專利名稱：碳納米管片材及其制造方法
技術領域：
本申請涉及將垂直取向的碳納米管形成片材而成的碳納米管片材及其制造方法。本申請基于2010年2月15日在日本申請的日本特愿2010-030691號主張優(yōu)先權，在此引用其內容。
背景技術：
碳納米管(carbon nanotube :CNT)是碳原子排列為六角網(wǎng)眼狀的石墨烯片材以單層或多層卷成圓筒狀的、直徑0. 7 IOOnm左右、長度數(shù)U m 數(shù)nm左右的中空結構的物質，不僅具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和力學強度，根據(jù)石墨烯片材的卷纏方式或管的粗度等而具有不同的性質，因此期待作為將來的機械性材料或功能性材料等。然而，碳納米管在構成該碳納米管的原子中，構成表面的原子的比率高。例如單層碳納米管中構成原子都為表面原子。因此，由于鄰接的碳納米管間的范德瓦耳斯力而易凝聚，通常多根碳納米管形成束或形成凝聚體而存在。這種高的凝聚性限制了單獨一根碳納米管就具有優(yōu)異特性的碳納米管的應用的可能性。已知在硅(Si)或氧化硅(SiO2)等基板上使碳納米管垂直取向來制作由碳納米管形成的片材的方法(專利文獻I 4)。如此制作的取向碳納米管片材中，碳納米管使其軸向與片材的厚度方向一致來排列。因此，導電性、熱傳導性表現(xiàn)出高的各向異性，能期待各種各樣的應用。此外，該制作方法中，由于可以使碳納米管的直徑和長度均勻一致，因此還具有可以制作期望厚度的碳納米管片材的優(yōu)點。在碳納米管片材中，碳納米管也在基板上形成束而取向。而且，在該狀態(tài)下從基板剝離碳納米管片材是困難的。因此，通常粘貼到涂布有粘接材的片材上來剝離，或者將加熱至軟化點溫度以上的樹脂壓到碳納米管上并施加大的壓力而固定后進行剝離。在專利文獻I中，提出了使高分子材料浸滲到在基板上垂直取向的碳納米管中的方法。在專利文獻2中，提出了將碳納米管垂直取向的基板以高的壓力擠壓到進行了加熱的導電性聚合物上，將碳納米管移植到導電性聚合物上來將基板上的碳納米管轉印到導電性聚合物上的方法。在專利文獻3中，提出了通過將碳納米管垂直取向的基板擠壓到導電性粘接劑上，從而將碳納米管轉印到導電性粘接劑上的方法。在專利文獻4中，提出了在基板(集電體)上垂直取向的碳納米管之間浸滲單體、聚合后進行碳化，從而制作將在碳納米管之間填充有碳化物的片材形成在基板上而成的電極的方法。專利文獻I :日本特開2006-069165號公報專利文獻2 :日本特開2004-030926號公報專利文獻3 :日本特開2004-127737號公報
專利文獻4 :日本特開2007-035811號公報專利文獻5 :日本特開2007-039623號公報然而，在基板上垂直取向的碳納米管通常形成束，不能使樹脂或橡膠等具有高粘度的高分子材料進入該碳納米管的束內。此外，在能夠實用的碳納米管片材中，需要在基板上充分密集碳納米管。此時，由于束彼此的間隔更小，因此樹脂或橡膠等具有高粘度的高分子材料即使例如降低粘度，也不會充分進入束之間。因此，在專利文獻I提出的方法中，由于在基板上充分密集且垂直取向的碳納米管中不管是束內還是束之間都不會充分進入高分子材料，因此不能使高分子材料均勻地填充到碳納米管片材內而使碳納米管形成片材來固定。此外，在維持碳納米管片材的狀態(tài)的條件下，不能直接從基板剝離。因此，結果存在不能作為碳納米管片材來利用的問題。此外，在專利文獻2提出的方法中，也同樣地由于在基板上充分密集且垂直取向 的碳納米管中不管是在碳納米管的束內還是束之間都不會充分進入樹脂或橡膠等具有高粘度的高分子材料，因此不會將導電性聚合物填充到碳納米管片材內來固定碳納米管。結果存在事實上不能轉印的問題。此外，在專利文獻3提出的方法中，也同樣地在基板上充分密集且垂直取向的碳納米管中不管是束內還是束之間都不會充分進入高分子。進一步地，有必要使碳納米管的高度精度良好地一致。此外，轉印后的碳納米管片材，僅有碳納米管的一端被粘接，并不是碳納米管本身形成片材結構而是為不穩(wěn)定的獨立狀態(tài)，因此在該狀態(tài)下存在作為碳納米管片材不耐實用的問題。此外，導電性或熱傳導性的各向異性達不到所期待的程度。專利文獻4提出的方法具有浸滲單體的工序。然而，與專利文獻I 3同樣地，在基板上垂直取向的碳納米管形成束，即使為單體也不能進入束內。另一方面，若為單體，則雖然可以進入到束間，然而難以進入到形成束的碳納米管之間。因此，在碳納米管均勻排列的狀態(tài)下存在不能制作碳納米管片材的問題。因此，存在碳納米管片材的面方向的導電性或熱傳導率不均勻，其特性不穩(wěn)定，并且各向異性也得不到穩(wěn)定的性能的問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提供在一根一根的碳納米管孤立的狀態(tài)下填充高分子材料、對面內的物性具有極限的均勻性、可以利用單獨的碳納米管的物性的碳納米管片材及其制造方法。本發(fā)明人為了達成上述目的進行深入研究的結果發(fā)現(xiàn)，使大致形成束的碳納米管組在基板上垂直取向后，適用溶液中的孤立分散技術(例如專利文獻5)解開該碳納米管的凝聚(束)而使一根一根的碳納米管成為孤立的狀態(tài)，然后，在孤立狀態(tài)的碳納米管之間浸滲單體，將其聚合，從而在碳納米管一根一根孤立的狀態(tài)下，成功制作出利用樹脂固定的碳納米管片材。此外，想到制作具有極限的均勻性的、利用樹脂固定的碳納米管片材的劃時代的構思，完成了本發(fā)明。本發(fā)明為了解決上述課題，采用以下手段。(I) 一種碳納米管片材,包括(comprising)碳納米管和高分子材料，所述碳納米管為孤立狀態(tài)，所述碳納米管的軸向在所述碳納米管片材的厚度方向上取向，
所述碳納米管之間被所述高分子材料填充。(2)所述⑴中記載的 碳納米管片材，所述碳納米管的端部從所述碳納米管片材的表面和/或背面突出。(3)所述(I)中記載的碳納米管片材，所述碳納米管的端部埋沒在所述高分子材料內，碳納米管不從所述碳納米管片材的表面和/或背面中的任意一面突出。(4)所述⑴ (3)中的任意一項中記載的碳納米管片材，所述碳納米管片材的面方向中的碳納米管的占有率為0. 001%以上。(5)所述⑴ ⑷中的任意一項中記載的碳納米管片材，所述碳納米管片材的厚度方向的體積電阻率(Pt)與面方向的體積電阻率(P1)之比P^Pt為50以上。(6)所述⑴ (5)中的任意一項中記載的碳納米管片材，所述碳納米管的長度為10 u m以上。(7)所述￠)中記載的碳納米管片材，填充有所述高分子材料的厚度為所述碳納米管的長度的0. 5% 150%。(8) 一種碳納米管片材的制造方法，具備將包括基板和多根碳納米管形成束并對所述基板垂直取向的碳納米管組的取向碳納米管基材浸潰(immerse)到含兩性分子的溶液中的工序；使所述浸潰了的取向碳納米管基材干燥的工序；在所述干燥了的取向碳納米管基材中浸滲(impregnate)單體的工序；聚合所述單體而在所述基板上形成用聚合物填充碳納米管之間的碳納米管片材的工序；和從所述基板剝離所述碳納米管片材的工序。(9) 一種碳納米管片材的制造方法，具備將包括基板和多根碳納米管形成束并對于所述基板垂直取向的碳納米管組的取向碳納米管基材浸潰到含兩性分子的溶液中的工序；用洗滌溶劑洗滌所述取向碳納米管基材的工序；在形成鉛直方向向下狀態(tài)的所述取向碳納米管基材中浸滲單體的工序；聚合所述單體而在所述基板上形成碳納米管片材的工序；和從所述基板剝離所述碳納米管片材的工序，在所述基板從含兩性分子的溶液的浸潰至所述單體的浸滲之間，不對所述取向碳納米管基材進行干燥。(10)所述(8)或(9)中記載的碳納米管片材的制造方法，所述兩性分子選自由2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿的聚合物、多肽、3-(N，N-二甲基硬脂酰基氨基)丙磺酸內鹽、3-(N，N-二甲基肉豆蘧?；被?丙磺酸內鹽、3-[(3_膽酰胺丙基)二甲基氨基]-I-丙磺酸內鹽(CHAPS)、3-[(3-膽酰胺丙基)二甲基氨基]-2-羥基丙磺酸內鹽(CHAPSO)、正十二烷基-N，N’ - 二甲基-3-氨基-I-丙磺酸內鹽、正十六烷基-N，N’ - 二甲基-3-氨基-I-丙磺酸內鹽、正辛基磷酸膽堿、正十二烷基磷酸膽堿、正十四烷基磷酸膽堿、正十六烷基磷酸膽堿、二甲基烷基甜菜堿、全氟烷基甜菜堿和卵磷脂構成的組。(11)所述⑶ (10)中的任意一項中記載的碳納米管片材的制造方法，所述取向碳納米管基材的面方面中的垂直取向的碳納米管的占有率為0. 001%以上。
在本發(fā)明的碳納米管片材的制造方法中，例如，將在基板上垂直取向的碳納米管在該狀態(tài)下浸潰到混合有水溶性溶劑和兩性表面活性劑等兩性分子的溶液中，在基板上取向的狀態(tài)下使碳納米管成為孤立狀態(tài)。接著，使水溶性溶劑干燥、氣化，從而形成兩性分子埋在孤立取向的碳納米管間的狀態(tài)。將該狀態(tài)的取向碳納米管組浸潰在單體中，進行聚合 固化( 交聯(lián))處理形成高分子片材，從基材剝離，從而得到碳納米管片材。本發(fā)明中的“碳納米管為孤立狀態(tài)”不僅為全部碳納米管孤立的情況，還包括至少30%以上的碳納米管孤立的情況。本發(fā)明中的“其軸向在所述碳納米管片材的厚度方向上取向”指的是，碳納米管片材中的碳納米管的大部分(典型地為50個數(shù)％以上)對于基材表面為垂直方向。而且，垂直取向包含對于基材表面大致正交的方向以及可與該方向視為同等程度的稍微傾斜的方向。對于本發(fā)明中的“對于基板垂直取向”的意義與“其軸向在所述碳納米管片材的厚 度方向上取向”相同。根據(jù)本發(fā)明的碳納米管片材，碳納米管為孤立狀態(tài)，其軸向在片材的厚度方向上取向，碳納米管之間為被上述高分子材料填充的構成，由于高分子在碳納米管的取向方向上填充，因此取向狀態(tài)穩(wěn)定獨立，不會產生碳納米管脫離。因此，可以直接在片材的狀態(tài)下充分利用，而且可以對碳納米管進行擠壓或拉伸。此外，通過對碳納米管片材施加壓力或者施加拉伸應力，碳納米管間的距離變化，因此通過將電阻值的測定或微小電流值的測定等相結合，碳納米管片材可以應用于傳感器
由
寸T o進一步地，由于垂直取向狀態(tài)的碳納米管處于孤立狀態(tài)，因此對每單位面積的導電性或熱傳導性等物性、或者它們的面方向對厚度方向的各向異性具有穩(wěn)定的性能。根據(jù)本發(fā)明的碳納米管片材的制造方法，所制造的碳納米管片材的厚度方向的物性為單獨的碳納米管的累計，因此通過選擇片材面積的大小，可以容易且高精度地得到具有期望的厚度方向物性的碳納米管片材。例如，由于厚度方向的電導率為單獨的碳納米管的電導率的累計，因此可以得到通過碳納米管片材的片材面積的大小控制碳納米管片材的厚度方向的電導率的碳納米管片材。此外，通過在將取向碳納米管基材浸潰于含兩性分子的溶液中的工序中控制浸潰時間等條件，還可以使基板上的碳納米管都為孤立狀態(tài)，還可以僅使其一部分為孤立狀態(tài)而殘留束狀態(tài)。由此，可以控制碳納米管片材的物性。此外，通過控制在取向碳納米管基材中浸滲單體的工序的條件，既可以使碳納米管的端部從片材的表面和/或背面突出，還可以使碳納米管的端部埋沒在高分子材料內而碳納米管不會從片材的表面和/或背面中的任意一面突出。使碳納米管埋沒在高分子材料內時，例如可以將基板側的碳納米管的端面剝離后，在該面上形成高分子材料層。此外，通過在取向碳納米管基材的制作階段對基板面方向的碳納米管的占有率進行調整，可以制造基板的面方向的碳納米管的占有率為期望的占有率例如0. 001%以上的碳納米管片材。此外，通過在取向碳納米管基材的制作階段調整碳納米管的長度、或者對在取向碳納米管基材中浸滲單體的工序的條件進行控制來調整一根一根的碳納米管的分離距離，可以制造碳納米管片材的體積電阻率的各向異性(即，厚度方向的體積電阻率(Pt)與面方向的體積電阻率(P1)之比P^Pt)為期望的大小例如50以上的碳納米管片材。此外，通過在取向碳納米管基材的制作階段使碳納米管的長度長，可以制造包含期望的長度例如IOiim以上的碳納米管的碳納米管片材。此外，通過在取向碳納米管基材的制作階段使碳納米管的長度長，并且對在取向碳納米管基材中浸滲單體的工序的條件進行控制來調整高分子材料的填充厚度，可以制造為厚的片材且填充有期望厚度的高分子材料的碳納米管片材，例如碳納米管的長度為IOum以上、且填充有高分子材料的厚度為碳納米管的長度的0. 5% 150%的碳納米管片材。


圖IA為用于說明溶液中的碳納米管的孤立分散的原理的示意圖。圖IB為用于說明溶液中的碳納米管的孤立分散的原理的示意圖。圖IC為用于說明溶液中的碳納米管的孤立分散的原理的示意圖。圖2A為本發(fā)明的碳納米管片材的照片。圖2B為本發(fā)明的碳納米管片材的照片。圖3A為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(俯視圖)。圖3B為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(俯視圖)。圖3C為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(俯視圖)。圖3D為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(俯視圖)。圖4為現(xiàn)有的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(俯視圖)。圖5A為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(截面圖)。圖5B為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(截面圖)。
圖5C為本發(fā)明的碳納米管片材的電子顯微鏡照片(俯視圖)。
具體實施例方式以下對適用本發(fā)明的一實施方式的碳納米管片材及其制造方法進行具體說明。[第一碳納米管片材的制造方法]〈取向碳納米管基材制作工序〉首先，制作在基板上具備多根碳納米管形成束并垂直取向而成的碳納米管組的取向碳納米管基材。作為在基板上多根碳納米管形成束而垂直取向的方法，不特別限定，可以使用公知的方法。 具體地說，有在碳電極間產生電弧放電、在放電用電極的陰極表面生長的方法(電弧放電法)，對碳化硅照射激光束來進行加熱、升華的方法(激光蒸發(fā)法)，使用過渡金屬系催化劑、在還原氣氛下的氣相中對烴進行碳化的方法(化學氣相沉積法CVD法)，熱分解法，利用等離子體放電的方法等。作為在基板上形成多根碳納米管而垂直取向的方法，可以優(yōu)選使用化學氣相沉積法(CVD法)。作為化學氣相沉積法(CVD法)，例如在基板(硅基板)的至少一面上噴涂或刷涂含有鎳、鈷、鐵等金屬的絡合物的溶液之后進行加熱而形成的涂膜上、或者利用集束槍(夂7 7々一銃)沖擊而形成的涂膜上，使用乙炔氣體實施通常的化學氣相沉積法(CVD法)，從而可制作具備基板、和直徑為10 40nm左右的多根碳納米管形成束且對于基板垂直取向的碳納米管組的取向碳納米管基板。取向碳納米管基材上的取向碳納米管的長度可以通過原料的添加量、合成壓力、CVD反應時間來進行調整。通過延長CVD反應時間，可以將取向碳納米管的長度拉伸至數(shù)mmD構成取向碳納米管基材的取向碳納米管的一根的粗度可以通過形成在基板上的催化劑膜的厚度來進行控制。通過使催化劑膜變薄，可以減小催化劑粒徑，利用CVD法形成的取向碳納米管的直徑變細。相反地，通過使催化劑膜變厚，可以增大催化劑粒徑，取向碳納米管的直徑變粗。
通過均勻地控制催化劑的粒徑且密密地配置，可以以較多的每單位面積的碳納米管的根數(shù)來生長，可以形成密集的取向碳納米管基材。更具體的取向碳納米管基材的制作方法如下所示例。首先，在基板上形成催化劑粒子，以催化劑粒子為核，在高溫氣氛下由原料氣體生長碳納米管。作為基板若為支撐催化劑粒子的基板即可，優(yōu)選在催化劑流動化、粒子化時不會妨礙移動的具有平滑度的材料。特別是結晶性硅基板從平滑性、價格方面、耐熱性方面來講是最易利用的材料。優(yōu)選基板材質對催化劑金屬的反應性低的基板。硅基板的情況下，由于能形成化合物，優(yōu)選對表面進行氧化處理或氮化處理。此外，優(yōu)選在表面形成反應性低的氧化鋁等金屬氧化物之后，形成催化劑金屬膜來利用。例如可以舉出在結晶性硅基板的表面形成有氧化膜(SiO2)的基板、形成有氮化膜(Si3N4)的基板。作為催化劑粒子，可以舉出例如鎳、鈷、鐵等金屬粒子。這些金屬或其絡合物等化合物的溶液利用旋涂機、噴涂機、棒涂機、噴墨機等涂布到基板上，或者用集束槍沖擊到基板上。然后，進行干燥，根據(jù)需要進行加熱，形成涂膜。該涂膜的厚度優(yōu)選為0. 4 lOOnm，更優(yōu)選為0. 5 IOnm左右。若超過10nm，則加熱至700°C左右進行的粒子化變得困難。接著，若對該涂膜優(yōu)選在減壓下或非氧化氣氛下加熱至50(TC 100(TC、優(yōu)選加熱至650 800°C，則能形成直徑為0. 4 50nm左右的催化劑粒子。若如此形成催化劑粒子、使粒徑均勻，則使碳納米管高密度化。作為碳納米管的原料氣體，適宜使用乙炔、甲烷、乙烯等脂肪族烴，其中優(yōu)選為乙炔氣體，更優(yōu)選乙炔濃度為99. 9999%這樣的超高純度乙炔氣體。原料氣體純度高則可以形成品質良好的碳納米管。此外，乙炔的情況下，多層結構且粗度為0. 5 40nm的碳納米管由作為核的催化劑粒子對基板垂直且在一定方向上取向生長而形成刷狀。此外，上述化學氣相沉積法(CVD法)中的碳納米管的形成溫度為500 1000°C，優(yōu)選為650 800°C .取向碳納米管基材的制作工序可以按照以上順序進行?！春瑑尚苑肿拥娜芤航⒐ば颉凳紫?，對兩性分子在分散液中將碳納米管束開纖(open)、使其孤立分散為一根一根的碳納米管的原理進行說明。在構成多根碳納米管束的碳納米管的至少一部分附著兩性分子。附著在構成多根碳納米管束中一根碳納米管束的碳納米管的兩性分子與附著在構成鄰接的其它碳納米管束的碳納米管的兩性分子電吸引，從而使構成碳納米管束的各碳納米管孤立分散。使用圖IA 圖IC進行具體說明。兩性分子具有正電荷和負電荷，這些分子在碳納米管束的表面上形成自組織化兩性單分子膜(self-assemb led zwitterionic monolayer :以下簡稱為 “SAZM”)。覆蓋碳納米管束的SAZM利用偶極子間的強的電相互作用，具有與覆蓋其它碳納米管束的SAZM靜電結合的趨勢。利用該靜電力，混合物中的各碳納米管束相互拉拽，由此引起構成碳納米管束的各碳納米管的剝離，新的碳納米管束的表面露出。新露出的表面重新被SAZM覆蓋。重復以上的反應直至構成碳納米管束的碳納米管完全孤立分散，由此碳納米管最終完全孤立分散。若將碳納米管束I、兩性分子5和穩(wěn)定劑混合，則兩性分子5首先利用兩性分子間的電引力而自組織化，形成二聚體或四聚體。此時，穩(wěn)定劑與兩性分子5的疏水部形成氫鍵，使構成二聚體或四聚體的兩性分子間的鍵合變得穩(wěn)定。由于可以沒有穩(wěn)定劑，因此在此未圖示。接著，這些SAZM構成要素(兩性分子的二聚體或四聚體)附著在碳納米管束I的表面，在構成要素間締合，在碳納米管束I的表面形成SAZM(圖1A)。此時，鄰接的兩性分子5間若具有相同極性的區(qū)域接近，則斥力發(fā)揮作用。因此，兩性分子5如圖IA 圖IC所示以正電荷與負電荷交替的方式構成SAZM。覆蓋碳納米管束I的SAZM通過偶極子間的強的電相互作用與覆蓋其它碳納米管束的SAZM靜電結合。這種偶極子間的電相互作用容易產生，僅靜置就可充分產生。此時，利用該靜電的力各碳納米管束相互拉拽，從而引起構成碳納米管束I的各碳納米管3的剝離，兩性分子沒有吸附的碳納米管露出(圖1B)。該新露出的表面重新被兩性分子5覆蓋。重復以上的反應直至構成碳納米管束的碳納米管完全孤立分散，最終碳納米管3被兩性分子5完全孤立分散(圖1C)。在本發(fā)明中，作為將在取向碳納米管基材上取向的碳納米管束開纖的含兩性分子的溶液，若為可以用作在溶液中使以束狀態(tài)存在的碳納米管形成孤立分散狀態(tài)的分散劑的含兩性分子的溶液，則可以適當使用。作為這種兩性分子不特別限定，可以從2-甲基丙烯酰氧基磷酰膽堿的聚合物、多肽等兩性高分子，3-(N，N-二甲基硬脂?；被?丙磺酸內鹽、3-(N，N-二甲基肉豆蘧?；被?丙磺酸內鹽、3-[(3_膽酰胺丙基)二甲基氨基]-I-丙磺酸內鹽(CHAPS)、3-[(3-膽酰胺丙基)二甲基氨基]-2-羥基丙磺酸內鹽(CHAPS0)、正十二烷基-N，N’ - 二甲基-3-氨基-I-丙磺酸內鹽、正十六烷基-N，N’ - 二甲基-3-氨基-I-丙磺酸內鹽、正辛基磷酸膽堿、正十二烷基磷酸膽堿、正十四烷基磷酸膽堿、正十六烷基磷酸膽堿、二甲基烷基甜菜堿、全氟烷基甜菜堿、卵磷脂等兩性高分子和兩性表面活性劑等中選擇。此外，作為穩(wěn)定劑，例如還可以加入甘油、多元醇、聚乙烯醇、烷胺等形成氫鍵的物質。此外，用于制備含兩性分子的溶液的液體介質若為與使用的兩性分子相結合能使碳納米管束分散為孤立狀態(tài)則不特別限定，可以舉出例如水、醇以及它們的組合等水性溶齊U，以及硅油、四氯化碳、氯仿、甲苯、丙酮及它們的組合等非水性溶劑(油性溶劑)，優(yōu)選為非水性溶劑。含兩性分子的溶液浸潰工序如下進行在填滿含兩性分子的溶液的容器內，連同基板一起浸潰整個取向碳納米管基材，并保持30分鐘以上、優(yōu)選保持2小時以上、更優(yōu)選保持24小時以上的狀態(tài)來進行。此外，對溫度不特別限定，優(yōu)選為20°C 50°C，更優(yōu)選為25°C 40°C?！锤稍锕ば颉到又瑥暮瑑尚苑肿拥娜芤喝〕鋈∠蛱技{米管基材并進行干燥。
碳納米管由于具有非常高的疏水性，因此自然干燥即可，然而優(yōu)選使用干燥機等，在溶劑的沸點溫度加上10 20°C的溫度下進行I小時以上、進一步優(yōu)選4小時以上的處理?！磫误w浸滲工序〉接著，在干燥了的取向碳納米管基材中浸滲單體。作為浸滲方法，若能維持基板上的碳納米管的垂直取向則可以使用公知的方法。具體地說，可以舉出例如灌注法、鑄型法、旋涂法、浸潰法、噴霧法等。單體若為進行聚合形成聚合物的聚合性單體，則不特別限定。作為聚合物，可以舉出熱固化性樹脂(包括前體)、熱塑性樹脂、光固化性樹脂、熱塑性彈性體、橡膠等，優(yōu)選具有撓性的聚合物。作為通過本發(fā)明中使用的單體得到的聚合物的具體例，可以舉出例如環(huán)氧樹脂、熱固化型改性聚亞苯基醚樹脂、熱固化型聚酰亞胺樹脂、脲醛樹脂、交聯(lián)型丙烯酸樹脂、丙烯酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、硅樹脂、苯并嚅嗪樹脂、 鄰苯二甲酸二烯丙基酯樹脂、二環(huán)戊二烯樹脂、酚醛樹脂、苯并環(huán)丁烯樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、醇酸樹脂、呋喃樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、苯胺樹脂等熱固化性樹脂(包括前體)，聚酰胺樹脂、熱塑性聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、聚酯酰亞胺樹脂、聚亞苯基醚樹脂、聚苯乙烯樹脂、脂環(huán)式烴樹月旨、聚苯并喝唑樹脂、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚醚砜樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚烯烴樹脂(低密度到高密度的各種聚乙烯、等規(guī)聚丙烯、無規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯等)、ABS樹脂、聚丙烯腈樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氧亞甲基樹脂、有機硅樹脂等熱塑性樹脂，天然橡膠、聚氨酯橡膠、硅氧烷橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯丙烯橡膠、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、含氟橡膠等橡膠，TPO樹脂(烯烴類熱塑性彈性體)、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯的氫化物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物的氫化物、苯乙烯類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚酰胺類熱塑性彈性體、氯乙烯類熱塑性彈性體、聚酯類熱塑性彈性體等熱塑性彈性體，甲氧基甲基化尼龍、聚乙烯醇、飽和聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚丁二烯樹脂等光固化性樹脂，以及上述樹脂中含有光固化型官能團的光固化性樹脂等。適合用作具有撓性的聚合物的樹脂較多，但其中優(yōu)選為聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、RTV(室溫固化型)硅氧烷橡膠、液態(tài)橡膠、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂等，優(yōu)選使用構成它們的單體。而且，這些單體可以單獨使用或混合兩種以上來使用。
具體地說，可以舉出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸甲氧基甲基酯、(甲基)丙烯酸正丙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸異丙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸正丁氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸異丁氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸叔丁氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸
2-羥基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-羥基正丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥基正丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羥基正丁基酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸I-乙氧基乙基酯、4-(甲基)丙烯酰氧基-2-甲基-2-乙基-1，3- 二氧雜戊環(huán)、4-(甲基)丙烯酰氧基-2-甲基-2-異丁基-1，3- 二氧雜戊環(huán)、4-(甲基)丙烯酰氧基-2-環(huán)己基-1，3- 二氧雜戊環(huán)、(甲基)丙烯酸四氫化糠基酯、(甲基)丙烯酸2，2，2-三氟乙基酯、(甲基)丙烯酸2，2，3，3-四氟正丙基酯、(甲基)丙烯酸2，2，3，3，3-五氟正丙基酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己基酯、(甲基)丙烯酸異冰片基酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸三環(huán)癸基酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊二烯基酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯甲酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯乙酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯2-乙基己基酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯-正丙基酯、
(三)氟甲基丙烯酸酯-異丙基酯、(三)氟甲基丙烯酸酯-正丁基酯、(三)氟甲基丙烯酸酯-異丁基酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯-叔丁基酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯甲氧基甲酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯乙氧基乙酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯-正丙氧基乙酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯-異丙氧基乙酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯正丁氧基乙酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯-異丁氧基乙酯、a-(三)氟甲基丙烯酸酯叔丁氧基乙酯等具有支鏈或支鏈骨架結構的(甲基)丙烯酸酯，苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、對羥基苯乙烯、3，5- 二叔丁基-4-輕基苯乙烯、3，5- 二甲基-4-輕基苯乙烯、對-全氟叔丁基苯乙烯、對-(2-羥基-異丙基)苯乙烯等芳香族烯基化合物，丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸、衣康酸酐等不飽和羧酸，以及(甲基)丙烯腈、丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、氯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、乙烯基批咯烷酮等其它的單體。其中，根據(jù)需要可以使用一種或組合兩種以上來使用。例如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的情況下，可以由對苯二甲酸與乙二醇來制作。而且，在本發(fā)明中，為了固體狀態(tài)的溶液化、粘度的調整等目的，還可以向單體中適當加入溶劑。作為單體中使用的溶劑，可以舉出例如甲苯、二甲苯等芳香族烴類溶劑，乙酸乙酯、乙酸丁酯等脂肪族羧酸酯類溶劑，己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烴類溶劑，丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮等酮類溶劑，以及水、各種水溶液、液體二氧化碳、超臨界二氧化碳及以甲基咪唑為代表的所謂離子性液體。這些溶劑可以單獨使用或混合兩種以上來使用。單體的浸滲如下進行。(I)在欲使取向碳納米管基材的一面的碳納米管的端部從聚合物突出的情況、或者欲使取向碳納米管基材的兩面的碳納米管的端部從聚合物突出的情況下，考慮到聚合帶來的體積變化，以使取向碳納米管基材的碳納米管的前端從單體溶液液面僅突出所期望的突出長度的方式將取向碳納米管基材浸潰在填滿單體溶液的容器內。(2)在欲使取向碳納米管基材的兩面的碳納米管的端部不從聚合物突出的情況下，使整個取向碳納米管基材浸潰在填滿單體溶液的容器內。剛浸潰后轉移到聚合處理即可，優(yōu)選保持30分鐘以上、更優(yōu)選2小時以上的浸潰狀態(tài)，使單體浸滲到取向碳納米管基材。而且，使取向碳納米管基材的兩面的碳納米管的端部不從聚合物突出的情況下，有必要在上述狀態(tài)下暫且進行聚合處理，從基板剝離片材，再次在基板側涂布單體，進行聚合(形成聚合物)。〈聚合工序〉接著，通過對浸滲到取向碳納米管基材的單體進行聚合，在基板上形成用聚合物填充碳納米管間的碳納米管片材。作為聚合反應，能使用自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合、離子聚合、開環(huán)聚 合、消除聚合、加聚反應、縮聚反應等，不特別限定。具體地說，可以考慮由乙二醇與對苯二甲酸兩分子直接合成聚酯的直接酯化法，通過將由上述兩分子合成的雙羥基乙基對苯二甲酸酯在真空中于270°C以上進行加熱來合成聚酯的熔融縮聚反應等。接著該聚合反應，還可以進行通過加熱干燥、加熱固化和/或光照射而成型的成
型工序。通過加熱干燥進行的成型工序指的是，不伴有交聯(lián)反應或固化反應地對聚合的聚合物進行加熱處理的工序。通過進行這種處理，可以得到耐熱性、耐溶劑性、彈性等物性得到提聞的碳納米管片材。通過加熱固化進行的成型工序指的是，伴有熱交聯(lián)反應或熱固化反應地對聚合的聚合物進行加熱處理的工序。通過進行這種處理，產生熱固化反應或熱交聯(lián)反應而分子量增大的同時形成網(wǎng)眼狀的三維結構，可以得到耐熱性、耐溶劑性、彈性等物性得到提高的片材。通過光照射進行的成型工序指的是，伴有光交聯(lián)反應或光固化反應地對聚合的聚合物進行光照射處理的工序。通過進行這種處理，產生光固化反應或光交聯(lián)反應而分子量增大的同時形成網(wǎng)眼狀的三維結構，可以得到耐熱性、耐溶劑性、彈性等物性得到提高的片材。這些成型工序可以單獨進行上述的工序，或者可以組合兩種或三種來進行?！磩冸x工序〉接著，從基材剝離用聚合物填充碳納米管間的碳納米管片材。在剝離工序中，可以在剛進行聚合處理后直接剝離，然而更優(yōu)選在離子交換水等溶液中進行剝離，從而可以防止碳納米管片材在剝離中切斷等而破損。此外，剝離工序還可以通過將粘著力弱的膠粘帶在基板上的碳納米管片材上粘貼并剝離來進行。此外，剝離工序還可以對取向碳納米管基材施加振動，減弱基板與碳納米管片材的結合后來進行。碳納米管片材可以單獨使用或粘合兩種以上來使用。此外，粘合兩種以上來使用時，還可以在片材間適當?shù)卦O置粘接劑層、粘合劑層等。此外，根據(jù)需要還可以對碳納米管片材的表面進行利用硅氧烷類、氟類、長鏈烷基類或脂肪酸酰胺類的脫模劑或者二氧化硅粉末等進行的脫模及防污處理，酸處理、堿處理、底漆處理、增粘涂層處理、電暈處理、等離子體處理、紫外線處理等易粘接處理，硬涂層處理等脫模處理以及涂布型、混入型、蒸鍍型等抗靜電處理。[第二碳納米管片材的制造方法]對本發(fā)明的第二碳納米管片材的制造方法進行具體說明。第二碳納米管片材的制造方法相對于第一碳納米管片材的制造方法的不同點在于不具有對取向碳納米管基材進行干燥的工序；在將單體浸滲到取向碳納米管基材的工序中使上述取向碳納米管基材為鉛直方向向下的狀態(tài)；以及在上述基板從含兩性分子的溶液的浸潰至上述單體的浸滲之間，不對上述取向碳納米管基材進行干燥。在第二碳納米管片材的制造方法中，將取向碳納米管基材浸潰在含兩性分子的溶液中，用洗滌溶劑洗滌后，防止取向碳納米管基材干燥的同時，使取向碳納米管基材為鉛直 方向向下的狀態(tài)。接著，在該狀態(tài)下，將單體浸滲到上述取向碳納米管基材中。通過進行這種操作，可以防止對于基板垂直取向的碳納米管傾倒到基板上。而且，作為洗滌溶劑，可以舉出離子交換水、純水等。此外，碳納米管由于具有極高的疏水性，在洗滌工序之后迅速地轉移到單體浸潰工序以防止干燥。通常，若將取向碳納米管基材浸潰到含兩性分子的溶液中，則碳納米管的束開纖的同時，兩性分子等的分散劑和溶劑等附著到該碳納米管上。因此，若在該狀態(tài)下干燥碳納米管，則由于含有附著物的碳納米管的重量及溶劑的表面張力而不能維持碳納米管的垂直取向，碳納米管有可能傾倒到基板上。若垂直取向變形，則單體對取向碳納米管基材的浸滲性變差。這種不良問題在基板上的碳納米管的密度低時顯著。第二碳納米管片材的制造方法以防止上述不良問題為目的。此外，將單體浸滲到上述取向碳納米管基材中時，為了防止碳納米管在填滿單體溶液的容器的底面被擠壓而潰散，優(yōu)選在上述容器中設置具有數(shù)百U m 數(shù)_厚度的襯墊。實施例以下基于實施例對本發(fā)明進行具體的說明。然而，這些實施例僅用于容易理解本發(fā)明，而不是利用它們來限定本發(fā)明。(實施例I)圖2A和圖2B表示適用本發(fā)明的第一碳納米管片材的制造方法來制造的碳納米管片材的例子。該碳納米管片材為在6英寸(15cm)的帶氧化膜的硅基板上制作而成的片材?？芍?，聚合物浸透到高取向碳納米管全部表面，成功地將在硅基板上生長的高取向碳納米管100%剝離、轉印。實施例I的碳納米管片材按照以下順序制作。〈取向碳納米管基材制作工序〉(I)在6英寸的帶氧化膜的硅基板上通過濺射以4. Onm的厚度蒸鍍鐵催化劑。(2)向石英制的反應爐內導入He(100%)，在惰性氣氛下，利用紅外線加熱器將硅基板加熱至700°C。(3)硅基板達到700°C之后，向石英制的反應爐內導入C2H2以使C2H2:He=46:54，進行2分鐘CVD處理。(4)⑴ (3)的結果，在硅基板上得到總重量68mg、高度150 y m的高取向碳納米管A(取向碳納米管基材)。<含兩性分子的溶液浸潰工序及干燥工序>(I)向濃度I. Ommol的碘化鈉水溶液300cc中加入作為兩性表面活性劑的
3-[(3_膽酰胺丙基)二甲基氨基]-I-丙磺酸內鹽(CHAPS)3. 4g(相對于高取向碳納米管A為50倍)，用超聲波均化器(BRANSON S0NIFIER 450. 20kHz)進行10分鐘分散處理，制作分散溶液B。(2)用分散溶液B填滿不銹鋼制的方形容器(長30cmX寬17cmX深5cm)，將高取向碳納米管A與基板一起浸潰在分散溶液B中。將該方形容器放入減壓干燥機(夂I卜科學株式會社制、減壓干燥機DP32)內，在室溫(常溫、25°C左右)下進行減壓處理直 至-73mmHgG，放置2小時。(3)然后，使減壓干燥機的設定溫度為120°C保持4小時狀態(tài)，對高取向碳納米管A和分散溶液B進行干燥處理。(4)使減壓干燥機的設定溫度為常溫，將壓力設定為大氣壓，得到孤立分散的高取向碳納米管C。〈單體浸滲工序〉(I)制作300cc的乙二醇與對苯二甲酸以摩爾比I. 6:1. 0的比率混合而成的單體溶液D，用單體溶液D填滿不銹鋼制的方形容器(長30cmX寬17cmX深5cm)。(2)在不銹鋼制的方形容器內的單體溶液D中，以高取向碳納米管的前端稍微突出的方式將孤立分散的高取向碳納米管C與基板一起浸潰。將該方形容器放入減壓干燥機內，在壓力-73mmHgG、溫度255°C下進行2小時反應處理，得到浸滲有以雙羥基乙基對苯二甲酸酯為主要成分的低聚物的高取向碳納米管E?！淳酆瞎ば颉?I)向浸滲有以雙羥基乙基對苯二甲酸酯為主要成分的低聚物的高取向碳納米管E中，相對于對苯二甲酸的摩爾數(shù)添加IOOppm的三氧化銻作為縮聚催化劑，在壓力-73mmHgG、溫度275°C下進行4小時反應處理。(2)從減壓干燥機取出不銹鋼制的方形容器，除去剩余的熔融聚合物，得到在碳納米管間填充有聚酯的高取向碳納米管F。〈剝離工序〉(I)將硅基板充分冷卻后，由硅基板剝離填充有聚酯的高取向碳納米管F，得到包含高取向碳納米管的聚合物轉印膜G(碳納米管片材)。圖3A 圖3D表示圖2A和圖2B所示的碳納米管片材的電子顯微鏡(FE-SEM)(日本電子株式會社制JSM-6700F(3. OkV))照片。此外，圖4表示用現(xiàn)有的方法制作的碳納米管片材的電子顯微鏡(FE-SEM)照片作為比較例。比較例的碳納米管片材按照以下順序制作。(I)將與上述實施例的〈取向碳納米管基材制作工序 > 相同的順序制作的高取向碳納米管A切割為IcmX 2cm的尺寸(碳納米管H)。
(2)在玻璃制煙灰缸(3cmX6cmX深5mm)中鋪滿分子量為小于通常的氟樹脂(分子量數(shù)十萬)的I萬左右、流動性高的再循環(huán)PTFE(聚四氟乙烯)TFW-3000(株式會社★^ '> >企業(yè)制、平均粒徑5pm)，以碳納米管的取向面成為與PTFE接觸的方向(向下)的方式設置碳納米管H。(3)由碳納米管H的基板背面載置重2kg的秤砣。(4)該碳納米管H與煙灰缸一起設置在真空置換電爐(東海高熱工業(yè)株式會社制、TVS-200 200 400)中，形成IOPa的高真空狀態(tài)，在PTFE(TFW-3000)的熔點360°C下實施4小時加熱。(5)按照與上述實施例的〈剝離工序 > 相同的順序進行剝離工序，由硅基板剝離，得到比較例的碳納米管片材。 由圖4的SEM照片可知，比較例的碳納米管片材中，PTFE僅堆積到高取向碳納米管的表面，碳納米管與PTFE分離而沒有填充到高取向碳納米管之間?，F(xiàn)有的碳納米管片材中，外觀上看PTFE也沒有充分填充，利用SEM也可以確認填充不充分。與此相對地，由圖3A 圖3D的SEM照片可知，本發(fā)明的碳納米管片材中，聚酯填充到高取向碳納米管之間。此外，在圖3D的50000倍SEM照片中可看清單獨的碳納米管?？梢源_認本發(fā)明的碳納米管片材中在單獨的碳納米管之間填充有聚酯。(實施例2)以下示出適用本發(fā)明的第二碳納米管片材的制造方法來制造的碳納米管片材的例子。實施例2的碳納米管片材按照以下順序制作?！慈∠蛱技{米管基材制作工序〉按照與實施例I相同的順序得到高取向碳納米管A(取向碳納米管基材)。<含兩性分子的溶液浸潰工序及洗滌工序>(I)向濃度Immol的碘化鈉水溶液300cc中加入作為兩性表面活性劑的3_[(3_膽酰胺丙基)二甲基氨基]-I-丙磺酸內鹽(CHAPS) 3. 4g(相對于高取向碳納米管A為50倍)，用超聲波均化器(株式會社工m f 一制、ULTRA SONIC H0M0GENIZER UH_50、50W、20kHz)進行10分鐘分散處理，制作分散溶液B。(2)用分散溶液B填滿進行了氟涂布的方形容器(長30cmX寬17cmX深5cm)，將高取向碳納米管A與基板一起浸潰在分散溶液B中。此時，以鉛直方向向上的狀態(tài)配置基板。將該方形容器放入真空恒溫槽內，在真空下在36°C放置24小時。通過該工序，得到孤立分散的高取向碳納米管C。(3)然后，用離子交換水洗滌高取向碳納米管C，在高取向碳納米管C干燥之前轉移到單體浸滲工序?！磫误w浸滲工序〉(I)制作300cc的乙二醇與對苯二甲酸以摩爾比I. 6:1. 0的比率混合的單體溶液D，用單體溶液D填滿不銹鋼制的方形容器(長30cmX寬17cmX深5cm)。此外，在方形容器的底面的直徑150cm的范圍內，設置四處具有600 ii m厚度的襯墊。(2)高取向碳納米管C與基板一起浸潰在方形容器的單體溶液D中。此時，以鉛直方向向下的狀態(tài)將基板配置在上述襯墊上。將該方形容器放入減壓干燥機內，在壓力-73mmHgG、溫度255°C下進行2小時反應處理，得到浸滲有以雙羥基乙基對苯二甲酸酯為主要成分的低聚物的高取向碳納米管E?！淳酆瞎ば颉?I)向浸滲有以雙羥基乙基對苯二甲酸酯為主要成分的低聚物的高取向碳納米管E中，相對于對苯二甲酸的摩爾數(shù)添加IOOppm的三氧化銻作為縮聚催化劑，在壓力-73mmHgG、溫度275°C下進行4小時反應處理。(2)從減壓干燥機取出方形容器，除去剩余的熔融聚合物，得到在碳納米管間填充有聚合物的高取向碳納米管F。<剝離工序>按照與實施例I相同的順序得到聚合物轉印膜G(碳納米管片材)。
圖5A 圖5C表示實施例2中得到的碳納米管片材的電子顯微鏡(FE-SEM)(日本電子株式會社制JSM-6700F(3. OkV))照片。由這些SEM照片可知，本發(fā)明的碳納米管片材中，高取向碳納米管良好地維持垂直取向。特別是由圖5A可知，得到的高取向碳納米管的高度約為IOOiim以上。此外，由圖5B和圖5C可知，聚合物良好地浸透到高取向碳納米管之間，有助于垂直取向的維持。產業(yè)上的可利用性本發(fā)明的碳納米管片材通過作為各向異性導電性片材使用，可以用作液晶顯示器(IXD)、有機場致發(fā)光顯示器(有機ELD)、場致發(fā)射顯示器(FED)等顯示器的基板。此外，通過將本發(fā)明的碳納米管片材用作高密度 高縱橫比的碳納米管轉印膜，可以用作燃料電池、Li離子電池等電極材料等。
權利要求
1.一種碳納米管片材，包括碳納米管和高分子材料， 所述碳納米管為孤立狀態(tài)， 所述碳納米管的軸向在所述碳納米管片材的厚度方向上取向， 所述碳納米管之間被所述高分子材料填充。
2.根據(jù)權利要求I所述的碳納米管片材，所述碳納米管的端部從所述碳納米管片材的表面和/或背面突出。
3.根據(jù)權利要求I所述的碳納米管片材，所述碳納米管的端部埋沒在所述高分子材料內，碳納米管不從所述碳納米管片材的表面和/或背面中的任意一面突出。
4.根據(jù)權利要求I所述的碳納米管片材，所述碳納米管片材的面方向中的碳納米管的 占有率為0. 001%以上。
5.根據(jù)權利要求I所述的碳納米管片材，所述碳納米管片材的厚度方向的體積電阻率P t與面方向的體積電阻率P I之比P t為50以上。
6.根據(jù)權利要求I所述的碳納米管片材，所述碳納米管的長度為IOym以上。
7.根據(jù)權利要求6所述的碳納米管片材，填充有所述高分子材料的厚度為所述碳納米管的長度的0. 5% 150%。
8.—種碳納米管片材的制造方法，具備 將包括基板和多根碳納米管形成束并對于所述基板垂直取向的碳納米管組的取向碳納米管基材浸潰到含兩性分子的溶液中的工序； 使所述浸潰了的取向碳納米管基材干燥的工序； 在所述干燥了的取向碳納米管基材中浸滲單體的工序； 聚合所述單體而在所述基板上形成用聚合物填充碳納米管之間的碳納米管片材的工序；和 從所述基板剝離所述碳納米管片材的工序。
9.一種碳納米管片材的制造方法，具備 將包括基板和多個碳納米管形成束并對所述基板垂直取向的碳納米管組的取向碳納米管基材浸潰到含兩性分子的溶液中的工序； 用洗滌溶劑洗滌所述取向碳納米管基材的工序； 在形成鉛直方向向下狀態(tài)的所述取向碳納米管基材中浸滲單體的工序； 聚合所述單體而在所述基板上形成碳納米管片材的工序；和 從所述基板剝離所述碳納米管片材的工序， 在所述基板從含兩性分子的溶液的浸潰至所述單體的浸滲之間，不對所述取向碳納米管基材進行干燥。
10.根據(jù)權利要求8所述的碳納米管片材的制造方法，所述兩性分子選自由2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿的聚合物、多肽、3_(N，N-二甲基硬脂酰基氨基)丙磺酸內鹽、3-(N，N-二甲基肉豆蘧?；被?丙磺酸內鹽、3-[(3_膽酰胺丙基)二甲基氨基]-I-丙磺酸內鹽CHAPS、3-[(3-膽酰胺丙基)二甲基氨基]-2-羥基丙磺酸內鹽CHAPSO、正十二烷基-N，N’ - 二甲基-3-氨基-I-丙磺酸內鹽、正十六烷基-N，N’ - 二甲基-3-氨基-I-丙磺酸內鹽、正辛基磷酸膽堿、正十二烷基磷酸膽堿、正十四烷基磷酸膽堿、正十六烷基磷酸膽堿、二甲基烷基甜菜堿、全氟烷基甜菜堿和卵磷脂構成的組。
11.根據(jù)權利要求8所述的碳納米管片材的制造方法，所述取向碳納米管基材的面方面中的垂直取向的碳納米管的占有率為0. 001%以上?！?br> 全文摘要
本發(fā)明的碳納米管片材包括碳納米管和高分子材料，所述碳納米管為孤立狀態(tài)，其軸向在所述碳納米管片材的厚度方向上取向，所述碳納米管之間被所述高分子材料填充。
文檔編號C01B31/02GK102753476SQ201180009338
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權日2010年2月15日
發(fā)明者古月文志, 坂井徹, 安部敏行, 矢島尊 申請人:國立大學法人北海道大學, 大陽日酸株式會社