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公開番号2024061220
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022169023
出願日2022-10-21
発明の名称カーボンナノチューブ撹拌装置及びカーボンナノチューブの分散液を生産する方法
出願人株式会社写真化学,第一工業製薬株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類C01B 32/174 20170101AFI20240425BHJP(無機化学)
要約【課題】使い勝手が良好で、且つ、撹拌性能の高いカーボンナノチューブ撹拌装置を提供する。
【解決手段】カーボンナノチューブ撹拌装置100が、カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物5を内部に収容する容器1と、容器1が搭載される容器ホルダー106と、容器ホルダー106を自転軸心周りに自転させ且つ自転軸心を公転させる駆動機構Dと、プラズマを含むガスを容器1の内部に導くプラズマ誘導部10とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物を内部に収容可能な容器と、前記容器が搭載される容器ホルダーと、前記容器ホルダーを自転軸心周りに自転させ且つ前記自転軸心を公転させる駆動機構と、プラズマを含むガスを前記容器の内部に導くプラズマ誘導部とを備えるカーボンナノチューブ撹拌装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記容器の外部に設けられ、プラズマを発生させるプラズマ発生部を備え、
前記プラズマ誘導部は、前記プラズマ発生部で発生されたプラズマを含むガスを前記容器の内部に導く請求項１に記載のカーボンナノチューブ撹拌装置。
【請求項３】
前記プラズマ誘導部は、前記容器に装着されて当該容器ホルダーの自転と同期して回転可能な自転部と、前記容器ホルダーの公転と同期して回転可能な公転部と、前記自転部及び前記公転部を連結する回転コネクタと、を備え、
前記プラズマ発生部で発生されたプラズマを含むガスが前記公転部と前記回転コネクタと前記自転部とを経由して前記容器の内部に導かれる請求項２に記載のカーボンナノチューブ撹拌装置。
【請求項４】
前記容器は、上端に開口部を有する有底筒状の本体部と、前記本体部の開口部に着脱可能に設けられる蓋体とを備え、
前記プラズマ誘導部の一部は、前記蓋体の中央部を貫通して前記容器の内部に挿入され、
前記蓋体には当該蓋体の端部よりも前記中央部に近い位置に排気用の通気孔が形成されている請求項１～３の何れか一項に記載のカーボンナノチューブ撹拌装置。
【請求項５】
前記プラズマ誘導部は、前記容器の内部に挿入される、プラズマを含むガスを放出するノズルを有する請求項１～３の何れか一項に記載のカーボンナノチューブ撹拌装置。
【請求項６】
前記ノズルは、前記被処理物と接触しない位置に設置される請求項５に記載のカーボンナノチューブ撹拌装置。
【請求項７】
カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物を内部に収容可能な容器と、前記容器が搭載される容器ホルダーと、前記容器ホルダーを自転軸心周りに自転させ且つ前記自転軸心を公転させる駆動機構と、プラズマを含むガスを前記容器の内部に導くプラズマ誘導部とを備えるカーボンナノチューブ撹拌装置を用いて、
前記カーボンナノチューブ及び前記液体を収容した前記容器を公転回転及び自転回転させ、前記公転回転及び前記自転回転中の少なくとも一部の時間に前記プラズマを含むガスを前記容器内に供給して、カーボンナノチューブの分散液を生産する方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物を内部に収容可能な容器と、容器が搭載される容器ホルダーと、容器ホルダーを自転軸心周りに自転させ且つ自転軸心を公転させる駆動機構とを備えるカーボンナノチューブ撹拌装置、並びにカーボンナノチューブの分散液を生産する方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ナノ粒子を含む様々な微細な粒子等を用いて物品を製造することが行われている。このような微細な粒子は、粒子の表面エネルギーが大きいために、細かな一次粒子が凝集して大きな二次粒子となっていることが多く、物品を製造する際には、凝集した状態の二次粒子のうち少なくともある程度の割合は一次粒子の状態にすることが求められる。
【０００３】
特許文献１（特開２０１５－１５３７１４号公報）には、リチウムイオン二次電池の電極を製造する場合に、電極活物質にカーボンナノチューブ及びバインダーを添加することが記載されている。具体的には、溶媒である水に活物質粒子を添加してミキサーで撹拌し、更にカーボンナノチューブ分散液を添加して撹拌混合することで電極用スラリーを作製する手法が記載されている。この場合、活物質粒子同士がカーボンナノチューブ及びバインダーの複合体を介して接触し、それにより活物質粒子間の結着性と電極の導電性とが向上することが期待されている。
【０００４】
その他の技術として、特許文献２（特許第６５１０９０３号公報）には、分散媒中に粉体を分散させる方法が記載されている。この方法では、プラズマを発生させることで、表面にアルミナが存在する粉体周りのゼータ電位を上昇させ、粉体間の静電的反発力により分散媒中にその粉体を良好に分散させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１５－１５３７１４号公報
特許第６５１０９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載の方法では、分散媒中にプラズマを発生させるための電極を浸しているため、幾つかの問題がある。例えば、電極が放電により損傷して、分散媒へ混入する可能性がある。また、電極で発生する高熱により、分散媒が意図しない変質をするという問題がある。更に、電極が分散媒に直接触れるため、分散媒と化学反応を起こさない電極材質を選定する必要がある。また更に、プラズマを発生させるために、分散媒に電解質を添加する必要がある。
【０００７】
以上のように、従来の処理装置は、使い勝手が良好とは言えなかった。
【０００８】
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、使い勝手が良好で、且つ、撹拌性能の高いカーボンナノチューブ撹拌装置及びカーボンナノチューブの分散液を生産する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一実施形態に係るカーボンナノチューブ撹拌装置の構成は、カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物を内部に収容可能な容器と、前記容器が搭載される容器ホルダーと、前記容器ホルダーを自転軸心周りに自転させ且つ前記自転軸心を公転させる駆動機構と、プラズマを含むガスを前記容器の内部に導くプラズマ誘導部とを備える。
ここで、前記容器の外部に設けられ、プラズマを発生させるプラズマ発生部を備え、前記プラズマ誘導部は、前記プラズマ発生部で発生されたプラズマを含むガスを前記容器の内部に導くように構成してもよい。
また、前記プラズマ誘導部は、前記容器に装着されて当該容器ホルダーの自転と同期して回転可能な自転部と、前記容器ホルダーの公転と同期して回転可能な公転部と、前記自転部及び前記公転部を連結する回転コネクタと、を備え、前記プラズマ発生部で発生されたプラズマを含むガスが前記公転部と前記回転コネクタと前記自転部とを経由して前記容器の内部に導かれるように構成してもよい。
【００１０】
上記構成によれば、カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物を内部に収容した容器を容器ホルダーに搭載して、プラズマ誘導部によってプラズマを含むガスを容器の内部に導きながら、駆動機構を動作させることができる。つまり、カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物の撹拌処理を行いながら、カーボンナノチューブ及び液体を含む被処理物に対してプラズマ照射を行うことで、プラズマ作用で発生するラジカル等の活性種により被処理物に含まれるカーボンナノチューブの分散効果の増強が期待できる。そのため、カーボンナノチューブが凝集していたとしても、それらが解繊されることや、それらの再凝集の抑制が期待できる。加えて、容器を自転及び公転させることで被処理物を流動させながらプラズマ照射を行うため、プラズマの作用が被処理物に対して均等に加わるという利点がある。更に、容器を自転及び公転させることで被処理物で生じる適度な熱によりプラズマの作用が強まることで、被処理物に含まれるカーボンナノチューブの分散効果が高まることが期待される。
（【００１１】以降は省略されています）

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