JP2015098418A - Production method of carbon nanotube sheet - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a carbon nanotube sheet, with which carbon nanotubes are prevented from adhering to a pressing tool and tilt directions of the carbon nanotubes are made to be more uniform, when the carbon nanotubes are made to tilt to a predetermined direction by using the pressing tool.SOLUTION: A production method of a carbon nanotube sheet includes: a transfer step of transferring a carbon nanotube layer C of vertical orientation from a first substrate 1 on which the carbon nanotube layer C is formed to a surface of a second substrate 2 to which a water-soluble polymer solution being a pressure-sensitive adhesive V is applied; an application step of applying a liquid alcohol being a permeable liquid U to the carbon nanotube layer C obtained by the transfer step; a tilt step of tilting the carbon nanotube layer C obtained by the application step to a predetermined direction with a roller 11; and a dissolution step of dissolving the pressure-sensitive adhesive by immersing the carbon nanotube layer C obtained by the tilt step in a dissolving liquid 13 of the pressure-sensitive adhesive.

Description

本発明は、一方向に配向されたカーボンナノチューブシートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a carbon nanotube sheet oriented in one direction.

近年、パーソナルコンピュータやゲーム機等に使用される半導体が高速化、高集積化されるに従い、その消費電力も大きくなり、それに伴って半導体そのものの発熱も大きくなっている。これらの半導体が動作する際に生じる熱が半導体デバイスの動作に影響し、最終的には半導体デバイスの破壊の原因になることがある。   In recent years, as semiconductors used in personal computers, game machines, and the like have become faster and more integrated, their power consumption has increased, and accordingly, the heat generated by the semiconductor itself has increased. The heat generated when these semiconductors operate can affect the operation of the semiconductor device and eventually cause the semiconductor device to break down.

このようなことから、半導体で発生する熱を効率良く放熱するための方法が検討されている。
この方法の1つとして、特許文献1では、一方向に沿った配向性カーボンナノチューブの両端を樹脂材料から露出させて、使用時にその配向性カーボンナノチューブの両端を熱源と放熱装置とに直接接触させるようにした熱伝導材料が提案されている。
For this reason, methods for efficiently radiating heat generated in semiconductors have been studied.
As one of the methods, in Patent Document 1, both ends of oriented carbon nanotubes along one direction are exposed from a resin material, and both ends of the oriented carbon nanotubes are brought into direct contact with a heat source and a heat dissipation device during use. Such a heat conducting material has been proposed.

また、特許文献2には、配向性カーボンナノチューブに樹脂を含浸しないで製造されるカーボンナノチューブ薄膜が提案されている。   Patent Document 2 proposes a carbon nanotube thin film produced without impregnating oriented carbon nanotubes with a resin.

特開2006−295120号公報JP 2006-295120 A 特開2008−297195号公報JP 2008-297195 A

しかしながら、特許文献1に記載された熱伝導材料によると、カーボンナノチューブに相変化材料が充填された状態になっているが、この相変化材料そのものが配向性カーボンナノチューブの高密度化を妨げる要因となっているため、冷却または放熱能力に限界があるという問題がある。   However, according to the heat conducting material described in Patent Document 1, the carbon nanotubes are in a state of being filled with a phase change material, and this phase change material itself is a factor that hinders the densification of oriented carbon nanotubes. Therefore, there is a problem that there is a limit to the cooling or heat dissipation capability.

また、特許文献2では、カーボンナノチューブ薄膜を得るときに、押し器具によりカーボンナノチューブアレイを押圧しているだけであり、言い換えれば、乾燥状態のカーボンナノチューブ群を押圧することになり、押し器具にカーボンナノチューブが付着するという問題がある。さらには、カーボンナノチューブの傾倒方向が不揃いになり、カーボンナノチューブ薄膜中のカーボンナノチューブの方向が互いにランダム状態となるため、やはり、冷却または放熱能力に限界があるという問題がある。   Further, in Patent Document 2, when a carbon nanotube thin film is obtained, the carbon nanotube array is merely pressed by a pushing tool, in other words, a carbon nanotube group in a dry state is pushed. There is a problem that nanotubes adhere. Furthermore, since the tilt directions of the carbon nanotubes become uneven and the directions of the carbon nanotubes in the carbon nanotube thin film are in a random state, there is still a problem that the cooling or heat dissipation capability is limited.

そこで、本発明は、押圧具を用いてカーボンナノチューブを所定方向に傾倒させる際に、カーボンナノチューブが押圧具に付着するのを防止し得るとともに、その傾倒方向が揃ったカーボンナノチューブシートの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a method for producing a carbon nanotube sheet that can prevent the carbon nanotubes from adhering to the pressing tool when the carbon nanotube is tilted in a predetermined direction using the pressing tool, and that the tilting direction is aligned. The purpose is to provide.

上記課題を解決するため、本発明の第1のカーボンナノチューブシートの製造方法は、基板の表面に垂直配向性のカーボンナノチューブ層を形成する層形成工程と、
この層形成工程により基板に形成されたカーボンナノチューブ層に浸透液体を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により浸透液体が塗布されたカーボンナノチューブ層を押圧具により所定方向に傾倒させる傾倒工程とを具備する方法であり、
また上記製造方法において、傾倒工程後のカーボンナノチューブ層に粘着剤を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により粘着剤が塗布されたカーボンナノチューブ層を粘着剤の溶解液に浸漬させて当該粘着剤を溶解させる溶解工程とを具備する方法である。
In order to solve the above-described problem, a first carbon nanotube sheet manufacturing method of the present invention includes a layer forming step of forming a vertically aligned carbon nanotube layer on a surface of a substrate,
An application step of applying a penetrating liquid to the carbon nanotube layer formed on the substrate by this layer formation step;
A tilting step of tilting the carbon nanotube layer coated with the penetrating liquid in this coating step in a predetermined direction with a pressing tool,
In the above production method, an application step of applying an adhesive to the carbon nanotube layer after the tilting step;
And a dissolving step of dissolving the pressure-sensitive adhesive by immersing the carbon nanotube layer coated with the pressure-sensitive adhesive in this coating step in a pressure-sensitive adhesive solution.

また、本発明の第2のカーボンナノチューブシートの製造方法は、垂直配向性のカーボンナノチューブ層が形成された第1の基板を、粘着剤が塗布された第2の基板の表面に、当該カーボンナノチューブ層を粘着剤に転写する転写工程と、
この転写工程により得られたカーボンナノチューブ層に浸透液体を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により得られたカーボンナノチューブ層を押圧具により所定方向に傾倒させる傾倒工程と、
この傾倒工程により得られたカーボンナノチューブ層を粘着剤の溶解液に浸漬させて粘着剤を溶かす溶解工程とを具備する方法である。
The second carbon nanotube sheet manufacturing method of the present invention is also characterized in that the first substrate on which the vertically aligned carbon nanotube layer is formed is placed on the surface of the second substrate to which the adhesive has been applied. A transfer step of transferring the layer to the adhesive;
An application step of applying an osmotic liquid to the carbon nanotube layer obtained by this transfer step;
A tilting step of tilting the carbon nanotube layer obtained by this coating step in a predetermined direction with a pressing tool;
And a dissolving step of dissolving the pressure sensitive adhesive by immersing the carbon nanotube layer obtained by the tilting step in a pressure sensitive adhesive solution.

上記各製造方法において、傾倒工程の後に、浸透液体を乾燥させる乾燥工程を具備する方法であり、
また粘着剤として水溶性高分子液を用いるとともに、粘着剤の溶解液として水を用いる方法であり、
さらに押圧具として、ローラまたは湾曲したプレートを用いるとともに、当該ローラまたは湾曲したプレートを浸透液体で濡らすことにより、浸透液体の塗布工程を傾倒工程と同時に行う方法である。
In each of the above production methods, the method includes a drying step of drying the penetrating liquid after the tilting step,
In addition, a water-soluble polymer solution is used as an adhesive, and water is used as an adhesive solution.
Furthermore, a roller or a curved plate is used as a pressing tool, and the roller or curved plate is wetted with a penetrating liquid, whereby the penetrating liquid application step is performed simultaneously with the tilting step.

さらに、本発明の第3のカーボンナノチューブシートの製造方法は、上記各製造方法で製造されたカーボンナノチューブシートを複数枚重ねて圧着することにより層状のカーボンナノチューブを得る圧着工程と、
この圧着工程で得られた層状のカーボンナノチューブの前後いずれかの端面を所定厚さでもって切断する切断工程とを具備する方法である。
Furthermore, the third carbon nanotube sheet manufacturing method of the present invention is a pressure bonding step of obtaining a layered carbon nanotube by stacking and pressing a plurality of carbon nanotube sheets manufactured by each of the above manufacturing methods,
And a cutting step of cutting the end surfaces of the layered carbon nanotubes obtained in this crimping step with a predetermined thickness.

上記の各製造方法によると、基板の表面に形成された垂直配向性のカーボンナノチューブを押圧具を用いて所定方向に傾倒させる際に、浸透液体を塗布するようにしたので、カーボンナノチューブに濡れ性を持たせることができ、したがってカーボンナノチューブの傾倒時に、押圧具にカーボンナノチューブが付着するのを防止し得るとともに、カーボンナノチューブの傾倒方向を一層揃わせることができる。   According to each of the above manufacturing methods, when the vertically aligned carbon nanotubes formed on the surface of the substrate are tilted in a predetermined direction using a pressing tool, the osmotic liquid is applied, so that the carbon nanotubes are wettable. Therefore, when the carbon nanotube is tilted, it is possible to prevent the carbon nanotube from adhering to the pressing tool and to further align the tilting direction of the carbon nanotube.

すなわち、この製造方法により製造されたカーボンナノチューブシートは、電気伝導性および熱伝導性に優れたものとなり、したがって冷却部材、放熱部材または電極部材として利用するのに最適である。   That is, the carbon nanotube sheet manufactured by this manufacturing method has excellent electrical conductivity and thermal conductivity, and is therefore optimal for use as a cooling member, a heat dissipation member, or an electrode member.

本発明の実施例1に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the manufacturing method of the carbon nanotube sheet concerning Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を説明する模式断面図である。It is a schematic cross section explaining the manufacturing method of the carbon nanotube sheet concerning Example 2 of the present invention. 本発明の実施例3に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the manufacturing method of the carbon nanotube sheet which concerns on Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を具体的に示した実施例に基づき説明する。
本発明の製造方法に係るカーボンナノチューブシートの基本的な構成は、基板の表面に垂直配向性のカーボンナノチューブが多数並列に、言い換えれば、垂直配向性のカーボンナノチューブ群が層状に形成されたものである。
Hereinafter, the carbon nanotube sheet manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described based on specific examples.
The basic structure of the carbon nanotube sheet according to the manufacturing method of the present invention is that a large number of vertically aligned carbon nanotubes are arranged in parallel on the surface of the substrate, in other words, a group of vertically aligned carbon nanotubes is formed in a layered manner. is there.

以下、本発明の実施例1に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を図1に基づき説明する。なお、本実施例1の内容は請求項3および請求項4に相当する。
まず、図1(a)に示すように、ステンレス製の薄い鋼板からなる第1の基板1の表面に、例えばCVD法(化学的気相成長法:熱CVD法も含む)を用いて、垂直配向性のカーボンナノチューブ群Cを所定高さすなわち所定厚さでもって形成しておく(層形成工程)。以下、この所定厚さのカーボンナノチューブ群をカーボンナノチューブ層と称して説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of the carbon nanotube sheet concerning Example 1 of the present invention is explained based on FIG. The contents of the first embodiment correspond to claims 3 and 4.
First, as shown in FIG. 1 (a), the surface of the first substrate 1 made of a thin steel plate made of stainless steel is vertically aligned using, for example, a CVD method (including chemical vapor deposition method: including thermal CVD method). The oriented carbon nanotube group C is formed with a predetermined height, that is, a predetermined thickness (layer forming step). Hereinafter, the carbon nanotube group having the predetermined thickness will be referred to as a carbon nanotube layer.

次に、図1(b)に示すように、金属、紙、プラスチックなどからなり且つ表面に粘着剤Vが塗布された第2の基板2の表面に、第1の基板1の表面に形成されたカーボンナノチューブ層Cの先端部分を反転・接触させて、第1の基板1側のカーボンナノチューブ層Cを第2基板2側に転写する(転写工程)。上記粘着剤Vとして水溶性高分子液を用いることができる。特に、ポリビニールアルコール(以下、PVAと称す)または水溶性の糊、でんぷん糊などの天然高分子液が用いられる。   Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the first substrate 1 is formed on the surface of the second substrate 2 made of metal, paper, plastic, etc. and having the adhesive V applied to the surface. The tip portion of the carbon nanotube layer C is reversed and brought into contact, and the carbon nanotube layer C on the first substrate 1 side is transferred to the second substrate 2 side (transfer process). A water-soluble polymer solution can be used as the adhesive V. In particular, a natural polymer liquid such as polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) or a water-soluble paste or starch paste is used.

具体的には、PVAの濃度が5〜15重量%の水溶液を、ドクターブレード法にて塗布し、所定厚さの粘着剤層を得た。なお、転写する際に、カーボンナノチューブ層Cに少し押圧力を加えてもよい。この押圧により、垂直配向されたカーボンナノチューブ同士を少し絡み合わせることにより、自立性の向上および高密度化を図るとともに、熱伝導性および電気伝導性の向上を図ることができる。   Specifically, an aqueous solution having a PVA concentration of 5 to 15% by weight was applied by a doctor blade method to obtain an adhesive layer having a predetermined thickness. It should be noted that a slight pressing force may be applied to the carbon nanotube layer C during the transfer. By this pressing, the vertically aligned carbon nanotubes are slightly entangled with each other, so that the self-supporting property and the density can be improved, and the thermal conductivity and the electrical conductivity can be improved.

このように、カーボンナノチューブ層Cの転写時において、カーボンナノチューブ層Cを粘着剤V上に反転させた状態で、この粘着剤Vを乾燥させた後、第1の基板1を剥がすことにより、カーボンナノチューブ層Cの転写が完了する。   Thus, at the time of transfer of the carbon nanotube layer C, the carbon nanotube layer C is inverted on the adhesive V, and after drying the adhesive V, the first substrate 1 is peeled off, thereby The transfer of the nanotube layer C is completed.

次に、図1(c)に示すように、転写されたカーボンナノチューブ層Cの表面に、当該カーボンナノチューブ層Cに浸透する液体、すなわち浸透液体Uとして例えばアルコール液を滴下させて、カーボンナノチューブ層Cを濡らす(浸透液体の塗布工程)。つまり、カーボンナノチューブ層Cに濡れ性を与える。この浸透液体の具体例としては、アルコール、プロパノール、アセトンなどの有機系溶媒が挙げられる。なお、水などの表面張力の強い液体はカーボンナノチューブ層Cに滴下すると、カーボンナノチューブ層C上で撥水されることにより、カーボンナノチューブ層Cに浸透されない。   Next, as shown in FIG. 1 (c), for example, an alcohol liquid is dropped as a liquid penetrating the carbon nanotube layer C, that is, a penetrating liquid U onto the surface of the transferred carbon nanotube layer C, so that the carbon nanotube layer Wet C (penetrating liquid application process). That is, wettability is imparted to the carbon nanotube layer C. Specific examples of the osmotic liquid include organic solvents such as alcohol, propanol, and acetone. When a liquid having a strong surface tension such as water is dropped on the carbon nanotube layer C, the liquid is repelled on the carbon nanotube layer C and does not penetrate into the carbon nanotube layer C.

次に、図1(d)に示すように、押圧具としてローラ11を用いて、カーボンナノチューブ層Cの表面を押さえるとともに所定方向aに回転させながら、つまり、アルコール液を押し出すように移動させて、カーボンナノチューブ層(群)Cを、稲穂が風で倒れるように所定方向に、つまり一方向に傾倒させる(傾倒工程)。押圧具としては、ローラの他に、湾曲したプレートを用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 1D, using the roller 11 as a pressing tool, the surface of the carbon nanotube layer C is pressed and rotated in a predetermined direction a, that is, moved to extrude an alcohol liquid. The carbon nanotube layer (group) C is tilted in a predetermined direction, that is, in one direction so that the rice ears are tilted by the wind (tilting process). As the pressing tool, a curved plate may be used in addition to the roller.

なお、浸透液体をローラまたは湾曲したプレートを浸透液体で濡らすことにより、カーボンナノチューブ層Cに濡れ性を与えると同時にカーボンナノチューブ層Cを押し倒してもよい。すなわち、浸透液体の塗布工程の後に押圧具によるカーボンナノチューブ層の傾倒工程を行う替わりに、先に、押圧具に浸透液体を塗布しておき、この押圧具にてカーボンナノチューブ層を傾倒させるようにしてもよい。この場合、押圧具であるローラまたは湾曲したプレートに、浸透液体を滴下させるか、刷毛塗り、またはスプレーすることにより行われる。さらに、ローラまたは湾曲したプレートを、浸透液体に浸漬させるようにしてもよい。   The carbon nanotube layer C may be pushed down at the same time as imparting wettability to the carbon nanotube layer C by wetting the penetrating liquid with a roller or a curved plate with the penetrating liquid. That is, instead of performing the step of tilting the carbon nanotube layer with the pressing tool after the step of applying the penetrating liquid, the penetrating liquid is first applied to the pressing tool, and the carbon nanotube layer is tilted with the pressing tool. May be. In this case, the penetrating liquid is dropped, brushed or sprayed onto a roller or curved plate as a pressing tool. Furthermore, a roller or a curved plate may be immersed in the penetrating liquid.

次に、乾燥機または自然乾燥により、カーボンナノチューブ層Cに残っているアルコール液を乾燥させる(乾燥工程)。このように、カーボンナノチューブ層Cに残っているアルコール液を乾燥させると、カーボンナノチューブ層Cの各カーボンナノチューブ繊維同士が接近して分子間力が高まるので、より強固に繊維シート化を図ることができる。   Next, the alcohol liquid remaining in the carbon nanotube layer C is dried by a dryer or natural drying (drying step). As described above, when the alcohol solution remaining in the carbon nanotube layer C is dried, the carbon nanotube fibers of the carbon nanotube layer C come close to each other and the intermolecular force is increased, so that a fiber sheet can be formed more firmly. it can.

次に、図1(e)に示すように、第2の基板2の表面で一方向に傾倒されたカーボンナノチューブ層Cを第2の基板2ごと容器12に入れて、粘着剤Vを溶解させる溶解液(粘着剤が水溶性の液体である場合には、水または温水などが用いられる)13に浸漬させて粘着剤Vを溶かす(溶解工程)。これにより、シート状のカーボンナノチューブ層が、すなわち一方向に傾倒した自立性のカーボンナノチューブシートS1が得られる。   Next, as shown in FIG. 1E, the carbon nanotube layer C tilted in one direction on the surface of the second substrate 2 is put in the container 12 together with the second substrate 2, and the adhesive V is dissolved. The adhesive V is dissolved by immersing it in a dissolving liquid (in the case where the adhesive is a water-soluble liquid, water or warm water is used) 13 (dissolution step). As a result, a sheet-like carbon nanotube layer, that is, a self-supporting carbon nanotube sheet S1 tilted in one direction is obtained.

このように、カーボンナノチューブ層をPVAなどの粘着剤により第2の基板上に保持した状態で且つアルコール液などの浸透液体をカーボンナノチューブ層の表面に塗布しながらローラを押し付けて所定方向に移動させるようにしたので、カーボンナノチューブ同士間に浸透液体が浸透して、カーボンナノチューブが滑らかに所定方向に傾倒することになり、したがってローラにより押圧した際に、カーボンナノチューブが押圧具に付着するのを防止し得るとともに、カーボンナノチューブ群が均一に一方向に傾倒されてなるカーボンナノチューブシートが得られる。   In this way, the carbon nanotube layer is held on the second substrate by an adhesive such as PVA, and a roller is pressed and moved in a predetermined direction while an osmotic liquid such as an alcohol liquid is applied to the surface of the carbon nanotube layer. As a result, the osmotic liquid permeates between the carbon nanotubes, and the carbon nanotubes are smoothly tilted in a predetermined direction. Therefore, the carbon nanotubes are prevented from adhering to the pressing tool when pressed by the roller. In addition, a carbon nanotube sheet in which carbon nanotube groups are uniformly tilted in one direction is obtained.

すなわち、この製造方法により製造されたカーボンナノチューブシートは、電気伝導性および熱伝導性に優れたものとなり、したがって冷却部材、放熱部材または電極部材として利用するのに最適である。この他に、電磁波吸収部材、電磁波シールド部材、フィルター部材、X線遮蔽部材、光吸収部材(例えば、カメラの反射防止膜)などに利用することができる。   That is, the carbon nanotube sheet manufactured by this manufacturing method has excellent electrical conductivity and thermal conductivity, and is therefore optimal for use as a cooling member, a heat dissipation member, or an electrode member. In addition, it can be used for an electromagnetic wave absorbing member, an electromagnetic wave shielding member, a filter member, an X-ray shielding member, a light absorbing member (for example, an antireflection film of a camera), and the like.

なお、上記実施例1において、粘着剤として有機溶媒に溶けるゴム系、アクリル系などの有機系粘着剤を用いることができる。但し、有機系粘着剤を用いる場合、粘着剤を溶かす溶解工程では、ピロリゾン、メチルエチルケトンなどの有機系粘着剤を溶解させる溶解液が用いられる。   In Example 1 described above, an organic pressure-sensitive adhesive such as rubber or acrylic that is soluble in an organic solvent can be used as the pressure-sensitive adhesive. However, when using an organic pressure-sensitive adhesive, a dissolving solution for dissolving an organic pressure-sensitive adhesive such as pyrrolidone or methyl ethyl ketone is used in the dissolving step of dissolving the pressure-sensitive adhesive.

次に、本発明の実施例2に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を図2に基づき説明する。なお、本実施例2は請求項1および請求項2に相当する。
上記実施例1においては、第1の基板に形成されたカーボンナノチューブ層を第2の基板に設けられた粘着剤に反転・接触、つまり転写させるように説明したが、本実施例2に係るカーボンナノチューブシートの製造方法は、図2(a)に示すように、基板の表面にカーボンナノチューブ層Cを形成し(層形成工程)、次に図2(b)に示すように、このカーボンナノチューブ層Cに、直接、浸透液体Uを塗布した後(浸透液体の塗布工程)、図2(c)に示すように、ローラ31などの押圧具(実施例1同様に、湾曲したプレートを用いてもよい)によりカーボンナノチューブ層Cを押圧して所定方向(一方向)に傾倒させ(傾倒工程)、そして図2(d)に示すように、カーボンナノチューブ層Cに粘着剤Vを塗布した後(粘着剤の塗布工程)、図2(e)に示すように、このカーボンナノチューブ層Cを粘着剤の溶解液32に浸漬させて粘着剤Vを溶かすことにより(溶解工程)、カーボンナノチューブシートS1を得るようにしたものである。なお、浸透液体をカーボンナノチューブ層に塗布した後に、カーボンナノチューブ層を傾倒させるように説明したが、浸透液体の塗布と一緒に押圧具によりカーボンナノチューブ層を傾倒させるようにしてもよい。
Next, a method for manufacturing a carbon nanotube sheet according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment corresponds to claims 1 and 2.
In the first embodiment, the carbon nanotube layer formed on the first substrate has been described as being reversed / contacted, that is, transferred to the adhesive provided on the second substrate. However, the carbon according to the second embodiment has been described. As shown in FIG. 2A, the nanotube sheet manufacturing method forms a carbon nanotube layer C on the surface of the substrate (layer forming step), and then, as shown in FIG. 2B, this carbon nanotube layer After applying the penetrating liquid U directly to C (the penetrating liquid applying step), as shown in FIG. 2C, a pressing tool such as a roller 31 (like the first embodiment, a curved plate may be used. The carbon nanotube layer C is pressed and tilted in a predetermined direction (one direction) (tilting step), and after applying the adhesive V to the carbon nanotube layer C as shown in FIG. Agent application As shown in FIG. 2 (e), the carbon nanotube layer C was immersed in the adhesive solution 32 to dissolve the adhesive V (dissolution process), thereby obtaining the carbon nanotube sheet S1. Is. In addition, although the carbon nanotube layer was tilted after the penetrating liquid was applied to the carbon nanotube layer, the carbon nanotube layer may be tilted by a pressing tool together with the penetrating liquid application.

この実施例2では、押圧して所定方向(一方向)に傾倒させることにより、かなりの部分のカーボンナノチューブ層Cが基板21の表面から離脱された状態で基板に留まっており、特に、剥離工程を設けずに、単に、基板から剥がれたカーボンナノチューブ層を取り出すだけで、一方向に傾倒されたカーボンナノチューブシートが得られる(シート取得工程)。   In the second embodiment, by pressing and tilting in a predetermined direction (one direction), a considerable part of the carbon nanotube layer C remains on the substrate in a state of being detached from the surface of the substrate 21, and in particular, a peeling process. The carbon nanotube sheet tilted in one direction can be obtained simply by taking out the carbon nanotube layer that has been peeled off from the substrate (sheet acquisition step).

また、粘着剤の塗布工程を傾倒工程の後に配置したのは、カーボンナノチューブ層を補強することにより、カーボンナノチューブシートを基板から剥離させる際に破断しないようにするためである。   The reason why the adhesive application step is arranged after the tilting step is to reinforce the carbon nanotube layer so that the carbon nanotube sheet is not broken when it is peeled from the substrate.

ところで、傾倒工程の後に、乾燥機や自然乾燥により、カーボンナノチューブ層Cに残っているアルコール液を乾燥させてもよい(乾燥工程)。すなわち、カーボンナノチューブ層Cに残っているアルコール液を乾燥させることで、カーボンナノチューブ層Cの各カーボンナノチューブ繊維同士が近接することにより、分子間力がさらに高まるので、より強固に繊維シート化を図ることができる。   By the way, after the tilting step, the alcohol liquid remaining in the carbon nanotube layer C may be dried by a dryer or natural drying (drying step). That is, by drying the alcohol solution remaining in the carbon nanotube layer C, the intermolecular force is further increased by bringing the carbon nanotube fibers of the carbon nanotube layer C closer to each other, so that the fiber sheet is more firmly formed. be able to.

なお、この製造方法を簡単に記載すると、以下のようになる。
すなわち、この製造方法は、基板の表面に垂直配向性のカーボンナノチューブ層を形成する層形成工程と、この層形成工程により基板に形成されたカーボンナノチューブ層に浸透液体を塗布する塗布工程と、この塗布工程により浸透液体が塗布されたカーボンナノチューブ層を押圧具により所定方向に傾倒させる傾倒工程とを具備し、
さらに上記製造方法における傾倒工程の後に、カーボンナノチューブ層に粘着剤を塗布する塗布工程と、この塗布工程により粘着剤が塗布されたカーボンナノチューブ層を粘着剤の溶解液に浸漬させて当該粘着剤を溶解させる溶解工程とを具備する方法である。
The production method will be briefly described as follows.
That is, the manufacturing method includes a layer forming step of forming a vertically aligned carbon nanotube layer on the surface of the substrate, an application step of applying an osmotic liquid to the carbon nanotube layer formed on the substrate by the layer forming step, A tilting step of tilting the carbon nanotube layer coated with the penetrating liquid in the coating step in a predetermined direction with a pressing tool,
Further, after the tilting step in the above manufacturing method, a coating step of applying a pressure-sensitive adhesive to the carbon nanotube layer, and the carbon nanotube layer coated with the pressure-sensitive adhesive by this coating step are immersed in a solution of the pressure-sensitive adhesive. And a dissolving step for dissolving.

次に、本発明の実施例3に係るカーボンナノチューブシートの製造方法を図3に基づき説明する。なお、本実施例3の内容は請求項7に相当する。
上述した実施例1または実施例2においては、一方向に傾倒されたカーボンナノチューブシートの製造方法について説明したが、本実施例3においては、実施例1または実施例2の製造方法にて得られた一方向のカーボンナノチューブシートを用いて、所定厚さの垂直配向性のカーボンナノチューブシートを製造する方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the carbon nanotube sheet which concerns on Example 3 of this invention is demonstrated based on FIG. The contents of the third embodiment correspond to the seventh aspect.
In Example 1 or Example 2 described above, the method of manufacturing the carbon nanotube sheet tilted in one direction has been described. In Example 3, the carbon nanotube sheet obtained by the method of Example 1 or Example 2 is obtained. A method for producing a vertically aligned carbon nanotube sheet having a predetermined thickness using a unidirectional carbon nanotube sheet will be described.

簡単に説明すると、上記各実施例に係る製造方法で製造されたカーボンナノチューブシートを複数枚重ねて圧着することにより層状のカーボンナノチューブを得る圧着工程と、この圧着工程で得られた層状のカーボンナノチューブの前後いずれかの端面を所定厚さでもって切断する切断工程とを具備した方法である。   Briefly, a pressure bonding step of obtaining a layered carbon nanotube by stacking and pressing a plurality of carbon nanotube sheets manufactured by the manufacturing methods according to the above embodiments, and a layered carbon nanotube obtained by the pressure bonding step And a cutting step of cutting any one of the end surfaces before and after the film with a predetermined thickness.

具体的には、図3(a)に示すように、実施例1または実施例2の製造方法により得られた所定幅で且つ所定長さの平面視矩形状のカーボンナノチューブシートS1を、複数枚重ねて圧着することにより層状のカーボンナノチューブシートS2を得る(圧着工程)。   Specifically, as shown in FIG. 3A, a plurality of carbon nanotube sheets S1 having a predetermined width and a predetermined length in a plan view rectangular shape obtained by the manufacturing method of Example 1 or Example 2 are provided. The layered carbon nanotube sheet S2 is obtained by overlapping and pressing (bonding step).

この圧着工程では、エポキシ、ウレタン、シリコンゴム、ラテックスゴムなどの高分子液が接着剤として充填される。なお、カーボンナノチューブシートを製造する際に用いた水溶性高分子を利用してもよい。   In this crimping step, a polymer liquid such as epoxy, urethane, silicon rubber, latex rubber or the like is filled as an adhesive. In addition, you may utilize the water-soluble polymer used when manufacturing a carbon nanotube sheet.

また、この圧着工程では、アルコールまたは水などで濡らしながら圧着することで、カーボンナノチューブ同士の分子間力を利用してより強く結合させ、そして乾燥させた後、高分子液を平面視矩形状のシートS1に充填して固形化させるようにしてもよい。   In this crimping process, the polymer liquid is bonded in a rectangular shape in plan view after being bonded more strongly by using the intermolecular force between the carbon nanotubes by being wet-bonded with alcohol or water and drying. The sheet S1 may be filled and solidified.

そして、図3(b)に示すように、所定高さに積層された積層状カーボンナノチューブS2が得られると、その前後いずれかの端面(横断面)を所定厚さでもって、丸鋸などのカッターにより切断することにより、所定厚さで高密度な配向性カーボンナノチューブシートS3が得られる(切断工程)。なお、この切断の厚さを調節することにより、任意の厚さの配向性カーボンナノチューブシートS3が得られることになる。   Then, as shown in FIG. 3 (b), when the stacked carbon nanotubes S2 stacked at a predetermined height are obtained, a circular saw or the like is formed with a predetermined thickness at either the front or back end (cross section) thereof. By cutting with a cutter, an oriented carbon nanotube sheet S3 having a predetermined thickness and high density is obtained (cutting step). In addition, by adjusting the thickness of this cutting, an oriented carbon nanotube sheet S3 having an arbitrary thickness can be obtained.

このカーボンナノチューブシートの製造方法によると、基板の表面に垂直方向で多数形成されたカーボンナノチューブからなるシートを、多数(複数)重ねた後、その前後の端面を厚さ方向に沿って切断することにより、垂直配向性のカーボンナノチューブシートを得るようにしたので、その切断厚さを調節することにより、任意厚さのカーボンナノチューブシートを製造することができる。   According to this method of manufacturing a carbon nanotube sheet, a large number (multiple) of carbon nanotube sheets formed in the vertical direction on the surface of the substrate are stacked, and then the front and back end faces are cut along the thickness direction. Thus, a vertically aligned carbon nanotube sheet is obtained. Therefore, a carbon nanotube sheet having an arbitrary thickness can be manufactured by adjusting the cutting thickness.

すなわち、このカーボンナノチューブシートを冷却部材または放熱部材として利用した場合、それぞれの能力の向上を図ることができる。勿論、実施例1で説明したように、電磁波吸収部材、電磁波シールド部材、フィルター部材、X線遮蔽部材、光吸収部材(例えば、カメラの反射防止膜)などに利用した場合でも、それぞれの能力の向上を図ることができる。   That is, when this carbon nanotube sheet is used as a cooling member or a heat radiating member, the respective capacities can be improved. Of course, as described in the first embodiment, even when used for an electromagnetic wave absorbing member, an electromagnetic wave shielding member, a filter member, an X-ray shielding member, a light absorbing member (for example, an antireflection film of a camera), etc. Improvements can be made.

C カーボンナノチューブ
S1 カーボンナノチューブシート
S3 カーボンナノチューブシート
V 粘着剤
U 浸透液体
1 第1の基板
2 第2の基板
11 ローラ
12 容器
13 溶解液
21 基板
31 ローラ
32 容器
33 溶解液
C carbon nanotube S1 carbon nanotube sheet S3 carbon nanotube sheet V adhesive U osmotic liquid 1 first substrate 2 second substrate 11 roller 12 container 13 solution 21 substrate 31 roller 32 container 33 solution

Claims (7)

基板の表面に垂直配向性のカーボンナノチューブ層を形成する層形成工程と、
この層形成工程により基板に形成されたカーボンナノチューブ層に浸透液体を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により浸透液体が塗布されたカーボンナノチューブ層を押圧具により所定方向に傾倒させる傾倒工程とを具備することを特徴とするカーボンナノチューブシートの製造方法。
A layer forming step of forming a vertically aligned carbon nanotube layer on the surface of the substrate;
An application step of applying a penetrating liquid to the carbon nanotube layer formed on the substrate by this layer formation step;
And a tilting step of tilting the carbon nanotube layer coated with the penetrating liquid in the coating step in a predetermined direction with a pressing tool.
傾倒工程後のカーボンナノチューブ層に粘着剤を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により粘着剤が塗布されたカーボンナノチューブ層を粘着剤の溶解液に浸漬させて当該粘着剤を溶解させる溶解工程とを具備することを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。
An application step of applying an adhesive to the carbon nanotube layer after the tilting step;
The carbon nanotube sheet according to claim 1, further comprising a dissolving step of dissolving the pressure-sensitive adhesive by immersing the carbon nanotube layer coated with the pressure-sensitive adhesive in the coating step in a solution of the pressure-sensitive adhesive. Production method.
垂直配向性のカーボンナノチューブ層が形成された第1の基板を、粘着剤が塗布された第2の基板の表面に、当該カーボンナノチューブ層を転写する転写工程と、
この転写工程により得られたカーボンナノチューブ層に浸透液体を塗布する塗布工程と、
この塗布工程により得られたカーボンナノチューブ層を押圧具により所定方向に傾倒させる傾倒工程と、
この傾倒工程により得られたカーボンナノチューブ層を粘着剤の溶解液に浸漬させて粘着剤を溶かす溶解工程とを具備することを特徴とするカーボンナノチューブシートの製造方法。
A transfer step of transferring the carbon nanotube layer to the surface of the second substrate coated with the adhesive, the first substrate on which the vertically aligned carbon nanotube layer is formed;
An application step of applying an osmotic liquid to the carbon nanotube layer obtained by this transfer step;
A tilting step of tilting the carbon nanotube layer obtained by this coating step in a predetermined direction with a pressing tool;
A carbon nanotube sheet manufacturing method comprising: a carbon nanotube layer obtained by the tilting step is immersed in an adhesive solution to dissolve the adhesive.
傾倒工程の後に、浸透液体を乾燥させる乾燥工程を具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。   The method for producing a carbon nanotube sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising a drying step of drying the penetrating liquid after the tilting step. 粘着剤が水溶性高分子液であり、粘着剤の溶解液が水であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。   The method for producing a carbon nanotube sheet according to claim 2 or 3, wherein the pressure-sensitive adhesive is a water-soluble polymer liquid, and the solution of the pressure-sensitive adhesive is water. 押圧具として、ローラまたは湾曲したプレートを用いるとともに、当該ローラまたは湾曲したプレートを浸透液体で濡らすことにより、浸透液体の塗布工程を傾倒工程と同時に行うことを特徴とする請求項1または3に記載のカーボンナノチューブシートの製造方法。   The roller or curved plate is used as the pressing tool, and the application step of the penetrating liquid is performed simultaneously with the tilting step by wetting the roller or the curved plate with the penetrating liquid. Of manufacturing the carbon nanotube sheet. 請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法で製造されたカーボンナノチューブシートを複数枚重ねて圧着することにより層状のカーボンナノチューブを得る圧着工程と、
この圧着工程で得られた層状のカーボンナノチューブの前後いずれかの端面を所定厚さでもって切断する切断工程とを具備させたことを特徴とするカーボンナノチューブシートの製造方法。
A crimping step of obtaining a layered carbon nanotube by stacking and crimping a plurality of carbon nanotube sheets produced by the production method according to claim 1,
A method of manufacturing a carbon nanotube sheet, comprising: a cutting step of cutting the end surfaces of the layered carbon nanotubes obtained in the press-bonding step with a predetermined thickness.
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