特許 5892778 広温度領域用粘弾性体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5892778

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】広温度領域用粘弾性体

(51)【国際特許分類】

   C01B 31/02 20060101AFI20160310BHJP

【ＦＩ】

   C01B31/02 101F

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-268981(P2011-268981)

(22)【出願日】2011年12月8日

(65)【公開番号】特開2013-119506(P2013-119506A)

(43)【公開日】2013年6月17日

【審査請求日】2014年9月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122471

【弁理士】

【氏名又は名称】籾井 孝文

(74)【代理人】

【識別番号】100121636

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 昌靖

(72)【発明者】

【氏名】前野 洋平

【審査官】 壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０７７７８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０７７７８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／０３２５２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／１２８３４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００９／１２８３４２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｂ３１／００−３１／３６

Ｃ０９Ｊ１／００−５／１０，９／００−２０１／１０

Ｃ０８Ｋ３／００−１３／０８

Ｃ０８Ｌ１／００−１０１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維状柱状構造体を含む粘弾性体であって、
該繊維状柱状構造体が、複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体であり、
−１５０℃から５００℃の温度領域において、圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が１．０×１０^６Ｐａ以下であり、
分析機器に用いられる、粘弾性体。

【請求項2】

−１５０℃および５００℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が、いずれも、２５℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’の０．０１倍〜１００倍の範囲内にある、請求項１に記載の粘弾性体。

【請求項3】

プローブタック試験におけるプローブタックが、２５℃において２００ｇｆ以下である、請求項１または２に記載の粘弾性体。

【請求項4】

前記カーボンナノチューブの長さが５０μｍ以上である、請求項１から３のいずれかに記載の粘弾性体。

【請求項5】

基材を含む、請求項１から４のいずれかに記載の粘弾性体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粘弾性体に関する。詳細には、広温度領域において優れた粘弾性を示す粘弾性体に関する。

【背景技術】

【0002】

粘弾性体は弾性と粘性との優れたバランスを有するため、粘着剤の材料として有用であり、各種の産業分野において盛んに研究開発が行われている。粘弾性体からなる粘着剤は、そのモジュラスの低さから、被着体にぬれて馴染み、粘着力を発現する。

【0003】

従来、粘着剤の材料としては、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂などが一般に用いられている。

【0004】

粘着剤の材料としては、従来、上記に示したような有機材料の高分子量体を用いているため、その融点やガラス転移温度（Ｔｇ）などによって、粘弾性挙動が異なる（特許文献１参照）。このため、例えば、汎用粘着剤として設計する場合には、一般に、材料の選択等によってＴｇを−３０℃程度にコントロールするとともに、−３０℃程度から２００℃程度までの温度領域において圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’で１．０×１０^６Ｐａ以下において一定となるように粘弾性挙動が調製される。

【0005】

しかしながら、近年においては、より低温の条件下やより高温の条件下において粘着剤を使用する場面が増加している。そして、従来の粘着剤の材料においては、このような、より低温からより高温に至る広い温度領域においては、良好な粘弾性挙動を発現できないという問題がある。また、より高温の条件下においては、上記に示したような有機材料自身が分解されてしまうという問題がある。

【0006】

また、従来の粘弾性体は強いタックを有するので、平滑表面に対して容易に接着してしまい、取り扱いが困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−１６８４３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の課題は、タックが小さくて取り扱い性に優れ、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示す、粘弾性体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の粘弾性体は、−１５０℃から５００℃の温度領域において、圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が１．０×１０^６Ｐａ以下である。

【0010】

好ましい実施形態においては、本発明の粘弾性体は、−１５０℃および５００℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が、いずれも、２５℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’の０．０１倍〜１００倍の範囲内にある。

【0011】

好ましい実施形態においては、本発明の粘弾性体は、プローブタック試験におけるプローブタックが、２５℃において２００ｇｆ以下である。

【0012】

好ましい実施形態においては、本発明の粘弾性体は、繊維状柱状構造体を含む。

【0013】

好ましい実施形態においては、上記繊維状柱状構造体が、複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体である。

【0014】

好ましい実施形態においては、上記カーボンナノチューブの長さが５０μｍ以上である。

【0015】

好ましい実施形態においては、本発明の粘弾性体は、基材を含む。

【0016】

好ましい実施形態においては、本発明の粘弾性体は、分析機器に用いる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、タックが小さくて取り扱い性に優れ、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示す、粘弾性体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の好ましい実施形態における粘弾性体がカーボンナノチューブ集合体を含む場合の一例の概略断面図である。

【図2】本発明の好ましい実施形態における粘弾性体がカーボンナノチューブ集合体を含む場合の該カーボンナノチューブ集合体製造装置の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

≪粘弾性体≫
本発明の粘弾性体は、−１５０℃から５００℃の温度領域において、圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が１．０×１０^６Ｐａ以下である。上記Ｇ’は、好ましくは１．０×１０^２Ｐａ〜５．０×１０^５Ｐａであり、より好ましくは１．０×１０^３Ｐａ〜５．０×１０^５Ｐａであり、さらに好ましくは１．０×１０^４Ｐａ〜１．０×１０^５Ｐａである。

【0020】

−１５０℃から５００℃の温度領域において、圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が上記範囲に収まることにより、本発明の粘弾性体は、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示すことができる。

【0021】

本発明の粘弾性体は、−１５０℃および５００℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が、いずれも、２５℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’の０．０１倍〜１００倍の範囲内にあることが好ましい。この範囲は、より好ましくは０．１倍〜５０倍の範囲であり、さらに好ましくは１倍〜１０倍の範囲である。−１５０℃および５００℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’が、いずれも、２５℃での圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’に対して上記範囲内に収まることにより、本発明の粘弾性体は、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示すことができる。

【0022】

本発明の粘弾性体は、プローブタック試験におけるプローブタックが、２５℃において、好ましくは２００ｇｆ以下であり、より好ましくは１０ｇｆ〜２００ｇｆであり、さらに好ましくは２０ｇｆ〜１９５ｇｆであり、特に好ましくは３０ｇｆ〜１９０ｇｆである。本発明において、上記プローブタックが上記範囲内にあることにより、本発明の粘弾性体は、適度なタックを有し、取り扱い性が良好となる。

【0023】

本発明の粘弾性体は、好ましくは、特定の粒径の粒子を選択的に採取できる。ここで、本発明において「粒径」とは、粒子の直径の最も小さい部分をいう。

【0024】

本発明の粘弾性体は、好ましくは、粒径５００μｍ未満の粒子を選択的に粘着採取することができる。ここで、本発明において「粘着採取」とは、被着体である粒子に対して本発明の粘弾性体を圧着することによって、該粒子を該粘弾性体に粘着させて採取することをいう。圧着の程度は、目的に応じて適宜設定し得るが、例えば、５ｋｇローラーで一往復させることによる圧着が挙げられる。

【0025】

本発明の粘弾性体は、好ましくは、粒径２００μｍ以下の粒子を選択的に吸着採取することができる。ここで、本発明において「吸着採取」とは、被着体である粒子に対して本発明の粘弾性体を圧着させることなく、該粒子を該粘弾性体に吸着させて採取することをいう。具体的には、例えば、被着体である粒子を、小さい衝突速度（例えば、１ｍ／ｓ）にて粘弾性体に接触させることにより、該粒子を該粘弾性体に吸着させる。

【0026】

本発明の粘弾性体は、好ましくは、繊維状柱状構造体を含む。

【0027】

上記繊維状柱状構造体の材料としては、任意の適切な材料を採用し得る。例えば、アルミ、鉄などの金属；シリコンなどの無機材料；カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどのカーボン材料；エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどの高モジュラスの樹脂；などが挙げられる。樹脂の具体例としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドなどが挙げられる。樹脂の分子量などの諸物性は、本発明の目的を達成しうる範囲において、任意の適切な物性を採用し得る。

【0028】

上記繊維状柱状構造体の長さは、好ましくは１μｍ〜１００００μｍであり、より好ましくは１０μｍ〜５０００μｍであり、さらに好ましくは３０μｍ〜３０００μｍであり、特に好ましくは５０μｍ〜２０００μｍであり、最も好ましくは１００μｍ〜２０００μｍである。上記繊維状柱状構造体の長さが上記範囲内に収まることにより、タックが小さくて取り扱い性に優れ、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示す、粘弾性体を提供することができる。

【0029】

上記繊維状柱状構造体の直径は、好ましくは０．３ｎｍ〜２０００ｎｍであり、より好ましくは１ｎｍ〜１０００ｎｍであり、さらに好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍである。上記繊維状柱状構造体の直径が上記範囲内に収まることにより、タックが小さくて取り扱い性に優れ、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示す、粘弾性体を提供することができる。

【0030】

本発明においては、上記繊維状柱状構造体は、好ましくは、複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体である。

【0031】

本発明の粘弾性体は、カーボンナノチューブ集合体のみからなっていても良いし、カーボンナノチューブ集合体と任意の適切な部材からなっていても良い。

【0032】

本発明の粘弾性体は、基材を含んでいても良い。このとき、本発明の粘弾性体が複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体を含む場合は、該カーボンナノチューブの片端が該基材に固定されていても良い。

【0033】

上記基材としては、目的に応じて、任意の適切な基材を採用し得る。例えば、石英ガラス、シリコン（シリコンウェハなど）、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。エンジニアリングプラスチックおよびスーパーエンジニアリングプラスチックの具体例としては、ポリイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアミドなどが挙げられる。これらの基材の分子量などの諸物性は、本発明の目的を達成し得る範囲において、任意の適切な物性を採用し得る。

【0034】

上記基材の厚みは、目的に応じて、任意の適切な値に設定され得る。例えば、シリコン基板の場合は、好ましくは１００μｍ〜１００００μｍであり、より好ましくは１００μｍ〜５０００μｍであり、さらに好ましくは１００μｍ〜２０００μｍである。例えば、ポリプロピレン基板の場合は、好ましくは１μｍ〜１０００μｍであり、より好ましくは１μｍ〜５００μｍであり、さらに好ましくは５μｍ〜１００μｍである。

【0035】

上記基材の表面は、隣接する層との密着性，保持性などを高めるために、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理などの化学的または物理的処理，下塗剤（例えば、上記粘着性物質）によるコーティング処理が施されていてもよい。

【0036】

上記基材は単層であっても良いし、多層体であっても良い。

【0037】

本発明の粘弾性体が複数のカーボンナノチューブを備えるカーボンナノチューブ集合体を含む場合であって、基材を含む場合、該カーボンナノチューブを基材に固定する方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、カーボンナノチューブ集合体の製造に使用した基板を基材としてそのまま用いてもよい。また、基材に接着層を設けてカーボンナノチューブに固定してもよい。さらに、基材が熱硬化性樹脂の場合は、反応前の状態で薄膜を作製し、カーボンナノチューブの一端を薄膜層に圧着させた後、硬化処理を行って固定すれば良い。また、基材が熱可塑性樹脂や金属などの場合は、溶融した状態で繊維状柱状構造体の一端を圧着させた後、室温まで冷却して固定すれば良い。

【0038】

≪カーボンナノチューブ集合体≫
本発明の粘弾性体が繊維状柱状構造体を含む場合、該繊維状柱状構造体は好ましくはカーボンナノチューブ集合体である。本発明の粘弾性体がカーボンナノチューブ集合体を含む場合、本発明の粘弾性体は、タックが小さくて取り扱い性に一層優れ、低温から高温に至る広温度領域において一層優れた粘弾性を示す。

【0039】

図１は、本発明の好ましい実施形態における粘弾性体がカーボンナノチューブ集合体である場合の一例の概略断面図（各構成部分を明示するために縮尺は正確に記載されていない）である。カーボンナノチューブ集合体１０は、基材１と、カーボンナノチューブ２を備える。カーボンナノチューブ２の片端２ａは、基材１に固定されている。カーボンナノチューブ２は、長さ方向Ｌに配向している。カーボンナノチューブ２は、好ましくは、基材１に対して略垂直方向に配向している。本図示例とは異なり、カーボンナノチューブが基材を備えない場合であっても、カーボンナノチューブは互いにファンデルワールス力によって集合体として存在し得るので、本発明のカーボンナノチューブ集合体は、基材を備えない集合体であっても良い。

【0040】

カーボンナノチューブ集合体においてカーボンナノチューブが基材を備える場合、該基材としては、目的に応じて、任意の適切な基材を採用し得る。このような基材としては、例えば、本発明の粘弾性体が含み得る基材として上記で説明したものが挙げられる。

【0041】

＜第１の好ましい実施形態＞
本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の好ましい実施形態の１つ（以下、第１の好ましい実施形態と称することがある）は、複数のカーボンナノチューブを備え、該カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が１０層以上であり、該層数分布の最頻値の相対頻度が２５％以下であり、該カーボンナノチューブの長さが１０μｍより大きい。

【0042】

上記カーボンナノチューブの層数分布の分布幅は１０層以上であり、好ましくは１０層〜３０層であり、より好ましくは１０層〜２５層であり、さらに好ましくは１０層〜２０層である。

【0043】

上記カーボンナノチューブの層数分布の「分布幅」とは、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数との差をいう。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0044】

上記カーボンナノチューブの層数、層数分布は、任意の適切な装置によって測定すれば良い。好ましくは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定される。例えば、カーボンナノチューブ集合体から少なくとも１０本、好ましくは２０本以上のカーボンナノチューブを取り出してＳＥＭあるいはＴＥＭによって測定し、層数および層数分布を評価すれば良い。

【0045】

上記カーボンナノチューブの層数の最大層数は、好ましくは５層〜３０層であり、より好ましくは１０層〜３０層であり、さらに好ましくは１５層〜３０層であり、特に好ましくは１５層〜２５層である。

【0046】

上記カーボンナノチューブの層数の最小層数は、好ましくは１層〜１０層であり、より好ましくは１層〜５層である。

【0047】

上記カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは一層優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは一層優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0048】

上記層数分布の最頻値の相対頻度は、２５％以下であり、好ましくは１％〜２５％であり、より好ましくは５％〜２５％であり、さらに好ましくは１０％〜２５％であり、特に好ましくは１５％〜２５％である。上記層数分布の最頻値の相対頻度が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0049】

上記層数分布の最頻値は、好ましくは層数２層から層数１０層に存在し、さらに好ましくは層数３層から層数１０層に存在する。上記層数分布の最頻値が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0050】

上記カーボンナノチューブの形状としては、その横断面が任意の適切な形状を有していれば良い。例えば、その横断面が、略円形、楕円形、ｎ角形（ｎは３以上の整数）等が挙げられる。

【0051】

上記カーボンナノチューブの比表面積、密度は、任意の適切な値に設定され得る。

【0052】

＜第２の好ましい実施形態＞
本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の好ましい実施形態の別の１つ（以下、第２の好ましい実施形態と称することがある）は、複数のカーボンナノチューブを備え、該カーボンナノチューブが複数層を有し、該カーボンナノチューブの層数分布の最頻値が層数１０層以下に存在し、該最頻値の相対頻度が３０％以上であり、該カーボンナノチューブの長さが１０μｍを超えて５００μｍ未満である。

【0053】

上記カーボンナノチューブの層数分布の分布幅は、好ましくは９層以下であり、より好ましくは１層〜９層であり、さらに好ましくは２層〜８層であり、特に好ましくは３層〜８層である。

【0054】

上記カーボンナノチューブの層数分布の「分布幅」とは、カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数との差をいう。カーボンナノチューブの層数分布の分布幅が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0055】

上記カーボンナノチューブの層数、層数分布は、任意の適切な装置によって測定すれば良い。好ましくは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定される。例えば、カーボンナノチューブ集合体から少なくとも１０本、好ましくは２０本以上のカーボンナノチューブを取り出してＳＥＭあるいはＴＥＭによって測定し、層数および層数分布を評価すれば良い。

【0056】

上記カーボンナノチューブの層数の最大層数は、好ましくは１層〜２０層であり、より好ましくは２層〜１５層であり、さらに好ましくは３層〜１０層である。

【0057】

上記カーボンナノチューブの層数の最小層数は、好ましくは１層〜１０層であり、より好ましくは１層〜５層である。

【0058】

上記カーボンナノチューブの層数の最大層数と最小層数が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは一層優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは一層優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0059】

上記層数分布の最頻値の相対頻度は、３０％以上であり、好ましくは３０％〜１００％であり、より好ましくは３０％〜９０％であり、さらに好ましくは３０％〜８０％であり、特に好ましくは３０％〜７０％である。上記層数分布の最頻値の相対頻度が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0060】

上記層数分布の最頻値は、層数１０層以下に存在し、好ましくは層数１層から層数１０層に存在し、より好ましくは層数２層から層数８層に存在し、さらに好ましくは層数２層から層数６層に存在する。本発明において、上記層数分布の最頻値が上記範囲内にあることにより、該カーボンナノチューブは優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブは優れた粘着特性を示すカーボンナノチューブ集合体となり得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。

【0061】

上記カーボンナノチューブの形状としては、その横断面が任意の適切な形状を有していれば良い。例えば、その横断面が、略円形、楕円形、ｎ角形（ｎは３以上の整数）等が挙げられる。

【0062】

上記カーボンナノチューブの比表面積、密度は、任意の適切な値に設定され得る。

【0063】

≪カーボンナノチューブ集合体の製造方法≫
本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。

【0064】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造方法としては、例えば、平滑な基板の上に触媒層を構成し、熱、プラズマなどにより触媒を活性化させた状態で炭素源を充填し、カーボンナノチューブを成長させる、化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ法）によって、基板からほぼ垂直に配向したカーボンナノチューブ集合体を製造する方法が挙げられる。この場合、基板を取り除けば、長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体が得られる。

【0065】

上記基板としては、任意の適切な基板を採用し得る。例えば、平滑性を有し、カーボンナノチューブの製造に耐え得る高温耐熱性を有する材料が挙げられる。このような材料としては、例えば、石英ガラス、シリコン（シリコンウェハなど）、アルミニウムなどの金属板などが挙げられる。上記基板は、そのまま、本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体が備え得る基材として用いることができる。

【0066】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体を製造するための装置としては、任意の適切な装置を採用し得る。例えば、熱ＣＶＤ装置としては、図２に示すような、筒型の反応容器を抵抗加熱式の電気管状炉で囲んで構成されたホットウォール型などが挙げられる。その場合、反応容器としては、例えば、耐熱性の石英管などが好ましく用いられる。

【0067】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒（触媒層の材料）としては、任意の適切な触媒を用い得る。例えば、鉄、コバルト、ニッケル、金、白金、銀、銅などの金属触媒が挙げられる。

【0068】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体を製造する際、必要に応じて、基板と触媒層の中間にアルミナ／親水性膜を設けても良い。

【0069】

アルミナ／親水性膜の作製方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、基板の上にＳｉＯ_２膜を作製し、Ａｌを蒸着後、４５０℃まで昇温して酸化させることにより得られる。このような作製方法によれば、Ａｌ_２Ｏ_３が親水性のＳｉＯ_２膜と相互作用し、Ａｌ_２Ｏ_３を直接蒸着したものよりも粒子径の異なるＡｌ_２Ｏ_３面が形成される。基板の上に、親水性膜を作製することを行わずに、Ａｌを蒸着後に４５０℃まで昇温して酸化させても、粒子径の異なるＡｌ_２Ｏ_３面が形成され難いおそれがある。また、基板の上に、親水性膜を作製し、Ａｌ_２Ｏ_３を直接蒸着しても、粒子径の異なるＡｌ_２Ｏ_３面が形成され難いおそれがある。

【0070】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒層の厚みは、微粒子を形成させるため、好ましくは０．０１ｎｍ〜２０ｎｍであり、より好ましくは０．１ｎｍ〜１０ｎｍである。本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る触媒層の厚みが上記範囲内にあることによって、該カーボンナノチューブ集合体は優れた機械的特性および高い比表面積を兼ね備えることができ、さらには、該カーボンナノチューブ集合体は優れた粘着特性を示し得る。したがって、このようなカーボンナノチューブ集合体を用いて、優れた粘弾性を発現できる粘弾性体を提供できる。触媒層の形成方法は、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、金属触媒をＥＢ（電子ビーム）、スパッタなどにより蒸着する方法、金属触媒微粒子の懸濁液を基板上に塗布する方法などが挙げられる。

【0071】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造に用い得る炭素源としては、任意の適切な炭素源を用い得る。例えば、メタン、エチレン、アセチレン、ベンゼンなどの炭化水素；メタノール、エタノールなどのアルコール；などが挙げられる。

【0072】

本発明の粘弾性体が含み得るカーボンナノチューブ集合体の製造における製造温度としては、任意の適切な温度を採用し得る。たとえば、本発明の効果を十分に発現し得る触媒粒子を形成させるため、好ましくは４００℃〜１０００℃であり、より好ましくは５００℃〜９００℃であり、さらに好ましくは６００℃〜８００℃である。

【0073】

≪粘弾性体の用途≫
本発明の粘弾性体は、各種用途に用い得る。本発明の粘弾性体は、特に、タックが小さくて取り扱い性に優れ、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示す。このため、本発明の粘弾性体は、分析分野、超電導分野などで、好ましく用いることができる。

【実施例】

【0074】

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、各種評価や測定は、以下の方法により行った。

【0075】

＜カーボンナノチューブ集合体におけるカーボンナノチューブの層数・層数分布の評価＞
本発明のカーボンナノチューブ集合体におけるカーボンナノチューブの層数および層数分布は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および／または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定した。得られたカーボンナノチューブ集合体の中から少なくとも１０本以上、好ましくは２０本以上のカーボンナノチューブをＳＥＭおよび／またはＴＥＭにより観察し、各カーボンナノチューブの層数を調べ、層数分布を作成した。

【0076】

＜プローブタック試験＞
下記の条件によってプローブタック試験を行い、粘着力の最大値を測定した。
装置：タッキング試験機（ＲＥＳＣＡ製）
プローブ：ＳＵＳ５ｍｍφ
Ｐｒｅｌｏａｄ：５００ｇｆ
Ｐｒｅｓｓ Ｓｐｅｅｄ：１ｍｍ／ｍｉｎ
Ｐｒｅｓｓ Ｔｉｍｅ：５ｓ
Ｔｅｓｔ Ｓｐｅｅｄ：２．５ｍｍ／ｍｉｎ

【0077】

＜圧着式の粘弾性スペクトル評価におけるＧ’の測定＞
下記の条件によって圧着式の粘弾性スペクトル評価を行い、Ｇ’を測定した。
（測定条件）
装置：ＴＡインスツルメント歪制御型レオメータ「ＡＲＥＳ−Ｇ２」
治具：８ｍｍφの圧縮治具
測定モード：温度分散、引張粘弾性
温度：−１５０℃〜５００℃
周波数：１Ｈｚ
ひずみ：１％

【0078】

［実施例１］
基板としてのシリコンウェハ（シリコンテクノロジー製）上に、スパッタ装置（ＵＬＶＡＣ製、ＲＦＳ−２００）により、Ａｌ薄膜（厚み１０ｎｍ）を形成した。このＡｌ薄膜上に、さらにスパッタ装置（ＵＬＶＡＣ製、ＲＦＳ−２００）にてＦｅ薄膜（厚み０．３５ｎｍ）を蒸着した。
その後、この基板を３０ｍｍφの石英管内に載置し、水分６００ｐｐｍに保ったヘリウム／水素（９０／５０ｓｃｃｍ）混合ガスを石英管内に３０分間流して、管内を置換した。その後、電気管状炉を用いて管内を７６５℃まで昇温させ、７６５℃にて安定させた。７６５℃にて温度を保持したまま、ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させ、１分間放置してカーボンナノチューブを基板上に成長させ、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（１）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（１）が備えるカーボンナノチューブの長さは３０μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（１）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は１層に存在し、相対頻度は６１％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（１）を粘弾性体（１）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0079】

［実施例２］
Ｆｅ薄膜の厚みを１ｎｍとした以外は、実施例１と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（２）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（２）が備えるカーボンナノチューブの長さは３０μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（２）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は２層に存在し、相対頻度は７５％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（２）を粘弾性体（２）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0080】

［実施例３］
ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を３分間とした以外は、実施例２と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（３）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（３）が備えるカーボンナノチューブの長さは５０μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（３）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は２層に存在し、相対頻度は７５％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（３）を粘弾性体（３）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0081】

［実施例４］
Ｆｅ薄膜の厚みを２ｎｍとし、ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を５分間とした以外は、実施例１と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（４）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（４）が備えるカーボンナノチューブの長さは７０μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（４）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は７−８層に存在し、相対頻度は６６％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（４）を粘弾性体（４）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0082】

［実施例５］
エチレンの代わりにアセチレンを用い、ヘリウム／水素／アセチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を７分間とした以外は、実施例１と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（５）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（５）が備えるカーボンナノチューブの長さは１００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（５）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は７−８層に存在し、相対頻度は６６％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（５）を粘弾性体（５）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0083】

［実施例６］
ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を１０分間とした以外は、実施例２と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（６）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（６）が備えるカーボンナノチューブの長さは２００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（６）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は２層に存在し、相対頻度は７５％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（６）を粘弾性体（６）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0084】

［実施例７］
ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を２０分間とした以外は、実施例１と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（７）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（７）が備えるカーボンナノチューブの長さは４００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（７）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は１層に存在し、相対頻度は６１％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（７）を粘弾性体（７）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0085】

［実施例８］
ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を２０分間とした以外は、実施例２と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（８）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（８）が備えるカーボンナノチューブの長さは５００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（８）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は２層に存在し、相対頻度は７５％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（８）を粘弾性体（８）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0086】

［実施例９］
ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を４０分間とした以外は、実施例４と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（９）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（９）が備えるカーボンナノチューブの長さは８００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（９）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は３層に存在し、相対頻度は７２％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（９）を粘弾性体（９）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0087】

［実施例１０］
ヘリウム／水素／エチレン（８５／５０／５ｓｃｃｍ、水分率６００ｐｐｍ）混合ガスを管内に充填させた後の放置時間を６０分間とした以外は、実施例２と同様に行い、カーボンナノチューブが長さ方向に配向しているカーボンナノチューブ集合体（１０）を得た。
カーボンナノチューブ集合体（１０）が備えるカーボンナノチューブの長さは１２００μｍであった。
カーボンナノチューブ集合体（１０）が備えるカーボンナノチューブの層数分布において、最頻値は２層に存在し、相対頻度は７５％であった。
得られたカーボンナノチューブ集合体（１０）を粘弾性体（１０）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0088】

［比較例１］
両面粘着テープ（日東電工株式会社製、Ｎｏ．５０００Ｎ）を粘弾性体（Ｃ１）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0089】

［比較例２］
３Ｍポリイミド両面テープ（住友３Ｍ製、４３９０）を粘弾性体（Ｃ２）として、各種評価を行い、結果を表１にまとめた。

【0090】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明の粘弾性体は、特に、タックが小さくて取り扱い性に優れ、低温から高温に至る広温度領域において優れた粘弾性を示す。このため、本発明の粘弾性体は、分析分野、超電導分野などで、好ましく用いることができる。

【符号の説明】

【0092】

１０ カーボンナノチューブ集合体
１ 基材
２ カーボンナノチューブ
２ａ カーボンナノチューブの片端

【図1】

【図2】