JP2015140276A

JP2015140276A - 複合粒子及び成形品

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Publication number: JP2015140276A
Application number: JP2014013688A
Authority: JP
Inventors: 拓治小向; Takuji Komukai; 麻季鬼塚; Maki Onizuka; 広美輝平; Hiromi Teruhira
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-03

Abstract

【課題】ＣＮＴ由来の機能を発揮することができる複合粒子及び成形品を提供する。【解決手段】母粒子１２と、前記母粒子１２表面に形成された構造体１４とを備える複合粒子１０Ａにおいて、前記構造体１４は、複数のカーボンナノチューブ１６を含み、前記複数のカーボンナノチューブ１６が、互いに直接接続されたネットワーク構造を形成していると共に、前記母粒子１２表面に直接固定されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、複合粒子及び成形品に関し、特に母粒子表面にカーボンナノチューブを含む構造体が形成されている複合粒子に関する。

母粒子表面に複数のカーボンナノチューブ（以下「ＣＮＴ」という）を含む構造体が形成された複合粒子においては、ＣＮＴが、母粒子表面に均一に固定され、互いに接続されたネットワーク構造を形成していることが、導電性などの機能を発揮する上で望ましい。

このような複合粒子は、ＣＮＴがナノレベルで分散した分散液の中に母粒子を投入し、母粒子表面にＣＮＴが付着した後、分散液中から母粒子を取り出し乾燥させることで形成される。

ところが、ＣＮＴはファンデルワールス力により分散液中で不可逆に凝集するので、母粒子表面にＣＮＴを均一に固定するには、溶液中に、多量に分散剤を投入してＣＮＴを分散させる必要がある。

また、ＣＮＴを分散させる方法として、ＣＮＴ、分散剤としての界面活性剤を含む分散液に対して補助的に超音波照射をする方法が開示されている（例えば、特許文献１）。分散剤はＣＮＴの分散に必要であり、一般に複合素材の製造過程では必須のものとして使用されていた。

さらにＣＮＴを加えた分散液には、前記分散剤に加えて、母粒子表面にＣＮＴを接着させるために接着剤やその他の添加剤等も投入されている。

こうして製造された複合粒子は、母粒子にＣＮＴが複合していることにより、母粒子の機能に加え、複合粒子としてＣＮＴ由来の電気導電性、熱伝導性、耐衝撃性等が向上することが期待される。

特開2010-59561号公報

しかしながら上記特許文献１の場合、分散剤がＣＮＴの表面を覆ってしまうので、ＣＮＴ由来の電気導電性や熱伝導性が発揮できない、という問題がある。また、ＣＮＴは、接着剤により母粒子表面に固定されるので、剥離しやすいという問題がある。

そこで、本発明は、ＣＮＴ由来の機能を発揮することができる複合粒子及び成形品を提供することを目的とする。

本発明に係る複合粒子は、母粒子と、前記母粒子表面に形成された構造体とを備える複合粒子において、前記構造体は、複数のカーボンナノチューブを含み、前記複数のカーボンナノチューブが、互いに直接接続されたネットワーク構造を形成していると共に、前記母粒子表面に直接固定されていることを特徴とする。

本発明に係る成形品は、上記複合粒子を含むことを特徴とする。

本発明によれば、複合粒子は、複数のＣＮＴが互いに直接接続されたネットワーク構造を形成しているので、ＣＮＴ由来の機能、すなわち電気導電性及び熱伝導性を発揮することができる。

第１実施形態に係る複合粒子の構成を模式的に示す概念図である。第１実施形態に係る複合粒子の構成を模式的に示す縦断面図である。第１実施形態に対応する実施例１に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図３Ａは拡大像、図３Ｂは全体像である。第１実施形態に対応する実施例３に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図４Ａは拡大像、図４Ｂは全体像である。第１実施形態に対応する実施例１及び実施例２に係る複合粒子の電気導電性を示すグラフである。第１実施形態の変形例に係る複合粒子の構成を模式的に示す概念図である。第１実施形態の変形例に対応する実施例４に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図７Ａは拡大像、図７Ｂは全体像である。第１実施形態の変形例に対応する実施例５に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図８Ａは拡大像、図８Ｂは全体像である。第１実施形態の変形例に対応する実施例６に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図９Ａは拡大像、図９Ｂは全体像である。第１実施形態の変形例に対応する実施例７に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図１０Ａは拡大像、図１０Ｂは全体像である。第１実施形態の変形例に対応する実施例８に係る複合粒子のＳＥＭ像であり、図１１Ａは拡大像、図１１Ｂは全体像である。第１実施形態の変形例に対応する実施例９に係る複合粒子のＳＥＭ像である。第１実施形態の変形例に対応する実施例４に係る複合粒子の電気導電性を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

１．第１実施形態
（１）構成
図１に示すように、複合粒子１０Ａは、母粒子１２と、母粒子１２表面に形成された構造体１４とを備える。本実施形態の場合、母粒子１２は、球状であって、ガラスビーズ、シリカゲル、金属粒子、高分子粒子等を用いることができる。金属粒子は、例えば、窒化アルミニウムや酸化アルミニウム、窒化チタン、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化クロム、ニッケル、酸化ニッケル、酸化マグネシウム、ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、チタン、酸化チタン、炭化チタン、タングステン、炭化タングステン、亜鉛、酸化亜鉛、酸化すず、すずで形成することができる。高分子粒子は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテルで形成することができる。

母粒子１２は、直径が１μｍ以上１５０μｍ以下であるのが好ましい。この場合、母粒子１２の直径は、レーザー回折法を用いて測定した平均粒径とする。母粒子１２は、直径が１μｍ未満であると母材１２へＣＮＴ１６が付着するのではなく、母材１２とＣＮＴ１６が混在した凝集塊となり易く、粒子としての母材１２の機能が発現できにくくなる。母粒子１２は、直径が１５０μｍ超であると、ＣＮＴ１６由来の機能を発現させるためにＣＮＴ１６が大量に必要となる。

構造体１４は、均等に分散した複数のＣＮＴ１６を含む。複数のＣＮＴ１６は、互いに直接接続されており、ネットワーク構造を形成している。すなわちＣＮＴ１６は、分散剤などで覆われておらず、互いに絡み合った状態で直接接続されている。ここでいう接続とは、物理的な接続（単なる接触）と、化学的な接続とを含む。

構造体１４は、厚さが５００ｎｍ以下であるのが好ましい。構造体１４の厚さが５００ｎｍ超の場合、母粒子１２表面を覆うＣＮＴ１６が過剰になる。そうするとＣＮＴ１６が凝集する割合が高くなってしまい電気導電性や熱伝導性が低下すると共に、構造体１４が母粒子１２由来の機能を制限してしまう。構造体１４の厚さは、１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であるのがより好ましい。構造体１４の厚さが上記範囲内であれば、ＣＮＴ１６が、母粒子１２表面に分散して、互いに直接接続することで良好なネットワーク構造を形成することができる。ここでネットワーク構造とは、母粒子１２表面の全体で一つのネットワークを形成している場合に限らず、複数のネットワークが独立または部分的に直接接続されている構造を含む。

ＣＮＴ１６は、多層であるのが好ましい。またＣＮＴ１６は、長さが０．２μｍ以上１５μｍ以下であるのが好ましい。ＣＮＴ１６は長さが０．２μｍ以上であると、ＣＮＴ１６同士が絡まり合って直接接続される。またＣＮＴ１６は長さが１５μｍ以下であると、均等に分散しやすくなる。一方、ＣＮＴ１６は長さが０．２μｍ未満であるとＣＮＴ１６同士が絡まりにくくなる。またＣＮＴ１６は長さが５０μｍ超であると凝集しやすくなる。

ＣＮＴ１６は、直径が３０ｎｍ以下であるのが好ましい。ＣＮＴ１６は直径が３０ｎｍ以下であると、柔軟性に富み、母粒子１２表面の曲率に沿って変形するので、ネットワーク構造を形成することができる。一方、ＣＮＴ１６は直径が３０ｎｍ超であると、柔軟性がなくなり、母粒子１２表面に沿って変形しにくくなるので、ネットワーク構造を形成しにくくなる。ＣＮＴ１６の直径は、２０ｎｍ以下であるのがより好ましい。なおＣＮＴ１６の直径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）画像を用いて測定した平均直径とする。

このように構成されたＣＮＴ１６は、母粒子１２に対し０．００１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の濃度で、母粒子１２表面に固定されているのが好ましい。ＣＮＴ１６が上記範囲内の濃度である場合、母粒子１２表面においてＣＮＴ１６で覆われていない部分が形成される。このＣＮＴ１６で覆われていない部分は、接着剤などで覆われておらず、母粒子１２の表面が露出している。これにより母粒子１２は、ＣＮＴ１６によって機能が損なわれることがない。ＣＮＴ１６の濃度は、母粒子１２に対し０．０１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下であるのがより好ましい。

またＣＮＴ１６は、図２に示すように、母粒子１２表面に直接固定されている。すなわち、ＣＮＴ１６は、母粒子１２表面との間に、界面活性剤などの分散剤や接着剤等が介在せず、直接母粒子１２表面に固定されている。ここでいう固定とは、ファンデルワールス力による結合をいう。

（２）製造方法
次に、複合粒子１０Ａの製造方法を説明する。複合粒子１０Ａは、ＣＮＴ１６を作製し、当該ＣＮＴ１６を用いて分散液を生成し、当該分散液を用いて母粒子１２表面に構造体１４を形成することにより製造することができる。以下、各工程について順に説明する。

（ＣＮＴの作製）
ＣＮＴ１６は、例えば特開２００７−１２６３１１号公報に記載されているような熱ＣＶＤ法を用いて作製することができる。すなわち、シリコン基板上にアルミ、鉄からなる触媒膜を成膜し、触媒粒子を形成する。次いで、加熱雰囲気中で炭化水素ガスを触媒粒子に接触させることにより、触媒粒子からＣＮＴ１６を成長させてＣＮＴ１６を作製することができる。アーク放電法、レーザ蒸発法などその他の製造方法により、ＣＮＴ１６を得ることもできるが、ＣＮＴ１６以外の不純物を極力含まないものを使用することが好ましい。この不純物についてはＣＮＴ１６を製造した後、不活性ガス中での高温アニールにより除去してもよい。このようにして作製されたＣＮＴ１６は、長さが数百から数千という高いアスペクト比で、直線的に配向される。

（分散液の生成）
分散液は、上記のようにして作製されたＣＮＴ１６を、溶媒に投入し、ホモジナイザーや高圧せん断、超音波分散機などによりＣＮＴ１６の分散の均一化を図る。溶媒としては、水、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類やトルエン、アセトン、ＴＨＦ、ＭＥＫ、ヘキサン、ノルマルヘキサン、エチルエーテル、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチルなどの有機溶媒を用いることができる。これにより、ＣＮＴ１６が１本ずつ物理的に分離して絡み合っていない状態で溶媒中に分散しており、２以上のＣＮＴ１６が凝集した集合物の割合が１０％以下である分散液を得る。分散液は、母粒子１２及びＣＮＴ１６の機能を制限しない限り、分散剤、界面活性剤、接着剤、添加剤等を含有していてもよい。

（構造体の形成）
上記のようにして生成された分散液に、せん断や超音波等の機械的エネルギーを付与する。これにより、分散液中では、ＣＮＴ１６が分散する状態と凝集する状態とが常時発生する可逆的反応状態が作り出される。この可逆的反応状態にある分散液中に母粒子１２を浸漬すると、母粒子１２表面においてもＣＮＴ１６の分散状態と凝集状態との可逆的反応状態が生じる。ＣＮＴ１６が分散状態から凝集状態へ移る際に、母粒子１２表面にＣＮＴ１６が付着する。

ＣＮＴ１６が凝集する際は、母粒子１２とＣＮＴ１６間にファンデルワールス力が作用しており、このファンデルワールス力により母粒子１２表面にＣＮＴ１６が付着する。その後で、母粒子１２を分散液から引き出し、乾燥させることにより、母粒子１２表面にＣＮＴ１６が直接固定される。このようにして、互いに直接接続されたネットワーク構造を有する構造体１４が母粒子１２表面に形成された複合粒子１０Ａを得ることができる。

なお、上記構造体１４を形成する工程を繰り返すことにより、構造体１４の厚さを厚くした複合粒子１０Ａを形成することとしてもよい。この場合、２回目以降において使用する分散液は、その都度、ＣＮＴ１６を所定量追加してＣＮＴ１６の濃度を調整すると共に、機械的エネルギーを付与しＣＮＴ１６を分散させる。

（３）作用及び効果
上記のように構成された複合粒子１０Ａは、無数に集めた状態（以下、「粒子群」という）で用いられる。粒子群に含まれる複合粒子１０Ａ同士は、構造体１４を介して互いに接触する。そうすると構造体１４を構成する複数のＣＮＴ１６によって、粒子群の全体に導電パス及び熱伝導パスが形成される。

本実施形態に係る複合粒子１０Ａは、複数のＣＮＴ１６が互いに直接接続されたネットワーク構造を形成しているので、ＣＮＴ１６由来の機能、すなわち電気導電性及び熱伝導性を発揮することができる。しかも複合粒子１０Ａは、ＣＮＴ１６の母粒子１２に対する濃度を、従来に比べ低くしても、ＣＮＴ１６由来の機能を発揮することができる。したがって複合粒子１０Ａは、構造体１４によって母粒子１２由来の機能を損なうことがないので、ＣＮＴ１６由来の機能に加え、母粒子１２由来の機能を発現することができる。

構造体１４は、複数のＣＮＴ１６が、互いに直接接続されたネットワーク構造を形成して母粒子１２表面に直接固定されているので、母粒子１２表面から剥離しにくい。したがって構造体１４は、母粒子１２と複合粒子１０Ａの結合力が強いので、複合粒子１０Ａの耐衝撃性を向上することができる。

上記「（２）製造方法」に示す手順にしたがって、実施例１に係る複合粒子１０Ａを作製した。ＣＮＴ１６は基板法ＣＶＤによりシリコン基板上に直径１０〜１５ｎｍ、長さ１００μｍ以上に成長させたＭＷ−ＣＮＴ（Multi-walled Carbon Nanotubes、多層カーボンナノチューブ）を用いた。ＣＮＴ１６の触媒残渣除去には硫酸と硝酸の１：１混酸を用い、洗浄後に濾過乾燥した。ＣＮＴ１６の切断は分散溶媒中で０．５〜１０μｍ長さになるまで超音波ホモジナイザーで粉砕した。ＣＮＴ分散溶媒としてメチルエチルケトンを用いて分散液を調整した。分散液におけるＣＮＴ１６の濃度は０．０１ｗｔ％とした。分散液に対し、２８ｋＨｚ及び４０ｋＨｚの超音波を付与しながら、当該分散液中に、母粒子１２として窒化アルミニウム粒子（古河電子（株）製、商品名：Ｆ−３０、粒径３０μｍ）を投入し、１０秒間保持した。その後、分散液から母粒子１２を濾過により取り出して、８０℃のホットプレート上で乾燥し、母粒子１２表面に構造体１４を形成した。このようにして母粒子１２に対しＣＮＴ１６の濃度を約０．１ｗｔ％とした実施例１に係る複合粒子１０Ａを得た。さらに構造体１４を形成する工程を追加で３回（合計４回）行い、構造体１４の厚さを厚くした実施例２に係る複合粒子１０Ａを作製した。この場合、分散液は、ＣＮＴ１６の濃度が１回目と同じになるように、その都度調整した。

図３に実施例１に係る複合粒子１０Ａの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）像を示す。本図から、構造体１４は、複数のＣＮＴ１６が、均等に分散して母粒子１２表面に直接固定されており、さらに互いに直接接続されネットワーク構造を形成していることが確認できた。また複合粒子１０Ａは、母粒子１２に対するＣＮＴ１６の濃度が低いので、構造体１４から母粒子１２の表面が露出している部分があることが確認できた。

また母粒子１２としてガラスビーズ（（株）ユニチカ製、商品名：ＳＰＭ−１６、粒径１６μｍ）を用いた以外は上記と同様にして、実施例３に係る複合粒子１０Ａを作製した。図４に実施例３に係る複合粒子１０ＡのＳＥＭ像を示す。実施例３においても実施例１と同様に構造体１４が形成されていることが確認できた。

次いで、実施例１、２に係る複合粒子１０Ａの電気導電性を測定した。測定には、直径３ｍｍの粉体抵抗率測定用セルとデジタルマルチテスター（カイセ（株）製、ＫＵ１１８８）を用いた。また、測定時には粉体に圧力をかけながら測定を行った。その結果を図５に示す。本図において、横軸は複合粒子１０Ａの密度（ｇ／ｃｍ^３）、縦軸は体積抵抗率（Ω・ｃｍ）、「◆」が実施例１、「■」が実施例２の特性を示す。なお密度は、複合粒子１０Ａの粒子群に対し、圧力を加えることにより変化させた。本図から密度が高くなるにしたがい、体積抵抗率が低下することが確認できた。このことから複合粒子１０Ａは、構造体１４を備えることにより、本来絶縁体である窒化アルミニウムの母粒子１２に対し、導電性を付与できることがわかった。また、構造体１４の厚さを厚くすることにより、導電性が向上することがわかった。

（４）変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。本実施形態の場合、母粒子１２は球状粒子である場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば図１と同様の構成について同様の符号を付した図６に示すように、複合粒子１０Ｂは、不定形状の母粒子１８を備えることとしてもよい。この場合、母粒子１８は、カーボン粒子、蛍光粒子、セラミックス粒子、樹脂粒子、金属粒子等を用いることができる。

母粒子１８を変えた以外は実施例１と同様にして、実施例４〜９に係る複合粒子１０Ｂを作製した。母粒子は、実施例４がカーボン粒子（フタムラ化学（株）製、商品名：太閤Ｓ、平均粒径３５μｍ）、実施例５が蛍光粒子（日亜化学工業（株）製、商品名：ＮＰ−３４０−４０８）、実施例６が窒化ケイ素粒子（（株）ニラコ製、平均粒径４５μｍ）、実施例７が酸化チタン粒子（（株）レアメタリック製、商品名：ＴＩ−２５−２０−０１００、平均粒径２．７μｍ）、実施例８が窒化チタン粒子（（株）ニラコ製、粒径約４５μｍ）、実施例９が窒化クロム粒子（（株）ニラコ製、粒径約５μｍ）を用いた。図７〜図１２に、各実施例に係る複合粒子１０ＢのＳＥＭ像を示す。実施例４〜９においても実施例１と同様に構造体１４が形成されていることが確認できた。

次いで、実施例４に係る複合粒子１０Ｂについて、実施例１と同様に、電気導電性を測定した。また比較として、カーボン粒子単体についても電気導電性を測定した。その結果を図１３に示す。本図において、横軸は複合粒子１０Ｂの密度（ｇ／ｃｍ^３）、縦軸は体積抵抗率（Ω・ｃｍ）、Ｌ１が実施例４に係る複合粒子１０Ｂの特性線、Ｌ２がカーボン粒子単体の特性線を示す。本図から、複合粒子１０Ｂは、カーボン粒子単体に比べ体積抵抗率が大幅に低下することが確認できた。このことから複合粒子１０Ｂは、構造体１４を備えることにより、ＣＮＴ１６由来の機能に加え、導電性であるカーボン粒子由来の機能を発揮し得ることがわかった。

２．第２実施形態
本実施形態に係る成形品は、所定形状に成形された母材と、上記第１実施形態に係る複合粒子とを備える。複合粒子は、母材内に分散されている。母材は、樹脂、金属、及び金属酸化物等の無機物を用いることができる。

樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂（ユリア樹脂）、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、熱硬化性ポリイミドなどの熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル/スチレン樹脂、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリカーボネイト等のエンジニアリングプラスチック、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリテトラフロロエチレン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリイミド等のスーパーエンジニアリングプラスチックを例示することができる。

金属としては、アルミニウム、銅、チタン、シリコン等を用いることができる。

本実施形態の場合、複合粒子を母材内に均一に分散させるため、分散剤、接着剤、その他の添加剤を用いてもよい。分散剤としては、両性イオン界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤を挙げることができる。

両性イオン界面活性剤には、スルホベタイン類、ホスホベタイン類、カルボキシベタイン類、イミダゾリウムベタイン類、アルキルアミンオキサイド類などがある。

陰イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩（例えば、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのＣ6-24アルキルベンゼンスルホン酸塩など）、アルキルナフタレンスルホン酸塩（例えば、ジイソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのジＣ3-8アルキルナフタレンスルホン酸塩など）、アルキルスルホン酸塩（例えば、ドデカンスルホン酸ナトリウムなどのＣ6-24アルキルスルホン酸塩など）、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩（例えば、ジ２−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウムなどのジＣ6-24アルキルスルホコハク酸塩など）、アルキル硫酸塩（例えば、硫酸化脂、ヤシ油の還元アルコールと硫酸とのエステルのナトリウム塩などのＣ6-24アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレン（平均付加モル数２〜３モル程度）アルキルエーテル硫酸塩など）、アルキルリン酸塩（例えば、モノ〜トリ−ラウリルエーテルリン酸などのリン酸モノ〜トリ−Ｃ8-18アルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩など）などがある。

陽イオン性界面活性剤としては、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライドなどのモノ又はジＣ8-24アルキル−トリ又はジメチルアンモニウム塩など）、トリアルキルベンジルアンモニウム塩［例えば、セチルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどのＣ8-24アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩（塩化ベンザルコニウム塩など）など］、アルキルピリジニウム塩（例えば、セチルピリジニウムブロマイドなどのＣ8-24アルキルピリジニウム塩など）などがある。

非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（例えば、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテルなどのポリオキシエチレンＣ6-24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（例えば、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンＣ6-18アルキルフェニルエーテルなど）、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル［例えば、ポリオキシエチレングリセリンステアリン酸エステルなどのポリオキシエチレングリセリンＣ8-24脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンステアリン酸エステルなどのポリオキシエチレンソルビタンＣ8-24脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンショ糖Ｃ8-24脂肪酸エステルなど］、ポリグリセリン脂肪酸エステル（例えば、ポリグリセリンモノステアリン酸エステルなどのポリグリセリンＣ8-24脂肪酸エステル）などがある。

接着剤としては、接着性樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂などがある。

添加剤としては、表面処理剤（例えば、シランカップリング剤などのカップリング剤など）、着色剤（染顔料など）、色相改良剤、染料定着剤、光沢付与剤、金属腐食防止剤、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤など）、分散安定化剤、増粘剤又は粘度調整剤、チクソトロピー性賦与剤、レベリング剤、消泡剤、殺菌剤、充填剤などがある。

上記のように構成された成形品は、複合粒子の粒子群が収容された容器に、母材として例えばエポキシ樹脂を投入することにより作製することができる。この場合、母粒子の表面にＣＮＴで形成されたネットワーク構造を有する構造体が形成されているので、エポキシ樹脂が複合粒子と強固に接着する。したがって成形品は、複合粒子が母材から脱落することがない。

このように形成された成形品は、複合粒子を備えるので、母材の特徴や機能を有効に生かしつつ、成形品としての耐衝撃性、電気導電性、熱伝導性を向上することができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

１０Ａ複合粒子
１０Ｂ複合粒子
１２母粒子
１４構造体
１８母粒子

Claims

母粒子と、
前記母粒子表面に形成された構造体と
を備える複合粒子において、
前記構造体は、
複数のカーボンナノチューブを含み、
前記複数のカーボンナノチューブが、互いに直接接続されたネットワーク構造を形成していると共に、前記母粒子表面に直接固定されている
ことを特徴とする複合粒子。
前記構造体の厚さが５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の複合粒子。
前記母粒子の直径が１μｍ以上１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の複合粒子。
前記カーボンナノチューブは、多層であり、長さが０．２μｍ以上１５μｍ以下、直径が３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の複合粒子。
前記カーボンナノチューブは、直径が２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の複合粒子。
請求項１〜５のいずれか１項記載の複合粒子を含むことを特徴とする成形品。