(57)【要約】【課題】動粘度の増加を抑制しつつ熱伝導率を高めることができるのは勿論のこと、ｐＨを適正範囲に維持しつつ分散剤との化学反応を防止して種々の不都合を回避することができる熱輸送流体を提供する。【解決手段】ベース液中に、カーボンナノチューブと、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加することにより、カーボンナノチューブを安定して分散させた。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース液中に、カーボンナノチューブと、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加したことを特徴とする熱輸送流体。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブの含有量が０．１〜１０重量％であり、前記カルボキシメチルセルロースナトリウム塩の含有量が０．１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の熱輸送流体。
【請求項３】
２５℃での動粘度が２０ｍｍ２／ｓｅｃ以下であり、４０℃での動粘度が１０ｍｍ２／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱輸送流体。
【請求項４】
車両内燃機関冷却に用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱輸送流体。
【請求項５】
カーボンナノチューブと、分散剤とを添加したベース液の一部を分散手段に送る工程と、
上記送られた一部のベース液に対して分散手段により分散処理を行う工程と、
上記分散処理がなされたベース液をもとのベース液に戻す工程とを備え、
上記各工程を連続的に繰り返すことを特徴とする熱輸送流体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器内に充填する熱輸送流体に係り、特に、水やエチレングリコールなどに代表される熱輸送流体のベース液体中にカーボンナノチューブを安定分散させることにより、液体の動粘度増加を伴わず大幅に熱伝導率を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱輸送流体の熱伝導率を向上させる手段として、粒子径がナノメートルオーダーの金属系ナノ粒子を混合する技術が従来より提案されてきている（例えば、非特許文献１参照。）。この金属系ナノ粒子を添加した液体は、ベースとなる液体に、直径１００ｎｍ以下のＡｌ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３などの金属酸化物粒子と分散安定性を保持するための例えばドデシル硫酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウムなどの界面活性剤を添加して構成される。
【０００３】
しかしながら、金属系ナノ粒子を用いて液体の熱伝導率を向上させるには、１〜１０重量％以上の多量の金属系ナノ粒子を添加することが必要であり、そのような多量の金属系ナノ粒子を添加すると、熱伝導率は向上するが液体の動粘度が大幅に増加してしまうという問題を有している。このような液体の動粘度増加は、流体を循環させるポンプ動力の増大や、流体が流通する際の管内抵抗の増加により、熱交換効率（放熱量）が低下する等の実用上の不具合を生じ、本来の目的であった液体の熱伝導率向上を阻害し、思うように熱交換効率（放熱量）を向上することができない。
【０００４】
そこで、上記と同等の液体で金属系ナノ粒子の代わりに可溶化処理を施したカーボンナノチューブを分散した液体も種々提案されている。具体的には、酸処理工程でカーボンナノチューブに表面処理を行うことによって液体中での分散を可能にする技術が開示されている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
【０００５】
しかしながら、このような従来技術では、酸処理工程でカーボンナノチューブに表面処理を行うため、少量のカーボンナノチューブを液体中に添加してもｐＨが５〜６まで低下し、腐食性の高い液体になり、冷却液としてのシステムの耐酸対策や管理が必要になってしまうという問題があった。
【０００６】
また、他の方法として、アミノ基を有する塩基型ポリマー、あるいは含フッ素ポリマーを分散剤として用いて可溶化を行う技術が開示されている（例えば、特許文献６参照。）。
【０００７】
しかしながら、この技術では、熱輸送流体中には流路を構成する配管系金属部品の腐食抑制を目的として各種の防錆剤が添加されているため、分散剤と防錆剤が化学反応を起こし、沈殿や分離、浮遊物の生成、変性などを起こすという問題点があった。さらに、これらのポリマーは、２００℃以下で分解や燃焼が起こるため、熱輸送媒体としての用途を想定すると、耐熱性に乏しいという問題を有している。
【０００８】
【非特許文献１】Ｊ．Ｈｅａｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  １２１、ｐｐ．２８０−２８９（１９９９）
【特許文献１】特開２００３−９５６２４号公報
【特許文献２】特開２００３−３００７１５号公報
【特許文献３】特開２００３−３００７１６号公報
【特許文献４】特開２００４−１６８５７０号公報
【特許文献５】特開２００４−２１６５１６号公報
【特許文献６】特開２００４−２６１７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明は、動粘度の増加を抑制しつつ熱伝導率を高めることができるのは勿論のこと、ｐＨを適正範囲に維持しつつ分散剤との化学反応を防止して種々の不都合を回避することができる熱輸送流体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、カーボンナノチューブをベース液に分散させる分散剤について鋭意研究した結果、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩をカーボンナノチューブの分散剤として好適に用いる方法を開発し、カーボンナノチューブを安定して分散させることができ、大幅な動粘度の増加を伴うことなく熱伝導率を向上させることができることを見出した。また、上記のような分散剤では防錆剤との化学反応がなく、沈殿や分離、浮遊物の生成、変性といった不都合が発生しないことも判明した。
【００１１】
本発明の熱輸送流体は、上記知見に基づいてなされたものであり、ベース液中に、カーボンナノチューブと、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を分散剤として用いることにより、ベース液中にカーボンナノチューブを安定して分散させることができ、大幅な動粘度の増加を伴うことなく熱伝導率を向上させることができるのは勿論のこと、熱輸送流体のｐＨを６．５〜９の範囲で安定させる事ができるとともに、装置の冷却系材料を保護するために熱輸送流体中に添加される防錆剤との反応による沈殿や分離、浮遊物の生成、変性等が無く安定して熱輸送流体として使用することができる。したがって本発明の熱輸送流体によれば、高効率な熱交換および熱輸送が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の熱輸送流体は、ベース液、カーボンナノチューブ、及び特定のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩により構成されており、特定のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を分散剤として用い、ベース液中にカーボンナノチューブを分散させたものであるが、以下、それぞれの構成要素について説明する。
【００１４】
本発明におけるベース液としては、Ｈ２Ｏ；メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、プロパノールなどのアルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類及びこれらの混合物を使用することができる。
【００１５】
また、本発明におけるカーボンナノチューブとしては、多層カーボンナノチューブ、２層カーボンナノチューブ、単層カーボンナノチューブ及びこれらの表面修飾を行ったカーボンナノチューブ；Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ９０、Ｃ９６フラーレン及びこれらの表面修飾を行ったフラーレン；カーボンナノコイル；カーボンファイバー及び表面修飾カーボンファイバー等を使用することができる。
【００１６】
さらに、本発明における特定のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩は、液体の低粘度化及びカーボンナノチューブの分散安定性の観点から、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であることが必須であるが、６０００〜２８０００であることがより好ましい。この平均分子量が６０００より小さいものは、技術上製造し難いため好ましくない。一方、この平均分子量が３００００を超えると、液体の動粘度が増大してしまうため好ましくない。また、本発明におけるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩は、水に溶解するために、置換度（ＤＳ値）が少なくとも０．１以上必要である。このような分散剤を用いることにより、カーボンナノチューブ表面への官能基付与などの化学修飾処理を必要とせずにカーボンナノチューブの分散が可能となるため、熱輸送流体のｐＨを使用設備に影響のない６．５〜９の範囲で安定させることができる。また、本発明に用いるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩は、耐熱性が２５０℃以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明においては、カーボンナノチューブの含有量が０．１〜１０重量％であり、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩の含有量が０．１〜１０重量％であることが好ましい。熱伝導率の向上効果を得るとともに動粘度の増加を低く抑えるためには、カーボンナノチューブの含有量は少なくとも０．１重量％は必要である。一方、カーボンナノチューブの含有量が多すぎると動粘度が増加することによる弊害が生じるため、カーボンナノチューブの含有量は１０重量％以下であることが望ましい。また、カーボンナノチューブを好適に分散させるためには、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩の含有量が少なくとも０．１重量％は必要である。一方、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩の含有量が多すぎると動粘度が増加することによる弊害が生じるため、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩の含有量は１０重量％以下であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明においては、上記のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩の他にも、カーボンナノチューブの分散に有効なセルロース類を使用することができる。これらのセルロース類としては、例えば、デキストリン、シクロデキストリン、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、カルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテル；セルロースアセテートフタレートなどのセルロースエステル；セルロースエーテルエステル、メトキシ化ペクチン、カルボキシメチル化デンプン、キトサン等が挙げられる。
【００１９】
本発明の熱輸送流体は、２５℃での動粘度が２０ｍｍ２／ｓｅｃ以下であり、４０℃での動粘度が１０ｍｍ２／ｓｅｃ以下であることが好ましく、２５℃での動粘度が０．９〜２０ｍｍ２／ｓｅｃであり、４０℃での動粘度が０．５〜１０ｍｍ２／ｓｅｃであることがより好ましい。動粘度がこの範囲であると、循環手段の消費エネルギーを抑制することができ、熱伝道効率を向上させることができる。
【００２０】
本発明の熱輸送流体には、防錆剤を添加することができる。この防錆剤としては、オルトリン酸、ピロリン酸、ヘキサメタリン酸、トリポリリン酸などのリン酸および／またはその塩を挙げることができ、塩としてはＮａ塩、Ｋ塩が好ましい（以下、同様）。また、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、２−エチルヘキサン酸、アジピン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、ドデカンニ酸などの脂肪族カルボン酸およびまたはその塩、安息香酸、トルイル酸、パラターシャリーブチル安息香酸、フタル酸、パラメトキシ安息香酸、ケイ皮酸などの芳香族カルボン酸およびまたはその塩、ベンゾトリアゾール、メルベンゾトリアゾール、シクロベンゾトリアゾール、４−フェニル−１，２，３−トリアゾールなどのトリアゾール類、メルカプトベンゾチアゾールなどのチアゾール類、メタ珪酸、水ガラス（Ｎａ２Ｏ／ＸＳｉＯ３、Ｘ＝０．５〜３．３）などの珪酸塩、硝酸Ｎａ、硝酸Ｋなどの硝酸塩、亜硝酸Ｎａ、亜硝酸Ｋなどの亜硝酸塩、四ホウ酸Ｎａ、四ホウ酸Ｋなどのホウ酸塩、モリブデン酸Ｎａ，モリブデン酸Ｋ、モリブデン酸アンモニウムなどのモリブデン酸塩、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどのアミン塩を挙げることができる。
【００２１】
本発明の熱輸送流体は、カーボンナノチューブと分散剤とを添加したベース液の一部を分散手段に送る工程と、送られた一部のベース液に対して分散手段により分散処理を行う工程と、分散処理がなされたベース液をもとのベース液に戻す工程とを備え、これらの各工程を連続的に繰り返すことによって、ベース液中に、カーボンナノチューブを微細分散することが可能となる。具体的には、図１に示すような循環型処理システムを用いることができる。図１の循環型処理システムは、カーボンナノチューブ及び特定のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加したベース液が入ったバイアル瓶１１と、マグネティックスターラー１２と、チュービングポンプ１３と、本願発明の分散手段に対応する超音波処理機構１４とから構成されており、バイアル瓶１１中のベース液をマグネチックスターラー１２により攪拌しつつ、その一部をチュービングポンプ１３により循環型処理システム内を循環させる。そして、循環しているベース液のうち超音波処理機構１４がセットされている周縁部を循環しているベース液に対して、暫時超音波処理機構１４により超音波を照射する。これにより、ベース液中のカーボンナノチューブを微細分散させる。なお、ここに示したシステムは本発明の熱輸送流体を製造するシステムの一例であって、本発明の熱輸送流体の製造方法がこれに限定されるものではない。
【００２２】
本発明の熱輸送流体は、内燃機関用冷却水、燃料電池ユニット用冷却水、モーター用冷却水、コンピューター回路又は中央演算素子（ＣＰＵ）の冷却媒体、原子炉冷却液、火力発電用冷却液、冷暖房システム用熱媒体、蓄熱システム用熱媒体、給湯又はボイラーシステム用熱媒体、色素増感型太陽電池用電解液、導電性塗料、電磁波吸収性塗料、撥水性塗料、潤滑皮膜塗料等に適用することができる。
【実施例】
【００２３】
１．熱輸送流体の製造
＜実施例１＞
純水製造装置（商品名：MILLI-Q-Labo、日本ミリポア製）を用いて製造した超純水をベース液としてバイアル瓶に秤量して充填した。また、表１に示すように、分散剤としてカルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を４重量％となるように秤量して上記バイアル瓶に添加した。そして、この液体をマグネチックスターラー（商品名：CERAMAG-Midi、アメリカIKA社製）により６０〜１２０分間攪拌した。
【００２４】
次いで、表１に示すように、カーボンナノチューブ（商品名：Multiwall carbon nanotubes、型番：636495-50G、シグマアルドリッチ社製）を１．３７重量％となるように秤量してバイアル瓶の液体中に添加した。この液体組成物を予備攪拌として室温付近（２５℃程度）でマグネチックスターラー（商品名：CERAMAG-Midi、アメリカIKA社製）により１２００ｒｐｍで１〜２時間攪拌した。
【００２５】
次に、この液体組成物が入ったバイアル瓶１１を、図１に示した超音波処理機構１４（商品名：UP400Sユニット、出力４００ｗ及びG22Kフローセル、ドイツhielscher製）のついた循環型処理システムに接続し、マグネティックスターラー１２（商品名：CERAMAG-Midi、アメリカIKA社製）により１２００ｒｐｍで攪拌を継続しつつ、チュービングポンプ１３（商品名：ConsoleDrive-7520-40及びEasyLoad7518-00、MasterFlex製）により３００ｍｌ／ｍｉｎの速度で液体を循環させながら超音波を照射した。循環及び超音波照射時間は１０００ｍｌあたり３〜５時間とした。
【００２６】
その後、この液体組成物に対して遠心分離機（商品名：himac-CT4D、日立製作所製）により３０分間、相対遠心力７００Ｇで遠心分離操作を行い、遠心分離操作を行った液体組成物の上澄み液をスポイトなどで回収し、カーボンナノチューブの不溶分を除去した。
【００２７】
＜実施例２＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ（商品名：Multiwall carbon nanotubes、型番：636495-50G、シグマアルドリッチ社製）１．３７重量％を、表１に示すように、カーボンナノチューブ（商品名：Single-Triple mixture carbon nanotubes、型番：XD-34429-A、CNI社製）１．０９重量％に変更した以外は、実施例１と同様に実施例２の熱輸送流体を製造した。
【００２８】
＜実施例３＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ（商品名：Multiwall carbon nanotubes、型番：636495-50G、シグマアルドリッチ社製）１．３７重量％を、表１に示すように、カーボンナノチューブ（商品名：Singlewall carbon nanotubes、型番：XB-0914、CNI社製）０．９７重量％に変更した以外は、実施例１と同様に実施例３の熱輸送流体を製造した。
【００２９】
＜実施例４＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、１．３３重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：１５０００、商品名：セロゲン、型番：5A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例１と同様に実施例４の熱輸送流体を製造した。
【００３０】
＜実施例５＞
実施例２の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．０９重量％を、表１に示すように、１．０２重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：１５０００、商品名：セロゲン、型番：5A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例２と同様に実施例５の熱輸送流体を製造した。
【００３１】
＜実施例６＞
実施例３の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ０．９７重量％を、表１に示すように、０．９６重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：１５０００、商品名：セロゲン、型番：5A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例３と同様に実施例６の熱輸送流体を製造した。
【００３２】
＜実施例７＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、１．３２重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：２５０００、商品名：CMCダイセル、型番：1102、ダイセル化学工業製）に変更した以外は、実施例１と同様に実施例７の熱輸送流体を製造した。
【００３３】
＜実施例８＞
実施例２の熱輸送流体の製造工程におけるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：２５０００、商品名：CMCダイセル、型番：1102、ダイセル化学工業製）に変更した以外は、実施例２と同様に実施例８の熱輸送流体を製造した。
【００３４】
＜実施例９＞
実施例３の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ０．９７重量％を、表１に示すように、０．８８重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：２５０００、商品名：CMCダイセル、型番：1102、ダイセル化学工業製）に変更した以外は、実施例３と同様に実施例９の熱輸送流体を製造した。
【００３５】
＜実施例１０＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、１．３２重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：２８０００、商品名：セロゲン、型番：6A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例１と同様に実施例１０の熱輸送流体を製造した。
【００３６】
＜実施例１１＞
実施例２の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．０９重量％を、表１に示すように、１．０８重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：２８０００、商品名：セロゲン、型番：6A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例２と同様に実施例１１の熱輸送流体を製造した。
【００３７】
＜実施例１２＞
実施例３の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ０．９７重量％を、表１に示すように、０．９９重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：２８０００、商品名：セロゲン、型番：6A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例３と同様に実施例１２の熱輸送流体を製造した。
【００３８】
＜実施例１３＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、１．２７重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：３００００、商品名：セロゲン、型番：7A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例１と同様に実施例１３の熱輸送流体を製造した。
【００３９】
＜実施例１４＞
実施例２の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．０９重量％を、表１に示すように、１．０６重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：３００００、商品名：セロゲン、型番：7A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例２と同様に実施例１４の熱輸送流体を製造した。
【００４０】
＜実施例１５＞
実施例３の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ０．９７重量％を、表１に示すように、０．９２重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：３００００、商品名：セロゲン、型番：7A、第一工業製薬株式会社製）に変更した以外は、実施例３と同様に実施例１５の熱輸送流体を製造した。
【００４１】
＜実施例１６＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、９．９２重量％に変更した以外は、実施例１と同様に実施例１６の熱輸送流体を製造した。
【００４２】
＜実施例１７＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、１２．６重量％に変更した以外は、実施例１と同様に実施例１７の熱輸送流体を製造した。
【００４３】
＜比較例１＞
純水製造装置（商品名：MILLI-Q-Labo、日本ミリポア製）を用いて製造した超純水を比較例１の熱輸送流体とした。
【００４４】
＜比較例２＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、Al2O3ナノ粒子（型番：AEROXIDE-Alu-C-805、日本アエロジル社製）１０．０重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩４．０重量％を、表１に示すように、ポリカルボン酸ナトリウム塩４．０重量％に変更した以外は、実施例１と同様に比較例２の熱輸送流体を製造した。
【００４５】
＜比較例３＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、０．９４重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：９００００、型番：9273-100G、シグマアルドリッチ社製）に変更した以外は、実施例１と同様に比較例３の熱輸送流体を製造した。
【００４６】
＜比較例４＞
実施例２の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．０９重量％を、表１に示すように、０．８７重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：９００００、型番：9273-100G、シグマアルドリッチ社製）に変更した以外は、実施例２と同様に比較例４の熱輸送流体を製造した。
【００４７】
＜比較例５＞
実施例３の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ０．９７重量％を、表１に示すように、０．６６重量％に変更し、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：６０００、商品名：サンローズ、型番：APP-84、日本製紙ケミカル株式会社製）を、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（平均分子量：９００００、型番：9273-100G、シグマアルドリッチ社製）に変更した以外は、実施例３と同様に比較例５の熱輸送流体を製造した。
【００４８】
＜比較例６＞
実施例１の熱輸送流体の製造工程におけるカーボンナノチューブ１．３７重量％を、表１に示すように、０．０１重量％に変更し、さらに、表１に示すように、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加なしに変更した以外は、実施例１と同様に比較例６の熱輸送流体を製造した。
【００４９】
【表１】
2008189901.tif 000002
【００５０】
表１において、MWはカーボンナノチューブ（商品名：Multiwall carbon nanotubes、型番：636495-50G、シグマアルドリッチ社製）、SW混合はカーボンナノチューブ（商品名：Single-Triple mixture carbon nanotubes、型番：XD-34429-A、CNI社製）、SWはカーボンナノチューブ（商品名：Singlewall carbon nanotubes、型番：XB-0914、CNI社製）をそれぞれ示している。
【００５１】
２．評価
上記のようにして作製した熱輸送流体について、下記の方法により、ｐＨ、密度、比熱、熱拡散率、熱伝導率及び動粘度を測定し、目視で沈殿の有無を調べた。これらの結果を表２に示した。
【００５２】
ｐＨは、ｐＨメーター（商品名：ハンディタイプｐＨ計、Cyberscan PH310、Eutech Instruments社製）により測定を行った。密度は、比重瓶（カタログNo：03-247、Fischer Scientific社製）により測定を行った。比熱は、ＤＳＣ（型番：DSC-220C、SEIKO lnstruments社製）により測定を行った。熱拡散率は、ＴＷＡ法（型番：ai-Phase-α改、アイフェイズ社製）及び（商品名：ナノフラッシュLFA447、Netsch社製）により測定を行った。熱伝導率は、計算により算出した。（熱伝導率λ＝熱拡散率α×比熱Ｃｐ×密度Ｄ）動粘度は、動粘度測定装置（商品名：KINEMATIC VISCOSlTY BATH、TANAKA SCIENTIFIC INSTRUMENT co.LTD社製）及び（商品名：ウベローテ粘度計：型番2613-0001〜2613-100、柴田科学器械工業（株）製）により測定を行った。
【００５３】
【表２】
2008189901.tif 000003
【００５４】
また、上記のようにして作製した実施例１及び２並びに比較例１の熱輸送流体について、図２に示した放熱量測定装置を用いて放熱量測定を実施した。図２の放熱量測定装置は、熱交換器２１と、アルミ板加工により作製され、表面を断熱シート（商品名：K-FLEX25mm  STグレード、イタリアIK社製）で断熱処理された整流板付きの風洞２２及び２３と、送風ファン（商品名：ジェットスイファン  SFJ-300-1、（株）スイデン社製）２４とから構成され、熱交換器２１の前後に風洞２２及び２３が設置され、風洞２３の下流側に送風ファン２４が設置されている。そして、熱交換器２１には、カートリッジヒーター（商品名：HLC1305、八光社製）が１８本収納され、表面を断熱シート（商品名：K-FLEX25mm  STグレード、イタリアIK社製）で断熱処理された加熱タンク２５と、循環ポンプ２６（商品名：レビトロポンプ  LEV300、イワキ社製）と、流量計２７（商品名：FD-82、キーエンス社製）とが配設されており、熱輸送流体を加熱しつつ循環させている。
【００５５】
放熱量の測定は、熱交換器２１に流入する熱輸送流体の液温と熱交換器２１から流出する熱輸送流体の液温の差（ΔＴとする）を計測し、熱輸送流体の比熱（Ｃｐ）、密度（Ｄ）及び流量計２７により測定した流量値（Ｖ）を用いて、下記式より算出した。この放熱量の測定結果は、図３に示した。
放熱量Ｑ＝ΔＴ×Ｃｐ×Ｄ×Ｖ
【００５６】
表２に示す測定結果から以下のことが明らかとなった。まず、実施例１〜１７と比較例１及び６とを比較すると、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を分散剤として水中にカーボンナノチューブを分散させることにより、液体の熱伝導率が増加することが示され、また、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩を用いないと、カーボンナノチューブが水中に溶解せず、熱伝導率が向上しないことが示された。また、実施例１〜１５と比較例３〜５とを比較すると、ＧＰＣ測定による平均分子量が６０００〜３００００であるカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を分散剤として用いることにより、液体の動粘度を低く抑えられ、さらに、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩の平均分子量が小さいほど、液体の動粘度が低く抑えられることが示された。
【００５７】
また、図３から明らかなように、実施例１及び２の熱輸送流体を用いた場合の放熱量と比較例１の熱輸送流体を用いた場合の放熱量とを比較すると、放熱量が約１２％も向上することが示された。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の熱輸送流体を製造する循環型処理システムの一例を示す模式図である。
【図２】熱輸送流体の放熱量を測定する装置を示す模式図である。
【図３】熱輸送流体の流量と放熱量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１１…バイアル瓶、１２…マグネチックスターラー、１３…チュービングポンプ、
１４…超音波処理機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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