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公開番号2025027986
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2024111371
出願日2024-07-11
発明の名称グラフェン粉末、グラフェン分散液、組成物および形成物
出願人東レ株式会社
代理人
主分類C01B 32/194 20170101AFI20250220BHJP(無機化学)
要約【課題】分散性に優れたグラフェン粉末およびバリア性または熱伝導性に優れた組成物を提供すること。
【解決手段】グラフェン表面に、粒径50nm以上1000nm以下の金属および/または金属化合物を含有する粒子が付着してなるグラフェン粉末。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
グラフェン表面に、粒径５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の金属および／または金属化合物を含有する粒子が付着してなるグラフェン粉末。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記金属および／または金属化合物を含有する粒子が、グラフェンに対して１重量％以上３００重量％以下付着してなる請求項１記載のグラフェン粉末。
【請求項３】
前記金属および／または金属化合物を含有する粒子が、グラフェン表面の１％以上７０％以下の面積に対して付着してなる請求項２記載のグラフェン粉末。
【請求項４】
前記金属および／または金属化合物を含有する粒子が、グラフェン表面の１０％以上５０％以下の面積に対して付着してなる請求項３記載のグラフェン粉末。
【請求項５】
前記金属および／または金属化合物が、亜鉛、コバルトおよび鉄から選ばれる少なくとも1つを含む請求項１記載のグラフェン粉末。
【請求項６】
前記グラフェンの平均厚さが、０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である請求項１記載のグラフェン粉末。
【請求項７】
前記グラフェン粉末が、窒素を含む化合物を表面に有する請求項６記載のグラフェン粉末。
【請求項８】
前記グラフェン粉末のＸ線光電子分光法により測定される炭素に対する酸素の元素比（Ｏ／Ｃ比）が０．０５以上０．６０以下、かつ炭素に対する窒素の元素比（Ｎ／Ｃ比）が０．００５以上０．２００以下である請求項７記載のグラフェン粉末。
【請求項９】
請求項１～８のいずれかに記載のグラフェン粉末が、有機溶媒に分散されてなるグラフェン分散液。
【請求項１０】
前記有機溶媒が、芳香族炭化水素系溶媒および／またはアルコール系溶媒を含む請求項９記載のグラフェン分散液。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラフェン粉末およびそれを用いた分散液、組成物、形成物に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
グラフェン粉末は、炭素原子からなる二次元結晶であり、２００４年に発見されて以来、非常に注目されている素材である。グラフェン粉末の薄層シート構造は、バリア性、熱伝導性、導電性などの機能を有しており、一例として、バリア性では金属腐食原因物質である酸素や水の透過を抑制することができる。かかるグラフェン粉末の機能を活用した用途の一例として耐腐食性塗料が挙げられ、グラフェン粉末を用いることにより、耐腐食性のさらなる向上が期待されている。
【０００３】
グラフェン粉末を工業的に利用するために、電気抵抗が低く、塗布性および分散性に優れるグラフェン粉末の分散液が用いられている。グラフェン粉末の分散液としては、例えば、グラフェン粉末がＮ－メチルピロリドンを５０質量％以上含む溶媒に分散された分散液であって、Ｎ－メチルピロリドンでグラフェン重量分率０．００００１３に調整した希釈液の、波長２７０ｎｍにおける重量吸光係数が２５０００ｃｍ
－１
以上２０００００ｃｍ
－１
以下であるグラフェン分散液（例えば、特許文献１参照）が提案されている。また、グラフェン分散液の製造方法としては、例えば、還元工程、微細化工程、有機溶媒混合工程、強撹拌工程、水分除去工程を有するグラフェンを分散液にする製造方法（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１７／０４７５２１号
国際公開第２０１７／０４７５２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
グラフェン粉末の応用範囲を広げる上では、グラフェン粉末を様々な形状に成形する技術が求められており、そのために、グラフェン粉末を単層または複数層の薄層状態に分散させた分散液とすることが有効である。しかし、分散液中において、薄層状態のグラフェンは積層凝集しやすく、さらに凝集したシート状のグラフェン同士は絡まり合いやすい傾向にある。特許文献１や特許文献２に記載された技術に対しても、様々な組成物中へのさらなる分散性の向上が求められている。
【０００６】
また、グラフェンを乾燥粉末の状態にして樹脂や溶媒中に再分散して用いる場合がある。この場合、グラフェンを乾燥等により粉末化すると、強固な積層凝集を起こして再分散することが非常に困難になり、グラフェンの分散性が低下するために所望の効果を発揮しにくいという課題があった。従って、乾燥粉末化後の再分散性に優れたグラフェン粉末が求められている。
【０００７】
そこで、本発明は、再分散性に優れたグラフェン粉末、およびバリア性または熱伝導性に優れる硬化物を得ることのできる組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、グラフェン表面に、粒径５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の金属および／または金属化合物を含有する粒子が付着してなるグラフェン粉末である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のグラフェン粉末は再分散性が高く、耐腐食性などのバリア性や熱伝導性に優れる組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜グラフェン粉末＞
本発明のグラフェン粉末は、グラフェン表面に、粒径５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の金属および／または金属化合物を含有する粒子が付着してなる。本発明においては、グラフェン粉末の再分散性に影響する指標として、グラフェン表面に付着する金属および／または金属化合物を含有する粒子の粒径に着目した。
（【００１１】以降は省略されています）

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