(57)【要約】  カーボンナノチューブ配列体（ＣＮＴ配列体）１１を含む導電材と、絶縁性材料１２とを備え、前記ＣＮＴ配列体１１の少なくとも一部が絶縁性材料１２により覆われた構造を有する導電部材（導電性シート１０）が提供される。導電部材（導電性シート１０）は、ＣＮＴ配列体１１の配列方向Ｄ１に沿った方向の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である部分を有することが好ましい。
2018042783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブ配列体を含む導電材と、絶縁性材料とを備え、
前記カーボンナノチューブ配列体の少なくとも一部が前記絶縁性材料により覆われた構造を有すること
を特徴とする導電部材。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に沿った方向の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である部分を有する、請求項１に記載の導電部材。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ配列体は、カーボンナノチューブバンドルを含む、請求項１または２に記載の導電部材。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブ配列体は、複数のカーボンナノチューブが互いに端部またはその近傍で接する構造を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブ配列体の体積含有量は、４体積％以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブ配列体の体積含有量は、３０体積％未満である、請求項１から５のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項７】
少なくとも一部の表面は前記絶縁性材料から構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項８】
少なくとも一部の表面は、表面抵抗が１００ＭΩ／□以上である、請求項１から７のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項９】
少なくとも一部の表面は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａが１μｍ以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１０】
前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に直交する方向について表面側から内部側に向けて前記絶縁性材料の含有量が変化する傾斜領域を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１１】
前記傾斜領域では、前記表面側から前記内部側へと前記絶縁性材料の含有量が低減する部分を有する、請求項１０に記載の導電部材。
【請求項１２】
シート状の形状を有し、前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向は、前記シート状の形状の主面内方向に沿った方向である、請求項１から９のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１３】
前記シート状の形状における前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に沿った方向の２つの端部は、前記カーボンナノチューブ配列体が露出する第１露出端部および第２露出端部であり、
前記第１露出端部と前記第２露出端部との間の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である、請求項１２に記載の導電部材。
【請求項１４】
前記絶縁性材料の含有量が厚さ方向に沿って変化する傾斜領域を備える、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１５】
前記傾斜領域では、前記絶縁性材料の含有量が、前記シート状の形状における一方の主面側から中心側へと低減する部分を有する、請求項１４に記載の導電部材。
【請求項１６】
前記シート状の形状における少なくとも一方の主面は前記絶縁性材料から構成される、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１７】
前記シート状の形状における主面側において前記カーボンナノチューブ配列体は前記導電性シート内に埋設される、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１８】
成形加工可能である、請求項１から１７のいずれか一項に記載の導電部材。
【請求項１９】
熱可塑性を有する、請求項１８に記載の導電部材。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載される導電部材の成形体からなる導電性成形体。
【請求項２１】
請求項１から１９のいずれか一項に記載される導電部材または請求項２０に記載される導電性成形体を備える電気・電子関連部材。
【請求項２２】
請求項１から１９のいずれか一項に記載される導電部材を形成可能な導電性組成物であって、
前記絶縁性材料を与える原料組成物および前記カーボンナノチューブ配列体を備えることを特徴とする導電性組成物。
【請求項２３】
請求項１４から１７のいずれか一項に記載される導電部材の製造方法であって、
前記カーボンナノチューブ配列体を含む第１原料シートと、前記絶縁性材料を与える原料組成物からなる第２原料シートとを厚さ方向に重ねて、
前記第１原料シートと前記第２原料シートとを厚さ方向に加熱しながら加圧接触させ、前記第２原料シートに含まれる前記原料組成物の一部を、前記第１原料シートが含む前記カーボンナノチューブ配列体におけるカーボンナノチューブ同士の隙間に移動させることを含んで、前記シート状の形状を有するとともに前記傾斜領域を形成すること
を特徴とする、導電部材の製造方法。
【請求項２４】
前記原料組成物は加熱により粘度が低下する材料からなる、請求項２３に記載の導電部材の製造方法。
【請求項２５】
前記原料組成物は硬化性物質を含有し、前記硬化性物質の硬化反応により粘度が増加する材料からなる、請求項２３または２４に記載の導電部材の製造方法。
【請求項２６】
前記カーボンナノチューブ配列体の体積含有量が５体積％以上であって、前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に離間した２点間の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上である、請求項１から１９のいずれか一項に記載の導電部材。
【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配列体（ＣＮＴ配列体）を含む導電部材、導電性成形体、上記の導電部材または導電性成形体を備える電気・電子関連部材、導電性組成物、および上記の導電部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、グラフェンからなる外側面を有するという特異的な構造を有するため、機能材料としても構造材料としても様々な分野での応用が期待されている。具体的には、ＣＮＴは、機械的強度が高く、軽く、電気伝導特性が良く、熱特性が良く、化学的耐腐食性が高く、且つ電界電子放出特性が良いといった優れた特性を有する。したがって、ＣＮＴの用途として、軽量高強度ワイヤ、走査プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）の探針、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）の冷陰極、導電部材、高強度樹脂、耐腐食性樹脂、耐摩耗性樹脂、高度潤滑性樹脂、二次電池や燃料電池の電極、ＬＳＩの層間配線材料、バイオセンサーなどが考えられている。【０００３】
これらの用途の中の一つである導電部材は、ＣＮＴを含む導電材と絶縁性材料とを備える導電性組成物から得られる。非特許文献１には、そのような導電部材の例として、ＣＮＴとエポキシ樹脂との複合部材が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Yoon Jin Kim et.al., "Electrical conductivity of chemically modified multiwalled carbon nanotube/epoxy composites", Carbon 43 (2005) pp23-30
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載される複合部材の直流電圧印加相当時の導電率は、１０−２Ｓｃｍ−１程度が上限であり、その際のＣＮＴの体積含有率は３体積％が上限である。しかしながら、この程度の導電率では、良好な導電性を有しているとはいえない。【０００６】
本発明は、ＣＮＴを導電材として備え、良好な導電性を有する導電部材を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の導電部材または上記の導電部材の成形体を備える電気・電子関連部材を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記の導電部材を形成可能な導電性組成物および上記の導電部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために提供される本発明は次のとおりである。
［１］カーボンナノチューブ配列体を含む導電材と、絶縁性材料とを備え、前記カーボンナノチューブ配列体の少なくとも一部が前記絶縁性材料により覆われた構造を有することを特徴とする導電部材。【０００８】
［２］前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に沿った方向の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である部分を有する、上記［１］に記載の導電部材。【０００９】
［３］前記カーボンナノチューブ配列体は、カーボンナノチューブバンドルを含む、上記［１］または［２］に記載の導電部材。【００１０】
［４］前記カーボンナノチューブ配列体は、複数のカーボンナノチューブが互いに端部またはその近傍で接する構造を有する、上記［１］から［３］のいずれかに記載の導電部材。【００１１】
［５］前記カーボンナノチューブ配列体の体積含有量は、４体積％以上である、上記［１］から［４］のいずれかに記載の導電部材。【００１２】
［６］前記カーボンナノチューブ配列体の体積含有量は、３０体積％未満である、上記［１］から［５］のいずれかに記載の導電部材。【００１３】
［７］少なくとも一部の表面は前記絶縁性材料から構成される、上記［１］から［６］のいずれかに記載の導電部材。【００１４】
［８］少なくとも一部の表面は、表面抵抗が１００ＭΩ／□以上である、上記［１］から［７］のいずれかに記載の導電部材。【００１５】
［９］少なくとも一部の表面は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａが１μｍ以下である、上記［１］から［８］のいずれかに記載の導電部材。【００１６】
［１０］前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に直交する方向について表面側から内部側に向けて前記絶縁性材料の含有量が変化する傾斜領域を備える、上記［１］から［９］のいずれかに記載の導電部材。【００１７】
［１１］前記傾斜領域では、前記表面側から前記内部側へと前記絶縁性材料の含有量が低減する部分を有する、上記［１０］に記載の導電部材。【００１８】
［１２］シート状の形状を有し、前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向は、前記シート状の形状の主面内方向に沿った方向である、上記［１］から［９］のいずれかに記載の導電部材。【００１９】
［１３］前記シート状の形状における前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に沿った方向の２つの端部は、前記カーボンナノチューブ配列体が露出する第１露出端部および第２露出端部であり、前記第１露出端部と前記第２露出端部との間の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である、上記［１２］に記載の導電部材。【００２０】
［１４］前記絶縁性材料の含有量が厚さ方向に沿って変化する傾斜領域を備える、上記［１２］から［１３］のいずれかに記載の導電部材。【００２１】
［１５］前記傾斜領域では、前記絶縁性材料の含有量が、前記シート状の形状における一方の主面側から中心側へと低減する部分を有する、上記［１４］に記載の導電部材。【００２２】
［１６］前記シート状の形状における少なくとも一方の主面は前記絶縁性材料から構成される、上記［１２］から［１５］のいずれかに記載の導電部材。【００２３】
［１７］前記シート状の形状における主面側において前記カーボンナノチューブ配列体は前記導電性シート内に埋設される、上記［１１］から［１６］のいずれかに記載の導電部材。【００２４】
［１８］成形加工可能である、上記［１］から［１７］のいずれかに記載の導電部材。【００２５】
［１９］熱可塑性を有する、上記［１８］に記載の導電部材。【００２６】
［２０］上記［１８］または上記［１９］に記載される導電部材の成形体からなる導電性成形体。【００２７】
［２１］上記［１］から［１９］のいずれかに記載される導電部材または上記［２０］に記載される導電性成形体を備える電気・電子関連部材。【００２８】
［２２］上記［１］から［１９］のいずれかに記載される導電部材を形成可能な導電性組成物であって、前記絶縁性材料を与える原料組成物および前記カーボンナノチューブ配列体を備えることを特徴とする導電性組成物。【００２９】
［２３］上記［１４］から［１７］のいずれかに記載される導電部材の製造方法であって、前記カーボンナノチューブ配列体を含む第１原料シートと、前記絶縁性材料を与える原料組成物からなる第２原料シートとを厚さ方向に重ねて、前記第１原料シートと前記第２原料シートとを厚さ方向に加熱しながら加圧接触させ、前記第２原料シートに含まれる前記原料組成物の一部を、前記第１原料シートが含む前記カーボンナノチューブ配列体におけるカーボンナノチューブ同士の隙間に移動させることを含んで、前記シート状の形状を有するとともに前記傾斜領域を形成することを特徴とする、導電部材の製造方法。【００３０】
［２４］前記原料組成物は加熱により粘度が低下する材料からなる、上記［２３］に記載の導電部材の製造方法。【００３１】
［２５］前記原料組成物は硬化性物質を含有し、前記硬化性物質の硬化反応により粘度が増加する材料からなる、上記［２３］または［２４］に記載の導電部材の製造方法。【００３２】
［２６］前記カーボンナノチューブ配列体の体積含有量が５体積％以上であって、前記カーボンナノチューブ配列体の配列方向に離間した２点間の熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上である、上記［１］から［１９］のいずれかに記載の導電部材。【００３３】
本発明は、他の一態様として、カーボンナノチューブ配列体を含む導電材と、遮熱性材料とを備える伝熱部材であって、前記カーボンナノチューブ配列体の少なくとも一部が前記遮熱性材料により覆われた構造を有し、前記伝熱部材におけるカーボンナノチューブ配列体の体積含有量は５体積％である伝熱部材を提供する。上記の伝熱部材が備える遮熱性材料は、上記の導電部材の絶縁性材料であってもよいし、樹脂を含有していてもよいし、前記カーボンナノチューブ配列体を支持するマトリックス材料であってもよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ＣＮＴを導電材として備え、良好な導電性を有する導電部材が提供される。また、本発明によれば、上記の導電部材または上記の導電部材の成形体を備える電気・電子関連部材も提供される。さらに、本発明によれば、上記の導電部材を形成可能な導電性組成物および上記の導電部材の製造方法も提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ＣＮＴフォレストからＣＮＴ交絡体を形成することが行われている状態の一例を示す画像である。
【図２】ＣＮＴ交絡体の構造を示す部分拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る導電性シートの一例について、ＣＮＴ配列体の配列方向を含む面を切断面とする概念的な断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る導電性シートの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る導電性シートの製造方法の説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る導電性シートの製造方法の説明するための図である。
【図７】ＣＮＴフォレストからＣＮＴ交絡体を引き出し、これをロールに巻き付けてＣＮＴ配列体を得ている様子を示す図である。
【図８】実施例２−１に係る導電部材についての、導電部材の厚さ方向およびＣＮＴ配列体の面内配列方向を含む面を断面とする観察画像である。
【図９】実施例２−２に係る導電部材についての、導電部材の厚さ方向およびＣＮＴ配列体の面内配列方向を含む面を断面とする観察画像である。
【図１０】面内配向方向の直流導電率σ／／の、ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆに対する依存性を示すグラフである。
【図１１】面内配向方向の熱伝導率λ／／の、ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆに対する依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について説明する。【００３７】
本発明の一実施形態に係る導電部材は、カーボンナノチューブ配列体（ＣＮＴ配列体）を含む導電材と、絶縁性材料とを備え、ＣＮＴ配列体の少なくとも一部が絶縁性材料により覆われた構造を有する。【００３８】
本明細書において「カーボンナノチューブ配列体（ＣＮＴ配列体）」とは、ＣＮＴの集合体であって、これを構成する一群のＣＮＴが、それらＣＮＴの長軸に沿った方向に並んでいる構造を有する。ＣＮＴ配列体はＣＮＴの長軸方向の沿った方向（本明細書において、この方向を「配列方向」ともいう。）に配列しているため、このＣＮＴ配列体を含む導電材を備える本発明の一実施形態に係る導電部材は、上記の配列方向に沿った方向の導電率が高い。具体的には、本発明の一実施形態に係る導電部材は、配列方向に沿った方向の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である部分を有する。好ましい一例において、本発明の一実施形態に係る導電部材は、１０Ｓｃｍ−１以上である部分を有する。より好ましい一例において、本発明の一実施形態に係る導電部材は、５０Ｓｃｍ−１以上である部分を有する。さらに好ましい一例において、本発明の一実施形態に係る導電部材は、１００Ｓｃｍ−１以上である部分を有する。【００３９】
ＣＮＴ配列体を構成するＣＮＴは、単層ＣＮＴ（ＳＷＣＮＴ）、二層ＣＮＴ（ＤＷＣＮＴ）および多層ＣＮＴ（ＭＷＣＮＴ）のいずれかであってもよいし、これらの２種以上の混合体であってもよい。ＣＮＴ配列体を構成するＣＮＴの表面は絶縁性材料との相互作用を向上させるための処理が施されていてもよい。ＣＮＴ配列体を構成する各ＣＮＴの導電性は高いことが好ましい。【００４０】
ＣＮＴ配列体の全体形状は限定されない。布のように、一方向（厚さ方向）に特に薄い場合には、布との外形的類似性に基づき、ＣＮＴウェブとも称されることもある。【００４１】
ＣＮＴ配列体は、カーボンナノチューブバンドル（ＣＮＴバンドル）を含んでいてもよい。本明細書において、「カーボンナノチューブバンドル」とは、ＣＮＴの集合体であって、複数のＣＮＴが、それらの長軸方向がほぼ揃うように位置し、短軸方向に近接して、ＣＮＴの束状となっている構造を有する。【００４２】
このような構造は、次に説明するＣＮＴフォレストから得られるＣＮＴ配列体では、部分的にＣＮＴバンドルが形成されている。本明細書においてＣＮＴフォレストとは、複数のＣＮＴの合成構造（以下、かかる合成構造を与えるＣＮＴの個々の形状を「一次構造」といい、上記の合成構造を「二次構造」ともいう。）の一種であって、複数のＣＮＴが長軸方向の少なくとも一部について一定の方向（具体的な一例として、基板が備える面の１つの法線にほぼ平行な方向が挙げられる。）に配向するように成長してなるＣＮＴの集合体を意味する。なお、基板から成長させたＣＮＴフォレストの、基板に付着した状態における基板の法線に平行な方向の長さ（高さ）を、「成長高さ」という。【００４３】
ＣＮＴフォレストの一部のＣＮＴをつまみ、そのＣＮＴをＣＮＴアレイから離間するように引っ張ることによって、即ちＣＮＴフォレストから複数のＣＮＴを連続的に引き出すことによって、ＣＮＴ交絡体を形成することができる。図１は、このようなＣＮＴフォレストからＣＮＴ交絡体を引き出して形成することが行われている状態の一例を示す画像である。図１の右側の塊状の部材がＣＮＴフォレストであり、図１では、左方向にＣＮＴが引き出されて、薄布状のＣＮＴ交絡体が形成されている。図２は、こうして得られたＣＮＴ交絡体の構造を示す部分拡大図である。ＣＮＴ交絡体を構成する複数のＣＮＴはほぼ一方向（図２では横方向に）揃って配置されている。【００４４】
このＣＮＴ交絡体がそのままＣＮＴ配列体を構成してもよいし、複数のＣＮＴ交絡体を積層することによってＣＮＴ配列体を構成してもよい。上記の薄布状のＣＮＴ交絡体の複数を積層することによってＣＮＴ配列体を構成する場合には、ＣＮＴ交絡体の積層数が増えるほど得られたＣＮＴ配列体の厚さは増加し、このＣＮＴ配列体からなるＣＮＴ配列体の配列方向の導電性は高くなる。したがって、このＣＮＴ配列体を備える導電部材の導電性もまた高くなる。【００４５】
こうして得られたＣＮＴ配列体に対してエタノール、アセトンなど揮発性溶媒を吹き付けたり、揮発性溶媒に浸漬させたりすることにより、長軸方向がほぼ揃うように位置し、短軸方向に隣り合って位置する複数のＣＮＴがＣＮＴバンドルを形成する割合を高めることができる。【００４６】
ＣＮＴ配列体は、複数のＣＮＴが互いに端部またはその近傍で接する構造を有していてもよい。このような構造を有している場合には、長軸方向に接するＣＮＴ同士での電気伝導が容易となり、結果的に、ＣＮＴ配列体の配列方向での電気伝導度が高くなる。このような構造は、前述のＣＮＴフォレストから形成されたＣＮＴ配列体において容易にみられる。【００４７】
本発明の一実施形態に係る導電部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量は限定されない。上記のように、導電部材における配列方向に沿った方向の直流導電率が１Ｓｃｍ−１以上である部分を有するような体積含有量であることが好ましい。そのような条件をより安定的に満たす観点から、導電部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量は、４体積％以上であることが好ましい場合がある。導電部材における配列方向に沿った方向の直流導電率が１００Ｓｃｍ−１以上である部分を有することをより安定的に実現する観点から、導電部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量は、１０体積％以上であることが好ましい場合がある。基本的な傾向として、ＣＮＴ配列体の体積含有量が高くなるほど配列方向に沿った方向の直流導電率も高くなるが、これに応じて導電部材の機械特性も変化し、脆くなる、可撓性が低下するなどの傾向がみられやすくなる。導電部材が柔軟な機械特性を維持することを容易にする観点から、導電部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量は、３０体積％未満であることが好ましい場合があり、２５体積％以下であることがより好ましい場合がある。【００４８】
絶縁性材料は、適度な絶縁性、例えば、１０−９Ｓｃｍ−１以下の直流導電率を有する材料である限り任意の材料を用いることができる。絶縁性材料として、有機樹脂、シリコーン樹脂などの有機系材料；酸化物、炭化物、水酸化物などの無機系材料；およびこれらの複合材料が例示される。有機系材料の具体例として、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィンを含む共重合体等のポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；ナイロン６６等のポリアミド；ポリ塩化ビニル；ポリカーボネート；ポリ（メタ）アクリル酸メチル等のアクリル系樹脂；ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂；ポリイミド；ポリウレタン；シリコーン樹脂；フェノール系樹脂；エポキシ樹脂などが挙げられる。無機系材料の具体例として、水ガラス、アルミナなどが挙げられる。【００４９】
絶縁性材料は、導電材を覆ってこれを保持するマトリックス材としての機能を果たすことから、粘度が低い状態から高い状態に変化できる性質を有していることが好ましい。この観点から、絶縁性材料は、熱可塑性材料または硬化性材料の硬化物であることが好ましい。【００５０】
本発明の一実施形態に係る導電部材は、上記のＣＮＴ配列体および絶縁性材料以外の材料を含有していてもよい。そのような材料として、シリカフィラー、タルク等の無機系絶縁性材料；銀ワイヤ、銅粉末、炭素粉末等の無機系導電性材料；メラミン樹脂粉末などの有機系絶縁性材料；ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等の有機導電性材料などが例示される。難燃材、着色材、潤滑材、界面活性剤、カップリング剤などを含有してもよい。こうした添加材料の含有量は、本発明の一実施形態に係る導電部材がＣＮＴ配列体および絶縁性材料を含有することによって得られる導電性に大きく影響を与えない範囲で適宜設定される。【００５１】
本発明の一実施形態に係る導電部材におけるＣＮＴ配列体の配置は限定されない。導電部材の内部にＣＮＴ配列体の全体が配置されて（埋設されて）いてもよいし、導電部材の表面にＣＮＴ配列体の一部が露出していてもよい。ＣＮＴが露出しない構造を導電部材が備えることにより、導電性部材からＣＮＴ配列体を構成するＣＮＴが脱落する不具合が生じる可能性を低くすることができる。【００５２】
導電部材の表面にＣＮＴ配列体の一部が露出する場合において、ＣＮＴ配列体の配列方向の端部が露出していてもよいし、配列方向に直交する方向の端部が露出していてもよい。ＣＮＴ配列体の配列方向の双方の端部が露出している場合には、それらの端部に接するように２つ以上の電気接点を設ければ、これらの間の導電性を特に高めることができる。【００５３】
上記のように、本発明の一実施形態に係る導電部材において、ＣＮＴ配列体は導電部材に導電性を付与する部材要素として機能する一方、絶縁性材料は導電性部材に絶縁性を付与する部材要素として機能する。したがって、導電部材における少なくとも一部の表面は絶縁性材料から構成されるようにしてもよい。このようにすることで、導電部材に絶縁性の面を有させることができる。別の観点から説明すれば、導電部材における少なくとも一部の表面は表面抵抗が１００ＭΩ／□以上であってもよい。この程度の表面抵抗であれば、実質的に絶縁性を有する面となる。このような構成を備えることにより、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿って高い導電性を有するとともに、この配列方向とは異なる方向、具体的には配列方向に直交する方向に沿った方向を法線とする面については高い絶縁性を有する部材を得ることができる。【００５４】
本発明の一実施形態に係る導電部材の少なくとも一部の表面は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａが１μｍ以下であってもよい。このような面を有することにより、その面を被着体に対して貼付したときに、導電部材の被着体に対する付着性を向上させることができる。このような面は、ＣＮＴ配列体を構成するＣＮＴが露出していない面とすることによって比較的容易に得ることができる。【００５５】
本発明の一実施形態に係る導電部材の内部におけるＣＮＴ配列体と絶縁性材料との関係は限定されない。導電部材におけるＣＮＴ配列体の配列方向に直交する方向について表面側から内部側に向けて絶縁性材料の含有量が変化する傾斜領域を備えることが好ましい場合がある。このような傾斜領域を備えることにより、ＣＮＴ配列体が主に存在する導電性領域と、絶縁性材料が主に存在する絶縁性領域とが連続的に導電性部材内に存在することができる。導電性領域と絶縁性領域とは機械特性が異なる場合もあるため、これらの領域が傾斜領域なく接している場合には、領域間で剥離が生じやすくなるなどの問題の発生が懸念される。傾斜領域が存在することにより、こうした剥離の問題が生じる可能性を低減させることが可能となる。【００５６】
傾斜領域の具体的な構造は限定されない。傾斜領域の具体的な一例として、導電部材の表面側から内部側へと絶縁性材料の含有量が低減する部分を有する領域が挙げられる。この場合には、導電部材の表面側には絶縁性領域が存在し、導電部材の内部側には導電性領域が存在することになる。このような構造の場合には、導電部材のＣＮＴ配列体に電気を通しても、導電部材の表面の絶縁性は維持され、導電部材を被覆配線または被覆配線基板として用いることができる。【００５７】
本発明の一実施形態に係る導電部材の具体的な形状は限定されない。シート状の形状を有していてもよいし、塊状の形状を有していてもよいし、例えばリング状、筒状の形状を有していてもよい。【００５８】
以下、導電部材がシート状の形状を有している場合、すなわち、導電部材が導電性シートである場合を例として説明を行う。本明細書において「シート」とは、他の面よりも十分に大きい２つの主面を対向する２面として有する部材をいう。主面は平面である場合を含む。例えば、曲面を構成していてもよいし、局所的な凹凸や屈曲部を有していてもよい。また、シートの概念は、フィルムの概念およびテープの概念も含むものとする。導電性シートの主面内方向とＣＮＴ配列体の配列方向との関係は限定されない。導電性シートは主面内方向に導電性を有していてもよいし、厚さ方向に導電性を有していてもよいし、双方の方向に導電性を有していてもよい。【００５９】
図３は、本発明の一実施形態に係る導電性シートの一例について、ＣＮＴ配列体の配列方向を含む面を切断面とする概念的な断面図である。【００６０】
図３に示されるように、導電性シート１０はＣＮＴ配列体１１および絶縁性材料１２からなる。ＣＮＴ配列体１１は、ＣＮＴフォレストから引き出して得られた布状のＣＮＴ交絡体を複数積層することによって得られたＣＮＴ配列体からなる。絶縁性材料１２は、樹脂からなる。【００６１】
ＣＮＴ配列体１１の配列方向Ｄ１は、導電性シート１０の主面内方向に沿った方向である。換言すれば、ＣＮＴ配列体１１の配列方向Ｄ１に直交する方向に沿った方向に、導電性シート１０の主面１０Ａ，１０Ｂの法線１０ａ，１０ｂは位置する。導電性シート１０のＣＮＴ配列体１１の配列方向Ｄ１に沿った方向の２つの端部は、ＣＮＴ配列体１１が露出する第１露出端部１３１および第２露出端部１３２である。そして、第１露出端部１３１と第２露出端部１３２との間の直流導電率は１Ｓｃｍ−１以上である。【００６２】
図３に示されるように、導電性シート１０の一方の主面１０Ａおよび他方の主面１０Ｂは、いずれも、絶縁性材料１２からなる。すなわち、導電性シート１０の双方の主面１０Ａ，１０Ｂ側には、絶縁性領域Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂが位置している。一方、導電性シート１０の厚さ方向中央部には、ほぼＣＮＴ配列体１１のみからなる領域である導電性領域Ｒ２が存在している。この点を換言すれば、ＣＮＴ配列体１１は、双方の主面１０Ａ，１０Ｂ側において導電性シート１０内に埋設されている。したがって、導電性シート１０は、ＣＮＴ配列体の配列方向Ｄ１には導電性を有するが、厚さ方向には絶縁性を有する、異方導電性部材である。また、主面１０Ａ，１０Ｂ側からＣＮＴが脱落しにくい。【００６３】
絶縁性領域Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂと導電性領域Ｒ２との間には、主面１０Ａ，１０Ｂ側ほど絶縁性材料１２の含有量が高くなる傾斜領域Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂが位置している。したがって、導電性シート１０は、電気的性質が大きく異なる２つの領域（絶縁性領域Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂおよび導電性領域Ｒ２）を有するが、これらの領域は連続的に接続されている。それゆえ、導電性シート１０は、これらの２つの領域（絶縁性領域Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂおよび導電性領域Ｒ２）間での剥離は生じにくい。尚、絶縁性領域Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂの厚さは異なっていても良い。【００６４】
本発明の一実施形態に係る導電部材は、成形加工可能であってもよい。本明細書において「成形加工」とは、加圧、加熱、電離放射線の照射などにより行われる形状創成加工を意味する。成形加工の具体例として、圧延加工、プレス成形、押出成形などが挙げられる。導電部材が成形加工可能である場合には、導電部材に成形加工を施すことにより、所定の形状を付与することが容易である。本明細書において、成形加工が施された後の導電部材を「導電性成形体」ともいう。【００６５】
成形加工が施される前の導電部材と導電性成形体とは、組成が共通であってもよいし、相違していてもよい。例えば、圧延加工により成形加工を行う場合には、成形加工前後で導電部材に組成的な変化は生じにくい。絶縁性材料が熱可塑性樹脂からなる導電部材に対して熱プレス加工からなる成形加工を施した場合には、得られた導電性成形体は、成形加工前の導電部材と組成は共通である。一方、絶縁性材料が半硬化した状態にある熱硬化性樹脂からなる導電部材に対して熱プレス加工からなる成形加工を施し、熱プレス加工の際に熱硬化性樹脂の硬化反応を進行させた場合には、得られた導電性成形体は、成形加工前の導電部材と組成が相違している。導電部材が架橋反応可能な重合体からなる絶縁性材料および架橋剤を含有し軟質である場合には、成形しつつ、または成形後に、熱付与や紫外線照射などを行って架橋剤を反応させることにより、導電部材を所定の形状のまま硬化させて導電性成形体とすることができる。【００６６】
本発明の一実施形態に係る導電部材の製造方法は限定されない。通常、絶縁性材料を与える原料組成物およびＣＮＴ配列体を用いて、導電部材は製造される。原料組成物は、絶縁性材料と組成が共通であってもよいし異なっていてもよい。導電部材の製造過程において重合反応などを伴う場合には、原料組成物は絶縁性材料と組成が異なる。【００６７】
導電部材の製造方法の具体的な一例は、絶縁性材料を与える原料組成物およびＣＮＴ配列体を備える導電性組成物を調製し、この導電性組成物に対して成形加工を行って、導電部材を形成する方法である。このように、本発明の一実施形態に係る導電性組成物は、絶縁性材料を与える原料組成物およびＣＮＴ配列体を備え、この導電性組成物から導電部材を形成することができる。【００６８】
導電部材の製造方法の具体的な他の一例は、次に説明するように、絶縁性材料を与える原料組成物およびＣＮＴ配列体を重ねて加圧することを含む製造方法である。この製造方法によれば、傾斜領域を有する導電性シートを比較的容易に製造することが可能である。図４は、本発明の一実施形態に係る導電性シートの製造方法を示すフローチャートである。図５および図６は、本発明の一実施形態に係る導電性シートの製造方法を説明するための図である。【００６９】
本発明の一実施形態に係る導電性シートの製造方法では、まず、ＣＮＴ配列体を含む第１原料シート２１と、絶縁性材料を与える原料組成物からなる第２原料シート２２とを用意し、これらのシートを厚さ方向に重ねる（第一のステップ）。この重積体は、その後の作業性を向上させる観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）板３１，３２など剥離性に優れる板で挟んでおくことが好ましい。図５に示される重積体４０は、ＰＴＦＥ板３１／第１原料シート２１／第２原料シート２２／ＰＴＦＥ板３２からなる。【００７０】
次に、重積体４０をプレス装置にセットして、第１原料シート２１と第２原料シート２２とを厚さ方向に接触させ、第２原料シート２２に含まれる原料組成物の一部を、第１原料シート２１が含むＣＮＴ配列体におけるＣＮＴ同士の隙間に移動させる（第二のステップ）。この際、原料組成物が絶縁性材料と相違する場合には、原料組成物に必要な反応を進行させて、絶縁性材料にしてもよい。図６では、熱および圧力を加えている。上記の重積体の厚さ方向の接触圧（プレス機により印加するプレス圧）を制御して、絶縁性材料からなる領域（絶縁性領域）およびＣＮＴ配列体からなる領域（導電性領域）が厚さ方向に形成されるようにし、さらに、これらの領域の間に、第１原料シート２１側から第２原料シート２２側にかけて、絶縁性材料の含有量が低下していくように絶縁性材料とＣＮＴ配列体とが存在する傾斜領域が形成されるようにする。【００７１】
原料組成物は、加熱により粘度が低下する材料からなるものであってもよい。この場合には、粘度が低下することにより原料組成物はＣＮＴ配列体を構成する一群のＣＮＴの隙間に移動しやすくなり、傾斜領域が容易に形成される。このような場合の具体例として、原料組成物が熱可塑性を有している場合が挙げられる。【００７２】
原料組成物は硬化性物質を含有し、硬化性物質の硬化反応により粘度が増加する材料からなるものであってもよい。この場合には、硬化反応の進行とともにＣＮＴ配列体を構成する一群のＣＮＴの隙間への移動しやすさが低下し、傾斜領域が容易に形成される。このような場合の具体例として、硬化性物質がエポキシ基やイソシアネート基を単数または複数有する化合物からなる場合が挙げられる。この場合において、硬化性物質と反応する硬化剤（例えば水酸基やアミノ基を単数または複数有する化合物が挙げられる。）が原料組成物にさらに含有されていてもよい。硬化性物質の他の例として、硬化性物質が不対電子を有する物質（例えば水酸基やアミノ基を単数または複数有する化合物が挙げられる。）であって、さらにカルシウムイオンのような多価イオンを含有する場合が挙げられる。こうして、傾斜領域を有する導電性シートが得られる。【００７３】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。【００７４】
例えば、図３に示した導電性シート１０は、双方の主面１０Ａ，１０Ｂが絶縁性材料から成る構造を有しているが、一方の主面はＣＮＴ配列体のＣＮＴが露出する構造であってもよい。また、図６に示した製造方法では、ＰＴＦＥ板３１／第１原料シート２１／第２原料シート２２／ＰＴＦＥ板３２からなる重積体をプレス装置にセットして製造したが、ＰＴＦＥ板／第２原料シート／第１原料シート／第２原料シート／ＰＴＦＥ板からなる重積体をセットしてもよい。この場合には、図３に示した導電性シート１０を得ることができる。図６に示した製造方法では加圧の際に熱も加えているが、これに限定されない。例えば、第２原料シートが紫外光により硬化する材料から構成されている場合には、加圧の際にまたは加圧後に紫外光照射を行うことにより、絶縁性材料が形成される。【００７５】
上記の本発明の一実施形態に係る導電部材は伝熱部材としても機能しうる。すなわち、導電材であるＣＮＴ配列体は高い熱伝導率を有するため、絶縁性材料の熱伝導率が低くても、ＣＮＴ配列体と絶縁性材料とからなる構造体は、全体として高い熱伝導率を有することができる。例えば、絶縁性材料が樹脂からなる場合には、その熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以下である場合が一般的である。このように絶縁性材料が、ＣＮＴ配列体との対比で熱伝導率が低い遮熱性材料からなる場合には、伝熱部材（導電部材）はＣＮＴ配列体と伝熱部材（導電部材）とを備える。【００７６】
かかる伝熱部材（導電部材）は、ＣＮＴ配列体の体積含有量が５体積％程度またはそれ以上であれば、伝熱部材（導電部材）におけるＣＮＴ配列体を配列体の配列方向に離間した２点間の熱伝導率を１０Ｗ／ｍＫ以上とすることが容易に実現される。しかも、伝熱部材（導電部材）におけるＣＮＴ配列体の体積含有量を変化させることにより、ほぼ線形的に熱伝導率を調整することができる。この目的では、遮熱性材料（絶縁性材料）の熱伝導率が伝熱部材（導電部材）の熱伝導率に与える影響は軽微であるため、遮熱性材料（絶縁性材料）を構成する材料、具体例を挙げれば樹脂の種類、は任意である。伝熱部材（導電部材）について異方導電性を有することが求められていない場合には、遮熱性材料は導電性を有していてもよい。【００７７】
また、伝熱部材の内部におけるＣＮＴ配列体と遮熱性材料との関係は、導電性部材の内部におけるＣＮＴ配列体と導電性材料との関係と同様に、限定されない。上記のように、伝熱部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量を高めることにより伝熱部材の熱伝導性を高めることができることから、ＣＮＴ配列体を機能材、遮熱性材料を構造材と位置付け、遮熱性材料は、可撓性を有するＣＮＴ配列体を支持して伝熱部材の形状を維持するためのマトリックス材料として用いることが好ましい場合がある。
【実施例】
【００７８】
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。【００７９】
（実施例１）
特許第５６６４８３２号公報に記載される製造方法により、ＣＮＴフォレスト（ＣＮＴアレイ）を作製した。得られたＣＮＴフォレストから引き出して、薄布状のＣＮＴ交絡体を得た。このＣＮＴ交絡体をロールに巻き付けることによりＣＮＴ交絡体の積層を行い、異なる積層数のＣＮＴ配列体を得た。図７は、ＣＮＴフォレストからＣＮＴ交絡体を引き出し、これをロールに巻き付けてＣＮＴ配列体を得ている様子を示す図である。
こうして得られた積層数が２から４００の複数種類のＣＮＴ配列体を、エタノール中に浸漬し、その後、エタノールを揮発させることによりＣＮＴ配列体におけるＣＮＴバンドルの存在割合を高めて、複数種類のＣＮＴ配列体を得た。このＣＮＴ配列体の配列方向は、ＣＮＴ配列体の厚さ方向と直交する方向に沿った方向であった。
このＣＮＴ配列体からなる第１原料シートを用いて、傾斜領域を備える導電性シートを作製した。【００８０】
（実施例１−１）
エポキシ樹脂フィルムを用意して第２原料シートとした。第１原料シートと第２原料シートとを重ねて、これらをＰＴＦＥ板で挟んで、重積体を得た。この重積体を、ホットプレス法で成形し、厚さ方向と直交する方向に沿ってＣＮＴ配列体が配列した導電部材を得た。ホットプレス法の条件は次のとおりであった。
雰囲気：大気中
加圧条件：１０ＭＰａ
加熱条件：９０℃で３分間、その後１３０℃で８０分間
得られた導電部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆ（単位：体積％）は、熱重量分析より求めた。ＣＮＴ配列体の配列方向に沿った端部である第１露出端部と第２露出端部との間の直流導電率σ（単位：Ｓｃｍ−１）を測定した。これらの結果を表１に示す。【００８１】
【表１】
2018042783.tif 000003
【００８２】
（実施例１−２）
３０ｍｍ×２０ｍｍ×１０μｍの第１原料シートを用意した。３０ｍｍ×２０ｍｍ×３０μｍの形状を有する低密度ポリエチレン（ＬＰＤＥ）シートを用意し、第２原料シートとした。これらを重ねて、さらにＰＴＦＥ板で挟んで重積体を得た。この重積体を、１３０℃、３ＭＰａで１０分間、重積体の重ね方向から圧縮して、傾斜領域を有する導電部材を得た。
得られた導電部材の表面抵抗を測定した。第１原料シート側で８Ω／□であって、第２原料シート側で１００ＭΩ／□以上であった。導電部材におけるＣＮＴ配列体の配列方向に沿った両端部間の直流導電率を測定したところ、４５Ｓｃｍ−１であった。以下のいずれの直流導電率の測定も、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿った両端部間で行われた。
得られた導電部材を切断し、５ｍｍ×３０ｍｍの大きさに成型して試験用導電部材を得た。試験用導電部材は、長軸方向（３０ｍｍの長さを有する方向）がＣＮＴ配列体の配列方向に沿った方向であり、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿った方向の端部はいずれもＣＮＴ配列体が露出していた。この成形体の直流導電率は５１Ｓｃｍ−１であった。
試験用導電部材を、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿って初期長さの１０１％の大きさに延伸した。延伸して得られた導電性成形体の直流導電率は６３Ｓｃｍ−１であった。
試験用導電部材を、ＣＮＴ配列体の配列方向に直交する主面内方向に沿って、初期長さの１２０％の大きさに延伸した。延伸して得られた導電性成形体の直流導電率は５６Ｓｃｍ−１であった。【００８３】
（実施例１−３）
３０ｍｍ×２０ｍｍ×５μｍの第１原料シートを用意した。ポリスチレン（ＰＳ）のトルエン含有ゲル（ポリスチレン濃度：４１質量％）を用意し、第１原料シートの上に塗布した。得られた塗膜を１２０℃で３０分間乾燥して、導電部材を得た。
得られた導電部材の表面抵抗を測定した。第１原料シート側で９Ω／□であって、第１原料シートとは反対側（ポリスチレンゲルの塗膜側）で１００ＭΩ／□以上であった。第１原料シートとは反対側（ポリスチレンゲルの塗膜側）の表面について、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａを測定したところ、９．４μｍであった。
得られた導電部材を、２２０℃、３ＭＰａで１０分間、厚さ方向から圧縮して、導電性成形体を得た。
得られた導電性成形体の表面抵抗を測定した。第１原料シート側で８Ω／□であって、第１原料シートとは反対側（ポリスチレンゲルの塗膜側）で１００ＭΩ／□以上であった。第１原料シートとは反対側（ポリスチレンゲルの塗膜側）の表面について、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａを測定したところ、０．８μｍであった。得られた導電性成形体の直流導電率は２４Ｓｃｍ−１であった。
得られた導電部材を切断し、５ｍｍ×３０ｍｍの大きさに成型して試験用導電部材を得た。試験用導電部材は、長軸方向（３０ｍｍの長さを有する方向）がＣＮＴ配列体の配列方向に沿った方向であり、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿った方向の端部はいずれもＣＮＴ配列体が露出していた。この成型体の直流導電率は２６Ｓｃｍ−１であった。
試験用導電部材を、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿って初期長さの１０２％の大きさに延伸した。延伸して得られた導電性成形体の直流導電率は３３Ｓｃｍ−１であった。
試験用導電部材を、ＣＮＴ配列体の配列方向に直交する主面内方向に沿って、初期長さの１１０％の大きさに延伸した。延伸して得られた導電性成形体の直流導電率は３６Ｓｃｍ−１であった。【００８４】
（実施例１−４）
３０ｍｍ×２０ｍｍ×５μｍの第１原料シートを用意した。ゲル状で３０ｍｍ×２０ｍｍ×１０μｍのエポキシシートを第２原料シートとして用意した。第１原料シートおよび第２原料シートを重ね、さらにＰＴＦＥ板で挟んで重積体を得た。この重積体を、１３０℃、３ＭＰａで９０分間、厚さ方向から圧縮して、厚さ方向と直交する方向に沿ってＣＮＴ配列体が配列した導電部材を得た。
得られた導電部材の表面抵抗を測定した。第１原料シート側で１ｋΩ／□であって、第２原料シート側で１００ＭΩ／□以上であった。導電部材におけるＣＮＴ配列体の配列方向に沿った両端部間の直流導電率を測定したところ、２６Ｓｃｍ−１であった。
得られた導電部材の表面粗さを測定した。第１原料シートとは反対側（エポキシシートの塗膜側）の表面について、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａを測定したところ、０．４μｍであった。
得られた導電部材を切断し、５ｍｍ×３０ｍｍの大きさに成型して試験用導電部材を得た。試験用導電部材は、長軸方向（３０ｍｍの長さを有する方向）がＣＮＴ配列体の配列方向に沿った方向であり、ＣＮＴ配列体の配列方向に沿った方向の端部はいずれもＣＮＴ配列体が露出していた。この成型体の直流導電率は２６Ｓｃｍ−１であった。
試験用導電部材におけるＣＮＴ配列体の配列方向に沿った端部（第１露出端部、第２露出端部）に電極を取り付けて通電した。印可電圧を直流１３Ｖとしたときの電流は１．３Ａであった。この試験用導電部材の主面の表面温度は９０℃であった。【００８５】
（実施例１−５）
３０ｍｍ×２０ｍｍ×３０μｍの第１原料シートを用意した。ゲル状で３０ｍｍ×２０ｍｍ×２０μｍのエポキシシートを第２原料シートとして用意した。第１原料シートおよび第２原料シートを重ね、さらにＰＴＦＥ板で挟んで重積体を得た。この重積体を、１３０℃、３ＭＰａで９０分間、厚さ方向から圧縮して、厚さ方向と直交する方向に沿ってＣＮＴ配列体が配列した導電部材を得た。この導電部材の直流導電率は２００Ｓｃｍ−１であった。
導電部材におけるＣＮＴ配列体の配列方向に沿った端部に電極を取り付けて通電した。印可電圧を直流１．８Ｖとしたときの電流は９００ｍＡであった。このときの導電部材の主面の表面温度は９０℃であった。また、印可電圧を変化させたときの応答時定数は３秒間であった。【００８６】
（実施例２）
実施例１と同様の製造方法で、ＣＮＴ交絡体の積層数の範囲を実施例１の場合（２から４００）よりも増やして、ＣＮＴ配列体からなる第１原料シートを複数種類得た。【００８７】
（実施例２−１）
エポキシ樹脂フィルム（ビスフェノールＡ型、１３０℃硬化型）を用意して第２原料シートとした。第１原料シートと第２原料シートとを重ねて、これらをＰＴＦＥ板で挟んで、重積体を得た。この重積体を、ホットプレス法で成形し、厚さ方向と直交する方向に沿ってＣＮＴ配列体が配列した導電部材を得た。ホットプレス法の条件は次のとおりであった。
雰囲気：大気中
加圧条件：２ＭＰａ
加熱条件：９０℃で５分間、その後１３０℃で９０分間【００８８】
得られた導電部材は、図８に示されるように、導電部材の厚さ方向の全域にＣＮＴが存在し、第２原料シートに由来するエポキシ樹脂は、ＣＮＴ配列体の中にマトリックス材料として入り込んだ構造となっていた。【００８９】
導電部材におけるＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆ（単位：体積％）は、熱重量分析より求めた。ＣＮＴ配列体の配列方向に沿った端部である第１露出端部と第２露出端部との間の直流導電率σ／／（単位：Ｓｃｍ−１）を測定した。測定結果を表２に示す。なお、この直流導電率σ／／の測定方向を「面内配向方向」という。
【表２】
2018042783.tif 000004
導電部材の厚さ方向と直交する方向（すなわち、導電部材の主面内方向）であって、かつＣＮＴ配列体の配列方向にも直交する方向の２つの端部の間の直流導電率σ⊥（単位：Ｓｃｍ−１）を測定した。測定結果を表３に示す。なお、この直流導電率σ⊥の測定方向を「面内直交方向」という。【００９０】
【表３】
2018042783.tif 000005
【００９１】
導電部材について、面内配向方向の熱伝導率λ／／（単位：Ｗ／ｍＫ）および面内直交方向の熱伝導率λ⊥（単位：Ｗ／ｍＫ）を測定した。光交流法により各方向の熱拡散率を測定し、質量および寸法測定から得られた重量密度と示差走査熱量測定から得られた比熱容量とに基づき、各方向の熱伝導率を算出した。算出結果を表４（熱伝導率λ／／）および表５（熱伝導率λ⊥）に示す。【００９２】
【表４】
2018042783.tif 000006
【００９３】
【表５】
2018042783.tif 000007
【００９４】
（実施例２−２）
ポリアミド樹脂フィルム（キシリレンセバカミド系、三菱ガス化学社製「ＬＥＸＴＥＲ  ８５００」）を用意して第２原料シートとした。第１原料シートと第２原料シートとを重ねて、これらをＰＴＦＥ板で挟んで、重積体を得た。この重積体を、大気下で、ホットプレス法で成形し、厚さ方向と直交する方向に沿ってＣＮＴ配列体が配列した導電部材を得た。ホットプレス法の条件は次のとおりであった。
雰囲気：大気中
加圧条件：２ＭＰａ
加熱条件：２４０℃で６０分間【００９５】
得られた導電部材は、図９に示されるように、導電部材の厚さ方向の全域にＣＮＴが存在し、第２原料シートに由来するポリアミド樹脂は、ＣＮＴ配列体の中にマトリックス材料として入り込んだ構造となっていた。得られた導電部材について、実施例２−１の場合と同様にして、面内配向方向の直流導電率σ／／および面内直交方向の直流導電率σ⊥、ならびに面内配向方向の熱伝導率λ／／および面内直交方向の熱伝導率λ⊥を測定した。直流導電率σの測定結果を表６に示し、熱伝導率λの算出結果を表７に示す。【００９６】
【表６】
2018042783.tif 000008
【００９７】
【表７】
2018042783.tif 000009
【００９８】
図１０は、表２および表６に基づいて作成した、面内配向方向の直流導電率σ／／の、ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆに対する依存性を示すグラフである。基本的な傾向として、体積含有量Ｖｆが増えるほど直流導電率σ／／が増加する傾向が確認された。この傾向は第２原料シートを構成する材料が、エポキシ樹脂である場合（図１０中「○」）およびポリアミド樹脂である場合（図１０中「△」）の双方で確認され、しかも、図１０のように双方の結果を一つのグラフにまとめると、数値的にも同等となった。したがって、体積含有量Ｖｆが増えるほど直流導電率σ／／が増加する傾向に対して樹脂の種類が与える影響は少ないといえる。なお、ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆが４０体積％以上の場合には、ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆを増やしたことの直流導電率σ／／に与える影響が確認しにくくなる結果が得られた。この結果は、体積含有量Ｖｆを増やすことだけでは、ＣＮＴ配列体における電気伝導パスの配向性や凝集密度を高めることに限界があることを示している可能性がある。したがって、ＣＮＴ配列体を作製する際に配向方向に沿って付与される引張強度を高めること、ＣＮＴ配列体を構成するＣＮＴの直径を細くすることなどをさらに行うによってＣＮＴ配列体の嵩密度を増加できれば、面内配向方向の直流導電率σ／／はさらに増加する可能性がある。【００９９】
図１１は、表４および表７に基づいて作成した、面内配向方向の熱伝導率λ／／の、ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆに対する依存性を示すグラフである。ＣＮＴ配列体の体積含有量Ｖｆが増えるほど面内配向方向の熱伝導率λ／／はほぼ線形的に増加する傾向が認められ、体積含有量Ｖｆが５体積％程度であっても面内配向方向の熱伝導率λ／／を１０Ｗ／ｍＫ程度まで高めることができた。第２原料シートを構成するエポキシ樹脂やポリアミド樹脂の単独の熱伝導率λは約０．３Ｗ／ｍＫまたはそれ以下であることを考慮すると、この熱伝導率λはきわめて高い値であるといえる。今回試験した範囲では、体積含有量Ｖｆを５０体積％程度にすることにより導電部材の熱伝導性λを８０Ｗ／ｍＫ程度まで高めうることが確認された。なお、熱伝導率λについても、第２原料シートを構成する樹脂の種類が導電部材の熱伝導性λに与える影響は軽微であった。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係る導電部材や導電性成形体は、異方導電性シート、配線部材、磁気シールドなどとして好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…導電性シート
１１…ＣＮＴ配列体
１２…絶縁性材料
Ｄ１…ＣＮＴ配列体１１の配列方向
１０Ａ，１０Ｂ…導電性シート１０の主面
１０ａ，１０ｂ…導電性シート１０の主面１０Ａ，１０Ｂの法線
１３１…第１露出端部
１３２…第２露出端部
Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂ…絶縁性領域
Ｒ２…導電性領域
Ｒ３Ａ，Ｒ３Ｂ…傾斜領域
２１…第１原料シート
２２…第２原料シート
３１，３２…ＰＴＦＥ板
４０…重積体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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