００ｍ２／ｇであった。また、ＣＮＴ成形体２５０から５０ｍｇの塊を取り出してこれをアルミナ製のトレイに均等配置し、マッフル炉に入れた。そして１℃／分で５５０℃まで昇温させ、酸素雰囲気下（濃度２０％）で１分間の熱処理を行ったところ、試料の重量は４５ｍｇとなり、５ｍｇが燃焼していた。熱処理後の試料について上記と同様にして比表面積を計測したところ、比表面積はおよそ１９００ｍ２／ｇであった。
（ＣＮＴ成形体の導電性）
ＣＮＴ成形体２５０の表面抵抗値はＪＩＳＫ７１４９準処の４端子４探針法を用い、ロレスタEP MCP-T360（（株）ダイアインスツルメンツ社製）にて測定した。得られた表面抵抗値を４端子法によって測定後、表面抵抗値と成形体の膜厚を掛けて、体積抵抗値を算出した。体積抵抗値からＣＮＴ成形体の導電性を計算した。導電性は、８３Ｓ／ｃｍであった。
（ＣＮＴゴム組成物）
フッ素ゴム（ダイキン工業社製Daiel-G912）をＭＩＢＫに溶解させたマトリックス溶液を準備し、湿式ジェットミルでの処理圧力を６０ＭＰａとしたＣＮＴ分散液１００に添加して十分に撹拌し、マトリックス中にＣＮＴを分散させた。ＣＮＴ複合材料全体の質量を１００質量％とした場合、ＣＮＴ含量が１％になるように、ＣＮＴ分散液１５０ｍｌをフッ素ゴム溶液５０ｍｌに添加し、スターラーを用い約３００ｒｐｍの条件下、室温で１６時間撹拌し全量が５０ｍｌ程度になるまで濃縮した。十分に混合したこの溶液をシャーレ等の型に流し込み、室温で１２時間乾燥させることにより、ＣＮＴ複合材料を固化させた。固化したＣＮＴ複合材料を８０℃の真空乾燥炉に入れて乾燥させ溶媒を除去した。このようにして、１ｗｔ％ＣＮＴゴムを得た。得られたＣＮＴゴムの導電性は、０．５Ｓ／ｃｍであり、少ないＣＮＴの添加量にも係わらず、導電性は極めて高かった。
（ＣＮＴゴム組成物）
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、芳香族アミン硬化剤（三菱樹脂社製JER806（登録商標）、JERCURE（登録商標）W）を室温で３．５：１の重量比で混合しアセトンに溶解させたエポキシ樹脂溶液を準備した。湿式ジェットミルでの処理圧力を６０ＭＰａとしたＣＮＴ分散液１００の溶媒ＭＩＢＫをアセトンに置換した後、エポキシ樹脂アセトン溶液に添加して十分撹拌した。ＣＮＴ複合材料全体の質量を１００質量％とした場合、ＣＮＴ含量が１０％になるように、ＣＮＴ分散液１５０ｍｌをエポキシ樹脂溶液５０ｍｌに添加した。このＣＮＴエポキシ樹脂アセトン溶液から、ロータリーエバポレーターを用いて４０℃でアセトンを気化除去した。得られたＣＮＴエポキシ樹脂溶液をテフロン（登録商標）シート上に塗布し、ホットプレスを用いて１００℃で２時間半硬化し、１７５度で４時間かけて完全に硬化し１０ｗｔ％ＣＮＴエポキシ樹脂を得た。
（実施例２）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液３００の製造を行った。ただし、湿式ジェットミルでの処理圧力を２０ＭＰａとした。得られた製造物は、実施例１と同様に測定した。ＣＮＴ分散液３００のＣＮＴの重量濃度は、０．０７５重量％であった。ＣＮＴ分散液３００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。また、ＣＮＴ分散液３００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体１１７よりなるＣＮＴ群１１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液３００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液３００中のＣＮＴ集合体１１７の平均分布サイズは、２００００μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の９９本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０／秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液３００の粘度は、１５４ｍＰａ・ｓであった。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は２００μｍであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液３００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体１１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液３００が極めて高い安定性を有することが分かる。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体３５０の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０６８μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は０．９５ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．９％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６６０℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、９５０ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体３５０の導電性は、６８Ｓ／ｃｍであった。
（実施例３）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液４００の製造を行った。ただし、湿式ジェットミルでの処理圧力を１２０ＭＰａとした。得られた製造物は、実施例１と同様に測定した。ＣＮＴ分散液４００のＣＮＴの重量濃度は、０．０７４重量％であった。ＣＮＴ分散液３００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。また、ＣＮＴ分散液４００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体１１７よりなるＣＮＴ群１１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液４００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液４００中のＣＮＴ集合体１１７の平均分布サイズは、２９５４μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の９７本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０／秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液４００の粘度は、１２０ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液４００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体１１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液４００が極めて高い安定性を有することが分かる。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は２５．２μｍであった。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体４５０の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０４５μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．１ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．６％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６７８℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０５０ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体４５０の導電性は、７０Ｓ／ｃｍであった。
（実施例４）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液５００の製造を行った。ただし、実施例1でのＭＩＢＫの添加量を変えることで、ＣＮＴの重量濃度が０．０３重量％のＣＮＴ分散液５００を得た。ＣＮＴ分散液５００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。また、ＣＮＴ分散液５００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体１１７よりなるＣＮＴ群１１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液５００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液５００中のＣＮＴ集合体１１７の平均分布サイズは、８４７５μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の９８本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０/秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液５００の粘度は、１５ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液５００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体１１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液５００が極めて高い安定性を有することが分かる。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は３０．４μｍであった。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体５５０の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０５μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．０５ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．７％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６６０℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０００ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体５５０の導電性は、８１Ｓ／ｃｍであった。
（実施例５）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液６００の製造を行った。ただし、実施例１でのＭＩＢＫの添加量を変えることで、ＣＮＴの重量濃度が０．１５重量％のＣＮＴ分散液６００を得た。ＣＮＴ分散液６００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。また、ＣＮＴ分散液６００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体１１７よりなるＣＮＴ群１１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液６００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液６００中のＣＮＴ集合体１１７の平均分布サイズは、９３２５μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の９８本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０/秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液６００の粘度は、３５３ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液６００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体１１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液６００が極めて高い安定性を有することが分かる。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は４０．２μｍであった。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体６５０の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０４μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．２ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．７％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６６０℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０００ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体６５０の導電性は、７９Ｓ／ｃｍであった。
（実施例６）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液７００の製造を行った。ただし、実施例１でのＭＩＢＫの変わりに分散媒として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用いてＣＮＴの重量密度が０．０７１重量％のＣＮＴ分散液７００を得た。図１９に示すように、ＣＮＴ分散液７００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体７１７を含んでいた。また、ＣＮＴ分散液７００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体７１７よりなるＣＮＴ群７１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液７００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体１１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液７００中のＣＮＴ集合体７１７の平均分布サイズは、１１９５０μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の９７本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０/秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液７００の粘度は、２３８ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液７００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体７１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液７００が極めて高い安定性を有することが分かる。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は１９μｍであった。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体７５０の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０５０μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．１５ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．８％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６５２℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０００ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体７５０の導電性は、５０Ｓ／ｃｍであった。
（実施例７）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液の製造を行った。ただし、実施例1でのＭＩＢＫの変わりに分散媒として、エタノールを用いてＣＮＴの重量密度が０．０７４重量％のＣＮＴ分散液８００を得た。図２０に示すように、ＣＮＴ分散液８００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体８１７を含んでいた。また、ＣＮＴ分散液８００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体８１７よりなるＣＮＴ群８１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液８００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体８１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液８００中のＣＮＴ集合体８１７の平均分布サイズは、１５３９８μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の９８本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０/秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液８００の粘度は、１６３ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液８００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体８１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液８００が極めて高い安定性を有することが分かる。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は５３．４μｍであった。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０６μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．０ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．８％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６５９℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０００ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体の導電性は、４６Ｓ／ｃｍであった。
（実施例８）
実施例１と同様にＣＮＴ分散液９００の製造を行った。ただし、実施例1でのＭＩＢＫの変わりに分散媒として、水を用いてＣＮＴの重量密度が０．０５９重量％のＣＮＴ分散液９００を得た。ＣＮＴ分散液９００は実施例１と同様な、幹部１１５を有するＣＮＴ集合体９１７を含んでいた。図２１に示すように、ＣＮＴ分散液９００は、実施例１と同様な、接続部１２０により接続された複数のＣＮＴ集合体９１７よりなるＣＮＴ群９１０を含んでいた。ＣＮＴ分散液９００は実施例１と同様な、幹部１１５と網目体１１３を備える接続部１２０、接続部１２０に延出する幹部１１５を備えるＣＮＴ集合体９１７を含んでいた。
（ＣＮＴ集合体のサイズ）
ＣＮＴの分散液９００中のＣＮＴ集合体９１７の平均分布サイズは、２８８９３μｍ２であった。
（単層ＣＮＴ）
ＣＮＴ１００本中の１００本を単層ＣＮＴが占めていた。
（ＣＮＴの分散液の粘度）
剪断速度１０/秒で２５℃において測定された、ＣＮＴの分散液９００の粘度は、６１０ｍＰａ・ｓであった。
（ＣＮＴの分散液の分散安定性）
ＣＮＴの分散液９００は、１０日以上の静置保管においても、目視で、ＣＮＴ集合体９１７と溶媒とは分離することなく、分散を保持した。本実施例のＣＮＴ分散液９００が極めて高い安定性を有することが分かる。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は１５５．９μｍであった。
（ＣＮＴ集合体の評価とＣＮＴ成形体）
ＣＮＴ成形体９５０の約１００ｍｇの細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０６５μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．０５ｍＬ／ｇであった。
２００℃から４００℃の間での重量減少は０．６％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６７０℃であった。
吸脱着等温線からBrunauer, Emmett, Tellerの方法で比表面積を計測したところ、１０００ｍ２／ｇであった。
ＣＮＴ成形体の導電性は、５２Ｓ／ｃｍであった。
（比較例１）
ユニダイム社製の、単層ＣＮＴ１００ｍｇ（通称ＨｉＰｃｏ（High-pressure carbon
monoxide process））を１００ｍｌフラスコに投入して、真空下で２００℃に達してから１時間保持し、乾燥させた。乾燥が終了後、加熱・真空処理状態のまま、分散媒ＭＩＢＫ（シグマアルドリッチジャパン社製）を２０ｍｌ注入しＣＮＴ集合体が大気に触れることを防いだ（乾燥工程）。さらに、ＭＩＢＫ（シグマアルドリッチジャパン社製）を追加して３００ｍｌとする。そのビーカーに８角回転子を入れて、ビーカーをアルミ箔で封印し、ＭＩＢＫが揮発しないようにして、８００ＲＰＭで、２４時間スターラーで常温撹拌した。分散工程には、湿式ジェットミル（常光社製ナノジェットパル（登録商標）ＪＮ１０）を用い、２００μｍの流路を６０ＭＰａの圧力で通過させてＣＮＴ集合体をＭＩＢＫに分散させ、重量濃度０．０３３重量％のＣＮＴ分散液１０００を得た。その分散液１０００を更に常温で２４時間、スターラーで撹拌した。この時、溶媒であるビーカーに蓋をしないで、ＭＩＢＫを揮発させ１５０ｍｌ程度とした。この時のＣＮＴの重量濃度は、０．０７５重量％程度となった（分散工程）。
また、ＭＩＢＫの添加量を変えることで、６０ＭＰａで処理した、重量濃度０．１５重量％、０．０７５重量％、０．０３重量％のＣＮＴの分散液１０００を製造した。
ＣＮＴ集合体は、網目体を有するが幹部、接続部は観察されなかった。６０ＭＰａで処理した、重量濃度０．１５重量％、０．０７５重量％、０．０３重量％のＣＮＴの、実施例１の方法で計測した、粘度は、それぞれ、５．５、３．３、０．８ｍＰａ・ｓであった。
いずれの場合にも、１０日間静置すると、ＣＮＴ集合体と溶媒が分離し、本実施例のＣＮＴの分散液１００に比して分散安定性が低かった。
（ＣＮＴ集合体の細孔径、細孔容量）
実施例１の方法で、ＣＮＴ成形体の約１００ｍｇの細孔分布を評価した。細孔径０．０１μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０１９μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は０．４８ｍＬ／ｇであった。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は５．２μｍであった。
上述した比較例のＣＮＴ分散液１０００を用いてＣＮＴ集合体の特性を評価するために、実施例１の方法で薄膜状のＣＮＴ成形体１０５０を製造した。
実施例１の方法で、示差熱分析装置（ＴＡインスツルメント製（型番Q5000IR）にＣＮＴ成形体１０５０を設置し、空気中、１℃／分の昇温速度にて室温から９００℃まで昇温した。その時の２００℃から４００℃の間での重量減少は１４％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは４８４℃であった。
実施例１の方法で、で比表面積を計測したところ、６００ｍ２／ｇであった。
（ＣＮＴ成形体の導電性）
実施例１の方法で、ＣＮＴ成形体１０５０の導電性を求めたところ、２５Ｓ／ｃｍであり、実施例と比較するとその電気特性は劣るものであった。
（ＣＮＴゴム組成物）
実施例１の方法で、ＣＮＴゴムを製造し、その導電性を求めたところ、０．０００３Ｓ／ｃｍであり、実施例１と比較して著しく導電性は劣るものであった。
（比較例２）
本発明の製造法により、ＣＮＴ１０ｍｇをＭＩＢＫ１Ｌに投入し、超音波処理を５時間行って、ＣＮＴ濃度０．００１重量％のＣＮＴ分散液を得た。
本比較例によりＣＮＴ集合体は、微細な細孔（隙間）を有するＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）とＣＮＴ（もしくはＣＮＴのバンドル）のネットワーク構造、すなわち、網目体を有さなかった。また、幹部、接続部は観察されなかった。１０日間静置すると、ＣＮＴ集合体と溶媒が分離し、本実施例のＣＮＴの分散液１００に比して分散安定性が低かった。
（ＣＮＴ集合体の細孔径、細孔容量）
実施例１の方法で、ＣＮＴ成形体の約１００ｍｇの細孔分布を評価した。細孔径０．０１μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径は０．０８μｍであり、微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積は１．１ｍＬ／ｇであった。実施例１の方法で、評価した、累積５０％の粒子径（メディアン径）は５．５μｍであった。
上述した比較例のＣＮＴ分散液を用いてＣＮＴ集合体の特性を評価するために、実施例１の方法で薄膜状のＣＮＴ成形体を製造した。
実施例１の方法で、示差熱分析装置（ＴＡインスツルメント製（型番Q5000IR）にＣＮＴ成形体を設置し、空気中、１℃／分の昇温速度にて室温から９００℃まで昇温した。その時の２００℃から４００℃の間での重量減少は１％であった。また、この時のＤＴＡ曲線の最も大きなピークは６５０℃であった。
実施例１の方法で比表面積を計測したところ、９００ｍ２／ｇであった。
（ＣＮＴ成形体の導電性）
実施例１の方法で、ＣＮＴ成形体の導電性を求めたところ、４０Ｓ／ｃｍであり、実施例と比較するとその電気特性は劣るものであった。
（ＣＮＴゴム組成物）
実施例１の方法で、ＣＮＴゴムを製造し、その導電性を求めたところ、０．０５Ｓ／ｃｍであり、実施例１と比較して導電性は劣るものであった
以上説明したように、本発明に係るＣＮＴ分散液は、ＣＮＴの優れた電気的特性を維持しつつ、分散性が高く、安定も高い。また、分散性が高く、安定した本発明に係るＣＮＴの分散液を用いることで、優れた電気的特性を有するＣＮＴ成形体が提供される。
１０ ＣＮＴ配向集合体、１００ 本発明に係るＣＮＴ分散液、１１０ ＣＮＴ群、１１１ ＣＮＴ、１１３ 網目体、１１５ 幹部、１１７ ＣＮＴ集合体、１２０ 接続部、１５０ 本発明に係るＣＮＴ成形体、２００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、２５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、３００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、３５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、４００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、４５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、５００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、５５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、６００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、６５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、７００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、７１７ ＣＮＴ集合体、７５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、８００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、８５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、９００ 本発明の実施例に係るＣＮＴ分散液、９５０ 本発明の実施例に係るＣＮＴ成形体、１０００ 比較例のＣＮＴ分散液、１０５０ 比較例の実施例に係るＣＮＴ成形体、２０００ 本発明に係る合成装置、２０１０ 基材、２０２０ 触媒層、２０３０ 合成炉、２０４０ ガス供給管、２０５０ ガス排気管、２０６０ 加熱手段、２０７０ 加熱領域、２０８０ 基材ホルダ、２０９０ 原料ガスボンベ、２１００ 触媒賦活物質ボンベ、２１１０ 雰囲気ガスボンベ、２１２０ 還元ガスボンベ、２１３０ 炭素重量フラックス調整手段、２１４０ 滞留時間調整手段、２１５０ 加熱体積、２１６０ 排気体積、２２００ ガス噴出手段、２２１０ ガス流形成手段、２２２０ 乱流抑制手段

Claims (7)

  1. ＣＮＴゴム組成物から取り出してなるＣＮＴ集合体が、水銀圧入式のポロシメータにて測定した、細孔径０．００２μｍ以上１０．００μｍ以下の範囲の微分細孔容積が最大となる細孔径が、０．０２μｍ以上２．０μｍ以下を備えるＣＮＴゴム組成物。
  2. 前記ＣＮＴ集合体の微分細孔容積が最大となる細孔径での細孔容積が、０．５ｍＬ／ｇ以上であることを特徴とする請求項１記載のＣＮＴゴム組成物。
  3. 前記ＣＮＴ集合体を１℃／分で昇温した時の熱重量測定での２００℃から４００℃の重量減少が１０％以下であることを特徴とする請求項１記載のＣＮＴゴム組成物。
  4. 前記ＣＮＴ集合体が比表面積６００ｍ２／ｇ以上２５００ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１記載のＣＮＴゴム組成物。
  5. 前記ＣＮＴ集合体の導電率が１０Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のＣＮＴゴム組成物。
  6. 請求項１乃至５の何れか１項記載のＣＮＴゴム組成物を備えるＣＮＴ成形体。
  7. 請求項１乃至５の何れか１項記載のＣＮＴゴム組成物を基材上に塗布して形成されるＣＮＴ成形体。
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