JP2022086911A - Carbon nanotube dispersion, and method of producing elastomer composition - Google Patents

Carbon nanotube dispersion, and method of producing elastomer composition Download PDF

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慶久 武山
Yoshihisa Takeyama
真宏 重田
Masahiro Shigeta
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Abstract

To provide a carbon nanotube dispersion capable of providing an elastomer crosslinked product which exerts sufficient rubber performance even under a high temperature exceeding 300°C.SOLUTION: The carbon nanotube dispersion of the present invention includes: an elastomer solution; and a carbon nanotube dispersed in the elastomer solution, and satisfies at least one of the following conditions (1)-(4). (1) A preparation dispersion is made by preparing so that a carbon nanotube concentration is 0.008 mass%, and a coverage of 1.5 mm×1 mm is observed using an optical microscope, then the area ratio as a proportion occupied by CNT aggregates generated by aggregating carbon nanotubes in the coverage is 1.0% or less. (2) the average value of areas of the CNT aggregates is 60 μm2 or less. (3) the average value of vertical direction Feret's diameters of the CNT aggregates is 6 μm or less. (4) the median diameter of the carbon nanotube is 9 μm or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、カーボンナノチューブ分散液およびエラストマー組成物の製造方法に関し、特に、300℃を超えるような高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供できる、カーボンナノチューブ分散液およびエラストマー組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a carbon nanotube dispersion liquid and an elastomer composition, and in particular, a carbon nanotube dispersion liquid and an elastomer crosslinked product capable of exhibiting sufficient rubber performance even at a high temperature of over 300 ° C. The present invention relates to a method for producing an elastomer composition.

従来、導電性、熱伝導性、及び強度などの特性に優れる材料として、エラストマーにカーボン材料を配合してなるエラストマー組成物が使用されている。近年では、前記特性の向上効果が高いカーボン材料として、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と略記する場合がある。)が注目されている。 Conventionally, an elastomer composition obtained by blending a carbon material with an elastomer has been used as a material having excellent properties such as conductivity, thermal conductivity, and strength. In recent years, carbon nanotubes (hereinafter, may be abbreviated as "CNT") have been attracting attention as carbon materials having a high effect of improving the characteristics.

CNTは、一本一本の特性は優れているものの、外径が小さいため、バルク材料として使用する際にファンデルワールス力によってバンドル化し易い(束になり易い)。そのため、エラストマーとCNTとを含有するエラストマー組成物を用いて成形体を作製するに際しては、CNTが凝集したCNT集合体を解繊し、エラストマーであるマトリックス中にCNTを良好に分散させることが求められている。なお、本発明において、カーボンナノチューブ(CNT)には、複数本のカーボンナノチューブが含まれていることを示す。 Although each CNT has excellent characteristics, it has a small outer diameter, so that it is easy to bundle (easily bundle) by Van der Waals force when it is used as a bulk material. Therefore, when producing a molded product using an elastomer composition containing an elastomer and CNT, it is required to defibrate the CNT aggregate in which CNTs are aggregated and to disperse CNTs well in the matrix which is an elastomer. Has been done. In the present invention, it is shown that the carbon nanotube (CNT) contains a plurality of carbon nanotubes.

他方、フッ素含有エラストマーは、耐熱性、耐薬品性、耐候性等に優れた架橋物品を提供できる特性を有しているため、自動車、産業機械、OA機器、電気電子機器等の各種分野で使用されている。例えば、特許文献1には、フッ素含有エラストマーとしてのパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に基づく単位を有する共重合体と、CNTとを含有し、高温下に置かれてもゴム性能の低下を抑えることができる旨開示されている。 On the other hand, fluorine-containing elastomers have the property of being able to provide crosslinked articles with excellent heat resistance, chemical resistance, weather resistance, etc., and are therefore used in various fields such as automobiles, industrial machinery, OA equipment, and electrical and electronic equipment. Has been done. For example, Patent Document 1 contains a copolymer having a unit based on perfluoro (alkyl vinyl ether) as a fluorine-containing elastomer and CNT, and can suppress deterioration of rubber performance even when placed at a high temperature. It is disclosed that it can be done.

特開2019-189702号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-189702

しかしながら、先行文献1の技術では必ずしも十分ではなく、例えば300℃を超えるような更なる高温下の環境においても、十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物が求められている。 However, the technique of the preceding document 1 is not always sufficient, and there is a demand for an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even in an environment at a higher temperature of, for example, exceeding 300 ° C.

本発明の目的は、300℃を超えるような高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供できる、カーボンナノチューブ分散液およびエラストマー組成物を提供することである。 An object of the present invention is to provide a carbon nanotube dispersion liquid and an elastomer composition capable of providing an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature of more than 300 ° C.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備え、所定の条件を満たすカーボンナノチューブ分散液を用いてエラストマー組成物を調製すれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventor has made diligent studies for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventors prepare an elastomer composition using a carbon nanotube dispersion liquid which comprises an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution and satisfies a predetermined condition. For example, they have found that it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at high temperatures, and completed the present invention.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の第一の形態のカーボンナノチューブ分散液は、フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の占める割合としての面積率が1.0%以下となることを特徴とする。このような構成のカーボンナノチューブ分散液によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 That is, the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the carbon nanotube dispersion liquid of the first embodiment of the present invention includes an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and the above-mentioned elastomer. A carbon nanotube dispersion liquid comprising a carbon nanotube dispersed in a solution, wherein the carbon nanotube dispersion liquid is prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008% by mass, and the preparation dispersion liquid is prepared. When the prepared dispersion is observed in a range of 1.5 mm × 1 mm using an optical microscope, the area ratio as a proportion of the CNT aggregates in which the carbon nanotubes are aggregated is 1.0% or less in the range. It is characterized by being. According to the carbon nanotube dispersion liquid having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature.

また、本発明の第二の形態のカーボンナノチューブ分散液は、フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積の平均値が60μm以下となることを特徴とする。このような構成のカーボンナノチューブ分散液によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 Further, the carbon nanotube dispersion liquid of the second embodiment of the present invention is a carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution, and is the carbon. As the nanotube dispersion, a prepared dispersion prepared so that the carbon nanotube concentration was 0.008 mass% was prepared, and the prepared dispersion was observed in a range of 1.5 mm × 1 mm using an optical microscope. The average value of the area of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated is 60 μm 2 or less within the above range. According to the carbon nanotube dispersion liquid having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature.

また、本発明の第三の形態のカーボンナノチューブ分散液は、フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値が6μm以下となることを特徴とする。このような構成のカーボンナノチューブ分散液によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 Further, the carbon nanotube dispersion liquid of the third embodiment of the present invention is a carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution, and is the carbon. As the nanotube dispersion, a prepared dispersion prepared so that the carbon nanotube concentration was 0.008 mass% was prepared, and the prepared dispersion was observed in a range of 1.5 mm × 1 mm using an optical microscope. In the meantime, within the above range, the average value of the vertical ferret diameter of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated is 6 μm or less. According to the carbon nanotube dispersion liquid having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature.

さらに、本発明の第四の形態のカーボンナノチューブ分散液は、フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、前記カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径が9μm以下であることを特徴とする。このような構成のカーボンナノチューブ分散液によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 Further, the carbon nanotube dispersion liquid of the fourth embodiment of the present invention is a carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution. It is characterized in that the median diameter of the carbon nanotubes in the nanotube dispersion is 9 μm or less. According to the carbon nanotube dispersion liquid having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature.

ここで、本発明のカーボンナノチューブ分散液において、例えば、前記フッ素含有エラストマーは、パーフルオロエラストマー(FFKM)である。 Here, in the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention, for example, the fluorine-containing elastomer is a perfluoroelastomer (FFKM).

また、本発明のカーボンナノチューブ分散液において、前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含有することが好ましい。カーボンナノチューブとして単層カーボンナノチューブを用いれば、得られるエラストマー架橋物の成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を向上させることができる。 Further, in the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention, it is preferable that the carbon nanotube contains a single-walled carbon nanotube. When single-walled carbon nanotubes are used as carbon nanotubes, the characteristics (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) of the obtained molded product of the elastomer crosslinked product can be improved.

さらに、本発明のカーボンナノチューブ分散液において、前記カーボンナノチューブは、前記フッ素含有エラストマー100質量部に対して、0.1~10質量部含まれることが好ましい。カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブの含有量が上記範囲内であれば、得られるエラストマー架橋物の成形体において、カーボンナノチューブを良好に分散させることができる。 Further, in the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention, it is preferable that the carbon nanotubes are contained in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer. When the content of carbon nanotubes in the carbon nanotube dispersion liquid is within the above range, the carbon nanotubes can be satisfactorily dispersed in the obtained molded product of the elastomer crosslinked product.

また、本発明のカーボンナノチューブ分散液において、前記溶剤は、フッ素系溶剤であることが好ましい。 Further, in the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention, the solvent is preferably a fluorine-based solvent.

そして、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の第一の形態のエラストマー組成物の製造方法は、フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液が、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積率が1.0%以下となるように分散処理を行うことを特徴とする。このような構成のエラストマー組成物の製造方法によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 The present invention aims to advantageously solve the above problems, and the method for producing an elastomer composition according to the first aspect of the present invention is an elastomer containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes. A method for producing a composition, which is a dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid. A drying step of removing the solvent from the carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product is provided, and the dispersion step is such that the obtained carbon nanotube dispersion liquid has a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass. When the prepared prepared dispersion was prepared and the prepared dispersion was observed in a range of 1.5 mm × 1 mm using an optical microscope, the area of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes were aggregated within the range. It is characterized in that the dispersion processing is performed so that the rate is 1.0% or less. According to the method for producing an elastomer composition having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at high temperatures.

また、本発明の第二の形態のエラストマー組成物の製造方法は、フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液が、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積の平均値が60μm以下となるように分散処理を行うことを特徴とする。このような構成のエラストマー組成物の製造方法によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 Further, the method for producing an elastomer composition according to the second aspect of the present invention is a method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes, wherein the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and the like. A dispersion step of mixing and dispersing a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid, and a drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product are performed. In the dispersion step, a prepared dispersion prepared so that the obtained carbon nanotube dispersion has a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass is prepared, and an optical microscope is used for the prepared dispersion. When observed in a range of 1.5 mm × 1 mm, the dispersion treatment is performed so that the average value of the area of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated is 60 μm 2 or less within the range. .. According to the method for producing an elastomer composition having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at high temperatures.

さらに、本発明の第三の形態のエラストマー組成物の製造方法は、フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液が、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値が6μm以下となるように分散処理を行うことを特徴とする。このような構成のエラストマー組成物の製造方法によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 Further, the method for producing an elastomer composition according to the third aspect of the present invention is a method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes, wherein the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and the like. A dispersion step of mixing and dispersing a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid, and a drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product are performed. In the dispersion step, a prepared dispersion prepared so that the obtained carbon nanotube dispersion has a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass is prepared, and an optical microscope is used for the prepared dispersion. When observed in a range of 1.5 mm × 1 mm, the dispersion treatment is performed so that the average value of the vertical ferret diameter of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated is 6 μm or less within the range. And. According to the method for producing an elastomer composition having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at high temperatures.

また、本発明の第四の形態のエラストマー組成物の製造方法は、フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径が9μm以下となるように分散処理を行うことを特徴とする。このような構成のエラストマー組成物の製造方法によれば、高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 Further, the method for producing an elastomer composition according to a fourth aspect of the present invention is a method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes, wherein the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and the like. A dispersion step of mixing and dispersing a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid, and a drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product. The dispersion step is characterized in that the dispersion treatment is performed so that the median diameter of the carbon nanotubes in the obtained carbon nanotube dispersion liquid is 9 μm or less. According to the method for producing an elastomer composition having such a structure, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at high temperatures.

ここで、本発明のエラストマー組成物の製造方法において、例えば、前記フッ素含有エラストマーは、パーフルオロエラストマー(FFKM)である。 Here, in the method for producing an elastomer composition of the present invention, for example, the fluorine-containing elastomer is a perfluoroelastomer (FFKM).

また、本発明のエラストマー組成物の製造方法において、前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含有することが好ましい。カーボンナノチューブとして単層カーボンナノチューブを用いれば、得られるエラストマー架橋物の成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を向上させることができる。 Further, in the method for producing an elastomer composition of the present invention, it is preferable that the carbon nanotubes contain single-walled carbon nanotubes. When single-walled carbon nanotubes are used as carbon nanotubes, the characteristics (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) of the obtained molded product of the elastomer crosslinked product can be improved.

さらに、本発明のエラストマー組成物の製造方法において、前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブを、前記フッ素含有エラストマー100質量部に対して、0.1~10質量部含有することが好ましい。カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブの含有量が上記範囲内であれば、得られるエラストマー架橋物の成形体において、カーボンナノチューブを良好に分散させることができる。 Further, in the method for producing an elastomer composition of the present invention, the carbon nanotube dispersion liquid preferably contains the carbon nanotubes in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer. When the content of carbon nanotubes in the carbon nanotube dispersion liquid is within the above range, the carbon nanotubes can be satisfactorily dispersed in the obtained molded product of the elastomer crosslinked product.

また、本発明のエラストマー組成物の製造方法において、前記溶剤は、フッ素系溶剤であることが好ましい。 Further, in the method for producing an elastomer composition of the present invention, the solvent is preferably a fluorine-based solvent.

そして、本発明のエラストマー組成物の製造方法は、前記乾燥工程の後に、前記乾燥物と架橋剤とを混合して架橋性組成物を得る混練工程をさらに備えることができる The method for producing an elastomer composition of the present invention may further include a kneading step of mixing the dried product and a cross-linking agent to obtain a cross-linking composition after the drying step.

また、本発明のエラストマー組成物の製造方法は、前記混練工程で得られた架橋性組成物を架橋してエラストマー架橋物を得る架橋工程をさらに備えることができる。 Further, the method for producing an elastomer composition of the present invention can further include a cross-linking step of cross-linking the cross-linking composition obtained in the kneading step to obtain an elastomer cross-linked product.

本発明のカーボンナノチューブ分散液およびエラストマー組成物の製造方法によれば、300℃を超えるような高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。 According to the method for producing a carbon nanotube dispersion liquid and an elastomer composition of the present invention, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature of over 300 ° C.

(カーボンナノチューブ分散液)
以下、本発明のカーボンナノチューブ分散液について詳細に説明する。
本発明のカーボンナノチューブ分散液は、フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブ(またはカーボンナノチューブ集合体)とを備える。
(Carbon nanotube dispersion liquid)
Hereinafter, the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention will be described in detail.
The carbon nanotube dispersion liquid of the present invention includes an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent, and carbon nanotubes (or carbon nanotube aggregates) dispersed in the elastomer solution.

<フッ素含有エラストマー>
フッ素含有エラストマーとしては、特に限定されることなく、既知のフッ素ゴムを用いることができる。具体的には、フッ素含有エラストマーとしては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)、四フッ化エチレン-プロピレン系ゴム(FEPM)、パーフルオロエラストマーとしての四フッ化エチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル系ゴム(FFKM)、テトラフルオロエチレン系ゴム(TFE)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Fluorine-containing elastomer>
As the fluorine-containing elastomer, a known fluorine rubber can be used without particular limitation. Specifically, examples of the fluorine-containing elastomer include vinylidene fluoride rubber (FKM), ethylene tetrafluoroethylene-propylene rubber (FEPM), and ethylene tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether rubber as a perfluoroelastomer. (FFKM), tetrafluoroethylene rubber (TFE) and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

ここで、フッ化ビニリデン系ゴム(FKM)は、フッ化ビニリデンを主成分とし、耐熱性、耐油性、耐薬品性、耐溶剤性、加工性などに優れるフッ素ゴムである。FKMとしては、特に限定されないが、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとからなる二元共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとからなる三元共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンと加硫サイトモノマーとからなる四元共重合体などが挙げられる。市販品としては、例えば、ケマーズ株式会社の「バイトン(登録商標)」、ダイキン工業株式会社の「ダイエル(登録商標)G」などが挙げられる。中でもフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンと加硫サイトモノマーとからなる四元共重合体が好ましい。当該四元共重合体は、例えば、市販品「バイトンGBL-200S」(ケマーズ株式会社製)として入手可能である。なお、本明細書において、「フッ化ビニリデンを主成分」とするとは、フッ化ビニリデン系ゴム中に含まれるフッ化ビニリデン単位が50質量%以上、好ましくは50質量%超であることをいう。 Here, vinylidene fluoride rubber (FKM) is a fluororubber containing vinylidene fluoride as a main component and having excellent heat resistance, oil resistance, chemical resistance, solvent resistance, processability and the like. The FKM is not particularly limited, and is, for example, a binary copolymer composed of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a ternary copolymer composed of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and tetrafluoroethylene, and vinylidene fluoride. A quaternary copolymer composed of hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, and a sulfide site monomer can be mentioned. Examples of commercially available products include "Baiton (registered trademark)" of Chemours Company, Inc. and "Daiel (registered trademark) G" of Daikin Industries, Ltd. Of these, a quaternary copolymer composed of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, and a vulcanized site monomer is preferable. The quaternary copolymer is available, for example, as a commercially available product "Byton GBL-200S" (manufactured by The Chemours Company, Inc.). In the present specification, "main component of vinylidene fluoride" means that the unit of vinylidene fluoride contained in the vinylidene fluoride rubber is 50% by mass or more, preferably more than 50% by mass.

四フッ化エチレン-プロピレン系ゴム(FEPM)は、テトラフルオロエチレンとプロピレンとの交互共重合体をベースとし、耐熱性、耐薬品性、耐極性溶剤性、耐スチーム性などに優れるフッ素ゴムである。FEPMとしては、特に限定されないが、例えば、テトラフルオロエチレンとプロピレンとからなる二元共重合体、テトラフルオロエチレンとプロピレンとフッ化ビニリデンとからなる三元共重合体、テトラフルオロエチレンとプロピレンと架橋点モノマーとからなる三元共重合体などが挙げられる。テトラフルオロエチレンとプロピレンとからなる二元共重合体の市販品としては、例えば、AGC株式会社の「アフラス(登録商標)100」及び「アフラス150」が挙げられる。テトラフルオロエチレンとプロピレンとフッ化ビニリデンとからなる三元共重合体の市販品としては、例えば、AGC株式会社の「アフラス200」が挙げられる。テトラフルオロエチレンとプロピレンと架橋点モノマーとからなる三元共重合体の市販品としては、例えば、AGC株式会社の「アフラス300」が挙げられる。 Fluorinated ethylene-propylene rubber (FEPM) is a fluororubber that is based on an alternating copolymer of tetrafluoroethylene and propylene and has excellent heat resistance, chemical resistance, polar solvent resistance, steam resistance, and the like. .. The FEPM is not particularly limited, but is, for example, a binary copolymer composed of tetrafluoroethylene and propylene, a ternary copolymer composed of tetrafluoroethylene, propylene and vinylidene fluoride, and cross-linking with tetrafluoroethylene and propylene. Examples thereof include a ternary copolymer composed of a point monomer. Examples of commercially available products of the binary copolymer composed of tetrafluoroethylene and propylene include "Afras (registered trademark) 100" and "Afras 150" of AGC Inc. As a commercially available product of a ternary copolymer composed of tetrafluoroethylene, propylene and vinylidene fluoride, for example, "Afras 200" of AGC Inc. can be mentioned. As a commercially available product of a ternary copolymer composed of tetrafluoroethylene, propylene and a cross-linking point monomer, for example, "Afras 300" of AGC Inc. can be mentioned.

四フッ化エチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル系ゴム(FFKM)は、主鎖炭素(C)-炭素(C)結合を構成する炭素原子に結合している水素原子(H)が完全にフッ素化されているフッ素ゴムであり、耐熱性や耐薬品性、耐プラズマ性に優れ、半導体装置用シール部材として好適に用いることができる。FFKMは、テトラフルオロエチレン(TFE)由来の構成単位と、パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)又はパーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル(PAOVE)由来の構成単位とを含む共重合体を挙げることができる。FFKMは、前記2つの構成単位に加えて、架橋部位を有する構成単位をさらに含んでいてもよい。 In the tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether-based rubber (FFKM), the hydrogen atom (H) bonded to the carbon atom constituting the main chain carbon (C) -carbon (C) bond is completely fluorinated. Fluorine rubber, which has excellent heat resistance, chemical resistance, and plasma resistance, and can be suitably used as a sealing member for semiconductor devices. Examples of the FFKM include a copolymer containing a constituent unit derived from tetrafluoroethylene (TFE) and a constituent unit derived from perfluoroalkyl vinyl ether (PAVE) or perfluoroalkoxyalkyl vinyl ether (PAOVE). The FFKM may further include a structural unit having a cross-linking site in addition to the above two structural units.

パーフルオロアルキルビニルエーテル(PAVE)は、アルキル基の炭素数が1~5のものを用いることができ、例えば、パーフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、パーフルオロエチルビニルエーテル(PEVE)、パーフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)等を挙げることができる。 As the perfluoroalkyl vinyl ether (PAVE), those having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms can be used, for example, perfluoromethyl vinyl ether (PMVE), perfluoroethyl vinyl ether (PEVE), perfluoropropyl vinyl ether (PPVE). ) Etc. can be mentioned.

パーフルオロアルコキシアルキルビニルエーテル(PAOVE)は、ビニルエーテル基(CF2=CFO-)に結合する基の炭素数が3~11であることができ、例えば
CF2=CFOCF2CF(CF3)OCn2n+1
CF2=CFO(CF23OCn2n+1
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2O)mn2n+1、又は
CF2=CFO(CF22OCn2n+1
を挙げることができる。ここで、nは例えば1~5の整数であり、mは例えば1~3の整数である。
Perfluoroalkoxyalkyl vinyl ether (PAOVE) can have 3 to 11 carbon atoms in the group bonded to the vinyl ether group (CF 2 = CFO-), for example CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OC n F. 2n + 1 ,
CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 OC n F 2n + 1 ,
CF 2 = CFO CF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 O) m C n F 2n + 1 or CF 2 = CFO (CF 2 ) 2 OC n F 2n + 1
Can be mentioned. Here, n is, for example, an integer of 1 to 5, and m is, for example, an integer of 1 to 3.

FFKMとしては、例えば、AGC株式会社の「アフラス(登録商標)PM1100」及び「アフラスPM3000」及び「アフラスPM4000」、デュポン社の「カルレッツ(登録商標)」シリーズ、ダイキン工業株式会社の「ダイエル(登録商標)パーフロ」シリーズ、ソルベイ社の「テクノフロン(登録商標)PFR」シリーズ、3M社の「ダイニオン(登録商標)」シリーズが挙げられる。 FFKM includes, for example, "Afras (registered trademark) PM1100" and "Afras PM3000" and "Afras PM4000" of AGC Co., Ltd., "Carletz (registered trademark)" series of DuPont, and "Daiel (registered trademark)" of Daikin Industries, Ltd. Examples include the "Perflo" series, Solvay's "Technoflon (registered trademark) PFR" series, and 3M's "DuPont (registered trademark)" series.

<溶剤>
前記溶剤としては、フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤であれば特に限定されない。このような溶剤として、例えば、メチルエチルケトンやアセトンなどのケトン類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、フッ素系溶剤が挙げられ、この中でもフッ素系溶剤が好ましい。
<Solvent>
The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer. Examples of such a solvent include ketones such as methyl ethyl ketone and acetone, ethers such as tetrahydrofuran, and a fluorine-based solvent, and among these, a fluorine-based solvent is preferable.

フッ素系溶剤としては、ペルフルオロ炭化水素基を有する溶剤を用いることができる。ペルフルオロ炭化水素基は、鎖式のペルフルオロ炭化水素基であってもよく、環式のペルフルオロ炭化水素基であってもよい。 As the fluorine-based solvent, a solvent having a perfluorohydrocarbon group can be used. The perfluorohydrocarbon group may be a chain-type perfluorohydrocarbon group or a ring-type perfluorohydrocarbon group.

鎖式のペルフルオロ炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。鎖式のペルフルオロ炭化水素基としては、ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロアルキレン基、ペルフルオロビニルアルキル基、ペルフルオロビニルアルキレン基等が例示される。ペルフルオロ炭化水素基における最も炭素数の多いペルフルオロ炭化水素基の炭素数は、3~7である。前記炭素数が3以上であると、フッ素系溶剤に対するフッ素含有エラストマーの溶解性が優れる。前記炭素数が7以下であると、フッ素系溶剤を入手しやすい。また、前記炭素数が6以下であると、フッ素系溶剤の沸点が低くなる傾向になり、除去しやすい。 The chain-type perfluorohydrocarbon group may be linear or branched. Examples of the chain type perfluorohydrocarbon group include a perfluoroalkyl group, a perfluoroalkylene group, a perfluorovinylalkyl group, and a perfluorovinylalkylene group. The number of carbon atoms of the perfluorohydrocarbon group having the largest number of carbon atoms in the perfluorohydrocarbon group is 3 to 7. When the number of carbon atoms is 3 or more, the solubility of the fluorine-containing elastomer in the fluorine-based solvent is excellent. When the number of carbon atoms is 7 or less, it is easy to obtain a fluorine-based solvent. Further, when the number of carbon atoms is 6 or less, the boiling point of the fluorine-based solvent tends to be low, and it is easy to remove.

フッ素系溶剤の沸点は、50~160℃であることが好ましい。フッ素系溶剤の沸点が50℃以上であると、分散処理を安定して行うことができる。フッ素系溶剤の沸点が160℃以下であると、フッ素系溶剤を除去しやすい。フッ素系溶剤としては、窒素原子を有する含フッ素化合物、ハイドロフルオロカーボン、およびハイドロフルオロエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一つが好ましい。フッ素系溶剤が窒素原子を有する含フッ素化合物、ハイドロフルオロカーボン、およびハイドロフルオロエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一つであると、フッ素系溶剤へのフッ素含有エラストマーの溶解性が優れる傾向にある。なお、溶剤は、1種単独で使用してもよいし、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。 The boiling point of the fluorinated solvent is preferably 50 to 160 ° C. When the boiling point of the fluorinated solvent is 50 ° C. or higher, the dispersion treatment can be stably performed. When the boiling point of the fluorinated solvent is 160 ° C. or lower, it is easy to remove the fluorinated solvent. As the fluorine-based solvent, at least one selected from the group consisting of a fluorine-containing compound having a nitrogen atom, a hydrofluorocarbon, and a hydrofluoro ether is preferable. When the fluorine-based solvent is at least one selected from the group consisting of a fluorine-containing compound having a nitrogen atom, hydrofluorocarbon, and hydrofluoroether, the solubility of the fluorine-containing elastomer in the fluorine-based solvent tends to be excellent. The solvent may be used alone or in combination of two or more at any ratio.

窒素原子を有するフッ素系溶剤の具体例としては、3M社製のフロリナート(登録商標)FC-770が例示される。
ハイドロフルオロカーボンの具体例としては、1,1,1,2,2,3,3,4,4-ノナフルオロヘキサン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサン、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタンが例示される。1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロヘキサンの市販品としてはAGC社製のアサヒクリン(登録商標)AC-2000、1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-トリデカフルオロオクタンの市販品としてはAGC社製のアサヒクリン(登録商標)AC-6000が例示される。
ハイドロフルオロエーテルの具体例としては、3M社製のノベック(登録商標)7300が例示される。
Specific examples of the fluorine-based solvent having a nitrogen atom include Fluorinert (registered trademark) FC-770 manufactured by 3M.
Specific examples of hydrofluorocarbons include 1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluorohexane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5. 5,6,6-Tridecafluorohexane, 1,1,1,2,2,3,3,4,5,5,6-Tridecafluorooctane are exemplified. Asahi Kulin (registered trademark) AC-2000, 1 manufactured by AGC Inc. as a commercially available product of 1,1,1,2,2,3,4,4,5,5,6,6-tridecafluorohexane, 1 , 1,1,2,2,3,3,4,5,5,6,6-Tridecafluorooctane is exemplified by Asahi Kulin (registered trademark) AC-6000 manufactured by AGC. To.
Specific examples of the hydrofluoroether include Novec® 7300 manufactured by 3M.

<カーボンナノチューブ>
前記カーボンナノチューブ(CNT)としては、例えば、後述する第1の態様のもの、第2の態様のものを用いることができる。なお、CNTは、1本ずつに解繊された状態となる場合もあるし、複数本のCNTがバンドル状に形成されたカーボンナノチューブ集合体として構成された状態となる場合もある。
<Carbon nanotube>
As the carbon nanotube (CNT), for example, those of the first aspect and those of the second aspect described later can be used. The CNTs may be in a state of being defibrated one by one, or may be in a state of being configured as an aggregate of carbon nanotubes in which a plurality of CNTs are formed in a bundle shape.

<<第1の態様について>>
第1の態様に係るCNTとしては、以下のものを挙げることができる。
CNTの種類としては、特に限定されず、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブが含まれる。また、複数本のCNTは、単層から5層までのカーボンナノチューブを主として含むことが好ましく、単層カーボンナノチューブを主として含むことがより好ましい。比較的層数の少ないCNT、特に単層CNTを含むことにより、配合量が少量であっても成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)が向上するからである。なお、前述した「主として含む」とは、複数本のカーボンナノチューブの全本数のうち、半数超を含むことをいう。
<< About the first aspect >>
Examples of the CNTs according to the first aspect include the following.
The type of CNT is not particularly limited, and includes single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes. Further, the plurality of CNTs preferably mainly contain carbon nanotubes from a single layer to five layers, and more preferably contain single-walled carbon nanotubes. This is because the inclusion of CNTs having a relatively small number of layers, particularly single-walled CNTs, improves the characteristics (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) of the molded product even if the blending amount is small. The above-mentioned "mainly included" means that more than half of the total number of the plurality of carbon nanotubes is included.

CNTの平均直径は、1nm以上であることが好ましく、60nm以下であることが好ましく、30nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることが更に好ましい。CNTの平均直径を前記範囲内とすれば、成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を十分に向上させることができる。ここで、本発明において、CNTの「平均直径」は、透過型電子顕微鏡(TEM)画像上で、例えば、20本のCNTについて直径(外径)を測定し、個数平均値を算出することで求めることができる。 The average diameter of the CNTs is preferably 1 nm or more, preferably 60 nm or less, more preferably 30 nm or less, and even more preferably 10 nm or less. When the average diameter of CNTs is within the above range, the characteristics of the molded product (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) can be sufficiently improved. Here, in the present invention, the "average diameter" of CNTs is determined by measuring the diameter (outer diameter) of 20 CNTs on a transmission electron microscope (TEM) image and calculating the number average value. You can ask.

CNTとしては、平均直径(Av)に対する、直径の標準偏差(σ:標本標準偏差)に3を乗じた値(3σ)の比(3σ/Av)が0.20超0.80未満のCNTを用いることが好ましく、3σ/Avが0.25超のCNTであることがより好ましく、3σ/Avが0.50超のCNTがさらに好ましい。3σ/Avが前記範囲でることにより、成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を更に向上できる。なお、CNTの平均直径(Av)及び標準偏差(σ)は、CNTの製造方法や製造条件を変更することにより調整してもよいし、異なる製法で得られたCNTを複数種類組み合わせることにより調整してもよい。 As the CNT, a CNT in which the ratio (3σ / Av) of the value (3σ) obtained by multiplying the standard deviation (σ: sample standard deviation) of the diameter by 3 with respect to the average diameter (Av) is more than 0.20 and less than 0.80. It is preferably used, more preferably a CNT having a 3σ / Av greater than 0.25, and even more preferably a CNT having a 3σ / Av greater than 0.50. When 3σ / Av is in the above range, the characteristics of the molded product (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) can be further improved. The average diameter (Av) and standard deviation (σ) of CNTs may be adjusted by changing the manufacturing method and manufacturing conditions of CNTs, or by combining a plurality of types of CNTs obtained by different manufacturing methods. You may.

CNTとしては、前述のようにして測定した直径を横軸に、その頻度を縦軸に取ってプロットし、ガウシアンで近似した際に、正規分布を取るものが通常使用される。 As the CNTs, those having a normal distribution when plotted with the diameter measured as described above on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis and approximated by Gaussian are usually used.

CNTは、平均長さが、10μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、80μm以上であることが更に好ましく、600μm以下であることが好ましく、550μm以下であることがより好ましく、500μm以下であることが更に好ましい。CNTの平均長さを前記範囲内とすれば、成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を十分に向上させることができる。なお、本発明において、CNTの「平均長さ」は、走査型電子顕微鏡(SEM)画像上で、例えば、20本のCNTについて長さを測定し、個数平均値を算出することで求めることができる。 The average length of CNTs is preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, further preferably 80 μm or more, preferably 600 μm or less, and even more preferably 550 μm or less. , 500 μm or less is more preferable. When the average length of CNTs is within the above range, the characteristics of the molded product (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) can be sufficiently improved. In the present invention, the "average length" of CNTs can be obtained by measuring the lengths of, for example, 20 CNTs on a scanning electron microscope (SEM) image and calculating the number average value. can.

CNTは、通常、アスペクト比が10超である。なお、CNTのアスペクト比は、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用いて、無作為に選択したCNT20本の直径及び長さを測定し、直径と長さとの比(長さ/直径)の平均値を算出することにより求めることができる。 CNTs usually have an aspect ratio of more than 10. For the aspect ratio of CNTs, the diameter and length of 20 randomly selected CNTs were measured using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope, and the ratio of diameter to length (length / diameter) was measured. It can be obtained by calculating the average value.

CNTは、BET比表面積が、600m/g以上であることが好ましく、800m/g以上であることがより好ましく、2000m/g以下であることが好ましく、1800m/g以下であることがより好ましく、1600m/g以下であることが更に好ましい。CNTのBET比表面積が600m/g以上であれば、少ない配合量で成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を十分に高めることができる。また、CNTのBET比表面積が2000m/g以下であれば、CNTのバンドル構造体を良好に解繊することができる。なお、本発明において、「BET比表面積」とは、BET法を用いて測定した窒素吸着比表面積を指す。 The CNT has a BET specific surface area preferably 600 m 2 / g or more, more preferably 800 m 2 / g or more, preferably 2000 m 2 / g or less, and 1800 m 2 / g or less. Is more preferable, and 1600 m 2 / g or less is further preferable. When the BET specific surface area of CNT is 600 m 2 / g or more, the characteristics of the molded product (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) can be sufficiently enhanced with a small blending amount. Further, when the BET specific surface area of CNT is 2000 m 2 / g or less, the bundle structure of CNT can be defibrated satisfactorily. In the present invention, the "BET specific surface area" refers to the nitrogen adsorption specific surface area measured by the BET method.

CNTは、吸着等温線から得られるt-プロットが上に凸な形状を示すことが好ましい。なお、「t-プロット」は、窒素ガス吸着法により測定されたCNTの吸着等温線において、相対圧を窒素ガス吸着層の平均厚みt(nm)に変換することにより得ることができる。すなわち、窒素ガス吸着層の平均厚みtを相対圧P/P0に対してプロットした、既知の標準等温線から、相対圧に対応する窒素ガス吸着層の平均厚みtを求めて前記変換を行うことにより、CNTのt-プロットが得られる(de Boerらによるt-プロット法)。なお、吸着等温線から得られるt-プロットが上に凸な形状を示すCNTは、開口処理が施されていないCNTであることが好ましい。 For CNTs, it is preferable that the t-plot obtained from the adsorption isotherm shows an upwardly convex shape. The "t-plot" can be obtained by converting the relative pressure into the average thickness t (nm) of the nitrogen gas adsorption layer in the adsorption isotherm of CNT measured by the nitrogen gas adsorption method. That is, the conversion is performed by obtaining the average thickness t of the nitrogen gas adsorption layer corresponding to the relative pressure from a known standard isotherm obtained by plotting the average thickness t of the nitrogen gas adsorption layer with respect to the relative pressure P / P0. To obtain a t-plot of CNT (t-plot method by de Boer et al.). The CNTs obtained from the adsorption isotherms whose t-plot shows an upwardly convex shape are preferably CNTs that have not been subjected to opening treatment.

ここで、表面に細孔を有する物質では、窒素ガス吸着層の成長は、次の(1)~(3)の過程に分類される。そして、下記の(1)~(3)の過程によって、t-プロットの傾きに変化が生じる。
(1)全表面への窒素分子の単分子吸着層形成過程
(2)多分子吸着層形成とそれに伴う細孔内での毛管凝縮充填過程
(3)細孔が窒素によって満たされた見かけ上の非多孔性表面への多分子吸着層形成過程
Here, in a substance having pores on the surface, the growth of the nitrogen gas adsorption layer is classified into the following processes (1) to (3). Then, the slope of the t-plot changes due to the following processes (1) to (3).
(1) Single-molecule adsorption layer formation process of nitrogen molecules on the entire surface (2) Multi-molecule adsorption layer formation and accompanying condensate-filling process of capillaries in pores (3) Apparent pores filled with nitrogen Process of forming a multi-molecular adsorption layer on a non-porous surface

上に凸な形状を示すt-プロットは、窒素ガス吸着層の平均厚みtが小さい領域では、原点を通る直線上にプロットが位置するのに対し、tが大きくなると、プロットが当該直線から下にずれた位置となる。かかるt-プロットの形状を有するCNTは、CNTの全比表面積に対する内部比表面積の割合が大きく、CNTを構成する炭素ナノ構造体に多数の開口が形成されていることを示している。 In the t-plot showing an upwardly convex shape, the plot is located on a straight line passing through the origin in the region where the average thickness t of the nitrogen gas adsorption layer is small, whereas when t is large, the plot is below the straight line. It will be in a position shifted to. The CNT having such a t-plot shape has a large ratio of the internal specific surface area to the total specific surface area of the CNT, indicating that a large number of openings are formed in the carbon nanostructures constituting the CNT.

なお、CNTのt-プロットの屈曲点は、0.2≦t(nm)≦1.5を満たす範囲にあることが好ましく、0.45≦t(nm)≦1.5の範囲にあることがより好ましく、0.55≦t(nm)≦1.0の範囲にあることが更に好ましい。CNTのt-プロットの屈曲点がかかる範囲内にあれば、少ない配合量で成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を高めることができる。なお、「屈曲点の位置」は、前述した(1)の過程の近似直線Aと、前述した(3)の過程の近似直線Bとの交点である。 The bending point of the CNT t-plot is preferably in the range of 0.2 ≦ t (nm) ≦ 1.5, and preferably in the range of 0.45 ≦ t (nm) ≦ 1.5. Is more preferable, and it is further preferable that the range is 0.55 ≦ t (nm) ≦ 1.0. As long as the bending point of the CNT t-plot is within such a range, the characteristics of the molded product (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) can be enhanced with a small blending amount. The "position of the bending point" is the intersection of the approximate straight line A of the process of (1) described above and the approximate straight line B of the process of (3) described above.

因みに、CNTの吸着等温線の測定、t-プロットの作成、及び、t-プロットの解析に基づく全比表面積S1と内部比表面積S2との算出は、例えば、市販の測定装置である「BELSORP(登録商標)-mini」(日本ベル(株)製)を用いて行うことができる。 Incidentally, the measurement of the adsorption isotherm of CNT, the creation of the t-plot, and the calculation of the total specific surface area S1 and the internal specific surface area S2 based on the analysis of the t-plot can be performed by, for example, "BELSORP (BELSORP), which is a commercially available measuring device. It can be performed using "registered trademark) -mini" (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).

CNTは、ラマン分光法を用いて評価した際に、RadialBreathing Mode(RBM)のピークを有することが好ましい。なお、三層以上の多層CNTのラマンスペクトルには、RBMが存在しない。 The CNTs preferably have a RadialBreathing Mode (RBM) peak when evaluated using Raman spectroscopy. It should be noted that RBM does not exist in the Raman spectrum of three or more multi-walled CNTs.

また、CNTは、ラマンスペクトルにおけるDバンドピーク強度に対するGバンドピーク強度の比(G/D比)が0.5以上5.0以下であることが好ましく、1.0以上とすることができ、4.0以下としてもよい。G/D比が0.5以上5.0以下であれば、成形体の特性(例えば、導電性、熱伝導性、強度など)を更に向上させることができる。 Further, in the CNT, the ratio (G / D ratio) of the G band peak intensity to the D band peak intensity in the Raman spectrum is preferably 0.5 or more and 5.0 or less, and can be 1.0 or more. It may be 4.0 or less. When the G / D ratio is 0.5 or more and 5.0 or less, the characteristics of the molded product (for example, conductivity, thermal conductivity, strength, etc.) can be further improved.

なお、CNTは、特に限定されることなく、アーク放電法、レーザーアブレーション法、化学的気相成長法(CVD法)などの既知のCNTの合成方法を用いて製造することができる。具体的には、CNTは、例えば、CNT製造用の触媒層を表面に有する基材上に原料化合物及びキャリアガスを供給し、化学的気相成長法(CVD法)によりCNTを合成する際に、系内に微量の酸化剤(触媒賦活物質)を存在させることで、触媒層の触媒活性を飛躍的に向上させるという方法(スーパーグロース法;国際公開第2006/011655号参照)に準じて、効率的に製造することができる。なお、以下では、スーパーグロース法により得られるCNTを「SGCNT」と称することがある。スーパーグロース法により製造されたCNTは、SGCNTのみから構成されていてもよいし、SGCNTに加え、例えば、非円筒形状の炭素ナノ構造体等の他の炭素ナノ構造体を含んでいてもよい。 The CNT can be produced by using a known CNT synthesis method such as an arc discharge method, a laser ablation method, and a chemical vapor deposition method (CVD method) without particular limitation. Specifically, CNTs are used, for example, when a raw material compound and a carrier gas are supplied onto a substrate having a catalyst layer for CNT production on the surface, and CNTs are synthesized by a chemical gas phase growth method (CVD method). , According to the method of dramatically improving the catalytic activity of the catalyst layer by the presence of a trace amount of oxidizing agent (catalyst activator) in the system (Super Growth Method; see International Publication No. 2006/011655). It can be manufactured efficiently. In the following, the CNT obtained by the super growth method may be referred to as "SGCNT". The CNTs produced by the super growth method may be composed of SGCNTs alone, or may contain other carbon nanostructures such as non-cylindrical carbon nanostructures in addition to SGCNTs.

<<第2の態様>>
第2の態様に係るCNTとしては、以下のものを挙げることができる。
第2の態様に係るCNTからなるCNT集合体は、以下の(1)~(3)の条件のうち少なくとも1つを満たし、マトリクス(本発明ではフッ素含有エラストマー)への分散性に優れるものである。
・条件(1)カーボンナノチューブ集合体を、バンドル長が10μm以上になるように分散させて得たカーボンナノチューブ分散体について、フーリエ変換赤外分光分析して得たスペクトルにおいて、カーボンナノチューブ分散体のプラズモン共鳴に基づくピークが、波数300cm-1超2000cm-1以下の範囲に、少なくとも1つ存在する。
・条件(2)カーボンナノチューブ集合体について測定した微分細孔容量分布における最大のピークが、細孔径100nm超400nm未満の範囲にある。
・条件(3)カーボンナノチューブ集合体の電子顕微鏡画像の二次元空間周波数スペクトルのピークが、1μm-1以上100μm-1以下の範囲に少なくとも1つ存在する。
<< Second aspect >>
Examples of the CNTs according to the second aspect include the following.
The CNT aggregate composed of CNTs according to the second aspect satisfies at least one of the following conditions (1) to (3) and has excellent dispersibility in a matrix (fluorine-containing elastomer in the present invention). be.
Conditions (1) The plasmon of the carbon nanotube dispersion in the spectrum obtained by Fourier transform infrared spectroscopic analysis of the carbon nanotube dispersion obtained by dispersing the carbon nanotube aggregate so that the bundle length is 10 μm or more. There is at least one resonance-based peak in the range of wavenumbers above 300 cm -1 and above 2000 cm -1 .
Condition (2) The maximum peak in the differential pore volume distribution measured for the carbon nanotube aggregate is in the range of the pore diameter of more than 100 nm and less than 400 nm.
-Conditions (3) At least one peak of the two-dimensional spatial frequency spectrum of the electron microscope image of the carbon nanotube aggregate exists in the range of 1 μm -1 or more and 100 μm -1 or less.

前記条件(1)~(3)のうちの少なくとも1つを満たすCNT集合体が分散性に優れる理由は明らかではないが、以下の通りであると推察される。すなわち、前記条件(1)~(3)のうちの少なくとも1つを満たすCNT集合体を構成するCNTは、波状構造を有する。かかる「波状構造」に起因して、CNT集合体を構成する各CNT間における相互作用が抑制され得ると推察される。各CNT間における相互作用が抑制されていれば、CNT集合体に含まれる各CNTが強固にバンドル化すること及び凝集化することが抑制され得る。これにより、CNT集合体を容易に分散させることが可能となり得る。さらに、CNT集合体が容易に分散可能であれば、かかるCNT集合体の二次加工容易性が向上する、という効果が生じる。 The reason why the CNT aggregate satisfying at least one of the above conditions (1) to (3) is excellent in dispersibility is not clear, but it is presumed to be as follows. That is, the CNTs constituting the CNT aggregate satisfying at least one of the above conditions (1) to (3) have a wavy structure. It is presumed that the interaction between the CNTs constituting the CNT aggregate can be suppressed due to the "wavy structure". If the interaction between the CNTs is suppressed, it is possible to suppress the tight bundling and aggregation of the CNTs contained in the CNT aggregate. This may make it possible to easily disperse the CNT aggregate. Further, if the CNT aggregate can be easily dispersed, there is an effect that the ease of secondary processing of the CNT aggregate is improved.

-条件(1)-
条件(1)において、波数300cm-1超2000cm-1以下の範囲に、好ましくは波数500cm-1以上2000cm-1以下の範囲に、より好ましくは波数700cm-1以上2000cm-1以下の範囲に、CNTのプラズモン共鳴に基づくピークが存在していれば、かかるCNTは良好な分散性を呈し得る。
-Condition (1)-
In the condition (1), the wave number is in the range of 300 cm -1 to 2000 cm -1 or less, preferably in the range of 500 cm -1 or more and 2000 cm -1 or less, and more preferably in the range of 700 cm -1 or more and 2000 cm -1 or less. If a peak based on the plasmon resonance of the CNT is present, the CNT can exhibit good dispersibility.

なお、フーリエ変換赤外分光分析により得られたスペクトルにおいて、カーボンナノチューブ分散体のプラズモン共鳴に基づく比較的緩やかなピーク以外に、波数840cm-1付近、1300cm-1付近、及び1700cm-1付近に、鋭いピークが確認されることがある。これらの鋭いピークは、「カーボンナノチューブ分散体のプラズモン共鳴に基づくピーク」には該当せず、それぞれが、官能基由来の赤外吸収に対応している。より具体的には、波数840cm-1付近の鋭いピークは、C-H面外変角振動に起因し;波数1300cm-1付近の鋭いピークは、エポキシ三員環伸縮振動に起因し;波数1700cm-1付近の鋭いピークは、C=O伸縮振動に起因する。 In the spectrum obtained by Fourier transform infrared spectroscopy, in addition to the relatively gentle peak based on the plasmon resonance of the carbon nanotube dispersion, the wave number is around 840 cm -1 and around 1300 cm -1 and around 1700 cm -1 . Sharp peaks may be seen. These sharp peaks do not correspond to "peaks based on plasmon resonance of carbon nanotube dispersion", and each corresponds to infrared absorption derived from a functional group. More specifically, the sharp peak near 840 cm -1 wavenumber is due to the CH out-of-plane angular vibration; the sharp peak near 1300 cm -1 wavenumber is due to the epoxy three-membered ring expansion and contraction vibration; 1700 cm wavenumber. The sharp peak near -1 is due to C = O expansion and contraction vibration.

ここで、条件(1)において、フーリエ変換赤外分光分析によるスペクトルを取得するにあたり、バンドル長が10μm以上になるように、カーボンナノチューブ集合体を分散させることにより、カーボンナノチューブ分散体を得る必要がある。ここで、例えば、カーボンナノチューブ集合体、水、及び界面活性剤(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)を適切な比率で配合して、超音波等により所定時間にわたり撹拌処理することで、水中に、バンドル長が10μm以上であるカーボンナノチューブ分散体が分散されてなる分散液を得ることができる。 Here, under the condition (1), in order to acquire the spectrum by Fourier transform infrared spectroscopic analysis, it is necessary to obtain the carbon nanotube dispersion by dispersing the carbon nanotube aggregate so that the bundle length is 10 μm or more. be. Here, for example, carbon nanotube aggregates, water, and a surfactant (for example, sodium dodecylbenzene sulfonate) are blended in an appropriate ratio and stirred with ultrasonic waves or the like for a predetermined time to bring them into water. It is possible to obtain a dispersion liquid in which carbon nanotube dispersions having a bundle length of 10 μm or more are dispersed.

カーボンナノチューブ分散体のバンドル長は、湿式画像解析型の粒度測定装置により解析することで、得ることができる。かかる測定装置は、カーボンナノチューブ分散体を撮影して得られた画像から、各分散体の面積を算出して、算出した面積を有する円の直径(以下、ISO円径(ISO area diameter)とも称することがある)を得ることができる。そして、本明細書では、各分散体のバンドル長は、このようにして得られるISO円径の値であるものとして、定義した。 The bundle length of the carbon nanotube dispersion can be obtained by analyzing with a wet image analysis type particle size measuring device. Such a measuring device calculates the area of each dispersion from an image obtained by photographing the carbon nanotube dispersion, and is also referred to as the diameter of a circle having the calculated area (hereinafter, also referred to as ISO circle diameter (ISO area diameter)). May) can be obtained. Then, in the present specification, the bundle length of each dispersion is defined as the value of the ISO circle diameter thus obtained.

-条件(2)-
カーボンナノチューブ集合体の微分細孔容量分布は、液体窒素の77Kでの吸着等温線から、BJH(Barrett-Joyner-Halenda)法に基づいて求めることができる。なお、BJH法は、細孔がシリンダ状であると仮定して細孔径分布を求める測定法である。カーボンナノチューブ集合体について測定した微分細孔容量分布におけるピークが100nm超の範囲にあるということは、カーボンナノチューブ集合体において、CNT間にある程度の大きさの空隙が存在し、CNTが過度に過密に凝集した状態となっていないことを意味する。なお、上限の400nmは、実施例で用いた測定装置(BELSORP-mini II)における測定限界である。
-Condition (2)-
The differential pore volume distribution of the carbon nanotube aggregate can be obtained from the adsorption isotherm of liquid nitrogen at 77K based on the BJH (Barrett-Joiner-Halenda) method. The BJH method is a measurement method for obtaining the pore diameter distribution on the assumption that the pores are cylindrical. The fact that the peak in the differential pore volume distribution measured for the carbon nanotube aggregate is in the range of more than 100 nm means that in the carbon nanotube aggregate, there are voids of a certain size between the CNTs, and the CNTs are excessively dense. It means that it is not in an aggregated state. The upper limit of 400 nm is the measurement limit of the measuring device (BELSORP-mini II) used in the examples.

ここで、分散性を一層高める観点から、CNT集合体の微分細孔容量分布における最大
のピークにおける微分細孔容量の値が、2cm3/g以上であることが好ましい。
Here, from the viewpoint of further enhancing the dispersibility, the value of the differential pore volume at the maximum peak in the differential pore volume distribution of the CNT aggregate is preferably 2 cm 3 / g or more.

-条件(3)-
かかる条件の充足性は、下記の要領で判定することができる。
まず、判定対象であるCNT集合体を、電子顕微鏡(例えば、電解放射走査型電子顕微鏡)を用いて拡大観察(例えば、1万倍)して、1cm四方の視野で電子顕微鏡画像を複数枚(例えば、10枚)取得する。得られた複数枚の電子顕微鏡画像について、高速フーリエ変換(FFT)処理を行い、二次元空間周波数スペクトルを得る。複数枚の電子顕微鏡画像のそれぞれについて得られた二次元空間周波数スペクトルを二値化処理して、最も高周波数側に出るピーク位置の平均値を求める。得られたピーク位置の平均値が1μm-1以上100μm-1以下の範囲内である場合には、条件(3)を満たすとして判定した。ここで、前記の判定において用いる「ピーク」としては、孤立点の抽出処理(即ち、孤立点除去の逆操作)を実施して得られた明確なピークを用いるものとする。従って、孤立点の抽出処理を実施した際に1μm-1以上100μm-1以下の範囲内にて明確なピークが得られない場合には、条件(3)は満たさないものとして判定する。
-Condition (3)-
Satisfiability of such a condition can be determined as follows.
First, the CNT aggregate to be determined is magnified and observed (for example, 10,000 times) using an electron microscope (for example, an electrolytic radiation scanning electron microscope), and a plurality of electron microscope images are obtained in a 1 cm square field (for example). For example, 10 sheets) will be acquired. The obtained plurality of electron microscope images are subjected to a fast Fourier transform (FFT) process to obtain a two-dimensional spatial frequency spectrum. The two-dimensional spatial frequency spectra obtained for each of the plurality of electron microscope images are binarized, and the average value of the peak positions appearing on the highest frequency side is obtained. When the average value of the obtained peak positions was within the range of 1 μm -1 or more and 100 μm -1 or less, it was determined that the condition (3) was satisfied. Here, as the "peak" used in the above determination, a clear peak obtained by performing an isolated point extraction process (that is, a reverse operation of removing isolated points) is used. Therefore, if a clear peak cannot be obtained within the range of 1 μm -1 or more and 100 μm -1 or less when the isolated point extraction process is performed, it is determined that the condition (3) is not satisfied.

ここで、分散性を一層高める観点から、二次元空間周波数スペクトルのピークが、2.6μm-1以上100μm-1以下の範囲に存在することが好ましい。 Here, from the viewpoint of further enhancing the dispersibility, it is preferable that the peak of the two-dimensional spatial frequency spectrum exists in the range of 2.6 μm -1 or more and 100 μm -1 or less.

分散性を一層高める観点から、本発明のカーボンナノチューブ集合体は、前記(1)~(3)の条件のうちを少なくとも2つを満たすことが好ましく、(1)~(3)の条件全てを満たすことがより好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the dispersibility, the carbon nanotube aggregate of the present invention preferably satisfies at least two of the above conditions (1) to (3), and satisfies all of the conditions (1) to (3). It is more preferable to meet.

-第2の態様に係るCNT集合体の性状-
第2の態様に係るCNT集合体は、例えば以下の性状を有していることが好ましい。
CNT集合体は、BET法による全比表面積が、好ましくは600m2/g以上、より好ましくは800m2/g以上であり、好ましくは2600m2/g以下、より好ましくは1400m2/g以下である。さらに開口処理したものにあっては、1300m2/g以上であることが好ましい。高い比表面積を有するCNT集合体は、集合体を構成するCNT同士に隙間があり、過度にCNTがバンドル化していない。そのため、個々のCNT同士が緩やかに結合しており、容易に分散させることが可能になる。CNT集合体は、単層CNTを主として、機能を損なわない程度に、2層CNTと多層CNTを含んでもよい。CNTのBET法による全比表面積は、例えば、JIS Z8830に準拠した、BET比表面積測定装置を用いて測定できる。
-Characteristics of CNT aggregate according to the second aspect-
The CNT aggregate according to the second aspect preferably has, for example, the following properties.
The total specific surface area of the CNT aggregate by the BET method is preferably 600 m 2 / g or more, more preferably 800 m 2 / g or more, preferably 2600 m 2 / g or less, and more preferably 1400 m 2 / g or less. .. Further, in the case of the opening-treated one, it is preferably 1300 m 2 / g or more. In the CNT aggregate having a high specific surface area, there are gaps between the CNTs constituting the aggregate, and the CNTs are not excessively bundled. Therefore, the individual CNTs are loosely bonded to each other and can be easily dispersed. The CNT aggregate may contain mainly single-walled CNTs, and may contain two-walled CNTs and multi-walled CNTs to the extent that the functions are not impaired. The total specific surface area of CNTs by the BET method can be measured, for example, by using a BET specific surface area measuring device compliant with JIS Z8830.

また、後述のCNTの製造方法により担体を用いてCNTを製造した場合、当該担体表面からの、CNT集合体を構成するCNTの平均高さは、10μm以上10cm以下であることが好ましく、100μm以上2cm以下であることがより好ましい。CNT集合体を構成するCNTの平均高さが10μm以上あると、隣接するCNTバンドルとの凝集を防ぎ、容易に分散させることが可能になる。CNT集合体を構成するCNTの平均高さが100μm以上であれば、CNT同士のネットワークを形成し易くなり、電極形成等の導電性または機械強度が必要とされる用途において好適に用いることができる。CNT集合体を構成するCNTの平均高さが10cm以下であると、生成を短時間で行なえるため炭素系不純物の付着を抑制でき比表面積を向上できる。CNT集合体を構成するCNTの平均高さが2cm以下であればより容易に分散させることが可能になる。なお、CNTの平均高さは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて無作為に選択したCNT100本の高さを測定して求めることができる。 When CNTs are produced using a carrier by the method for producing CNTs described later, the average height of CNTs constituting the CNT aggregate from the surface of the carrier is preferably 10 μm or more and 10 cm or less, preferably 100 μm or more. It is more preferably 2 cm or less. When the average height of the CNTs constituting the CNT aggregate is 10 μm or more, it is possible to prevent aggregation with the adjacent CNT bundle and easily disperse the CNTs. When the average height of the CNTs constituting the CNT aggregate is 100 μm or more, it becomes easy to form a network between CNTs, and it can be suitably used in applications requiring conductivity or mechanical strength such as electrode formation. .. When the average height of the CNTs constituting the CNT aggregate is 10 cm or less, the formation can be performed in a short time, so that the adhesion of carbon-based impurities can be suppressed and the specific surface area can be improved. If the average height of the CNTs constituting the CNT aggregate is 2 cm or less, it can be more easily dispersed. The average height of CNTs can be determined by measuring the height of 100 randomly selected CNTs using a scanning electron microscope (SEM).

CNT集合体のタップかさ密度は、0.001g/cm3以上0.2g/cm3以下であることが好ましい。このような密度範囲にあるCNT集合体は、CNT同士の結びつきが過度に強まらないため、分散性に優れており、様々な形状に成形加工することが可能である。CNT集合体のタップかさ密度が0.2g/cm3以下であれば、CNT同士の結びつきが弱くなるので、CNT集合体を溶媒などに撹拌した際に、均質に分散させることが容易になる。また、CNT集合体のタップかさ密度が0.001g/cm3以上であれば、CNT集合体の一体性が向上されハンドリングが容易になる。タップかさ密度とは、粉体状のCNT集合体を容器に充填した後、タッピングまたは振動等により粉体粒子間の空隙を減少させ、密充填させた状態での見かけかさ密度である。 The tap bulk density of the CNT aggregate is preferably 0.001 g / cm 3 or more and 0.2 g / cm 3 or less. Since the CNT aggregates in such a density range do not excessively strengthen the bonds between the CNTs, they are excellent in dispersibility and can be molded into various shapes. When the tap bulk density of the CNT aggregate is 0.2 g / cm 3 or less, the bond between the CNTs is weakened, so that when the CNT aggregate is stirred with a solvent or the like, it becomes easy to disperse it uniformly. Further, when the tap bulk density of the CNT aggregate is 0.001 g / cm 3 or more, the integrity of the CNT aggregate is improved and the handling becomes easy. The tap bulk density is the apparent bulk density in a state where the powdery CNT aggregate is filled in a container, the voids between the powder particles are reduced by tapping or vibration, and the containers are tightly packed.

さらに、CNT集合体を構成するCNTの平均直径は、0.5nm以上であることが好ましく、1.0nm以上であることが更に好ましく、15.0nm以下であることが好ましく、10.0nm以下であることがより好ましく、5.0nm以下であることが更に好ましい。CNTの平均直径が1.0nm以上であれば、CNT同士のバンドル化が低減でき、高い比表面積を維持できる。CNTの平均直径が5.0nm以下であれば、多層CNT比率を低減でき、高い比表面積を維持することができる。ここで、CNTの平均直径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて無作為に選択したCNT100本の直径(外径)を測定して求めることができる。CNTの平均直径(Av)及び標準偏差(σ)は、CNTの製造方法や製造条件を変更することにより調整してもよいし、異なる製法で得られたCNTを複数種類組み合わせることにより調整してもよい。 Further, the average diameter of the CNTs constituting the CNT aggregate is preferably 0.5 nm or more, more preferably 1.0 nm or more, preferably 15.0 nm or less, and 10.0 nm or less. It is more preferably present, and further preferably 5.0 nm or less. When the average diameter of CNTs is 1.0 nm or more, bundling between CNTs can be reduced and a high specific surface area can be maintained. When the average diameter of CNTs is 5.0 nm or less, the ratio of multi-walled CNTs can be reduced and a high specific surface area can be maintained. Here, the average diameter of CNTs can be determined by measuring the diameter (outer diameter) of 100 randomly selected CNTs using a transmission electron microscope (TEM). The average diameter (Av) and standard deviation (σ) of CNTs may be adjusted by changing the manufacturing method and manufacturing conditions of CNTs, or by combining a plurality of types of CNTs obtained by different manufacturing methods. May be good.

CNT集合体のG/D比は1以上50以下であることが好ましい。G/D比が1に満たないCNT集合体は、単層CNTの結晶性が低く、アモルファスカーボンなどの汚れが多い上、多層CNTの含有量が多いことが考えられる。反対にG/D比が50を超えるCNT集合体は直線性が高く、CNTが隙間の少ないバンドルを形成しやすく、比表面積が減少する可能性がある。G/D比とはCNTの品質を評価するのに一般的に用いられている指標である。ラマン分光装置によって測定されるCNTのラマンスペクトルには、Gバンド(1600cm-1付近)とDバンド(1350cm-1付近)と呼ばれる振動モードが観測される。GバンドはCNTの円筒面であるグラファイトの六方格子構造由来の振動モードであり、Dバンドは非晶箇所に由来する振動モードである。よって、GバンドとDバンドのピーク強度比(G/D比)が高いものほど、結晶性(直線性)の高いCNTと評価できる。 The G / D ratio of the CNT aggregate is preferably 1 or more and 50 or less. It is considered that the CNT aggregate having a G / D ratio of less than 1 has low crystallinity of single-walled CNTs, has a lot of stains such as amorphous carbon, and has a high content of multi-walled CNTs. On the other hand, CNT aggregates having a G / D ratio of more than 50 have high linearity, and CNTs tend to form bundles with few gaps, which may reduce the specific surface area. The G / D ratio is an index generally used for evaluating the quality of CNTs. Vibration modes called G band (around 1600 cm -1 ) and D band (around 1350 cm -1 ) are observed in the Raman spectrum of CNTs measured by a Raman spectroscope. The G band is a vibration mode derived from the hexagonal lattice structure of graphite, which is the cylindrical surface of CNT, and the D band is a vibration mode derived from an amorphous portion. Therefore, the higher the peak intensity ratio (G / D ratio) between the G band and the D band, the higher the crystallinity (linearity) of the CNT.

高い比表面積を得るため、CNT集合体の純度は極力高いことが望ましい。ここでいう純度とは、炭素純度であり、CNT集合体の質量の何パーセントが炭素で構成されているかを示す値である。高い比表面積を得る上での純度に上限はないが、製造上、99.9999質量%以上のCNT集合体を得ることは困難である。純度が95質量%に満たないと、開口処理されてない状態で、1000m2/gを超える比表面積を得ることが困難となる。さらに、金属不純物を含んで炭素純度が95質量%に満たないと、開口処理において金属不純物が酸素と反応などしてCNTの開口を妨げるため、結果として、比表面積の拡大が困難となる。これらの点から、単層CNTの純度は95質量%以上であることが好ましい。
CNT集合体としては、精製処理を行わなくても、その純度は、通常、98質量%以上、好ましくは99.9質量%以上であるものが好適である。かかるCNT集合体には不純物が殆ど混入しておらず、CNT本来の諸特性を充分に発揮することができる。CNT集合体の炭素純度は、蛍光X線を用いた元素分析や熱重量測定分析(TGA)等から得ることができる。
In order to obtain a high specific surface area, it is desirable that the purity of the CNT aggregate is as high as possible. The term "purity" as used herein is carbon purity, and is a value indicating what percentage of the mass of the CNT aggregate is composed of carbon. Although there is no upper limit to the purity for obtaining a high specific surface area, it is difficult to obtain a CNT aggregate of 99.9999% by mass or more in manufacturing. If the purity is less than 95% by mass, it becomes difficult to obtain a specific surface area of more than 1000 m 2 / g in the unopened state. Further, if the carbon purity is less than 95% by mass including the metal impurities, the metal impurities react with oxygen in the opening treatment and hinder the opening of the CNTs, and as a result, it becomes difficult to increase the specific surface area. From these points, the purity of the single-walled CNT is preferably 95% by mass or more.
The purity of the CNT aggregate is usually 98% by mass or more, preferably 99.9% by mass or more, even without purification treatment. Almost no impurities are mixed in the CNT aggregate, and the original characteristics of CNT can be fully exhibited. The carbon purity of the CNT aggregate can be obtained from elemental analysis using fluorescent X-rays, thermogravimetric analysis (TGA), or the like.

第2の態様に係るカーボンナノチューブ集合体は、流動層法、移動層法及び固定層法等の既知の方途に従うCNT合成工程を用いて製造できる。ここで、流動層法とは、CNTを合成するための触媒を担持した粒状の担体(以下、粒状触媒担持体とも称する)を流動化させながら、CNTを合成する合成方法を意味する。また、移動層法及び固定層法とは、触媒を担持した担体(粒子状担体或いは板状担体)を流動させることなく、CNTを合成する合成方法を意味する。 The carbon nanotube aggregate according to the second aspect can be produced by using a CNT synthesis step according to known methods such as a fluidized bed method, a mobile layer method and a fixed bed method. Here, the fluidized bed method means a synthesis method for synthesizing CNTs while fluidizing a granular carrier carrying a catalyst for synthesizing CNTs (hereinafter, also referred to as a granular catalyst carrier). Further, the moving layer method and the fixed layer method mean a synthetic method for synthesizing CNTs without flowing a carrier (particulate carrier or plate-like carrier) carrying a catalyst.

<<CNT含有量>>
本発明のカーボンナノチューブ分散液において、CNTは、フッ素含有エラストマー100質量部に対して、0.1質量部以上含むことが好ましく、1質量部以上含むことがより好ましく、2質量部以上含むことが更に好ましく、3質量部以上含むこととしてもよい。また、本発明のカーボンナノチューブ分散液において、CNTは、フッ素含有エラストマー100質量部に対して、10質量部以下含むことが好ましく、8質量部以下含むことがより好ましく、7質量部以下含むことが更に好ましく、6質量部以下含むこととしてもよい。カーボンナノチューブ分散液中のCNTの含有量が前記範囲内であれば、後述するエラストマー組成物で得られる成形体において、フッ素含有エラストマー中にCNTを一層良好に分散できる。
<< CNT content >>
In the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention, the CNT is preferably contained in an amount of 0.1 part by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and more preferably 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer. More preferably, it may contain 3 parts by mass or more. Further, in the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention, the CNT is preferably contained in an amount of 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, and more preferably 7 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer. More preferably, it may contain 6 parts by mass or less. When the content of CNTs in the carbon nanotube dispersion is within the above range, CNTs can be more satisfactorily dispersed in the fluorine-containing elastomer in the molded product obtained by the elastomer composition described later.

<<CNT分散液の調製方法>>
本発明のCNT分散液は、以下の方法により得ることができる。
CNT分散液の製造方法は、前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理する工程(分散工程)を備える。ここで、前記分散工程は、前記フッ素含有エラストマーを溶剤に溶解させたエラストマー溶液を得る溶解ステップと、このエラストマー溶液中にカーボンナノチューブを混合して分散処理する分散処理ステップと、を備える。
<< Preparation method of CNT dispersion liquid >>
The CNT dispersion liquid of the present invention can be obtained by the following method.
The method for producing a CNT dispersion liquid includes a step (dispersion step) of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer. Here, the dispersion step includes a dissolution step of obtaining an elastomer solution in which the fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent, and a dispersion treatment step of mixing carbon nanotubes in the elastomer solution and performing a dispersion treatment.

前記溶解ステップは、前記フッ素含有エラストマーを前記溶剤に溶解すればよく、既知の手法により実施できる。また、前記分散処理ステップは、前記エラストマー溶液中にCNTを分散させることができればよく、既知の分散処理を用いることができる。このような分散処理としては、例えば、ずり応力による分散処理、衝突エネルギーによる分散処理、キャビテーション効果が得られる分散処理を挙げることができる。このような分散処理によれば、比較的簡便に分散処理を実施できる。 The dissolution step may be carried out by a known method, as long as the fluorine-containing elastomer is dissolved in the solvent. Further, in the dispersion treatment step, it is sufficient that the CNTs can be dispersed in the elastomer solution, and a known dispersion treatment can be used. Examples of such a dispersion treatment include a dispersion treatment by shear stress, a dispersion treatment by collision energy, and a dispersion treatment in which a cavitation effect can be obtained. According to such a distributed processing, the distributed processing can be carried out relatively easily.

ずり応力による分散処理に使用し得る装置としては、2本ロールミルや3本ロールミル等が挙げられる。衝突エネルギーによる分散処理に使用し得る装置としては、ビーズミル、ローター/ステーター型分散機等が挙げられる。キャビテーション効果が得られる分散処理に使用し得る装置としては、ジェットミル、超音波分散機等が挙げられる。前記分散処理の条件は特に限定されず、例えば上述した装置における通常の分散条件の範囲内で適宜設定することができる。 Examples of the apparatus that can be used for the dispersion treatment by shear stress include a two-roll mill and a three-roll mill. Examples of the device that can be used for the dispersion processing by the collision energy include a bead mill, a rotor / stator type disperser, and the like. Examples of the device that can be used for the dispersion processing that can obtain the cavitation effect include a jet mill and an ultrasonic disperser. The conditions for the dispersion processing are not particularly limited, and can be appropriately set, for example, within the range of normal dispersion conditions in the above-mentioned apparatus.

<<CNT集合体の面積率>>
本発明の第一の形態のカーボンナノチューブ分散液は、カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、この調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、当該範囲内において、カーボンナノチューブが凝集したカーボンナノチューブ集合体(CNT集合体)が占める割合としての面積率が1.0%以下となる。このような構成により、当該カーボンナノチューブ分散液により形成されたエラストマー架橋物では、CNT分散性がより一層に優れ、更なる高温下に保管した場合でも、硬度変化が±6ポイント以下と低く、十分な耐熱性を確保できる。そして、エラストマー架橋物の耐熱性を更に向上させる観点から、上記面積率は、0.5%以下であることが好ましい。
<< Area ratio of CNT aggregate >>
For the carbon nanotube dispersion liquid of the first embodiment of the present invention, a prepared dispersion liquid prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008% by mass is prepared, and the prepared dispersion liquid is prepared using an optical microscope. When observed in a range of 5 mm × 1 mm, the area ratio as a ratio of the carbon nanotube aggregates (CNT aggregates) in which carbon nanotubes are aggregated is 1.0% or less in the range. With such a configuration, the elastomer crosslinked product formed by the carbon nanotube dispersion has further excellent CNT dispersibility, and even when stored at a higher temperature, the hardness change is as low as ± 6 points or less, which is sufficient. Can ensure high heat resistance. From the viewpoint of further improving the heat resistance of the crosslinked elastomer, the area ratio is preferably 0.5% or less.

<CNT集合体の面積の平均値>
また、本発明の第二の形態のカーボンナノチューブ分散液は、カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、この調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、当該範囲内において、カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積の平均値が60μm以下となる。このような構成により、当該カーボンナノチューブ分散液により形成されたエラストマー架橋物では、CNT分散性がより一層に優れ、更なる高温下に保管した場合でも、硬度変化が±6ポイント以下と低く、十分な耐熱性を確保できる。そして、エラストマー架橋物の耐熱性を更に向上させる観点から、上記面積の平均値は、40μm以下であることが好ましい。
<Average value of the area of CNT aggregate>
Further, as the carbon nanotube dispersion liquid of the second embodiment of the present invention, a prepared dispersion liquid prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008% by mass is prepared, and the prepared dispersion liquid is prepared using an optical microscope. When observed in the range of 1.5 mm × 1 mm, the average value of the area of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated is 60 μm 2 or less in the range. With such a configuration, the elastomer crosslinked product formed by the carbon nanotube dispersion has further excellent CNT dispersibility, and even when stored at a higher temperature, the hardness change is as low as ± 6 points or less, which is sufficient. Can ensure high heat resistance. From the viewpoint of further improving the heat resistance of the crosslinked elastomer, the average value of the above areas is preferably 40 μm 2 or less.

<CNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値>
また、本発明の第三の形態のカーボンナノチューブ分散液は、カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、この調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、当該範囲内において、カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値が6μm以下となる。このような構成により、当該カーボンナノチューブ分散液により形成されたエラストマー架橋物では、CNT分散性がより一層に優れ、更なる高温下に保管した場合でも、硬度変化が±6ポイント以下と低く、十分な耐熱性を確保できる。そして、エラストマー架橋物の耐熱性を更に向上させる観点から、上記CNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値は、4.5μm以下であることが好ましい。
<Average value of vertical ferret diameter of CNT aggregate>
Further, for the carbon nanotube dispersion liquid of the third embodiment of the present invention, a prepared dispersion liquid prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008% by mass is prepared, and the prepared dispersion liquid is prepared using an optical microscope. When observed in the range of 1.5 mm × 1 mm, the average value of the vertical ferret diameter of the CNT aggregate in which carbon nanotubes are aggregated is 6 μm or less in the range. With such a configuration, the elastomer crosslinked product formed by the carbon nanotube dispersion has further excellent CNT dispersibility, and even when stored at a higher temperature, the hardness change is as low as ± 6 points or less, which is sufficient. Can ensure high heat resistance. From the viewpoint of further improving the heat resistance of the crosslinked elastomer, the average value of the vertical ferret diameter of the CNT aggregate is preferably 4.5 μm or less.

ここで、本発明において、前記面積率、面積の平均値、フェレ径の平均値は、たとえば以下の方法により測定できる。すなわち、フッ素含有エラストマーとカーボンナノチューブと溶剤とを混合・分散処理する分散工程で得られた分散液を、分散処理で用いた溶剤でカーボンナノチューブ濃度が0.008質量%になるように希釈する。得られたカーボンナノチューブ濃度が0.008質量%の希釈液をスライドガラスに滴下、カバーガラスを被せ密封し、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製、製品名「VHX-900」)を用い、1.5mm×1mmの視野(倍率200倍)を側射照明にて観察し、画像を得る。画像処理ソフト(三谷商事社製、製品名「WinROOF2015」)を用い、得られた画像を二値化処理後、画像中のカーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積を計測し、1.5mm×1mm範囲内において、CNT集合体の合計面積(Sc)を求める。そして、下記式に示す通り、観察視野面積(St)に占めるCNT集合体の合計面積(Sc)の割合を百分率で算出することで、CNT集合体の面積率(S)を求めることができる。
S=(Sc/St)×100 (%)
また、CNT集合体の面積を800個以上計測し、その平均値を面積の平均値として求めることができる。
また、CNT集合体の垂直方向フェレ径を800個以上計測し、平均値を垂直方向フェレ径の平均値として求めることができる。なお、垂直方向フェレ径とは、物体の長軸方向の外接長方形を求めて、物体の長軸に垂直な方向のフェレ径を示す。
Here, in the present invention, the area ratio, the average value of the area, and the average value of the ferret diameter can be measured by, for example, the following method. That is, the dispersion obtained in the dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes and the solvent is diluted with the solvent used in the dispersion treatment so that the carbon nanotube concentration becomes 0.008% by mass. A diluted solution having a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass was dropped onto a slide glass, covered with a cover glass, sealed, and used with a digital microscope (product name "VHX-900" manufactured by Keyence) to 1.5 mm. An image is obtained by observing a field of view of × 1 mm (magnification 200 times) with side-illuminated illumination. After binarizing the obtained image using image processing software (manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd., product name "WinROOF2015"), the area of the CNT aggregate in which carbon nanotubes are aggregated in the image is measured, and 1.5 mm × The total area (Sc) of the CNT aggregate is obtained within the range of 1 mm. Then, as shown in the following formula, the area ratio (S) of the CNT aggregate can be obtained by calculating the ratio of the total area (Sc) of the CNT aggregate to the observation visual field area (St) as a percentage.
S = (Sc / St) x 100 (%)
Further, the area of 800 or more CNT aggregates can be measured, and the average value thereof can be obtained as the average value of the areas.
Further, 800 or more vertical ferret diameters of the CNT aggregate can be measured, and the average value can be obtained as the average value of the vertical ferret diameters. The vertical ferret diameter refers to the ferret diameter in the direction perpendicular to the long axis of the object by obtaining the circumscribing rectangle in the long axis direction of the object.

<メジアン径D50>
ここで、本発明の第四の形態のカーボンナノチューブ分散液は、当該カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径が9μm以下である。このような構成により、当該カーボンナノチューブ分散液により形成されたエラストマー架橋物では、CNT分散性がより一層に優れ、更なる高温下に保管した場合でも、硬度変化が±6ポイント以下と低く、十分な耐熱性を確保できる。そして、エラストマー架橋物の耐熱性を更に向上させる観点から、上記カーボンナノチューブのメジアン径は、5μm以下であることが好ましい。ここで、本発明において、前記メジアン径は、たとえば以下の方法により測定できる。すなわち、フッ素含有エラストマーとカーボンナノチューブと溶剤とを混合・分散処理する分散工程で得られた分散液を、レーザー回折式粒度分布測定装置(HORIBA社製、製品名「LA-950」)を用い、波長630nmの透過率を88%に調整し、粒度分布を測定する。そして、得られた粒度分布の累積50%の粒子径から、カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径D50を算出できる。
<Median diameter D50>
Here, in the carbon nanotube dispersion liquid of the fourth embodiment of the present invention, the median diameter of the carbon nanotubes in the carbon nanotube dispersion liquid is 9 μm or less. With such a configuration, the elastomer crosslinked product formed by the carbon nanotube dispersion has further excellent CNT dispersibility, and even when stored at a higher temperature, the hardness change is as low as ± 6 points or less, which is sufficient. Can ensure high heat resistance. From the viewpoint of further improving the heat resistance of the crosslinked elastomer, the median diameter of the carbon nanotubes is preferably 5 μm or less. Here, in the present invention, the median diameter can be measured by, for example, the following method. That is, the dispersion liquid obtained in the dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, carbon nanotubes, and solvent was used with a laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by HORIBA, product name "LA-950"). The transmittance at a wavelength of 630 nm is adjusted to 88%, and the particle size distribution is measured. Then, the median diameter D50 of the carbon nanotubes in the carbon nanotube dispersion can be calculated from the particle diameter of 50% of the cumulative particle size distribution obtained.

(エラストマー組成物の製造方法)
本発明のエラストマー組成物の製造方法は、フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理して前述した本発明のカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、得られた本発明のカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物としてのエラストマー組成物を得る乾燥工程を備える。したがって、得られる前記エラストマー組成物は、フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含み、任意に、架橋剤及び添加剤等を含有する。ここで、前記分散工程は、上述したCNT分散液の調製方法を用いて実施することができる。また、前記乾燥工程は、溶剤を除去できればよく、例えば、凝固法、キャスト法、および乾燥法などの既知の方法を用いることができる。
(Manufacturing method of elastomer composition)
The method for producing an elastomer composition of the present invention comprises a dispersion step of mixing and dispersing a fluorine-containing elastomer, carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain the carbon nanotube dispersion liquid of the present invention described above. The present invention comprises a drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid of the present invention to obtain an elastomer composition as a dried product. Therefore, the obtained elastomer composition contains a fluorine-containing elastomer, carbon nanotubes, and optionally a cross-linking agent, an additive, and the like. Here, the dispersion step can be carried out by using the method for preparing the CNT dispersion liquid described above. Further, in the drying step, it is sufficient that the solvent can be removed, and for example, known methods such as a coagulation method, a casting method, and a drying method can be used.

<架橋剤>
前記架橋剤としては、特に限定されないが、前記エラストマー組成物中のフッ素含有エラストマーを架橋可能な既知の架橋剤を用いることができる。このような架橋剤としては、例えば、パーオキサイド系架橋剤、ビスフェノール系架橋剤、ジアミン系架橋剤、トリアジン系架橋剤、オキサゾール系架橋剤、イミダゾール系架橋剤、チアゾール系架橋剤が挙げられる。なお、架橋剤は、1種単独で、又は、2種以上を混合して用いることができる。また、エラストマー組成物中の架橋剤の含有量は、特に限定されず、既知のエラストマー組成物中において通常使用する量とすることができる。
<Crosslinking agent>
The cross-linking agent is not particularly limited, but a known cross-linking agent capable of cross-linking the fluorine-containing elastomer in the elastomer composition can be used. Examples of such a cross-linking agent include a peroxide-based cross-linking agent, a bisphenol-based cross-linking agent, a diamine-based cross-linking agent, a triazine-based cross-linking agent, an oxazole-based cross-linking agent, an imidazole-based cross-linking agent, and a thiazole-based cross-linking agent. The cross-linking agent may be used alone or in combination of two or more. Further, the content of the cross-linking agent in the elastomer composition is not particularly limited, and can be an amount usually used in a known elastomer composition.

<添加剤>
前記添加剤としては、特に限定されることなく、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、着色剤、発泡剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、軟化剤、粘着付与剤、可塑剤、離型剤、防臭剤、香料などを挙げることができる。より具体的な添加剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどが挙げられる。なお、添加剤は、1種単独で、又は、2種以上を混合して用いることができる。またエラストマー組成物中の添加剤の含有量は、特に限定されず、既知のエラストマー組成物中において通常使用する量とすることができる。例えば、エラストマー組成物中の添加剤の含有量は、フッ素含有エラストマー100質量部当たり5質量部以上40質量部以下とすることができる。
<Additives>
The additive is not particularly limited, and is not particularly limited, and is a dispersant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a pigment, a colorant, a foaming agent, an antioxidant, a flame retardant, a lubricant, and a softening agent. Examples thereof include agents, tackifiers, plasticizers, mold release agents, deodorants, and fragrances. More specific additives include, for example, carbon black, silica, talc, barium sulfate, calcium carbonate, clay, magnesium oxide, calcium hydroxide and the like. The additive may be used alone or in combination of two or more. The content of the additive in the elastomer composition is not particularly limited, and can be an amount normally used in a known elastomer composition. For example, the content of the additive in the elastomer composition can be 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less per 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer.

<混練工程>
本発明のエラストマー組成物の製造方法は、前記乾燥工程の後に、前記乾燥物に架橋剤や任意の添加剤を混合して架橋性組成物を得る混練工程を備えることができる。すなわち、前記混練工程は、前記乾燥物と、前記架橋剤と、任意の添加剤とを混練することにより、架橋性組成物を得ることができる。当該混練工程は、例えば、ミキサー、一軸混練機、二軸混練機、ロール、加圧ニーダー、ブラベンダー(登録商標)、押出機などを用いて行うことができる。
<Kneading process>
The method for producing an elastomer composition of the present invention can include, after the drying step, a kneading step of mixing the dried product with a cross-linking agent or an arbitrary additive to obtain a cross-linking composition. That is, in the kneading step, a crosslinkable composition can be obtained by kneading the dried product, the crosslinking agent, and any additive. The kneading step can be performed using, for example, a mixer, a uniaxial kneader, a biaxial kneader, a roll, a pressure kneader, a lavender (registered trademark), an extruder and the like.

<架橋工程>
また、本発明のエラストマー組成物の製造方法は、前記混練工程で得られた架橋性組成物を架橋してエラストマー架橋物を得る架橋工程を備えることができる。前記架橋工程は、架橋性組成物を加熱することにより架橋反応を行ってエラストマー架橋物を得ることができる。前記架橋工程は、例えば、架橋性組成物を所望の形状の金型に投入して加熱することで、プレス成形と架橋工程とを同時に行うことができる。また、架橋性組成物を所望の形状の金型に投入して加熱することで、プレス成形と一次架橋とを同時に行なった後に、得られた一次架橋物をギヤーオーブン等の加熱装置により再度加熱することで二次架橋を行うこともできる。なお、架橋反応の温度および時間等の条件は、適宜設定できる。
<Crosslinking process>
Further, the method for producing an elastomer composition of the present invention can include a cross-linking step of cross-linking the cross-linking composition obtained in the kneading step to obtain an elastomer cross-linked product. In the cross-linking step, the cross-linking reaction can be carried out by heating the cross-linking composition to obtain an elastomer cross-linked product. In the cross-linking step, for example, the cross-linking composition can be put into a mold having a desired shape and heated, so that the press molding and the cross-linking step can be performed at the same time. Further, by putting the crosslinkable composition into a mold having a desired shape and heating it, press molding and primary crosslinking are performed at the same time, and then the obtained primary crosslinked product is heated again by a heating device such as a gear oven. By doing so, secondary cross-linking can also be performed. Conditions such as the temperature and time of the crosslinking reaction can be appropriately set.

<成形工程>
また、本発明のエラストマー組成物の製造方法は、前記エラストマー架橋物の形状を固定化した成形体を得る成形工程を備えることができる。前記成形工程は、例えば、射出成形、押出成形、プレス成形、ロール成形などの任意の方法で実施できる。前記成形工程で得られた成形体は、CNTがフッ素含有エラストマー中に良好に分散しているため、導電性、熱伝導性、及び強度などの特性に優れる。
<Molding process>
In addition, the method for producing an elastomer composition of the present invention can include a molding step for obtaining a molded product in which the shape of the crosslinked elastomer is fixed. The molding step can be carried out by any method such as injection molding, extrusion molding, press molding, roll molding and the like. The molded product obtained in the molding step is excellent in properties such as conductivity, thermal conductivity, and strength because CNTs are well dispersed in the fluorine-containing elastomer.

<成形体の用途>
前記成形体は、例えば、自動車部品、空調機器、制御機器、給水・給湯機器、高温蒸気装置、半導体装置、食品加工処理装置、分析・理化学機器、液体貯蔵装置及び圧力スイッチ装置、ペイント・塗装設備、印刷・塗布設備、OA機器、燃料電池周辺機器並びに、石油掘削分野及び医療分野などの分野で使用される、高温環境下において高い引張強度及び高い伸びが要求される各種部品として好適に用いることができる。 具体的に、前記成形体は、ホース、シール材、ベルト、防振ゴム、ダイヤフラム、中空ゴム成形体、ロール、チューブなどとして用いることができる。
<Use of molded product>
The molded body includes, for example, automobile parts, air conditioning equipment, control equipment, water / hot water supply equipment, high temperature steam equipment, semiconductor equipment, food processing equipment, analysis / physics and chemistry equipment, liquid storage equipment and pressure switch equipment, paint / painting equipment. , Printing / coating equipment, OA equipment, fuel cell peripheral equipment, and various parts that require high tensile strength and high elongation in high temperature environments, which are used in fields such as oil drilling and medical fields. Can be done. Specifically, the molded body can be used as a hose, a sealing material, a belt, a vibration-proof rubber, a diaphragm, a hollow rubber molded body, a roll, a tube, or the like.

前記ホースとしては、特に限定されず、例えば、燃料ホース、ターボエアーホース、オイルホース、ラジエーターホース、ヒーターホース、ウォーターホース、バキュームブレーキホース、コントロールホース、エアコンホース、ブレーキホース、パワーステアリングホース、エアーホース、マリンホース、ライザー、フローラインなどの各種ホースが挙げることができる。 The hose is not particularly limited, and for example, a fuel hose, a turbo air hose, an oil hose, a radiator hose, a heater hose, a water hose, a vacuum brake hose, a control hose, an air conditioner hose, a brake hose, a power steering hose, and an air hose. , Marine hoses, risers, flow lines and other hoses can be mentioned.

前記シール材としては、特に限定されず、例えば、О-リング、パッキン、オイルシール、シャフトシール、ベアリングシール、メカニカルシール、ウェルヘッドシール、電気・電子機器用シール、空気圧機器用シールなどの各種シールが挙げることができる。
前記ベルトとしては、特に限定されず、例えば、動力伝達ベルト、搬送ベルトなどの各種ベルトが挙げることができる。
前記防振ゴムとしては、特に限定されず、例えば、自動車用防振ゴムなどの各種防振ゴムが挙げることができる。
The sealing material is not particularly limited, and for example, various seals such as О-ring, packing, oil seal, shaft seal, bearing seal, mechanical seal, well head seal, seal for electric / electronic equipment, and seal for pneumatic equipment. Can be mentioned.
The belt is not particularly limited, and examples thereof include various belts such as a power transmission belt and a conveyor belt.
The vibration-proof rubber is not particularly limited, and examples thereof include various vibration-proof rubbers such as vibration-proof rubbers for automobiles.

前記ダイヤフラムとしては、特に限定されず、例えば、燃料系、排気系、ブレーキ系、駆動系、点火系などの自動車エンジン用ダイヤフラム;ポンプ用ダイヤフラム;バルブ用ダイヤフラム;フィルタープレス用ダイヤフラム;ブロワー用ダイヤフラム;などの各種ダイヤフラムが挙げることができる。 The diaphragm is not particularly limited, and for example, a diaphragm for an automobile engine such as a fuel system, an exhaust system, a brake system, a drive system, and an ignition system; a diaphragm for a pump; a diaphragm for a valve; a diaphragm for a filter press; a diaphragm for a blower; Various diaphragms such as can be mentioned.

前記中空ゴム成形体としては、特に限定されず、例えば、タイヤ製造用ブラダー、タイヤ加硫用ブラダーなどの各種ブラダー;フレキシブルジョイント、エキスパンションジョイントなどの各種ジョイント;ジョイントブーツ、ラックアンドピニオンステアリングブーツ、ピンブーツ、ピストンブーツなどの各種ブーツ;プライマーバルブなどの各種バルブ;等が挙げることができる。 The hollow rubber molded body is not particularly limited, and for example, various bladder such as a tire manufacturing bladder and a tire vulcanizing bladder; various joints such as a flexible joint and an expansion joint; joint boots, rack and pinion steering boots, and pin boots. , Various boots such as piston boots; various valves such as primer valves; and the like.

前記ロールとしては、特に限定されず、例えば、印刷ロール;塗布ロール;プリンターなどコピー用ロール;等が挙げることができる。 The roll is not particularly limited, and examples thereof include a print roll; a coating roll; a copy roll such as a printer; and the like.

前記チューブとしては、特に限定されず、例えば、分析機器類のチューブ;ポンプ、反応器、撹拌機、混合機類のチューブ;プリンターなどインキ用チューブ;半導体製造装置用ポンプなどのチューブ;燃料電池用チューブ;高腐食ガス性を要求されるチューブ;等が挙げることができる。 The tube is not particularly limited, and is, for example, a tube for analytical instruments; a tube for pumps, reactors, stirrers, mixers; a tube for inks such as printers; a tube for pumps for semiconductor manufacturing equipment; for fuel cells. Tubes; tubes that require high corrosive gas properties; etc. can be mentioned.

前記エラストマー組成物からなるエラストマー架橋物は、硬度が70~90であることが好ましく、特に、330℃下に70時間静置した後でも、硬度変化が±6ポイント以下と小さいことが好ましい。 The crosslinked elastomer composed of the elastomer composition preferably has a hardness of 70 to 90, and particularly preferably has a small change in hardness of ± 6 points or less even after being allowed to stand at 330 ° C. for 70 hours.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, "%" and "part" representing quantities are based on mass unless otherwise specified.

本実施例及び比較例において、レーザー回折式粒度分布のメジアン径D50、画像処理により得られたカーボンナノチューブ集合体(CNT集合体)の面積率、面積の平均値、垂直方向フェレ径の平均値、エラストマー架橋物の硬度変化は、それぞれ以下の方法を使用して測定または評価した。 In this example and the comparative example, the median diameter D50 of the laser diffraction type particle size distribution, the area ratio of the carbon nanotube aggregate (CNT aggregate) obtained by image processing, the average value of the area, the average value of the vertical ferret diameter, The change in hardness of the crosslinked elastomer was measured or evaluated using the following methods, respectively.

<レーザー回折式粒度分布のD50>
フッ素含有エラストマーとカーボンナノチューブと溶剤とを混合・分散処理する分散工程で得られた分散液を、レーザー回折式粒度分布測定装置(HORIBA社製、製品名「LA-950」)を用い、波長630nmの透過率を88%に調整し、粒度分布を測定した。そして、得られた粒度分布の累積50%の粒子径からメジアン径D50を算出した。
<D50 of laser diffraction type particle size distribution>
A dispersion liquid obtained in a dispersion step of mixing and dispersing a fluorine-containing elastomer, carbon nanotubes, and a solvent is prepared using a laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by HORIBA, product name "LA-950") at a wavelength of 630 nm. The transmittance was adjusted to 88% and the particle size distribution was measured. Then, the median diameter D50 was calculated from the particle size of the cumulative 50% of the obtained particle size distribution.

<カーボンナノチューブ集合体の面積率、面積の平均値、垂直方向フェレ径の平均値>
フッ素含有エラストマーとカーボンナノチューブと溶剤とを混合・分散処理する分散工程で得られた分散液を、分散処理で用いた溶剤でカーボンナノチューブ濃度が0.008wt%になるように希釈した。得られたカーボンナノチューブ濃度が0.008wt%の希釈液をスライドガラスに滴下、カバーガラスを被せ密封し、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製、製品名「VHX-900」)を用い、1.5mm×1mmの視野(倍率200倍)を側射照明にて観察し、画像を得た。画像処理ソフト(三谷商事社製、製品名「WinROOF2015」)を用い、得られた画像を二値化処理後、画像中のカーボンナノチューブが凝集したカーボンナノチューブ集合体(CNT集合体)の面積を計測し、1.5mm×1mm範囲内のCNT集合体の合計面積(Sc)を求めた。そして、下記式に示す通り、観察視野面積(St)に占めるCNT集合体の合計面積(Sc)の割合を百分率で算出することで、CNT集合体の面積率(S)を求めることができる。
S=(Sc/St)×100 (%)
CNT集合体の面積を800個以上計測し、その平均値を面積の平均値として求めた。
CNT集合体の垂直方向フェレ径を800個以上計測し、平均値を垂直方向フェレ径の平均値として求めた。なお、垂直方向フェレ径とは、物体の長軸方向の外接長方形を求めて、物体の長軸に垂直な方向のフェレ径を示す。
<Area ratio of carbon nanotube aggregate, average value of area, average value of vertical ferret diameter>
The dispersion obtained in the dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes and the solvent was diluted with the solvent used in the dispersion treatment so that the carbon nanotube concentration was 0.008 wt%. A diluted solution having a carbon nanotube concentration of 0.008 wt% was dropped onto a slide glass, covered with a cover glass, sealed, and used with a digital microscope (product name "VHX-900" manufactured by Keyence), 1.5 mm ×. An image was obtained by observing a 1 mm field of view (magnification 200 times) with side-illuminated illumination. After binarizing the obtained image using image processing software (manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd., product name "WinROOF2015"), the area of the carbon nanotube aggregate (CNT aggregate) in which the carbon nanotubes in the image are aggregated is measured. Then, the total area (Sc) of the CNT aggregates within the range of 1.5 mm × 1 mm was obtained. Then, as shown in the following formula, the area ratio (S) of the CNT aggregate can be obtained by calculating the ratio of the total area (Sc) of the CNT aggregate to the observation visual field area (St) as a percentage.
S = (Sc / St) x 100 (%)
The area of 800 or more CNT aggregates was measured, and the average value was obtained as the average value of the area.
800 or more vertical ferret diameters of the CNT aggregate were measured, and the average value was obtained as the average value of the vertical ferret diameters. The vertical ferret diameter refers to the ferret diameter in the direction perpendicular to the long axis of the object by obtaining the circumscribing rectangle in the long axis direction of the object.

<硬度変化>
実施例および比較例で得られたシート状のエラストマー架橋物を、ダンベル試験片状(JIS3号)に打ち抜き、試験片を作製した。自動ゴム硬度計(高分子計器社製、製品名「自動ゴム硬度計P1-A型」)を用い、JIS K6253-3:2012に準拠して、試験温度23℃、試験湿度50%の条件下で硬度を測定することで、常態の硬度Hを測定した。ダンベル試験片を330℃のオーブン(光洋サーモシステム社製、型式「INH-9CD-S」)で、大気下、70時間、熱処理をし、熱老化後の試験片を作製した。熱老化後の試験片を自動ゴム硬度計(高分子計器社製、製品名「自動ゴム硬度計P1-A型」)を用い、JIS K6253-3:2012に準拠して、試験温度23℃、試験湿度50%の条件下で硬度を測定することで、330℃熱老化後の硬度Hを測定した。そして、下記式に示す通り、常態の硬度Hと330℃熱老化後の硬度Hとの差分から、硬度変化ΔHを算出した。
ΔH=H-H
<Hardness change>
The sheet-shaped elastomer crosslinked products obtained in Examples and Comparative Examples were punched into dumbbell test pieces (JIS No. 3) to prepare test pieces. Using an automatic rubber hardness tester (manufactured by Polymer Meter Co., Ltd., product name "Automatic rubber hardness tester P1-A type"), in accordance with JIS K6253-3: 2012, under the conditions of test temperature 23 ° C and test humidity 50%. The normal hardness HA was measured by measuring the hardness with. The dumbbell test piece was heat-treated in an oven at 330 ° C. (manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd., model "INH-9CD-S") for 70 hours in the atmosphere to prepare a test piece after heat aging. The test piece after heat aging was used with an automatic rubber hardness tester (manufactured by Polymer Meter Co., Ltd., product name "automatic rubber hardness tester P1-A type"), and the test temperature was 23 ° C. in accordance with JIS K6253-3: 2012. By measuring the hardness under the condition of the test humidity of 50%, the hardness HB after heat aging at 330 ° C. was measured. Then, as shown in the following formula, the hardness change ΔH was calculated from the difference between the normal hardness HA and the hardness H B after heat aging at 330 ° C.
ΔH = H B - HA

(実施例1)
<カーボンナノチューブ分散液の調製>
<<分散工程>>
溶剤としての3M社製のノベック(登録商標)7300を1899gに、フッ素含有エラストマーとしてのFFKM(AGC社製、商品名「Aflas PM-1100」)100部(100g)を加え、温度20℃で12時間撹拌してフッ素含有エラストマーを溶解させて、フッ素含有エラストマー溶液を得た(溶解ステップ)。
(Example 1)
<Preparation of carbon nanotube dispersion liquid>
<< Dispersion process >>
Add 100 parts (100 g) of FFKM (trade name "Aflas PM-1100" manufactured by AGC) as a fluorine-containing elastomer to 1899 g of Novec (registered trademark) 7300 manufactured by 3M as a solvent, and 12 at a temperature of 20 ° C. The fluorine-containing elastomer was dissolved by stirring for a time to obtain a fluorine-containing elastomer solution (dissolution step).

次に、フッ素含有エラストマー溶液に対し、カーボンナノチューブとしてのSGCNT(ゼオンナノテクノロジー社製、製品名「ZEONANO SG101」、平均直径:3.4nm、BET比表面積:1350m/g、t-プロットは上に凸)1部(1g)を加え、撹拌機(PRIMIX社製、ラボ・リューション(登録商標)、撹拌部:ホモディスパー)を用い、温度20℃で30分間撹拌した。更に、ビーズミル(淺田鉄工社製、商品名「ナノミル NM-G1.4L」、分散メディアとしてジルコニアビーズ(分散メディアの平均直径:0.65mm)を用い、SGCNTを加えたフッ素含有エラストマー溶液を、温度40℃で3パス分散処理して(分散処理の条件:周速12.5m/s、吐出量74g/分)、カーボンナノチューブ分散液を得た(分散処理ステップ)。 Next, for the fluorine-containing elastomer solution, SGCNT as a carbon nanotube (manufactured by Zeon Nanotechnology, product name "ZEONANO SG101", average diameter: 3.4 nm, BET specific surface area: 1350 m 2 / g, t-plot is above. 1 part (1 g) was added, and the mixture was stirred at a temperature of 20 ° C. for 30 minutes using a stirrer (manufactured by PRIMIX, Lab Solution (registered trademark), stirring part: homodisper). Further, a bead mill (manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd., trade name "Nanomill NM-G1.4L", zirconia beads (average diameter of dispersed media: 0.65 mm) as a dispersed medium was used, and a fluorine-containing elastomer solution containing SGCNT was added to the temperature. A 3-pass dispersion treatment was performed at 40 ° C. (dispersion treatment conditions: peripheral speed 12.5 m / s, discharge rate 74 g / min) to obtain a carbon nanotube dispersion liquid (dispersion treatment step).

得られた分散処理液を用い、分散液のレーザー回折式粒度分布測定、デジタルマイクロスコープ観察および画像処理を行い、分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径D50、画像処理により得られたカーボンナノチューブ集合体の面積率、面積の平均値、垂直方向フェレ径の平均値を求めた。結果を表1に示す。 Using the obtained dispersion treatment liquid, laser diffraction type particle size distribution measurement of the dispersion liquid, digital microscope observation and image processing were performed, the median diameter D50 of the carbon nanotubes in the dispersion liquid, and the carbon nanotube aggregate obtained by the image processing. The area ratio, the average value of the area, and the average value of the vertical ferret diameter were obtained. The results are shown in Table 1.

<乾燥工程>
その後、得られた分散液を2000gのメチルエチルケトン(MEK)へ滴下し、凝固させて黒色固体を得た。得られた黒色固体を120℃で12時間減圧乾燥し、フッ素含有エラストマーとSGCNTとの混合物を得た(乾燥工程)。
<Drying process>
Then, the obtained dispersion was added dropwise to 2000 g of methyl ethyl ketone (MEK) and coagulated to obtain a black solid. The obtained black solid was dried under reduced pressure at 120 ° C. for 12 hours to obtain a mixture of a fluorine-containing elastomer and SGCNT (drying step).

<混練工程>
50℃のオープンロールを用い、前記混合物101部と、架橋剤としてのトリアリルイソシアヌレート(日本化成社製、製品名「TAIC(登録商標)」)3部及び2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン(日本油脂社製、商品名「パーヘキサ(登録商標)25B-40」2部とを混練し、架橋性組成物を得た(混練工程)。
<Kneading process>
Using an open roll at 50 ° C., 101 parts of the mixture, 3 parts of triallyl isocyanurate (manufactured by Nihon Kasei Co., Ltd., product name "TAIC (registered trademark)") and 2,5-dimethyl-2,5 as a cross-linking agent. -Di (t-butylperoxy) hexane (manufactured by Nihon Kasei Co., Ltd., trade name "Perhexa (registered trademark) 25B-40" was kneaded with 2 parts to obtain a crosslinkable composition (kneading step).

<エラストマー架橋物>
得られた架橋性組成物を金型に投入し、温度150℃、圧力10MPaで20分間架橋させて、一次加硫後のシート状の架橋物(長さ:150mm、幅:150mm、厚さ:2mm)を得た。次いで、250℃のギヤ―オーブン(東洋精機社製、型式「S60」)で4時間熱処理することで、二次加硫後のシート状のエラストマー架橋物を得た。このエラストマー架橋物について、330℃、70時間熱老化後の硬度変化を求めた。結果を表1に示す。
<Elastomer crosslinked product>
The obtained crosslinkable composition was put into a mold and crosslinked at a temperature of 150 ° C. and a pressure of 10 MPa for 20 minutes to form a sheet-like crosslinked product after primary vulcanization (length: 150 mm, width: 150 mm, thickness:: 2 mm) was obtained. Then, it was heat-treated in a gear oven (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., model "S60") at 250 ° C. for 4 hours to obtain a sheet-shaped elastomer crosslinked product after secondary vulcanization. The hardness change of this elastomer crosslinked product after heat aging at 330 ° C. for 70 hours was determined. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
フッ素含有エラストマー溶液に対して添加するSGCNTの量を4部(4g)に変更し、更に、ビーズミルの分散メディアであるジルコニアビーズの分散メディアの平均直径を0.50mmに変更した以外は実施例1と同様にして、分散液、及びシート状のエラストマー架橋物を作製した。同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
Example 1 except that the amount of SGCNT added to the fluorine-containing elastomer solution was changed to 4 parts (4 g), and the average diameter of the dispersed media of zirconia beads, which is the dispersed medium of the bead mill, was changed to 0.50 mm. In the same manner as above, a dispersion liquid and a sheet-shaped elastomer crosslinked product were prepared. Various measurements were made in the same manner. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
フッ素含有エラストマー溶液に対して添加するSGCNTの量を1部(1g)に変更した以外は実施例2と同様にして、分散液、及びシート状のエラストマー架橋物を作製した。同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
A dispersion and a sheet-shaped crosslinked elastomer were prepared in the same manner as in Example 2 except that the amount of SGCNT added to the fluorine-containing elastomer solution was changed to 1 part (1 g). Various measurements were made in the same manner. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
ビーズミルに替えてジェットミル(吉田機械興業社製、商品名「L-ES007」)を用いて分散処理(分散処理条件:圧力100MPa、パス回数7回)を行った以外は実施例1と同様にして、分散液、及びシート状のエラストマー架橋物を作製した。同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The same as in Example 1 except that the dispersion treatment (dispersion treatment conditions: pressure 100 MPa, number of passes 7 times) was performed using a jet mill (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd., trade name "L-ES007") instead of the bead mill. To prepare a dispersion liquid and a sheet-shaped elastomer crosslinked product. Various measurements were made in the same manner. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
フッ素含有エラストマー溶液を調製する際に、フッ素含有エラストマーとしてFKM(ケマーズ社製、製品名「Viton GBL600S」)100部(100g)、溶剤としてメチルエチルケトン(MEK、富士フイルム和光純薬社製)1899gを用い、更に、得られた分散液を4000gの2-プロパノール(富士フイルム和光純薬社製)へ滴下し、凝固させて黒色固体を得た以外は、実施例2と同様にして、分散液、及びシート状のエラストマー架橋物を作製した。同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
When preparing a fluorine-containing elastomer solution, 100 parts (100 g) of FKM (manufactured by Chemers, product name "Viton GBL600S") and 1899 g of methyl ethyl ketone (MEK, manufactured by Fujifilm Wako Junyaku Co., Ltd.) were used as the fluorine-containing elastomer. Further, the obtained dispersion was dropped onto 4000 g of 2-propanol (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and solidified to obtain a black solid, but the dispersion and the dispersion were obtained in the same manner as in Example 2. A sheet-shaped elastomer crosslinked product was prepared. Various measurements were made in the same manner. The results are shown in Table 1.

Figure 2022086911000001
Figure 2022086911000001

表1より、所定のメジアン径D50、カーボンナノチューブ集合体の面積率、面積の平均値、垂直方向フェレ径の平均値を満たす実施例1~3のカーボンナノチューブ分散液を用いて製造したエラストマー架橋物は、所定のメジアン径D50、カーボンナノチューブ集合体の面積率、面積の平均値、垂直方向フェレ径の平均値のいずれも満たさない比較例1、2のカーボンナノチューブ分散液を用いて製造したエラストマー架橋物と比較し、温度330℃での熱老化後の硬度変化が小さいことが分かる。 From Table 1, the elastomer crosslinked product produced using the carbon nanotube dispersions of Examples 1 to 3 satisfying the predetermined median diameter D50, the area ratio of the carbon nanotube aggregate, the average value of the area, and the average value of the vertical ferret diameter. Is an elastomer bridge produced using the carbon nanotube dispersions of Comparative Examples 1 and 2 that do not satisfy any of the predetermined median diameter D50, the area ratio of the carbon nanotube aggregate, the average value of the area, and the average value of the vertical ferret diameter. It can be seen that the change in hardness after heat aging at a temperature of 330 ° C. is smaller than that of the product.

本発明のカーボンナノチューブ分散液およびエラストマー組成物の製造方法によれば、300℃を超えるような高温下であっても十分なゴム性能を発揮するエラストマー架橋物を提供することができる。
According to the method for producing a carbon nanotube dispersion liquid and an elastomer composition of the present invention, it is possible to provide an elastomer crosslinked product that exhibits sufficient rubber performance even at a high temperature of over 300 ° C.

Claims (18)

フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、
前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の占める割合としての面積率が1.0%以下となる、カーボンナノチューブ分散液。
A carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution.
For the carbon nanotube dispersion liquid, prepare a preparation dispersion liquid prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008% by mass, and use an optical microscope to prepare the preparation dispersion liquid in a range of 1.5 mm × 1 mm. A carbon nanotube dispersion having an area ratio of 1.0% or less as a proportion of CNT aggregates in which the carbon nanotubes are aggregated within the above range when observed.
フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、
前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積の平均値が60μm以下となる、カーボンナノチューブ分散液。
A carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution.
For the carbon nanotube dispersion liquid, prepare a prepared dispersion liquid prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008 mass%, and use an optical microscope to prepare the prepared dispersion liquid in a range of 1.5 mm × 1 mm. A carbon nanotube dispersion having an average value of 60 μm 2 or less in the area of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated within the above range when observed.
フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、
前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値が6μm以下となる、カーボンナノチューブ分散液。
A carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution.
For the carbon nanotube dispersion liquid, prepare a preparation dispersion liquid prepared so that the carbon nanotube concentration is 0.008% by mass, and use an optical microscope to prepare the preparation dispersion liquid in a range of 1.5 mm × 1 mm. A carbon nanotube dispersion having an average value of 6 μm or less in the vertical ferret diameter of the CNT aggregate in which the carbon nanotubes are aggregated within the above range when observed.
フッ素含有エラストマーが溶剤に溶解したエラストマー溶液と、前記エラストマー溶液に分散したカーボンナノチューブと、を備えるカーボンナノチューブ分散液であって、
前記カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径が9μm以下である、カーボンナノチューブ分散液。
A carbon nanotube dispersion liquid comprising an elastomer solution in which a fluorine-containing elastomer is dissolved in a solvent and carbon nanotubes dispersed in the elastomer solution.
A carbon nanotube dispersion liquid in which the median diameter of the carbon nanotubes in the carbon nanotube dispersion liquid is 9 μm or less.
請求項1~4のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液において、
前記フッ素含有エラストマーは、パーフルオロエラストマー(FFKM)である、カーボンナノチューブ分散液。
In the carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 1 to 4.
The fluorine-containing elastomer is a carbon nanotube dispersion liquid which is a perfluoroelastomer (FFKM).
請求項1~5のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液において、
前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含有する、カーボンナノチューブ分散液。
In the carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 1 to 5.
The carbon nanotube is a carbon nanotube dispersion liquid containing a single-walled carbon nanotube.
請求項1~6のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液において、
前記カーボンナノチューブは、前記フッ素含有エラストマー100質量部に対して、0.1~10質量部含まれる、カーボンナノチューブ分散液。
In the carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 1 to 6.
The carbon nanotube is a carbon nanotube dispersion liquid contained in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer.
請求項1~7のいずれかに記載のカーボンナノチューブ分散液において、
前記溶剤は、フッ素系溶剤である、カーボンナノチューブ分散液。
In the carbon nanotube dispersion liquid according to any one of claims 1 to 7.
The solvent is a carbon nanotube dispersion liquid which is a fluorine-based solvent.
フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、
前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、
得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、
前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液が、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積率が1.0%以下となるように分散処理を行う、エラストマー組成物の製造方法。
A method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes.
A dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid.
A drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product is provided.
In the dispersion step, a prepared dispersion prepared so that the obtained carbon nanotube dispersion has a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass is prepared, and the prepared dispersion is prepared using an optical microscope. A method for producing an elastomer composition, wherein the dispersion treatment is performed so that the area ratio of the CNT aggregates in which the carbon nanotubes are aggregated is 1.0% or less in the range when observed in the range of .5 mm × 1 mm. ..
フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、
前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、
得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、
前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液が、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の面積の平均値が60μm以下となるように分散処理を行う、エラストマー組成物の製造方法。
A method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes.
A dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid.
A drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product is provided.
In the dispersion step, a prepared dispersion prepared so that the obtained carbon nanotube dispersion has a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass is prepared, and the prepared dispersion is prepared using an optical microscope. A method for producing an elastomer composition, wherein the dispersion treatment is performed so that the average value of the area of the CNT aggregates in which the carbon nanotubes are aggregated is 60 μm 2 or less when observed in the range of .5 mm × 1 mm. ..
フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、
前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、
得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、
前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液が、前記カーボンナノチューブ濃度が0.008質量%となるように調製した調製分散液を作製して、前記調製分散液について、光学顕微鏡を用いて1.5mm×1mmの範囲で観察した際に、前記範囲内において、前記カーボンナノチューブが凝集したCNT集合体の垂直方向フェレ径の平均値が6μm以下となるように分散処理を行う、エラストマー組成物の製造方法。
A method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes.
A dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid.
A drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product is provided.
In the dispersion step, a prepared dispersion prepared so that the obtained carbon nanotube dispersion has a carbon nanotube concentration of 0.008% by mass is prepared, and the prepared dispersion is prepared using an optical microscope. An elastomer composition that is subjected to dispersion treatment so that the average value of the vertical ferret diameter of the CNT aggregates in which the carbon nanotubes are aggregated is 6 μm or less when observed in a range of .5 mm × 1 mm. Production method.
フッ素含有エラストマーと、カーボンナノチューブと、を含むエラストマー組成物の製造方法であって、
前記フッ素含有エラストマーと、前記カーボンナノチューブと、前記フッ素含有エラストマーを溶解可能な溶剤と、を混合分散処理してカーボンナノチューブ分散液を得る分散工程と、
得られたカーボンナノチューブ分散液から前記溶剤を除去して乾燥物を得る乾燥工程と、を備え、
前記分散工程は、得られる前記カーボンナノチューブ分散液中のカーボンナノチューブのメジアン径が9μm以下となるように分散処理を行う、エラストマー組成物の製造方法。
A method for producing an elastomer composition containing a fluorine-containing elastomer and carbon nanotubes.
A dispersion step of mixing and dispersing the fluorine-containing elastomer, the carbon nanotubes, and a solvent capable of dissolving the fluorine-containing elastomer to obtain a carbon nanotube dispersion liquid.
A drying step of removing the solvent from the obtained carbon nanotube dispersion liquid to obtain a dried product is provided.
The dispersion step is a method for producing an elastomer composition, wherein the dispersion treatment is performed so that the median diameter of the carbon nanotubes in the obtained carbon nanotube dispersion liquid is 9 μm or less.
請求項9~12のいずれかに記載のエラストマー組成物の製造方法において、
前記フッ素含有エラストマーは、パーフルオロエラストマー(FFKM)である、エラストマー組成物の製造方法。
In the method for producing an elastomer composition according to any one of claims 9 to 12.
The method for producing an elastomer composition, wherein the fluorine-containing elastomer is a perfluoroelastomer (FFKM).
請求項9~13のいずれかに記載のエラストマー組成物の製造方法において、
前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブを含有する、エラストマー組成物の製造方法。
In the method for producing an elastomer composition according to any one of claims 9 to 13.
The carbon nanotube is a method for producing an elastomer composition containing a single-walled carbon nanotube.
請求項9~14のいずれかに記載のエラストマー組成物の製造方法において、
前記カーボンナノチューブ分散液は、前記カーボンナノチューブを、前記フッ素含有エラストマー100質量部に対して、0.1~10質量部含有する、エラストマー組成物の製造方法。
In the method for producing an elastomer composition according to any one of claims 9 to 14.
The method for producing an elastomer composition, wherein the carbon nanotube dispersion liquid contains the carbon nanotubes in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluorine-containing elastomer.
請求項9~15のいずれかに記載のエラストマー組成物の製造方法において、
前記溶剤は、フッ素系溶剤である、エラストマー組成物の製造方法。
In the method for producing an elastomer composition according to any one of claims 9 to 15.
A method for producing an elastomer composition, wherein the solvent is a fluorine-based solvent.
請求項9~16のいずれかに記載のエラストマー組成物の製造方法において、
前記乾燥工程の後に、前記乾燥物と架橋剤とを混合して架橋性組成物を得る混練工程をさらに備える、エラストマー組成物の製造方法。
In the method for producing an elastomer composition according to any one of claims 9 to 16.
A method for producing an elastomer composition, further comprising a kneading step of mixing the dried product and a cross-linking agent to obtain a cross-linking composition after the drying step.
請求項17に記載のエラストマー組成物の製造方法において、
前記混練工程で得られた架橋性組成物を架橋してエラストマー架橋物を得る架橋工程をさらに備える、エラストマー組成物の製造方法。
In the method for producing an elastomer composition according to claim 17.
A method for producing an elastomer composition, further comprising a cross-linking step of cross-linking the cross-linking composition obtained in the kneading step to obtain an elastomer cross-linked product.
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