カーボンナノチューブの材料開発と分散・複合化技術、高機能化、市場・技術の新展開

カーボンナノチューブの材料開発と分散・複合化技術、高機能化、市場・技術の新展開

価格 65,000円+税 出版社 AndTech
発刊日 2012年7月31日 体裁 A4判 168ページ
番号 AND005

本書のポイント

本書のポイント

★まだまだ未完成なカーボンナノチューブの最新技術報告を中心とした材料・加工技術と企業が目指す製品化への新たな取り組みを紹介!
★樹脂・ゴム・アルミ等の複合化技術について各種のポイント(易凝集、難分散etc)を解説。
★導電性や機械特性!に優れたカーボンナノチューブは? 熱伝導性への取り組み! 混練時のCNT 切断の留意点!
★自動車部品等で使われるCNTの欧州・海外市場動向なども網羅!
★合成!分散液!可溶化!印刷CNT の開発動向は? パーコレーション
☆製造技術の改良と量産効果により価格の抑えることができる技術は?


対象

カーボンナノチューブ(CNT)に携わる研究/開発部門・技術管理・新事業探索部門・商社・営業部門等の担当者


キーワード

カーボンナノチューブ/分散/複合化/可溶化/VGCF/SWCNT/分離/切断/LIB電極/合成/表面修飾/ぬれ性/成形/樹脂複合/セラミックス複合/ゴム・エラストマー複合/CNT/ 光硬化性樹脂複合体/導電性膜/pre-dispersed CNT/セルレーション/Al複合/導電性/パーコレーション/熱伝導性/自動車/キャパシタ/CFRP/シール材/リチウムイオン二次電池/CNTTFT/印刷/塗布/トランジスタ/CNTコーティング/CNTペーパー/電磁波シールド/市場/カイラリティ


刊行にあたって

 1991 年の飯島氏によるカーボンナノチューブCarbon Nanotube(CNT)の発見2)は,炭素材料の常識をさらに変えることとなった.6角網面は平面しか作り得ないと考えられてきたが、直径1nm という細さのチューブともなり得ることが示された.2000 年代に入り、CNT は構造と物性に関する魅力によってナノテクノロジーのキーマテリアルとして大きく注目されることとなった。  本書はこの分野において第一人者であるNPO 法人スーパーコンポジット研究会 由井浩 氏と東京工業大学 名誉教授 住田雅夫 氏を監修に仰ぎ、TOPクラスの研究者の方々によって執筆された最先端のカーボンナノチューブ技術を取り扱った専門書と言える。この書籍を通して、カーボンナノチューブに携わる全ての関係者にとって、今後の市場展開を生み出す手助けとなればと期待している。

監修

※敬称略

由井 浩
NPO法人 スーパーコンポジット研究会 理事長
住田 雅夫
東京工業大学 名誉教授

執筆者

※敬称略

由井 浩
NPO 法人スーパーコンポジット研究会 理事長
住田 雅夫
東京工業大学 名誉教授 
坂田 昭彦
昭和電工(株) 無機事業部門 ファインカーボン部
飯生 悟史
昭和電工(株) 無機事業部門 ファインカーボン部
Monique Lempereur
NANOCYL SA Global Commercial Executive Director
橋本 剛
(株)名城ナノカーボン 代表取締役
武内 正隆
昭和電工(株) 先端電池材料部 研究開発部長
村松 寛之
信州大学 エキゾチック・ナノカーボンの創成と応用プロジェクト拠点 准教授
中嶋 直敏
九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門  教授
FIA 代表 
福山 紅陽
古月 文志
北海道大学 大学院地球環境科学研究院 教授
安原 鋭幸
東京工業大学大学院 理工学研究科 機械物理工学専攻 助教
榎本 和城
名城大学 理工学部 材料機能工学科 准教授
大竹 尚登
東京工業大学大学院 理工学研究科 機械物理工学専攻 教授
津田 薫
ナノフロンティアテクノロジー(株) 代表取締役
野口 徹
信州大学 エキゾチック・ナノカーボンの創成と応用プロジェクト拠点 地域卓越特任教授
金子 核
(株)タイテックスジャパン 取締役
鷺坂 功一
油化電子(株) 機能商品開発研究所 所長
林 卓哉
信州大学 工学部 電気電子工学科 遠藤研究室 准教授
浅利 琢磨
パナソニック(株) デバイス社 電子部品・電子材料事業グループ 開発統括センター デバイス技術開発センター キャパシタ第1グループ キャパシタ第2チーム プロジェクトリーダー
岸 直希
名古屋工業大学 つくり領域 助教 
遠藤 浩幸
日本電気株式会社 スマートエネルギー研究所 主任研究員
秋庭 英治
クラレリビング(株) 研究開発部 部長
渡辺洋道
特殊東海製紙(株) 市場開発部 専任部長

目次

第1章 カーボンナノチューブの技術的潮流

  • はじめに
  • 1.CNTの構造、合成、物性
  • 2.応用の現状
  • 2.1.導電性複合材料
  • 2.2.リチウムイオン電池電極添加剤
  • 2.3.放熱材料
  • 2.4.CFRPの物性改良材
  • 2.5.フィールドエミッションディスプレイ(FED)
  • 2.6.キャパシタ
  • 3.現状での問題点とそれを突破する技術の方向

第2章 カーボンナノチューブの最新材料技術とメーカーにみる各社の市場・技術展開

  • 第1節 昭和電工のカーボンナノチューブ市場・技術展開
  • 1.VGCFの特徴
  • 1.1.MWCNTの製造方法
  • 1.2.VGCFs配合樹脂複合材の導電性
  • 2.樹脂複合材
  • 2.1.VGCF-X樹脂複合材の特性
  • 2.2.射出成形と導電性
  • 2.3.VGCF-X樹脂複合材の導電性微粒子脱落特性
  • 2.4.リサイクル特性
  • 3.その他の複合材
  • 4.今後の展開
  • 第2節 Marketing and development of carbon nanotubes technology by Nanocyl S.A.
  • 1.Company Description
  • 2.Vision & Mission
  • 3.Strategy
  • 4.Nanocyl R&D Centre
  • 5.Production Site
  • 6.History
  • 7.Quality
  • 7.a.Quality Policy
  • 7.b.Six Sigma
  • 7.c.Quality Measurement System
  • 8.Health, Safety & Environment
  • 9.Hazard Assessment
  • 10.Risk Management
  • 11.Regulatory
  • 12.Life Cycle
  • 13.Products & Solutions
  • 13.a.Nanocyl? NC 7000 - Thin Multiwall Carbon Nanotubes
  • 13.b.Research Grades
  • 13.c.PLASTICYL? - Carbon Nanotubes Conductive Masterbatches
  • 13.d.EPOCYL? - Carbon Nanotubes based epoxy resins
  • 13.e.AQUACYL? - Waterbased carbon nanotubes dispersions
  • 第3節 名城ナノカーボンのカーボンナノチューブ市場・技術展開
  • 1.SWCNTについて
  • 2.SWCNTの合成について
  • 3.市場展開について
  • 3.1.SWCNT
  • 3.2.分散液
  • 3.3.金属型・半導体型SWCNT
  • 3.4.CNTコートディッシュ
  • まとめ
  • 第4節 昭和電工VGCFRの電池市場・技術展開
  • はじめに
  • 1.VGCF(R)の製造方法と代表的物性
  • 2.VGCF(R)のLIB電極用導電助剤としての添加効果代表例
  • 2.1.サイクル寿命の改善
  • 2.2.高電極密度での電解液浸透性改善
  • 3.VGCF(R)電池用途への最近の検討状況
  • 3.1.Feオリビン正極系への添加
  • 3.2.LIB用金属系高容量負極へのVGCFの添加
  • 3.3.固体高分子型新規燃料電池触媒への添加
  • 4.VGCF(R)の電池用材料としての今後の展開
  • 引用文献

第3章 CNTの基本技術と分析法、表面修飾による更なる機能化、複合材のぬれ性評価

  • 第1節 カーボンナノチューブの基本技術(合成・物性)とその解析・分析技術
  • はじめに
  • 1.カーボンナノチューブの合成方法
  • 1.1.触媒CVD法による単層、多層カーボンナノチューブの合成法
  • 1.2.2層カーボンナノチューブの合成
  • 1.3.2層カーボンナノチューブの融合
  • 1.4.DWNTs-Peapodsからの3層カーボンナノチューブの合成
  • 第2節 カーボンナノチューブの表面修飾と更なる機能化
  • はじめに―
  • 1.カーボンナノチューブ可溶化の重要性
  • 2.高分子による可溶化・機能化
  • 3.カーボンナノチューブ(CNT)のカイラリティ分離とその応用
  • 4.ナノチューブを素材とする燃料電池触媒
  • 5.分子ヒーターとしてのカーボンナノチューブ
  • 6.高性能CNT/光硬化性樹脂複合体導電性膜の開発
  • おわりに
  • 第3節 カーボン系複合材のぬれ性評価技術とそのポイント
  • はじめに
  • 1.ぬれ性と接触角の概念
  • 2.表面張力と表面自由エネルギー
  • 3.接触角の測定原理,測定方法
  • 4.測定上の注意点
  • 5.炭素材料におけるぬれ性評価事例
  • 5.1.カーボンナノチューブ膜の超撥水性
  • 5.2.気相成長炭素繊維の表面改質の効果
  • おわりに

第4章カーボンナノチューブの分散・複合化技術と各種成形加工、高機能化

  • 第1節 多層カーボンナノチューブの分散
  • はじめに
  • 1.CNT凝集体の凝集度合い
  • 2.湿潤剤を介した「湿潤処理」
  • 3.機械的エネルギーを加えた分散処理
  • 4.孤立分散CNTの安定化処理
  • 5.分散CNTの評価
  • 結論
  • 第2節 樹脂基カーボンナノチューブ複合材料の分散と射出成形
  • はじめに
  • 1.樹脂中へのCNT の分散
  • 1.1. 2軸混練機による分散性の評価
  • 1.2. 添加剤による分散性の向上
  • 2.樹脂基CNT 複合材料の射出成形
  • 2.1. 試験片の作製および表面抵抗率の測定
  • 2.2. 成形品内部のCNT 挙動
  • 2.3. 成形品の熱処理
  • まとめ
  • 第3節 カーボンナノチューブ複合材の分散制御技術と複合事例
  • はじめに
  • 1.カーボンナノチューブの特性と用途展開
  • 1.1.カーボンナノチューブの用途展開
  • 1.2.ナノフロンティアテクノロジーの分散技術
  • 2.CNT複合材
  • 2.1.樹脂複合
  • 2.2.セラミックス複合
  • 3.CNT実用化に向けて
  • 第4節 弾性混練法によるCNT/ゴム・エラストマー系セルレーション複合材料設計技術とその機能性
  • はじめに
  • 1.CNT/ゴム・エラストマー複合材料の開発
  • 1.1.これまでの開発経緯
  • 1.2.CNT凝集塊の解繊,分散
  • 2.弾性混練法により作成した複合材の構造と物性
  • 2.1.弾性混練法による複合材の作成
  • 2.2.セルレーションによる特性の発現
  • 第5節 CNT/アルミニウム複合材料の開発とその機能性
  • はじめに
  • 1.CNT/Al複合材料の開発
  • 1.1.CNTの性質
  • 1.2.CNT/Al複合材の開発
  • 2.N-EP法により作成したCNT/Al複合材の構造と特性
  • 2.1.エラストマー中へのCNTの均一分散
  • 2.2.マトリックスの置換
  • 2.3.複合材の特性
  • 3.今後の開発の方向性

第5章 カーボンナノチューブ樹脂複合材の物性とその向上技術(高機能化)

  • 第1節 カーボンナノチューブ等のナノカーボン複合材の導電性向上技術
  • はじめに
  • 1.少ないナノカーボン量による導電性向上技術
  • 2.ナノカーボン充填樹脂のダイナミックパーコレーション
  • 2.1 実験
  • 2.1.1 材料
  • 2.1.2 試料作製
  • 2.1.3 直流体積抵抗率測定
  • 2.2 ダイナミックパーコレーション挙動の測定
  • 2.3 結果と考察
  • 3.高圧二酸化炭素処理したナノカーボン充填高分子の発泡構造と電気的性質
  • 3.1 実験
  • 3.2 結果と考察
  • 4.高電界により形成される異方性ネットワークの効果
  • 4.1 実験
  • 4.2 結果と考察
  • おわりに
  • 第2節 カーボンナノチューブ樹脂複合材の熱伝導特性及びしゅう動特性
  • はじめに
  • 1.カーボンナノファイバー樹脂複合材の熱伝導特性
  • 1.1.複合材料の作製と成形
  • 1.2.試験片の内部構造
  • 1.3.レーザーフラッシュ法による熱可塑性樹脂基カーボンナノチューブ複合材料の熱伝導率測定
  • 2.カーボンナノファイバー複合材のしゅう動特性
  • 2.1. ポリスチレン基カーボンナノチューブ複合材料のしゅう動特性
  • 2.2.エンジニアリングプラスチック基カーボンナノチューブ複合材料のしゅう動特性
  • おわりに

第6章 CNT樹脂複合材の産業応用技術とその新展開

  • 第1節 CNT複合樹脂の静電気対策製品への応用
  • はじめに
  • 1.CNT導電複合樹脂による静電気対策製品の特徴
  • 1.1.導電性フィラーとしてのCNT
  • 1.2.静電気対策製品としてのCNT複合樹脂のメリット
  • 1.2.1.発塵性
  • 1.2.2.低イオン,低ガス
  • 1.2.3.静電気特性
  • 2.製品化技術
  • 2.1.CNT分散技術と成形性
  • 2.2.静電気特性の制御
  • おわりに
  • 第2節 Carbon nanotubes applications by Nanocyl S.A.
  • 1.Electronics
  • 2.Semiconductors
  • 2.1.HDD Trays & Components
  • 2.1.1.Applications for CNTs
  • 2.1.2.Requirements
  • 2.1.3.Advantages of Nanocyl NC7000 Carbon Nanotubes
  • 2.2.Nanocyl Carbon Nanotubes Cleanliness results
  • 2.2.1.Ultrasonic Liquid Particle Count (LPC)
  • 2.2.2.Outgassing
  • 2.2.3.Ionic and Metallic Contamination
  • 2.3.IC Test and Burn Sockets
  • 3.Automotive
  • 3.1.Fuel System Components
  • 3.1.1.Requirements
  • 3.1.2.Advantages
  • 3.2.Body Parts
  • 4.Automotive
  • 5.Aeronautic
  • 6.Construction
  • 7.Sports
  • 8.Marine

第7章 力学特性的側面からみたCNT複合材の産業応用技術とその新展開

  • 第1節 CNTを用いたシール材の開発とその産業応用技術
  • はじめに
  • 1.石油分野におけるシールシステムのイノベーション
  • 1.1.石油分野におけるシールの役割
  • 1.2.カーボンナノチューブ・セルレーション技術とシール材への応用
  • 1.3.フッ素ゴム(FKM)の超耐熱化
  • 1.4.シール性能
  • 2.その他のシール
  • 2.1.流体制御装置用シール材の開発
  • 2.2.その他のシールと今後の課題

第8章 エネルギー分野にみるCNT産業応用技術と新展開

  • 第1節 カーボンナノチューブのリチウムイオン二次電池電極への展開
  • はじめに
  • 1.カーボンナノチューブのリチウムイオン二次電池電極への利用
  • 結言
  • 第2節 カーボンナノチューブ(CNT)を電極に使用したキャパシタ
  • 1.キャパシタとは
  • 2.カーボンナノチューブ(CNT)を電極に使用したキャパシタ
  • 2.1.CNT粉末を塗工もしくは成形して電極にした構造
  • 2.2.垂直配向CNTを転写して電極にした構造
  • 2.3.垂直配向CNTを根元接続して電極にした構造
  • 3.今後の課題

第9章 エレクトロニクス分野にみるCNT産業応用技術と新展開

  • 第1節 カーボンナノチューブ透明導電膜の開発とタッチパネル等への応用
  • 第2節 塗布型CNT( カーボンナノチューブ) トランジスタの開発
  • はじめに
  • 1.CNTの構造・特徴
  • 2.CNTネットワークを用いたCNTTFT
  • 3.印刷手法で製造したCNTTFT
  • おわりに

第10章CNT液体分散系の産業応用技術と新展開

  • 第1節 CNTコーティング技術による新規導電繊維の開発とその産業応用技術
  • はじめに
  • 1.CNT分散液
  • 2.CNTコーティング導電繊維
  • 3.導電繊維「CNTEC」応用製品
  • 3.1.ファブリックヒーター
  • 3.2.複写機ブラシ
  • 3.3.その他
  • 第2節 CNTペーパーの開発とその産業応用技術
  • 実用化のため
  • 1.CNTペーパーの製法
  • 2.実用化に向けた用途展開
  • 2.1.電磁波シールド、電波吸収体
  • 2.2.面状発熱体
  • 今後の課題