JP2016153367A - Carbon nanotube dispersion, manufacturing method therefor, carbon nanotube-containing thermoelectric transducer and manufacturing method therefor - Google Patents

Carbon nanotube dispersion, manufacturing method therefor, carbon nanotube-containing thermoelectric transducer and manufacturing method therefor Download PDF

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Atsushi Kijino
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon nanotube dispersion by dispersing carbon nanotube with orientation and a manufacturing method therefor, and a carbon nanotube-containing thermoelectric transducer having high powder generating efficiency and a manufacturing method therefor.SOLUTION: A manufacturing method of a carbon nanotube-containing dispersion includes (a) a process of emulsion dispersing a first surfactant into a first water phase to prepare a first emulsion, (b) a process of emulsion dispersing the first emulsion and a second surfactant into a first oil phase to prepare a second emulsion, (c) a process of preparing a mixture by mixing carbon nanotube in an organic solvent to which a resin is dissolved and (d) a process of emulsion dispersing a mixture of the second emulsion and the mixture.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、カーボンナノチューブ分散液、その製造方法、カーボンナノチューブ含有熱電変換素子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a carbon nanotube dispersion, a production method thereof, a carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element, and a production method thereof.

カーボンナノチューブは、炭素原子の6員環が平面的に連続して形成されたグラフェンを円管状に丸めた構造をしており、一層の円管からなるものを単層カーボンナノチューブ(Single−Walled Carbon Nanotube, SWCNT)と称し、多層の円管からなるものを多層カーボンナノチューブ(Multi−Walled Carbon Nanotube, MWCNT)と称している。   The carbon nanotube has a structure in which graphene in which six-membered rings of carbon atoms are continuously formed is rounded into a tubular shape, and a single-walled carbon nanotube (Single-Walled Carbon) Nanotube, SWCNT), and multi-walled carbon nanotubes (Multi-Walled Carbon Nanotube, MWCNT).

カーボンナノチューブは、その特殊な幾何学的構造によってさまざまな特性を示すため、多くの技術分野で各種デバイスや機能的材料等への応用が研究されている。そのうちの1つに、熱電変換素子への適用が検討されている。例えば特許文献1には、カーボンナノチューブと分散媒とを高速旋回薄膜分散法に供して、ナノ導電性材料を含有する熱電変換層用分散物を調製する工程と、調製した熱電変換層用分散物を基材上に塗布し、乾燥する工程とを有する熱電変換素子の製造方法が開示されている。   Since carbon nanotubes exhibit various characteristics due to their special geometric structure, their application to various devices and functional materials has been studied in many technical fields. One of them has been studied for application to a thermoelectric conversion element. For example, Patent Document 1 discloses a process for preparing a dispersion for a thermoelectric conversion layer containing a nano-conductive material by subjecting a carbon nanotube and a dispersion medium to a high-speed rotating thin film dispersion method, and a prepared dispersion for a thermoelectric conversion layer. The manufacturing method of the thermoelectric conversion element which has the process of apply | coating to a base material and drying is disclosed.

また特許文献2には、金属型と半導体型の総和に対し半導体型を70%以上の純度で含有するカーボンナノチューブ混合物を含有してなる熱電変換材料からなる熱電変換部材を具備する熱電変換素子又は熱電変換部材と、熱電変換材料とは熱電変換能の異なる第二の熱電変換材料からなる第二の熱電変換部材とを電気的に接触させて形成された熱電変換素子が開示されている。   Patent Document 2 discloses a thermoelectric conversion element including a thermoelectric conversion member made of a thermoelectric conversion material containing a carbon nanotube mixture containing a semiconductor type with a purity of 70% or more with respect to the sum of a metal type and a semiconductor type. The thermoelectric conversion element formed by making the thermoelectric conversion member and the 2nd thermoelectric conversion member which consists of the 2nd thermoelectric conversion material from which thermoelectric conversion materials differ in thermoelectric conversion material electrically is disclosed.

特開2014−209573号公報JP 2014-209573 A 特開2014−239092号公報JP 2014-239092 A

カーボンナノチューブを含有する熱電変換素子を製造するためには、カーボンナノチューブを分散させた熱電変換部材を用いる必要があるが、カーボンナノチューブそれ自体は水や有機溶媒には溶解せず、これらを単に混合攪拌するだけではカーボンナノチューブはバンドルと呼ばれる凝集体として存在し、混合液中に均一に分散することはない。   In order to manufacture a thermoelectric conversion element containing carbon nanotubes, it is necessary to use a thermoelectric conversion member in which carbon nanotubes are dispersed. However, carbon nanotubes themselves do not dissolve in water or organic solvents, and these are simply mixed. By simply stirring, the carbon nanotubes exist as aggregates called bundles and are not uniformly dispersed in the mixed solution.

そのため、カーボンナノチューブの表面を化学修飾せずに分散させる方法として、特許文献1や特許文献2にも記載されているようにカーボンナノチューブを混合した液にさまざまな界面活性剤や共役化合物等を添加し、分散装置(混合装置)や超音波等による分散処理を行うことによってカーボンナノチューブを溶液中に分散させる方法が一般に知られている。   Therefore, as a method for dispersing the surface of the carbon nanotube without chemically modifying it, various surfactants and conjugated compounds are added to the liquid in which the carbon nanotube is mixed as described in Patent Document 1 and Patent Document 2. In general, a method of dispersing carbon nanotubes in a solution by performing a dispersion process using a dispersing device (mixing device) or ultrasonic waves is generally known.

しかしこのような方法によってカーボンナノチューブは分散しても、カーボンナノチューブの配向性は一定ではなく、それぞれが不特定の方向に向いて分散する。そのような分散液を用いて熱電変換部材を製造した場合、発電効率の高い熱電変換素子製造のために望ましいカーボンナノチューブの高い導電ネットワークが得られにくいという問題がある。   However, even if the carbon nanotubes are dispersed by such a method, the orientation of the carbon nanotubes is not constant, and the carbon nanotubes are dispersed in an unspecified direction. When a thermoelectric conversion member is manufactured using such a dispersion, there is a problem in that it is difficult to obtain a high carbon nanotube conductive network desirable for manufacturing a thermoelectric conversion element with high power generation efficiency.

本発明は、カーボンナノチューブを配向性を有して分散させたカーボンナノチューブ分散液及びその製造方法を提供するとともに、発電効率の高いカーボンナノチューブ含有熱電変換素子及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a carbon nanotube dispersion liquid in which carbon nanotubes are dispersed with orientation and a manufacturing method thereof, and to provide a carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element having high power generation efficiency and a manufacturing method thereof. To do.

上記目的を達成するため本発明は、以下の態様を含む。
(1)(a)第1界面活性剤を第1水相中に乳化分散させ、第1エマルションを調製する工程と、
(b)前記第1エマルションと第2界面活性剤とを第1油相中に乳化分散させ、第2エマルションを調製する工程と、
(c)樹脂を溶解した有機溶媒にカーボンナノチューブを混合した混合液を調製する工程と、
(d)前記第2エマルションと前記混合液との混合液を乳化分散させる工程と、
を含むカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(2)前記第1界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが5〜18である界面活性剤とを含み、前記第2界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが10以下の界面活性剤とを含む、前記(1)に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(3)前記工程(a)、(b)及び(d)のうち少なくとも1つの工程における乳化分散方法は、被分散体と分散媒とを含む混合液を50MPa〜250MPaの加圧下で少なくとも直線状配管とらせん状配管を通過させることにより、前記被分散体を前記分散媒中に乳化分散させる、前記(1)又は(2)に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(4)前記直線状配管の内径が0.09〜0.4mm、長さが0.1〜500mmであり、前記らせん状配管の内径が0.2〜0.4mm、長さが10〜500mm、らせん直径が5〜10mmである、前記(3)に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(5)(A)カーボンナノチューブと、第1有機溶媒と、第1界面活性剤を含む第1水相と、を乳化分散させ、第3エマルションを調製する工程と、
(B)第2有機溶媒と、第2界面活性剤と、樹脂と、前記第3エマルションと、を乳化分散させ、第4エマルションを調製する工程と、
(C)前記第4エマルションを高圧せん断型乳化分散処理する工程と、
を含むカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(6)前記工程(C)における高圧せん断型乳化分散処理方法は、被分散体と分散媒とを含む混合液を50MPa〜250MPaの加圧下で少なくとも直線状配管とらせん状配管を通過させることにより、前記被分散体を前記分散媒中に乳化分散させる方法であり、前記直線状配管の内径が0.09〜0.4mm、長さが0.1〜500mmであり、前記らせん状配管の内径が0.2〜0.4mm、長さが10〜500mm、らせん直径が5〜10mmである、前記(5)に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(7)第1界面活性剤を含む第1ミセルの集合体を第1油相中に第2界面活性剤によりミセル化したエマルションと、樹脂を溶解した有機溶媒にカーボンナノチューブを混合した混合液と、を乳化分散させたカーボンナノチューブ分散液。
(8)前記第1界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが5〜18である界面活性剤とを含み、前記第2界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが10以下の界面活性剤とを含む、前記(7)に記載のカーボンナノチューブ分散液。
(9)前記(1)〜(6)のいずれか一に記載の方法で製造されたカーボンナノチューブ分散液。
(10)前記(7)〜(9)のいずれか一に記載のカーボンナノチューブ分散液を平板上に塗布する工程と、
前記塗布したカーボンナノチューブ分散液を乾燥してカーボンナノチューブ分散樹脂膜とする工程と、
複数の前記カーボンナノチューブ分散樹脂膜を、重ね合わせ方向が変わるように重ねて配置する工程と、
を含むカーボンナノチューブ含有熱電変換素子の製造方法。
(11)カーボンナノチューブを分散させたカーボンナノチューブ分散樹脂膜を2枚以上重ねて構成された熱電変換部材を含み、
前記熱電変換部材の、隣接して重なる任意の2枚の前記カーボンナノチューブ分散樹脂膜の重ね合わせ方向が互いに異なる、カーボンナノチューブ含有熱電変換素子。
(12)前記隣接して重なる任意の2枚の前記カーボンナノチューブ分散樹脂膜の前記重ね合わせ方向のなす角度が30°から90°の範囲である、前記(11)に記載のカーボンナノチューブ含有熱電変換素子。
In order to achieve the above object, the present invention includes the following aspects.
(1) (a) a step of emulsifying and dispersing the first surfactant in the first aqueous phase to prepare a first emulsion;
(B) emulsifying and dispersing the first emulsion and the second surfactant in the first oil phase to prepare a second emulsion;
(C) preparing a mixed solution in which carbon nanotubes are mixed in an organic solvent in which a resin is dissolved;
(D) emulsifying and dispersing a mixed liquid of the second emulsion and the mixed liquid;
The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid containing this.
(2) The first surfactant includes a polymeric surfactant and a surfactant having an HLB of 5 to 18, and the second surfactant has a polymeric surfactant and an HLB of 10 The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid as described in said (1) containing the following surfactants.
(3) The emulsification dispersion method in at least one of the steps (a), (b) and (d) is a method in which a mixed liquid containing a dispersion medium and a dispersion medium is at least linear under a pressure of 50 MPa to 250 MPa. The method for producing a carbon nanotube dispersion according to (1) or (2), wherein the dispersion is emulsified and dispersed in the dispersion medium by passing through a pipe and a spiral pipe.
(4) The straight pipe has an inner diameter of 0.09 to 0.4 mm and a length of 0.1 to 500 mm, and the spiral pipe has an inner diameter of 0.2 to 0.4 mm and a length of 10 to 500 mm. The method for producing a carbon nanotube dispersion liquid according to (3), wherein the helical diameter is 5 to 10 mm.
(5) (A) a step of emulsifying and dispersing a carbon nanotube, a first organic solvent, and a first aqueous phase containing a first surfactant to prepare a third emulsion;
(B) emulsifying and dispersing a second organic solvent, a second surfactant, a resin, and the third emulsion to prepare a fourth emulsion;
(C) a step of subjecting the fourth emulsion to a high-pressure shear type emulsification dispersion treatment;
The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid containing this.
(6) The high-pressure shearing type emulsification dispersion processing method in the step (C) is performed by allowing a mixed liquid containing a dispersion medium and a dispersion medium to pass through at least a straight pipe and a helical pipe under a pressure of 50 MPa to 250 MPa. The dispersion is a method of emulsifying and dispersing the dispersion in the dispersion medium, wherein the straight pipe has an inner diameter of 0.09 to 0.4 mm, a length of 0.1 to 500 mm, and the spiral pipe has an inner diameter. Is 0.2 to 0.4 mm, the length is 10 to 500 mm, and the helical diameter is 5 to 10 mm. The method for producing a carbon nanotube dispersion liquid according to (5) above.
(7) An emulsion in which a first micelle assembly containing a first surfactant is micellized in a first oil phase with a second surfactant, and a mixed liquid in which carbon nanotubes are mixed in an organic solvent in which a resin is dissolved, A carbon nanotube dispersion liquid obtained by emulsifying and dispersing.
(8) The first surfactant includes a polymer surfactant and a surfactant having an HLB of 5 to 18, and the second surfactant has a polymer surfactant and an HLB of 10 The carbon nanotube dispersion liquid according to (7), including the following surfactant.
(9) A carbon nanotube dispersion liquid produced by the method according to any one of (1) to (6).
(10) A step of applying the carbon nanotube dispersion liquid according to any one of (7) to (9) on a flat plate;
Drying the coated carbon nanotube dispersion to form a carbon nanotube-dispersed resin film;
A step of arranging a plurality of the carbon nanotube-dispersed resin films so as to change the overlapping direction;
The manufacturing method of the carbon nanotube containing thermoelectric conversion element containing this.
(11) including a thermoelectric conversion member configured by stacking two or more carbon nanotube-dispersed resin films in which carbon nanotubes are dispersed;
A carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element in which the two superposed adjacent carbon nanotube dispersed resin films of the thermoelectric conversion member have different overlapping directions.
(12) The carbon nanotube-containing thermoelectric conversion according to (11), wherein an angle formed by the overlapping direction of the two adjacent carbon nanotube-dispersed resin films overlapping each other is in a range of 30 ° to 90 °. element.

本発明によれば、カーボンナノチューブを配向性を有して分散させたカーボンナノチューブ分散液及びその製造方法を提供するとともに、発電効率の高いカーボンナノチューブ含有熱電変換素子及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a carbon nanotube dispersion liquid in which carbon nanotubes are dispersed with orientation and a method for producing the same, and provide a carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element with high power generation efficiency and a method for producing the same. it can.

本発明の実施形態に係る高圧せん断型乳化分散装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a high-pressure shearing type emulsifying dispersion device according to an embodiment of the present invention. (a)は実施例のCNT分散樹脂膜のCNTネットワークを示す顕微鏡写真、(b)はCNTがその配向性を有したまま分散していない分散液から得たCNT分散樹脂膜の顕微鏡写真である。(A) is a micrograph showing the CNT network of the CNT-dispersed resin film of the example, and (b) is a micrograph of the CNT-dispersed resin film obtained from a dispersion in which the CNTs are not dispersed while maintaining their orientation. . (a)はCNTの種類、第1細管の内径と、得られたCNT分散樹脂膜の体積抵抗値との関係を示すグラフ、(b)はCNTの種類、第2細管の内径と、得られたCNT分散樹脂膜の体積抵抗値との関係を示すグラフである。(A) is a graph showing the relationship between the type of CNT, the inner diameter of the first tubule, and the volume resistance value of the obtained CNT-dispersed resin film, and (b) is the type of CNT, the inner diameter of the second tubule. It is a graph which shows the relationship with the volume resistance value of the CNT dispersion | distribution resin film. (a)は性能の高いCNT分散樹脂膜を作製したCNT分散液の電子顕微鏡写真、(b)は性能の低いCNT分散樹脂膜を作製したCNT分散液の電子顕微鏡写真である。(A) is an electron micrograph of a CNT dispersion with a high performance CNT dispersion resin film, and (b) is an electron micrograph of a CNT dispersion with a low performance CNT dispersion resin film. CNT分散樹脂膜のコート回数と、得られた積層CNT含有熱電変換素子の起電力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of a coating of a CNT dispersion | distribution resin film, and the electromotive force of the obtained lamination | stacking CNT containing thermoelectric conversion element.

(実施形態1)
本発明に係るカーボンナノチューブ分散液を製造する方法、カーボンナノチューブ分散液、カーボンナノチューブ含有熱電変換素子、及びカーボンナノチューブ含有熱電変換素子製造方法の実施の形態1(実施形態1)について以下に説明する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 (Embodiment 1) of a method for producing a carbon nanotube dispersion, a carbon nanotube dispersion, a carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element, and a carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element production method according to the present invention will be described below.

(カーボンナノチューブ)
本実施形態1で用いるカーボンナノチューブ(以下「CNT」ともいう。)は単層CNTが好ましく、さらに半導体型単層CNTをできるだけ多く含む単層CNTを用いることが好ましい。カーボンナノチューブは、炭素の6員環の基本ベクトル(a1およびa2)で表されるカイラルベクトル(Ch = na1 + ma2)によってその構造を表すことができ、(n、m)をカイラル指数という。このカイラル指数の(n−m)が3の倍数でないものが半導体型CNTである。
(carbon nanotube)
The carbon nanotubes (hereinafter also referred to as “CNT”) used in Embodiment 1 are preferably single-walled CNTs, and more preferably single-walled CNTs containing as much semiconductor-type single-walled CNTs as possible. The structure of a carbon nanotube can be represented by a chiral vector (Ch = na1 + ma2) represented by a basic vector (a1 and a2) of a six-membered ring of carbon, and (n, m) is called a chiral index. Semiconductor chiral CNTs whose (nm) of this chiral index is not a multiple of 3 are.

生成されるCNTの型が特定されない製造方法でCNTを製造すると、半導体型と金属型のものがそれぞれ2対1の割合で混じったCNTが生成される。本実施形態1で用いるCNTとして、半導体型CNTと金属型CNTの混合物から半導体型CNTを濃縮したものを用いてもよいし、半導体型CNTを主に生成させる製造方法(化学気相堆積法等)によって製造したCNTを用いてもよい。   When a CNT is manufactured by a manufacturing method in which the type of the generated CNT is not specified, a CNT in which a semiconductor type and a metal type are mixed at a ratio of 2 to 1 is generated. As the CNT used in the first embodiment, a semiconductor CNT concentrated from a mixture of semiconductor CNT and metal CNT may be used, or a manufacturing method (chemical vapor deposition method or the like) mainly generating semiconductor CNT. CNT produced by the above method may be used.

(CNT分散液の製造)
本実施形態1に係るCNT分散液を製造する方法について説明する。まず、CNTを分散させるための分散媒を調製する方法を説明する。本実施形態1に係る分散媒は、界面活性剤のミセルの周囲にさらに界面活性剤を配向させてミセル化した多層エマルションである。
(Manufacture of CNT dispersion)
A method for producing the CNT dispersion according to the first embodiment will be described. First, a method for preparing a dispersion medium for dispersing CNTs will be described. The dispersion medium according to Embodiment 1 is a multilayer emulsion in which a surfactant is further oriented around the micelle of the surfactant to form micelles.

(分散媒の調製)
具体的には、次のような工程でカーボンナノチューブ分散媒としての多層エマルションを調製する。
(工程1)第1界面活性剤を第1水相中に混合し、乳化することにより第1エマルションを調製する。
(工程2)第1エマルションに第1油相と第2界面活性剤とを混合し、乳化することにより第2エマルションを調製する。
(Preparation of dispersion medium)
Specifically, a multilayer emulsion as a carbon nanotube dispersion medium is prepared by the following process.
(Step 1) A first emulsion is prepared by mixing and emulsifying the first surfactant in the first aqueous phase.
(Process 2) A 1st oil phase and a 2nd surfactant are mixed with a 1st emulsion, and a 2nd emulsion is prepared by emulsifying.

なお、上記各工程において、それぞれの成分を添加する順序は特に限定されない。例えば、工程2においては、第1エマルションに、第1油相および第2界面活性剤を順次加えて乳化してもよく、また、第1油相および第2界面活性剤をあらかじめ混合したものを第1エマルションに加えて乳化してもよい。   In addition, in each said process, the order which adds each component is not specifically limited. For example, in step 2, the first oil phase and the second surfactant may be sequentially added to the first emulsion to emulsify, or the first oil phase and the second surfactant may be mixed in advance. You may emulsify in addition to a 1st emulsion.

また、上記の第2エマルションにさらに第2水相と第3界面活性剤とを混合し、乳化することにより第3エマルションを調製して、これをカーボンナノチューブ分散媒として用いてもよい。第3界面活性剤として第1界面活性剤に含まれる親水性界面活性剤(後述)と同種の界面活性剤を用いることができる。また第2水相として上位第1水相と同種のものを用いることができる。   Further, a second aqueous phase and a third surfactant may be further mixed into the second emulsion and emulsified to prepare a third emulsion, which may be used as a carbon nanotube dispersion medium. As the third surfactant, the same surfactant as the hydrophilic surfactant (described later) contained in the first surfactant can be used. Moreover, the same kind as the upper first water phase can be used as the second water phase.

第1エマルションは、第1界面活性剤が外側に親水部を向けて配向集合した第1ミセルが第1水相中に分散しているものである(O/Wエマルション)。第2エマルションは、複数の第1ミセルを含む微小第1水相液滴に第2界面活性剤が外側に疎水部を向けて配向した第2ミセルが第1油相中に分散しているものである(O/W/Oエマルション)。   In the first emulsion, the first micelles in which the first surfactant is oriented and assembled with the hydrophilic portion facing outward are dispersed in the first aqueous phase (O / W emulsion). The second emulsion is a fine first aqueous phase droplet containing a plurality of first micelles, in which second micelles in which the second surfactant is oriented with the hydrophobic portion facing outward are dispersed in the first oil phase. (O / W / O emulsion).

工程1で用いる第1界面活性剤は、高分子型界面活性剤と親水性界面活性剤とを含むことが好ましい。このような組み合わせを用いることにより、微細かつ均一な第1エマルションを得ることができる。なお第1界面活性剤の混合量は、臨界ミセル濃度以上となる量であればよい。また、高分子型界面活性剤と親水性界面活性剤との混合割合は重量比で30:70〜98:2であり、好ましくは40:60〜95:5であり、更に好ましくは60:40〜90:10である。   The first surfactant used in step 1 preferably includes a polymer surfactant and a hydrophilic surfactant. By using such a combination, a fine and uniform first emulsion can be obtained. In addition, the mixing amount of the first surfactant may be an amount that becomes a critical micelle concentration or more. The mixing ratio of the polymeric surfactant and the hydrophilic surfactant is 30:70 to 98: 2 by weight, preferably 40:60 to 95: 5, more preferably 60:40. ~ 90: 10.

第1界面活性剤に含まれる親水性界面活性剤としては、HLB値(Hydrophile−Lipophile Balance)が5〜18、特に6〜12の界面活性剤が好ましい。具体的には、テトライソステアリン酸ポリオキシエチレンソルビット、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビット、トリイソステアリン酸ポリオキシエチレングリセリル、ポリオキシエチレンオレイン酸グリセリル、モノラウリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール、ジイソステアリン酸ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、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硬化ヒマシ油、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(16.7)、イソステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリグリセリンイソステアリン酸エステル、ポリグリセリンラウリン酸エステル、ポリグリセリンオレイン酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどがあげられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なおHLB値を求めるためのいくつかの計算手法があるが、いずれかの計算手法で上記の値となればよい。   As the hydrophilic surfactant contained in the first surfactant, a surfactant having an HLB value (Hydrophile-Lipophile Balance) of 5 to 18, particularly 6 to 12 is preferable. Specifically, tetraisostearate polyoxyethylene sorbite, tetraoleate polyoxyethylene sorbite, monolaurate polyoxyethylene sorbitol, polyisoethylene stearate polyoxyethylene glyceryl, polyoxyethylene oleate glyceryl, monolaurate polyethylene glycol, monoolein Polyethylene glycol acid, polyethylene glycol diisostearate, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate (16.7), polyoxyethylene sorbitan isostearate, triole Phosphate polyoxyethylene sorbitan, polyglycerin isostearic acid ester, polyglycerin laurate, polyglycerin oleate ester, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and the like. These may be used alone or in combination of two or more. There are several calculation methods for obtaining the HLB value, and any of the above calculation methods may be used.

また第1界面活性剤に含まれる高分子型界面活性剤としては、スルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物(例えばナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物等)、ポリカルボン酸ナトリウム、スチレン-マレイン酸ハーフエステルコポリマーアンモニウム塩、スチレン-マレイン酸コポリマーアンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のイオン性高分子型界面活性剤が挙げられる。   Examples of the polymeric surfactant contained in the first surfactant include sodium sulfonate formalin condensate (for example, sodium naphthalene sulfonate formalin condensate), sodium polycarboxylate, styrene-maleic acid half ester copolymer ammonium salt. Ionic polymer type surfactants such as ammonium salt of styrene-maleic acid copolymer, sodium polyacrylate, ammonium polyacrylate, sodium carboxymethylcellulose, and the like.

工程2で用いる第2界面活性剤は、高分子型界面活性剤と疎水性界面活性剤とを含むことが好ましい。このような組み合わせを用いることにより、微細かつ均一な第2エマルションを得ることができる。なお第2界面活性剤の混合量は、臨界ミセル濃度以上となる量であればよい。また、高分子型界面活性剤と疎水性界面活性剤との混合割合は重量比で30:70〜98:2であり、好ましくは40:60〜95:5であり、更に好ましくは60:40〜90:10である。   The second surfactant used in step 2 preferably includes a polymer surfactant and a hydrophobic surfactant. By using such a combination, a fine and uniform second emulsion can be obtained. In addition, the mixing amount of the second surfactant may be an amount that becomes a critical micelle concentration or more. The mixing ratio of the polymeric surfactant and the hydrophobic surfactant is 30:70 to 98: 2 by weight, preferably 40:60 to 95: 5, and more preferably 60:40. ~ 90: 10.

第2界面活性剤に含まれる疎水性界面活性剤としては、HLB値が10以下であるものが好ましく、7以下であるものがより好ましく、1〜5であるものが特に好ましい。具体的には、グリセリン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、およびレシチン類等を挙げることができる。   As the hydrophobic surfactant contained in the second surfactant, those having an HLB value of 10 or less are preferred, those having 7 or less are more preferred, and those having 1 to 5 are particularly preferred. Specific examples include glycerin fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, and lecithins.

グリセリン脂肪酸エステル類としては具体的に、モノグリセリンモノカプリル酸エステル、モノグリセリンモノカプリン酸エステル、モノグリセリンジカプリル酸エステル、モノグリセリンジカプリン酸エステル、モノグリセリンジラウリン酸エステル、モノグリセリンジミリスチン酸エステル、モノグリセリンジステアリン酸エステル、モノグリセリンジオレイン酸エステル、モノグリセリンジエルカ酸エステル、モノグリセリンジベヘニン酸エステル等のモノグリセリン脂肪酸エステル、モノグリセリンカプリル酸コハク酸エステル、モノグリセリンステアリン酸クエン酸エステル、モノグリセリンステアリン酸酢酸エステル、モノグリセリンステアリン酸コハク酸エステル、モノグリセリンステアリン酸乳酸エステル、モノグリセリンステアリン酸ジアセチル酒石酸エステル、モノグリセリンオレイン酸クエン酸エステル等のモノグリセリン脂肪酸有機酸エステル等の脂肪酸の部分グリセリド;ヘキサグリセリンモノカプリル酸エステル、ヘキサグリセリンジカプリル酸エステル、デカグリセリンモノカプリル酸エステル、トリグリセリンモノラウリン酸エステル、テトラグリセリンモノラウリン酸エステル、ペンタグリセリンモノラウリン酸エステル、ヘキサグリセリンモノラウリン酸エステル、デカグリセリンモノラウリン酸エステル、トリグリセリンモノミリスチン酸エステル、ペンタグリセリンモノミリスチン酸エステル、ペンタグリセリントリミリスチン酸エステル、ヘキサグリセリンモノミリスチン酸エステル、デカグリセリンモノミリスチン酸エステル、ジグリセリンモノオレイン酸エステル、トリグリセリンモノオレイン酸エステル、テトラグリセリンモノオレイン酸エステル、ペンタグリセリンモノオレイン酸エステル、ヘキサグリセリンモノオレイン酸エステル、デカグリセリンモノオレイン酸エステル、ジグリセリンモノステアリン酸エステル、トリグリセリンモノステアリン酸エステル、テトラグリセリンモノステアリン酸エステル、ペンタグリセリンモノステアリン酸エステル、ペンタグリセリントリステアリン酸エステル、ヘキサグリセリンモノステアリン酸エステル、ヘキサグリセリントリステアリン酸エステル、ヘキサグリセリンジステアリン酸エステル、デカグリセリンモノステアリン酸エステル、デカグリセリンジステアリン酸エステル、デカグリセリントリステアリン酸エステル等のポリグリセリン脂肪酸エステル;テトラグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、ペンタグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、ヘキサグリセリン縮合リシノレイン酸エステル等のポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル等を挙げることができる。   Specific examples of glycerol fatty acid esters include monoglycerol monocaprylate, monoglycerol monocaprate, monoglycerol dicaprylate, monoglycerol dicaprate, monoglycerol dilaurate, and monoglycerol dimyristate. , Monoglycerin distearate, monoglycerin dioleate, monoglycerin dierucate, monoglycerin dibehenate, monoglycerin fatty acid ester, monoglycerin caprylic acid succinate, monoglycerin stearate citrate , Monoglycerol stearate acetate, monoglycerol stearate succinate, monoglycerol stearate lactate, monoglycerol Fatty acid partial glycerides such as monoglycerin fatty acid organic acid esters such as diacetyltartaric acid ester of mono-tearate, monoglycerin oleic acid citrate; hexaglycerin monocaprylic acid ester, hexaglycerin dicaprylic acid ester, decaglycerin monocaprylic acid ester, triglycerin Monolaurate, Tetraglycerol monolaurate, Pentaglycerol monolaurate, Hexaglycerol monolaurate, Decaglycerol monolaurate, Triglycerol monomyristate, Pentaglycerol monomyristate, Pentaglycerol trimyristate, Hexa Glycerin monomyristic acid ester, decaglycerin monomyristic acid ester, jig Serine monooleate, triglycerol monooleate, tetraglycerol monooleate, pentaglycerol monooleate, hexaglycerol monooleate, decaglycerol monooleate, diglycerol monostearate, triglycerol Monostearic acid ester, tetraglycerin monostearic acid ester, pentaglycerin monostearic acid ester, pentaglycerin tristearic acid ester, hexaglycerin monostearic acid ester, hexaglycerin tristearic acid ester, hexaglycerin distearic acid ester, decaglycerin monostearate Acid ester, decaglycerin distearate, decaglycerin tristearate And polyglycerin fatty acid esters such as tetra; polyglycerin condensed ricinoleic acid esters such as tetraglycerin condensed ricinoleic acid ester, pentaglycerin condensed ricinoleic acid ester and hexaglycerin condensed ricinoleic acid ester.

ショ糖脂肪酸エステル類としては、ショ糖の水酸基の1つ以上に、炭素数が各々6〜18、好ましくは6〜12の脂肪酸をエステル化したものがあげられ、具体的には、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖ステアリン酸エステル等が挙げられる。   Examples of the sucrose fatty acid esters include those obtained by esterifying one or more hydroxyl groups of sucrose with fatty acids having 6 to 18 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms, and specifically, sucrose palmitic acid. Examples include acid esters and sucrose stearates.

ソルビタン脂肪酸エステル類としては、ソルビタン類の水酸基の1つ以上に、炭素数が各々6〜18、好ましくは6〜12の脂肪酸をエステル化したものがあげられ、具体的には、ソルビタンモノステアリン酸エステル、ソルビタンモノオレイン酸エステル等が挙げられる。   Examples of sorbitan fatty acid esters include those obtained by esterifying one or more hydroxyl groups of sorbitans with fatty acids having 6 to 18 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms, and specifically, sorbitan monostearic acid. Examples thereof include esters and sorbitan monooleate.

レシチン類としては具体的に、卵黄レシチン、大豆レシチン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、スフィンゴミエリン、ジセチルリン酸、ステアリルアミン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジン酸、ホスファチジルイノシトールアミン、カルジオリピン、セラミドホスホリルエタノールアミン、セラミドホスホリルグリセロール、リゾレシチン、及びこれらの混合物等を挙げることができる。   Specific examples of lecithins include egg yolk lecithin, soybean lecithin, phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, sphingomyelin, dicetylphosphate, stearylamine, phosphatidylglycerol, phosphatidic acid, phosphatidylinositolamine, cardiolipin, ceramide phosphorylethanolamine, ceramide Examples include phosphorylglycerol, lysolecithin, and mixtures thereof.

第2界面活性剤に含まれる高分子型界面活性剤としては、スルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物(例えばナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物等)、ポリカルボン酸ナトリウム、スチレン-マレイン酸ハーフエステルコポリマーアンモニウム塩、スチレン-マレイン酸コポリマーアンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のイオン性高分子型界面活性剤が挙げられる。   Examples of the polymeric surfactant contained in the second surfactant include sodium sulfonate formalin condensate (for example, sodium naphthalene sulfonate formalin condensate), sodium polycarboxylate, styrene-maleic acid half ester copolymer ammonium salt, Examples thereof include ionic polymer type surfactants such as ammonium salt of styrene-maleic acid copolymer, sodium polyacrylate, ammonium polyacrylate, sodium carboxymethylcellulose and the like.

工程2で用いる第1油相としての有機溶媒は、他の油相成分を溶解することができ、かつ水と混和しない揮発性の有機溶媒であれば特に限定されない。具体的にはジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、1.2−ジクロロエタン、トルエン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The organic solvent as the first oil phase used in step 2 is not particularly limited as long as it is a volatile organic solvent that can dissolve other oil phase components and is immiscible with water. Specific examples include dichloromethane, chloroform, ethyl acetate, 1.2-dichloroethane, toluene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

工程2において、油相に対する水相の仕込み割合、すなわち第1油相(第2界面活性剤を含む)に対する上記第1エマルションの仕込み割合は特に限定されないが、水相/油相の質量比が0.01/99.99〜50/50であることが好ましく、0.1/99.9〜30/70であることがより好ましく、1/99〜20/80であることが特に好ましい。   In step 2, the charge ratio of the aqueous phase to the oil phase, that is, the charge ratio of the first emulsion to the first oil phase (including the second surfactant) is not particularly limited, but the mass ratio of the water phase / oil phase is The ratio is preferably 0.01 / 99.99 to 50/50, more preferably 0.1 / 99.9 to 30/70, and particularly preferably 1/99 to 20/80.

また工程1で用いる第1水相として、水道水、浄水、蒸留水、イオン交換水などを用いることができる。また、親水性有機溶媒や添加剤を少量添加してもよい。親水性有機溶媒としては、水相に容易に溶解するものであれば特に限定されず、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、グリセリン等のアルコール類;アセトニトリル、プロピオニトリル、スクシノニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル等のニトリル類;ジエチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル、アニソール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類などを挙げることができる。添加剤としては、pH調整剤、消泡剤、磁性粉、フィラー、フロック形成剤、硬化剤、レベリング剤、流動性促進剤、流動性制御剤、可塑剤、安定化剤、気体発生防止剤、酸化防止剤、光安定化剤、増粘剤などが挙げられる。   Moreover, tap water, purified water, distilled water, ion-exchanged water, or the like can be used as the first aqueous phase used in step 1. Moreover, you may add a small amount of hydrophilic organic solvents and additives. The hydrophilic organic solvent is not particularly limited as long as it is easily soluble in an aqueous phase; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol , Isobutyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3 -Alcohols such as butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, glycerin; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, succinonitrile, butyronitrile, isobutyronitrile : Diethyl ether, methyl tert-butyl ether, aniso Can be exemplified Le, ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, and the like. Additives include pH adjusters, antifoaming agents, magnetic powders, fillers, flocking agents, curing agents, leveling agents, fluidity promoters, fluidity control agents, plasticizers, stabilizers, gas generation inhibitors, An antioxidant, a light stabilizer, a thickener, etc. are mentioned.

ここで各ミセルはできるだけ直径(粒径)が小さく、かつ粒径が狭い範囲に分布している、つまりできるだけ粒径が揃っていることが好ましい。粒径が広い範囲に分布している、つまり粒径が揃っていない場合、単層CNTを配向性を有して分散させる効果が減少する。   Here, it is preferable that each micelle has a diameter (particle diameter) as small as possible and is distributed in a narrow range, that is, the particle diameter is as uniform as possible. When the particle diameters are distributed over a wide range, that is, when the particle diameters are not uniform, the effect of dispersing the single-walled CNTs with orientation decreases.

具体的には、体積平均粒径を0.1〜20μmに調製して用いるのが好ましく、0.1〜10μmに調製して用いるのがより好ましい。   Specifically, the volume average particle diameter is preferably adjusted to 0.1 to 20 μm, more preferably 0.1 to 10 μm.

(高圧せん断型乳化分散処理)
できるだけ粒径を均一に保った微小ミセル粒子を含む多層エマルションを製造するには、乳化させたい被分散体と媒体となる分散媒の混合液を高圧せん断型乳化分散処理により乳化させることによって製造する。本実施形態1における高圧せん断型乳化分散処理とは、被分散体、分散媒及び必要に応じて適宜選択した界面活性剤の混合物を、高圧下で細管内を通過させる乳化分散処理方法である。本実施形態1では細管として、直線状の第1細管とらせん状の第2細管とを組み合わせて連続処理することにより、ミセルの微細化とミセル粒径の均一化の両方を達成する。即ち、直線状の第1細管では細管内壁からの背圧(抵抗力)がせん断力となってミセル粒子を微細化する。またらせん状の第2細管では分散液が細管内を流れるときにミセル粒子が回転力を受け、分散と合体を繰り返して次第に粒径が均一化される。
(High pressure shearing type emulsification dispersion treatment)
In order to produce a multilayer emulsion containing fine micelle particles having a uniform particle size as much as possible, the emulsion is prepared by emulsifying a mixture of a dispersion to be emulsified and a dispersion medium as a medium by high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment. . The high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment in the first embodiment is an emulsification dispersion treatment method in which a mixture of a material to be dispersed, a dispersion medium, and a surfactant appropriately selected as necessary is passed through a capillary tube under high pressure. In the first embodiment, as a thin tube, both a finer micelle and a uniform micelle particle size are achieved by combining a linear first thin tube and a helical second thin tube for continuous treatment. That is, in the linear first tubule, the back pressure (resistance force) from the inner wall of the tubule becomes a shearing force, and the micelle particles are refined. In addition, in the spiral second tubule, the micelle particles receive a rotational force when the dispersion flows in the tubule, and the particle size is gradually made uniform by repeating dispersion and coalescence.

高圧せん断型乳化分散処理における処理圧力は50MPa〜250MPaである。第1細管の内径は0.1mm〜2.0mmであり、全長は0.1mm〜500mmである。第2細管の内径は0.1mm〜2.0mmであり、全長は10mm〜500mmであり、らせん直径は5mm〜10mmである。第2細管の出口での圧力は、特に限定されないが、大気圧であることが好ましい。   The treatment pressure in the high-pressure shear type emulsification dispersion treatment is 50 MPa to 250 MPa. The first capillary has an inner diameter of 0.1 mm to 2.0 mm, and an overall length of 0.1 mm to 500 mm. The second capillary has an inner diameter of 0.1 mm to 2.0 mm, an overall length of 10 mm to 500 mm, and a helical diameter of 5 mm to 10 mm. The pressure at the outlet of the second thin tube is not particularly limited, but is preferably atmospheric pressure.

なお、第1細管及び/又は第2細管の入口側及び/又は出口側に連通して接続したノズルを用いてもよい。ノズルは特に限定されないが、第2細管の出口側ノズルで、液圧を多段階で減圧して、出口部で大気に解放してもバブリングが発生しない圧力にまで下げる多段階減圧を行うものが好ましい。このようなノズルとしては、例えば、ダイヤモンドノズル(株式会社美粒製)が挙げられる。ダイヤモンドノズルは、0.4mmの長さの流路をダイヤモンドが上下で挟む構造となっている。流路は、0.1mm〜1mmを設定でき、直径(幅)としては、0.09〜0.13mmを設定できる。このダイヤモンドノズルは、従来の衝突型高圧乳化装置のエネルギのかかり方と類似するが、多段階で高圧から常圧へ戻すため、キャビテーションが起きにくい。   In addition, you may use the nozzle connected and connected to the inlet side and / or outlet side of a 1st thin tube and / or a 2nd thin tube. Although the nozzle is not particularly limited, the nozzle on the outlet side of the second capillary tube performs multi-stage pressure reduction in which the liquid pressure is reduced in multiple stages and reduced to a pressure at which no bubbling occurs even when released to the atmosphere at the outlet. preferable. As such a nozzle, for example, a diamond nozzle (manufactured by Miki Co., Ltd.) can be mentioned. The diamond nozzle has a structure in which a diamond sandwiches a flow path having a length of 0.4 mm. The flow path can be set to 0.1 mm to 1 mm, and the diameter (width) can be set to 0.09 to 0.13 mm. This diamond nozzle is similar to the energy application of the conventional collision type high-pressure emulsification apparatus, but cavitation hardly occurs because the pressure is returned from high pressure to normal pressure in multiple stages.

第1細管と第2細管による連続処理を2回以上繰り返して行ってもよい。繰り返すことで微細化と均一化の度合いが向上し、より微細で均一な乳化分散液が得られる。   You may repeat the continuous process by a 1st thin tube and a 2nd thin tube twice or more. By repeating, the degree of miniaturization and homogenization is improved, and a finer and more uniform emulsified dispersion can be obtained.

(CNT有機溶媒混合液の調製)
分散させたいCNTは、まず樹脂を溶解した有機溶媒に攪拌混合させておく。有機溶媒はその樹脂を溶解させるものであればよい。樹脂は、最終的に配向性を有して分散させたCNTをその配向性を保ったまま固定する基材としての役割を有する。したがって、有機溶媒中の樹脂濃度は、分散液を塗布して乾燥させたときに膜状となる厚さを確保できればよく、例えば0.1〜20重量%であり、1〜10重量%であることがより好ましい。またCNT濃度は例えば0.1〜20重量%であり、1〜10重量%であることがより好ましい。なお、樹脂量とCNT量の重量比率は、1:9〜9:1とすることが好ましく、1:4〜4:1であることがより好ましく、2:3〜3:2とすることが最も好ましい。これらの混合液を攪拌してCNT有機溶媒混合液とする。なおこの段階では、必ずしもエマルション化する必要はない。
(Preparation of CNT organic solvent mixture)
The CNT to be dispersed is first stirred and mixed in an organic solvent in which a resin is dissolved. The organic solvent only needs to dissolve the resin. The resin has a role as a base material for fixing the CNTs finally dispersed with orientation while maintaining the orientation. Therefore, the resin concentration in the organic solvent only needs to ensure a film-like thickness when the dispersion is applied and dried, and is, for example, 0.1 to 20% by weight, and is 1 to 10% by weight. It is more preferable. The CNT concentration is, for example, 0.1 to 20% by weight, and more preferably 1 to 10% by weight. The weight ratio between the resin amount and the CNT amount is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 1: 4 to 4: 1, and 2: 3 to 3: 2. Most preferred. These mixed solutions are stirred to obtain a CNT organic solvent mixed solution. At this stage, it is not always necessary to emulsify.

CNT有機溶媒混合液調製のための有機溶媒としては、例えば先に第1油相として用いられる有機溶媒として挙げた有機溶媒を用いることができる。   As the organic solvent for preparing the CNT organic solvent mixed solution, for example, the organic solvents mentioned above as the organic solvent used as the first oil phase can be used.

CNT有機溶媒混合液調製のための樹脂としては、有機溶媒に可溶な樹脂であれば特に限定されない。具体的には、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸樹脂、マレイン酸樹脂、スチレンとマレイン酸エステルとの共重合体、スチレンとアクリル酸又はそのエステルとの共重合体、スチレンとメタクリル酸又はそのエステルとの共重合体、尿素樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリアミド樹脂、エステルガム、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルキルエーテル、クマロン−インデン樹脂、ポリテルペン、ロジン系樹脂やその水素添加物、ケトン樹脂、テルペン−フェノール共重合物、ポリアクリル酸ポリメタクリル酸共重合物、フェノール樹脂、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースやこれらの共重合体や各種誘導体などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The resin for preparing the CNT organic solvent mixed solution is not particularly limited as long as the resin is soluble in the organic solvent. Specifically, acrylic ester resin, methacrylic ester resin, acrylic ester-methacrylic ester copolymer, acrylic acid resin, maleic acid resin, copolymer of styrene and maleic ester, styrene and acrylic acid or Copolymer with ester, copolymer of styrene and methacrylic acid or ester, urea resin, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyamide resin, ester gum, polyester resin, alkyd resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyvinyl alkyl Ether, coumarone-indene resin, polyterpene, rosin resin and its hydrogenated product, ketone resin, terpene-phenol copolymer, polyacrylic acid polymethacrylic acid copolymer, phenol resin, polyethylene oxide, polyvinyl Pyrrolidone, N- vinyl acetamide, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, and copolymers thereof and various derivatives thereof. These resins may be used alone or in combination of two or more.

(CNT分散液の調製)
上記のCNT有機溶媒混合液と、先に説明した高圧せん断型乳化分散処理した多層エマルションとを混合し、さらにこの混合液に上述の高圧せん断型乳化分散処理を施して乳化することにより、CNT分散液を調製する。つまり、CNT有機溶媒混合液と多層エマルションとの混合物を、50MPa〜250MPaの加圧下で第1細管及び第2細管により連続的に乳化分散処理してCNT分散液を調製する。
(Preparation of CNT dispersion)
The above CNT organic solvent mixed solution and the above-described multi-layer emulsion subjected to the high-pressure shearing type emulsifying dispersion treatment are mixed, and the mixed solution is subjected to the above-described high-pressure shearing type emulsifying dispersion treatment for emulsification, thereby CNT dispersion. Prepare the solution. That is, a mixture of a CNT organic solvent mixed solution and a multilayer emulsion is continuously emulsified and dispersed with a first capillary and a second capillary under a pressure of 50 MPa to 250 MPa to prepare a CNT dispersion.

CNT有機溶媒混合液と多層エマルションとの混合割合は、CNTの含有率にもよるが重量比で100:1〜1:1であり、50:1〜5:1であることがより好ましく、20:1〜5:1であることが更に好ましい。   The mixing ratio of the CNT organic solvent mixed solution and the multilayer emulsion is 100: 1 to 1: 1 by weight ratio, more preferably 50: 1 to 5: 1, depending on the CNT content. : More preferably, it is 1-5: 1.

このような方法で製造したCNT分散液中では、それぞれのCNTの配向方向が揃って分散すると考えられる。この理由について発明者は以下のように推察している。このCNT分散液中では、それぞれのCNTの全体にわたって粒径の揃ったミセル微粒子が配置した状態となる。ミセル微粒子どうしは互いに反発しあうため、ミセル微粒子が配置したCNTはそれぞれ互いに反発しあって凝集することがない。   In the CNT dispersion produced by such a method, it is considered that the orientation directions of the respective CNTs are aligned and dispersed. The inventor speculates as follows for this reason. In this CNT dispersion, micelle fine particles having a uniform particle diameter are arranged over the entire CNTs. Since the micelle fine particles repel each other, the CNTs arranged with the micelle fine particles repel each other and do not aggregate.

しかも、粒径の揃ったミセル微粒子が配置しているのがCNTの一部ではなく、全体に配置しているため、多数のCNTが交差することなく同じ方向に並んで反発しあいながら分散することとなる。こうしてCNTをその配向性を有したまま(同じ方向を向かせて)分散させることができる。このような状態でCNTを分散させた溶液を、CNTをその配向性を有して分散させたCNT分散液という。   In addition, it is not part of the CNTs that are arranged with micelle particles with a uniform particle size, but because they are arranged throughout, a large number of CNTs are dispersed in the same direction without being crossed and repelling. It becomes. In this way, the CNTs can be dispersed while maintaining their orientation (directed in the same direction). A solution in which CNTs are dispersed in such a state is referred to as a CNT dispersion in which CNTs are dispersed with their orientation.

(CNT含有熱電変換部材)
熱電変換部材の性能は性能指数(Z)又はこれに使用温度Tを乗じた無次元性能指数ZT=ST/ρκで表される。ここでSはゼーベック係数[V/K]、ρは電気抵抗率[Ωm]、κは熱伝導率[W/mK]である。これから、性能の高い熱電変換部材を得るにはゼーベック係数は大きい方がよく、電気抵抗率、熱伝導率は小さいほうがよい。
(CNT-containing thermoelectric conversion member)
The performance of the thermoelectric conversion member is represented by a figure of merit (Z) or a dimensionless figure of merit ZT = S 2 T / ρκ obtained by multiplying this by the operating temperature T. Here, S is the Seebeck coefficient [V / K], ρ is the electrical resistivity [Ωm], and κ is the thermal conductivity [W / mK]. From this, in order to obtain a thermoelectric conversion member with high performance, it is better that the Seebeck coefficient is large, and that the electrical resistivity and thermal conductivity are small.

したがってCNT含有熱電変換素子に用いる熱電変換部材は、電気抵抗率を小さくする(導電性を高める)ためにCNT間の良好な導電ネットワークを有するとともに、素子全体として低い熱伝導率を有することが好ましい。   Therefore, it is preferable that the thermoelectric conversion member used for the CNT-containing thermoelectric conversion element has a good conductive network between the CNTs in order to reduce the electrical resistivity (increase conductivity), and also has a low thermal conductivity as the whole element. .

本実施形態1に係る熱電変換部材は、CNTをその配向性を有して分散させたCNT分散液を固定化した樹脂の薄膜(以下、「CNT分散樹脂膜」という。)を複数重ねて形成する。CNTをその配向性を有して分散させたCNT分散液を樹脂で固定化すると、CNTが立体的なネットワークを形成したまま固定化されることを発明者は発見した。   The thermoelectric conversion member according to Embodiment 1 is formed by stacking a plurality of resin thin films (hereinafter referred to as “CNT-dispersed resin films”) in which a CNT dispersion liquid in which CNTs are dispersed with the orientation thereof is fixed. To do. The inventors have found that when a CNT dispersion liquid in which CNTs are dispersed with their orientation is fixed with a resin, the CNTs are fixed while forming a three-dimensional network.

さらに重なりあう2つの層は互いにCNTの配向方向が異なっているように重ねることが好ましい。具体的には、2つの層のCNT配向方向のなす角度が30°〜90°となるように重ねる。より好ましくは60°〜90°であり、最も好ましいのは、上下に重なり合う(隣接する)CNT分散樹脂膜中のCNTの配向方向が90°±5°となる(ほぼ直交させる)ようにCNT分散樹脂膜を複数枚重ねた構造である。   Further, the two overlapping layers are preferably overlapped so that the orientation directions of the CNTs are different from each other. Specifically, the two layers are stacked so that the angle formed by the CNT alignment directions is 30 ° to 90 °. More preferably, it is 60 ° to 90 °, and most preferably, CNT dispersion is performed so that the orientation direction of CNTs in the CNT dispersed resin film overlapping (adjacent) vertically is 90 ° ± 5 ° (substantially orthogonal). This is a structure in which a plurality of resin films are stacked.

上記のように構成することで、隣接する2つのCNT分散樹脂膜間のCNTどうしの単位面積あたりの接触点を多数形成し、良好な導電ネットワークを形成するととともに、複数のCNT分散樹脂膜を重ねることで熱伝導率が比較的低い樹脂の容積が増加し、素子全体として熱伝導率を低下させることができるものと考えられる。   By configuring as described above, a large number of contact points per unit area of CNTs between two adjacent CNT dispersed resin films are formed to form a good conductive network, and a plurality of CNT dispersed resin films are stacked. Thus, it is considered that the volume of the resin having a relatively low thermal conductivity increases, and the thermal conductivity of the entire device can be reduced.

上記のように形成したCNT含有熱電変換部材の両端部に電極を付すことによってCNT含有熱電変換素子とすることができる。   A CNT-containing thermoelectric conversion element can be obtained by attaching electrodes to both ends of the CNT-containing thermoelectric conversion member formed as described above.

(CNT含有熱電変換素子の製造方法)
次に、CNT分散液を用いたCNT含有熱電変換素子の好ましい製造方法について説明する。まず、CNTをその配向性を有して分散させた、樹脂を含むCNT分散液を平板の上に塗布する。塗布する方法はどのような方法でもよいが、例えばCNT分散液を平板上に滴下して、キャスティングナイフ等により薄く膜状に引き延ばすことにより塗布する。
(Method for producing CNT-containing thermoelectric conversion element)
Next, the preferable manufacturing method of the CNT containing thermoelectric conversion element using a CNT dispersion liquid is demonstrated. First, a CNT dispersion liquid containing resin in which CNTs are dispersed with their orientation is applied on a flat plate. Any coating method may be used. For example, the CNT dispersion liquid is dropped on a flat plate and is thinly stretched into a film with a casting knife or the like.

次に、平板上に塗布したCNT分散液を、平板ごと80〜90℃(樹脂のTg(ガラス転移点)±10℃を目安とする)で5〜10分間加熱して乾燥させる。これにより、分散液中の揮発性・蒸発性の媒体が揮発・蒸発して、樹脂中にCNTが立体的なネットワークを保ったまま固定されたCNT分散樹脂膜が得られる。   Next, the CNT dispersion applied on the flat plate is dried by heating for 5 to 10 minutes at 80 to 90 ° C. (resin Tg (glass transition point) ± 10 ° C. as a guide) with the flat plate. Thereby, the volatile / evaporable medium in the dispersion is volatilized / evaporated, and a CNT-dispersed resin film in which the CNTs are fixed in the resin while maintaining a three-dimensional network is obtained.

上記により得られたCNT分散樹脂膜を、CNTの配向方向が異なるように複数枚重ねてCNT含有熱電変換部材を製作する。つまり、1枚目のCNT分散樹脂膜の上に、2枚目のCNT分散樹脂膜をそのCNT配向方向が異なるように重ねる。次に3枚目のCNT分散樹脂膜を、そのCNT配向方向が2枚目のCNT分散樹脂膜のCNT配向方向と異なるように重ねる。このようにして複数枚のCNT分散樹脂膜を順次重ねていく。なお、同じ製作方法で得られたCNT分散樹脂膜のCNT配向方向は同じであるので、同じ製作方法で得られたCNT分散樹脂膜をその向きを変えて順次重ねていけばよい。   A plurality of CNT-dispersed resin films obtained as described above are stacked so that the orientation directions of CNTs are different to produce a CNT-containing thermoelectric conversion member. That is, the second CNT-dispersed resin film is stacked on the first CNT-dispersed resin film so that the CNT alignment directions are different. Next, the third CNT-dispersed resin film is overlaid so that the CNT alignment direction is different from the CNT-aligned direction of the second CNT-dispersed resin film. In this way, a plurality of CNT-dispersed resin films are sequentially stacked. In addition, since the CNT orientation directions of the CNT dispersed resin films obtained by the same production method are the same, the CNT dispersed resin films obtained by the same production method may be sequentially stacked while changing their directions.

最後に、重ねたCNT分散樹脂膜層に圧力を加えて密着させることによってCNT含有熱電変換部材が完成する。   Finally, the CNT-containing thermoelectric conversion member is completed by applying pressure to the stacked CNT-dispersed resin film layers to bring them into close contact.

次に、所定の形状に整形したCNT含有熱電変換部材にITO、金、アルミニウムなどの材料を用いて導電膜層を電極として形成する。例えばCNT含有熱電変換部材の両端部に印刷法や蒸着法等により金電線を形成して電極端子とすることができる。こうしてCNT含有熱電変換素子が製造される。   Next, a conductive film layer is formed as an electrode on a CNT-containing thermoelectric conversion member shaped into a predetermined shape using a material such as ITO, gold, or aluminum. For example, a gold electric wire can be formed on both ends of a CNT-containing thermoelectric conversion member by a printing method, a vapor deposition method, or the like to form an electrode terminal. Thus, a CNT-containing thermoelectric conversion element is manufactured.

製造したCNT含有熱電変換素子は、温度差を与えて電圧及び電流を測定し、ゼーベック係数(S[V/K]:単位温度差あたりの起電力)やパワーファクタ(PF=S/ρ、ρは電気抵抗率[Ωm])を求めることにより、素子の性能を評価することができる。 The produced CNT-containing thermoelectric conversion element measures the voltage and current by giving a temperature difference, and seebeck coefficient (S [V / K]: electromotive force per unit temperature difference) and power factor (PF = S 2 / ρ, ρ can evaluate the performance of the element by obtaining the electrical resistivity [Ωm]).

(実施形態2)
本発明に係る、CNT分散液を調製する方法と、CNT分散液から作製したCNT分散樹脂膜を用いてCNT含有熱電変換素子を製作する方法の実施の形態2(実施形態2)について以下に説明する。なお、実施形態1と重複する部分については、異なる部分を中心に説明する。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 (Embodiment 2) of a method for preparing a CNT dispersion liquid and a method for manufacturing a CNT-containing thermoelectric conversion element using a CNT dispersion resin film prepared from the CNT dispersion liquid according to the present invention will be described below. To do. In addition, about the part which overlaps with Embodiment 1, it demonstrates centering on a different part.

本実施形態2で用いるCNTは、実施形態1で用いるCNTと同様に、単層CNTが好ましく、さらに半導体型単層CNTをできるだけ多く含む単層CNTを用いることが好ましい。   The CNT used in the second embodiment is preferably a single-walled CNT, as in the case of the CNT used in the first embodiment, and more preferably a single-walled CNT containing as much semiconductor-type single-walled CNTs as possible.

本実施形態2に係るCNT分散液を製造する方法について説明する。実施形態2では、次のような工程を経てCNT分散液を製造する。
(工程(A))CNTと、第1有機溶媒と、第1界面活性剤を含む第1水相と、を乳化分散させ、第3エマルションを調製する(第1次乳化)。
(工程(B))第2有機溶媒と、第2界面活性剤と、樹脂と、第3エマルションと、を乳化分散させ、第4エマルションを調製する(第2次乳化)。
(工程(C))第4エマルションを高圧せん断型乳化分散処理してさらに乳化分散させることにより、CNT分散液を製造する。
A method for producing the CNT dispersion according to the second embodiment will be described. In Embodiment 2, a CNT dispersion liquid is manufactured through the following steps.
(Step (A)) CNT, a first organic solvent, and a first aqueous phase containing a first surfactant are emulsified and dispersed to prepare a third emulsion (first emulsification).
(Step (B)) A second organic solvent, a second surfactant, a resin, and a third emulsion are emulsified and dispersed to prepare a fourth emulsion (secondary emulsification).
(Step (C)) A CNT dispersion is produced by subjecting the fourth emulsion to high-pressure shear emulsification dispersion treatment and further emulsification dispersion.

実施形態1ではCNTを含まない第2エマルションを分散媒として調製し、CNTと樹脂を溶解した有機溶媒と第2エマルションとを混合してCNTを分散させたのに対し、実施形態2では、CNTを含む油相と水相を混合乳化して第3エマルションを調製し、第3エマルションと樹脂を含む油相とを混合乳化して第4エマルションを調製し、次いで第4エマルションを高圧せん断型乳化分散処理によりさらに乳化分散させる。   In the first embodiment, the second emulsion not containing CNT is prepared as a dispersion medium, and the CNT is dispersed by mixing the CNT, the organic solvent in which the resin is dissolved, and the second emulsion. In the second embodiment, the CNT is dispersed. A third emulsion is prepared by mixing and emulsifying an oil phase containing water and an aqueous phase, a fourth emulsion is prepared by mixing and emulsifying the third emulsion and an oil phase containing a resin, and then the fourth emulsion is subjected to high-pressure shear emulsification. It is further emulsified and dispersed by a dispersion treatment.

第3エマルションは、第1油相の微小液滴の外側に第1界面活性剤が親油部を向けて配向集合した第1ミセルが第1水相中に分散しているものである(O/Wエマルション)。第4エマルションは、複数の第1ミセルを含む微小第1水相液滴に第2界面活性剤が外側に疎水部を向けて配向した第2ミセルが第2油相中に分散しているものである(O/W/Oエマルション)。CNTの周囲にこの第2ミセルが配置されることにより、CNTが分散しているものと考えられる。   In the third emulsion, first micelles in which the first surfactant is oriented and assembled with the lipophilic part facing the outside of the fine droplets of the first oil phase are dispersed in the first water phase (O / W emulsion). In the fourth emulsion, the second micelle in which the second surfactant is oriented with the hydrophobic portion facing outward is dispersed in the second oil phase in the minute first aqueous phase droplets including a plurality of first micelles. (O / W / O emulsion). It is considered that the CNTs are dispersed by arranging the second micelles around the CNTs.

工程(A)として、例えば、CNTと第1有機溶媒を混合した第1油相と、水溶液と第1界面活性剤を混合した第1水相とを混合し、乳化分散させることによって第3エマルションを調製することができる。しかしこの方法に限定されるわけではない。   As the step (A), for example, a third emulsion is prepared by mixing and emulsifying and dispersing a first oil phase in which CNT and a first organic solvent are mixed, and a first aqueous phase in which an aqueous solution and a first surfactant are mixed. Can be prepared. However, it is not limited to this method.

工程(B)として、例えば、第2界面活性剤及び樹脂を第2有機溶媒に混合溶解させた第2油相と、第3エマルションとを混合し、乳化分散させることによって第4エマルションを調製することができる。しかしこの方法に限定されるわけではない。   As the step (B), for example, a fourth emulsion is prepared by mixing and emulsifying and dispersing a second oil phase in which a second surfactant and a resin are mixed and dissolved in a second organic solvent, and the third emulsion. be able to. However, it is not limited to this method.

工程(A)と工程(B)での乳化分散処理は、各種のミキサーや攪拌装置を用いて行うことができる。工程(C)での乳化分散処理は、実施形態1で説明した高圧せん断型乳化分散処理を行う。工程(A)と工程(B)での乳化分散処理も高圧せん断型乳化分散処理を行ってもよい。   The emulsification dispersion process in the step (A) and the step (B) can be performed using various mixers and stirring devices. The emulsification dispersion process in the step (C) performs the high-pressure shearing type emulsion dispersion process described in the first embodiment. The emulsification dispersion process in the step (A) and the process (B) may also be a high pressure shearing type emulsification dispersion process.

工程(A)で用いる第1界面活性剤は、実施形態1に示す第1界面活性剤と同様に、高分子型界面活性剤と親水性界面活性剤とを含むことが好ましい。このような組み合わせを用いることにより、微細かつ均一な第3エマルションを得ることができる。なお第1界面活性剤の混合量は、臨界ミセル濃度以上となる量であればよい。また、高分子型界面活性剤と親水性界面活性剤との混合割合は重量比で30:70〜98:2であり、好ましくは40:60〜95:5であり、更に好ましくは60:40〜90:10である。   The first surfactant used in the step (A) preferably includes a high molecular weight surfactant and a hydrophilic surfactant, like the first surfactant shown in the first embodiment. By using such a combination, a fine and uniform third emulsion can be obtained. In addition, the mixing amount of the first surfactant may be an amount that becomes a critical micelle concentration or more. The mixing ratio of the polymeric surfactant and the hydrophilic surfactant is 30:70 to 98: 2 by weight, preferably 40:60 to 95: 5, more preferably 60:40. ~ 90: 10.

第1界面活性剤に含まれる親水性界面活性剤としては、HLB値(Hydrophile−Lipophile Balance)が5〜18、特に6〜12の界面活性剤が好ましい。具体的には、実施形態1で説明した親水性界面活性剤を用いることができる。   As the hydrophilic surfactant contained in the first surfactant, a surfactant having an HLB value (Hydrophile-Lipophile Balance) of 5 to 18, particularly 6 to 12 is preferable. Specifically, the hydrophilic surfactant described in Embodiment 1 can be used.

また第1界面活性剤に含まれる高分子型界面活性剤としては、実施形態1で説明した高分子型界面活性剤を用いることができる。   Further, as the polymeric surfactant contained in the first surfactant, the polymeric surfactant described in the first embodiment can be used.

工程(B)で用いる第2界面活性剤は、実施形態1で説明した第2界面活性剤と同様に、高分子型界面活性剤と疎水性界面活性剤とを含むことが好ましい。このような組み合わせを用いることにより、微細かつ均一な第4エマルションを得ることができる。なお第2界面活性剤の混合量は、臨界ミセル濃度以上となる量であればよい。また、高分子型界面活性剤と疎水性界面活性剤との混合割合は重量比で30:70〜98:2であり、好ましくは40:60〜95:5であり、更に好ましくは60:40〜90:10である。   The second surfactant used in the step (B) preferably contains a high molecular weight surfactant and a hydrophobic surfactant in the same manner as the second surfactant described in the first embodiment. By using such a combination, a fine and uniform fourth emulsion can be obtained. In addition, the mixing amount of the second surfactant may be an amount that becomes a critical micelle concentration or more. The mixing ratio of the polymeric surfactant and the hydrophobic surfactant is 30:70 to 98: 2 by weight, preferably 40:60 to 95: 5, and more preferably 60:40. ~ 90: 10.

第2界面活性剤に含まれる疎水性界面活性剤としては、実施形態1で説明したようにHLB値が10以下であるものが好ましく、7以下であるものがより好ましく、1〜5であるものが特に好ましい。具体的には、グリセリン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、およびレシチン類等を挙げることができる。   As described in Embodiment 1, the hydrophobic surfactant contained in the second surfactant is preferably one having an HLB value of 10 or less, more preferably 7 or less, and 1 to 5 Is particularly preferred. Specific examples include glycerin fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, and lecithins.

グリセリン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、およびレシチン類の具体的な例としては、それぞれ実施形態1で説明した種類のものを用いることができる。   As specific examples of glycerin fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, and lecithins, the types described in Embodiment 1 can be used.

第2界面活性剤に含まれる高分子型界面活性剤としては、実施形態1で説明した高分子型界面活性剤を用いることができる。   As the polymer surfactant contained in the second surfactant, the polymer surfactant described in Embodiment 1 can be used.

工程(A)で用いる第1有機溶媒及び工程(B)で用いる第2有機溶媒は、他の油相成分を溶解することができ、かつ水と混和しない揮発性の有機溶媒であれば特に限定されない。具体的にはジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、1.2−ジクロロエタン、トルエン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The first organic solvent used in the step (A) and the second organic solvent used in the step (B) are particularly limited as long as they can dissolve other oil phase components and are not miscible with water. Not. Specific examples include dichloromethane, chloroform, ethyl acetate, 1.2-dichloroethane, toluene and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

第2有機溶媒は工程(B)で用いる樹脂を溶解できるものが好ましい。樹脂は、1つ1つをばらばらに分散させたCNTを、その状態を保ったまま固定する基材としての役割を有する。したがって、有機溶媒中の樹脂濃度は、分散液を塗布して乾燥させたときに膜状となる厚さを確保できればよい。樹脂の種類は、実施形態1で説明した種類のものを用いることができる。   The second organic solvent is preferably one that can dissolve the resin used in the step (B). The resin has a role as a base material for fixing the CNTs in which the CNTs are dispersed one by one while maintaining the state. Therefore, the resin concentration in the organic solvent only needs to ensure a film thickness when the dispersion is applied and dried. The type of resin described in Embodiment 1 can be used.

第2有機溶媒中のCNT濃度は例えば0.1〜20重量%であり、0.5〜10重量%であることがより好ましい。また、樹脂量とCNT量の重量比率は、1:9〜9:1とすることが好ましく、1:4〜4:1であることがより好ましく、2:3〜3:2とすることが最も好ましい。   The CNT concentration in the second organic solvent is, for example, 0.1 to 20% by weight, and more preferably 0.5 to 10% by weight. The weight ratio of the resin amount to the CNT amount is preferably 1: 9 to 9: 1, more preferably 1: 4 to 4: 1, and 2: 3 to 3: 2. Most preferred.

工程(A)において、第1油相(CNTを含む)に対する第1水相(第1界面活性剤を含む)との仕込み割合は特に限定されないが、第1油相/第1水相の質量比が10/90〜90/10であることが好ましく、20/80〜60/40であることがより好ましく、30/70〜50/50であることが特に好ましい。   In the step (A), the charging ratio of the first water phase (including the first surfactant) to the first oil phase (including CNT) is not particularly limited, but the mass of the first oil phase / first water phase The ratio is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 20/80 to 60/40, and particularly preferably 30/70 to 50/50.

工程(B)において、第2油相(第2界面活性剤と樹脂を含む)に対する第3エマルションの仕込み割合は特に限定されないが、第3エマルション/第2油相の質量比が0.01/99.99〜50/50であることが好ましく、0.1/99.9〜30/70であることがより好ましく、1/99〜20/80であることが特に好ましい。   In the step (B), the charging ratio of the third emulsion to the second oil phase (including the second surfactant and the resin) is not particularly limited, but the mass ratio of the third emulsion / second oil phase is 0.01 / It is preferably 99.99 to 50/50, more preferably 0.1 / 99.9 to 30/70, and particularly preferably 1/99 to 20/80.

また工程(A)で用いる水溶液として、実施形態1で説明した第1水相と同じ種類のものを用いることができる。   Further, as the aqueous solution used in the step (A), the same type as the first aqueous phase described in Embodiment 1 can be used.

ここで各ミセルはできるだけ直径(粒径)が小さく、かつ粒径が狭い範囲に分布している、つまりできるだけ粒径が揃っていることが好ましい。粒径が広い範囲に分布している、つまり粒径が揃っていない場合、単層CNTをばらばらに分散させる効果が減少する。   Here, it is preferable that each micelle has a diameter (particle diameter) as small as possible and is distributed in a narrow range, that is, the particle diameter is as uniform as possible. When the particle diameters are distributed over a wide range, that is, when the particle diameters are not uniform, the effect of dispersing the single-walled CNTs separately is reduced.

具体的には、体積平均粒径を0.1〜20μmに調製して用いるのが好ましく、0.1〜10μmに調製して用いるのがより好ましい。   Specifically, the volume average particle diameter is preferably adjusted to 0.1 to 20 μm, more preferably 0.1 to 10 μm.

少なくとも工程(C)において、高圧せん断型乳化分散処理により第4エマルションをさらに乳化させる。高圧せん断型乳化分散処理とは、実施形態1で説明したように、被分散体、分散媒及び必要に応じて適宜選択した界面活性剤の混合物を、高圧下で細管内を通過させる乳化分散処理方法である。   At least in the step (C), the fourth emulsion is further emulsified by high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment. As described in the first embodiment, the high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment is an emulsification dispersion treatment in which a mixture of a material to be dispersed, a dispersion medium, and a surfactant appropriately selected as necessary is passed through a capillary under high pressure. Is the method.

本実施形態2では、細管として、直線状の第1細管とらせん状の第2細管とを組み合わせて連続処理することにより、ミセルの微細化とミセル粒径の均一化の両方を達成する。即ち、直線状の第1細管では細管内壁からの背圧(抵抗力)がせん断力となってミセル粒子を微細化する。またらせん状の第2細管では分散液が細管内を流れるときにミセル粒子が回転力を受け、分散と合体を繰り返して次第に粒径が均一化される。   In the second embodiment, both the micronization of the micelles and the uniformization of the micelle particle size are achieved by combining the straight first thin tubes and the helical second thin tubes as the thin tubes and continuously processing them. That is, in the linear first tubule, the back pressure (resistance force) from the inner wall of the tubule becomes a shearing force, and the micelle particles are refined. In addition, in the spiral second tubule, the micelle particles receive a rotational force when the dispersion flows in the tubule, and the particle size is gradually made uniform by repeating dispersion and coalescence.

高圧せん断型乳化分散処理における処理圧力は50MPa〜250MPaである。第1細管の内径は0.1mm〜2.0mmであり、全長は0.1mm〜500mmである。第2細管の内径は0.1mm〜2.0mmであり、全長は10mm〜500mmであり、らせん直径は5mm〜10mmである。第2細管の出口での圧力は、特に限定されないが、大気圧であることが好ましい。   The treatment pressure in the high-pressure shear type emulsification dispersion treatment is 50 MPa to 250 MPa. The first capillary has an inner diameter of 0.1 mm to 2.0 mm, and an overall length of 0.1 mm to 500 mm. The second capillary has an inner diameter of 0.1 mm to 2.0 mm, an overall length of 10 mm to 500 mm, and a helical diameter of 5 mm to 10 mm. The pressure at the outlet of the second thin tube is not particularly limited, but is preferably atmospheric pressure.

なお、第1細管及び/又は第2細管の入口側及び/又は出口側に連通して接続したノズルを用いてもよい。   In addition, you may use the nozzle connected and connected to the inlet side and / or outlet side of a 1st thin tube and / or a 2nd thin tube.

第1細管と第2細管による連続処理を2回以上繰り返して行ってもよい。繰り返すことで微細化と均一化の度合いが向上し、より微細で均一な乳化分散液が得られる。   You may repeat the continuous process by a 1st thin tube and a 2nd thin tube twice or more. By repeating, the degree of miniaturization and homogenization is improved, and a finer and more uniform emulsified dispersion can be obtained.

このような方法で製造したCNT分散液中では、CNTの凝集状態が解消され、それぞれのCNTがばらばらに分散されていると考えられる。   In the CNT dispersion liquid produced by such a method, it is considered that the aggregated state of CNTs is eliminated and the respective CNTs are dispersed apart.

次に、CNT分散液からCNT含有熱電変換素子を製作する方法について説明する。まず、上記のようにして得られたCNT分散液を任意の方法、例えばキャスティングナイフ等により薄く膜状に引き延ばす方法で、ガラス等の平板上に所定の量又は厚さで塗布し、乾燥させて薄膜状にしたCNT含有樹脂膜を作製する。乾燥させたCNT含有樹脂膜は平板から剥ぎ取る。同じ方法で複数のCNT含有樹脂膜を作製する。   Next, a method for producing a CNT-containing thermoelectric conversion element from the CNT dispersion will be described. First, the CNT dispersion liquid obtained as described above is applied in a predetermined amount or thickness on a flat plate such as glass by an arbitrary method, for example, a method of extending it into a thin film with a casting knife or the like, and dried. A thin CNT-containing resin film is prepared. The dried CNT-containing resin film is peeled off from the flat plate. A plurality of CNT-containing resin films are produced by the same method.

CNT分散液は、実施形態1の方法で得られたものを用いてもよい。また、平板上に塗布する方法はキャスティングナイフ法に限らず、コーター等を用いて塗布してもよい。   The CNT dispersion liquid obtained by the method of Embodiment 1 may be used. Moreover, the method of apply | coating on a flat plate is not restricted to the casting knife method, You may apply using a coater etc.

作成された複数のCNT含有樹脂膜を、重なり合って隣接する2枚のCNT含有樹脂膜の向きが変わるように重ね合わせて積層し、密着させてCNT含有熱電変換部材を作製する。   A plurality of the produced CNT-containing resin films are overlapped and stacked such that the directions of two adjacent CNT-containing resin films are changed, and are adhered to each other to produce a CNT-containing thermoelectric conversion member.

具体的には、重なり合う(隣接する)CNT分散樹脂膜のなす角度が30°〜90°となるように重ね合わせる。より好ましくは60°〜90°であり、最も好ましいのは、CNT分散樹脂膜を90°±5°となる(ほぼ直交させる)ように複数枚重ね合わせた構造である。   Specifically, the overlapping is performed so that the angle formed by the overlapping (adjacent) CNT dispersed resin films is 30 ° to 90 °. More preferably, the angle is 60 ° to 90 °, and the most preferable is a structure in which a plurality of CNT-dispersed resin films are stacked so as to be 90 ° ± 5 ° (substantially orthogonal).

作製したCNT含有樹脂膜を上述の角度関係となるように配置積層することにより、ばらばらに分散したCNT同士が、多くの位置で点接触しているCNT含有熱電変換部材を作製することができる。   By arranging and laminating the produced CNT-containing resin film so as to have the above-mentioned angular relationship, a CNT-containing thermoelectric conversion member in which the dispersed CNTs are in point contact at many positions can be produced.

このようにして重ね合わせて作製したCNT含有熱電変換部材を整形し、両端部に電極を付してCNT含有熱電変換素子を製作する。   The CNT-containing thermoelectric conversion member produced by overlapping in this way is shaped, and electrodes are attached to both ends to produce a CNT-containing thermoelectric conversion element.

CNT含有樹脂膜は1枚ずつ作成し、所用の枚数のCNT含有樹脂膜を作製した後にそれらを積層すればよい。しかしこれに限らず、平板上で最初のCNT含有樹脂膜を形成して乾燥した後、それを剥がさないで平板の向きを上述の角度関係にしたがって変えて、最初のCNT含有樹脂膜の上に直接CNT分散液を塗布し、乾燥することにより2番目の層を形成してもよい。このようにして必要数のCNT含有樹脂膜を向きを変えて形成し、最後に全体を平板から剥がして(さらに圧着してもよい)整形し、電極を付してCNT含有熱電変換素子としてもよい。   The CNT-containing resin films may be prepared one by one, and a desired number of CNT-containing resin films may be prepared and then stacked. However, the present invention is not limited to this. After the first CNT-containing resin film is formed on the flat plate and dried, the orientation of the flat plate is changed according to the above-described angular relationship without peeling off the first CNT-containing resin film, The second layer may be formed by directly applying the CNT dispersion and drying. In this way, the necessary number of CNT-containing resin films are formed in different directions, and finally the whole is peeled off from the flat plate (may be further pressure-bonded) and shaped, and an electrode is attached to form a CNT-containing thermoelectric conversion element. Good.

このようにして製作したCNT含有熱電変換素子は、温度差を与えて電圧及び電流を測定し、ゼーベック係数(S[V/K]:単位温度差あたりの起電力)やパワーファクタ(PF=S/ρ、ρは電気抵抗率[Ωm])を求めることにより、素子の性能を評価することができる。 The thus produced CNT-containing thermoelectric conversion element measures the voltage and current by giving a temperature difference, and seebeck coefficient (S [V / K]: electromotive force per unit temperature difference) and power factor (PF = S 2 / ρ and ρ are electric resistivity [Ωm]), whereby the performance of the element can be evaluated.

なお、異なる条件で作製したCNT分散液から作製した複数のCNT含有樹脂膜又はCNT含有熱電変換部材の抵抗値又は起電力を、それぞれ同じ条件で測定することにより、CNT分散液の製造条件とそのCNT分散液から製作可能なCNT含有熱電変換素子の能力の高さの関係を相対的に比較評価することができる。   In addition, by measuring the resistance value or electromotive force of a plurality of CNT-containing resin films or CNT-containing thermoelectric conversion members prepared from CNT dispersions prepared under different conditions, respectively, the manufacturing conditions of the CNT dispersion and its It is possible to relatively compare and evaluate the relationship of the high ability of the CNT-containing thermoelectric conversion element that can be manufactured from the CNT dispersion.

(実施例1)
以下に、CNT分散液及びCNT含有熱電変換素子の一製造例を説明する。
Example 1
Below, one example of manufacture of a CNT dispersion liquid and a CNT containing thermoelectric conversion element is demonstrated.

(分散媒としての多層エマルションの調製)
高分子型界面活性剤であるナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物(ラベリン(登録商標)、第1工業製薬株式会社)1g、親水性界面活性剤であるモノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(RHEODOL(登録商標) TW−L120、花王株式会社)5g、水100gを混合した混合液を、室温において高圧せん断型乳化分散装置を用いて乳化分散処理を行って第1エマルションを得た。
(Preparation of multilayer emulsion as dispersion medium)
1 g of sodium naphthalene sulfonate formalin condensate (Labelin (registered trademark), Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as a polymeric surfactant, polyoxyethylene sorbitan monolaurate (RHEODOL (registered trademark)) as a hydrophilic surfactant (TW-L120, Kao Co., Ltd.) 5 g and 100 g of water were mixed and emulsified and dispersed at room temperature using a high-pressure shearing type emulsifying dispersion device to obtain a first emulsion.

本実施例で用いた高圧せん断型乳化分散装置は、図1に示すように混合液を加圧吐出するポンプ10(BERYU MINI、株式会社美粒)と、混合液貯留部15と、ノズル21〜24と、第1細管30と、第2細管40と、第1細管30と第2細管40とを冷却する冷却器51、52と、受液部60と、を中心に構成されている。   As shown in FIG. 1, the high-pressure shear type emulsifying and dispersing apparatus used in this example includes a pump 10 (BERYU MINI, Beautiful Grain Co., Ltd.) that pressurizes and discharges a liquid mixture, a liquid mixture reservoir 15, and nozzles 21 to 21. 24, the 1st thin tube 30, the 2nd thin tube 40, the coolers 51 and 52 which cool the 1st thin tube 30 and the 2nd thin tube 40, and the liquid receiving part 60 are comprised.

第1細管30は内径0.4mm、全長100mmの直線細管であり、冷却器51で10〜15℃に冷却されている。第2細管40は内径0.3mm、全長300mm、らせん直径5mmのらせん状細管であり、冷却器52で10〜15℃に冷却されている。第1細管30の両端部にはノズル21、22が、第2細管40の両端部にはノズル23、24がそれぞれ設けられている。ノズルはダイヤモンドノズル(株式会社美粒)で、断面が直方体の内孔を有する直管であり、内孔の上下がダイヤモンド製であり上下の幅0.09mm、左右幅0.1mm、長さ0.1mmの断面形状を有するノズルである。   The first thin tube 30 is a straight thin tube having an inner diameter of 0.4 mm and an overall length of 100 mm, and is cooled to 10 to 15 ° C. by the cooler 51. The second thin tube 40 is a helical thin tube having an inner diameter of 0.3 mm, an overall length of 300 mm, and a helical diameter of 5 mm, and is cooled to 10 to 15 ° C. by the cooler 52. Nozzles 21 and 22 are provided at both ends of the first thin tube 30, and nozzles 23 and 24 are provided at both ends of the second thin tube 40, respectively. The nozzle is a diamond nozzle (Bigrain Co., Ltd.), and is a straight pipe having a rectangular parallelepiped inner hole. The upper and lower holes are made of diamond. A nozzle having a cross-sectional shape of 1 mm.

本実施例では上記の混合液を混合液貯留部15からポンプ10を用いて100Mpaに加圧吐出し、流量30ml/mで第1細管30及び第2細管40を通過させて受液部60に受ける連続処理を5回繰り返して第1エマルションを得た。   In the present embodiment, the mixed liquid is pressurized and discharged from the mixed liquid storage unit 15 to 100 MPa using the pump 10, and is passed through the first thin tube 30 and the second thin tube 40 at a flow rate of 30 ml / m to the liquid receiving unit 60. The continuous treatment received was repeated 5 times to obtain a first emulsion.

次に、第1エマルション151g、高分子型界面活性剤であるナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物(ラベリン(登録商標)、第1工業製薬株式会社)1g、疎水性界面活性剤であるグリセリン脂肪酸エステル(SYグリスターCR−310、阪本薬品工業株式会社)5g、トルエン(特級、関東化学株式会社)450gを混合して、室温において上記の高圧せん断型乳化分散装置を用いて乳化分散処理を行って第2エマルションを得た。装置及び処理条件は上記と同じである。   Next, 151 g of the first emulsion, 1 g of sodium naphthalene sulfonate formalin condensate (Labelin (registered trademark), Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) which is a polymeric surfactant, glycerin fatty acid ester (hydrophobic surfactant) SY Grister CR-310, Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. (5 g) and toluene (special grade, Kanto Chemical Co., Ltd.) 450 g are mixed and subjected to emulsification dispersion treatment at room temperature using the above-described high-pressure shear type emulsification dispersion apparatus. An emulsion was obtained. The apparatus and processing conditions are the same as above.

(CNT有機溶媒混合物の調製)
次に、半導体性単層カーボンナノチューブ(SGCNT、産業技術総合研究所)5.0g、ポリスチレン(アタクチックタイプ、分子量約280000、関東化学株式会社)5.0g、トルエン(関東化学株式会社)290gを室温において高圧せん断型乳化分散装置を用いて混合攪拌してCNT有機溶媒混合物を調製した。装置及び処理条件は上記と同じである。
(Preparation of CNT organic solvent mixture)
Next, 5.0 g of semiconducting single-walled carbon nanotubes (SGCNT, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology), 5.0 g of polystyrene (atactic type, molecular weight of about 280000, Kanto Chemical Co., Ltd.), 290 g of toluene (Kanto Chemical Co., Ltd.) A CNT organic solvent mixture was prepared by mixing and stirring at room temperature using a high-pressure shearing type emulsifying dispersion device. The apparatus and processing conditions are the same as above.

(CNT分散液の調製)
次に上記の第2エマルション10gとCNT有機溶媒混合物100gとを混合して、室温において上記高圧せん断型乳化分散装置を用いて乳化分散処理を行ってCNT分散液を調製した。装置及び処理条件は上記と同じである。なお第1細管及び第2細管による連続処理を20回繰り返した。
(Preparation of CNT dispersion)
Next, 10 g of the second emulsion and 100 g of the CNT organic solvent mixture were mixed and subjected to an emulsification dispersion treatment at room temperature using the high-pressure shear type emulsification dispersion apparatus to prepare a CNT dispersion. The apparatus and processing conditions are the same as above. The continuous treatment with the first and second capillaries was repeated 20 times.

(CNT分散樹脂膜の製作)
次に、上記のCNT分散液をガラス板上に適量を滴下し、キャスティングナイフで拡げて厚さ0.5mmの液膜を形成した。これをガラス板ごと熱風乾燥器に入れ、90℃で10分間乾燥させたのち、ガラス板から剥がしてCNT分散樹脂膜を得た。図2(a)は本実施例のCNT分散樹脂膜のCNTネットワークを示す顕微鏡写真である。なお、図2(b)に、CNTがその配向性を有したまま分散していない分散液から得たCNT分散樹脂膜の顕微鏡写真を比較例として示す。図2(b)では、CNTは立体的なネットワークは構成せず、重なって凝集していることがわかる。
(Production of CNT-dispersed resin film)
Next, an appropriate amount of the above CNT dispersion was dropped onto a glass plate and spread with a casting knife to form a liquid film having a thickness of 0.5 mm. This was put together with the glass plate in a hot air drier, dried at 90 ° C. for 10 minutes, and then peeled off from the glass plate to obtain a CNT-dispersed resin film. FIG. 2A is a photomicrograph showing the CNT network of the CNT-dispersed resin film of this example. In addition, in FIG.2 (b), the microscope picture of the CNT dispersion | distribution resin film obtained from the dispersion liquid which CNT does not disperse | distribute with the orientation is shown as a comparative example. In FIG.2 (b), it turns out that CNT does not comprise a three-dimensional network but has overlapped and aggregated.

(CNT含有熱電変換部材の製作)
次に、上記のようにして製造したCNT分散樹脂膜5枚を同程度の大きさ(約10cm×10cm)に切断し、CNT分散樹脂膜内のCNTの配向方向が交互に直交するように順次積み重ねた。CNT分散樹脂膜は、同じ製膜方法で製作したものであればCNTの配向方向も同じとなるので、ここでは同じ方法で製作したCNT分散樹脂膜の向きを交互に直交させるように積み重ねた。
(Manufacture of CNT-containing thermoelectric conversion members)
Next, the five CNT-dispersed resin films produced as described above are cut into the same size (about 10 cm × 10 cm), and sequentially so that the orientation directions of the CNTs in the CNT-dispersed resin film are alternately orthogonal. Stacked up. If the CNT-dispersed resin films are manufactured by the same film-forming method, the orientation directions of the CNTs are the same. Therefore, the CNT-dispersed resin films manufactured by the same method are stacked so as to be alternately orthogonal.

次に重ねたCNT分散樹脂膜を油圧式プレス機を用いて0.1MPaで加圧して圧着させ、CNT含有熱電変換部材を得た。   Next, the stacked CNT-dispersed resin films were pressed and pressure-bonded at 0.1 MPa using a hydraulic press machine to obtain a CNT-containing thermoelectric conversion member.

(CNT含有熱電変換素子の製作)
次に、上記のCNT含有熱電変換部材の両端部に、高真空蒸着装置を用いて金を矩形状に蒸着して電極端子とし、CNT含有熱電変換素子とした。
(Production of CNT-containing thermoelectric conversion elements)
Next, gold was vapor-deposited in a rectangular shape on both ends of the CNT-containing thermoelectric conversion member using a high vacuum vapor deposition device to form electrode terminals, thereby obtaining a CNT-containing thermoelectric conversion element.

(CNT含有熱電変換素子の性能測定)
このようにして製作したCNT含有熱電変換素子の両端部で温度差を生じさせ、発生する電流を測定して起電力を計算した。発生する電圧は電極間温度差に比例する。この比例係数からゼーベック係数を計算した。電気抵抗率は所定の電圧をかけて流れる電流を測定して計算した。その結果、ゼーベック係数は65μV/K、電気抵抗率は4.1×10−3Ωcm、パワーファクタは90μW/mKという高い数値を示した。
(Performance measurement of CNT-containing thermoelectric conversion element)
A temperature difference was produced at both ends of the thus produced CNT-containing thermoelectric conversion element, the generated current was measured, and the electromotive force was calculated. The generated voltage is proportional to the temperature difference between the electrodes. The Seebeck coefficient was calculated from this proportionality coefficient. The electrical resistivity was calculated by measuring the current flowing with a predetermined voltage. As a result, the Seebeck coefficient was 65 μV / K, the electrical resistivity was 4.1 × 10 −3 Ωcm, and the power factor was 90 μW / mK 2 .

(実施例2)
実施形態2の工程(A)〜(C)の方法でCNT分散液を調製した。なお、工程(C)での高圧せん断型乳化分散処理の処理条件とCNTの種類(単層、多層)によるCNT分散樹脂膜の体積抵抗値の変化を評価するため、単層型CNTと多層型CNTを用いて工程(A)と工程(B)を同じ条件で行い第4エマルションのサンプルを複数調製した後、得られたサンプル(No.1〜15)を、異なる工程(C)の条件(高圧せん断型乳化分散条件)で分散処理した。
(Example 2)
A CNT dispersion was prepared by the method of steps (A) to (C) of Embodiment 2. In addition, in order to evaluate the change in the volume resistance value of the CNT-dispersed resin film depending on the processing conditions of the high-pressure shear type emulsification dispersion process in step (C) and the type of CNT (single layer, multilayer), single-layer CNT and multilayer type After the steps (A) and (B) were performed under the same conditions using CNTs and a plurality of samples of the fourth emulsion were prepared, the obtained samples (Nos. 1 to 15) were separated from the conditions of the different steps (C) ( Dispersion treatment was performed under high pressure shear type emulsification dispersion conditions).

第4エマルションの調製方法は以下の通りである。各CNTの1重量%トルエン溶液100gを、界面活性剤としてのモノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(RHEODOL(登録商標) TW−L120、花王株式会社)5gを水200gに溶解した水溶液に注ぎ、高速撹拌装置(泡レスミキサー、双日マシナリー株式会社)を用いて5000rpmで5分間、分散混合し、乳化して第3エマルション(O/W型エマルション)を得た(工程(A))。   The method for preparing the fourth emulsion is as follows. 100 g of 1 wt% toluene solution of each CNT is poured into an aqueous solution in which 5 g of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (RHEODOL (registered trademark) TW-L120, Kao Corporation) as a surfactant is dissolved in 200 g of water, and a high-speed stirring device (A foam-less mixer, Sojitz Machinery Co., Ltd.) was dispersed and mixed at 5000 rpm for 5 minutes and emulsified to obtain a third emulsion (O / W emulsion) (step (A)).

得られた第3エマルションを、界面活性剤としてのポリグリセリン脂肪酸エステル(阪本薬品工業株式会社製、SYグリスターCR−310)11gとポリスチレン樹脂0.5gをトルエン400gに溶解したトルエン溶液に注ぎ込み、高速撹拌装置(泡レスミキサー、双日マシナリー株式会社)を用いて1500rpmで5分間、分散混合し、乳化して第4エマルション(O/W/O型多層エマルション)を得た(工程(B))。   The obtained third emulsion was poured into a toluene solution prepared by dissolving 11 g of polyglycerol fatty acid ester (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., SY Glyster CR-310) as a surfactant and 0.5 g of polystyrene resin in 400 g of toluene. Using a stirrer (bubble-less mixer, Sojitz Machinery Co., Ltd.), dispersed and mixed at 1500 rpm for 5 minutes and emulsified to obtain a fourth emulsion (O / W / O type multilayer emulsion) (step (B)). .

得られた第4エマルションは、第2ミセルの粒径が不均一であった。この第4エマルション(サンプルNo.1〜15)を次のように高圧せん断型乳化分散処理した(工程(C))。   In the obtained fourth emulsion, the particle size of the second micelles was non-uniform. This fourth emulsion (sample Nos. 1 to 15) was subjected to a high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment as follows (step (C)).

サンプルNo.1〜15を、図1に示すようにポンプ10(BERYU MINI、株式会社美粒、ポンプ吐出圧100MPa)で加圧し、表1に示す条件の第1細管30(直線配管)及びその下流側に連通した第2細管40(らせん配管、らせんの直径は5mmで固定)に、流量200cm/分の条件で表1に示す回数だけ流通(パス)させて製粒し、受液部60に集めてCNT分散液を得た。第1細管30と第2細管40はそれぞれ冷却器51及び冷却器52で10〜15℃に冷却した。第1細管30の両端部にはノズル21、22が、第2細管40の両端部にはノズル23、24がそれぞれ設けられている。なお、第1細管30の長さが0.1mmのものは、表1に記載した配管内径を有するノズルから0.1mm下流に第2細管40を接続したものである。 Sample No. 1 to 15 are pressurized with a pump 10 (BERYU MINI, Co., Ltd., pump discharge pressure 100 MPa) as shown in FIG. 1, and the first narrow tube 30 (straight pipe) having the conditions shown in Table 1 and its downstream side The second thin tube 40 (spiral pipe, the diameter of the helix is fixed at 5 mm) is circulated (passed) as many times as shown in Table 1 under the condition of a flow rate of 200 cm 3 / min, and collected in the liquid receiving part 60. Thus, a CNT dispersion was obtained. The 1st thin tube 30 and the 2nd thin tube 40 were cooled to 10-15 degreeC with the cooler 51 and the cooler 52, respectively. Nozzles 21 and 22 are provided at both ends of the first thin tube 30, and nozzles 23 and 24 are provided at both ends of the second thin tube 40, respectively. The first capillary 30 having a length of 0.1 mm is one in which the second capillary 40 is connected 0.1 mm downstream from the nozzle having the pipe inner diameter shown in Table 1.

得られたCNT分散液を用いて、下記に示す方法によりCNT分散樹脂膜を作製し、表面抵抗値(Ω/□)と膜厚(mm)を測定した。得られた表面抵抗値と膜厚から、体積抵抗値(Ω・cm)を計算した。体積抵抗値は小さいほど起電力が高くなり、熱電変換素子として性能が高いことを意味する。   Using the obtained CNT dispersion, a CNT-dispersed resin film was prepared by the method described below, and the surface resistance value (Ω / □) and the film thickness (mm) were measured. A volume resistance value (Ω · cm) was calculated from the obtained surface resistance value and film thickness. The smaller the volume resistance value, the higher the electromotive force, which means that the performance as a thermoelectric conversion element is high.

CNT分散樹脂膜の作製方法と体積抵抗値の計算方法は以下のとおりである。
(1)CNT分散液サンプルを約2mLエッペンドルフでとり、これを25φメンブレンフィルターで濾過した。サンプルは濾過面に2mL溜め、減圧して一気に濾過した。
(2)濾過した残渣をフィルターごとドライヤーで約30秒乾燥した。
(3)乾燥した残渣の膜厚をメンブレンフィルター込みでデジタルノギスで測定した。表1に示す膜厚は、このメンブレンフィルター込みの数値である。メンブレンフィルター自体の厚さは60μmであった。
(4)4探針抵抗測定により、表面抵抗値を測定した。
(5)膜厚からメンブレンフィルターの厚さである60μmを引いてCNT分散樹脂膜厚さとし、測定された表面抵抗値にCNT分散樹脂膜厚さを乗じて体積抵抗値を計算した。なお、膜厚が60μmを下回るものは、CNT分散樹脂膜厚さを3μmとして計算した。
The method for producing the CNT-dispersed resin film and the method for calculating the volume resistance value are as follows.
(1) A CNT dispersion sample was taken with about 2 mL Eppendorf and filtered through a 25φ membrane filter. 2 mL of the sample was collected on the filtration surface and filtered at a reduced pressure.
(2) The filtered residue was dried together with the filter for about 30 seconds.
(3) The film thickness of the dried residue was measured with a digital caliper including a membrane filter. The film thickness shown in Table 1 is a numerical value including this membrane filter. The thickness of the membrane filter itself was 60 μm.
(4) The surface resistance value was measured by 4-probe resistance measurement.
(5) The thickness of the membrane filter was subtracted from the film thickness of 60 μm to obtain the CNT dispersed resin film thickness, and the volume resistance value was calculated by multiplying the measured surface resistance value by the CNT dispersed resin film thickness. In the case where the film thickness was less than 60 μm, the CNT-dispersed resin film thickness was calculated as 3 μm.

CNT分散液を調製した高圧せん断型乳化分散条件と、作製されたCNT分散樹脂膜の体積抵抗値を表1に示す。   Table 1 shows the high-pressure shear emulsification dispersion conditions for preparing the CNT dispersion and the volume resistance value of the produced CNT dispersion resin film.

表1 高圧せん断型乳化分散処理条件とCNT分散樹脂膜の体積抵抗値
Table 1 High-pressure shear type emulsification dispersion treatment conditions and volume resistance value of CNT-dispersed resin film

図3(a)は、CNTの種類、第1細管の内径と、得られたCNT分散樹脂膜の体積抵抗値との関係を示すグラフである。これに示すように、全般に単層CNTのほうが多層CNTよりも体積抵抗値が低い(熱電変換素子としての性能が高い)。また単層CNTを用いた場合、第1細管の内径と体積抵抗値との関係は必ずしも明確ではないが、内径が0.13〜0.4(mm)の範囲では、内径が大きいほど体積抵抗値が大きくなる傾向がある。   FIG. 3A is a graph showing the relationship between the type of CNT, the inner diameter of the first capillary, and the volume resistance value of the obtained CNT-dispersed resin film. As shown, the single-walled CNT generally has a lower volume resistance value than the multi-walled CNT (higher performance as a thermoelectric conversion element). In addition, when single-walled CNT is used, the relationship between the inner diameter of the first capillary and the volume resistance value is not necessarily clear, but in the range of the inner diameter of 0.13 to 0.4 (mm), the volume resistance increases as the inner diameter increases. The value tends to increase.

図3(b)は、CNTの種類、第2細管の内径と、得られたCNT分散樹脂膜の体積抵抗値との関係を示すグラフである。これに示すように、全般に単層CNTのほうが多層CNTよりも体積抵抗値が低い(熱電変換素子としての性能が高い)。また単層CNTを用いた場合、第2細管の内径と体積抵抗値との関係は必ずしも明確ではないが、内径が0.2〜0.4(mm)の範囲では、内径が大きいほど体積抵抗値が大きくなる傾向がある。   FIG. 3B is a graph showing the relationship between the type of CNT, the inner diameter of the second capillary, and the volume resistance value of the obtained CNT-dispersed resin film. As shown, the single-walled CNT generally has a lower volume resistance value than the multi-walled CNT (higher performance as a thermoelectric conversion element). In addition, when single-walled CNT is used, the relationship between the inner diameter of the second capillary and the volume resistance value is not necessarily clear, but in the range of 0.2 to 0.4 (mm), the volume resistance increases as the inner diameter increases. The value tends to increase.

第1細管及び第2細管を通す回数であるパス回数と体積抵抗値との間には、他のパラメータが固定されていないこともあり、特に明確な関係は見られなかった。1〜5回までのパス回数の差よりも、それ以外のパラメータのほうが体積抵抗値に大きな影響を与えると考えられる。   Other parameters may not be fixed between the number of passes, which is the number of passes through the first and second capillaries, and the volume resistance value, and no clear relationship was found. Other parameters are considered to have a larger influence on the volume resistance value than the difference in the number of passes from 1 to 5.

また、第1細管の配管長と第2細管の配管長についても、他のパラメータが固定されていないこともあり、それぞれが同じ配管長さで処理したサンプルを比較しても体積抵抗値は大きく異なる結果が得られ、体積抵抗値との間に特に明確な傾向は見られなかった。第1細管と第2細管の配管長よりも、それ以外のパラメータのほうが体積抵抗値に大きな影響を与えると考えられる。   In addition, other parameters may not be fixed for the pipe length of the first capillary tube and the pipe length of the second capillary tube, and the volume resistance value is large even when comparing the samples processed with the same pipe length. Different results were obtained, and no particularly clear tendency was observed between the volume resistance values. It is considered that the parameters other than the pipe lengths of the first thin tube and the second thin tube have a larger influence on the volume resistance value.

(比較例1)
高圧せん断型乳化分散処理のうち、第2細管(らせん配管)を用いずに第1細管(直線配管)のみで処理したCNT分散液のCNTの分散状況を、第1細管と第2細管の両方を用いて処理したCNT分散液のCNTの分散状況と比較した。
(Comparative Example 1)
Among the high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment, the CNT dispersion state of the CNT dispersion treated only with the first capillary (straight pipe) without using the second capillary (spiral pipe) is shown in both the first capillary and the second capillary. The CNT dispersion of the CNT dispersion treated with CNT was compared with the CNT dispersion status.

図4(a)は、表1のサンプルNo.6の条件で調製した本発明に係るCNT分散液の電子顕微鏡写真である。図4(b)は、0.3φ、100mmの直線配管のみを用い、第2細管を用いないで調製した、比較例のCNT分散液の同一倍率の電子顕微鏡写真である。図4(b)に示すCNT分散液を用いて作製したCNT分散樹脂膜の体積抵抗値は、図4(a)に示すサンプルNo.6のCNT分散液を用いて作製したCNT分散樹脂膜の体積抵抗値よりもかなり大きい。   4A shows a sample No. in Table 1. 6 is an electron micrograph of a CNT dispersion liquid according to the present invention prepared under condition 6. FIG. 4 (b) is an electron micrograph at the same magnification of a CNT dispersion of Comparative Example prepared using only 0.3φ, 100 mm straight piping and not using the second capillary. The volume resistance value of the CNT-dispersed resin film produced using the CNT dispersion shown in FIG. It is considerably larger than the volume resistance value of the CNT-dispersed resin film produced using the CNT dispersion liquid No. 6.

サンプルNo.6の電子顕微鏡写真である図4(a)では、黒く見えるCNTが全体として均一に(ばらばらに)分散しているのに対し、比較例の図4(b)では、CNTが均一に分散しておらず、凝集したままの部分が多く残っていることがわかる。これらの電子顕微鏡写真からわかるように、体積抵抗値が小さいCNT分散樹脂膜を作製するには、CNTが全体的に均一に分散したCNT分散液を調製し、そのようなCNT分散液を用いてCNT分散樹脂膜を作製することがより好ましい。   Sample No. In FIG. 4 (a), which is an electron micrograph of FIG. 6, CNTs that appear black are dispersed uniformly (as a whole), whereas in FIG. 4 (b) of the comparative example, CNTs are uniformly dispersed. It can be seen that there are many portions that remain agglomerated. As can be seen from these electron micrographs, in order to produce a CNT-dispersed resin film having a small volume resistance value, a CNT dispersion liquid in which CNTs are uniformly dispersed as a whole is prepared, and such a CNT dispersion liquid is used. It is more preferable to produce a CNT-dispersed resin film.

CNTが全体的に均一に分散したCNT分散液を用いて作成したCNT分散樹脂膜では、CNTが立体的、空間的に分散した状態で樹脂で固定されており、かつCNT同士が多数の位置で点接触していると考えられる。このように、CNTが立体的、空間的に分散して点接触したネットワークを構成しているため、電気電導度が大きく熱伝導度が小さい良好な熱電変換素子を製作することができると考えられる。   In a CNT-dispersed resin film prepared using a CNT dispersion liquid in which CNTs are uniformly dispersed as a whole, the CNTs are fixed with resin in a three-dimensional and spatially dispersed state, and the CNTs are located at a number of positions. It is thought that they are in point contact. As described above, since the CNTs are three-dimensionally and spatially dispersed to form a point-contact network, it is considered that a favorable thermoelectric conversion element having a high electric conductivity and a low thermal conductivity can be manufactured. .

(比較例2)
工程(A)と工程(B)を行い、工程(C)を行わない(高圧せん断型乳化分散処理を行わない)CNT混合液を用いてCNT分散樹脂膜を作製し、表面抵抗値(Ω/□)と膜厚(mm)を測定した。しかし得られたCNT分散樹脂膜は空隙が発生するものや泡が混入するものが多く、測定された表面抵抗値は大きく変動した。さらに測定された表面抵抗値と膜厚から体積抵抗値(Ω・cm)を計算した結果、体積抵抗値は、単層CNTの場合、0.73〜1.82(Ω・cm)であり、多層CNTの場合、2.03〜3.30(Ω・cm)であった。この結果からわかるように、工程(C)を行わないで調製したCNT分散液から作製したCNT分散樹脂膜の体積抵抗値は、工程(C)を行って調製したCNT分散液から作製したCNT分散樹脂膜の体積抵抗値と比べて1桁程度大きい数値となり、熱電変換素子としては利用することができないレベルである。
(Comparative Example 2)
A step (A) and a step (B) are performed, and the step (C) is not performed (the high-pressure shear type emulsification dispersion treatment is not performed). A CNT-dispersed resin film is prepared using a CNT mixed solution, and the surface resistance value (Ω / □) and film thickness (mm) were measured. However, many of the obtained CNT-dispersed resin films have voids or bubbles mixed therein, and the measured surface resistance values greatly fluctuated. Furthermore, as a result of calculating the volume resistance value (Ω · cm) from the measured surface resistance value and film thickness, the volume resistance value is 0.73 to 1.82 (Ω · cm) in the case of single-walled CNT, In the case of multilayer CNT, it was 2.03 to 3.30 (Ω · cm). As can be seen from this result, the volume resistance value of the CNT dispersion resin film prepared from the CNT dispersion prepared without performing the step (C) is the CNT dispersion prepared from the CNT dispersion prepared by performing the step (C). The value is about one digit larger than the volume resistance value of the resin film, and is a level that cannot be used as a thermoelectric conversion element.

(実施例3)
CNT(いずれも単層CNT)のサンプルA〜Eを実施例2で説明した方法で処理して第4エマルションを調製し、次いでこの第4エマルションを表1のNo.4又は6に示す高圧せん断型乳化分散処理条件で処理してCNT分散液を得た。得られたCNT分散液をそれぞれ卓上コーターを用いて10cm×10cmのガラス板に0.2mm/秒でコートし、乾燥させてCNT分散樹脂膜を得た。得られた乾燥CNT分散樹脂膜をガラス板に載置したまま両端部に端子を接続し、両端子間に温度差(16℃)を与えてCNT分散樹脂膜の起電力を測定した。次に、電極を取り外してガラス板を90度回転し、2回目のコートを同様に行い、乾燥させて2枚積層したCNT分散樹脂膜を得た。得られた積層CNT分散樹脂膜の両端部に端子を接続し、温度差を与えて起電力を測定した。以降、10コートまで90度ずつ回転してコートを行い乾燥させ、積層したCNT分散樹脂膜を作製し、両端部に端子を接続し、温度差を与えて起電力を測定した。
(Example 3)
Samples A to E of CNT (all single-walled CNTs) were processed by the method described in Example 2 to prepare a fourth emulsion. A CNT dispersion was obtained by treatment under the conditions of high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment shown in 4 or 6. Each of the obtained CNT dispersions was coated on a 10 cm × 10 cm glass plate at 0.2 mm / second using a desktop coater and dried to obtain a CNT dispersed resin film. While the obtained dry CNT-dispersed resin film was placed on a glass plate, terminals were connected to both ends, and a temperature difference (16 ° C.) was given between both terminals to measure the electromotive force of the CNT-dispersed resin film. Next, the electrode was removed, the glass plate was rotated 90 degrees, the second coating was performed in the same manner, and dried to obtain a laminated CNT dispersed resin film. Terminals were connected to both ends of the obtained laminated CNT-dispersed resin film, and an electromotive force was measured by giving a temperature difference. Thereafter, the coating was rotated by 90 degrees up to 10 coats and dried to produce a laminated CNT-dispersed resin film, terminals were connected to both ends, and a temperature difference was given to measure the electromotive force.

上述のようにして作製したCNT分散樹脂膜のコート回数(積層枚数)と、得られた積層CNT含有熱電変換素子の起電力(mV)との関係を表2と図5に示す。起電力は大きい方が熱電変換素子として性能が高いことを意味する。   Table 2 and FIG. 5 show the relationship between the number of coatings (the number of laminated layers) of the CNT-dispersed resin film produced as described above and the electromotive force (mV) of the obtained laminated CNT-containing thermoelectric conversion element. A larger electromotive force means higher performance as a thermoelectric conversion element.

表2 CNT分散樹脂膜のコート回数とCNT含有熱電変換素子の起電力
Table 2 Number of coatings of CNT-dispersed resin film and electromotive force of CNT-containing thermoelectric conversion element

表2と図5に示すように、いずれのサンプルもコート回数が1回より2回又は3回のほうが起電力が増加した。その後、3〜6回までは同等の性能を発揮するサンプルが多いが、サンプルD、サンプルEのように低下するものも見られた。7回以上になると、いずれのサンプルも起電力は低下する傾向が見られた。いずれのサンプルもコート回数3〜4回あたりで最も大きな起電力を示す。   As shown in Table 2 and FIG. 5, the electromotive force increased in each sample when the number of coatings was twice or three times than once. Thereafter, there were many samples that exhibited the same performance until 3 to 6 times, but some samples such as Sample D and Sample E were also reduced. When it was 7 times or more, the electromotive force tended to decrease in any sample. Any sample shows the largest electromotive force around 3 to 4 coatings.

図5から、CNT分散樹脂膜を積層する回数(積層枚数)は、2〜6回(枚)が好ましく、2〜5回(枚)がより好ましく、3〜4回(枚)がさらに好ましいことがわかる。   From FIG. 5, the number of times (the number of laminated layers) for laminating the CNT dispersed resin film is preferably 2 to 6 times (sheets), more preferably 2 to 5 times (sheets), and further preferably 3 to 4 times (sheets). I understand.

10 ポンプ
15 混合液貯留部
21〜24 ノズル
30 第1細管
40 第2細管
51、52 冷却器
60 受液部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pump 15 Mixed liquid storage part 21-24 Nozzle 30 1st thin tube 40 2nd thin tube 51, 52 Cooler 60 Liquid receiving part

Claims (12)

(a)第1界面活性剤を第1水相中に乳化分散させ、第1エマルションを調製する工程と、
(b)前記第1エマルションと第2界面活性剤とを第1油相中に乳化分散させ、第2エマルションを調製する工程と、
(c)樹脂を溶解した有機溶媒にカーボンナノチューブを混合した混合液を調製する工程と、
(d)前記第2エマルションと前記混合液との混合液を乳化分散させる工程と、
を含むカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(A) a step of emulsifying and dispersing the first surfactant in the first aqueous phase to prepare a first emulsion;
(B) emulsifying and dispersing the first emulsion and the second surfactant in the first oil phase to prepare a second emulsion;
(C) preparing a mixed solution in which carbon nanotubes are mixed in an organic solvent in which a resin is dissolved;
(D) emulsifying and dispersing a mixed liquid of the second emulsion and the mixed liquid;
The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid containing this.
前記第1界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが5〜18である界面活性剤とを含み、前記第2界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが10以下の界面活性剤とを含む、請求項1に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。   The first surfactant includes a polymer surfactant and a surfactant having an HLB of 5 to 18, and the second surfactant is an interface having a polymer surfactant and an HLB of 10 or less. The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid of Claim 1 containing an activator. 前記工程(a)、(b)及び(d)のうち少なくとも1つの工程における乳化分散方法は、被分散体と分散媒とを含む混合液を50MPa〜250MPaの加圧下で少なくとも直線状配管とらせん状配管を通過させることにより、前記被分散体を前記分散媒中に乳化分散させる、請求項1又は2に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。   The emulsification and dispersion method in at least one of the steps (a), (b) and (d) is a method in which a mixed liquid containing a material to be dispersed and a dispersion medium is spiraled at least with a straight pipe under a pressure of 50 MPa to 250 MPa. The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid of Claim 1 or 2 which makes the said to-be-dispersed material emulsify-disperse in the said dispersion medium by allowing it to pass through a pipe. 前記直線状配管の内径が0.09〜0.4mm、長さが0.1〜500mmであり、前記らせん状配管の内径が0.2〜0.4mm、長さが10〜500mm、らせん直径が5〜10mmである、請求項3に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。   The straight pipe has an inner diameter of 0.09 to 0.4 mm and a length of 0.1 to 500 mm, and the spiral pipe has an inner diameter of 0.2 to 0.4 mm, a length of 10 to 500 mm, and a spiral diameter. The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid of Claim 3 whose is 5-10 mm. (A)カーボンナノチューブと、第1有機溶媒と、第1界面活性剤を含む第1水相と、を乳化分散させ、第3エマルションを調製する工程と、
(B)第2有機溶媒と、第2界面活性剤と、樹脂と、前記第3エマルションと、を乳化分散させ、第4エマルションを調製する工程と、
(C)前記第4エマルションを高圧せん断型乳化分散処理する工程と、
を含むカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
(A) emulsifying and dispersing carbon nanotubes, a first organic solvent, and a first aqueous phase containing a first surfactant to prepare a third emulsion;
(B) emulsifying and dispersing a second organic solvent, a second surfactant, a resin, and the third emulsion to prepare a fourth emulsion;
(C) a step of subjecting the fourth emulsion to a high-pressure shear type emulsification dispersion treatment;
The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid containing this.
前記工程(C)における高圧せん断型乳化分散処理方法は、被分散体と分散媒とを含む混合液を50MPa〜250MPaの加圧下で少なくとも直線状配管とらせん状配管を通過させることにより、前記被分散体を前記分散媒中に乳化分散させる方法であり、前記直線状配管の内径が0.09〜0.4mm、長さが0.1〜500mmであり、前記らせん状配管の内径が0.2〜0.4mm、長さが10〜500mm、らせん直径が5〜10mmである、請求項5に記載のカーボンナノチューブ分散液の製造方法。   In the high-pressure shearing type emulsification dispersion treatment method in the step (C), the mixed liquid containing the dispersion and the dispersion medium is passed through at least a straight pipe and a helical pipe under a pressure of 50 MPa to 250 MPa, so that In this method, the dispersion is emulsified and dispersed in the dispersion medium. The straight pipe has an inner diameter of 0.09 to 0.4 mm, a length of 0.1 to 500 mm, and the spiral pipe has an inner diameter of 0.1 mm. The manufacturing method of the carbon nanotube dispersion liquid of Claim 5 which is 2-0.4mm, length is 10-500mm, and a helix diameter is 5-10mm. 第1界面活性剤を含む第1ミセルの集合体を第1油相中に第2界面活性剤によりミセル化したエマルションと、樹脂を溶解した有機溶媒にカーボンナノチューブを混合した混合液と、を乳化分散させたカーボンナノチューブ分散液。   An emulsion in which a first micelle assembly containing a first surfactant is micellized in a first oil phase with a second surfactant and a mixed solution in which carbon nanotubes are mixed in an organic solvent in which a resin is dissolved are emulsified. Dispersed carbon nanotube dispersion. 前記第1界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが5〜18である界面活性剤とを含み、前記第2界面活性剤は、高分子型界面活性剤とHLBが10以下の界面活性剤とを含む、請求項7に記載のカーボンナノチューブ分散液。   The first surfactant includes a polymer surfactant and a surfactant having an HLB of 5 to 18, and the second surfactant is an interface having a polymer surfactant and an HLB of 10 or less. The carbon nanotube dispersion liquid according to claim 7, comprising an activator. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法で製造されたカーボンナノチューブ分散液。   The carbon nanotube dispersion liquid manufactured by the method as described in any one of Claims 1-6. 請求項7〜9のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ分散液を平板上に塗布する工程と、
前記塗布したカーボンナノチューブ分散液を乾燥してカーボンナノチューブ分散樹脂膜とする工程と、
複数の前記カーボンナノチューブ分散樹脂膜を、重ね合わせ方向が変わるように重ねて配置する工程と、
を含むカーボンナノチューブ含有熱電変換素子の製造方法。
Applying the carbon nanotube dispersion according to any one of claims 7 to 9 on a flat plate;
Drying the coated carbon nanotube dispersion to form a carbon nanotube-dispersed resin film;
A step of arranging a plurality of the carbon nanotube-dispersed resin films so as to change the overlapping direction;
The manufacturing method of the carbon nanotube containing thermoelectric conversion element containing this.
カーボンナノチューブを分散させたカーボンナノチューブ分散樹脂膜を2枚以上重ねて構成された熱電変換部材を含み、
前記熱電変換部材の、隣接して重なる任意の2枚の前記カーボンナノチューブ分散樹脂膜の重ね合わせ方向が互いに異なる、カーボンナノチューブ含有熱電変換素子。
Including a thermoelectric conversion member formed by stacking two or more carbon nanotube-dispersed resin films in which carbon nanotubes are dispersed;
A carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element in which the two superposed adjacent carbon nanotube dispersed resin films of the thermoelectric conversion member have different overlapping directions.
前記隣接して重なる任意の2枚の前記カーボンナノチューブ分散樹脂膜の前記重ね合わせ方向のなす角度が30°から90°の範囲である、請求項11に記載のカーボンナノチューブ含有熱電変換素子。   The carbon nanotube-containing thermoelectric conversion element according to claim 11, wherein an angle formed by the overlapping direction of the two adjacent carbon nanotube-dispersed resin films that are adjacently overlapped is in a range of 30 ° to 90 °.
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