JP2019118861A - Dispersant for carbon nano-tube, and carbon nano-tube dispersion liquid with use thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】一態様において、カーボンナノチューブ分散液の分散性及びPETフィルムに対する濡れ性を向上できる分散剤の提供。【解決手段】一態様において、下記成分A及び成分Bの少なくとも一方を含む、カーボンナノチューブ用分散剤に関する。成分A:アクリル酸由来の構成単位と疎水性モノマー由来の構成単位とを含み、全構成単位中の疎水性モノマー由来の構成単位の含有量が0.5mol%以上2.3mol%以下であり、数平均分子量が3,000以上15,000以下である共重合体。成分B:0.5mol%以上2.3mol%以下の疎水性末端基を有し、数平均分子量が3,000以上15,000以下であるポリアクリル酸。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersant capable of improving dispersibility of a carbon nanotube dispersion liquid and wettability to a PET film in one embodiment. In one embodiment, the present invention relates to a dispersant for carbon nanotubes, which comprises at least one of the following components A and B. Component A: Containing a constituent unit derived from acrylic acid and a constituent unit derived from a hydrophobic monomer, the content of the constituent unit derived from a hydrophobic monomer in all the constituent units is 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less. A copolymer having a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less. Component B: Polyacrylic acid having a hydrophobic end group of 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less and having a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less. [Selection diagram] None
Description
本開示は、カーボンナノチューブ用分散剤、及びそれを用いたカーボンナノチューブ分散液に関する。 The present disclosure relates to a dispersant for carbon nanotubes, and a carbon nanotube dispersion using the same.
カーボンナノチューブは実質的にグラファイト1枚面を巻いて筒状にした形状を有したナノ炭素材料であり、1層に巻いたものを単層カーボンナノチューブ、同軸に多層に巻いたものを多層カーボンナノチューブという。カーボンナノチューブは、それ自体が優れた真性の導電性を有し、導電性材料として使用されることが期待されている。 A carbon nanotube is a nano-carbon material having a shape in which one surface of graphite is wound substantially into a cylindrical shape, a single-walled carbon nanotube wound in one layer, and a multi-walled carbon nanotube wound coaxially in multilayer. It is said. Carbon nanotubes themselves have excellent intrinsic conductivity and are expected to be used as a conductive material.
カーボンナノチューブはアスペクト比が高く少量で導電パスを形成できるため、従来のカーボンブラック等の導電性微粒子と比べ光透過性、耐脱落性に優れた導電性材料となりうる。例えば、カーボンナノチューブを用いて光学用透明導電性薄膜として用いることが知られている。 Since carbon nanotubes have a high aspect ratio and can form conductive paths with a small amount, they can be conductive materials that are superior in light transmittance and drop-off resistance to conventional conductive fine particles such as carbon black. For example, it is known to use carbon nanotubes as a transparent conductive thin film for optics.
カーボンナノチューブを用いて光透過性に優れた導電性フィルムを得るには、数10本
のカーボンナノチューブからなる太いバンドル(束)や強固な凝集を解し、カーボンナノチューブを高分散させて、少ないカーボンナノチューブの本数で効率良く導電パスを形成することが求められている。このような導電性フィルムを得る手段としては、例えばカーボンナノチューブを水性媒体中に高分散させた分散液を基材に塗布する方法などが知られている。カーボンナノチューブを水性媒体中に高分散させるためには、分散剤を用いて分散させる手法がある。中でも、カーボンナノチューブをより高度に分散させるためには、水性媒体中、水に親和性のある親水性基およびカーボンナノチューブと親和性の高い疎水性基の両方を有する分散剤を用いて分散させる方法が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
In order to obtain a conductive film excellent in light transmittance using carbon nanotubes, a thick bundle (bundle) consisting of several tens of carbon nanotubes or strong aggregation is broken to make the carbon nanotubes highly disperse, and less carbon It is required to form conductive paths efficiently with the number of nanotubes. As a means for obtaining such a conductive film, for example, a method of applying a dispersion in which carbon nanotubes are highly dispersed in an aqueous medium to a substrate is known. In order to highly disperse carbon nanotubes in an aqueous medium, there is a method of dispersing using a dispersing agent. Among them, in order to disperse carbon nanotubes in a higher degree, a method of dispersing in an aqueous medium using a dispersant having both a hydrophilic group having an affinity for water and a hydrophobic group having a high affinity for carbon nanotubes. Are known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
しかしながら、特許文献1に記載の技術においてはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、特許文献2に記載の技術においてはデオキシコール酸ナトリウムという低分子量の界面活性剤を用いているため、カーボンナノチューブを分散させる際に強く撹拌すると泡立ちが多く発生し、その分散液をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に塗工する際に不均一となり、悪影響を及ぼすことがある。
特許文献3に記載の技術においては、高分子量の分散剤を用いているため、泡立ちは抑制されている。しかし、PETフィルムに塗工しても、表面の濡れ性が悪く、はじいてうまく塗工できないという課題があった。そのような場合、塗工前にPETフィルムの表面を処理する方法もあるが、工程的な面やコスト的に不利となる。
However, since the low molecular weight surfactant of sodium dodecylbenzene sulfonate is used in the technology described in Patent Document 1 and the sodium deoxycholate sodium is used in the technology described in Patent Document 2, the carbon nanotubes are dispersed. When the solution is vigorously stirred, a large amount of effervescence is generated, and when the dispersion is coated on a polyethylene terephthalate (PET) film, it may be uneven and adversely affect.
In the technology described in Patent Document 3, since a high molecular weight dispersant is used, foaming is suppressed. However, even if it coats on PET film, the wettability of the surface is bad and there existed a subject that it repelled and it could not coat well. In such a case, there is also a method of treating the surface of the PET film before coating, but this is disadvantageous in terms of process and cost.
そこで、本開示は、一態様において、カーボンナノチューブ分散液の分散性及びPETフィルムに対する濡れ性を向上できる分散剤を提供する。 Thus, the present disclosure provides, in one aspect, a dispersant that can improve the dispersibility of a carbon nanotube dispersion and the wettability to a PET film.
本開示は、一態様において、下記成分A及び成分Bの少なくとも一方を含む、カーボンナノチューブ用分散剤に関する。
成分A:アクリル酸由来の構成単位と疎水性モノマー由来の構成単位とを含み、全構成単位中の疎水性モノマー由来の構成単位の含有量が0.5mol%以上2.3mol%以下であり、数平均分子量が3,000以上15,000以下である共重合体。
成分B:0.5mol%以上2.3mol%以下の疎水性末端基を有し、数平均分子量が3,000以上15,000以下であるポリアクリル酸。
The present disclosure relates, in one aspect, to a dispersant for carbon nanotubes, which comprises at least one of the following component A and component B.
Component A: containing a structural unit derived from acrylic acid and a structural unit derived from a hydrophobic monomer, and the content of the structural unit derived from the hydrophobic monomer in all the structural units is 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less, A copolymer having a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less.
Component B: Polyacrylic acid having a hydrophobic end group of 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less and a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less.
本開示は、一態様において、本開示の分散剤、カーボンナノチューブ、及び水性媒体を含む、カーボンナノチューブ分散液に関する。 The present disclosure relates, in one aspect, to a carbon nanotube dispersion comprising the dispersant of the present disclosure, carbon nanotubes, and an aqueous medium.
本開示によれば、一又は複数の実施形態において、カーボンナノチューブ分散液の分散性及びPETフィルムに対する濡れ性を向上できる分散剤を提供できる。 According to the present disclosure, in one or more embodiments, a dispersant capable of improving the dispersibility of the carbon nanotube dispersion and the wettability to a PET film can be provided.
本発明者らは、鋭意検討を行った結果、アクリル酸と特定の疎水性モノマーとの共重合体(成分A)、又は、疎水性末端基を有する特定のポリアクリル酸(成分B)を分散剤として用いることにより、カーボンナノチューブを良好に水性媒体へ分散でき、PETフィルムへの濡れ性が向上して、PETフィルム上に塗膜を形成可能なカーボンナノチューブ分散液を得ることができることを見出し、本開示を完成させた。 As a result of intensive studies, the present inventors dispersed a copolymer of acrylic acid and a specific hydrophobic monomer (component A) or a specific polyacrylic acid having a hydrophobic end group (component B). By using as an agent, it is found that carbon nanotubes can be favorably dispersed in an aqueous medium, wettability to a PET film is improved, and a carbon nanotube dispersion capable of forming a coating film on a PET film can be obtained. The present disclosure has been completed.
本開示の効果発現のメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のように推察される。
本開示の分散剤として用いられる成分A及び成分Bは、強固に凝集しているカーボンナノチューブとの親和性が高いポリエチレン構造を有するとともに、水との親和性が高いカルボキシル基を有することから、カーボンナノチューブの分散性が高いと考えられる。更に疎水性であるPETフィルムとの親和性が高い疎水性基(疎水性モノマー由来の構成単位、又は疎水性末端基)を有することから、カーボンナノチューブの分散性とPETフィルムに対する塗工性とを両立できると考えられる。
ただし、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
The details of the mechanism of the effects of the present disclosure are not clear, but are presumed as follows.
The component A and the component B used as the dispersant of the present disclosure have a polyethylene structure having a high affinity for carbon nanotubes that are strongly aggregated, and have a carboxyl group having a high affinity for water. It is considered that the dispersibility of the nanotubes is high. Furthermore, since it has a hydrophobic group (constituent unit derived from a hydrophobic monomer, or a hydrophobic end group) having high affinity with a PET film that is hydrophobic, the dispersibility of carbon nanotubes and the coatability to a PET film can be improved. It is considered to be compatible.
However, the present disclosure may not be interpreted as being limited to these mechanisms.
すなわち、本開示は、一態様において、下記成分A及び成分Bの少なくとも一方を含む、カーボンナノチューブ用分散剤に関する。
成分A:アクリル酸由来の構成単位と疎水性モノマー由来の構成単位とを含み、全構成単位中の疎水性モノマー由来の構成単位の含有量が0.5mol%以上2.3mol%以下であり、数平均分子量が3,000以上15,000以下である共重合体。
成分B:0.5mol%以上2.3mol%以下の疎水性末端基を有し、数平均分子量が3,000以上15,000以下であるポリアクリル酸。
That is, the present disclosure relates, in one aspect, to a dispersant for carbon nanotubes, which comprises at least one of the following component A and component B.
Component A: containing a structural unit derived from acrylic acid and a structural unit derived from a hydrophobic monomer, and the content of the structural unit derived from the hydrophobic monomer in all the structural units is 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less, A copolymer having a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less.
Component B: Polyacrylic acid having a hydrophobic end group of 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less and a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less.
[成分A]
本開示の分散剤に含まれうる成分Aは、アクリル酸(以下、「モノマーa1」ともいう)由来の構成単位(以下、「構成単位a1」ともいう)と疎水性モノマー(以下、「疎水性モノマーa2」ともいう)由来の構成単位(以下、「構成単位a2」ともいう)とを含む共重合体である。成分Aは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。成分Aの共重合体は、例えば、アクリル酸と疎水性モノマーとを重合反応させることにより製造できる。
[Component A]
Component A which may be contained in the dispersant of the present disclosure is a structural unit derived from acrylic acid (hereinafter also referred to as “monomer a1”) (hereinafter also referred to as “constituent unit a1”) and a hydrophobic monomer (hereinafter referred to as “hydrophobic It is a copolymer including a constituent unit (hereinafter, also referred to as “constituent unit a2”) derived from “monomer a2”). Component A may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The copolymer of component A can be produced, for example, by polymerizing acrylic acid and a hydrophobic monomer.
本開示において、疎水性モノマーとは、25℃における水への溶解性が10質量%未満であるモノマーを示す。溶解とは、溶質が均一の溶媒に混ざり透明な状態を呈することを示す。疎水性モノマーとしては、例えば、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、フェニルアクリレート等が挙げられる。 In the present disclosure, a hydrophobic monomer refers to a monomer having a solubility in water at 25 ° C. of less than 10% by mass. Dissolution indicates that the solute is mixed in a uniform solvent and exhibits a transparent state. Examples of hydrophobic monomers include methoxydipropylene glycol acrylate, phenoxydiethylene glycol acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, phenyl acrylate and the like.
成分Aを構成する全構成単位中の構成単位a2の含有量は、PETへの濡れ性及び分散性の点から、0.5mol%以上であって、0.8mol%以上が好ましく、1mol%以上が好ましく、そして、同様の観点から、2.3mol%以下であって、2.1mol%以下が好ましく、1.8mol%以下がより好ましい。より具体的には、構成単位a2の含有量は、0.5mol%以上2.3mol%であって、0.8mol%以上2.1mol%以下が好ましく、1mol%以上1.8mol%以下がより好ましい。 The content of the structural unit a2 in all the structural units constituting the component A is 0.5 mol% or more, preferably 0.8 mol% or more, and 1 mol% or more from the viewpoint of wettability to PET and dispersibility. And from the same viewpoint, it is 2.3 mol% or less, preferably 2.1 mol% or less, and more preferably 1.8 mol% or less. More specifically, the content of the structural unit a2 is 0.5 mol% or more and 2.3 mol%, preferably 0.8 mol% or more and 2.1 mol% or less, and more preferably 1 mol% or more and 1.8 mol% or less. preferable.
成分Aは、一又は複数の実施形態において、他の構成単位をさらに含むことができる。一又は複数の実施形態において、成分Aを構成する全構成単位中の構成単位a1と構成単位a2との合計量が、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは実質的に100質量%である。 Component A may further include other constitutional units in one or more embodiments. In one or more embodiments, the total amount of structural unit a1 and structural unit a2 in all the structural units constituting component A is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably substantially It is 100 mass%.
成分Aの数平均分子量は、分散性の観点から、3,000以上であって、3,500以上が好ましく、4,000以上がより好ましく、そして、同様の観点から、15,000以下であって、14,000以下が好ましく、13,000以下がより好ましい。より具体的には、成分Aの数平均分子量は、3,000以上15,000以下であって、3,500以上14,000以下が好ましく、4,000以上13,000以下がより好ましい。成分Aの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう)法を用いて測定でき、具体的には実施例に記載の方法により算出できる。 From the viewpoint of dispersibility, the number average molecular weight of the component A is 3,000 or more, preferably 3,500 or more, more preferably 4,000 or more, and from the same viewpoint, 15,000 or less. 14,000 or less is preferable, and 13,000 or less is more preferable. More specifically, the number average molecular weight of the component A is 3,000 or more and 15,000 or less, preferably 3,500 or more and 14,000 or less, and more preferably 4,000 or more and 13,000 or less. The number average molecular weight of the component A can be measured using gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as “GPC”), and can be calculated specifically by the method described in the examples.
[成分B]
本開示の分散剤に含まれうる成分Bは、疎水性末端基を有するポリアクリル酸である。本開示において、疎水性末端基は、25℃の水への溶解性が10質量%未満である疎水性重合開始剤及び/又は疎水性連鎖移動剤に由来する基を示す。溶解とは、透明な状態を示す。本開示において、「25℃の水への溶解性」は、25℃の水に徐々に添加していった場合に白濁し始めるときの、疎水性重合開始剤及び/又は疎水性連鎖移動剤の質量割合をいう。疎水性末端基を有するポリアクリル酸は、例えば、アクリル酸(モノマーb)を、疎水性重合開始剤及び/又は疎水性連鎖移動剤を用いて重合させることにより得ることができる。
[Component B]
Component B, which may be included in the dispersant of the present disclosure, is a polyacrylic acid having hydrophobic end groups. In the present disclosure, the hydrophobic end group indicates a group derived from a hydrophobic polymerization initiator and / or a hydrophobic chain transfer agent having a solubility in water at 25 ° C. of less than 10% by mass. Dissolution indicates a transparent state. In the present disclosure, “solubility in water at 25 ° C.” means that the hydrophobic polymerization initiator and / or the hydrophobic chain transfer agent starts to become cloudy when gradually added to water at 25 ° C. We say mass ratio. Polyacrylic acid having a hydrophobic end group can be obtained, for example, by polymerizing acrylic acid (monomer b) with a hydrophobic polymerization initiator and / or a hydrophobic chain transfer agent.
成分B中の疎水性末端基の含有量は、PETへの濡れ性及び分散性の観点から、0.5mol%以上であって、0.8mol%以上が好ましく、1mol%以上がより好ましく、そして、同様の観点から、2.3mol%以下であって、2.1mol%以下が好ましく、1.8mol%以下がより好ましい。より具体的には、疎水性末端基の含有量は、0.5mol%以上2.3mol%以下であって、0.8mol%以上2.1mol%以下が好ましく、1mol%以上1.8mol%以下がより好ましい。本開示において、成分Bの疎水性末端基の含有量は、例えば、重合に使用したモノマー全量(100モル%)に対する、重合に使用した疎水性重合開始剤及び/又は疎水性連鎖移動剤の質量とみなすことができる。 The content of the hydrophobic end group in the component B is 0.5 mol% or more, preferably 0.8 mol% or more, more preferably 1 mol% or more, from the viewpoint of wettability and dispersibility to PET. From the same viewpoint, it is 2.3 mol% or less, preferably 2.1 mol% or less, and more preferably 1.8 mol% or less. More specifically, the content of the hydrophobic terminal group is 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less, preferably 0.8 mol% or more and 2.1 mol% or less, and 1 mol% or more and 1.8 mol% or less. Is more preferred. In the present disclosure, the content of the hydrophobic end group of the component B is, for example, the mass of the hydrophobic polymerization initiator and / or the hydrophobic chain transfer agent used for the polymerization relative to the total amount (100 mol%) of the monomers used for the polymerization. It can be regarded as
成分Bの数平均分子量は、分散性の観点から、3,000以上であって、3,500以上が好ましく、4,000以上がより好ましく、そして、同様の観点から、15,000以下であって、14,000以下が好ましく、13,000以下がより好ましい。より具体的には、成分Bの数平均分子量は、3,000以上15,000以下であって、3,500以上14,000以下が好ましく、4,000以上13,000以下がより好ましい。成分Bの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう)法を用いて測定でき、具体的には実施例に記載の方法により算出できる。 From the viewpoint of dispersibility, the number average molecular weight of the component B is 3,000 or more, preferably 3,500 or more, more preferably 4,000 or more, and from the same viewpoint, it is 15,000 or less. 14,000 or less is preferable, and 13,000 or less is more preferable. More specifically, the number average molecular weight of the component B is 3,000 or more and 15,000 or less, preferably 3,500 or more and 14,000 or less, and more preferably 4,000 or more and 13,000 or less. The number average molecular weight of the component B can be measured using gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as "GPC"), and can be calculated specifically by the method described in the examples.
本開示において、成分A及び成分Bは、分散性向上の観点から、中和度は低いことが好ましい。成分A及び成分Bの中和度が、成分A又は成分Bに含まれる中和可能な官能基(例えば、カルボキシ基)100mol%に対して、25mol%以下であることが好ましく、25mol%未満であることがより好ましく、分散性向上の観点から、10mol%以下がさらに好ましく、実質的に中和されていないことがさらに好ましい。実質的に中和されていない場合の成分A及び成分Bの中和度は、具体的には、1mol%以下が好ましく、0mol%がより好ましい。中和度は、例えば、pH測定により算出できる。 In the present disclosure, it is preferable that the component A and the component B have a low degree of neutralization from the viewpoint of improving the dispersibility. The degree of neutralization of the component A and the component B is preferably 25 mol% or less, preferably less than 25 mol%, with respect to 100 mol% of the neutralizable functional group (for example, carboxy group) contained in the component A or the component B. Some are more preferable, and from the viewpoint of improving the dispersibility, 10 mol% or less is more preferable, and it is more preferable that the resin is not substantially neutralized. Specifically, the degree of neutralization of Component A and Component B when not substantially neutralized is preferably 1 mol% or less, more preferably 0 mol%. The degree of neutralization can be calculated, for example, by pH measurement.
本開示の分散剤の使用形態は、成分A及び/又は成分Bの重合体そのものであってもよいし、水性媒体に溶解させた状態(水溶液)であってもよい。本開示に係る分散剤の使用形態が水溶液である場合、該水溶液中の分散剤の含有量は、一又は複数の実施形態において、取扱い性の容易さの観点から、20質量%以上60質量%以下が好ましく、25質量%以上50質量%以下がより好ましく、30質量%以上45質量%以下がさらに好ましい。水溶液中の分散剤の含有量は、例えば、原材料の仕込み量からも求めることができ、あるいは、水溶液中の固形分量を測定することにより求めることもできる。 The use form of the dispersant of the present disclosure may be the polymer of Component A and / or Component B itself, or may be in a state of being dissolved in an aqueous medium (aqueous solution). When the use form of the dispersant according to the present disclosure is an aqueous solution, the content of the dispersant in the aqueous solution is 20% by mass or more and 60% by mass from the viewpoint of ease of handling in one or more embodiments. The following are preferable, 25 mass% or more and 50 mass% or less are more preferable, and 30 mass% or more and 45 mass% or less are more preferable. The content of the dispersant in the aqueous solution can also be determined, for example, from the amount of raw materials charged, or can be determined by measuring the solid content in the aqueous solution.
本開示における成分A及び成分Bの製造方法は、公知の重合方法により製造できる。重合には、公知の重合開始剤や連鎖移動剤等を使用することができる。重合開始剤としては、例えば、2,2−アゾビス(イソブチロニトリル)(疎水性)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(疎水性)、2,2−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物(水溶性)、2,2−アゾビス[2−メチルプロピオンアミジン]ジヒドロクロライド(水溶性)等のアゾ開始重合剤等が挙げられる。連鎖移動剤としては、例えば、3−メルカプトプロピオン酸(親水性)、メルカプトプロパンジオール(水溶性)、1−オクタンチオール(疎水性)等が挙げられる。成分Bの製造に用いる重合開始剤及び連鎖移動剤の少なくとも一方は疎水性であることが好ましい。 The method for producing Component A and Component B in the present disclosure can be produced by a known polymerization method. For polymerization, known polymerization initiators, chain transfer agents and the like can be used. As a polymerization initiator, for example, 2,2-azobis (isobutyronitrile) (hydrophobic), 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (hydrophobic), 2,2-azobis [N Azo-initiated polymerization agents such as-(2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] hydrate (water-soluble), 2,2-azobis [2-methylpropionamidine] dihydrochloride (water-soluble), etc. . Examples of chain transfer agents include 3-mercaptopropionic acid (hydrophilic), mercaptopropanediol (water-soluble), 1-octanethiol (hydrophobic) and the like. It is preferred that at least one of the polymerization initiator and the chain transfer agent used for the production of component B be hydrophobic.
[カーボンナノチューブ分散液]
本開示は、一態様において、本開示の分散剤、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」ともいう)、及び水性媒体を含む、カーボンナノチューブ分散液(以下、「本開示のCNT分散液」ともいう)に関する。本開示によれば、分散性及びPETフィルムに対する濡れ性に優れたカーボンナノチューブ分散液を提供できる。
[Carbon nanotube dispersion liquid]
The present disclosure, in one aspect, comprises a carbon nanotube dispersion (hereinafter, also referred to as “the CNT dispersion of the present disclosure”), including the dispersant of the present disclosure, the carbon nanotube (hereinafter, also referred to as “CNT”), and an aqueous medium. About. According to the present disclosure, it is possible to provide a carbon nanotube dispersion having excellent dispersibility and wettability to a PET film.
<カーボンナノチューブ>
本開示において、カーボンナノチューブ(CNT)とは、複数のカーボンナノチューブを含む総体を意味する。カーボンナノチューブの形態は、特に限定されなくてもよく、例えば、複数のカーボンナノチューブがそれぞれ独立していてもよいし、複数のカーボンナノチューブが束状あるいは絡まり合うなどの形態でもよいし、これらの形態が混合した形態でもよい。カーボンナノチューブは、種々の層数または直径のカーボンナノチューブであってもよい。CNTは、カーボンナノチューブの製造におけるプロセス由来の不純物(例えば、触媒やアモルファスカーボン)を含み得る。
<Carbon nanotube>
In the present disclosure, carbon nanotubes (CNTs) mean an aggregate including a plurality of carbon nanotubes. The form of the carbon nanotubes may not be particularly limited. For example, the plurality of carbon nanotubes may be independent of one another, or the plurality of carbon nanotubes may be in the form of bundles or entanglements, or the like. May be mixed. The carbon nanotubes may be carbon nanotubes of various layer numbers or diameters. The CNTs can include impurities (eg, catalysts and amorphous carbon) from processes in the production of carbon nanotubes.
カーボンナノチューブは、一又は複数の実施形態において、グラファイトの1枚面を巻いて筒状にした形状を有するものであり、1層に巻いたものを単層カーボンナノチューブ、2層に巻いたものを2層カーボンナノチューブ、3層以上に巻いたものを多層カーボンナノチューブともいう。カーボンナノチューブ分散液及び該分散液を塗布して得られる塗膜には、求められる用途特性に応じて、単層、2層、多層のいずれのカーボンナノチューブ及びそれらの混合物を用いることができる。特に、光透過性の高い導電塗膜を得るには、単層のカーボンナノチューブを用いることが好ましい。 In one or more embodiments, the carbon nanotube has a shape in which one surface of graphite is wound into a cylindrical shape, and one wound into one layer is wound into a single-walled carbon nanotube and two layers. A double-walled carbon nanotube, one wound into three or more layers is also referred to as a multi-walled carbon nanotube. For the carbon nanotube dispersion and the coating film obtained by applying the dispersion, any single-wall, two-layer, multi-wall carbon nanotube and a mixture thereof can be used according to the required application properties. In particular, it is preferable to use a single-walled carbon nanotube in order to obtain a conductive film having high light transmittance.
カーボンナノチューブの長さは、特に限定されなくてもよく、導電性の観点から、0.5μm以上が好ましく、より好ましくは1μm以上であり、分散性の観点から、30μm以下が好ましい。 The length of the carbon nanotube may not be particularly limited, and is preferably 0.5 μm or more from the viewpoint of conductivity, more preferably 1 μm or more, and preferably 30 μm or less from the viewpoint of dispersibility.
CNTにおける不純物の含有量は、CNTの有効分を高濃度とする観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、実質的に0質量%がさらに好ましい。 The content of the impurities in the CNT is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, still more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less, from the viewpoint of increasing the effective concentration of CNTs. And substantially 0% by mass is more preferable.
<水性媒体>
水性媒体としては、水、あるいは、水と水溶性有機溶剤との混合媒体が挙げられる。水としては、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水等が挙げられる。水溶性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール、アセトン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、及びブチルセロソルブから選ばれる少なくとも1種が挙げられ、分散性向上の点から、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、プロピレングリコール、及びブチルセロソルブから選ばれる少なくとも1種が好ましい。水性媒体として混合媒体を用いる場合、水溶性有機溶剤は、水とは別に添加(配合)されてもよいし、水と同時に添加(配合)されてもよい。水性媒体中の水の含有量は、分散性向上の観点から、90質量%以上であることが好ましい。
<Aqueous medium>
The aqueous medium includes water or a mixed medium of water and a water-soluble organic solvent. Examples of water include distilled water, ion exchanged water, ultrapure water and the like. Examples of the water-soluble organic solvent include at least one selected from methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, benzyl alcohol, acetone, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, and butyl cellosolve, and the point of improvement of dispersibility From the above, at least one selected from ethanol, isopropyl alcohol, acetone, propylene glycol, and butyl cellosolve is preferable. When a mixed medium is used as the aqueous medium, the water-soluble organic solvent may be added (blended) separately from water, or may be added (blended) simultaneously with water. The content of water in the aqueous medium is preferably 90% by mass or more from the viewpoint of improving the dispersibility.
本開示のCNT分散液中のCNTの配合量は、有効分をより高濃度とする観点から、0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.15質量%以上がさらに好ましく、そして、分散液の扱いやすい粘度の観点から、0.5質量%以下が好ましく、0.4質量%以下がより好ましく、0.3質量%以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of increasing the concentration of the active component, the blending amount of CNT in the CNT dispersion liquid of the present disclosure is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and 0.15% by mass or more Is more preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.4% by mass or less, and still more preferably 0.3% by mass or less from the viewpoint of easy handling viscosity of the dispersion.
本開示のCNT分散液中の本開示の分散剤の配合量は、分散性の観点から、CNT100質量%に対して、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、そして、分散性の観点から、500質量%以下が好ましく、400質量%以下がより好ましく、300質量%以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of dispersibility, the blending amount of the dispersant of the present disclosure in the CNT dispersion of the present disclosure is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass or more with respect to 100% by mass of CNTs. Is more preferable, and from the viewpoint of dispersibility, 500% by mass or less is preferable, 400% by mass or less is more preferable, and 300% by mass or less is more preferable.
本開示のCNT分散液の粘度は、濡れ性の観点から、100mPa・s以上が好ましく、150mPa・s以上がより好ましく、200mPa・s以上がさらに好ましく、そして、同様の観点から、2000mPa・s以下が好ましく、1500mPa・s以下がより好ましく、1000mPa・s以下がさらに好ましい。より具体的には、本開示のCNT分散液の粘度は、100mPa・s以上2000mPa・s以下が好ましく、150mPa・s以上1500mPa・s以下がより好ましく、200mPa・s以上1000mPa・s以下がさらに好ましい。 From the viewpoint of wettability, the viscosity of the CNT dispersion liquid of the present disclosure is preferably 100 mPa · s or more, more preferably 150 mPa · s or more, still more preferably 200 mPa · s or more, and from the same viewpoint, 2000 mPa · s or less. Is preferable, 1500 mPa · s or less is more preferable, and 1000 mPa · s or less is more preferable. More specifically, the viscosity of the CNT dispersion liquid of the present disclosure is preferably 100 mPa · s or more and 2000 mPa · s or less, more preferably 150 mPa · s or more and 1500 mPa · s or less, and still more preferably 200 mPa · s or more and 1000 mPa · s or less .
[カーボンナノチューブ分散液(CNT分散液)の製造方法]
本開示のCNT分散液は、例えば、本開示の分散剤、CNT及び水性媒体を公知の方法で配合することにより製造できる。したがって、本開示は、一態様において、本開示の分散剤、CNT、及び水性媒体を混合し、CNTを水性媒体中で分散させる分散工程を含む、CNT分散液の製造方法(以下、「本開示のCNT分散液製造方法」ともいう)に関する。本開示のCNT分散液製造方法によれば、分散性及びPETに対する濡れ性に優れるCNT分散液を製造しうる。本開示の分散液製造方法に用いられるCNT及び水性媒体としては、上述した本開示のCNT分散液と同様のものを用いることができる。
[Method of producing carbon nanotube dispersion (CNT dispersion)]
The CNT dispersion of the present disclosure can be produced, for example, by blending the dispersant of the present disclosure, CNTs and an aqueous medium by a known method. Therefore, the present disclosure, in one aspect, includes a dispersion step of mixing the dispersant of the present disclosure, CNTs, and an aqueous medium, and dispersing the CNTs in the aqueous medium, a method of producing a CNT dispersion (hereinafter referred to as “the present disclosure (Also referred to as “the CNT dispersion liquid production method”). According to the CNT dispersion manufacturing method of the present disclosure, a CNT dispersion having excellent dispersibility and wettability to PET can be manufactured. As the CNT and the aqueous medium used in the dispersion liquid production method of the present disclosure, the same ones as the CNT dispersion liquid of the present disclosure described above can be used.
前記分散工程では、塗料製造用の一般的な混合分散機を用いてCNT分散液を製造できる。混合分散機としては、例えば、超音波ホモジナイザー、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、超音波装置、アトライター、デゾルバー、及びペイントシェーカー等から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。前記分散工程では、分散性向上の観点から、超音波を用いて分散することが好ましい。分散に用いるCNTの状態は、乾燥状態でもよいし、水性媒体を含んだ状態であってもよい。前記分散工程において、各成分の好ましい配合量は、上述した本開示のCNT分散液の好ましい配合量と同じとすることができる。 In the dispersion step, a CNT dispersion can be produced using a general mixing and dispersing machine for producing a paint. Examples of the mixing and dispersing machine include at least one selected from an ultrasonic homogenizer, a vibration mill, a jet mill, a ball mill, a bead mill, a bead mill, a sand mill, a roll mill, a homogenizer, a high pressure homogenizer, an ultrasonic device, an attritor, a dissolver, and a paint shaker. Can be mentioned. In the dispersion step, it is preferable to disperse using ultrasonic waves from the viewpoint of improving the dispersibility. The state of CNTs used for dispersion may be in a dry state or in a state containing an aqueous medium. In the dispersion step, the preferable blending amount of each component can be the same as the preferred blending amount of the CNT dispersion liquid of the present disclosure described above.
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであって、本開示はこれら実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail by way of examples, but these are illustrative and the present disclosure is not limited to these examples.
1.数平均分子量の測定方法
ゲル浸透クロマトグラフィー(以下「GPC」ともいう)法を用いて成分A及び成分Bの数平均分子量を測定した。
すなわち、試料をN,N−ジメチルホルムアミドで希釈し、試料の固形分濃度0.3質量%の溶液を調製して試料溶液とし、その100μLを測定に供した。N,N−ジメチルホルムアミドに、リン酸とリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、GPC〔装置:東ソー株式会社製「HLC−8120GPC」、検出器:示差屈折計(装置付属)、カラム:東ソー株式会社製「TSK−GEL α−M」×2本、カラム温度:40℃、溶離液流速:1mL/min〕により、測定した。
標準物質としては、ポリスチレン(東ソー株式会社製:分子量 5.26×102、1.02×105、8.42×106;西尾工業株式会社製:分子量 4.0×103、3.0×104、9.0×105)を用いた。
1. Measurement Method of Number Average Molecular Weight The number average molecular weight of Component A and Component B was measured using gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as “GPC”) method.
That is, the sample was diluted with N, N-dimethylformamide, and a solution having a solid concentration of 0.3% by mass of the sample was prepared as a sample solution, and 100 μL of the solution was subjected to measurement. A solution of phosphoric acid and lithium bromide dissolved in N, N-dimethylformamide so as to have concentrations of 60 mmol / L and 50 mmol / L, respectively, is used as an eluent, GPC [apparatus: "HLC-8120 GPC" manufactured by Tosoh Corporation, Detector: Differential refractometer (apparatus attachment), column: Tosoh Corp. "TSK-GEL alpha-M" x 2 pieces, column temperature: It measured by 40 degreeC, eluent flow rate: 1 mL / min].
As a standard substance, polystyrene (manufactured by Tosoh Corp .: molecular weight 5.26 × 10 2 , 1.02 × 10 5 , 8.42 × 10 6 ; manufactured by Nishio Kogyo Co., Ltd .: molecular weight 4.0 × 10 3 , 3. 0 × 10 4 , 9.0 × 10 5 ) were used.
2.分散剤1〜13の調製
表1に示す分散剤1〜13の調製には、下記成分を使用した。
<疎水性モノマー>
MPG2A:メトキシジプロピレングリコールアクリレート(共栄化学社製「ライトアクリレートDPM−A」、25℃の水への溶解性:2質量%)
PhEG2A:フェノキシジエチレングリコールアクリレート(共栄化学社製「ライトアクリレートP2H−A、25℃の水への溶解性:1質量%未満」
MA:アクリル酸メチル(和光純薬社製試薬、25℃の水への溶解性:5質量%)
<重合開始剤>
V−65B:2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製「V−65B」、疎水性、25℃の水への溶解性:1質量%未満)
VA−057:2,2-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]4水和物(和光純薬工業社製「VA-057」)
<連鎖移動剤>
MPA:3−メルカプトプロピオン酸(和光純薬社製試薬、親水性)
OcSH:1−オクタンチオール(和光純薬社製試薬、疎水性、25℃の水への溶解性:1質量%未満)
2. Preparation of Dispersants 1 to 13 The following components were used in the preparation of Dispersants 1 to 13 shown in Table 1.
<Hydrophobic monomer>
MPG2A: Methoxydipropylene glycol acrylate (Kyoei Kagaku "Light acrylate DPM-A", solubility in water at 25 ° C: 2% by mass)
PhEG2A: phenoxydiethylene glycol acrylate (Kyoei Kagaku Co., Ltd. "Light acrylate P2H-A, solubility in water at 25 ° C: less than 1% by mass")
MA: methyl acrylate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., solubility in water at 25 ° C .: 5% by mass)
<Polymerization initiator>
V-65B: 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) ("V-65B" manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hydrophobic, solubility in water at 25 ° C: less than 1% by mass)
VA-057: 2,2-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] tetrahydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “VA-057”)
<Chain transfer agent>
MPA: 3-mercaptopropionic acid (Wako Pure Chemical Industries, reagent, hydrophilic)
OcSH: 1-octanethiol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. reagent, hydrophobicity, solubility in water at 25 ° C .: less than 1% by mass)
[分散剤1(水溶液)の合成]
1L4つ口セパラブルフラスコに予め蒸留水を15.0g仕込んでおき、滴下ロート二つ、還流冷却管、温度計、撹拌装置を取り付けた。窒素置換した後、150rpmで撹拌しながら、80℃まで昇温し、温度を保ったまま80質量%アクリル酸水溶液(モノマーa1):60.6gとPhEGH2A(疎水性モノマーa2):1.5gの混合溶液と、VA−057(重合開始剤):1.41gとMPA(連鎖移動剤):1.66gと蒸留水:47.8gの混合溶液を別々に60分かけて滴下した。滴下終了後、80℃で60分温度を保ち、その後冷却した。得られた分散剤1水溶液の固形分濃度は44.5質量%であり、GPCによるポリスチレン換算数平均分子量は7100であった。
[Synthesis of Dispersant 1 (aqueous solution)]
15.0 g of distilled water was previously charged in a 1 L four-neck separable flask, and two dropping funnels, a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer were attached. After nitrogen substitution, while stirring at 150 rpm, the temperature is raised to 80 ° C., and while maintaining the temperature, 80 mass% acrylic acid aqueous solution (monomer a1): 60.6 g and PhEGH2A (hydrophobic monomer a2): 1.5 g A mixed solution and a mixed solution of 1.41 g of VA-057 (polymerization initiator), 1.66 g of MPA (chain transfer agent) and 47.8 g of distilled water were separately added dropwise over 60 minutes. After completion of the dropwise addition, the temperature was kept at 80 ° C. for 60 minutes and then cooled. The solid content concentration of the obtained aqueous solution of dispersant 1 was 44.5% by mass, and the polystyrene reduced number average molecular weight by GPC was 7100.
[分散剤2〜7、9、11〜13(水溶液)の合成]
疎水性モノマーの種類、共重合体の組成比、重合開始剤の種類及び添加量、並びに、連鎖移動剤の種類及び添加量を表1に示すよう変更したこと以外は、分散剤1水溶液の合成と同じ方法で合成し、分散剤2〜7、9、11〜13の水溶液を調製した。得られた分散剤水溶液の固形分濃度及び数平均分子量を表1に示した。
[Synthesis of Dispersants 2 to 7, 9, 11 to 13 (aqueous solution)]
Synthesis of Dispersant 1 aqueous solution except that the type of hydrophobic monomer, composition ratio of copolymer, type and amount of polymerization initiator, and type and amount of chain transfer agent are changed as shown in Table 1 The aqueous solution of the dispersants 2-7, 9 and 11-13 was prepared in the same manner as in the above. The solid content concentration and number average molecular weight of the resulting aqueous dispersant solution are shown in Table 1.
[分散剤8(水溶液)の合成]
1L4つ口セパラブルフラスコに予めアセトンを15.0g仕込んでおき、滴下ロート二つ、還流冷却管、温度計、撹拌装置を取り付けた。窒素置換した後、150rpmで撹拌しながら、60℃まで昇温し、温度を保ったまま80質量%アクリル酸水溶液(モノマーb):62.5gと、V−65B(疎水性重合開始剤):0.69gとOcSH(疎水性連鎖移動剤):1.02gとアセトン:47.5gの混合溶液を別々に60分かけて滴下した。滴下終了後、60℃で60分温度を保ち、その後冷却した。得られた分散剤8水溶液の固形分濃度は51.0質量%であり、GPCによるポリスチレン換算数平均分子量は12800であった。
[Synthesis of Dispersant 8 (aqueous solution)]
15.0 g of acetone was previously charged in a 1 L four-neck separable flask, and two dropping funnels, a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer were attached. After nitrogen substitution, while stirring at 150 rpm, the temperature is raised to 60 ° C., and while maintaining the temperature, 80 mass% acrylic acid aqueous solution (monomer b): 62.5 g and V-65 B (hydrophobic polymerization initiator): A mixed solution of 0.69 g and 1.02 g of OcSH (hydrophobic chain transfer agent) and 47.5 g of acetone was separately added dropwise over 60 minutes. After completion of the dropwise addition, the temperature was kept at 60 ° C. for 60 minutes and then cooled. The solid content concentration of the obtained aqueous solution of dispersant 8 was 51.0% by mass, and the polystyrene reduced number average molecular weight by GPC was 12,800.
[分散剤10(水溶液)の合成]
1L4つ口セパラブルフラスコに予めエタノールを15.0g仕込んでおき、滴下ロート二つ、還流冷却管、温度計、撹拌装置を取り付けた。窒素置換した後、150rpmで撹拌しながら、80℃まで昇温し、温度を保ったまま80質量%アクリル酸水溶液(モノマーa1):56.3gとPhEGH2A(疎水性モノマーa2):5.0gの混合溶液と、V−65B(疎水性重合開始剤):2.41gとMPA(連鎖移動剤):4.12gとエタノール:48.8gの混合溶液を別々に60分かけて滴下した。滴下終了後、80℃で60分温度を保ち、その後冷却した。得られた分散剤10水溶液の固形分濃度は43.1質量%であり、GPCによるポリスチレン換算数平均分子量は1500であった。
[Synthesis of Dispersant 10 (aqueous solution)]
15.0 g of ethanol was previously charged in a 1-L four-neck separable flask, and two dropping funnels, a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer were attached. After nitrogen substitution, while stirring at 150 rpm, the temperature is raised to 80 ° C., and while maintaining the temperature, 80 mass% acrylic acid aqueous solution (monomer a1): 56.3 g and PhEGH2A (hydrophobic monomer a2): 5.0 g A mixed solution and a mixed solution of V-65B (hydrophobic polymerization initiator): 2.41 g, MPA (chain transfer agent): 4.12 g and ethanol: 48.8 g were separately dropped over 60 minutes. After completion of the dropwise addition, the temperature was kept at 80 ° C. for 60 minutes and then cooled. The solid content concentration of the obtained aqueous solution of dispersant 10 was 43.1% by mass, and the polystyrene reduced number average molecular weight by GPC was 1,500.
3.カーボンナノチューブ分散液(CNT分散液)の調製
調製した分散剤1〜13、CNT、及び水性媒体(蒸留水)を混合し、実施例1〜8及び比較例1〜5のCNT分散液を調製した。
具体的には、60mLスクリュー管に分散剤水溶液と蒸留水を30gとなるように測りとり、次いでCNT組成物0.08gを測りとった。そして、長さ2cmスターラーチップで300rpm、1時間撹拌した後、氷冷しながら超音波ホモジナイザー(300μA)で5分間分散させた。超音波ホモジナイザーは日本精機製作所社製US−300を用いた。
CNT分散液中の分散剤の配合量は0.3質量%、CNTの配合量は0.2質量%とした。蒸留水の含有量は、分散剤及びCNT(不純物を含む)を除いた残余である。CNTの配合量は、CNT中の不純物を除いた量である。
CNTには、OCSiAl社製の「TUBALL」[純度75%の単層カーボンナノチューブ、1〜2層、長さ5μm以上]を使用した。
3. Preparation of Carbon Nanotube Dispersion (CNT Dispersion) The prepared dispersants 1 to 13, CNTs, and an aqueous medium (distilled water) were mixed to prepare CNT dispersions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5. .
Specifically, 30 g of a dispersant aqueous solution and distilled water were measured in a 60 mL screw tube, and then 0.08 g of a CNT composition was measured. Then, after stirring at 300 rpm for 1 hour with a 2 cm length stirrer chip, it was dispersed for 5 minutes with an ultrasonic homogenizer (300 μA) while cooling with ice. As the ultrasonic homogenizer, US-300 manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd. was used.
The blending amount of the dispersant in the CNT dispersion was 0.3% by mass, and the blending amount of CNTs was 0.2% by mass. The content of distilled water is the balance excluding the dispersant and CNT (including impurities). The compounding amount of CNT is an amount excluding impurities in CNT.
As the CNT, “TUBALL” (single-walled carbon nanotube having a purity of 75%, one or two layers, length 5 μm or more) manufactured by OCSiAl was used.
4.評価
[CNT分散性(外観)]
分散状態の評価は目視と粘度により判断した。
(目視)
スクリュー管の壁面にカーボンナノチューブの凝集物が観察されるかどうかを確認した。結果を表1に示した。
<評価基準>
A:凝集物がほとんど見られない
B:ところどころ凝集物が見られる
C:凝集物が多くみられる
D:全く分散できていない
4. Evaluation
[CNT dispersibility (appearance)]
Evaluation of the dispersed state was judged by visual observation and viscosity.
(Visually)
It was confirmed whether aggregates of carbon nanotubes were observed on the wall of the screw tube. The results are shown in Table 1.
<Evaluation criteria>
A: Almost no aggregates B: Some aggregates are seen C: Many aggregates D: Not dispersed at all
[せん断速度10s-1における粘度]
ブルックフィールド粘度計コーンプレート型(コーン半径12mm、コーン角度3°)、せん断速度10s-1で60秒間回転させた後の粘度を読み取った。測定温度は25℃とした。結果を表1に示した。
[Viscosity at a shear rate of 10 s -1 ]
Brookfield viscometer cone plate type (cone radius 12 mm, cone angle 3 °), the viscosity after rotating for 60 seconds at a shear rate of 10 s -1 was read. The measurement temperature was 25 ° C. The results are shown in Table 1.
[PETフィルムへの濡れ性]
市販PETフィルムとしては、東洋紡社製コスモシャインA4100(縦20cm×
横10cm)を用いた。易接着処理面に対し、調製したCNT分散液をスパイラルバーコーターNo.3を用いて塗工し、100℃の送風乾燥機にて1分間乾燥してから塗工面を観察した。下記に評価基準を示す。評価結果を表1に示した。表1において、評価基準がA及びBの場合、PETフィルムへの濡れ性が良好と判断する。
<評価基準>
A:ハジキが見られない
B:ハジキが1〜2個見られる
C:ハジキが3〜10個見られる
D:ハジキが多く(11個以上)見られる
[Wettability to PET film]
As a commercially available PET film, Toyobo Co., Ltd. Cosmo Shine A4100 (length 20 cm ×
10 cm in width was used. The prepared CNT dispersion was applied to the spiral bar coater No. 1 with respect to the easy adhesion treated surface. After coating using 3 and drying for 1 minute with a blower dryer at 100 ° C., the coated surface was observed. The evaluation criteria are shown below. The evaluation results are shown in Table 1. In Table 1, when evaluation criteria are A and B, it is judged that the wettability to a PET film is favorable.
<Evaluation criteria>
A: No Hajiki can be seen B: One or two Hajiki can be seen C: Three or 10 Hajiki can be seen D: Many Hajiki (more than 11) can be seen
表1の結果から、実施例1〜8のCNT分散液は、分散性及びPETフィルムに対する濡れ性に優れていることがわかった。 From the results of Table 1, it was found that the CNT dispersions of Examples 1 to 8 were excellent in dispersibility and wettability to PET film.
本開示の分散剤を用いれば、分散性及びPETフィルムに対する濡れ性に優れるCNT分散液を製造できる。 By using the dispersant of the present disclosure, a CNT dispersion having excellent dispersibility and wettability to a PET film can be manufactured.
Claims (5)
成分A:アクリル酸由来の構成単位と疎水性モノマー由来の構成単位とを含み、全構成単位中の疎水性モノマー由来の構成単位の含有量が0.5mol%以上2.3mol%以下であり、数平均分子量が3,000以上15,000以下である共重合体。
成分B:0.5mol%以上2.3mol%以下の疎水性末端基を有し、数平均分子量が3,000以上15,000以下であるポリアクリル酸。 The dispersing agent for carbon nanotubes which contains at least one of the following component A and the component B.
Component A: containing a structural unit derived from acrylic acid and a structural unit derived from a hydrophobic monomer, and the content of the structural unit derived from the hydrophobic monomer in all the structural units is 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less, A copolymer having a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less.
Component B: Polyacrylic acid having a hydrophobic end group of 0.5 mol% or more and 2.3 mol% or less and a number average molecular weight of 3,000 or more and 15,000 or less.
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