碳片的制造方法与流程

本发明涉及碳片(carbon sheet)和碳片的制造方法。具体地，本发明涉及包含碳纳米管的碳片及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，作为轻质且导电性、导热性和机械特性优异的材料，碳纳米管(以下有时称作“cnt”)受到注目。

2、在此，cnt的表面积大，因此提出了如下的技术方案，即，通过在cnt的表面担载异种材料，将cnt作为赋予了催化剂活性等其它功能的cnt复合材料来利用(参考例如专利文献1)。

3、另一方面，cnt是直径为纳米尺寸的微细的结构体，因此如果是单一个体的话，处理性、加工性差。因此，还提出了例如以下的技术方案等，即，通过制备分散有cnt的溶液，将该溶液造纸成型，从而使多根cnt聚集成膜状，作为称作“巴克纸”的碳纳米管膜使用(参考例如专利文献2)。

4、此外，提出有如下的主旨，即，包含cnt且每单位面积cnt重量为规定值以上的cnt片能够具有电磁波吸收特性，上述cnt的长度中位数和长径比为规定值以上且上述cnt配置成随机取向和均匀分布图案(参考例如专利文献3)。

5、进而，还提出有包含使cnt沿长度方向取向的cnt聚集体的红外吸收构件能够具有高的红外线吸收率(参考例如专利文献4)。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：国际公开第2016/013245号；

9、专利文献2：日本特开2010-105909号公报；

10、专利文献3：日本特表2017-529298号公报；

11、专利文献4：日本特开2012-188305号公报。

12、发明要解决的问题

13、在此，本发明人进行了研究，结果可知，在从得到处理性和加工性优异的cnt复合材料的观点出发使异种材料担载于巴克纸的情况下，由于巴克纸致密，所以不能使异种材料进入至巴克纸的内部。

14、因此，本发明的目的在于提供处理性和加工性优异、并且在作为异种材料的担体使用时能够将异种材料担载至内部的材料。

15、此外，本发明人进行了进一步研究，结果可知，在尝试利用上述的巴克纸作为电磁波吸收材料和/或红外线吸收材料的情况下，电磁波吸收特性和红外线吸收特性不充分。

16、因此，本发明的目的在于提供电磁波吸收特性和红外线吸收特性优异的材料。

技术实现思路

1、用于解决问题的方案

2、本发明人以解决上述问题为目的进行了深入研究。然后，本发明人发现，包含碳纳米管且空隙率在规定的范围内的碳片的处理性和加工性优异，并且在将碳片作为异种材料的担体使用时能够将异种材料担载至内部，以至完成了本发明。

3、即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的碳片的特征在于，包含碳纳米管，上述碳片的空隙率为5％以上且90％以下。像这样包含碳纳米管且空隙率在上述的值的范围内的碳片的处理性和加工性优异，并且在将该碳片作为异种材料的担体使用时能够将异种材料担载至内部。

4、需要说明的是，在本发明中，空隙率能够通过压汞法进行测定。

5、在此，上述本发明的碳片优选具有碳制的多孔基材和附着于上述多孔基材的上述碳纳米管。通过具有碳制的多孔基材和附着于上述多孔基材的碳纳米管，碳片内部的空隙率提高，因此能够将更多量的异种材料担载至碳片的内部。此外，由于能够提高碳片的机械强度，因此能够赋予优异的加工性。

6、此外，本发明人发现，包含碳纳米管且空孔率在规定范围内的碳片的电磁波吸收特性和红外线吸收特性优异，以至完成了本发明。

7、即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，本发明的碳片的特征在于，包含碳纳米管，上述碳片的空孔率为30％以上且95％以下。像这样包含碳纳米管且空孔率在规定范围内的碳片的电磁波吸收特性和红外线吸收特性优异。

8、需要说明的是，在本发明中，空孔率能够通过在本说明书的实施例中记载的方法进行测定。

9、在此，在本发明的碳片中，优选上述碳纳米管为单层碳纳米管。通过使用单层碳纳米管，能够将更多量的异种材料担载在碳纳米管表面，并且能够进一步提高碳片的电磁波吸收特性和红外线吸收特性。

10、此外，在本发明的碳片中，优选上述碳纳米管的氮吸附比表面积为600m2/g以上。通过使用氮吸附比表面积为600m2/g以上的碳纳米管，能够将更多量的异种材料担载在碳纳米管表面，并且能够进一步提高碳片的电磁波吸收特性和红外线吸收特性。

11、需要说明的是，在本发明中，碳纳米管的氮吸附比表面积能够按照bet(brunauer-emmett-teller)法使用全自动比表面积测定装置(mountech co.,ltd.制，产品名“macsorb(注册商标)hm model-1210”)进行测定。

12、此外，本发明的碳片优选仅由上述碳纳米管构成。如果碳片仅由碳纳米管构成，则能够使碳片更加轻质化。此外，在仅使用碳纳米管形成碳片的方式中，通过适当变更使碳纳米管分散在溶剂等中的条件能够调节碳片的空孔率，由此能够进一步提高碳片的电磁波吸收特性和红外线吸收特性。

13、发明效果

14、根据本发明，能够提供处理性和加工性优异、并且在作为异种材料的担体使用时可将异种材料担载至内部的碳片。

15、此外，根据本发明，能够提供电磁波吸收特性和红外线吸收特性优异的材料。

技术特征：

1.一种碳片的制造方法，所述碳片具有仅将多根碳纳米管缠绕而成的结构、空隙率为5％以上且90％以下，

2.一种碳片的制造方法，所述碳片具有碳制的多孔基材和附着于所述多孔基材的多根碳纳米管、空隙率为5％以上且90％以下，

3.一种碳片的制造方法，所述碳片包含多根碳纳米管、空孔率为30％以上且95％以下，

4.根据权利要求3所述的碳片的制造方法，其中，所述碳片仅由所述碳纳米管构成。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的碳片的制造方法，其中，所述碳纳米管为单层碳纳米管。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的碳片的制造方法，其中，所述碳纳米管的氮吸附比表面积为600m2/g以上。

技术总结
本发明提供一种处理性和加工性优异、并且在作为异种材料的担体使用时能够将异种材料担载至内部的碳片的制造方法，上述碳片具有仅将多根碳纳米管缠绕而成的结构、空隙率为5％以上且90％以下，上述碳片的制造方法包括从包含碳纳米管、间隔颗粒和溶剂的分散液中除去溶剂而取得初步片的初步片制备工序、以及从所述初步片中除去所述间隔颗粒的间隔颗粒除去工序。本发明还涉及具有碳制的多孔基材和附着于所述多孔基材的多根碳纳米管且空隙率为5％以上且90％以下的碳片的制造方法，本发明进一步还涉及包含多根碳纳米管且空孔率为30％以上且95％以下的碳片的制造方法。

技术研发人员：山岸智子,上岛贡
受保护的技术使用者：日本瑞翁株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16