KR20140112476A - 카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체 - Google Patents

카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체 Download PDF

Info

Publication number
KR20140112476A
KR20140112476A KR20147014890A KR20147014890A KR20140112476A KR 20140112476 A KR20140112476 A KR 20140112476A KR 20147014890 A KR20147014890 A KR 20147014890A KR 20147014890 A KR20147014890 A KR 20147014890A KR 20140112476 A KR20140112476 A KR 20140112476A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon nanotubes
carbon nanotube
layers
present
nanotube aggregate
Prior art date
Application number
KR20147014890A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101997946B1 (ko
Inventor
요헤이 마에노
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 닛토덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20140112476A publication Critical patent/KR20140112476A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101997946B1 publication Critical patent/KR101997946B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/04—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices according to size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158—Carbon nanotubes
    • C01B32/16—Preparation
    • C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/08—Aligned nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2202/00—Structure or properties of carbon nanotubes
    • C01B2202/20—Nanotubes characterized by their properties
    • C01B2202/34—Length
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/752—Multi-walled
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/753—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc. with polymeric or organic binder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/962—Specified use of nanostructure for carrying or transporting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

점착성이 작아서 취급성이 우수하고, 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것이 가능한 점탄성체의 재료를 제공한다. 또한, 그와 같은 재료를 사용한 점탄성체를 제공한다. 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는, 복수의 카본 나노 튜브를 구비하고, 상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고, 상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭이 10층 이상이며, 상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도가 25％ 이하이고, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 크다. 또한, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는, 복수의 카본 나노 튜브를 구비하고, 상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고, 상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 최빈값이 층수 10층 이하에 존재하고, 상기 최빈값의 상대 빈도가 30％ 이상이며, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 크다.

Description

카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체{CARBON NANOTUBE ASSEMBLY AND VISCOELASTIC BODY USING SAME}
본 발명은, 카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체에 관한 것이다.
점탄성체는 탄성과 점성이 우수한 밸런스를 갖기 때문에, 점착제의 재료로서 유용하고, 각종 산업 분야에 있어서 활발히 연구 개발이 행해지고 있다(특허문헌 1 참조). 점탄성체를 포함하는 점착제는, 그 모듈러스가 낮기 때문에, 피착체에 젖어 달라붙어, 점착력을 발현한다.
종래, 점착제의 재료로서는 아크릴계 수지, 고무계 수지, 실리콘계 수지 등이 일반적으로 사용되고 있다.
한편, 미세한 직경을 갖는 기둥 형상의 섬유 구조체가 점착 특성을 나타내는 것이 알려져 있다. 마이크로 오더, 나노 오더의 직경을 갖기 때문에, 피착체의 표면 요철에 추종하여, 반데르발스힘에 의해 접착력을 발현하는 것이 밝혀져 있다.
섬유 형상 기둥 형상 구조체로 한 카본 나노 튜브가 점착 특성을 나타내는 것이 보고되어 있다(특허문헌 2 및 특허문헌 3 참조). 카본 나노 튜브는, 그 직경이 나노 사이즈이기 때문에, 피착체의 표면 요철에 추종하여, 반데르발스힘에 의해 점착력을 발휘하는 것이 밝혀져 있다.
그런데 최근, 입경 분포가 넓은 입자군 중으로부터 특정한 입경의 입자를 선택적으로 취득할 수 있는 수단이 요구되는 경우가 있다.
그러나, 종래의 점탄성체에서는, 입경 분포가 넓은 입자군 중으로부터 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것은 곤란하다. 게다가, 종래의 점탄성체는 강한 점착성을 가지므로, 평활 표면에 대하여 용이하게 접착해 버려, 취급이 곤란하다.
일본 특허 공개 제2009-173695호 공보 미국 특허 출원 공개 제2004/0071870호 미국 특허 출원 공개 제2006/0068195호
본 발명의 과제는, 점착성이 작아서 취급성이 우수하고, 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것이 가능한 점탄성체의 재료를 제공하는 것에 있다. 또한, 그와 같은 재료를 사용한 점탄성체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는,
복수의 카본 나노 튜브를 구비하고,
상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고,
상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭이 10층 이상이며, 상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도가 25％ 이하이고,
상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 크다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 층수 분포의 최빈값이 층수 2층 내지 층수 10층의 범위에 존재한다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 300㎛ 미만이다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는,
복수의 카본 나노 튜브를 구비하고,
상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고,
상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 최빈값이 층수 10층 이하에 존재하고, 상기 최빈값의 상대 빈도가 30％ 이상이며,
상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 크다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 층수 분포의 최빈값이 층수 6층 이하에 존재한다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 500㎛ 미만이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 점탄성체가 제공된다. 본 발명의 점탄성체는, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체를 포함한다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 점탄성체는, 프로브 점착성 시험에 있어서의 프로브 점착성이 25℃에 있어서 200gf 이하이다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 점탄성체는 입경 500㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취한다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 점탄성체는 입경 200㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취한다.
바람직한 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 점탄성체는 기재를 더 구비하고, 상기 카본 나노 튜브의 한쪽 단부가 상기 기재에 고정되어 있다.
본 발명에 의하면, 점착성이 작아서 취급성이 우수하고, 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것이 가능한 점탄성체의 재료를 제공할 수 있다. 또한, 그와 같은 재료를 사용한 점탄성체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서의 카본 나노 튜브 집합체의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서의 카본 나노 튜브 집합체 제조 장치의 개략 단면도이다.
≪카본 나노 튜브 집합체≫
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서의 카본 나노 튜브 집합체의 개략 단면도(각 구성 부분을 명시하기 위해서 축척은 정확하게 기재되어 있지 않음)를 도시한다. 카본 나노 튜브 집합체(10)는 기재(1)와, 카본 나노 튜브(2)를 구비한다. 카본 나노 튜브(2)의 한쪽 단부(2a)는 기재(1)에 고정되어 있다. 카본 나노 튜브(2)는 길이 방향 L로 배향되어 있다. 카본 나노 튜브(2)는, 바람직하게는 기재(1)에 대하여 대략 수직 방향으로 배향되어 있다. 본 도시예와는 달리, 카본 나노 튜브가 기재를 구비하지 않는 경우라도, 카본 나노 튜브는 서로 반데르발스힘에 의해 집합체로서 존재할 수 있으므로, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는 기재를 구비하지 않는 집합체이어도 된다.
<제1 바람직한 실시 형태>
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 바람직한 실시 형태의 하나(이하, 제1 바람직한 실시 형태라 칭하는 경우가 있음)는, 복수의 카본 나노 튜브를 구비하고, 상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고, 상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭이 10층 이상이며, 상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도가 25％ 이하이고, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 크다.
상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭은 10층 이상이고, 바람직하게는 10층 내지 30층이며, 보다 바람직하게는 10층 내지 25층이고, 더욱 바람직하게는 10층 내지 20층이다.
상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 「분포 폭」이란, 카본 나노 튜브의 층수의 최대 층수와 최소 층수의 차를 말한다. 본 발명에 있어서, 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭이 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 카본 나노 튜브의 층수, 층수 분포는 임의의 적절한 장치에 의해 측정하면 된다. 바람직하게는, 주사형 전자 현미경(SEM)이나 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 측정된다. 예를 들면, 카본 나노 튜브 집합체로부터 적어도 10개, 바람직하게는 20개 이상의 카본 나노 튜브를 취출하여 SEM 혹은 TEM에 의해 측정하고, 층수 및 층수 분포를 평가하면 된다.
상기 카본 나노 튜브의 층수의 최대 층수는, 바람직하게는 5층 내지 30층이며, 보다 바람직하게는 10층 내지 30층이고, 더욱 바람직하게는 15층 내지 30층이며, 특히 바람직하게는 15층 내지 25층이다.
상기 카본 나노 튜브의 층수의 최소 층수는, 바람직하게는 1층 내지 10층이며, 보다 바람직하게는 1층 내지 5층이다.
본 발명에 있어서, 상기 카본 나노 튜브의 층수의 최대 층수와 최소 층수가 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 한층 더 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 한층 더 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도는 25％ 이하이고, 바람직하게는 1％ 내지 25％이며, 보다 바람직하게는 5％ 내지 25％이고, 더욱 바람직하게는 10％ 내지 25％이며, 특히 바람직하게는 15％ 내지 25％이다. 본 발명에 있어서, 상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도가 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
상기 층수 분포의 최빈값은, 바람직하게는 층수 2층 내지 층수 10층에 존재하고, 더욱 바람직하게는 층수 3층 내지 층수 10층에 존재한다. 본 발명에 있어서, 상기 층수 분포의 최빈값이 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
상기 카본 나노 튜브의 형상으로서는, 그 횡단면이 임의의 적절한 형상을 갖고 있으면 된다. 예를 들면, 그 횡단면은 대략 원형, 타원형, n각형(n은 3 이상의 정수) 등을 들 수 있다.
상기 카본 나노 튜브의 길이는 10㎛보다 크고, 바람직하게는 15㎛ 이상 300㎛ 미만이고, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 300㎛ 미만이고, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이상 300㎛ 미만이고, 특히 바람직하게는 40㎛ 이상 300㎛ 미만이고, 가장 바람직하게는 50㎛ 이상 300㎛ 미만이다. 본 발명에 있어서, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 상기 범위 내에 있음으로써, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것이 가능한 점탄성체의 재료로 될 수 있다.
상기 카본 나노 튜브의 비표면적, 밀도는 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다.
<제2 바람직한 실시 형태>
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 바람직한 실시 형태의 다른 하나(이하, 제2 바람직한 실시 형태라 칭하는 경우가 있음)는 복수의 카본 나노 튜브를 구비하고, 상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고, 상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 최빈값이 층수 10층 이하에 존재하고, 상기 최빈값의 상대 빈도가 30％ 이상이며, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛를 초과하여 500㎛ 미만이다.
상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭은, 바람직하게는 9층 이하이고, 보다 바람직하게는 1층 내지 9층이며, 더욱 바람직하게는 2층 내지 8층이고, 특히 바람직하게는 3층 내지 8층이다.
상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 「분포 폭」이란, 카본 나노 튜브의 층수의 최대 층수와 최소 층수의 차를 말한다. 본 발명에 있어서, 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭이 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
본 발명에 있어서, 카본 나노 튜브의 층수, 층수 분포는 임의의 적절한 장치에 의해 측정하면 된다. 바람직하게는, 주사형 전자 현미경(SEM)이나 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 측정된다. 예를 들면, 카본 나노 튜브 집합체로부터 적어도 10개, 바람직하게는 20개 이상의 카본 나노 튜브를 취출하여 SEM 혹은 TEM에 의해 측정하고, 층수 및 층수 분포를 평가하면 된다.
상기 카본 나노 튜브의 층수의 최대 층수는, 바람직하게는 1층 내지 20층이며, 보다 바람직하게는 2층 내지 15층이고, 더욱 바람직하게는 3층 내지 10층이다.
상기 카본 나노 튜브의 층수의 최소 층수는, 바람직하게는 1층 내지 10층이며, 보다 바람직하게는 1층 내지 5층이다.
본 발명에 있어서, 상기 카본 나노 튜브의 층수의 최대 층수와 최소 층수가 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 한층 더 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 한층 더 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도는 30％ 이상이며, 바람직하게는 30％ 내지 100％이고, 보다 바람직하게는 30％ 내지 90％이며, 더욱 바람직하게는 30％ 내지 80％이고, 특히 바람직하게는 30％ 내지 70％이다. 본 발명에 있어서, 상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도가 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
상기 층수 분포의 최빈값은 층수 10층 이하에 존재하고, 바람직하게는 층수 1층 내지 층수 10층에 존재하며, 보다 바람직하게는 층수 2층 내지 층수 8층에 존재하고, 더욱 바람직하게는 층수 2층 내지 층수 6층에 존재한다. 본 발명에 있어서, 상기 층수 분포의 최빈값이 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브는 우수한 점착 특성을 나타내는 카본 나노 튜브 집합체로 될 수 있다.
상기 카본 나노 튜브의 형상으로서는, 그 횡단면이 임의의 적절한 형상을 갖고 있으면 된다. 예를 들면, 그 횡단면은 대략 원형, 타원형, n각형(n은 3 이상의 정수) 등을 들 수 있다.
상기 카본 나노 튜브의 길이는 10㎛보다 크고, 바람직하게는 15㎛ 이상 500㎛ 미만이고, 보다 바람직하게는 20㎛ 이상 500㎛ 미만이며, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이상 500㎛ 미만이고, 특히 바람직하게는 40㎛ 이상 500㎛ 미만이며, 가장 바람직하게는 50㎛ 이상 500㎛ 미만이다. 본 발명에 있어서, 상기 카본 나노 튜브의 길이가 상기 범위 내에 있음으로써, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것이 가능한 점탄성체의 재료로 될 수 있다.
상기 카본 나노 튜브의 비표면적, 밀도는 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다.
〔카본 나노 튜브 집합체의 제조 방법〕
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 평활한 기판 상에 촉매층을 구성하고, 열, 플라즈마 등에 의해 촉매를 활성화시킨 상태에서 탄소원을 충전하여, 카본 나노 튜브를 성장시키는 화학 기상 성장법(Chemical Vapor Deposition : CVD법)에 의해, 기판으로부터 거의 수직으로 배향된 카본 나노 튜브 집합체를 제조하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 기판을 제거하면, 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체가 얻어진다.
상기 기판으로서는, 임의의 적절한 기판을 채용할 수 있다. 예를 들면, 평활성을 갖고, 카본 나노 튜브의 제조에 견딜 수 있는 고온 내열성을 갖는 재료를 들 수 있다. 이와 같은 재료로서는, 예를 들면 석영 유리, 실리콘(실리콘 웨이퍼 등), 알루미늄 등의 금속판 등을 들 수 있다. 상기 기판은, 그대로, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체가 구비할 수 있는 기재로서 사용할 수 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체를 제조하기 위한 장치로서는, 임의의 적절한 장치를 채용할 수 있다. 예를 들면, 열CVD 장치로서는, 도 2에 도시한 바와 같은, 통형의 반응 용기를 저항 가열식의 전기 관상로로 둘러싸서 구성된 핫월형 등을 들 수 있다. 그 경우, 반응 용기로서는, 예를 들면 내열성의 석영관 등이 바람직하게 사용된다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조에 사용할 수 있는 촉매(촉매층의 재료)로서는, 임의의 적절한 촉매를 사용할 수 있다. 예를 들면 철, 코발트, 니켈, 금, 백금, 은, 구리 등의 금속 촉매를 들 수 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체를 제조할 때, 필요에 따라서, 기판과 촉매층의 중간에 알루미나/친수성막을 형성해도 된다.
알루미나/친수성막의 제작 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 기판 상에 SiO2막을 제작하고, Al을 증착한 후, 450℃까지 승온하여 산화시킴으로써 얻어진다. 이와 같은 제작 방법에 의하면, Al2O3가 친수성의 SiO2막과 상호 작용하여, Al2O3를 직접 증착한 것보다도 입자 직경이 상이한 Al2O3면이 형성된다. 기판 상에, 친수성막을 제작하는 것을 행하지 않고, Al을 증착한 후에 450℃까지 승온하여 산화시켜도, 입자 직경이 상이한 Al2O3면이 형성되기 어려울 우려가 있다. 또한, 기판 상에, 친수성막을 제작하고, Al2O3을 직접 증착해도, 입자 직경이 상이한 Al2O3면이 형성되기 어려울 우려가 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조에 사용할 수 있는 촉매층의 두께는, 미립자를 형성시키기 위해서, 바람직하게는 0.01㎚ 내지 20㎚이고, 보다 바람직하게는 0.1㎚ 내지 10㎚이다. 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조에 사용할 수 있는 촉매층의 두께가 상기 범위 내에 있음으로써, 상기 카본 나노 튜브 집합체는 우수한 기계적 특성 및 높은 비표면적을 겸비할 수 있고, 나아가, 상기 카본 나노 튜브 집합체는 우수한 점착 특성을 나타낼 수 있다. 촉매층의 형성 방법은 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 금속 촉매를 EB(전자 빔), 스퍼터 등에 의해 증착하는 방법, 금속 촉매 미립자의 현탁액을 기판 상에 도포하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조에 사용할 수 있는 탄소원으로서는, 임의의 적절한 탄소원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 메탄, 에틸렌, 아세틸렌, 벤젠 등의 탄화수소; 메탄올, 에탄올 등의 알코올; 등을 들 수 있다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체의 제조에 있어서의 제조 온도로서는, 임의의 적절한 온도를 채용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 효과를 충분히 발현할 수 있는 촉매 입자를 형성시키기 위해서, 바람직하게는 400℃ 내지 1000℃이고, 보다 바람직하게는 500℃ 내지 900℃이며, 더욱 바람직하게는 600℃ 내지 800℃이다.
〔점탄성체〕
본 발명의 점탄성체는 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체를 포함한다.
본 발명의 점탄성체는, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체만을 포함하고 있어도 되고, 본 발명의 카본 나노 튜브 집합체와 임의의 적절한 부재를 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 점탄성체는 기재를 더 구비하고, 상기 카본 나노 튜브의 한쪽 단부가 상기 기재에 고정되어 있어도 된다.
상기 기재로서는, 예를 들면 석영 유리, 실리콘(실리콘 웨이퍼 등), 엔지니어링 플라스틱, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 등을 들 수 있다. 엔지니어링 플라스틱 및 슈퍼 엔지니어링 플라스틱의 구체예로서는, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 아세틸셀룰로오스, 폴리카르보네이트, 폴리프로필렌, 폴리아미드 등을 들 수 있다. 이들 기재의 분자량 등의 여러 물성은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서, 임의의 적절한 물성을 채용할 수 있다.
상기 기재의 두께는, 목적에 따라서, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다. 예를 들면, 실리콘 기판의 경우에는, 바람직하게는 100㎛ 내지 10000㎛이고, 보다 바람직하게는 100㎛ 내지 5000㎛이며, 더욱 바람직하게는 100㎛ 내지 2000㎛이다. 예를 들면, 폴리프로필렌 기판의 경우에는, 바람직하게는 1㎛ 내지 1000㎛이고, 보다 바람직하게는 1㎛ 내지 500㎛이며, 더욱 바람직하게는 5㎛ 내지 100㎛이다.
상기 기재의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해서, 관용의 표면 처리, 예를 들면 크롬산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(예를 들면, 상기 점착성 물질)에 의한 코팅 처리가 실시되어 있어도 된다.
상기 기재는 단층이어도 되고, 다층체이어도 된다.
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체가 기재를 구비하는 경우, 카본 나노 튜브를 기재에 고정하는 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 카본 나노 튜브 집합체의 제조에 사용한 기판을 기재로서 그대로 사용해도 된다. 또한, 기재에 접착층을 형성하여 카본 나노 튜브에 고정해도 된다. 또한, 기재가 열경화성 수지인 경우에는, 반응 전의 상태에서 박막을 제작하고, 카본 나노 튜브의 일단부를 박막층에 압착시킨 후, 경화 처리를 행하여 고정하면 된다. 또한, 기재가 열가소성 수지나 금속 등인 경우에는, 용융한 상태에서 섬유 형상 기둥 형상 구조체의 일단부를 압착시킨 후, 실온까지 냉각하여 고정하면 된다.
본 발명의 점탄성체는, 프로브 점착성 시험에 있어서의 프로브 점착성이 25℃에 있어서, 바람직하게는 200gf 이하이고, 보다 바람직하게는 10gf 내지 200gf이며, 더욱 바람직하게는 20gf 내지 195gf이고, 특히 바람직하게는 30gf 내지 190gf이다. 본 발명에 있어서, 상기 프로브 점착성이 상기 범위 내에 있음으로써, 본 발명의 점탄성체는 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 점탄성체는 특정한 입경의 입자를 선택적으로 채취할 수 있다. 여기서, 본 발명에 있어서 「입경」이란, 입자의 직경이 가장 작은 부분을 말한다.
본 발명의 점탄성체는, 바람직하게는 입경 500㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취할 수 있다. 본 발명의 점탄성체는, 보다 바람직하게는, 입경 400㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 입경 360㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취할 수 있다. 여기서, 본 발명에 있어서 「점착 채취」란, 피착체인 입자에 대하여 본 발명의 점탄성체를 압착함으로써, 상기 입자를 상기 점탄성체에 점착시켜 채취하는 것을 말한다. 압착의 정도는, 목적에 따라서 적절히 설정할 수 있지만, 예를 들면 5㎏ 롤러로 1왕복시키는 것에 의한 압착을 들 수 있다.
본 발명의 점탄성체는, 바람직하게는 입경 500㎛ 이상의 입자를 실질적으로 점착 채취하지 않고, 입경 500㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취한다. 본 발명의 점탄성체는, 보다 바람직하게는, 입경 400㎛ 이상의 입자를 실질적으로 점착 채취하지 않고, 입경 400㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취한다. 본 발명의 점탄성체는, 더욱 바람직하게는, 입경 360㎛ 이상의 입자를 실질적으로 점착 채취하지 않고, 입경 360㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취한다. 여기서, 본 발명에 있어서 「실질적으로 점착 채취하지 않고」란, 100％ 완전히 점착 채취하지 않는다는 의미뿐만 아니라, 당업자가 보아 거의 완전히 점착 채취하지 않는다는 의미도 포함한다. 그러나, 본 발명에 있어서 「실질적으로 점착 채취하지 않고」의 의미는, 보다 바람직하게는, 100％ 완전히 점착 채취하지 않는다는 의미이다.
본 발명의 점탄성체는, 바람직하게는 입경 X㎛ 이상의 입자를 실질적으로 점착 채취하지 않고, 입경 X㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취(단, X는 바람직하게는 500이고, 보다 바람직하게는 400이며, 더욱 바람직하게는 360임)하므로, 다양한 입경의 입자가 혼재되어 있는 샘플로부터 입경 X㎛ 미만의 입자만을 선택적으로 채취하고 싶은 경우에 있어서 매우 유용하다.
본 발명의 점탄성체는, 바람직하게는 입경 200㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취할 수 있다. 여기서, 본 발명에 있어서 「흡착 채취」란, 피착체인 입자에 대하여 본 발명의 점탄성체를 압착시키지 않고, 상기 입자를 상기 점탄성체에 흡착시켜 채취하는 것을 말한다. 구체적으로는, 예를 들면 피착체인 입자를, 작은 충돌 속도(예를 들면 1m/s)로 점탄성체에 접촉시킴으로써, 상기 입자를 상기 점탄성체에 흡착시킨다.
본 발명의 점탄성체는, 바람직하게는 입경 250㎛ 이상의 입자를 실질적으로 흡착 채취하지 않고, 입경 200㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취한다. 본 발명의 점탄성체는, 보다 바람직하게는, 입경 250㎛ 이상의 입자를 실질적으로 흡착 채취하지 않고, 입경 180㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취한다. 본 발명의 점탄성체는, 더욱 바람직하게는, 입경 250㎛ 이상의 입자를 실질적으로 흡착 채취하지 않고, 입경 150㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취한다. 여기서, 본 발명에 있어서 「실질적으로 흡착 채취하지 않고」란, 100％ 완전히 흡착 채취하지 않는다는 의미뿐만 아니라, 당업자가 보아 거의 완전히 흡착 채취하지 않는다는 의미도 포함한다. 그러나, 본 발명에 있어서 「실질적으로 흡착 채취하지 않고」의 의미는, 보다 바람직하게는, 100％ 완전히 흡착 채취하지 않는다는 의미이다.
본 발명의 점탄성체는, 바람직하게는 입경 250㎛ 이상의 입자를 실질적으로 흡착 채취하지 않고, 입경 X㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취(단, X는, 바람직하게는 200이며, 보다 바람직하게는 180이고, 더욱 바람직하게는 150임)하므로, 다양한 입경의 입자가 혼재되어 있는 샘플로부터 입경 X㎛ 미만의 입자만을 선택적으로 채취하고 싶은 경우에 있어서 매우 유용하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 각종 평가나 측정은 이하의 방법에 의해 행하였다.
<카본 나노 튜브 집합체에 있어서의 카본 나노 튜브의 층수ㆍ층수 분포의 평가>
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체에 있어서의 카본 나노 튜브의 층수 및 층수 분포는, 주사형 전자 현미경(SEM) 및/또는 투과 전자 현미경(TEM)에 의해 측정하였다. 얻어진 카본 나노 튜브 집합체 중으로부터 적어도 10개 이상, 바람직하게는 20개 이상의 카본 나노 튜브를 SEM 및/또는 TEM에 의해 관찰하고, 각 카본 나노 튜브의 층수를 조사하여, 층수 분포를 작성하였다.
<입자의 압착 채취의 평가>
입자로서, 하기의 4종의 유리계 연마제(후지 세이사꾸쇼)를 각각 사용하였다.
FGB-30(입자 직경 : 500㎛-710㎛)
FGB-60(입자 직경 : 250㎛-355㎛)
FGB-120(입자 직경 : 125㎛-150㎛)
FGB-320(입자 직경 : 53㎛-63㎛)
상기 입자 상에 점탄성체를 놓고, 5kg 롤러로 1왕복하여 압착하였다.
입자가 점착 채취된 점탄성체의 표면을 SEM으로 관찰하고, 1㎜×1㎜의 영역에 부착되어 있는 입자의 수를 세었다.
<입자의 흡착 채취의 평가>
입자로서, 하기의 3종의 유리계 연마제(후지 세이사꾸쇼)를 각각 사용하였다.
FGB-60(입자 직경 : 250㎛-355㎛)
FGB-120(입자 직경 : 125㎛-150㎛)
FGB-320(입자 직경 : 53㎛-63㎛)
점탄성체의 50㎜ 상으로부터 상기 입자를 뿌려(충돌 속도=1m/s), 점탄성 체 표면에 입자를 흡착시켰다.
입자가 흡착 채취된 점탄성체의 표면을 SEM으로 관찰하고, 1㎜×1㎜의 영역에 부착되어 있는 입자의 수를 세었다.
<프로브 점착성 시험>
하기의 조건에 의해 프로브 점착성 시험을 행하여, 점착력의 최댓값을 측정하였다.
장치 : 태킹 시험기(RESCA제)
프로브 : SUS5㎜φ
Preload : 500gf
Press Speed : 1㎜/min
Press Time : 5s
Test Speed : 2.5㎜/min
[실시예 1]
기판으로서의 실리콘 웨이퍼(실리콘 테크놀로지제) 상에 스퍼터 장치(ULVAC제, RFS-200)에 의해, Al 박막(두께 10㎚)을 형성하였다. 이 Al 박막 상에, 스퍼터 장치(ULVAC제, RFS-200)에 의해 Fe 박막(두께 0.35㎚)을 더 증착하였다.
그 후, 이 기판을 30㎜φ의 석영관 내에 적재하고, 수분 600ppm으로 유지한 헬륨/수소(90/50sccm) 혼합 가스를 석영관 내에 30분간 흘려, 관 내를 치환하였다. 그 후, 전기 관상로를 사용하여 관 내를 765℃까지 승온시키고, 765℃에서 안정시켰다. 765℃로 온도를 유지한 채로, 헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시키고, 1분간 방치하여 카본 나노 튜브를 기판 상에 성장시켜, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (1)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (1)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 30㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (1)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 1층에 존재하고, 상대 빈도는 61％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (1)을 점탄성체 (1)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 2]
Fe 박막의 두께를 1㎚로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (2)를 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (2)가 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 30㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (2)가 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 2층에 존재하고, 상대 빈도는 75％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (2)를 점탄성체 (2)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 3]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 3분간으로 한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (3)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (3)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 50㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (3)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 2층에 존재하고, 상대 빈도는 75％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (3)을 점탄성체 (3)으로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 4]
Fe 박막의 두께를 2㎚로 하고, 헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 5분간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (4)를 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (4)가 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 70㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (4)가 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 7-8층에 존재하고, 상대 빈도는 66％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (4)를 점탄성체 (4)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 5]
실리콘 기판(KST제, 열산화막이 구비된 웨이퍼, 두께 1000㎛) 상에 진공 증착 장치(JEOL제, JEE-4X Vacuum Evaporator)에 의해, Al 박막(두께 10㎚)을 형성한 후, 450℃에서 1시간 산화 처리를 실시하였다. 이와 같이 하여, 실리콘 기판 상에Al2O3막을 형성하였다. 이 Al2O3막 상에, 스퍼터 장치(ULVAC제, RFS-200)에 의해 Fe 박막(두께 2㎚)을 더 증착시켜 촉매층을 형성하였다.
다음에, 얻어진 촉매층이 구비된 실리콘 기판을 커트하여, 30㎜φ의 석영관 내에 적재하고, 수분 350ppm으로 유지한 헬륨/수소(120/80sccm) 혼합 가스를 석영관 내에 30분간 흘려, 관 내를 치환하였다. 그 후, 전기 관상로를 사용하여 관 내를 765℃까지 35분간 동안 단계적으로 승온시키고, 765℃에서 안정시켰다. 765℃에서 온도를 유지한 채로, 헬륨/수소/에틸렌(105/80/15sccm, 수분율 350ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시키고, 5분간 방치하여 카본 나노 튜브를 기판 상에 성장시켜, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (5)를 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (5)가 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 90㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (5)가 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 층수 분포의 분포 폭은 17층(4층 내지 20)층)이며, 최빈값은 4층과 8층에 존재하고, 상대 빈도는 각각 20％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (5)를 점탄성체 (5)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 6]
에틸렌 대신에 아세틸렌을 사용하고, 헬륨/수소/아세틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 7분간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (6)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (6)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 100㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (6)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 7-8층에 존재하고, 상대 빈도는 66％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (6)을 점탄성체 (6)으로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 7]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 10분간으로 한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (7)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (7)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 200㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (7)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 2층에 존재하고, 상대 빈도는 75％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (7)을 점탄성체 (7)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 8]
헬륨/수소/에틸렌(105/80/15sccm, 수분율 350ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 10분간으로 한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (8)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (8)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 250㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (8)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 층수 분포의 분포 폭은 17층(4층 내지 20층)이며, 최빈값은 4층과 8층에 존재하고, 상대 빈도는 각각 20％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (8)을 점탄성체 (8)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 9]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 20분간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (9)를 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (9)가 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 400㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (9)가 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 1층에 존재하고, 상대 빈도는 61％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (9)를 점탄성체 (9)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 10]
헬륨/수소/에틸렌(105/80/15sccm, 수분율 350ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 20분간으로 한 것 이외에는, 실시예 5와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (10)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (10)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 400㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (10)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 층수 분포의 분포 폭은 17층(4층 내지 20층)이며, 최빈값은 4층과 8층에 존재하고, 상대 빈도는 각각 20％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (10)을 점탄성체 (10)으로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 11]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 20분간으로 한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (11)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (11)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 500㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (11)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 2층에 존재하고, 상대 빈도는 75％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (11)을 점탄성체 (11)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 12]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 40분간으로 한 것 이외에는, 실시예 4와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (12)를 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (12)가 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 800㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (12)가 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 3층에 존재하고, 상대 빈도는 72％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (12)를 점탄성체 (12)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[실시예 13]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 60분간으로 한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (13)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (13)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 1200㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (13)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 2층에 존재하고, 상대 빈도는 75％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (13)을 점탄성체 (13)으로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[비교예 1]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 30초간으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (C1)을 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (C1)이 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 10㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (C1)이 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 1층에 존재하고, 상대 빈도는 61％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (C1)을 점탄성체 (C1)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[비교예 2]
헬륨/수소/에틸렌(85/50/5sccm, 수분율 600ppm) 혼합 가스를 관 내에 충전시킨 후의 방치 시간을 30초간으로 한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지로 행하여, 카본 나노 튜브가 길이 방향으로 배향되어 있는 카본 나노 튜브 집합체 (C2)를 얻었다.
카본 나노 튜브 집합체 (C2)가 구비하는 카본 나노 튜브의 길이는 10㎛이었다.
카본 나노 튜브 집합체 (C2)가 구비하는 카본 나노 튜브의 층수 분포에 있어서, 최빈값은 2층에 존재하고, 상대 빈도는 75％이었다.
얻어진 카본 나노 튜브 집합체 (C2)를 점탄성체 (C2)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[비교예 3]
양면 점착 테이프(닛토덴코 가부시키가이샤제, No.5000N)를 점탄성체 (C3)으로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
[비교예 4]
3M 폴리이미드 양면 테이프(스미토모 3M제, 4390)를 점탄성체 (C4)로 하여, 각종 평가를 행하고, 결과를 표 1, 표 2에 정리하였다.
Figure pct00001
Figure pct00002
본 발명의 카본 나노 튜브 집합체는, 점착성이 작아서 취급성이 우수하고, 입경 분포가 넓은 입자군 중으로부터 특정한 입경의 입자를 선택적으로 취득할 수 있는 점탄성체에 적절하게 사용할 수 있다.
10 : 카본 나노 튜브 집합체
1 : 기재
2 : 카본 나노 튜브
2a : 카본 나노 튜브의 한쪽 단부

Claims (11)

  1. 복수의 카본 나노 튜브를 구비하고,
    상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고,
    상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 분포 폭이 10층 이상이며, 상기 층수 분포의 최빈값의 상대 빈도가 25％ 이하이고,
    상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 큰
    카본 나노 튜브 집합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 층수 분포의 최빈값이 층수 2층 내지 층수 10층의 범위에 존재하는 카본 나노 튜브 집합체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 카본 나노 튜브의 길이가 300㎛ 미만인 카본 나노 튜브 집합체.
  4. 복수의 카본 나노 튜브를 구비하고,
    상기 카본 나노 튜브가 복수층을 갖고,
    상기 카본 나노 튜브의 층수 분포의 최빈값이 층수 10층 이하에 존재하고, 상기 최빈값의 상대 빈도가 30％ 이상이며,
    상기 카본 나노 튜브의 길이가 10㎛보다 큰 카본 나노 튜브 집합체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 층수 분포의 최빈값이 층수 6층 이하에 존재하는 카본 나노 튜브 집합체.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 카본 나노 튜브의 길이가 500㎛ 미만인 카본 나노 튜브 집합체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 카본 나노 튜브 집합체를 포함하는 점탄성체.
  8. 제7항에 있어서,
    프로브 점착성 시험에 있어서의 프로브 점착성이 25℃에서 200gf 이하인 점탄성체.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    입경 500㎛ 미만의 입자를 선택적으로 점착 채취하는 점탄성체.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    입경 200㎛ 이하의 입자를 선택적으로 흡착 채취하는 점탄성체.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    기재를 더 구비하고, 상기 카본 나노 튜브의 한쪽 단부가 상기 기재에 고정되어 있는 점탄성체.
KR1020147014890A 2011-12-08 2012-10-05 카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체 KR101997946B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011268979A JP5893374B2 (ja) 2011-12-08 2011-12-08 カーボンナノチューブ集合体およびそれを用いた粘弾性体
JPJP-P-2011-268979 2011-12-08
PCT/JP2012/075980 WO2013084580A1 (ja) 2011-12-08 2012-10-05 カーボンナノチューブ集合体およびそれを用いた粘弾性体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140112476A true KR20140112476A (ko) 2014-09-23
KR101997946B1 KR101997946B1 (ko) 2019-07-08

Family

ID=48573963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147014890A KR101997946B1 (ko) 2011-12-08 2012-10-05 카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9795994B2 (ko)
JP (1) JP5893374B2 (ko)
KR (1) KR101997946B1 (ko)
CN (1) CN103974902B (ko)
WO (1) WO2013084580A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6616194B2 (ja) * 2016-01-15 2019-12-04 日東電工株式会社 載置部材
JP6975545B2 (ja) * 2016-10-03 2021-12-01 日東電工株式会社 カーボンナノチューブ集合体
KR102623655B1 (ko) * 2017-02-03 2024-01-10 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤 카본 나노 튜브 선재, 카본 나노 튜브의 제조 방법 및 카본 나노 튜브 선재의 제조 방법
EP4112544A4 (en) * 2020-02-28 2024-04-03 Zeon Corp CARBON NANOTUBE AGGREGATES AND ASSOCIATED PRODUCTION METHOD

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040071870A1 (en) 1999-06-14 2004-04-15 Knowles Timothy R. Fiber adhesive material
US20060068195A1 (en) 2004-05-19 2006-03-30 Arun Majumdar Electrically and thermally conductive carbon nanotube or nanofiber array dry adhesive
JP2009173695A (ja) 2008-01-22 2009-08-06 Nitto Denko Corp 光硬化型アクリル系粘弾性体組成物、アクリル系粘弾性体、アクリル系粘弾性体層テープ又はシート、及びそれらの製造方法
KR20100121702A (ko) * 2008-04-16 2010-11-18 닛토덴코 가부시키가이샤 섬유상 기둥형상 구조체 집합체 및 그것을 이용한 점착 부재
JP2011132074A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nitto Denko Corp カーボンナノチューブ複合構造体および粘着部材

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100376197B1 (ko) 1999-06-15 2003-03-15 일진나노텍 주식회사 탄소 소오스 가스 분해용 촉매금속막을 이용한탄소나노튜브의 저온 합성 방법
US7459013B2 (en) 2004-11-19 2008-12-02 International Business Machines Corporation Chemical and particulate filters containing chemically modified carbon nanotube structures
WO2006115486A1 (en) 2005-04-22 2006-11-02 Seldon Technologies, Llc Article comprising carbon nanotubes and method of using the same for purifying fluids
US8025971B2 (en) 2008-04-16 2011-09-27 Nitto Denko Corporation Fibrous columnar structure aggregate and pressure-sensitive adhesive member using the aggregate
WO2010032525A1 (ja) * 2008-09-18 2010-03-25 日東電工株式会社 カーボンナノチューブ集合体
JP5577089B2 (ja) * 2009-12-25 2014-08-20 日東電工株式会社 カーボンナノチューブ複合構造体および粘着部材

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040071870A1 (en) 1999-06-14 2004-04-15 Knowles Timothy R. Fiber adhesive material
US20060068195A1 (en) 2004-05-19 2006-03-30 Arun Majumdar Electrically and thermally conductive carbon nanotube or nanofiber array dry adhesive
JP2009173695A (ja) 2008-01-22 2009-08-06 Nitto Denko Corp 光硬化型アクリル系粘弾性体組成物、アクリル系粘弾性体、アクリル系粘弾性体層テープ又はシート、及びそれらの製造方法
KR20100121702A (ko) * 2008-04-16 2010-11-18 닛토덴코 가부시키가이샤 섬유상 기둥형상 구조체 집합체 및 그것을 이용한 점착 부재
JP2011132074A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Nitto Denko Corp カーボンナノチューブ複合構造体および粘着部材

Also Published As

Publication number Publication date
KR101997946B1 (ko) 2019-07-08
JP5893374B2 (ja) 2016-03-23
WO2013084580A1 (ja) 2013-06-13
US20140322517A1 (en) 2014-10-30
CN103974902A (zh) 2014-08-06
JP2013119504A (ja) 2013-06-17
CN103974902B (zh) 2016-05-18
US9795994B2 (en) 2017-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101005399B1 (ko) 섬유상 기둥형상 구조체 집합체 및 그것을 이용한 점착 부재
KR101015293B1 (ko) 섬유상 기둥형상 구조체 집합체 및 그것을 이용한 점착 부재
KR101615405B1 (ko) 카본 나노튜브 집합체
KR20120110106A (ko) 카본 나노튜브 복합 구조체 및 점착 부재
KR101997946B1 (ko) 카본 나노 튜브 집합체 및 그것을 사용한 점탄성체
JP2014098107A (ja) 宇宙空間で用いる把持材料
JP5199753B2 (ja) カーボンナノチューブ集合体の製造方法
EP2811302A1 (en) Sample fixing member for atomic force microscope
KR20140112477A (ko) 점탄성체
KR20140119074A (ko) 나노 인덴터용 시료 고정 부재
WO2013005511A1 (ja) 繊維状柱状構造体集合体
JP5892778B2 (ja) 広温度領域用粘弾性体
JP5892777B2 (ja) 低アウトガス粘弾性体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant