(57)【要約】【課題】  本発明は、カーボンナノファイバーを効率よく利用でき、全体に均質な多孔質材及びその製造方法を提供する。また、本発明は、カーボンナノファイバーが均一に分散された複合金属材料およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明にかかる多孔質材の製造方法は、エラストマーに、充填材と、カーボンナノファイバーと、を混合し、かつ剪断力によって分散させて複合エラストマーを得る工程（ａ）と、複合エラストマーを熱処理し、該複合エラストマー中に含まれるエラストマーを分解気化させて中間複合材料２５０を得る工程（ｂ）と、中間複合材料２５０を圧縮して多孔質材を得る工程（ｃ）と、を含む。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマーに、充填材と、カーボンナノファイバーと、を混合し、かつ剪断力によって分散させて複合エラストマーを得る工程（ａ）と、
前記複合エラストマーを熱処理し、該複合エラストマー中に含まれるエラストマーを分解気化させて中間複合材料を得る工程（ｂ）と、
中間複合材料を圧縮して多孔質材を得る工程（ｃ）と、
を含む、多孔質材の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記カーボンナノファイバーは、平均直径が０．５ないし５００ｎｍである、多孔質材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記エラストマーは、分子量が５０００ないし５００万である、多孔質材の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記エラストマーは、カーボンナノファイバーに対して親和性を有する不飽和結合または基を少なくともひとつ有する、多孔質材の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記エラストマーは、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって３０℃で測定した、未架橋体における、ネットワーク成分のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）が１００ないし３０００μ秒である、多孔質材の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記充填材は、平均直径が１〜５００μｍの粒子状の充填材である、多孔質材の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記充填材は、金属粒子である、多孔質材の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記充填材は、非金属粒子である、多孔質材の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記工程（ｃ）は、前記中間複合材料を２．５ＭＰａ〜５００ＭＰａで圧縮する、多孔質材の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記工程（ｂ）で得られた前記中間複合材料を、粉砕する工程（ｂ−１）を含み、
前記工程（ｃ）は、前記工程（ｂ−１）で粉砕された中間複合材料を型内で圧縮する、多孔質材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の製造方法によって得られた多孔質材に溶融したマトリクス金属材料を浸透させる工程（ｄ）を有する、複合金属材料の製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の製造方法によって得られた、多孔質材。
【請求項１３】
請求項１１に記載の製造方法によって得られた、複合金属材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質材及びその製造方法、複合金属材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンナノファイバーを用いた複合材料が注目されている。このような複合材料は、カーボンナノファイバーを含むことで、機械的強度などの向上が期待されている。
【０００３】
また、金属の複合材料の鋳造方法として、酸化物系セラミックスからなる多孔質成形体内にマグネシウム蒸気を浸透、分散させ、同時に窒素ガスを導入することで、多孔質成形体内に金属を浸透させるようにした鋳造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、カーボンナノファイバーは相互に強い凝集性を有するため、複合材料の基材にカーボンナノファイバーを均一に分散させることが非常に困難とされている。そこで、高価なカーボンナノファイバーを効率よく利用するため、エラストマーとカーボンナノファイバーとを混合させた炭素繊維複合材料を用いた炭素繊維複合金属材料の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８３２６９号公報
【特許文献２】特開２００５−２３４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、カーボンナノファイバーを効率よく利用でき、全体に均質な多孔質材及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、カーボンナノファイバーが均一に分散された複合金属材料およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる多孔質材の製造方法は、エラストマーに、充填材と、カーボンナノファイバーと、を混合し、かつ剪断力によって分散させて複合エラストマーを得る工程（ａ）と、
前記複合エラストマーを熱処理し、該複合エラストマー中に含まれるエラストマーを分解気化させて中間複合材料を得る工程（ｂ）と、
中間複合材料を圧縮して多孔質材を得る工程（ｃ）と、
を含む。
【０００７】
本発明の製造方法の工程（ａ）によれば、剪断力によって充填材とカーボンナノファイバーとをエラストマー中に均一分散させることができる。また、剪断されたエラストマーのフリーラジカルがカーボンナノファイバーの表面を攻撃することで、カーボンナノファイバーの表面は活性化する。そして、本発明の製造方法の工程（ｂ）によれば、熱処理によってエラストマーが分解気化することで、不揃いの気孔を有する多孔質の中間複合材料が形成される。本発明の製造方法の工程（ｃ）によれば、中間複合材料を圧縮することで、例えば１００μｍ以上のボイド（気孔）を押しつぶし、気孔のサイズが一様で全体に均質な多孔質材を得ることができる。また、このようにして得られた多孔質材は、カーボンナノファイバーが工程（ａ）によってエラストマー中に充填材とともに分散された状態を保持しているので、この多孔質材を他の用途例えば鋳造などの金属加工で取り扱うことで、カーボンナノファイバーを効率よく利用することができる。
【０００８】
本発明に用いられるエラストマーは、カーボンナノファイバーに対して親和性を有する不飽和結合または基を有することができる。このようなエラストマーを用いることにより、エラストマーの不飽和結合または基が、カーボンナノファイバーの活性な部分、特にカーボンナノファイバーの末端のラジカルと結合することにより、カーボンナノファイバーの凝集力を弱め、その分散性を高めることができる。その結果、複合エラストマーは、基材であるエラストマーにカーボンナノファイバーが均一に分散されたものとなる。
【０００９】
本発明の充填材は、平均直径が１〜５００μｍの粒子状の充填材とすることができる。このような充填材を用いることで、工程（ａ）における混合で、粒子状の充填材の周囲に乱流が発生し、カーボンナノファイバーをエラストマー中により均一に分散させることができる。また、本発明によって製造された多孔質材にマトリクス金属材料を浸透させる際に、毛細管現象によって容易に浸透させることができる。
【００１０】
本発明の充填材は、多孔質材の用途に応じて、金属粒子または非金属粒子を用いることができる。
【００１１】
本発明の製造方法の工程（ｃ）は、前記中間複合材料を２．５ＭＰａ〜５００ＭＰａで圧縮することができる。圧縮力が２．５ＭＰａ未満であると、多孔質材は、強度不足で脆くなり、多孔質の形状を維持することができないことがある。また、圧縮力が５００ＭＰａを超えると、多孔質材の気孔が小さくなりすぎ、多孔質材にマトリクス金属材料が浸透しないなど多孔質の特性を得られないことがある。
【００１２】
本発明の製造方法の工程（ｂ）は、前記エラストマーを分解気化させて得られた中間複合材料を、粉砕する工程（ｂ−１）を含み、前記工程（ｃ）は、前記工程（ｂ）で粉砕された中間複合材料を型内で圧縮することができる。このように中間複合材料を粉砕することで、所望の形状の多孔質材を成型することができる。また、中間複合材料内の気孔の大きさにはバラツキがあるが、中間複合材料を粉砕し、型内で圧縮することで、気孔の大きさが一様で全体に均質な多孔質材を得ることができる。
【００１３】
本発明の複合金属材料の製造方法は、多孔質材に溶融したマトリクス金属材料を浸透させる工程（ｄ）を有する。
【００１４】
工程（ｃ）によって得られた多孔質材は、カーボンナノファイバーの表面が活性化され、他の物質例えば金属との濡れ性が向上しているため、工程（ｄ）によってマトリクス金属材料が浸透し易い。本発明によって製造された複合金属材料は、マトリクス金属材料中にカーボンナノファイバーを良好に分散させることができる。
【００１５】
本発明におけるエラストマーは、ゴム系エラストマーあるいは熱可塑性エラストマーのいずれであってもよい。また、ゴム系エラストマーの場合、エラストマーは架橋体あるいは未架橋体のいずれであってもよい。原料エラストマーとしては、ゴム系エラストマーの場合、未架橋体が用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
本実施の形態にかかる多孔質材の製造方法は、エラストマーに、充填材と、カーボンナノファイバーと、を混合し、かつ剪断力によって分散させて複合エラストマーを得る工程（ａ）と、前記複合エラストマーを熱処理し、該複合エラストマー中に含まれるエラストマーを分解気化させて中間複合材料を得る工程（ｂ）と、中間複合材料を圧縮して多孔質材を得る工程（ｃ）と、を含む。
【００１８】
また、本実施の形態にかかる複合金属材料の製造方法は、工程（ｃ）によって得られた多孔質材に溶融したマトリクス金属材料を浸透させる工程（ｄ）を有する。
【００１９】
（I）まず、エラストマーについて説明する。
【００２０】
エラストマーは、分子量が好ましくは５０００ないし５００万、さらに好ましくは２万ないし３００万である。エラストマーの分子量がこの範囲であると、エラストマー分子が互いに絡み合い、相互につながっているので、エラストマーは、凝集したカーボンナノファイバーの相互に侵入しやすく、したがってカーボンナノファイバー同士を分離する効果が大きい。エラストマーの分子量が５０００より小さいと、エラストマー分子が相互に充分に絡み合うことができず、後の工程で剪断力をかけてもカーボンナノファイバーを分散させる効果が小さくなる。また、エラストマーの分子量が５００万より大きいと、エラストマーが固くなりすぎて加工が困難となる。
【００２１】
エラストマーは、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって、３０℃で測定した、未架橋体におけるネットワーク成分のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ／３０℃）が好ましくは１００ないし３０００μ秒、より好ましくは２００ないし１０００μ秒である。上記範囲のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ／３０℃）を有することにより、エラストマーは、柔軟で充分に高い分子運動性を有することができる。このことにより、エラストマーとカーボンナノファイバーとを混合したときに、エラストマーは高い分子運動によりカーボンナノファイバーの相互の隙間に容易に侵入することができる。スピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ／３０℃）が１００μ秒より短いと、エラストマーが充分な分子運動性を有することができない。また、スピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ／３０℃）が３０００μ秒より長いと、エラストマーが液体のように流れやすくなり、カーボンナノファイバーを分散させることが困難となる。
【００２２】
また、エラストマーは、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって３０℃で測定した、架橋体における、ネットワーク成分のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）が１００ないし２０００μ秒であることが好ましい。その理由は、上述した未架橋体と同様である。すなわち、上記の条件を有する未架橋体を架橋化すると、得られる架橋体のＴ２ｎはおおよそ上記範囲に含まれる。
【００２３】
パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法によって得られるスピン−スピン緩和時間は、物質の分子運動性を表す尺度である。具体的には、パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法によりエラストマーのスピン−スピン緩和時間を測定すると、緩和時間の短い第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）を有する第１の成分と、緩和時間のより長い第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）を有する第２の成分とが検出される。第１の成分は高分子のネットワーク成分（骨格分子）に相当し、第２の成分は高分子の非ネットワーク成分（末端鎖などの枝葉の成分）に相当する。そして、第１のスピン−スピン緩和時間が短いほど分子運動性が低く、エラストマーは固いといえる。また、第１のスピン−スピン緩和時間が長いほど分子運動性が高く、エラストマーは柔らかいといえる。
【００２４】
パルス法ＮＭＲにおける測定法としては、ハーンエコー法でなくてもソリッドエコー法、ＣＰＭＧ法（カー・パーセル・メイブーム・ギル法）あるいは９０゜パルス法でも適用できる。ただし、本発明にかかるエラストマーは中程度のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２）を有するので、ハーンエコー法が最も適している。一般的に、ソリッドエコー法および９０゜パルス法は、短いＴ２の測定に適し、ハーンエコー法は、中程度のＴ２の測定に適し、ＣＰＭＧ法は、長いＴ２の測定に適している。
【００２５】
エラストマーは、主鎖、側鎖および末端鎖の少なくともひとつに、カーボンナノファイバーの末端のラジカルに対して親和性を有する不飽和結合または基を有するか、もしくは、このようなラジカルまたは基を生成しやすい性質を有する。かかる不飽和結合または基としては、二重結合、三重結合、α水素、カルボニル基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、ニトリル基、ケトン基、アミド基、エポキシ基、エステル基、ビニル基、ハロゲン基、ウレタン基、ビューレット基、アロファネート基および尿素基などの官能基から選択される少なくともひとつであることができる。
【００２６】
カーボンナノファイバーは、通常、側面は炭素原子の６員環で構成され、先端は５員環が導入されて閉じた構造となっているが、構造的に無理があるため、実際上は欠陥を生じやすく、その部分にラジカルや官能基を生成しやすくなっている。本実施の形態では、エラストマーの主鎖、側鎖および末端鎖の少なくともひとつに、カーボンナノファイバーのラジカルと親和性（反応性または極性）が高い不飽和結合や基を有することにより、エラストマーとカーボンナノファイバーとを結合することができる。このことにより、カーボンナノファイバーの凝集力にうち勝ってその分散を容易にすることができる。そして、エラストマーと、カーボンナノファイバーと、を混練する際に、エラストマーの分子鎖が切断されて生成したフリーラジカルは、カーボンナノファイバーの欠陥を攻撃し、カーボンナノファイバーの表面にラジカルを生成すると推測できる。
【００２７】
エラストマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ，ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エポキシ化ブタジエンゴム（ＥＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＣＥＯ）、ウレタンゴム（Ｕ）、ポリスルフィドゴム（Ｔ）などのエラストマー類；オレフィン系（ＴＰＯ）、ポリ塩化ビニル系（ＴＰＶＣ）、ポリエステル系（ＴＰＥＥ）、ポリウレタン系（ＴＰＵ）、ポリアミド系（ＴＰＥＡ）、スチレン系（ＳＢＳ）、などの熱可塑性エラストマー；およびこれらの混合物を用いることができる。特に、エラストマーの混練の際にフリーラジカルを生成しやすい極性の高いエラストマー、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などが好ましい。また、極性の低いエラストマー、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）であっても、混練の温度を比較的高温（例えばＥＰＤＭの場合、５０℃〜１５０℃）とすることで、フリーラジカルを生成するので本発明に用いることができる。
【００２８】
本実施の形態のエラストマーは、ゴム系エラストマーあるいは熱可塑性エラストマーのいずれであってもよい。また、ゴム系エラストマーの場合、エラストマーは未架橋体が好ましい。
【００２９】
（II）次に、カーボンナノファイバーについて説明する。
【００３０】
本実施の形態に用いられるカーボンナノファイバーは、平均直径が０．５ないし５００ｎｍであることが好ましいく、複合材料の強度を向上させるためには０．５ないし３０ｎｍであることがさらに好ましい。さらに、カーボンナノファイバーは、ストレート繊維状であっても、湾曲繊維状であってもよい。
【００３１】
カーボンナノファイバーの配合量は、多孔質材の用途に応じて設定できるが、本実施の形態の複合エラストマーは、カーボンナノファイバーを０．０１〜５０重量％の割合で含むことが好ましい。
【００３２】
カーボンナノファイバーとしては、例えば、いわゆるカーボンナノチューブなどが例示できる。カーボンナノチューブは、炭素六角網面のグラフェンシートが円筒状に閉じた単層構造あるいはこれらの円筒構造が入れ子状に配置された多層構造を有する。すなわち、カーボンナノチューブは、単層構造のみから構成されていても多層構造のみから構成されていても良く、単層構造と多層構造が混在していてもかまわない。また、部分的にカーボンナノチューブの構造を有する炭素材料も使用することができる。なお、カーボンナノチューブという名称の他にグラファイトフィブリルナノチューブといった名称で称されることもある。
【００３３】
単層カーボンナノチューブもしくは多層カーボンナノチューブは、アーク放電法、レーザーアブレーション法、気相成長法などによって望ましいサイズに製造される。
【００３４】
アーク放電法は、大気圧よりもやや低い圧力のアルゴンや水素雰囲気下で、炭素棒でできた電極材料の間にアーク放電を行うことで、陰極に堆積した多層カーボンナノチューブを得る方法である。また、単層カーボンナノチューブは、前記炭素棒中にニッケル／コバルトなどの触媒を混ぜてアーク放電を行い、処理容器の内側面に付着するすすから得られる。
【００３５】
レーザーアブレーション法は、希ガス（例えばアルゴン）中で、ターゲットであるニッケル／コバルトなどの触媒を混ぜた炭素表面に、ＹＡＧレーザーの強いパルスレーザー光を照射することによって炭素表面を溶融・蒸発させて、単層カーボンナノチューブを得る方法である。
【００３６】
気相成長法は、ベンゼンやトルエン等の炭化水素を気相で熱分解し、カーボンナノチューブを合成するもので、より具体的には、流動触媒法やゼオライト担持触媒法などが例示できる。
【００３７】
なお、これらのカーボンナノファイバーは、エラストマーに混練される前に、あらかじめ表面処理、例えば、イオン注入処理、スパッタエッチング処理、プラズマ処理などを行うことによって、エラストマーとの接着性やぬれ性を改善することができる。
【００３８】
（III）次に、充填材について説明する。
【００３９】
本実施の形態に用いられる充填材は、工程（ａ）においてはカーボンナノファイバーをさらに良好に分散させるものであり、多孔質材においては構造材でもある。充填材は、平均直径が１〜５００μｍの粒子状であることが好ましく、１〜３００μｍの粒子状であることがさらに好ましい。充填材の平均直径が１μｍ未満であると多孔質材の気孔サイズが小さくなるため気孔率が低くなり、また工程（ｄ）において多孔質材にマトリクス金属材料が浸透しにくくなる。また、充填材の平均直径が５００μｍを超えると工程（ａ）における混練が困難となる。なお、充填材の形状は、球形粒状に限らず、工程(ａ)の混合時にエラストマーが乱流状の流動を発生することができれば平板状、りん片状であってもよいが、全体に均質な多孔質材を得るためには球形粒状が好ましい。
【００４０】
充填材は、金属粒子または非金属粒子が好ましく、金属粒子と非金属粒子とを組み合わせて用いることもできる。
【００４１】
金属粒子の充填材としては、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄、金、銀、銅、ニッケル、クロム、ゲルマニウム、セレン、スズ、亜鉛及びこれらの合金などを単体でもしくは組み合わせて用いることができる。
【００４２】
金属粒子が例えばアルミニウム粒子である場合、アルミニウム溶湯を浸透させたときに、エラストマーが熱分解されて発生したラジカルなどによってアルミニウム粒子の表面にある酸化物を還元してアルミニウム粒子とアルミニウム溶湯の濡れ性が改善して結合力を強固にすることができる。また、金属粒子がアルミニウム粒子とマグネシウム粒子とを含むことで、工程（ｄ）においてマグネシウム粒子が還元剤となってアルミニウム粒子表面の酸化物を還元することができ、さらにアルミニウム溶湯を浸透させやすくすることができる。したがって、アルミニウム溶湯の浸透による流動が、カーボンナノファイバーを表面が還元されたアルミニウム粒子の内部まで侵入させることになる。このように金属粒子がアルミニウム粒子のような表面に酸化物を有する場合には、上述のような好ましい効果を有する。
【００４３】
非金属粒子の充填材としては、カーボンブラック、ケイ酸粒子、鉱物性粒子などを単体でもしくは組み合わせて用いることができる。
【００４４】
非金属粒子に用いられるカーボンブラックとしては、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＳＲＦ，Ｔ，ＧＰＦ，ＦＴ，ＭＴなどの補強用カーボンブラック、また例えばＨＣＣ，ＨＣＦ，ＬＦＦ，ＭＦＦ，ＲＣＦなどのカラー用カーボンブラック、また例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラックなどの導電用カーボンブラックなどを用いることができる。
【００４５】
非金属粒子に用いられるケイ酸粒子としては、含水ケイ酸、超微粉シリカ、無水ケイ酸などを用いることができる。
【００４６】
非金属粒子に用いられる鉱物性粒子としては、陶土、カオリン、タルク、ベントナイト、ハードクレー、ソフトクレー、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの鉱物粉や酸化物粉などを用いることができる。
【００４７】
これらカーボンブラック、ケイ酸粒子及び鉱物性粒子などから構成される非金属粒子は、ゴム組成物に増量剤などとして用いられるものであるから、多孔質材及び複合金属材料の用途に応じて適宜選択することができる。
【００４８】
充填材の量は、エラストマー１００重量部に対して、０．１〜１０００重量部が好ましい。充填材が０．１重量部よりも少ないと、カーボンナノファイバーの分散性にほとんど影響がない。また、充填材が１０００重量部より多いと、加工工程における加工性が困難となり、さらに８００重量部以下が加工性において好ましい。
【００４９】
（IV）次に、工程（ａ）について説明する。
【００５０】
本実施の形態にかかる工程（ａ）は、エラストマーに、充填材と、カーボンナノファイバーと、を混合させ、かつ剪断力によって分散させて複合エラストマーを得る。
【００５１】
工程（ａ）は、オープンロール法、密閉式混練法、多軸押出し混練法などを用いて行うことができる。
【００５２】
本実施の形態では、エラストマーにカーボンナノファイバーを混合させる工程として、ロール間隔が０．５ｍｍ以下の薄通しを行なうオープンロール法を用いた例について述べる。
【００５３】
図１は、２本のロールを用いたオープンロール法を模式的に示す図である。図１において、符号１０は第１のロールを示し、符号２０は第２のロールを示す。第１のロール１０と第２のロール２０とは、所定の間隔ｄ、例えば１．５ｍｍの間隔で配置されている。第１および第２のロールは、正転あるいは逆転で回転する。図示の例では、第１のロール１０および第２のロール２０は、矢印で示す方向に回転している。
【００５４】
まず、第１，第２のロール１０，２０が回転した状態で、第２のロール２０に、エラストマー３０を巻き付けると、ロール１０，２０間にエラストマーがたまった、いわゆるバンク３２が形成される。このバンク３２内に充填材５０を加えて、さらに第１，第２のロール１０，２０を回転させることにより、エラストマー３０に、充填材５０、を混合する工程が行われる。ついで、このエラストマー３０と充填材５０とが混合されたバンク３２内にカーボンナノファイバー４０を加えて、第１、第２のロール１０，２０を回転させると、エラストマーと充填材とカーボンナノファイバーとの混合物が得られる。この混合物をオープンロールから取り出す。さらに、第１のロール１０と第２のロール２０の間隔ｄを、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．１ないし０．５ｍｍの間隔に設定し、得られたエラストマーとカーボンナノファイバーの混合物をオープンロールに投入して薄通しを行なう。薄通しの回数は、例えば１０回程度行なうことが好ましい。第１のロール１０の表面速度をＶ１、第２のロール２０の表面速度をＶ２とすると、薄通しにおける両者の表面速度比（Ｖ１／Ｖ２）は、１．０５ないし３．００であることが好ましく、さらに１．０５ないし１．２であることが好ましい。このような表面速度比を用いることにより、所望の剪断力を得ることができる。
【００５５】
このようにして得られた剪断力により、エラストマー３０に高い剪断力が作用し、凝集していたカーボンナノファイバー４０がエラストマー分子に１本づつ引き抜かれるように相互に分離し、エラストマー３０に分散される。また、カーボンナノファイバー４０の投入に先立って、充填材５０をバンク３２に投入したので、ロールによる剪断力は充填材５０のまわりに乱流状の流動を発生させ、カーボンナノファイバー４０をエラストマー３０にさらに分散させることができる。
【００５６】
また、この工程（ａ）では、できるだけ高い剪断力を得るために、エラストマーとカーボンナノファイバーとの混合は、好ましくは０ないし５０℃、より好ましくは５ないし３０℃の比較的低い温度で行われる。なお、エラストマーとしてＥＰＤＭを用いた場合には、２段階の混練工程を行なうことが望ましく、第１の混練工程では、できるだけ高い剪断力を得るために、ＥＰＤＭとカーボンナノファイバーとの混合は、第２の混練工程より５０〜１００℃低い第１の温度で行なわれる。第１の温度は、好ましくは０ないし５０℃、より好ましくは５ないし３０℃の第１の温度である。ロールの第２の温度は、５０〜１５０℃の比較的高い温度に設定することでカーボンナノファイバーの分散性を向上させることができる。
【００５７】
また、この工程（ａ）では、剪断力によって剪断されたエラストマーにフリーラジカルが生成され、そのフリーラジカルがカーボンナノファイバーの表面を攻撃することで、カーボンナノファイバーの表面は活性化される。例えば、エラストマーに天然ゴム（ＮＲ）を用いた場合には、各天然ゴム（ＮＲ）分子はロールによって混練される間に切断され、オープンロールへ投入する前よりも小さな分子量になる。このように切断された天然ゴム（ＮＲ）分子にはラジカルが生成しており、混練の間にラジカルがカーボンナノファイバーの表面を攻撃するので、カーボンナノファイバーの表面が活性化する。
【００５８】
このとき、本実施の形態のエラストマーは、上述した特徴、すなわち、エラストマーの分子形態（分子長）、分子運動、特にカーボンナノファイバーとの化学的相互作用などの特徴を有することによってカーボンナノファイバーの分散を容易にするので、カーボンナノファイバーの分散性および分散安定性（一端分散したカーボンナノファイバーが再凝集しにくいこと）に優れた複合エラストマーを得ることができる。より具体的には、エラストマーとカーボンナノファイバーとを混合すると、分子長が適度に長く、分子運動性の高いエラストマーがカーボンナノファイバーの相互に侵入し、かつ、エラストマーの特定の部分が化学的相互作用によってカーボンナノファイバーの活性の高い部分と結合する。この状態で、エラストマーとカーボンナノファイバーとの混合物に強い剪断力が作用すると、エラストマーの移動に伴ってカーボンナノファイバーも移動し、凝集していたカーボンナノファイバーが分離されて、エラストマー中に分散されることになる。そして、一旦分散したカーボンナノファイバーは、エラストマーとの化学的相互作用によって再凝集することが防止され、良好な分散安定性を有することができる。
【００５９】
工程（ａ）は、上記オープンロール法に限定されず、既に述べた密閉式混練法あるいは多軸押出し混練法を用いることもできる。要するに、この工程（ａ）では、凝集したカーボンナノファイバーを分離でき、かつエラストマー分子を切断してラジカルを生成する剪断力をエラストマーに与えることができればよい。
【００６０】
エラストマーとカーボンナノファイバーとの混合・分散工程において、あるいは続いて、通常、ゴムなどのエラストマーの加工で用いられる配合剤を加えることができる。配合剤としては公知のものを用いることができる。配合剤としては、例えば、架橋剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、軟化剤、可塑剤、硬化剤、補強剤、充填剤、老化防止剤、着色剤などを挙げることができる。
【００６１】
工程（ａ）によって得られた複合エラストマーは、基材であるエラストマーにカーボンナノファイバーが均一に分散されている。このことは、エラストマーがカーボンナノファイバーによって拘束されている状態であるともいえる。この状態では、カーボンナノファイバーによって拘束を受けたエラストマー分子の運動性は、カーボンナノファイバーの拘束を受けない場合に比べて小さくなる。そのため、本実施の形態にかかる複合エラストマーの第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）及びスピン−格子緩和時間（Ｔ１）は、カーボンナノファイバーを含まないエラストマー単体の場合より短くなる。
【００６２】
また、エラストマー分子がカーボンナノファイバーによって拘束された状態では、以下の理由によって、非ネットワーク成分（非網目鎖成分）は減少すると考えられる。すなわち、カーボンナノファイバーによってエラストマーの分子運動性が全体的に低下すると、非ネットワーク成分は容易に運動できなくなる部分が増えて、ネットワーク成分と同等の挙動をしやすくなること、また、非ネットワーク成分（末端鎖）は動きやすいため、カーボンナノファイバーの活性点に吸着されやすくなること、などの理由によって、非ネットワーク成分は減少すると考えられる。そのため、第２のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は、カーボンナノファイバーを含まないエラストマー単体の場合より小さくなる。
【００６３】
以上のことから、本実施の形態にかかる複合エラストマーは、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法によって得られる測定値が以下の範囲にあることが望ましい。
【００６４】
すなわち、未架橋体において、１５０℃で測定した、第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）は１００ないし３０００μ秒であり、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）は存在しないか、あるいは１０００ないし１００００μ秒であり、さらに第２のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は０．２未満であることが好ましい。
【００６５】
また、架橋体において、１５０℃で測定した、第１のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）は１００ないし２０００μ秒であり、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）は１０００ないし４０００μ秒であり、前記第２のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は０．０８未満であることが好ましい。
【００６６】
また、本実施の形態にかかる複合エラストマーは、パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法によって得られる測定値が以下の範囲にあることが望ましい。すなわち、カーボンナノファイバー１重量部あたりの架橋体の１５０℃で測定したスピン−格子緩和時間（Ｔ１）変化量（ΔＴ１）が、エラストマー単体の場合より１ｍｓｅｃ以上低下することが好ましく、さらに好ましくは２〜１５ｍｓｅｃ低下することが好ましい。
【００６７】
パルス法ＮＭＲを用いたハーンエコー法により測定されたスピン−格子緩和時間（Ｔ１）は、スピン−スピン緩和時間（Ｔ２）とともに物質の分子運動性を表す尺度である。具体的には、エラストマーのスピン−格子緩和時間が短いほど分子運動性が低く、エラストマーは固いといえ、そしてスピン−格子緩和時間が長いほど分子運動性が高く、エラストマーは柔らかいといえる。
【００６８】
本実施の形態にかかる複合エラストマーは、動的粘弾性の温度依存性測定における流動温度が、原料エラストマー単体の流動温度より２０℃以上高温であることが好ましい。本実施の形態の複合エラストマーは、エラストマーに、充填材と、カーボンナノファイバーと、が良好に分散されている。このことは、上述したように、エラストマーがカーボンナノファイバーによって拘束されている状態であるともいえる。この状態では、エラストマーは、カーボンナノファイバーを含まない場合に比べて、その分子運動が小さくなり、その結果、流動性が低下する。
【００６９】
（V）次に、工程（ｂ）について説明する。
【００７０】
本実施の形態にかかる工程（ｂ）は、複合エラストマーを熱処理し、該複合エラストマー中に含まれるエラストマーを分解気化させて中間複合材料を得る。
【００７１】
工程（ｂ）は、例えば炉内で工程（ａ）で得られた複合エラストマーを熱処理することで、該複合エラストマー中に含まれるエラストマーが分解気化することで除去されて、表面が活性化された多孔質の中間複合材料を製造することができる。複合エラストマーからエラストマーを分解気化して得られた中間複合材料は、エラストマー中に均一に分散され状態をほとんど維持したままカーボンナノファイバーと充填材だけが残された多孔質の材料である。このような中間複合材料は、脆く、多孔質の状態を維持したまま取り扱うことが難しい。
【００７２】
図２は、工程（ａ）で得られた複合エラストマー１００を模式的に示す断面図である。図３は、工程（ｂ）で得られた中間複合材料２００を模式的に示す断面図である。図２に示すように、複合エラストマー１００は、エラストマー３０のマトリクス中に充填材５０とカーボンナノファイバー４０が分散している。工程（ｂ）は、熱処理炉にこの複合エラストマー１００を配置し、熱処理炉内をエラストマー３０の分解気化する温度、例えば４２０℃に加熱する。この加熱によって、エラストマー３０は、その分解され、そのほとんどが分解気化することで除去され、図３に示すような中間複合材料２００が得られる。中間複合材料２００は、エラストマーが除去された部分が気孔６０となり、充填材５０やカーボンナノファイバー４０が結合して複合エラストマー１００より多少大きめの形態を維持する。
【００７３】
中間複合材料２００は、充填材５０やカーボンナノファイバー４０の結合力が小さく、脆い。また、エラストマー３０が分解気化する際に気孔６０を押し広げるため、気孔６０のサイズにはバラツキがあり、不均一である。
【００７４】
工程（ｂ）の熱処理は、使用されるエラストマーの種類によって種々の条件を選択することができるが、少なくとも熱処理温度は、エラストマーの分解気化する温度以上であって、かつ充填材とカーボンナノファイバーが溶融する温度よりも低い温度に設定される。また、工程（ｂ）の熱処理温度は、熱処理炉内に配置された複合エラストマーの温度を測定し、制御することが望ましい。例えば、複合エラストマーに熱電対を埋め込み、複合エラストマー内部の温度を正確に測定する。
【００７５】
工程（ｂ）の熱処理は、熱処理炉内に配置された複合エラストマーを比較的ゆるかな昇温速度（単位時間当たりの温度上昇）であることが好ましい。例えば、エラストマーが天然ゴム（ＮＲ）の場合、複合エラストマーを室温から天然ゴムが効率よく分解気化する温度である４２０℃まで４時間で昇温することによって、天然ゴムを分解気化して除去する。特に、天然ゴムは３００℃辺りで分解し始めるので、例えば３００℃から４２０℃まで３時間かけてゆっくり昇温させることが好ましい。このように複合エラストマーをゆるやかに昇温させることで、エラストマーをゆっくりと分解気化し、中間複合材料の膨張変形を抑えることができる。
【００７６】
工程（ｂ）の熱処理において、カーボンナノファイバーの表面の炭素と、炉内の雰囲気に含まれる酸素もしくはエラストマーに含まれる酸素と、を結合させて、酸化させることができる。カーボンナノファイバーの表面は、工程（ａ）によってせん断されたエラストマー分子のフリーラジカルによって活性化されており、例えば炉内雰囲気中に酸素が存在すると容易に結びつくことができる。このようにして得られた中間複合材料の表面は、他の物質例えば金属との濡れ性が向上する。
【００７７】
こうして得られた中間複合材料の表面構造については、先に出願した特願２００４−２１２８５４号に詳細に説明されているが、Ｘ線分光分析（ＸＰＳ）によって解析することができ、また、ＥＤＳ分析（Energy Dispersive Spectrum）によっても解析することができる。
【００７８】
なお、酸素の代わりに窒素をカーボンナノファイバーの表面に結合させたい場合には、熱処理炉をアンモニウムガス雰囲気とすることで実施できる。
【００７９】
また、上述したように、中間複合材料２００に形成された気孔６０のサイズは不均一で、例えば１００μｍ以上の気孔６０が存在する場合もある。このような中間複合材料２００に後述する工程（ｄ）によってマトリクス金属を浸透させた場合、１００μｍ以上の気孔６０は、そのままマトリクス金属相として形成される。このような大きなマトリクス金属相は、カーボンナノファイバーによって補強されないため、複合金属材料の全体の強度を低下させ、構造上好ましくない。そこで、このような不均一な気孔を均一化するため、工程（ｂ）で得られた中間複合材料を、粉砕する工程（ｂ−１）を含んでもよい。中間複合材料を粉砕することによって、不均一な気孔を除去することができるためである。
【００８０】
工程（ｂ−１）は、工程（ｂ）の熱処理後、中間複合材料２００をカーボンナノファイバー４０が再凝集しない程度に粉砕する。中間複合材料２００の粉砕は、実験的にはすり鉢内に中間複合材料２００を配置して、すりこ木で適度に押しくだくことで実施することができる。工業的には、プロシェアーミキサー、アイリッヒミキサー、レディゲミキサーなどのドライミキサーで粉砕する。
【００８１】
工程（ｂ−１）によって粉砕された中間複合材２００は、例えば１００μｍ以上の気孔が除去される。
【００８２】
（VI）次に、工程（ｃ）について説明する。
【００８３】
本実施の形態にかかる工程（ｃ）は、工程（ｂ−１）で粉砕された中間複合材料を型内で圧縮して多孔質材を得る。また、工程（ｃ）は、工程（ｂ）で得られた中間複合材料をそのまま圧縮することもできる。
【００８４】
図４は、工程（ｃ）の概略説明図である。工程（ｂ−１）で粉砕された中間複合材料２５０は、金型８０内に配置され、上方から押しコマ９０によって圧力Ｐで圧縮される。圧縮されて成型された中間複合材料２５０は、金型８０からノックアウトして取り出され、全体に均一な多孔質材３００（図５に示す。多孔質材については後述する）に成型される。
【００８５】
多孔質材３００における気孔のサイズは、工程（ｂ−１）及び工程（ｃ）によって全体に均一な大きさに形成される。
【００８６】
工程（ｃ）は、中間複合材料を後工程で取り扱う際に少なくとも形状を維持できる程度に押し固められることが好ましく、工程（ｄ）において少なくともマトリクス金属材料の浸透が困難にならない程度に気孔を残すことが好ましい。そのため、工程（ｃ）においては、中間複合材料を２．５ＭＰａ〜５００ＭＰａで圧縮することが好ましい。圧縮力が２．５ＭＰａ未満であると、成型された多孔質材が形状を維持することができないことがある。また、充填材の材質にもよるが、圧縮力が５００ＭＰａを超えると、成型された多孔質材の気孔が小さくなりすぎ、工程（ｄ）において多孔質材にマトリクス金属材料が浸透しないことがある。
【００８７】
また、工程（ｃ）は、充填材同士が結合し易いように、熱処理雰囲気中で行なうことが好ましい。熱処理雰囲気の温度は、用いられる充填材の種類によって適宜選択することができるが、例えばアルミニウム粒子を用いた場合には、４００℃程度の雰囲気中で工程（ｃ）を行なうことが好ましい。
【００８８】
工程（ｃ）で得られた多孔質材は、カーボンナノファイバーが充填材の間に分散した状態のままの形態を維持することができ、さらに、微細な多孔質構造を維持したまま保管、搬送などで容易にハンドリングすることができる。
【００８９】
（VII）次に、工程（ｄ）について説明する。
【００９０】
図５及び図６は、工程（ｄ）を説明する装置の概略構成図である。図７は、工程（ｄ）で得られた複合金属材料を模式的に示す断面図である。
【００９１】
本実施の形態にかかる工程（ｄ）は、前記工程（ｃ）によって得られた多孔質材３００に溶融したマトリクス金属材料を浸透させて複合金属材料４００を得る。より詳細には、図５に示すように、密閉された容器１内には、あらかじめ工程（ｃ）で成型された多孔質材３００が入れられる。その多孔質材３００の上方に複合金属材料のマトリクスとなるマトリクス金属材料の塊５が配置される。次に、容器１に内蔵された図示せぬ加熱手段によって、容器１内に配置された多孔質材３００及びマトリクス金属材料の塊５をマトリクス金属材料の融点以上に加熱する。加熱されたマトリクス金属材料の塊５は、溶融して金属溶湯となる。
【００９２】
多孔質材３００は、工程（ｃ）によって適度に圧縮されることで、全体に均質な多孔質の構造体に形成され、毛細管現象によってマトリクス金属材料の溶湯をより早く全体に浸透させることができる。マトリクス金属材料の溶湯は、粒子状の充填材５０間に毛細管現象によって浸透し、多孔質材３００の内部まで完全にマトリクス金属材料の溶湯が満たされる。そして、容器１の加熱手段による加熱を停止させ、多孔質材３００中に浸透したマトリクス金属材料の溶湯を冷却・凝固させ、図７に示すようなカーボンナノファイバー４０及び充填材５０がマトリクス金属材料７０中に均一に分散された複合金属材料４００を製造することができる。工程（ｄ）に用いられる多孔質材３００は、あらかじめマトリクス金属材料と濡れ性のよい充填材例えば同じ金属の金属粒子を用いて成形されていることが好ましい。このようにすることで、マトリクス金属材料の溶湯が多孔質材３００中に浸透しやすく、全体に均質な複合金属材料を得ることができる。
【００９３】
例えば、充填材にアルミニウム粒子（もしくはアルミナ粒子）を用いて、マトリクス金属材料としてアルミニウム（もしくはアルミニウム合金）を用いた場合、充填材には少量のマグネシウム粒子を含むことが好ましい。アルミニウム粒子の表面の酸化物を加熱され気化したマグネシウムが還元し、アルミニウムの溶湯が濡れ性の改善されたアルミニウム粒子間に毛細管現象によって浸透することができる。
【００９４】
また、容器１を加熱する前に、容器１の室内を容器１に接続された減圧手段２例えば真空ポンプによって脱気してもよい。容器１の室内を真空に近づけることで、例えばマグネシウム粒子などの還元剤を気化させやすくすることができ、また、マトリクス金属材料を効率よく浸透させることができる。さらに、容器１に接続された不活性ガス注入手段３例えば窒素ガスボンベから窒素ガスを容器１内に導入してもよい。
【００９５】
工程（ｄ）によって得られた複合金属材料は、マトリクス金属材料の中にカーボンナノファイバーを含む複合金属材料であって、カーボンナノファイバーの周囲に非晶質の周辺相が形成される。この周辺相は、例えば窒素と酸素を含み、マトリクス金属材料がアルミニウムである場合、アルミニウム、窒素及び酸素を含む非晶質の周辺相として形成される。したがって、本実施の形態にかかる多孔質材は全体に均質な気孔が形成されるため、この多孔質材にマトリクス金属材料を浸透させて得られた複合金属材料は全体にカーボンナノファイバーが分散されるとともに、その周辺相によって全体が均質に形成される。
【００９６】
また、カーボンナノファイバーの周りに非晶質の周辺相が形成されることで、マトリクスである金属材料とカーボンナノファイバーとの濡れ性が改善された複合金属材料となる。
【００９７】
複合金属材料の周辺相については、電界放射走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察し、照射点近傍の元素分析によって調べることができる。
【実施例】
【００９８】
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００９９】
（実施例１〜３、比較例１、２）
（１）サンプルの作製
（ａ）複合エラストマーの作製
第１の工程：ロール径が６インチのオープンロール（ロール温度１０〜２０℃）に、表１に示す所定量（１００ｇ）の天然ゴム（ＮＲ：１００重量部（ｐｈｒ））を投入して、ロールに巻き付かせた。
第２の工程：天然ゴムに対して５００重量部（５００ｇ）のアルミニウム粒子及び２重量部（２ｇ）のマグネシウム粒子を投入し、その後、表１に示す量（重量部（ｐｈｒ））のカーボンナノファイバー（表１では、カーボンナノファイバーを「ＣＮＴ」と記載する）を天然ゴムに投入した。このとき、ロール間隙を１．５ｍｍとした。
第４の工程：カーボンナノファイバーを投入し終わったら、天然ゴムとカーボンナノファイバーとの混合物をロールから取り出した。
第５の工程：ロール間隙を１．５ｍｍから０．３ｍｍと狭くして、混合物を投入して薄通しをした。このとき、２本のロールの表面速度比を１．１とした。薄通しは繰り返し１０回行った。
第６の工程：ロールを所定の間隙（１．１ｍｍ）にセットして、薄通しした混合物を投入し、分出しした。
このようにして、実施例１及び比較例１の複合エラストマーを得た。なお、実施例１及び比較例１において、平均粒径５０μｍのマグネシウム粒子と、平均粒径５０μｍの純アルミニウム粒子（９９．７％がアルミニウム）と、直径（繊維径）が約１０〜２０ｎｍのカーボンナノファイバーを用いた。
【０１００】
（ｂ）中間複合材料の作製
上記（ａ）の実施例１〜３及び比較例１、２で得られた複合エラストマー（無架橋）を、酸素を含む窒素雰囲気の炉内で天然ゴムの分解気化温度以上である４００℃で１時間熱処理して、エラストマーを分解気化させると同時にカーボンナノファイバーを酸化させ、室温まで降温させて中間複合材料を得た。この酸化反応は、窒素雰囲気中に含まれる微量の酸素及び水蒸気や、エラストマー中に含まれる微量の酸素及び水分などから得られた酸素分子が用いられた。
このようにして得られた中間複合材料を、すり鉢に配置させ、すりこ木で粉体状になるまで粉砕し、実施例１〜３及び比較例２の粉砕された中間複合材料を得た。なお、比較例１はこの粉砕工程を行なっていない。
【０１０１】
（ｃ）多孔質材の作製
上記（ｂ）の実施例１〜３及び比較例２で得られた粉砕された中間複合材料を金型内に配置し、４００℃の雰囲気中で５ＭＰａで圧縮成型し、５０×５０×１０ｍｍの大きさの多孔質材を得た。なお、比較例１はこの圧縮工程を行なっていない。
【０１０２】
（ｄ）複合金属材料の作製
上記（ｃ）の実施例１〜３及び比較例１、２で得られた多孔質材を、容器（炉）内に配置させ、アルミニウム塊（純アルミニウムインゴット）をその上に置き、不活性ガス（微量の酸素を含む窒素）雰囲気中で５８０℃まで２時間かけて昇温し、５８０℃で２時間維持し、マグネシウム粒子を気化させてアルミニウム粒子及びアルミニウム塊の表面を還元した。その後、アルミニウムの融点よりも高い温度（８００℃）までゆっくりと昇温した。マグネシウムによって還元されたアルミニウム塊は溶融し、アルミニウムの溶湯となって多孔質材に浸透した。アルミニウムの溶湯を浸透させた後、これを自然放冷して凝固させ、アルミニウムをマトリクスとする複合金属材料を得た。
【０１０３】
（２）パルス法ＮＭＲを用いた測定
各複合エラストマーについて、パルス法ＮＭＲを用いてハーンエコー法による測定を行った。この測定は、日本電子（株）製「ＪＭＮ−ＭＵ２５」を用いて行った。測定は、観測核が１Ｈ、共鳴周波数が２５ＭＨｚ、９０゜パルス幅が２μｓｅｃの条件で行い、ハーンエコー法のパルスシーケンス（９０゜ｘ−Ｐｉ−１８０゜ｘ）にて、Ｐｉをいろいろ変えて減衰曲線を測定した。また、サンプルは、磁場の適正範囲までサンプル管に挿入して測定した。測定温度は１５０℃であった。この測定によって、原料エラストマー単体、複合エラストマーの第１スピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）と、第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）と、第２のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）と、を求めた。なお、原料エラストマー単体については、測定温度が３０℃の場合における原料エラストマー単体の第１スピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ）についても求めた。測定結果を表１に示す。実施例１〜３及び比較例１、２における第２のスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎｎ）は、検出されなかった。従って、第２のスピン−スピン緩和時間を有する成分の成分分率（ｆｎｎ）は、０（ゼロ）であった。
【０１０４】
（３）金属顕微鏡による複合金属材料の観察
上記（ｄ）で得られた実施例２及び比較例１の複合金属材料を金属顕微鏡で観察した。実施例２の複合金属材料４００の実物写真を図８に示し、金属顕微鏡写真を図９に示す。比較例１の複合金属材料４１０の実物写真を図１０に示し、金属顕微鏡写真を図１１に示す。
【０１０５】
（４）圧縮強度の測定
上記（ｄ）で得られた実施例１〜３及び比較例１、２の多孔質材及び複合金属材料について、厚さ５ｍｍの１０×１０ｍｍの試験片を、０．０１ｍｍ／ｍｉｎで圧縮したときの圧縮強度を測定した。圧縮強度は、最大値、平均値及び最小値（ＭＰａ）を測定した。その結果を表１に示す。
【０１０６】
【表１】
2007077482.tif 000003
【０１０７】
表１から、本発明の実施例１〜３によれば、以下のことが確認された。すなわち、複合エラストマーにおける１５０℃でのスピン−スピン緩和時間（Ｔ２ｎ／１５０℃）は、原料エラストマーの場合に比べて短い。また、複合エラストマーにおける成分分率（ｆｎｎ／１５０℃）は、原料エラストマーの場合に比べて小さい。これらのことから、実施例にかかる複合エラストマーでは、カーボンナノファイバーが良く分散されていることがわかる。
【０１０８】
実施例１〜３の多孔質材の圧縮強度は、比較例１、２よりも大きく、ハンドリング性に優れ、後工程で容易に持ち運ぶことができた。
【０１０９】
また、実施例２の複合金属材料４００の金属顕微鏡における観察では、１００μｍを超えるアルミニウム相は観察されなかった。比較例１の複合金属材料４１０の金属顕微鏡における観察では、１００μｍを超えるアルミニウム相７５が多数観察された。
【０１１０】
さらに、実施例１〜３の複合金属材料は、比較例１、２の複合金属材料よりも圧縮強度の最大値、平均値及び最小値のいずれも高い値であった。また、実施例１〜３の複合金属材料は、比較例１の複合金属材料よりも圧縮強度のばらつきが小さく、全体に均質であることがわかった。
【０１１１】
（５）Ｘ線回折による結晶構造の分析
上記（ｄ）で得られた実施例１〜３の複合金属材料を、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって結晶構造の分析を行なった。結晶成分として検出された成分は、ほとんどがアルミニウムであり、複合金属材料のカーボンナノファイバーの周りに形成された周辺相が結晶構造を有していない非晶質（アモルファス）相であることがわかった。
【０１１２】
（６）電界放射走査型電子顕微鏡による元素分析
さらに、上記（ｄ）で得られた実施例１〜３の複合金属材料を、電界放射走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察し、照射点近傍の元素分析を行なった。カーボンナノファイバーの周りに形成された非晶質の周辺相は、アルミニウム、窒素及び酸素の各元素を有することがわかった。
【０１１３】
以上のことから、本発明によれば、一般に基材への分散が難しいカーボンナノファイバーを多孔質材及び複合金属材料中に分散できることがわかった。また、本発明によれば、複合金属材料における１００μｍを超えるアルミニウム相をなくすことができることがわかった。さらに、本発明によれば、多孔質材及び複合金属材料は、全体に均質であることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本実施の形態で用いたオープンロール法によるエラストマーとカーボンナノファイバーとの混練法を模式的に示す図である。
【図２】工程（ａ）で得られた複合エラストマーを模式的に示す断面図である。
【図３】工程（ｂ）で得られた中間複合材料を模式的に示す断面図である。
【図４】工程（ｃ）を説明する装置の概略説明図である。
【図５】工程（ｄ）を説明する装置の概略構成図である。
【図６】工程（ｄ）を説明する装置の概略構成図である。
【図７】工程（ｄ）で得られた複合金属材料を模式的に示す断面図である。
【図８】実施例１の複合金属材料の実物写真である。
【図９】実施例１の複合金属材料の金属顕微鏡写真である。
【図１０】比較例１の複合金属材料の実物写真である。
【図１１】比較例１の複合金属材料の金属顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  容器
２  減圧手段
３  注入手段
５  アルミニウム塊
１０  第１のロール
２０  第２のロール
３０  エラストマー
４０  カーボンナノファイバー
５０  充填材
６０  気孔
７０  マトリクス金属材料
７５  アルミニウム相
８０  金型
９０  押しコマ
１００  複合エラストマー
２００  中間複合材料
２５０  粉砕された中間複合材料
３００  多孔質材
４００  複合金属材料
【図１】
2007077482.tif 000004
【図２】
2007077482.tif 000005
【図３】
2007077482.tif 000006
【図４】
2007077482.tif 000007
【図５】
2007077482.tif 000008
【図６】
2007077482.tif 000009
【図７】
2007077482.tif 000010
【図８】
2007077482.tif 000011
【図９】
2007077482.tif 000012
【図１０】
2007077482.tif 000013
【図１１】
2007077482.tif 000014