JP4925577B2 - Cntの配向・パターニング固化複合体とその製造方法 - Google Patents
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するカーボンナノチューブの破断方法。
(実施例1)
THFに0.5wt%のCNTを懸濁させ、CNT担持溶液を調整した。調整されたCNT担持溶液は、超音波発生装置に10分かけ予備分散した。この予備分散したCNT担持液体を上記の方法(1)で破断した。この破断されたCNTを遠心分離機械にかけて、CNT生成の際に出来た核や非晶性カーボンと、長さが約3μmから6μmのCNTとに分離した。この時の遠心分離機械の回転数は1000rpmから3000rpmで、時間は10分から30分である。
(実施例2)
図10に示すように、超伝導マグネットを用いて水平方向に10テスラの磁場を発生させた。不均一磁場を発生させるため、厚み300μm強磁性体である鉄箔と厚み300μm常磁性体であるアルミニウム箔を交互に積層した積層体を超伝導マグネットのボア内に磁場が箔を垂直に貫く方向に配置した。積層体上部に厚さ170μmのガラス基板を乗せ、そのガラス表面に実施例1で採取されたCNTとTHFの混合溶液を50μl、5%の2−エチルヘキサン酸銅のクロロホルム溶液を5μl滴下した。CNTは磁場強度の強い部分(アルミニウムの上部)に集まった。100μm積層体をもちいた場合でもはっきりした線状パターンを形成した。図11のaに示したように、得られた薄膜状の複合成形体aのCNTは膜面と平行な方向に配列していた。
(実施例3)
電磁石で2.4テスラの磁場を水平方向に発生させた。厚み100μm強磁性体である鉄箔と厚み100μ常磁性体であるアルミニウム箔を交互に積層した積層体を電磁石内に磁場が箔を垂直に貫く方向に配置した(図10)。CNTをN−methylpyrrolidoneを分散剤としてpolyamic acidに分散させた溶液を作成した。積層体上部に厚さ170μmのガラス基板を乗せ、CNTの分散溶液を滴下したのち、温度を70℃まで上げて固化させた。その後磁石から取り出し、400℃まで加熱してpolyamic acidをポリイミド化した。100μm積層体をもちいた場合でもはっきりした線状パターンを形成した。図11のaに示したように、得られた薄膜状の複合成形体aのCNTは膜面と平行な方向に配列していた。
(実施例4)
前記積層体の箔面と平行の方向に10テスラの磁場を印加した以外は実施例2と同様にして、CNT複合成形体を得た。しかしCNTは磁場強度の強い部分(Feの上部)に集まった。得られた薄膜状の複合成形体中のCNTは、図11のbに示したように、複合成形体の膜面と垂直方向に配列していた。
Claims (7)
- 固化可能な懸濁媒体に、凝集体を実質的に含まない、CNT(カーボンナノチューブ)を含有する均一懸濁体を均一磁場ないし制御された強度パターンを有する磁場に暴露することにより、磁場によりCNTを均一に配向、あるいは配向と所定のパターンにパターニングした後、懸濁媒体を固化するCNTの配向・パターニング固化複合体の製造方法であって、
前記CNTは、加圧されたカーボンナノチューブ担持液体を2流路に分岐させ、流出ノズルにて加速させ噴出させて再度合流する部分にて対向衝突させてカーボンナノチューブを破断するカーボンナノチューブ破断装置を用いてカーボンナノチューブを破断するに際し、
前記カーボンナノチューブ担持液体にかける圧力をA、カーボンナノチューブ破断装置にカーボンナノチューブ担持液体を通しての破断処理の繰り返し回数をBとしたとき、Aを100MPa以上、Bを10以上とし、しかもA×Bの値を1200以上とするカーボンナノチューブ破断方法によって破断されたものであり、
少なくとも60%のものが、各々の、長さが、3〜6μmの範囲であって、最大長(lm)が最小長(ls)の3倍以内(lm≦3ls)であることを特徴とするCNTの配向・パターニング固化複合体の製造方法。 - 強磁性体と、弱磁性体を交互に組み合わせた基板(磁場モジュレーター)を均一磁場中に挿入することにより強度分布をつけた磁場を用いてパターニングを行うことを特徴とする請求項1の製造方法。
- 懸濁媒体を冷却により固化させるか、高分子化するか、あるいはキャストすることにより懸濁媒体を固化させることを特徴とする請求項1または2の製造方法。
- 固化可能な懸濁媒体が、天然有機高分子、合成有機高分子および無機高分子のうちの少なくとも1種類以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかの製造方法。
- CNTの配合量は、固化可能な懸濁媒体に対して0.003〜10重量部であることを特徴とする請求項1から4のいずれかの製造方法。
- 磁場の強さは、磁束密度として1〜20テスラであることを特徴とする請求項1から5のいずれかの製造方法。
- 前記カーボンナノチューブ破断装置が、ほぼ円柱形の破断装置本体、該破断装置本体の一端に前記円柱の中心軸の周りのほぼ対称位置に配置された複数の供給ノズル、各供給ノズルから前記破断装置本体の軸方向他端方向に所定長延び、そこから再び前記破断装置本体の軸方向他端方向に所定長延びる流入通路、この流入通路から圧力が掛けられたカーボンナノチューブ担持液体が導入され、該カーボンナノチューブを破断する破断部材、および破断されたカーボンナノチューブを流出するため、一端が前記破断部材に連通し、他端が前記破断装置の他端に開口した流出通路を備え、前記破断部材が密着並置された硬質材料で形成されたほぼ円形の第一及び第二プレート部材を備え、前記第一プレート部材には、その板厚方向に延び、前記流入通路のサイズより小さく、該流入通路にそれぞれ連通した導入通路が設けられており、前記第一及び第二プレート部材の間には、前記破断装置本体の半径方向に延び、前記複数の導入通路の前記第二プレート部材側の端部を連通する第一処理通路、およびこの第一処理通路にほぼ直交する方向に所定長延び、中央部において、前記第一処理通路と連通する第二処理通路が形成され、そして前記第二プレート部材に、板厚方向に延び、一端が前記第二処理通路の端部に連通し、他端が前記流出通路に連通した複数の導出通路が設けられたカーボンナノチューブ破断装置であることを特徴とする請求項1から6のいずれかの製造方法。
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