Nano Insight Japan

【大陽日酸】
100年を超える産業ガスのノウハウが生んだ「高配向CNTと応用製品」及び「金属ナノ粒子」 -産業ガス技術が生みだす長尺CNTや豊富な応用技術とナノ材料新製品群-

2018年2月6日

大陽日酸

 

大陽日酸は産業ガスメーカとして100年培ってきたガスとその利用技術を活かして新材料並びに応用製品開発を展開している。今回、高配向・長尺・高純度を特徴とするCNTとそれを用いたCNT糸、CNT分散液、高機能フッ素樹脂、および金属ナノ粒子を出展する。いずれも「小さな変化で大きな改善効果」を発揮するものばかりである。これらに係る製品開発のアイディアや研究課題をお持ちのお客様にご覧頂き、新たな展開の端緒になる情報交換を期待している。以下、個々の展示品を紹介する。

1.高配向CNT粉末: 高配向、超長尺、高純度を活かし多くの応用製品へ展開可能

図1: 高配向カーボンナノチューブ(CNT)
基板上に成長したCNT(左)とビン詰めされた粉体(右)

アセチレン(C2H2)ガスを原料にして、CVD法で基板上に垂直に配向成長させた多層CNT(図1左:4〜12層、平均8層)で、長尺(150〜600μm)、高純度(99.5%以上)で、多層CNTとしては細い径(5〜10nm径)であることを特徴としている。

ガスプロセスの適用によりCNTの高配向化

・長尺化に成功し、他の材料との複合化において少量で大きな性能改善が出来る。1gから提供している。

2.CNT糸: CNT100%で出来ている導電性の糸

図2: CNT糸

基板上に成長した高配向CNTを掴み引き出すと、引き出されたCNTと基板に残る隣のCNTがファンデルワールス力で繋がり長い糸の列になる(図2右)。CNT糸は、これを数本撚り合わせ(図2左下)、ボビンに巻いたものである(図2左上:長さ10m/ボビン、径56μm(単糸)、74μm(3本撚糸))。導電性(5×104S/m)でかつしなやかなCNT糸は、電線やワイヤハーネス、センサーから宇宙空間をつなぐSF由来の軌道エレベータまで、様々な用途での利用が期待される。

村田機械(株)と共同で製造・販売を実施しており、10mボビン単位で入手可能。

3. 長尺CNT分散液: 塗布で透明導電膜の作製が可能

図3: CNT分散液とロールPET塗布品

長尺CNTを、水や有機溶媒に分散させたもの(図3左:CNT濃度0.05〜0.1wt%)。長尺・高配向のため塗布により、高い透明度と導電性を備えた透明導電膜が作製可能である(図3右:全光線透過率80〜90%、シート抵抗1.0×103〜1.0×105Ω/□)。タッチパネルや除電膜に好適。分散液のみならず基材に塗布したサンプルも入手可能。

4. 高機能フッ素樹脂: 静電気の発生、カーボンや金属イオンの流出から解放

高配向・長尺CNTをフッ素樹脂(PTFE)に配合した“導電性フッ素樹脂”は、長尺CNTを用いることで次のような特徴を実現した。

①少量添加で高い導電性(既存の導電助剤カーボンブラックと比較して1/100程度の添加量で同等の導電性能を実現(体積抵抗率:102〜104Ω・cm。静電気は106Ω・cm以上で発生)、

②少量添加であるので母材の物性変化が少ない(CNT添加による硬化がなく、引張・圧縮・曲げ強度もほとんど変化がない)、

③摩擦してもカーボン単体での剥離・脱落が発生せず、酸・有機系溶媒に接しても溶出がなくコンタミを発生しない。

その為、超クリーン環境で静電対策を必要とせず、かつ化学的安定性と機械的強度を要する部材を実現出来る。半導体プロセスの各種治具や配管その他で具体的採用・実用化への関心が高まっている。1kgから入手可能。是非ご覧頂きたい。

図4: 高機能フッ素樹脂粉末(左)と成形体(右)

図5: ロッド状成形体(左)とこれをスカイプして作製した透明導電性フィルム(右)

5. 金属ナノ粒子(Ni、Cu): Agを代替する接合材

図6: 金属ナノ粒子

産業ガス業界での100年以上の経験を生かした酸素バーナー技術による世界で唯一の「酸素燃焼技術で製造した金属ナノ粒子」である。高温の火炎中に、原料フィーダから原料粉体が供給され、金属を昇温し気体状態にし、溶融球状化され次いで冷却・凝集することでナノ粒子とする(図6)。

特徴は、①粒径制御が可能(平均粒径:30〜150nm)、②高純度・高結晶性・高分散)、③シャープな粒度分布、④低温で焼結できる(Cuナノ粒子の場合120℃)、である。

表面は5nm厚の酸化膜になっているが、還元雰囲気で焼結すると金属になり、導電性になる。既存の金属ナノ粒子と比較して、低コストかつ有機保護膜レスの金属微粒子である。Agに替わる接合材や配線、積層セラミックコンデンサの内部電極、プリンテッドエレクトロニクス向けなど様々な用途で利用できる。

銅(100nm、70nm)、ニッケル(100nm)のサンプルを100g程度から入手可能。

 

より詳しいことは、ブースにて展示品を前に質問して頂きたい。意見交換や情報交換を通して、新たな応用展開が生まれることを期待する。

(註)図は全て大陽日酸提供

小間番号:5B-16

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