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公開番号2025104957
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223164
出願日2023-12-28
発明の名称カーボンナノチューブ分散剤およびカーボンナノチューブ分散液
出願人星和電機株式会社
代理人個人
主分類C09K 23/52 20220101AFI20250703BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】グルクロノキシランに加えてN-メチルピロリドンを添加した分散剤を開発することにより、グルクロノキシランのみではカーボンナノチューブを高濃度に分散できないという従来の課題を解決する分散剤及び分散液を提供する。
【解決手段】本発明のカーボンナノチューブ分散剤は、グルクロノキシランとN-メチルピロリドンとを含み構成されることを特徴とする。N-メチルピロリドンは、グルクロノキシランよりも混合割合が小さいことが好ましい。カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブ(SWCNT)および多層カーボンナノチューブ(MWCNT)の少なくともいずれかであってもよい。さらに、本発明のカーボンナノチューブ分散液は、水からなる分散溶液と、カーボンナノチューブと、分散剤とを含むものであって、分散剤が上記のものである。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
グルクロノキシランとＮ－メチルピロリドンとを含み構成されることを特徴とするカーボンナノチューブ分散剤。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記Ｎ－メチルピロリドンは、前記グルクロノキシランよりも混合割合が小さいことを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブ分散剤。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブおよび多層カーボンナノチューブの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のカーボンナノチューブ分散剤。
【請求項４】
水からなる分散溶液と、カーボンナノチューブと、分散剤とを含むカーボンナノチューブ分散液であって、
前記分散剤が、請求項１から３までのいずれか１項に記載のカーボンナノチューブ分散剤であることを特徴とするカーボンナノチューブ分散液。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブおよび多層カーボンナノチューブの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項４に記載のカーボンナノチューブ分散液。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブを水に高濃度で、かつ安定に分散するための分散剤および分散液に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」とよぶ。）は、炭素のみで構成されている直径がナノメートルサイズの円筒（チューブ）状の物質であり、炭素原子が六角形に配置されたベンゼン環を平面上にすべて隣り合うように並べたシートを円筒状に丸めた構造をしている。この筒が一層のものが単層カーボンナノチューブ（以下、「ＳＷＣＮＴ」とよぶ。）、直径の異なる複数の筒が層状に重なったものは多層カーボンナノチューブ（以下、「ＭＷＣＮＴ」とよぶ。）とよばれている。
【０００３】
ＣＮＴは高い導電性や大きな機械的強度を有しており、その特性を活かして導電性塗料、導電性樹脂、電磁波シールドシート、ヒータ部材や半導体分野への応用が検討されている。これらに応用するときに重要なことは、水などの分散溶媒中にＣＮＴを均一に、かつ高濃度で分散できる分散剤の開発である。ＣＮＴは固体状態では、強いπ－π相互作用やファンデルワールス力により束（バンドル）構造体を形成しているので多くの溶媒中で分散が困難である。
【０００４】
このため、ＣＮＴを溶媒に分散可能にして、種々の応用を可能にするために、その手助けをする優れた分散剤が必要とされている。そのため色々な分散剤が開発されている。
【０００５】
例えば、導電性高分子、ドーパント、ＣＮＴ、水および分散剤を含有するＣＮＴ含有組成物において、分散剤が少なくとも水溶性キシランを含むＣＮＴ含有組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、水溶性キシランを用いることにより、難溶性または不溶性の物質の表面への溶媒の親和性を向上させることができることを見出して、水溶性キシラン、物質及び溶媒を含む溶液であって、該物質は該水溶性キシランの不存在下で該溶媒に難溶性または不溶性である溶液が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、基材表面にＣＮＴ膜を製造する方法であって、ＣＮＴとＣＮＴを可溶化する水溶性の可溶化剤と水系溶媒を含み、ＣＮＴが溶解された溶液を作製する工程と、この溶液を基材表面に供給する工程と、供給された溶液の溶媒の蒸散により溶液中のＣＮＴを析出させて、当該基材表面にＣＮＴを付着させる工程と、ＣＮＴが付着した基材表面を水で洗浄する工程を含み、水溶性の可溶化剤が水系溶媒に溶解した溶液において、当該可溶化剤の濃度を高めた場合に、ある濃度を境にしてＣＮＴの溶解度が低下する特性を有する水溶性キシランであるＣＮＴ膜の製造方法が開示されている。そして、水溶性キシランはグルクロノキシランであることが示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
また、本発明者等を含む研究者によりヘミセルロースである４－O-メチルグルクロノキシランが、疎水性物質を水へ分散する機能を有していることを発見し、ＣＮＴの分散メカニズムを解明した結果、水への分散に最も適しており、かつ、長時間安定な分散溶液を開発したことが開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１０－２７０２０５号公報
特開２００７－２１５５４２号公報
特許第５７１７１３１号
【非特許文献】
【００１０】
応用糖質科学、第１２巻、第１号、２７－３２（２０２２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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