JP2005263617A - Fullerene surface modifying material and method of manufacturing the same - Google Patents

Fullerene surface modifying material and method of manufacturing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely carry out a surface treatment to make fullerene exist on the surface of a base material such as graphite. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing the fullerene surface modifying base material having the surface on which fullerene exists, the base material and the fullerene are incorporated in a solvent A and are further brought into contact with a solvent B having low solubility to the fullerene. The fullerene is deposited to exist on the surface of the base material by incorporating the solvent B having low solubility to the fullerene. Because the particle diameter of the deposited fullerene is made small, the precision of the surface treatment of the base material is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基材表面にフラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a fullerene surface-modified base material in which fullerenes are present on the surface of the base material and a method for producing the same.

1990年にC60の大量合成法が確立されて以来、フラーレンに関する研究が精力的に展開されている。そして、数多くのフラーレン及びフラーレン誘導体が合成され、その実用化の可能性が研究されてきた。
上記実用化の可能性に関する研究のうちでも、電気電子機器、自動車、建築資材、工業機械の部品など、様々な製品へ応用される表面処理剤としての適用は、フラーレン類の用途として大きく期待される分野の一つであると本発明者は考えている。なぜなら、フラーレン類は、極めて特異的な結合構造、化学的性質、電子状態等に由来する様々な機能を有する。このため、フラーレン類を表面処理剤として利用すれば、フラーレン類が有する上記様々な機能が有効に発揮されるようになると考えられるからである。
Since the establishment of a large-scale synthesis method for C 60 in 1990, research on fullerene has been vigorously developed. Many fullerenes and fullerene derivatives have been synthesized, and the possibility of their practical use has been studied.
Among the above-mentioned studies on the possibility of practical application, application as a surface treatment agent applied to various products such as electrical and electronic equipment, automobiles, building materials, and parts of industrial machinery is highly expected as a use of fullerenes. The inventor believes that this is one of the fields. This is because fullerenes have various functions derived from extremely specific binding structures, chemical properties, electronic states, and the like. For this reason, it is considered that if the fullerenes are used as a surface treatment agent, the various functions of the fullerenes can be effectively exhibited.

特に、上記表面処理剤としての用途を考えた場合、有望な用途としてリチウム二次電池を挙げることができる。リチウム二次電池は、起電力物質であるリチウムの原子量が小さいためエネルギー密度が高く、携帯電話や携帯情報端末(Personal Digital Assistants、PDA)等の電気機器の電源として用いられている。
リチウム二次電池にフラーレン誘導体を用いる技術として、水素化C60又は水素化C70をグラファイトやカーボンの表面に吸着させて負極に用いる技術がある(特許文献1)。この技術においては、水素化C70を溶解させたジクロロナフタレン溶液にSFG44グラファイトを加え、その後上記ジクロロナフタレンをデカンテーションにより除去して、上記グラファイト表面に水素化C70を吸着させている(同文献p.9第13行目から第19行目)。
国際公開第00/31811号パンフレット
In particular, when a use as the surface treatment agent is considered, a promising use is a lithium secondary battery. A lithium secondary battery has a high energy density because of its small atomic weight of lithium as an electromotive substance, and is used as a power source for electric devices such as a mobile phone and a personal digital assistant (PDA).
As a technique using a fullerene derivative in a lithium secondary battery, there is a technique in which hydrogenated C 60 or hydrogenated C 70 is adsorbed on the surface of graphite or carbon and used for a negative electrode (Patent Document 1). In this technique, adding SFG44 graphite dichloronaphthalene solution of a hydrogenated C 70, then the dichloronaphthalene was removed by decantation, and adsorb the hydrogenated C 70 to the graphite surface (ibid p.9 lines 13 to 19).
International Publication No. 00/31811 Pamphlet

しかしながら、水素化C70で表面処理されたグラファイトを、デカンテーションで溶媒を除去することによって得る上記方法は、溶液の除去という操作が必要であり工程の面では手間がかかる傾向にある。
また、上記方法においては、溶媒中に溶解した分子状態の水素化C70がグラファイト表面へ吸着することによってグラファイト表面が処理される。このため、グラファイトの表面処理の精密な制御(表面処理量の制御やグラファイト表面に存在する水素化C70の粒径の制御)が困難となる傾向にある。
However, the surface-treated graphite hydrogenated C 70, the method of obtaining by removing the solvent by decantation tends to takes time in terms of a required operation of removal of the solution process.
In the above method, the hydrogenation C 70 molecules state of being dissolved in the solvent is the graphite surface is treated by adsorption to the graphite surface. Therefore, there is a tendency that precise control of the surface treatment of the graphite (control of the particle size of the hydrogenation C 70 present in the control and the graphite surface of the surface treatment amount) becomes difficult.

さらに、フラーレン及びフラーレン誘導体の種類によってはグラファイト表面に吸着しないものも多いため、上記デカンテーションを用いる方法は、表面処理方法としては適用範囲が極めて狭い方法であると考えられる。
このため、フラーレン類をグラファイト等の基材表面に存在させる際に、表面処理を精密に行う新しい方法の開発が望まれている。
Furthermore, since many types of fullerenes and fullerene derivatives do not adsorb on the graphite surface, the method using decantation is considered to be a method with a very narrow range of application as a surface treatment method.
For this reason, when fullerenes are made to exist on the surface of a substrate such as graphite, it is desired to develop a new method for precisely performing surface treatment.

本発明者は、上記実情に鑑み、基材表面をフラーレン類で処理する際に基材上に存在するフラーレン類の粒径等を精密に制御できる方法について鋭意検討を行った。その結果、フラーレン類が溶解した溶媒Aに溶媒Aと比較してフラーレン類の溶解性が低い溶媒Bを接触させることによりフラーレン類を析出させて、この析出物を基材表面に存在させるようにすれば、基材表面に存在することとなるフラーレン類の制御を良好にできることを見出し、本発明を完成させた。   In view of the above circumstances, the present inventor has intensively studied a method capable of precisely controlling the particle size and the like of fullerenes present on a substrate when the surface of the substrate is treated with fullerenes. As a result, fullerenes are precipitated by bringing solvent B in which fullerenes are dissolved into contact with solvent B having lower solubility of fullerenes than solvent A so that the precipitates are present on the substrate surface. As a result, it was found that the control of fullerenes existing on the surface of the base material can be improved, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1の要旨は、基材及びフラーレン類を溶媒Aに含有させた後、上記溶媒Aよりも上記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させて、上記基材表面に上記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とするフラーレン類表面修飾基材の製造方法に存する。
また、本発明の他の要旨は、フラーレン類及び溶媒Aを含有する組成物αと、上記溶媒Aよりも上記フラーレン類の溶解度が低い溶媒B及び基材を含有する組成物βとを準備した後、上記組成物βと上記組成物αとを接触させて、上記基材表面に上記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とするフラーレン類表面修飾基材の製造方法に存する。
That is, the first gist of the present invention is that after the base material and fullerenes are contained in the solvent A, the solvent A having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further contained, and the surface of the base material is added. The present invention resides in a method for producing a fullerene surface-modified base material, which comprises producing a fullerene surface-modified base material in which the fullerenes are present.
In another aspect of the present invention, a composition α containing fullerenes and a solvent A, and a composition B containing a solvent B and a base material having a solubility of the fullerenes lower than the solvent A are prepared. Thereafter, the composition β and the composition α are brought into contact with each other to produce a fullerene surface-modified base material in which the fullerenes are present on the surface of the base material. Lies in the way.

また、本発明の他の要旨は、フラーレン類を溶媒Aに含有させた後に、上記溶媒Aよりも上記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させ、その後基材を含有させることにより、上記基材表面に上記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とするフラーレン類表面修飾基材の製造方法に存する。
さらに、本発明のさらに他の要旨は、上記フラーレン類表面修飾基材の製造方法によって製造されることを特徴とするフラーレン類表面修飾基材に存する。
Another aspect of the present invention is that after the fullerenes are contained in the solvent A, the solvent A having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further contained, and then the base material is contained. The present invention resides in a method for producing a fullerene surface-modified base material, which comprises producing a fullerene surface-modified base material in which the above-mentioned fullerenes are present on the surface of the base material.
Furthermore, still another subject matter of the present invention resides in a fullerene surface-modified base material produced by the above-described method for producing a fullerene surface-modified base material.

さらに、本発明のさらに他の要旨は、上記基材が炭素性物質であり、上記フラーレン類表面修飾基材がリチウム二次電池用負極材料であることを特徴とするフラーレン類表面修飾基材に存する。
また、本発明のさらに他の要旨は、上記フラーレン類表面修飾基材を含有することを特徴とするリチウム二次電池用の負極に存する。
Furthermore, another gist of the present invention is a fullerene surface-modified base material, wherein the base material is a carbonaceous material, and the fullerene surface-modified base material is a negative electrode material for a lithium secondary battery. Exist.
Still another subject matter of the present invention lies in a negative electrode for a lithium secondary battery, characterized by containing the above-mentioned fullerene surface-modified base material.

そして、本発明のさらに他の要旨は、上記負極を用いることを特徴とするリチウム二次電池に存する。
なお、本発明において「フラーレン類」としては、通常、
(イ)フラーレン
(ロ)フラーレン誘導体、フラーレンを有する錯体、金属内包フラーレン(メタロフラーレン)等のフラーレン骨格を有する物質
(ハ)フラーレン類が有する球殻構造同士が直接又は少なくとも1つの原子を介して結合した状態にある複数のフラーレン骨格を分子内に有するフラーレン類、
(ニ)上記(イ)、(ロ)、(ハ)のフラーレン類を任意に混合したもの
を挙げることができる。
Still another subject matter of the present invention resides in a lithium secondary battery using the negative electrode.
In the present invention, the “fullerenes” are usually
(I) Fullerenes (b) Fullerene derivatives, fullerene-containing complexes, metal-encapsulated fullerenes (metallofullerenes) and other substances having a fullerene skeleton (c) Full-shell structures of fullerenes are directly or via at least one atom Fullerenes having a plurality of fullerene skeletons in a bonded state in the molecule;
(D) The above-mentioned (A), (B), and (C) fullerenes may be arbitrarily mixed.

ここで、フラーレンとは複数の炭素で構成される球殻状又は略球殻状分子を指し、フラーレン骨格とは複数の炭素で構成される球殻構造又は略球殻状の構造をいう。なお、上記球殻状又は略球殻状分子及び上記球殻構造又は略球殻状の構造においては、これを構成する炭素の一部が欠損していてもよい。
また、本発明において、「基材表面にフラーレン類が存在する」とは、フラーレン類表面修飾基材製造後の実際の用途に用いられる前の状態において、フラーレン類が上記球殻構造又は略球殻状の構造を維持した状態で基材表面上に存在することをいう。つまり、フラーレン類表面修飾基材が実際に用いられる用途(例えばリチウム二次電池)によっては、フラーレン類の上記球殻構造又は略球殻状の構造の全部又は一部が欠損または破壊される場合があるが、このようなフラーレン類表面修飾基材であっても、本発明におけるフラーレン類表面修飾基材に含まれるものである。
Here, fullerene refers to a spherical shell-like or substantially spherical shell-like molecule composed of a plurality of carbons, and fullerene skeleton refers to a spherical shell structure or a substantially spherical shell-like structure composed of a plurality of carbons. In the spherical shell-like or substantially spherical shell-like molecule and the spherical shell-like structure or substantially spherical shell-like structure, a part of carbon constituting this may be deficient.
Further, in the present invention, “fullerenes are present on the surface of a substrate” means that the fullerenes are in the above-mentioned spherical shell structure or substantially spherical shape in a state before being used for actual use after the production of a fullerene surface-modified substrate. It means that it exists on the surface of the substrate while maintaining a shell-like structure. In other words, depending on the application in which the fullerene surface modification base material is actually used (for example, a lithium secondary battery), all or part of the above-mentioned spherical shell structure or substantially spherical shell-like structure of fullerenes is lost or destroyed. However, even such a fullerene surface-modified base material is included in the fullerene surface-modified base material in the present invention.

なお、例えば、フラーレンやフラーレン誘導体の分子が単独又は凝集体で基材表面に吸着しているような場合は「フラーレン類が基材表面に存在している」状態である。また、例えば基材が多孔体であるような場合には、フラーレン類が存在可能な孔の中の領域は、基材表面に含まれるものとする。   In addition, for example, when the molecules of fullerene or fullerene derivative are adsorbed on the surface of the substrate alone or in the form of aggregates, the state is “fullerenes are present on the surface of the substrate”. For example, when the substrate is a porous body, the region in the hole where the fullerenes can exist is included in the substrate surface.

本発明によれば、フラーレン類を基材表面に存在させる際に、表面処理を精密に行うことができる。   According to the present invention, when the fullerenes are present on the surface of the substrate, the surface treatment can be performed precisely.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本発明のフラーレン類表面修飾基材の製造方法の大きな特徴は、フラーレン類の溶解性が低い溶媒Bを接触させてフラーレン類を基材表面に晶析させる点にある。このような手法を用いることにより、基材表面へのフラーレン類の修飾を均一に行いやすくなる利点がある。また、上記手法を用いることにより、微粒子のフラーレン類を修飾させやすくなる。このため、フラーレン類の添加量(修飾量)を少なくした場合においても、フラーレン類による表面修飾効果が十分に発揮されやすくなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
A major feature of the method for producing a fullerene surface-modified base material of the present invention is that the fullerenes are crystallized on the surface of the base material by contacting with a solvent B having low solubility of fullerenes. By using such a technique, there is an advantage that it is easy to uniformly modify fullerenes on the surface of the substrate. Moreover, it becomes easy to modify the fullerenes of fine particles by using the above method. For this reason, even when the addition amount (modification amount) of fullerenes is reduced, the surface modification effect by fullerenes can be sufficiently exhibited.

フラーレン類表面修飾基材において、フラーレン類の修飾による効果は、フラーレン類と基材又は他の物質との界面で発現されると考えられる。この場合、フラーレン類を微粒化して基材表面に存在させれば、フラーレン類の比表面積を増加させることができる。このため、フラーレン類の添加量(修飾量)を少なくしてもより効率的に表面修飾効果を得やすくなり、系の設計においても有利となる。   In the fullerene surface-modified base material, it is considered that the effect of modification of fullerenes is expressed at the interface between the fullerenes and the base material or another substance. In this case, the specific surface area of the fullerenes can be increased if the fullerenes are atomized and present on the surface of the substrate. For this reason, even if the addition amount (modification amount) of fullerenes is reduced, it becomes easier to obtain the surface modification effect more efficiently, which is advantageous in system design.

本発明のフラーレン類表面修飾基材の製造方法は、大きく3つに分けることができる。以下それぞれの製造方法を「第1の製造方法」、「第2の製造方法」、「第3の製造方法」として、さらに詳細に説明する。
A.第1の製造方法
第1の製造方法(以下製法1という場合がある。)は、
基材及びフラーレン類を溶媒Aに含有させた後、
前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させて、
前記基材表面に前記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とする。
The production method of the fullerene surface-modified base material of the present invention can be roughly divided into three. Hereinafter, the respective production methods will be described in more detail as “first production method”, “second production method”, and “third production method”.
A. First Production Method The first production method (hereinafter sometimes referred to as production method 1) is:
After containing the base material and fullerene in the solvent A,
A solvent B having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further included;
A fullerene surface-modified base material in which the fullerenes are present on the surface of the base material is manufactured.

以下、製法1についてさらに詳細に説明するが、説明の便宜上、製法1のうち、「基材及びフラーレン類を溶媒Aに含有させる」工程を工程1と、「前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させる」工程を工程2と呼ぶ。
A−1.基材
基材は、一定の形状を保持するものであれば特に限定されず、例えば板状や粉体状の形態を挙げることができる。
Hereinafter, the production method 1 will be described in more detail. For convenience of explanation, in the production method 1, the step of “containing the base material and fullerenes in the solvent A” includes the step 1 and “the fullerenes of the fullerenes more than the solvent A”. The process of “further containing solvent B having low solubility” is referred to as process 2.
A-1. Base material The base material is not particularly limited as long as it maintains a certain shape, and examples thereof include a plate shape and a powder shape.

基材表面にフラーレン類を存在させた後に熱処理するような場合、基材に耐熱性が必要となる場合もあるため、基材の融点は、通常100℃以上、好ましくは200℃以上、より好ましくは500℃以上とする。一方、基材の融点は、通常4000℃以下、好ましくは3500℃以下、より好ましくは3000℃以下とする。
基材が板状の場合における基材の膜厚は、用途によっても大きく異なるものであるが、通常1μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは100μm以上である。一方、基材の膜厚は、通常1m以下、好ましくは10cm以下、より好ましくは1cm以下、最も好ましくは1mm以下である。
When heat treatment is performed after fullerenes are present on the surface of the base material, the base material may require heat resistance. Therefore, the melting point of the base material is usually 100 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher, more preferably. Is 500 ° C. or higher. On the other hand, the melting point of the substrate is usually 4000 ° C. or lower, preferably 3500 ° C. or lower, more preferably 3000 ° C. or lower.
The film thickness of the substrate in the case where the substrate is plate-like varies greatly depending on the application, but is usually 1 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 100 μm or more. On the other hand, the film thickness of the substrate is usually 1 m or less, preferably 10 cm or less, more preferably 1 cm or less, and most preferably 1 mm or less.

上述の通り、基材は粉体状であってもよい。基材が粉体状であるとは、基材が粒子状であることを意味する。ここで、基材が粒子状であるとは、基材が一つの粒子からなる場合(一次粒子である場合)及び、基材が複数の粒子が凝集して形成されている場合(二次粒子である場合)のいずれの場合も含む。
基材が粒子状の場合における基材の粒径は、用途によっても大きく異なるものであるが、通常1nm以上、好ましくは10nm以上、より好ましくは100nm以上であり、一方、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。
As described above, the substrate may be in powder form. That the base material is powdery means that the base material is particulate. Here, the base material is in the form of particles when the base material is composed of a single particle (when it is a primary particle) and when the base material is formed by agglomerating a plurality of particles (secondary particles). In any case).
The particle size of the substrate in the case where the substrate is in a particulate form varies greatly depending on the use, but is usually 1 nm or more, preferably 10 nm or more, more preferably 100 nm or more, while usually 1 mm or less, preferably It is 100 μm or less, more preferably 50 μm or less.

なお、基材の形状が不定形である場合(例えば、基材がH型鉄鋼、住宅建設用のプラスチック部材等である場合)は、フラーレン類で被覆したその基材(部材)の該当部分における、基材の実効的な厚みを考えれば良い。同様に、直径が1mmより大きい粒子状の基材は、粉体(粒子)というよりは塊というべきものである。このため、このような基材は板状と同様に考えればよい。例えば、直径1mの球体に対しては、厚みが1mの板状の基材と同様に考えればよい。   In addition, when the shape of the base material is indefinite (for example, when the base material is H-type steel, a plastic member for housing construction, etc.), in the corresponding part of the base material (member) covered with fullerenes The effective thickness of the substrate may be considered. Similarly, a particulate substrate having a diameter larger than 1 mm should be a mass rather than a powder (particle). For this reason, such a base material may be considered in the same manner as a plate shape. For example, for a sphere having a diameter of 1 m, it may be considered similarly to a plate-like substrate having a thickness of 1 m.

基材の材料としては、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択されるものであり、有機材料または無機材料のいずれを使用することもできる。このような基材の材料としては、例えば、金属、金属化合物、半導体、ガラス類、セラミック類、炭素性物質、及び高分子材料からなる群から選ばれる少なくとも1つを挙げることができる。
無機材料としては、金属(純金属および合金)、金属化合物、半導体(例えばSi、Ge、GaAsに代表されるIII−V族半導体、Zn−Seに代表されるII−VI族半導体)、ガラス類、コンクリート、アスファルト、各種セラミック類、各種岩石、木等の木材等を挙げることができる。
The material for the base material is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application, and either an organic material or an inorganic material can be used. Examples of such a base material include at least one selected from the group consisting of metals, metal compounds, semiconductors, glasses, ceramics, carbonaceous materials, and polymer materials.
Examples of inorganic materials include metals (pure metals and alloys), metal compounds, semiconductors (for example, III-V semiconductors represented by Si, Ge, GaAs, II-VI semiconductors represented by Zn-Se), and glasses. And concrete, asphalt, various ceramics, various rocks, wood and other wood.

これらの中でも機能性が高いことから、金属、金属化合物、半導体、ガラス類、セラミック類が好ましい。
金属としては、例えば純金属および合金を挙げることができる。具体的には、Fe(鉄)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、W(タングステン)、Ag(銀)、Au(金)、Pt(白金)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Li(リチウム)、Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、In(インジウム)、Ta(タンタル)、Nb(ニオブ)、Y(イットリウム)、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、Pb(鉛)等の単体または合金を挙げることができる。
Of these, metals, metal compounds, semiconductors, glasses, and ceramics are preferred because of their high functionality.
Examples of the metal include pure metals and alloys. Specifically, Fe (iron), Cu (copper), Ni (nickel), Co (cobalt), W (tungsten), Ag (silver), Au (gold), Pt (platinum), Ti (titanium), Al (aluminum), Li (lithium), Mo (molybdenum), Cr (chromium), In (indium), Ta (tantalum), Nb (niobium), Y (yttrium), Sn (tin), Zn (zinc), A simple substance such as Pb (lead) or an alloy can be used.

金属化合物としては、例えば、金属の酸化物、金属の複合酸化物、金属の硫化物、金属の弗化物、金属の塩化物、その他金属塩のイオン性結晶を挙げることができる。金属化合物としては、具体的には、酸化鉄、酸化銀、酸化アルミ(アルミナ)、酸化銅、酸化チタン(チタニア)、酸化ケイ素(シリカ)、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化イットリウム、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン、窒化タングステン、炭化クロム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物、酸化マンガン、酸化バナジウム等を挙げることができる。   Examples of the metal compound include metal oxides, metal composite oxides, metal sulfides, metal fluorides, metal chlorides, and other ionic crystals of metal salts. Specific examples of the metal compound include iron oxide, silver oxide, aluminum oxide (alumina), copper oxide, titanium oxide (titania), silicon oxide (silica), zirconium oxide, chromium oxide, yttrium oxide, titanium carbide, and nitride. Examples thereof include titanium, tungsten carbide, tungsten nitride, chromium carbide, silicon carbide, silicon nitride, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide, manganese oxide, and vanadium oxide.

半導体としては、例えば、Si、Ge、GaAsに代表されるIII−V族、Zn−Seに代表されるII−VI半導体を挙げることができる。
半導体化合物としては、上記半導体の酸化物、上記半導体の複合酸化物、上記半導体の硫化物、上記半導体の弗化物、上記半導体の塩化物を挙げることができる。
ガラス類としては、各種のケイ酸塩ガラス、リンケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、石英ガラスを挙げることができる。
Examples of the semiconductor include III-V groups represented by Si, Ge, and GaAs, and II-VI semiconductors represented by Zn-Se.
Examples of the semiconductor compound include the oxide of the semiconductor, the composite oxide of the semiconductor, the sulfide of the semiconductor, the fluoride of the semiconductor, and the chloride of the semiconductor.
Examples of the glass include various silicate glasses, phosphosilicate glasses, borosilicate glasses, and quartz glasses.

セラミック類としては、金属の酸化物、金属の複合酸化物に分類されるものが多いが、結晶構造、組成がより不定形となっている場合が多い。さらには各種陶磁器を挙げることができる。
上記無機材料のうち、より具体的には、Fe(鉄)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、W(タングステン)、Ag(銀)、Au(金)、Pt(白金)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、In(インジウム)、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、Pb(鉛)等の金属、顔料として用いられる酸化鉄、アルミナ、シリカ、及びチタニア、リチウム二次電池の正極活物質として用いられるリチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物、酸化マンガン(MnO)、酸化バナジウム(V25、V613)等の金属化合物が特に好ましい。
Many ceramics are classified into metal oxides and metal complex oxides, but the crystal structure and composition are often more irregular. Furthermore, various ceramics can be mentioned.
Among the above inorganic materials, more specifically, Fe (iron), Cu (copper), Ni (nickel), Co (cobalt), W (tungsten), Ag (silver), Au (gold), Pt (platinum) ), Ti (titanium), Al (aluminum), In (indium), Sn (tin), Zn (zinc), Pb (lead) and other metals, iron oxides used as pigments, alumina, silica, titania, lithium Metals such as lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide, manganese oxide (MnO), vanadium oxide (V 2 O 5 , V 6 O 13 ) used as a positive electrode active material for secondary batteries Compounds are particularly preferred.

本願発明の表面処理の効果が顕著に発揮される点で好ましいのは、Fe(鉄)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、W(タングステン)、Ag(銀)、Au(金)、Pt(白金)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、In(インジウム)、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、Pb(鉛)等の金属、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物等の金属化合物である。   In view of the remarkable effect of the surface treatment of the present invention, Fe (iron), Cu (copper), Ni (nickel), Co (cobalt), W (tungsten), Ag (silver), Au are preferable. (Gold), Pt (platinum), Ti (titanium), Al (aluminum), In (indium), Sn (tin), Zn (zinc), Pb (lead) and other metals, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel Metal compounds such as composite oxides and lithium manganese composite oxides.

有機材料としては、有機化合物であれば特に限定されるものではないが、例えば、炭素性物質や高分子材料を挙げることができる。
例えばフラーレン類表面修飾基材の用途としてリチウム二次電池を考慮した場合は、機能性が高いことから、炭素性物質が好適に用いられる。また、高分子材料の耐熱性を向上させるためにフラーレン類を用いる場合には、当然ながら基材としては高分子材料が用いられる。
Although it will not specifically limit if it is an organic compound as an organic material, For example, a carbonaceous substance and a polymeric material can be mentioned.
For example, when a lithium secondary battery is considered as an application of the fullerene surface modification base material, a carbonaceous material is preferably used because of its high functionality. Further, when fullerenes are used to improve the heat resistance of the polymer material, the polymer material is naturally used as the substrate.

炭素性物質としては、例えば、グラファイト等の黒鉛材料、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチもしくは石油系ピッチの炭化物、またはこれらのピッチを酸化処理したもの、ニードルコークス、ピッチコークス、フェノール樹脂、結晶セルロース等を挙げることができる。さらに、上記炭素性物質を一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等を挙げることもできる。   Examples of the carbonaceous material include graphite materials such as graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch or carbides of petroleum-based pitch, or those obtained by oxidizing these pitches, needle coke, pitch coke, and phenol resin. And crystalline cellulose. Furthermore, carbon materials, furnace black, acetylene black, pitch-based carbon fibers, and the like that are partially graphitized from the above carbonaceous materials can also be exemplified.

これらの炭素性物質の中でも、好ましいのはコークスおよびグラファイト等の黒鉛材料であるが、例えばリチウム二次電池等に用いた場合に容量が大きい点から、グラファイト等の黒鉛材料が特に好ましい。
黒鉛材料としては、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛粉末およびその精製品、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックの黒鉛化品、気相成長炭素繊維等の炭素繊維が挙げられる。これらの中でも、容量の点から、人造黒鉛または天然黒鉛が好ましく、リチウム二次電池等に用いた場合には電池性能を制御しやすいことから人造黒鉛が特に好ましい。これらの黒鉛材料は、表面をアモルファス処理したものであってもよい。
Among these carbonaceous substances, graphite materials such as coke and graphite are preferable, but graphite materials such as graphite are particularly preferable because they have a large capacity when used in, for example, a lithium secondary battery.
Examples of the graphite material include graphite powders such as artificial graphite and natural graphite and purified products thereof, graphitized products of conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black, and carbon fibers such as vapor-grown carbon fibers. Among these, from the viewpoint of capacity, artificial graphite or natural graphite is preferable, and when used in a lithium secondary battery or the like, artificial graphite is particularly preferable because battery performance is easily controlled. These graphite materials may have a surface subjected to an amorphous treatment.

高分子材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン、スチレンブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、酪酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、セロファン、セルロイド、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。   Polymer materials include polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene, polybutadiene, polystyrene, styrene butadiene resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, ethylene vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate , Polytetrafluoroethylene, ethylene polytetrafluoroethylene copolymer, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polyethersulfone, polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyoxy Benzoyl, polyetherketone, polyetherimide, cellulose acetate, cellulose butyrate, Carboxymethylcellulose, cellophane, celluloid, phenol resin, novolac resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, alkyd resin, epoxy resin, urethane resin, and silicone resin.

これら高分子材料の中でも、工業的な観点から好ましいのは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン、スチレンブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、酪酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、セロファン、セルロイド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂である。
A−2.フラーレン類
フラーレン類としては、例えば、フラーレン、フラーレン誘導体等のフラーレン骨格を有する物質を用いることができる。以下、これらフラーレン骨格を有する物質の代表例として、フラーレン及びフラーレン誘導体について説明する。なお、フラーレン、フラーレン誘導体を用いる場合においては、本発明の要旨の範囲内で、フラーレンとフラーレン誘導体との混合物を任意の割合で用いてもよい。
Among these polymer materials, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene, polybutadiene, polystyrene, styrene butadiene resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, and ethylene vinyl acetate are preferable from an industrial viewpoint. Polymer, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polytetrafluoroethylene, ethylene polytetrafluoroethylene copolymer, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyphenylene ether, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polyethersulfone, polyimide, Polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyoxybenzoyl, polyetherketone, polyetherimide, cellulose acetate Scan, a butyrate, carboxymethyl cellulose, cellophane, celluloid, phenol resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, alkyd resin, epoxy resin, urethane resin, silicone resin.
A-2. Fullerenes As fullerenes, for example, a substance having a fullerene skeleton such as fullerene or a fullerene derivative can be used. Hereinafter, fullerenes and fullerene derivatives will be described as representative examples of these substances having a fullerene skeleton. In addition, when using fullerene and a fullerene derivative, you may use the mixture of fullerene and a fullerene derivative in arbitrary ratios within the range of the summary of this invention.

フラーレンとは球殻状炭素分子を指す。用いるフラーレンとしては、本発明の目的を満たす限り限定されないが、C60、C70、C74、C76、C78、C80、C82、C84、C86、C88、C90、C92、C94、C96、C98、C100等を用いることができる。また、フラーレンの具体例としては、上記C60、C70、C74、C76、C78、C80、C82、C84、C86、C88、C90、C92、C94、C96、C98、C100等の2量体、3量体等を挙げることもできる。これらフラーレンは、本発明の要旨の範囲内において、複数種類を任意の割合で併用してもよいことはいうまでもない。 Fullerene refers to a spherical carbon molecule. The fullerene used is not limited as long as the object of the present invention is satisfied, but C 60 , C 70 , C 74 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , C 86 , C 88 , C 90 , C can be used 92, C 94, C 96, C 98, C 100 , and the like. Specific examples of fullerene include C 60 , C 70 , C 74 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , C 86 , C 88 , C 90 , C 92 , C 94 , C Dimers and trimers such as 96 , C 98 and C 100 can also be mentioned. Needless to say, these fullerenes may be used in combination of a plurality of types in any ratio within the scope of the present invention.

これらフラーレンの中でも好ましいのは、C60、C70、又はこれらの2量体、3量体である。C60、C70は溶媒への溶解性も高いため、基材の表面処理が行いやすいという利点がある。また、C60、C70は工業的に得やすい利点もある。好ましいのはC60とC70とをともに用いることである。この組み合わせで用いることにより、基材表面に対する均一分散性が高くなるからである。C60及びC70を用いる場合においても、他のフラーレン(例えば、C76、C78、C84)がフラーレン類に含有されていてもよいことはいうまでもない。 Among these fullerenes, C 60 , C 70 , or a dimer or trimer thereof is preferable. Since C 60 and C 70 have high solubility in a solvent, there is an advantage that the surface treatment of the substrate can be easily performed. C 60 and C 70 also have an advantage that can be easily obtained industrially. Preference is given to using both C 60 and C 70 . It is because the uniform dispersibility with respect to the substrate surface is increased by using this combination. Even when C 60 and C 70 are used, it goes without saying that other fullerenes (eg, C 76 , C 78 , C 84 ) may be contained in the fullerenes.

60およびC70を併用する場合、C60:C70の重量比を、通常99:1〜1:99、特に95:5〜10:90、中でも90:10〜20:80の範囲とすることが好ましい。上記範囲内で用いることにより、C60とC70との相互作用が良好となり、分散安定性が向上するからである。
フラーレンは、通常、抵抗加熱法、レーザー加熱法、アーク放電法、燃焼法などにより得られたフラーレン含有スートから抽出分離することによって得られる。この際、スートからフラーレンを完全に分離する必要は必ずしもなく、性能を損なわない範囲でスート中のフラーレンの含有率を調整することができる。
When C 60 and C 70 are used in combination, the weight ratio of C 60 : C 70 is usually in the range of 99: 1 to 1:99, particularly 95: 5 to 10:90, especially 90:10 to 20:80. It is preferable. By using within the above range, the interaction between C 60 and C 70 becomes good, and the dispersion stability is improved.
Fullerene is usually obtained by extraction and separation from fullerene-containing soot obtained by a resistance heating method, a laser heating method, an arc discharge method, a combustion method or the like. At this time, it is not always necessary to completely separate fullerene from the soot, and the content of fullerene in the soot can be adjusted within a range not impairing the performance.

フラーレンは、常温(25℃)、常湿(50%RH)では、通常粉末状の性状を有し、その二次粒径は、通常10nm以上、好ましくは15nm以上、より好ましくは20nm以上、特に好ましくは50nm以上であり、通常1mm以下、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下である。
フラーレン誘導体とは、上記のフラーレンを構成する少なくとも1つの炭素に有機化合物の一部分を形成する原子団や無機元素からなる原子団が結合した化合物をいう。
Fullerenes usually have powdery properties at normal temperature (25 ° C.) and normal humidity (50% RH), and their secondary particle size is usually 10 nm or more, preferably 15 nm or more, more preferably 20 nm or more, particularly The thickness is preferably 50 nm or more, and usually 1 mm or less, preferably 500 μm or less, and more preferably 100 μm or less.
The fullerene derivative refers to a compound in which an atomic group forming a part of an organic compound or an atomic group composed of an inorganic element is bonded to at least one carbon constituting the fullerene.

フラーレン誘導体の骨格として用いるフラーレンとしては、上記のC60、C70、C74、C76、C78、C80、C82、C84、C86、C88、C90、C92、C94、C96、C98、C100等を用いることができる。つまり、フラーレン誘導体としては、C60の誘導体、C70の誘導体、C74の誘導体、C76の誘導体、C78の誘導体、C80の誘導体、C82の誘導体、C84の誘導体、C86の誘導体、C88の誘導体、C90の誘導体、C92の誘導体、C94の誘導体、C96の誘導体、C98の誘導体、及びC100の誘導体を挙げることができる。これらフラーレン誘導体は、本発明の要旨の範囲内において、複数種類を任意の割合で併用してもよいことはいうまでもない。 As the fullerene used as the skeleton of the fullerene derivative, the above C 60 , C 70 , C 74 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , C 86 , C 88 , C 90 , C 92 , C 94 are used. , C 96 , C 98 , C 100 and the like can be used. That is, as the fullerene derivatives, C 60 derivatives, C 70 derivatives, C 74 derivatives, C 76 derivatives, C 78 derivatives, C 80 derivatives, C 82 derivatives, C 84 derivatives, C 86 derivatives, Derivatives, C 88 derivatives, C 90 derivatives, C 92 derivatives, C 94 derivatives, C 96 derivatives, C 98 derivatives, and C 100 derivatives. Needless to say, these fullerene derivatives may be used in combination at an arbitrary ratio within the scope of the present invention.

この他フラーレン誘導体の具体例としては、例えば、水素化フラーレン、酸化フラーレン、水酸化フラーレン、ハロゲン(F、Cl、Br、I)化フラーレン、スルホン化フラーレン、ビフェニルフラーレン(単数又は複数のビフェニリル基がフラーレンの球殻構造に結合したフラーレン誘導体)等を用いることができる。フラーレン誘導体を得るために用いるフラーレンとしては、本発明の目的を満たす限り限定されず、上記具体的に示したフラーレンのいずれを用いてもよい。   Specific examples of other fullerene derivatives include, for example, hydrogenated fullerenes, oxidized fullerenes, hydroxylated fullerenes, halogenated (F, Cl, Br, I) fullerenes, sulfonated fullerenes, biphenylfullerenes (one or a plurality of biphenylyl groups). For example, a fullerene derivative bonded to the spherical shell structure of fullerene) can be used. The fullerene used for obtaining the fullerene derivative is not limited as long as the object of the present invention is satisfied, and any of the fullerenes specifically shown above may be used.

本発明で用いるフラーレン誘導体は、フラーレンを構成する1以上の炭素に所定の基が結合していたものである。フラーレンを構成する炭素のうち、所定の基が結合する炭素としては、C60分子を例に取れば、C60分子中の(6−6)結合を構成する2個の炭素原子を好ましく挙げることができる。これは、上記(6−6)結合を形成する2個の炭素原子の電子吸引性が高くなっているからである。結合される基は、(6−6)結合のいずれかの炭素又は両方の炭素に結合する場合が考えられ、両方の炭素に結合する場合は、両方の炭素に同一の基が結合する場合、異なる基が結合する場合、及び、両方の炭素が環の一部となるように環化付加する場合を挙げることができる。 The fullerene derivative used in the present invention is one in which a predetermined group is bonded to one or more carbons constituting the fullerene. Of the carbons constituting the fullerene, the carbon to which a predetermined group is bonded preferably includes two carbon atoms constituting the (6-6) bond in the C 60 molecule, taking the C 60 molecule as an example. Can do. This is because the electron withdrawing property of the two carbon atoms forming the (6-6) bond is high. The group to be bonded may be bonded to either carbon or both carbons of the (6-6) bond, and when bonded to both carbons, when the same group is bonded to both carbons, Examples include cases where different groups are bonded, and cases where cycloaddition is performed so that both carbons are part of the ring.

環化付加する場合としては、3員環、4員環、5員環、6員環を形成する各種の反応があり、環の構成分子にさらに置換基を有するものを用いることにより様々なフラーレン誘導体を得ることができる。
60分子を例に取ると、3員環形成の付加反応としては(6−5)開環系フレロイドや(6−6)閉環系メタノフラーレンが挙げられる。フレロイドやメタノフラーレンにおいて付加された炭素原子はメチレン基であるが、このメチレン基の2個の水素を所定の置換基で置換すれば、より高次の誘導体が得られる。窒素原子により3員環を形成する場合はアザフレロイドとなり、窒素原子が有する3つの結合手のうち、フラーレン部分に結合する2つの結合手以外の結合手に結合する基を置換することにより多様な誘導体を得ることができる。
Cycloaddition includes various reactions that form 3-membered, 4-membered, 5-membered, and 6-membered rings, and various fullerenes can be obtained by using those having additional substituents in the ring constituent molecules. Derivatives can be obtained.
Taking the C 60 molecule as an example, the addition reaction for the formation of a three-membered ring includes (6-5) ring-opening fulleroid and (6-6) ring-closing methanofullerene. The carbon atom added in the fulleroid or methanofullerene is a methylene group, but a higher-order derivative can be obtained by substituting two hydrogens of the methylene group with a predetermined substituent. When a three-membered ring is formed by a nitrogen atom, it becomes an azafulleroid, and various derivatives are obtained by substituting groups bonded to bonds other than the two bonds bonded to the fullerene moiety among the three bonds of the nitrogen atom. Can be obtained.

60分子における5員環を形成する付加としては、ピラゾリン縮合体、オキサゾリジン縮合体、ジヒドロフラン縮合体、ピロリジン縮合体などを形成するものが挙げられる。また、C60分子における6員環を形成する付加としては、ジエン類を付加する反応が知られている。そして、上記5又は6員環を形成する原子に結合する基を置換することによって、より高次の誘導体が得られることとなる。また、5又は6員環においては、環を形成する原子数が多いことから、置換基を導入できる部位も複数あり多様な誘導体を形成することが可能となる。 Additions that form a 5-membered ring in the C 60 molecule include those that form pyrazoline condensates, oxazolidine condensates, dihydrofuran condensates, pyrrolidine condensates and the like. In addition, as an addition for forming a 6-membered ring in the C 60 molecule, a reaction for adding a diene is known. And a higher order derivative will be obtained by substituting the group couple | bonded with the atom which forms the said 5 or 6 membered ring. In addition, in a 5- or 6-membered ring, since the number of atoms forming the ring is large, there are a plurality of sites where substituents can be introduced, and various derivatives can be formed.

フラーレン誘導体を合成する他の方法としては、以下のような方法を挙げることができる。
例えば、求核負荷反応においては、有機リチウム試薬やグリニャール試薬などとの反応により、アルキル基やフェニル基などをフラーレンに導入することができる。また、例えば、同じく炭素求核剤であるシアン化ナトリウムとの反応によれば、シアノ基をフラーレンに導入することができる。このように、導入される基は用いられる試薬により変更することができる。上記求核付加反応や、シアン化ナトリウムとの反応により合成されるフラーレン誘導体は、アニオンとして塩を形成することもできるが、アニオンを求電子剤で捕捉することにより1,2―ジヒドロフラーレン誘導体とすることが多い。プロトンで捕捉すれば1,2―ジヒドロフラーレン誘導体の1置換体を得ることができ、求電子剤の種類によれば第2の置換基としてメチル基やシアノ基を有する1,2―ジヒドロフラーレン誘導体の2置換体を得ることができる。求核付加反応では他にシリルリチウムとの反応やアミンとの反応によりフラーレン誘導体を合成することもできる。
Other methods for synthesizing fullerene derivatives include the following methods.
For example, in a nucleophilic loading reaction, an alkyl group, a phenyl group, or the like can be introduced into fullerene by a reaction with an organolithium reagent, a Grignard reagent, or the like. Also, for example, according to the reaction with sodium cyanide, which is also a carbon nucleophile, a cyano group can be introduced into fullerene. Thus, the group to be introduced can be changed depending on the reagent used. The fullerene derivative synthesized by the above nucleophilic addition reaction or reaction with sodium cyanide can form a salt as an anion, but by capturing the anion with an electrophile, the 1,2-dihydrofullerene derivative and Often to do. A mono-substituted product of a 1,2-dihydrofullerene derivative can be obtained by capturing with a proton, and depending on the type of electrophile, a 1,2-dihydrofullerene derivative having a methyl group or a cyano group as the second substituent Can be obtained. In the nucleophilic addition reaction, a fullerene derivative can also be synthesized by a reaction with silyllithium or a reaction with an amine.

また、酸化反応、還元反応によれば水素化フラーレンや酸化フラーレン、水酸化フラーレンを得ることができる。またラジカル反応によりフッ素などのハロゲンを導入することも可能である。
フラーレン誘導体を得るために、フラーレンに直接結合させる基又はフラーレンを環化付加した場合に付加した環を構成する元素が形成する基の式量としては、通常1以上、好ましくは6以上、より好ましくは16以上、さらに好ましくは20以上とする。式量を6以上とすれば、立体的に比較的大きい基(例えば、式量7となるLi)をフラーレン骨格に結合させることができ、フラーレン誘導体が安定化するものと考えられる。また、式量の上限は特に制限されず、上記基がポリマーのような高分子量のものであってもよい。但し、立体障害の点からは、式量は、1000以下にすることが好ましく、より好ましくは500以下、さらに好ましくは300以下、特に好ましくは200以下とする。
In addition, hydrogenated fullerene, oxidized fullerene, and fullerene hydroxide can be obtained by an oxidation reaction or a reduction reaction. It is also possible to introduce halogen such as fluorine by radical reaction.
In order to obtain a fullerene derivative, the formula weight of a group directly bonded to fullerene or a group formed by an element constituting a ring added when fullerene is cyclized is usually 1 or more, preferably 6 or more, more preferably Is 16 or more, more preferably 20 or more. If the formula weight is 6 or more, it is considered that a sterically relatively large group (for example, Li having formula weight 7) can be bonded to the fullerene skeleton, and the fullerene derivative is stabilized. Further, the upper limit of the formula weight is not particularly limited, and the above group may have a high molecular weight such as a polymer. However, from the viewpoint of steric hindrance, the formula weight is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 300 or less, and particularly preferably 200 or less.

フラーレン誘導体を得るために、フラーレンに直接結合させる基又はフラーレンを環化付加した場合に付加した環を構成する元素が形成する基としては、特に制限はないが、工業的に得やすい点から、水素原子、アルカリ金属原子、カルコゲン原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環基、酸素を含む特性基、硫黄を含む特性基、及び窒素を含む特性基からなる群から選ばれる1つであることが好ましい。   In order to obtain a fullerene derivative, a group directly bonded to fullerene or a group formed by an element constituting a ring added when fullerene is cyclized and added is not particularly limited. A group consisting of a hydrogen atom, an alkali metal atom, a chalcogen atom, a halogen atom, an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, a heterocyclic group, a characteristic group containing oxygen, a characteristic group containing sulfur, and a characteristic group containing nitrogen It is preferable that it is one selected from.

アルカリ金属原子としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムを挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、リチウム、ナトリウム、カリウムである。
カルコゲン原子としては、例えば酸素、イオウ、セレン、テルルを挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、酸素、イオウである。
Examples of the alkali metal atom include lithium, sodium, potassium and rubidium, but lithium, sodium and potassium are preferred from the viewpoint of easy industrial synthesis.
Examples of the chalcogen atom include oxygen, sulfur, selenium, and tellurium, but oxygen and sulfur are preferable from the viewpoint of easy industrial synthesis.

ハロゲン原子としては、例えばフッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素である。尚、ハロゲン原子を含む基、例えばヨードシル基を用いてもよい。
脂肪族炭化水素基のうち、脂鎖式炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル基、エチニル基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは、メチル基、エチル基、プロピル基である。
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine, but fluorine, chlorine, bromine and iodine are preferable from the viewpoint of easy industrial synthesis. A group containing a halogen atom such as an iodosyl group may be used.
Among the aliphatic hydrocarbon groups, examples of the alicyclic hydrocarbon group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, and isopentyl. Group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group , 2-pentenyl group and ethynyl group. A methyl group, an ethyl group, and a propyl group are preferable from the viewpoint of easy industrial synthesis.

脂肪族炭化水素基のうち、脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−シクロヘキセニル基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは、シクロヘキシル基である。
芳香族炭化水素基としては、例えばフェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、クメニル基、ベンジル基、ジフェニルメチル基、トリフェニルメチル基、スチリル基、ビフェニリル基、ナフチル基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは、フェニル基、ベンジル基、ビフェニリル基である。
Among the aliphatic hydrocarbon groups, examples of the alicyclic hydrocarbon group include a cyclopropyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a 1-cyclohexenyl group. From the viewpoint of easy industrial synthesis, a cyclohexyl group is preferred.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a mesityl group, a cumenyl group, a benzyl group, a diphenylmethyl group, a triphenylmethyl group, a styryl group, a biphenylyl group, and a naphthyl group. From the viewpoint of easy industrial synthesis, a phenyl group, a benzyl group, and a biphenylyl group are preferable.

複素環基としては、例えばフリル基、フルフリル基、チエニル基、ピロリル基、ピリジル基、ピペリジノ基、ピペリジル基、キノリル基を挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、フリル基、ピリジル基である。
酸素を含む特性基は、酸素を含む基であれば何でもよいが、例えば水酸基、過酸化水素基、酸素(エポキシ基)、カルボニル基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは水酸基、酸素である。
Examples of the heterocyclic group include a furyl group, a furfuryl group, a thienyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a piperidino group, a piperidyl group, and a quinolyl group, but a furyl group is preferred from the viewpoint of easy industrial synthesis. Group, pyridyl group.
The characteristic group containing oxygen may be any group containing oxygen, and examples thereof include a hydroxyl group, a hydrogen peroxide group, oxygen (epoxy group), and a carbonyl group. From the viewpoint of easy industrial synthesis, a hydroxyl group and oxygen are preferred.

その他、酸素を含む特性基としては以下のようなものが挙げられる。
アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基を挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、メトキシ基、エトキシ基である。
カルボキシル基、エステル基としては、例えばカルボキシル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ホルミルオキシ基、アセトキシ基を挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、カルボキシ基、アセトキシ基である。
In addition, examples of the characteristic group containing oxygen include the following.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, and a phenoxy group, but a methoxy group and an ethoxy group are preferable from the viewpoint of easy industrial synthesis. .
Examples of the carboxyl group and the ester group include a carboxyl group, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a formyloxy group, and an acetoxy group. Preferred from the viewpoint of easy industrial synthesis, a carboxy group and an acetoxy group are preferable. It is.

アシル基としては、例えばホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、ラウロイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オレオイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、クロロホルミル基、オキサル基、シクロヘキサンカルボニル基、ベンゾイル基、トルオイル基、ナフトイル基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは、ホルミル基、アセチル基である。   Examples of the acyl group include formyl, acetyl, propionyl, butyryl, isobutyryl, valeryl, isovaleryl, pivaloyl, hexanoyl, octanoyl, lauroyl, palmitoyl, stearoyl, oleoyl, acryloyl Group, methacryloyl group, chloroformyl group, oxal group, cyclohexanecarbonyl group, benzoyl group, toluoyl group, naphthoyl group. From the viewpoint of easy industrial synthesis, a formyl group and an acetyl group are preferred.

また、例えばアセトニル基、フェナシル基、サリチル基、サリチロイル基、アニシル基、アニソイル基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは、アセトニル基、サリチル基である。
硫黄を含む特性基としては、硫黄を含む基であれば何でもよいが、例えばメルカプト基、チオ基(−S−)、メチルチオ基、エチルチオ基、フェニルチオ基、チオホルミル基、チオアセチル基、チオカルボキシ基、ジチオカルボキシ基、チオカルバモイル基、スルホン酸基、メシル基、ベンゼンスルホニル基、トルエンスルホニル基、トシル基、スルホアミノ基を挙げることができる。工業的に合成し易い点から好ましいのは、メルカプト基、スルホン酸基である。
Examples thereof include an acetonyl group, a phenacyl group, a salicyl group, a salicyloyl group, an anisyl group, and an anisoyl group. From the viewpoint of easy industrial synthesis, an acetonyl group and a salicyl group are preferred.
As the characteristic group containing sulfur, any group containing sulfur may be used. For example, a mercapto group, a thio group (-S-), a methylthio group, an ethylthio group, a phenylthio group, a thioformyl group, a thioacetyl group, a thiocarboxy group, Examples thereof include a dithiocarboxy group, a thiocarbamoyl group, a sulfonic acid group, a mesyl group, a benzenesulfonyl group, a toluenesulfonyl group, a tosyl group, and a sulfoamino group. A mercapto group and a sulfonic acid group are preferred from the viewpoint of easy industrial synthesis.

窒素を含む特性基としては、窒素を含む基であれば何でもよいが、例えばアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基、トルイジノ基、キシリジノ基、シアノ基、イソシアノ基、シアナート基、イソシアナート基、チオシアナート基、イソチオシアナート基、ヒドロキシアミノ基、アセチルアミノ基、ベンザミド基、スクシンイミド基、カルバモイル基、ニトロソ基、ニトロ基、ヒドラジノ基、フェニルアゾ基、ナフチルアゾ基、ウレイド基、ウレイレン基、アミジノ基、グアニジノ基を挙げることができるが、工業的に合成し易い点から好ましいのは、アミノ基、シアノ基、シアナート基である。   As the characteristic group containing nitrogen, any group containing nitrogen can be used. For example, an amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, an anilino group, a toluidino group, a xylidino group, a cyano group, an isocyano group, a cyanate group, an isocyanate group. Nate group, thiocyanate group, isothiocyanate group, hydroxyamino group, acetylamino group, benzamide group, succinimide group, carbamoyl group, nitroso group, nitro group, hydrazino group, phenylazo group, naphthylazo group, ureido group, ureylene group, amidino Group and guanidino group can be mentioned, but amino group, cyano group and cyanate group are preferable from the viewpoint of easy industrial synthesis.

以上述べた所定の基は、さらに他の基で置換されていてもよい。
上記した所定の基のうち、特に好ましいのは、水素原子、ナトリウム、カリウム、酸素、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、ビフェニリル基、エトキシ基、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素である。上記基の中で、酸素は結合手が2つあるが、それぞれの結合手がフラーレンを構成する炭素原子と結合してエポキシ基を形成する。
The predetermined group described above may be further substituted with another group.
Of the above-mentioned predetermined groups, hydrogen atom, sodium, potassium, oxygen, hydroxyl group, amino group, sulfonic acid group, methyl group, ethyl group, propyl group, phenyl group, biphenylyl group, ethoxy group, fluorine are particularly preferable. , Chlorine, bromine and iodine. Among the above groups, oxygen has two bonds, and each bond bonds to a carbon atom constituting fullerene to form an epoxy group.

特に好ましいフラーレン誘導体の例としては、例えば、水素化フラーレン、酸化フラーレン、水酸化フラーレン、ハロゲン(F、Cl、Br、I)化フラーレン、スルホン化フラーレン、ビフェニルフラーレン(単数又は複数のビフェニリル基がフラーレンの球殻構造に結合したフラーレン誘導体)からなる群から選ばれる少なくとも1つを挙げることができるが、基材の表面安定性を向上させる点で特に好ましいのは、酸化フラーレン、水酸化フラーレンであり、最も好ましいのは酸化フラーレンである。   Examples of particularly preferable fullerene derivatives include, for example, hydrogenated fullerene, oxidized fullerene, fullerene hydroxide, halogenated (F, Cl, Br, I) fullerene, sulfonated fullerene, biphenylfullerene (one or more biphenylyl groups are fullerenes). And at least one selected from the group consisting of fullerene derivatives bonded to the spherical shell structure), and particularly preferable in terms of improving the surface stability of the base material are fullerene oxide and fullerene hydroxide. Most preferred is fullerene oxide.

上記所定の基は、フラーレンを構成する炭素原子のうちの1つ以上に結合していればよい。一方、フラーレンに結合する上記基の数は、通常36個以下、好ましくは20個以下、より好ましくは12個以下である。
上記フラーレン誘導体は、常温常湿(25℃/50%RH)においては、粉末状であり、その2次粒径は、通常10nm以上、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上であり、一方通常1mm以下、好ましくは500μm以下、より好ましくは100μm以下である。
The predetermined group may be bonded to one or more carbon atoms constituting the fullerene. On the other hand, the number of the groups bonded to fullerene is usually 36 or less, preferably 20 or less, more preferably 12 or less.
The fullerene derivative is powdery at normal temperature and normal humidity (25 ° C./50% RH), and its secondary particle size is usually 10 nm or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, while usually It is 1 mm or less, preferably 500 μm or less, more preferably 100 μm or less.

A−3.工程1
製法1においては、上記基材及び上記フラーレン類を溶媒Aに含有させる。
(1)溶媒A
溶媒Aとしては、フラーレン類を所定量溶解するような溶媒を用いる。溶媒Aとして好ましいのは、フラーレン類の溶媒A中での溶解度が0.01mg/ml以上となるような溶媒である。溶媒Aとしてより好ましくは、フラーレン類の溶媒A中での溶解度が0.1mg/ml以上となるような溶媒である。溶媒Aとしてさらに好ましくは、フラーレン類の溶媒A中での溶解度が1mg/ml以上となるような溶媒である。上記範囲とすれば、溶媒Aとして様々な溶媒を用いることができるようになり、フラーレン類の溶媒A中での濃度を自由に制御することができるようになる。
A-3. Process 1
In the production method 1, the base material and the fullerenes are contained in the solvent A.
(1) Solvent A
As the solvent A, a solvent that dissolves a predetermined amount of fullerenes is used. As the solvent A, a solvent having a solubility of fullerenes in the solvent A of 0.01 mg / ml or more is preferable. More preferably, the solvent A is a solvent in which the solubility of fullerenes in the solvent A is 0.1 mg / ml or more. More preferably, the solvent A is a solvent having a solubility of fullerenes in the solvent A of 1 mg / ml or more. When the amount falls within the above range, various solvents can be used as the solvent A, and the concentration of fullerenes in the solvent A can be freely controlled.

例えば、フラーレン類を溶解させる際に使用する溶媒として工業的に最も使用されるトルエンや1,2,4−トリメチルベンゼン中でのC60の溶解度は、それぞれ2.9mg/ml、17.9mg/mlである。また、テトラヒドロフランは基材上に存在するフラーレン類の粒径を小粒径にすることを可能とする有望な溶媒の一つであるが、テトラヒドロフラン中でのC60の溶解度は0.037mg/mlである。従って、フラーレン類の溶解度が上記範囲となる溶媒を溶媒Aとして用いれば、様々な溶媒を溶媒Aとして用いることができるようになる。 For example, the solubility of C 60 in toluene or 1,2,4-trimethylbenzene, which is industrially most used as a solvent for dissolving fullerenes, is 2.9 mg / ml and 17.9 mg / ml, respectively. ml. Tetrahydrofuran is one of the promising solvents that makes it possible to reduce the particle size of fullerenes present on the substrate, but the solubility of C 60 in tetrahydrofuran is 0.037 mg / ml. It is. Therefore, if a solvent having the solubility of fullerenes in the above range is used as the solvent A, various solvents can be used as the solvent A.

溶媒Aを選ぶ際には、上記のようにフラーレン類の溶解度を考慮する必要はあるが、もう一つ重要なのは、溶媒Bとの溶解度の差を考慮して溶媒Aを選ぶことである。溶媒Aと溶媒Bとの溶解度の関係の好ましい範囲については後述するが、例えば、フラーレン類の溶解度が0.01mg/ml以上となるような溶媒であっても、溶媒Bとして用いることは可能である。つまり、例えば、溶媒Aとしてフラーレン類の溶解度が比較的高い溶媒を用いる場合、フラーレン類の溶解度が0.01mg/ml付近の溶媒を溶媒Bとして用いることも可能である。このような溶媒Bの例としては、例えば、テトラヒドロフラン(C60の溶解度:0.037mg/ml)をあげることができる。 When selecting the solvent A, it is necessary to consider the solubility of fullerenes as described above, but another important point is to select the solvent A in consideration of the difference in solubility with the solvent B. A preferable range of the solubility relationship between the solvent A and the solvent B will be described later. For example, even a solvent having a solubility of fullerenes of 0.01 mg / ml or more can be used as the solvent B. is there. That is, for example, when a solvent having a relatively high solubility of fullerenes is used as the solvent A, a solvent having a solubility of fullerenes in the vicinity of 0.01 mg / ml can be used as the solvent B. Examples of such a solvent B include tetrahydrofuran (C 60 solubility: 0.037 mg / ml).

用いる溶媒が溶媒Aとなり得るか否かの判断方法として、例えば、以下(イ)から(ニ)に示すような方法を挙げることができる。
(イ)対象となる溶媒中に十分な量(例えば、溶解度が確実に0.01mg/ml以上となる位の十分な量)のフラーレン類を添加する。
(ロ)フラーレン類を添加した溶媒に対して、十分攪拌又は超音波分散等行うことによってフラーレン類を溶媒中で十分に分散させる。ここで、「十分に攪拌」又は「十分に超音波分散」の具体的な例としては、30分以上の攪拌、又は、30分以上の超音波分散を挙げることができる。
(ハ)上記(ロ)の操作によって得られた分散液においては、溶媒中に未溶解のフラーレン類が存在する場合がある。このため、上記分散液をろ過する。
(ニ)上記分散液のろ液の濃度を測定する。濃度の測定は、公知の方法で行うことができる。例えば、高速液体クロマトグラフィーや分光光度計で濃度測定を行えばよい。但し、上記測定方法においては、測定可能な濃度範囲が限られる場合がある。このため、上記ろ液を適当な濃度まで希釈し、希釈液の濃度の測定を行うことによって、ろ液中のフラーレン類の濃度を見積もってもよい。
Examples of a method for determining whether or not the solvent to be used can be the solvent A include the following methods (a) to (d).
(A) A fullerene in a sufficient amount (for example, a sufficient amount that the solubility is surely 0.01 mg / ml or more) is added to the target solvent.
(B) Fullerenes are sufficiently dispersed in the solvent by sufficiently stirring or ultrasonically dispersing the solvent to which fullerenes are added. Here, specific examples of “sufficient stirring” or “sufficient ultrasonic dispersion” include stirring for 30 minutes or more, or ultrasonic dispersion for 30 minutes or more.
(C) In the dispersion obtained by the operation (b) above, undissolved fullerenes may be present in the solvent. For this reason, the said dispersion liquid is filtered.
(D) The filtrate concentration of the dispersion is measured. The concentration can be measured by a known method. For example, concentration measurement may be performed by high performance liquid chromatography or a spectrophotometer. However, in the above measurement method, the measurable concentration range may be limited. Therefore, the concentration of fullerenes in the filtrate may be estimated by diluting the filtrate to an appropriate concentration and measuring the concentration of the diluted solution.

なお、フラーレン類の溶媒に対する溶解度の測定は、通常は、大気圧、常温(25±5℃)、常湿(50±20%RH)の下で行えばよい。但し、溶媒として、常温・常湿で固体の状態のものを用いる場合には、上記溶解度の測定を、用いる溶媒の融点以上、沸点以下の温度で行えばよい。
上記測定方法のより具体的な例として以下の方法を挙げることができる。すなわち、フラーレン類1gを、1,2,4−トリメチルベンゼン(TMB)99gに投入し、大気圧下、常温・常湿環境にて1時間攪拌する。ここで、フラーレン類1gがTMB99g中に完全に溶解すると、溶解度は8.8mg/mlとなる。攪拌後、上記溶液を0.1μm孔径のフィルターでろ過し、得られたろ液をTMBで40倍に希釈する。そして、この希釈液に対して高速液体クロマトグラフィー測定を実施し、ピーク面積から溶解度を算出する。
The solubility of fullerenes in a solvent is usually measured under atmospheric pressure, normal temperature (25 ± 5 ° C.), and normal humidity (50 ± 20% RH). However, when a solvent that is in a solid state at normal temperature and normal humidity is used, the solubility may be measured at a temperature not lower than the melting point and not higher than the boiling point of the solvent used.
The following method can be mentioned as a more specific example of the said measuring method. That is, 1 g of fullerenes is added to 99 g of 1,2,4-trimethylbenzene (TMB) and stirred for 1 hour under atmospheric pressure at room temperature and humidity. Here, when 1 g of fullerenes is completely dissolved in 99 g of TMB, the solubility becomes 8.8 mg / ml. After stirring, the solution is filtered through a 0.1 μm pore size filter, and the obtained filtrate is diluted 40 times with TMB. Then, high-performance liquid chromatography measurement is performed on the diluted solution, and the solubility is calculated from the peak area.

溶媒Aとしては、例えば、ベンゼン系溶媒、ナフタレン系溶媒、複素環系溶媒、アルカン系溶媒、ハロアルカン系溶媒、極性系溶媒等を挙げることができる。
ベンゼン系溶媒としては、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、n−ブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、キシレン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、1,3、5−トリメチルベンゼン、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、1,2,3,5−テトラメチルベンゼン、テトラリン、o−クレゾール、ベンゾニトリル、フルオロベンゼン、ニトロベンゼン、ヨードベンゼン、ブロモベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、アニソール、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、及び1,2,4−トリクロロベンゼン等を挙げることができる。これらベンゼン系溶媒の中でも工業的に好ましいのは、ベンゼン、トルエン、キシレン、1,2,4−トリメチルベンゼン、及びo−ジクロロベンゼンである。溶解度が高く、フラーレン溶液を保管する場合に小容量での保管が可能となる点から特に好ましいのは、トルエン、1,2,4−トリメチルベンゼンである。
Examples of the solvent A include benzene solvents, naphthalene solvents, heterocyclic solvents, alkane solvents, haloalkane solvents, polar solvents, and the like.
Benzene solvents include benzene, toluene, ethylbenzene, n-propylbenzene, isopropylbenzene, n-butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, xylene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, 1 , 2,3-trimethylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, 1,3,5-trimethylbenzene, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,2,3,5-tetramethylbenzene, Tetralin, o-cresol, benzonitrile, fluorobenzene, nitrobenzene, iodobenzene, bromobenzene, o-dibromobenzene, m-dibromobenzene, anisole, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, and 1,2,4 -Trichlorobenzene etc. It is possible. Among these benzene solvents, industrially preferred are benzene, toluene, xylene, 1,2,4-trimethylbenzene, and o-dichlorobenzene. Toluene and 1,2,4-trimethylbenzene are particularly preferable because they have high solubility and can be stored in a small volume when storing a fullerene solution.

ナフタレン系溶媒としては、1−メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、1−フェニルナフタレン,1−クロロナフタレン、及び1−ブロモー2−メチルナフタレン等を挙げることができる。これらナフタレン系溶媒の中でも工業的に好ましいのは、1−メチルナフタレン、1−フェニルナフタレンである。
複素環系溶媒としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフェン、2−メチルチオフェン、ピリジン、キノリン、及びチオフェン等を挙げることができる。これら複素環系溶媒の中でも工業的に好ましいのは、テトラヒドロフラン、キノリンである。
Examples of the naphthalene solvent include 1-methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, 1-phenylnaphthalene, 1-chloronaphthalene, 1-bromo-2-methylnaphthalene, and the like. Among these naphthalene solvents, industrially preferred are 1-methylnaphthalene and 1-phenylnaphthalene.
Examples of the heterocyclic solvent include tetrahydrofuran, tetrahydrothiophene, 2-methylthiophene, pyridine, quinoline, and thiophene. Among these heterocyclic solvents, industrially preferred are tetrahydrofuran and quinoline.

アルカン系溶媒としては、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−オクタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−デカン、n−ドデカン、n−テトラデカン、デカリン、cis−デカリン、及びtrans−デカリン等を挙げることができる。これらアルカン系溶媒の中でも工業的に好ましいのは、n−ヘキサン、シクロヘキサン、n−デカン、n−ドデカン、n−テトラデカン、デカリンである。   Examples of alkane solvents include n-hexane, cyclohexane, n-octane, 2,2,4-trimethylpentane, n-decane, n-dodecane, n-tetradecane, decalin, cis-decalin, and trans-decalin. be able to. Among these alkane solvents, industrially preferred are n-hexane, cyclohexane, n-decane, n-dodecane, n-tetradecane, and decalin.

ハロアルカン系溶媒としては、ジクロロメタン、クロロフォルム、四塩化炭素、1,2−ジブロモエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロジフルオロエタン、1,1,2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、及び1,1,2,2−テトラクロロエタンを挙げることができる。これらハロアルカン系溶媒の中でも工業的に好ましいのは、ジクロロメタン、クロロフォルムである。   Examples of haloalkane solvents include dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dibromoethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, dichlorodifluoroethane, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane, and 1,1. 2,2-tetrachloroethane. Among these haloalkane solvents, industrially preferred are dichloromethane and chloroform.

極性系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン等を挙げることができる。
また、その他溶媒Aとしては、二硫化炭素を挙げることができる。
(2)工程1の具体的手順
工程1は、前記基材及び前記フラーレン類を溶媒Aに含有させるような方法であればよく、特に限定はされない。工程1の好ましい具体例としては、前記フラーレン類を前記溶媒A中に含有させた後に、前記基材を前記溶媒Aに含有させる工程を挙げることができる。
Examples of the polar solvent include N-methyl-2-pyrrolidone.
Moreover, as other solvent A, carbon disulfide can be mentioned.
(2) Specific Procedure of Step 1 Step 1 is not particularly limited as long as it is a method in which the base material and the fullerenes are contained in the solvent A. A preferred specific example of step 1 includes a step of containing the fullerenes in the solvent A and then containing the base material in the solvent A.

さらに、上記好ましい具体例においては、工程1を、フラーレン類を溶媒Aに含有させる工程1−1の後に、基材を上記溶媒Aに含有させる工程1−2に分けることができる。より具体的には、工程1−1では、通常フラーレン類を溶媒Aに溶解させる。また、工程1−2においては、通常フラーレン類が溶媒Aに溶解した溶液に基材を投入することとなる。   Furthermore, in the preferable specific example, Step 1 can be divided into Step 1-2 in which the base material is contained in the solvent A after Step 1-1 in which the fullerenes are contained in the solvent A. More specifically, in step 1-1, fullerenes are usually dissolved in the solvent A. In Step 1-2, the base material is usually charged into a solution in which fullerenes are dissolved in the solvent A.

(2−1)工程1−1
<各成分の量比>
フラーレン類と溶媒Aとの量比は特に制限されず、使用するフラーレン類及び溶媒Aの種類やこれらを接触させる手法、更には後述する基材を分離する際の溶媒A、溶媒Bの除去の有無やその手法等によって、適宜選択することが可能である。通常は、得られるフラーレン類の粒径に応じて、その特性及び工程上支障無い範囲で、溶媒Aに対するフラーレン類の比率を適当に調整すればよい。特に、フラーレン類を溶媒Aに溶解させて溶液とする場合には、フラーレン類の比率を広範な範囲から選択することにより、希薄な溶液から濃厚な溶液、飽和溶液、更には溶け残ったフラーレン類の固相系が存在する飽和溶液まで、所望の状態の溶液を得ることが可能である。
(2-1) Step 1-1
<Quantity ratio of each component>
The amount ratio between the fullerenes and the solvent A is not particularly limited. The type of the fullerenes and the solvent A to be used, the method of bringing them into contact with each other, and the removal of the solvent A and the solvent B when separating the base material described later. It can be appropriately selected depending on the presence or absence and the method thereof. Usually, the ratio of the fullerenes to the solvent A may be appropriately adjusted according to the particle size of the fullerenes to be obtained within a range that does not hinder the characteristics and the process. In particular, when a fullerene is dissolved in the solvent A to form a solution, by selecting a fullerene ratio from a wide range, a dilute solution to a concentrated solution, a saturated solution, and further an undissolved fullerene. It is possible to obtain a solution in a desired state up to a saturated solution in which a solid phase system exists.

具体的に、溶媒Aに対するフラーレン類の比率は、表面処理の均一性や工業生産性等を考慮して、通常0.002重量%以上、好ましくは0.005重量%以上、より好ましくは0.01重量%以上、更に好ましくは0.05重量%以上とする。一方、未溶解フラーレン類や均一性の低下を抑制する観点からは、その上限は通常10重量%以下、好ましくは5重量%以下、より好ましくは2重量%以下とする。上記範囲とすれば、フラーレン類が溶媒A中に均一に溶解しやすくなる。   Specifically, the ratio of fullerenes to the solvent A is usually 0.002% by weight or more, preferably 0.005% by weight or more, more preferably 0.000% by weight or more in consideration of uniformity of surface treatment, industrial productivity, and the like. 01 wt% or more, more preferably 0.05 wt% or more. On the other hand, from the viewpoint of suppressing undissolved fullerenes and reduction in uniformity, the upper limit is usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less. If it is the said range, fullerenes will become easy to melt | dissolve in the solvent A uniformly.

また、溶媒Aに対するフラーレン類の比率は、表面処理の均一性や工業生産性等を考慮して、通常0.0176mg/ml以上、好ましくは0.044mg/ml以上、より好ましくは0.088mg/ml以上、更に好ましくは0.44mg/ml以上とする。一方、未溶解フラーレン類や均一性の低下を抑制する観点からは、その上限は通常88mg/ml以下、好ましくは44mg/ml以下、より好ましくは17.6mg/ml以下とする。上記範囲とすれば、フラーレン類が溶媒A中に均一に溶解しやすくなる。   Further, the ratio of fullerenes to solvent A is usually 0.0176 mg / ml or more, preferably 0.044 mg / ml or more, more preferably 0.088 mg / ml in consideration of uniformity of surface treatment, industrial productivity, and the like. ml or more, more preferably 0.44 mg / ml or more. On the other hand, from the viewpoint of suppressing undissolved fullerenes and reduction in uniformity, the upper limit is usually 88 mg / ml or less, preferably 44 mg / ml or less, more preferably 17.6 mg / ml or less. If it is the said range, fullerenes will become easy to melt | dissolve in the solvent A uniformly.

なお、フラーレン類を溶媒Aに溶解させる際には、溶解速度の向上等の観点から、溶媒Aとフラーレン類との2元系において実施するのが最も好ましいが、製品段階での他成分の必要性等によって、更に他の成分を加えても良い。その場合、使用する他の成分の溶媒Aに対する量比は、通常99.9重量%以下、好ましくは99重量%以下、また、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは1重量%以上とする。   In addition, when fullerenes are dissolved in the solvent A, it is most preferable to carry out in a binary system of the solvent A and fullerenes from the viewpoint of improving the dissolution rate, but other components are required in the product stage. Other components may be added depending on the nature and the like. In that case, the amount ratio of the other components used to the solvent A is usually 99.9% by weight or less, preferably 99% by weight or less, and usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, More preferably, the content is 1% by weight or more.

<溶解の手法>
フラーレン類を溶媒Aに溶解させる手法は特に制限されないが、通常はフラーレン類を溶媒Aと混合すればよい。フラーレン類を溶媒Aと混合する際には、適当な分散方法を用いてフラーレン類を溶媒A中に溶解させることが好ましい。分散方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、短時間でフラーレン類を均一に溶媒A中に含有させやすくなる。特に、溶媒Aに対するフラーレン類の量比が高い場合や、溶媒Aの粘度が高い場合は、接触(混合)不良によって溶媒A中でのフラーレン類の不均一化が生じ易いので、適当な溶解方法を適用することが好ましい。
<Method of dissolution>
The method for dissolving the fullerenes in the solvent A is not particularly limited, but usually the fullerenes may be mixed with the solvent A. When the fullerenes are mixed with the solvent A, it is preferable to dissolve the fullerenes in the solvent A using an appropriate dispersion method. Specific examples of the dispersion method include a stirrer, a blender, a homogenizer, a valve homogenizer, an ultrasonic homogenizer, an ultrasonic disperser, a static mixer, a stirring mixer, a planetary mixer, a ball mill, a sand mill, a roll mill, a disc mill, and a twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. Thereby, it becomes easy to contain fullerenes uniformly in the solvent A in a short time. In particular, when the amount ratio of fullerenes to solvent A is high, or when the viscosity of solvent A is high, non-uniformization of fullerenes in solvent A is likely to occur due to poor contact (mixing). Is preferably applied.

フラーレン類と溶媒Aとを混合させる際の温度としては、特に制限はないが、通常10℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。なお、溶媒Aの融点が常温よりも高い場合には、加熱して溶媒Aを融解させ、液体の状態とした上で、これに上述の手法でフラーレン類を溶解させることが好ましい。   The temperature at which the fullerenes and the solvent A are mixed is not particularly limited, but is usually 10 ° C or higher, preferably 20 ° C or higher, and usually 200 ° C or lower, preferably 180 ° C or lower, more preferably 100 ° C. The following. In the case where the melting point of the solvent A is higher than room temperature, it is preferable to melt the solvent A by heating to obtain a liquid state, and then dissolve the fullerenes in the above-described manner.

また、フラーレン類と溶媒Aとを混合させる時間としては、特に制限はないが、通常20分以上、好ましくは60分以上、一方、通常72時間以下、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下とする。
<フラーレン類と溶媒Aとの混合によって得られる組成物>
上述の操作によって、通常溶媒A中にフラーレン類が溶解した液体状の組成物が得られる。この組成物において、フラーレン類の一部が溶解せず溶け残った状態で容器内に存在する場合、この未溶解分を分離精製して用いても構わない。分離精製方法の例としては、ろ過、遠心分離などの方法が挙げられる。
The time for mixing the fullerenes and the solvent A is not particularly limited, but is usually 20 minutes or longer, preferably 60 minutes or longer, and usually 72 hours or shorter, preferably 24 hours or shorter, more preferably 12 hours. The following.
<Composition obtained by mixing fullerenes and solvent A>
By the above operation, a liquid composition in which fullerenes are usually dissolved in the solvent A is obtained. In this composition, when a part of fullerenes is not dissolved but remains in the container, it may be used by separating and purifying the undissolved portion. Examples of the separation and purification method include methods such as filtration and centrifugation.

(2−2)工程1−2
<各成分の量比>
工程1−1によって得られたフラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物と、基材と、の量比は特に制限されず、フラーレン類の基材への表面修飾量に応じて調整すればよい。
(2-2) Step 1-2
<Quantity ratio of each component>
The amount ratio between the liquid composition obtained by dissolving the fullerenes obtained in step 1-1 in the solvent A and the base material is not particularly limited, and depends on the surface modification amount of the fullerenes to the base material. Adjust it.

具体的に、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物を100重量部とした場合において、この組成物に対する基材の比率は、工業生産性を考慮して、通常1重量部以上、好ましくは5重量部以上、より好ましくは30重量部以上、更に好ましくは40重量部以上とする。一方、均一性の低下を抑制する観点からは、その上限は通常400重量部以下、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下とする。上記範囲とすれば、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物中に、基材を均一に分散させやすくなるので、組成物の均一性が良好となる。   Specifically, in the case where the liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A is 100 parts by weight, the ratio of the base material to the composition is usually 1 part by weight or more in consideration of industrial productivity. The amount is preferably 5 parts by weight or more, more preferably 30 parts by weight or more, and still more preferably 40 parts by weight or more. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the decrease in uniformity, the upper limit is usually 400 parts by weight or less, preferably 200 parts by weight or less, more preferably 100 parts by weight or less. If it is the said range, since it becomes easy to disperse | distribute a base material uniformly in the liquid composition which dissolved fullerenes in the solvent A, the uniformity of a composition becomes favorable.

<基材を含有させる手法>
基材を、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物に含有させる手法は特に制限されない。通常は、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物中に基材を分散させることとなる。ここで、基材が板状又は比較的大きな塊状の性状を有する場合には、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物中に基材を分散させるというよりは、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物中に基材を投入する操作を行うこととなる。なお、基材が板状の場合には、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物を基材に塗布するような手法を用いてもよい。
<Method of including base material>
There is no particular limitation on the method of incorporating the base material into the liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A. Usually, the substrate is dispersed in a liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A. Here, when the substrate has a plate-like or relatively large lump property, the fullerenes are used as a solvent rather than dispersing the substrate in a liquid composition obtained by dissolving fullerenes in the solvent A. The operation of charging the substrate into the liquid composition dissolved in A is performed. In addition, when a base material is plate shape, you may use the method of apply | coating the liquid composition which dissolved fullerenes in the solvent A to a base material.

また、基材を、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物に含有させる他の手法の例として、以下の方法を挙げることができる。すなわち、あらかじめ基材を溶媒Aに分散させた分散液を作製する。そして、この分散液を、上記フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物に含有させてもよい。
ここで、分散の方法としては、通常、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物と、基材又は基材を分散させた分散液と、を混合する手法が用いられる。
Moreover, the following method can be mentioned as an example of the other method of containing a base material in the liquid composition which dissolved fullerenes in the solvent A. That is, a dispersion in which the base material is previously dispersed in the solvent A is prepared. The dispersion may be contained in a liquid composition in which the fullerenes are dissolved in the solvent A.
Here, as a dispersion method, a method of mixing a liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A and a base material or a dispersion liquid in which the base material is dispersed is usually used.

フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物と基材(又は基材を分散させた分散液)とを混合する際には、適当な分散方法を用いることが好ましい。分散方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、短時間で均一な分散液を得やすくなる。特に、基材と溶媒Aの密度が大きく異なる場合は基材の沈降によって組成物内の組成の不均一化が生じ易いので、適当な分散方法を適用することが好ましい。   When mixing the liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A and the base material (or the dispersion liquid in which the base material is dispersed), it is preferable to use an appropriate dispersion method. Specific examples of the dispersion method include a stirrer, blender, homogenizer, valve homogenizer, ultrasonic homogenizer, ultrasonic disperser, static mixer, stirring mixer, planetary mixer, ball mill, sand mill, roll mill, disc mill, and twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. This makes it easier to obtain a uniform dispersion in a short time. In particular, when the density of the base material and the solvent A are greatly different, it is preferable to apply an appropriate dispersion method because the composition in the composition tends to be non-uniform due to sedimentation of the base material.

フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物と基材(又は基材を分散させた分散液)とを混合する際の温度としては、特に制限はないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。なお、溶媒Aの融点が常温よりも高い場合には、加熱して溶媒Aを融解させた状態において、これに上述の手法で基材を分散することが好ましい。   The temperature at the time of mixing the liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A and the base material (or the dispersion liquid in which the base material is dispersed) is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or higher, preferably Is 20 ° C. or higher, and is usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. In addition, when the melting point of the solvent A is higher than normal temperature, it is preferable to disperse the substrate by the above-described method in the state where the solvent A is melted by heating.

また、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた液体状の組成物と基材(又は基材を分散させた分散液)とを混合する時間としては、特に制限はないが、通常10分以上、好ましくは20分以上、一方、通常72時間以下、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下とする。
A−4.工程2
工程2においては、溶媒Aよりもフラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させる。
The time for mixing the liquid composition in which fullerenes are dissolved in the solvent A and the base material (or the dispersion liquid in which the base material is dispersed) is not particularly limited, but usually 10 minutes or more, preferably Is 20 minutes or longer, and usually 72 hours or shorter, preferably 24 hours or shorter, more preferably 12 hours or shorter.
A-4. Process 2
In step 2, a solvent B having a lower solubility of fullerenes than the solvent A is further contained.

(1)溶媒B
溶媒Bとしては、溶媒Aと比較して、フラーレン類の溶解度が低い溶媒を用いる。通常、フラーレン類が溶解した溶媒A中に基材が分散された状態に、フラーレン類の溶解度が溶媒Aよりも低い溶媒Bを接触させると、フラーレン類と溶媒Bとの接触により、溶媒A中に溶解していたフラーレン類の析出が始まる。そして、この析出したフラーレン類が基材表面に添着する。この場合、析出したフラーレン類は一般的に小粒径なので、基材表面に小粒径のフラーレン類が存在するようになる。
(1) Solvent B
As the solvent B, a solvent having lower solubility of fullerenes than the solvent A is used. Usually, when a solvent B having a solubility of fullerenes lower than that of the solvent A is brought into contact with the base material dispersed in the solvent A in which the fullerenes are dissolved, the contact between the fullerenes and the solvent B causes Precipitation of fullerenes dissolved in the solution begins. The precipitated fullerenes adhere to the substrate surface. In this case, since the precipitated fullerenes generally have a small particle size, the fullerenes having a small particle size are present on the substrate surface.

溶媒Bは、溶媒Aよりもフラーレン類の溶解度が低ければよい。具体的には、溶媒A中へのフラーレン類の溶解度と溶媒B中へのフラーレン類の溶解度とが、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦0.5の関係にあることが好ましい。
フラーレン類の析出を良好に行う観点から、より好ましくは、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦0.3とし、さらに好ましくは、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦0.25とし、さらに好ましくは、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦0.01とし、特に好ましくは、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦1×10-4とし、最も好ましくは、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦1×10-5とする。なお、溶媒Aのフラーレン類の溶解度と溶媒Bのフラーレン類の溶解度とを比較する場合は、同一条件(例えば同一温度)で比較を行えばよい。
The solvent B is sufficient if the solubility of fullerenes is lower than that of the solvent A. Specifically, the solubility of fullerenes in the solvent A and the solubility of fullerenes in the solvent B are (solubility of fullerenes in the solvent B) / (solubility of fullerenes in the solvent A) ≦ 0. It is preferable that the relationship is .5.
From the viewpoint of satisfactorily precipitating fullerenes, more preferably, (solubility of fullerenes in solvent B) / (solubility of fullerenes in solvent A) ≦ 0.3, and more preferably (fullerenes of (Solubility in solvent B) / (solubility of fullerenes in solvent A) ≦ 0.25, more preferably (solubility of fullerenes in solvent B) / (solubility of fullerenes in solvent A) ≦ 0 .01, particularly preferably (solubility of fullerenes in solvent B) / (solubility of fullerenes in solvent A) ≦ 1 × 10 −4 , most preferably (solubility of fullerenes in solvent B) ) / (Solubility of fullerenes in solvent A) ≦ 1 × 10 −5 . In addition, when comparing the solubility of the fullerenes of the solvent A and the solubility of the fullerenes of the solvent B, the comparison may be performed under the same conditions (for example, the same temperature).

一方、溶媒Bの種類によってはフラーレン類を溶解しないものも存在するため、(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)の下限値は0となる。
また、溶媒Aと溶媒Bとが相分離する関係にある場合には、フラーレン類の析出が進まない傾向となるため、溶媒Aと溶媒Bとが互いに相溶する関係にあることが好ましい。
On the other hand, depending on the type of solvent B, there is a solvent that does not dissolve fullerenes, so the lower limit of (solubility of fullerenes in solvent B) / (solubility of fullerenes in solvent A) is zero.
Further, when the solvent A and the solvent B are in a phase-separating relationship, the precipitation of fullerenes tends not to proceed, so that the solvent A and the solvent B are preferably compatible with each other.

溶媒Bとしては、例えば、フラーレン類の溶解度が0.01mg/ml未満の溶媒を挙げることができる。用いる溶媒が溶媒Bとなり得るか否かの判断方法(溶媒B中でのフラーレン類の溶解度の測定)は、溶媒Aの場合と同様の方法を用いればよい。
しかし、溶媒Bとして、フラーレン類の溶解度が0.01mg/ml未満の溶媒を必ず用いなければならないというわけではない。上記の通り、本発明においては、フラーレン類の溶解度が相対的に高い溶媒を溶媒A、フラーレン類の溶解度が相対的に低い溶媒を溶媒Bとして用いる。つまり、溶媒Aと溶媒Bとのフラーレン類の溶解度の差が重要となる。従って、フラーレン類の溶解度が0.01mg/ml以上の溶媒であっても、溶媒Bとして用いうる。より具体的には、フラーレン類の溶解度が0.01mg/ml付近の溶媒であっても溶媒Bとして用い得る。
Examples of the solvent B include a solvent having a solubility of fullerenes of less than 0.01 mg / ml. As a method for determining whether or not the solvent to be used can be the solvent B (measurement of the solubility of fullerenes in the solvent B), the same method as in the case of the solvent A may be used.
However, as the solvent B, a solvent having a solubility of fullerenes of less than 0.01 mg / ml is not necessarily used. As described above, in the present invention, a solvent having a relatively high solubility of fullerenes is used as solvent A, and a solvent having a relatively low solubility of fullerenes is used as solvent B. That is, the difference in solubility of fullerenes between the solvent A and the solvent B is important. Therefore, even if the solubility of fullerenes is 0.01 mg / ml or more, it can be used as the solvent B. More specifically, even if the solubility of fullerenes is about 0.01 mg / ml, it can be used as the solvent B.

溶媒Bとしては、例えば、アルコール系溶媒(具体的には1価または多価のアルコール系溶媒)、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ニトロメタン、ニトロエタン、及び水を挙げることができる。
1価または多価のアルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコールを挙げることができる。
Examples of the solvent B include alcohol solvents (specifically monovalent or polyhydric alcohol solvents), ketone solvents, ether solvents, ester solvents, acetonitrile, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF). ), Nitromethane, nitroethane, and water.
Examples of the monovalent or polyhydric alcohol solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, glycerin, and dipropylene glycol.

ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトンを挙げることができる。
エーテル系溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等を挙げることができる。
エステル系溶媒としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル等を挙げることができる。
Examples of the ketone solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
Examples of ether solvents include dimethyl ether, diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran (THF), and the like.
Examples of ester solvents include ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate and the like.

これら溶媒Bのうち、工業的な観点から好ましいのは、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリル、ニトロメタン、ニトロエタン、及び水である。
工業的に安価である点及び粘度が低い点から溶媒Bとしてより好ましいのは、メタノール、エタノール、2−プロパノール、及びアセトンであり、より好ましいのは、メタノール、2−プロパノールである。
Of these solvents B, methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran (THF), acetonitrile, nitromethane, nitroethane, and water are preferable from an industrial viewpoint. It is.
Methanol, ethanol, 2-propanol, and acetone are more preferable as the solvent B from the viewpoint of industrially inexpensive and low viscosity, and methanol and 2-propanol are more preferable.

(2)工程2の具体的手順
工程2の具体的な手法は、基材及びフラーレン類を溶媒Aに含有させたものに、上記溶媒Bを含有(接触)させてフラーレン類を析出させることができる方法であれば特に制限されない。
<各成分の量比>
基材及びフラーレン類を溶媒Aに含有させたもの(より具体的には、フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物)と溶媒Bとの量比は特に制限されず、使用するフラーレン類及び溶媒Aと溶媒Bの組み合わせ、これらを含有させる手法、更には後述する基材を分離する際の溶媒A、溶媒Bの除去の有無やその手法等によって、適宜選択することが可能である。通常は、フラーレン類の溶媒Aへの溶解度に応じて溶媒Bの量を適当に調整すればよい。
(2) Specific procedure of step 2 The specific method of step 2 is to deposit the fullerenes by containing (contacting) the solvent B in a solvent A containing a base material and fullerenes. There is no particular limitation as long as it can be performed.
<Quantity ratio of each component>
The amount ratio of the solvent containing the base material and the fullerenes in the solvent A (more specifically, the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A) and the solvent B is not particularly limited, and the fullerene to be used. And the combination of solvent A and solvent B, the method of containing them, and further, the presence or absence of removal of solvent A and solvent B when separating the substrate described later, the method thereof, and the like can be selected as appropriate. . Usually, the amount of the solvent B may be appropriately adjusted according to the solubility of the fullerenes in the solvent A.

具体的には、上記工程1−1で得られた、フラーレン類を溶媒Aに溶解させた組成物を100重量部としたときに、この組成物の対する溶媒Bの比率は、表面処理の安定性を考慮して、通常50重量部以上、好ましくは100重量部以上、より好ましくは300重量部以上、更に好ましくは500重量部以上、特に好ましくは1000重量部以上、最も好ましくは1500重量部以上とする。一方、工業生産性観点からは、その上限は、通常10000重量部以下、好ましくは7500重量部以下、より好ましくは5000重量部以下とする。   Specifically, when the composition obtained by dissolving the fullerenes obtained in Step 1-1 above in Solvent A is 100 parts by weight, the ratio of the solvent B to the composition is stable surface treatment. In view of the properties, it is usually 50 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight or more, more preferably 300 parts by weight or more, still more preferably 500 parts by weight or more, particularly preferably 1000 parts by weight or more, and most preferably 1500 parts by weight or more. And On the other hand, from the viewpoint of industrial productivity, the upper limit is usually 10,000 parts by weight or less, preferably 7500 parts by weight or less, more preferably 5000 parts by weight or less.

なお、本析出工程は、析出速度の制御等の観点から、溶媒Bを複数種使用しても構わない
<接触の手法>
フラーレン類、溶媒A及び基材を含有する組成物と溶媒Bを接触させる手法は特に制限されないが、例えば、工程1によって得られた、フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物と、溶媒Bと、を混合すればよい。通常、混合の方法としては、フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを添加して混合する場合と、溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を添加して混合する場合と、の2つの方法が考えられる。
In addition, this precipitation process may use multiple types of solvent B from viewpoints, such as control of precipitation rate. <Contact method>
The method for bringing the composition containing the fullerenes, the solvent A and the base material into contact with the solvent B is not particularly limited. For example, the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A obtained in Step 1; Solvent B may be mixed. Usually, as a mixing method, a case where a solvent B is added to a composition containing a fullerene, a base material and a solvent A and mixing, and a composition containing a fullerene, a base material and the solvent A in a solvent B are mixed. Two methods of adding and mixing can be considered.

フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを添加して混合する際には、溶媒Bを上記組成物中に均一に存在させることが好ましい。同様に、溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を添加して混合する際には、上記組成物を溶媒B中に均一に存在させることが好ましい。
フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを添加して混合する際に、溶媒Bを均一に存在させるためには、溶媒Bを上記組成物中に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の溶媒Bを連続的に又は断続的に上記組成物中に添加していくことが好ましい。このような所定量の溶媒Bを連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、上記組成物に対して用いる溶媒Bの全量を連続的に少しずつ上記組成物に添加していく方法や、適当な添加方法を用いて溶媒Bを上記組成物中に断続的に添加していく方法等を挙げることができる。
When the solvent B is added to the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A and mixed, it is preferable that the solvent B is uniformly present in the composition. Similarly, when adding and mixing a composition containing fullerenes, a base material and the solvent A to the solvent B, it is preferable that the composition be present uniformly in the solvent B.
When the solvent B is added to and mixed with the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A, the solvent B can be mixed into the composition at a time so that the solvent B exists uniformly. For example, it is preferable to add a predetermined amount (small amount) of solvent B continuously or intermittently to the composition. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of solvent B, for example, the entire amount of solvent B used for the composition is continuously added to the composition little by little. Examples thereof include a method of adding the solvent and a method of intermittently adding the solvent B into the composition using an appropriate addition method.

同様に、溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を添加して混合する際に、上記組成物を均一に存在させるためには、上記組成物を溶媒Bに一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の上記組成物を連続的に又は断続的に溶媒Bに添加していくことが好ましい。このような所定量の上記組成物を連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、溶媒Bに対して用いる上記組成物の全量を連続的に少しずつ溶媒Bに添加していく方法や、適当な添加方法を用いて上記組成物を溶媒B中に断続的に添加していく方法等を挙げることができる。   Similarly, when the composition containing fullerenes, the base material and the solvent A is added to the solvent B and mixed, the composition is mixed with the solvent B at a time in order to allow the composition to exist uniformly. For example, it is preferable to add a predetermined amount (a small amount) of the composition to the solvent B continuously or intermittently. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of the composition, for example, the whole amount of the composition used for the solvent B is continuously added to the solvent B little by little. Examples thereof include a method of adding, and a method of intermittently adding the composition to the solvent B using an appropriate addition method.

フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを添加して混合する方法、又は溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を添加して混合する方法において用いる添加方法の具体例としては、例えば、滴下漏斗、自動滴下装置、定量ポンプ等を用いた方法が挙げられる。
添加にかける時間については特に限定されず、析出速度と表面修飾の均一性を考慮して
、通常5分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上とする。一方、工業生産性観点からは、その上限は通常20時間以下、好ましくは10時間%以下、より好ましくは5時間以下とする。
Used in a method of adding and mixing solvent B to a composition containing fullerenes, a base material and solvent A, or a method of adding and mixing a composition containing fullerenes, a base material and solvent A to solvent B Specific examples of the addition method include a method using a dropping funnel, an automatic dropping device, a metering pump, and the like.
The addition time is not particularly limited, and is usually 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and even more preferably 1 hour or more in consideration of the deposition rate and surface modification uniformity. . On the other hand, from the viewpoint of industrial productivity, the upper limit is usually 20 hours or less, preferably 10 hours% or less, more preferably 5 hours or less.

フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを添加して混合する場合において溶媒Bを添加する際には、上記組成物を均一に混合することが好ましい。同様に、溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を添加して混合する場合において上記組成物を添加する際には、溶媒Bを均一に混合することが好ましい。
また、フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを添加して混合する場合において、溶媒Aと溶媒Bとをさらに相溶させること等を目的として、溶媒Bを全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。同様に、溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を添加して混合する場合において、溶媒Aと溶媒Bとをさらに相溶させること等を目的として、フラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。ここで混合を続ける時間としては、通常10分以上、好ましくは20分以上、一方、通常10時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは2時間以下とする。
In the case where the solvent B is added to the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A and mixed, it is preferable to uniformly mix the composition when the solvent B is added. Similarly, in the case where the composition containing fullerenes, the base material and the solvent A is added to the solvent B and mixed, it is preferable that the solvent B is mixed uniformly when the composition is added.
In addition, in the case where the solvent B is added to and mixed with the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A, the solvent B is added in total for the purpose of further compatibilizing the solvent A and the solvent B. It is preferable to continue mixing for a predetermined time later. Similarly, in the case where a composition containing fullerenes, a base material and a solvent A is added to the solvent B and mixed, the fullerenes and the base material are used for the purpose of further compatibilizing the solvent A and the solvent B. It is preferable to continue mixing for a predetermined time after the total amount of the composition containing the solvent A is added. Here, the mixing time is usually 10 minutes or longer, preferably 20 minutes or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 2 hours or shorter.

混合方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、均一処理されたフラーレン類表面修飾基材を得やすくなる。特に、溶媒Aに対するフラーレン類の溶解度が低い場合や、溶媒A、溶媒Bの粘度が高い場合は、混合不良によって組成物内の組成の不均一化が生じ易いので、適当な混合方法を適用することが好ましい。   Specific examples of the mixing method include a stirrer, blender, homogenizer, valve homogenizer, ultrasonic homogenizer, ultrasonic disperser, static mixer, stirring mixer, planetary mixer, ball mill, sand mill, roll mill, disc mill, and twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. This makes it easier to obtain a uniformly treated fullerene surface-modified base material. In particular, when the solubility of fullerenes in the solvent A is low, or when the viscosity of the solvent A and the solvent B is high, the composition in the composition is likely to become non-uniform due to poor mixing, so an appropriate mixing method is applied. It is preferable.

工程1によって得られたフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物に溶媒Bを含有させる際(同様に、溶媒Bにフラーレン類、基材及び溶媒Aを含有する組成物を含有させる際)の温度は特に制限されないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。
<フラーレン類表面修飾基材の分離手法>
上記手法を用いることによりフラーレン類が基材表面に存在する、フラーレン類表面修飾基材を得ることができる。ここで、基材を溶媒A及び溶媒Bから分離することが好ましい。
When the solvent B is contained in the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A obtained in step 1 (similarly, when the solvent B contains the composition containing the fullerenes, the base material and the solvent A) ) Is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, and is usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.
<Separation method of fullerene surface modified base material>
By using the above method, a fullerene surface-modified base material in which fullerenes are present on the surface of the base material can be obtained. Here, it is preferable to separate the substrate from the solvent A and the solvent B.

基材を溶媒A及び溶媒Bから分離する場合、その分離する方法は特に限定されるものではない。分離する方法としては、通常は、ろ過、遠心分離、溶媒乾燥、デカンテーション等の方法が適用される。特に、溶媒Aと溶媒Bの沸点が異なる場合は、乾燥により分散液中の溶媒組成が変わり、フラーレン類の表面修飾状態に影響を与えることが考えられることから、ろ過による分離が好ましい。また、基材が板状の場合には、基材の大きさや形状によっては、フラーレン類表面修飾基材をろ過によって分離する方法が適切でない場合がある。このような場合には、デカンテーションを用いて、溶媒A及び溶媒Bを除去してもよい。   In the case where the substrate is separated from the solvent A and the solvent B, the separation method is not particularly limited. As the separation method, filtration, centrifugation, solvent drying, decantation and the like are usually applied. In particular, when the boiling points of the solvent A and the solvent B are different, separation by filtration is preferable because the solvent composition in the dispersion is changed by drying and may affect the surface modification state of fullerenes. When the substrate is plate-shaped, depending on the size and shape of the substrate, a method for separating the fullerene surface-modified substrate by filtration may not be appropriate. In such a case, the solvent A and the solvent B may be removed using decantation.

なお、ろ過により分離されたフラーレン類表面修飾基材は、溶媒Bによって洗浄しても構わない。
<フラーレン類表面修飾基材の乾燥方法>
上述の操作によって得られたフラーレン類表面修飾基材に残留する溶媒A及び溶媒Bがある場合、これら溶媒A及び溶媒Bを除去することが好ましいが、この除去方法は特に限定されるものではない。通常は、加熱乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥等により行われる。
Note that the fullerene surface-modified base material separated by filtration may be washed with the solvent B.
<Drying method of fullerene surface modified base material>
When there are the solvent A and the solvent B remaining on the fullerene surface-modified base material obtained by the above operation, it is preferable to remove the solvent A and the solvent B, but this removal method is not particularly limited. . Usually, it is carried out by heat drying, reduced pressure drying, freeze drying or the like.

乾燥時の温度は特に制限されないが、通常40℃以上、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。乾燥時間は特に制限されないが、通常1時間以上、好ましくは2時間以上、一方、通常10時間以下、好ましくは5時間以下とする。
また減圧乾燥をする場合における圧力は、通常1.33×102Pa(1torr)以
上、1.01×105Pa(760torr)以下とする。乾燥時の雰囲気は、通常、大
気下で行われるが、窒素・アルゴン等不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
The temperature during drying is not particularly limited, but is usually 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower. The drying time is not particularly limited, but is usually 1 hour or longer, preferably 2 hours or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter.
The pressure in the case of drying under reduced pressure is usually 1.33 × 10 2 Pa (1 torr) or more and 1.01 × 10 5 Pa (760 torr) or less. The drying atmosphere is usually performed in the air, but may be performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.

B.第2の製造方法
フラーレン類表面修飾基材の第2の製造方法(以下製法2という。)は、
フラーレン類及び溶媒Aを含有する組成物αと、前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒B及び基材を含有する組成物βとを準備した後、
前記組成物βと前記組成物αとを接触させて、
前記基材表面に前記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とする。
B. Second Production Method A second production method (hereinafter referred to as production method 2) of the fullerene surface-modified base material is:
After preparing a composition α containing fullerenes and a solvent A, and a composition β containing a solvent B and a base material having lower solubility of the fullerenes than the solvent A,
Contacting the composition β and the composition α,
A fullerene surface-modified base material in which the fullerenes are present on the surface of the base material is manufactured.

この製造方法は、組成物αに組成物βを接触させることにより、組成物α中のフラーレン類を溶媒Bの作用により基材上に析出させてフラーレン類表面修飾基材を得る方法である。
B−1.基材
上記製法1で説明したものと同様のものを用いることができる。
B−2.フラーレン類
上記製法1で説明したものと同様のものを用いることができる。
B−3.溶媒A、溶媒B
上記製法1で説明したものと同様のものを用いることができる。
B−4.基材及び溶媒Bを含有する組成物βの製造
<各成分の量比>
溶媒Bと基材との量比は特に制限されず、フラーレン類の基材への表面修飾量によって決定される溶媒Aの量に応じて調整すればよい。
This production method is a method in which a composition β is brought into contact with the composition α, whereby the fullerenes in the composition α are precipitated on the base material by the action of the solvent B to obtain a fullerene surface-modified base material.
B-1. The same substrate as described in the above production method 1 can be used.
B-2. Fullerenes The same as those described in the above production method 1 can be used.
B-3. Solvent A, Solvent B
The thing similar to what was demonstrated by the said manufacturing method 1 can be used.
B-4. Production of Composition β Containing Substrate and Solvent B <Quantity Ratio of Each Component>
The amount ratio between the solvent B and the substrate is not particularly limited, and may be adjusted according to the amount of the solvent A determined by the surface modification amount of the fullerenes to the substrate.

具体的には、溶媒Bを100重量部としたときに、これに対する基材の比率は、均一性の低下を抑制する観点からは、通常50重量部以上、好ましくは100重量部以上、より好ましくは300重量部以上、更に好ましくは500重量部以上、特に好ましくは1000重量部以上とする。一方、工業生産性を考慮して、その上限は通常10000重量部以下、好ましくは7500重量部以下、より好ましくは5000重量部以下とする。上記範囲とすれば、後述のフラーレン類と溶媒Aとの組成物を含有させる際にフラーレン類を均一に基材へ表面修飾させやすくなる。   Specifically, when the solvent B is 100 parts by weight, the ratio of the base material to this is usually 50 parts by weight or more, preferably 100 parts by weight or more, more preferably from the viewpoint of suppressing a decrease in uniformity. Is 300 parts by weight or more, more preferably 500 parts by weight or more, and particularly preferably 1000 parts by weight or more. On the other hand, in consideration of industrial productivity, the upper limit is usually 10,000 parts by weight or less, preferably 7500 parts by weight or less, more preferably 5000 parts by weight or less. If it is the said range, when it will contain the composition of the below-mentioned fullerenes and the solvent A, it will become easy to surface-modify the fullerenes uniformly to a base material.

<分散の手法>
基材を溶媒Bに含有させる手法は特に制限されない。通常は、溶媒Bと基材とを混合して、基材を溶媒Bに分散させた組成物とすればよい。溶媒Bと基材とを混合する際には、適当な分散方法を用いて基材を溶媒B中に分散させることが好ましい。
分散方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、短時間で均一な分散液を得やすくなる。特に、基材と溶媒Bの密度が大きく異なる場合は基材の沈降によって組成物内の組成の不均一化が生じ易いので、適当な分散方法を適用することが好ましい。
<Distribution method>
The technique for incorporating the base material into the solvent B is not particularly limited. Usually, the solvent B and the base material are mixed to form a composition in which the base material is dispersed in the solvent B. When mixing the solvent B and the substrate, it is preferable to disperse the substrate in the solvent B using an appropriate dispersion method.
Specific examples of the dispersion method include a stirrer, a blender, a homogenizer, a valve homogenizer, an ultrasonic homogenizer, an ultrasonic disperser, a static mixer, a stirring mixer, a planetary mixer, a ball mill, a sand mill, a roll mill, a disc mill, and a twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. This makes it easy to obtain a uniform dispersion in a short time. In particular, when the densities of the base material and the solvent B are greatly different, it is preferable to apply an appropriate dispersion method because the composition in the composition is likely to be non-uniform due to sedimentation of the base material.

基材と溶媒Bとを混合する際の温度としては、特に制限はないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。なお、溶媒Bの融点が常温よりも高い場合には、加熱して溶媒Bを融解させ、液体の状態とした上で、これに上述の手法でフラーレン類を溶解させることが好ましい。   The temperature at which the base material and the solvent B are mixed is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, and usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. The following. In addition, when the melting point of the solvent B is higher than room temperature, it is preferable to melt the solvent B by heating to obtain a liquid state, and then dissolve the fullerenes in the liquid state by the above-described method.

また、基材と溶媒Bとを混合する時間としては、特に制限はないが、通常20分以上、好ましくは60分以上、一方、通常72時間以下、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下とする。
B−5.フラーレン類及び溶媒Aを含有する組成物αの製造
上記製法1の「工程1−1」で説明した方法と同様の方法でフラーレン類及び溶媒Aを含有する組成物α(より具体的には、溶媒Aにフラーレン類を溶解した溶液)を製造することができる。
Further, the mixing time of the base material and the solvent B is not particularly limited, but is usually 20 minutes or more, preferably 60 minutes or more, and usually 72 hours or less, preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours. The following.
B-5. Production of Composition α Containing Fullerenes and Solvent A Composition α containing Fullerenes and Solvent A in a manner similar to the method described in “Step 1-1” of Production Method 1 (more specifically, A solution in which fullerenes are dissolved in the solvent A) can be produced.

B−6.組成物βと組成物αとを接触させる工程
製法2においては、基材が溶媒Bに分散された組成物βと、フラーレン類が溶媒Aに溶解した組成物αとを接触させることにより、溶媒A中に溶解しているフラーレン類が溶解性の低い溶媒Bと接することによって析出を開始し、このフラーレン類が基材表面に修飾されることによって、フラーレン類表面修飾基材が製造される。
B-6. Step of contacting composition β and composition α In production method 2, the composition β in which the base material is dispersed in the solvent B and the composition α in which fullerenes are dissolved in the solvent A are brought into contact with each other. Precipitation starts when the fullerenes dissolved in A come into contact with the solvent B having low solubility, and the fullerenes are modified on the surface of the base material, thereby producing a fullerene surface-modified base material.

以下組成物βと組成物αとを接触させる具体的手法について説明する。
<接触の手法>
組成物βと組成物αとを接触させる手法は特に制限されない。通常は、組成物βに組成物αを混合するか、又は、組成物αに組成物βを混合すればよい。
組成物βに組成物αを混合する際には、組成物αを組成物β中に均一に存在させることが好ましい。ここで均一に存在させるためには、組成物αを組成物β中に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の組成物αを連続的に又は断続的に組成物β中に添加していくことが好ましい。このような所定量の組成物αを連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、組成物βに対して用いる組成物αの全量を連続的に少しずつ組成物βに添加していく方法や、適当な添加方法を用いて組成物αを組成物β中に断続的に添加する方法を挙げることができる。
Hereinafter, a specific method for bringing the composition β into contact with the composition α will be described.
<Contact method>
The method for bringing the composition β and the composition α into contact with each other is not particularly limited. Usually, the composition α may be mixed with the composition β, or the composition β may be mixed with the composition α.
When the composition α is mixed with the composition β, it is preferable that the composition α is uniformly present in the composition β. Here, in order to uniformly exist, the composition α may be mixed into the composition β at one time. For example, a predetermined amount (small amount) of the composition α may be continuously or intermittently mixed. It is preferable to add it inside. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of the composition α, for example, the total amount of the composition α used with respect to the composition β is continuously little by little. Examples thereof include a method of adding to β and a method of intermittently adding the composition α into the composition β using an appropriate addition method.

同様に、組成物αに組成物βを混合する際には、組成物βを組成物α中に均一に存在させることが好ましい。ここで均一に存在させるためには、組成物βを組成物α中に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の組成物βを連続的に又は断続的に組成物α中に添加していくことが好ましい。このような所定量の組成物βを連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、組成物αに対して用いる組成物βの全量を連続的に少しずつ組成物αに添加していく方法や、適当な添加方法を用いて組成物βを組成物α中に断続的に添加する方法を挙げることができる。   Similarly, when the composition β is mixed with the composition α, the composition β is preferably uniformly present in the composition α. Here, in order to uniformly exist, the composition β may be mixed into the composition α at a time. For example, a predetermined amount (small amount) of the composition β may be continuously or intermittently mixed. It is preferable to add it inside. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of the composition β, for example, the composition β used for the composition α is continuously little by little. Examples thereof include a method of adding to α and a method of intermittently adding the composition β into the composition α by using an appropriate addition method.

組成物βに組成物αを混合する、又は、組成物αに組成物βを混合する際に用いる添加方法の具体例としては、例えば、滴下漏斗、自動滴下装置、定量ポンプ等を用いた方法が挙げられる。
添加にかける時間については特に限定されず、析出速度と表面修飾の均一性を考慮して、通常5分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上とする。一方、工業生産性観点からは、その上限は通常20時間以下、好ましくは10時間以下、より好ましくは5時間以下とする。
As a specific example of the addition method used when mixing the composition α with the composition β or mixing the composition β with the composition α, for example, a method using a dropping funnel, an automatic dropping device, a metering pump, or the like Is mentioned.
The addition time is not particularly limited, and is usually 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and even more preferably 1 hour or more in consideration of the deposition rate and surface modification uniformity. . On the other hand, from the viewpoint of industrial productivity, the upper limit is usually 20 hours or less, preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less.

組成物αを組成物βに添加して混合する場合においては、組成物αの添加中は、組成物βを均一に混合することが好ましい。同様に、組成物βを組成物αに添加して混合する場合においては、組成物βの添加中は、組成物αを均一に混合することが好ましい。
また、組成物αを組成物βに添加して混合する場合においては、組成物αと組成物βとをさらに相溶させること等を目的として、組成物αを全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。同様に、組成物βを組成物αに添加して混合する場合においては、組成物βと組成物αとをさらに相溶させること等を目的として、組成物βを全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。ここで混合を続ける時間としては、通常10分以上、好ましくは20分以上、一方、通常10時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは2時間以下とする。
When the composition α is added to the composition β and mixed, it is preferable that the composition β is mixed uniformly during the addition of the composition α. Similarly, when the composition β is added to the composition α and mixed, it is preferable that the composition α is mixed uniformly during the addition of the composition β.
When the composition α is added to the composition β and mixed, the total amount of the composition α is added for the purpose of further compatibilizing the composition α and the composition β, followed by mixing for a predetermined time. It is preferable to continue. Similarly, in the case where the composition β is added to the composition α and mixed, for the purpose of further compatibilizing the composition β and the composition α, the total amount of the composition β is added for a predetermined time. It is preferable to continue mixing. Here, the mixing time is usually 10 minutes or longer, preferably 20 minutes or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 2 hours or shorter.

混合方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、均一処理されたフラーレン類表面修飾基材を得やすくなる。特に、溶媒Aに対するフラーレン類の溶解度が低い場合や、溶媒A、溶媒Bの粘度が高い場合は、混合不良によって組成物内の組成の不均一化が生じ易いので、適当な混合方法を適用することが好ましい。   Specific examples of the mixing method include a stirrer, blender, homogenizer, valve homogenizer, ultrasonic homogenizer, ultrasonic disperser, static mixer, stirring mixer, planetary mixer, ball mill, sand mill, roll mill, disc mill, and twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. This makes it easier to obtain a uniformly treated fullerene surface-modified base material. In particular, when the solubility of fullerenes in the solvent A is low, or when the viscosity of the solvent A and the solvent B is high, the composition in the composition is likely to become non-uniform due to poor mixing, so an appropriate mixing method is applied. It is preferable.

組成物βに組成物αを含有させる際(同様に、組成物αに組成物βを含有させる際)の温度は特に制限されないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。
<フラーレン類表面修飾基材の分離手法>
上記手法を用いることによりフラーレン類が基材表面に存在するフラーレン類表面修飾基材を得ることができる。ここでフラーレン類表面修飾基材を溶媒A及び溶媒Bから分離することが好ましい。フラーレン類表面修飾基材を溶媒A及び溶媒Bから分離する場合は、その分離する方法は特に限定されるものではない。具体的な方法は、製法1と同様にすればよい。
The temperature when the composition β contains the composition α (similarly when the composition α contains the composition β) is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, while usually 200 C. or lower, preferably 180.degree. C. or lower, more preferably 100.degree. C. or lower.
<Separation method of fullerene surface modified base material>
By using the above method, a fullerene surface-modified base material in which fullerenes are present on the surface of the base material can be obtained. Here, it is preferable to separate the fullerene surface modification base material from the solvent A and the solvent B. When separating the fullerene surface-modified base material from the solvent A and the solvent B, the separation method is not particularly limited. A specific method may be the same as in manufacturing method 1.

<フラーレン類表面修飾基材の乾燥方法>
上述の操作によって得られたフラーレン類表面修飾基材に残留する溶媒A及び溶媒Bがある場合、これら溶媒A及び溶媒Bを除去することが好ましいが、この除去方法は特に限定されるものではない。具体的な方法は、製法1と同様にすればよい。
C.第3の製造方法
フラーレン類表面修飾基材の第3の製造方法(以下製法3という。)は、
フラーレン類を溶媒Aに含有させた後に、前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させ、
その後基材を含有させることにより、前記基材表面に前記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とする。
<Drying method of fullerene surface modified base material>
When there are the solvent A and the solvent B remaining on the fullerene surface-modified base material obtained by the above operation, it is preferable to remove the solvent A and the solvent B, but this removal method is not particularly limited. . A specific method may be the same as in manufacturing method 1.
C. Third Production Method A third production method (hereinafter referred to as production method 3) of the fullerene surface-modified base material is as follows.
After the fullerenes are contained in the solvent A, the solvent A having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further contained,
After that, a fullerene surface modified base material in which the fullerenes are present on the surface of the base material is produced by containing the base material.

この製造方法は、フラーレン類を溶解させた溶媒Aに溶媒Bを含有させることにより、あらかじめ微粒子のフラーレン類を溶媒中に分散した状態を作り出し、これに基材を投入して基材表面に上記微粒子のフラーレン類を添着させる方法である。
C−1.基材
上記製法1で説明したものと同様のものを用いることができる。
C−2.フラーレン類
上記製法1で説明したものと同様のものを用いることができる。
C−3.溶媒A、溶媒B
上記製法1で説明したものと同様のものを用いることができる。
C−4.フラーレン類を含有する溶媒Aの製造方法
このような方法としては、例えば、フラーレン類を溶媒Aに溶解させるような方法であればよく、上記製法1や製法2で説明したものと同様の方法を用いることができる。
C−5.フラーレン類を含有する溶媒Aへの溶媒Bの含有
製法3では、フラーレン類を溶媒Aに含有させた後に、前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させる。
In this production method, by adding solvent B to solvent A in which fullerenes are dissolved, a state in which fine particles of fullerenes are dispersed in a solvent is created in advance, and a base material is added to the above to the surface of the base material. This is a method of attaching fine particles of fullerenes.
C-1. The same substrate as described in the above production method 1 can be used.
C-2. Fullerenes The same as those described in the above production method 1 can be used.
C-3. Solvent A, Solvent B
The thing similar to what was demonstrated by the said manufacturing method 1 can be used.
C-4. Method for Producing Solvent A Containing Fullerenes As such a method, for example, any method that dissolves fullerenes in solvent A may be used, and the same method as that described in Production Method 1 and Production Method 2 may be used. Can be used.
C-5. In the production method 3, after the fullerenes are contained in the solvent A, the solvent B having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further contained.

<溶媒Bを含有(接触)させる手法>
フラーレン類を含有する溶媒Aに溶媒Bを含有(接触)させる手法は特に制限されない。通常は、フラーレン類を含有する溶媒Aに溶媒Bを混合するか、溶媒Bにフラーレン類を含有する溶媒Aを混合すればよい。
フラーレン類を含有する溶媒Aに溶媒Bを混合する際には、溶媒Bを、フラーレン類を含有する溶媒A中に均一に存在させることが好ましい。ここで均一に存在させるためには、溶媒Bを、フラーレン類を含有する溶媒A中に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の溶媒Bを連続的に又は断続的にフラーレン類を含有する溶媒A中に添加していくことが好ましい。このような所定量の溶媒Bを連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、フラーレン類を含有する溶媒Aに対して用いる溶媒Bの全量を、連続的に少しずつフラーレン類を含有する溶媒Aに添加していく方法や、適当な添加方法を用いて溶媒Bを、フラーレン類を含有する溶媒A中に断続的に添加する方法を挙げることができる。
<Method of containing (contacting) solvent B>
The method for containing (contacting) the solvent B with the solvent A containing fullerenes is not particularly limited. Usually, the solvent B may be mixed with the solvent A containing fullerenes, or the solvent A containing fullerenes may be mixed with the solvent B.
When mixing the solvent B with the solvent A containing fullerenes, the solvent B is preferably present uniformly in the solvent A containing fullerenes. In order to make it exist uniformly here, the solvent B may be mixed at once with the solvent A containing fullerenes. For example, a predetermined amount (small amount) of the solvent B is continuously or intermittently added. It is preferable to add to the solvent A containing fullerenes. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of solvent B, for example, the total amount of solvent B used for solvent A containing fullerenes may be slightly increased continuously. A method of adding the solvent B to the solvent A containing the fullerenes or a method of intermittently adding the solvent B to the solvent A containing the fullerenes using an appropriate addition method can be exemplified.

溶媒Bにフラーレン類を含有する溶媒Aを混合する際には、フラーレン類を含有する溶媒Aを、溶媒B中に均一に存在させることが好ましい。ここで均一に存在させるためには、フラーレン類を含有する溶媒Aを、溶媒B中に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)のフラーレン類を含有する溶媒Aを連続的に又は断続的に溶媒B中に添加していくことが好ましい。このような所定量のフラーレン類を含有する溶媒Aを連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、溶媒Bに対して用いるフラーレン類を含有する溶媒Aの全量を、連続的に少しずつ溶媒Bに添加していく方法や、適当な添加方法を用いてフラーレン類を含有する溶媒Aを、溶媒B中に断続的に添加する方法を挙げることができる。   When mixing the solvent A containing fullerenes with the solvent B, it is preferable that the solvent A containing fullerenes be present uniformly in the solvent B. In order to make it exist uniformly here, the solvent A containing fullerenes may be mixed in the solvent B at a time. For example, the solvent A containing a predetermined amount (small amount) of fullerenes is continuously added. It is preferable to add to the solvent B intermittently or intermittently. As a specific method for continuously or intermittently adding the solvent A containing a predetermined amount of fullerenes, for example, the total amount of the solvent A containing fullerenes to be used with respect to the solvent B is used. Examples thereof include a method of continuously adding to the solvent B little by little, and a method of intermittently adding the solvent A containing fullerenes to the solvent B using an appropriate addition method.

添加方法の具体例としては、例えば、滴下漏斗、自動滴下装置、定量ポンプ等を用いた方法が挙げられる。
添加にかける時間については特に限定されず、析出速度と表面修飾の均一性を考慮して、通常5分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上とする。一方、工業生産性観点からは、その上限は通常20時間以下、好ましくは10時間以下、より好ましくは5時間以下とする。
Specific examples of the addition method include a method using a dropping funnel, an automatic dropping device, a metering pump, and the like.
The addition time is not particularly limited, and is usually 5 minutes or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and even more preferably 1 hour or more in consideration of the deposition rate and surface modification uniformity. . On the other hand, from the viewpoint of industrial productivity, the upper limit is usually 20 hours or less, preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less.

フラーレン類を含有する溶媒Aに溶媒Bを混合する場合においては、溶媒Bの添加中は、フラーレン類を含有する溶媒Aを均一に混合することが好ましい。同様に、溶媒Bにフラーレン類を含有する溶媒Aを混合する場合においては、フラーレン類を含有する溶媒Aの添加中は、溶媒Bを均一に混合することが好ましい。
また、フラーレン類を含有する溶媒Aに溶媒Bを混合する場合においては、溶媒Bと溶媒Aとをさらに相溶させること等を目的として、溶媒Bを全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。同様に、溶媒Bにフラーレン類を含有する溶媒Aを混合する場合においては、溶媒Aと溶媒Bとをさらに相溶させること等を目的として、フラーレン類を含有する溶媒Aを全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。ここで混合を続ける時間としては、通常10分以上、好ましくは20分以上、一方、通常10時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは2時間以下とする。
In the case of mixing the solvent B with the solvent A containing fullerenes, it is preferable that the solvent A containing fullerenes be mixed uniformly during the addition of the solvent B. Similarly, when mixing solvent A containing fullerenes with solvent B, it is preferable to mix solvent B uniformly during addition of solvent A containing fullerenes.
In addition, in the case of mixing the solvent B with the solvent A containing fullerenes, the mixing is continued for a predetermined time after adding the whole amount of the solvent B for the purpose of further compatibilizing the solvent B and the solvent A. Is preferred. Similarly, in the case of mixing the solvent A containing fullerenes with the solvent B, for the purpose of further compatibilizing the solvent A and the solvent B, etc., after adding the whole amount of the solvent A containing fullerenes, It is preferable to continue mixing for a predetermined time. Here, the mixing time is usually 10 minutes or longer, preferably 20 minutes or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 2 hours or shorter.

混合方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、均一な分散液を得やすくなる。特に、溶媒Aに対するフラーレン類の溶解度が低い場合や、溶媒A、溶媒Bの粘度が高い場合は、混合不良によって組成物内の組成の不均一化が生じ易いので、適当な混合方法を適用することが好ましい。   Specific examples of the mixing method include a stirrer, blender, homogenizer, valve homogenizer, ultrasonic homogenizer, ultrasonic disperser, static mixer, stirring mixer, planetary mixer, ball mill, sand mill, roll mill, disc mill, and twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. This makes it easier to obtain a uniform dispersion. In particular, when the solubility of fullerenes in the solvent A is low, or when the viscosity of the solvent A and the solvent B is high, the composition in the composition is likely to become non-uniform due to poor mixing, so an appropriate mixing method is applied. It is preferable.

フラーレン類を含有する溶媒Aに溶媒Bを含有させる際(同様に、溶媒Bにフラーレン類を含有する溶媒Aを含有させる際)の温度は特に制限されないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。
なお、フラーレン類を含有する溶媒Aと溶媒Bとの量比は、製法1や製法2で説明した範囲とすればよい。
The temperature when the solvent A containing the fullerenes contains the solvent B (similarly, when the solvent B contains the solvent A containing fullerenes) is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. On the other hand, it is usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.
In addition, what is necessary is just to let the quantity ratio of the solvent A and the solvent B containing fullerenes be the range demonstrated by the manufacturing method 1 or the manufacturing method 2.

C−6.基材を含有させる工程
製法3においては、上記のようにして得られた、フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に、さらに基材を含有させる。つまり、基材を含有させて、基材をフラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に接触させることにより、フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物中で析出によって得られたフラーレン類を基材表面に添着させる。
C-6. Step of containing base material In production method 3, the base material is further contained in the composition containing fullerenes, solvent A, and solvent B obtained as described above. That is, by including the base material and bringing the base material into contact with the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B, by precipitation in the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B. The obtained fullerenes are attached to the substrate surface.

フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材を含有(接触)させる手法は特に制限されない。通常は、フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材を混合するか、基材にフラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物を混合すればよい。ここで、上記混合を行う場合には、基材をそのまま用いてもよく、基材を所定の溶媒(例えば溶媒B)に分散させて用いてもよい。なお、基材が板状の場合には、フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材をディッピング塗布したり、板状の基材に直接塗布するような手法を用いてもよい。   The technique for containing (contacting) the base material in the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B is not particularly limited. Usually, the substrate may be mixed with the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B, or the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B may be mixed with the substrate. Here, when performing the said mixing, a base material may be used as it is, and a base material may be disperse | distributed to a predetermined solvent (for example, solvent B). In addition, when a base material is plate shape, it uses the technique of dipping apply | coating a base material to the composition containing fullerenes, the solvent A, and the solvent B, or apply | coating directly to a plate-shaped base material. Also good.

フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材を混合する際には、基材を上記組成物中に均一に存在させることが好ましい。ここで均一に存在させるためには、基材を、上記組成物中に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の基材を連続的に又は断続的に上記組成物中に添加していくことが好ましい。このような所定量の基材を連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、上記組成物に対して用いる基材の全量を、連続的に少しずつ上記組成物に添加していく方法や、適当な添加方法を用いて基材を、上記組成物中に断続的に添加する方法を挙げることができる。この混合方法は、基材が粒子状(粉体状)である場合に好ましい方法である。   When mixing a base material with the composition containing fullerenes, the solvent A, and the solvent B, it is preferable to make a base material exist uniformly in the said composition. In order to make it exist uniformly here, a base material may be mixed in the said composition at once, but, for example, a predetermined amount (small amount) of a base material is continuously or intermittently in the said composition. It is preferable to add to. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of the base material, for example, the total amount of the base material used for the composition is continuously little by little. And a method of intermittently adding the base material to the composition using an appropriate addition method. This mixing method is a preferable method when the substrate is in the form of particles (powder).

同様に、基材にフラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物を混合する際においても、基材を上記組成物中に均一に存在させることが好ましい。ここで均一に存在させるためには、上記組成物を基材に一度に混合してもよいが、例えば、所定量(少量)の上記組成物を連続的に又は断続的に基材に添加していくことが好ましい。このような所定量の上記組成物を連続的に又は断続的に添加していく具体的な方法としては、例えば、基材に対して用いる上記組成物の全量を、連続的に少しずつ基材に添加していく方法や、適当な添加方法を用いて上記組成物を、基材中に断続的に添加する方法を挙げることができる。この場合において、上記組成物を添加する添加方法の具体例としては、例えば、滴下漏斗、自動滴下装置、定量ポンプ等を用いた方法が挙げられる。この混合方法は、基材が粒子状(粉体状)である場合に好ましい方法である。   Similarly, when mixing the composition containing fullerenes, the solvent A, and the solvent B with the base material, it is preferable that the base material be present uniformly in the composition. In order to make it exist uniformly here, the said composition may be mixed with a base material at once, For example, predetermined amount (small amount) of the said composition is added to a base material continuously or intermittently. It is preferable to continue. As a specific method for continuously or intermittently adding such a predetermined amount of the composition, for example, the whole amount of the composition used for the substrate is continuously little by little. And a method of intermittently adding the composition to the substrate using an appropriate addition method. In this case, specific examples of the addition method for adding the composition include a method using a dropping funnel, an automatic dropping device, a metering pump, and the like. This mixing method is a preferable method when the substrate is in the form of particles (powder).

添加にかける時間については特に限定されず、表面修飾の均一性を考慮して、通常5分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上とする。一方、工業生産性観点からは、その上限は通常20時間以下、好ましくは10時間以下、より好ましくは5時間以下とする。
フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材を混合する場合においては、基材の添加中は、上記組成物を均一に混合することが好ましい。同様に、基材にフラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物を混合する場合において、上記組成物の添加中は、基材と上記組成物とを均一に混合することが好ましい。上記混合をよりスムースに行うために、基材と上記組成物とを混合する前に、基材を所定の溶媒(例えば溶媒B)に分散させておいてもよい。
The time for addition is not particularly limited, and is usually 5 minutes or longer, preferably 10 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer, and further preferably 1 hour or longer in consideration of the uniformity of surface modification. On the other hand, from the viewpoint of industrial productivity, the upper limit is usually 20 hours or less, preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less.
In the case where the substrate is mixed with the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B, it is preferable to uniformly mix the composition during the addition of the substrate. Similarly, when the composition containing fullerenes, solvent A, and solvent B is mixed with the base material, it is preferable to uniformly mix the base material and the composition during the addition of the composition. In order to perform the mixing more smoothly, the base material may be dispersed in a predetermined solvent (for example, solvent B) before the base material and the composition are mixed.

また、フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材を混合する場合においては、溶媒Bと溶媒Aとをさらに相溶させること等を目的として、基材を全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。同様に、基材にフラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物を混合する場合においては、溶媒Aと溶媒Bとをさらに相溶させること等を目的として、上記組成物を全量添加した後に、所定時間混合を続けることが好ましい。ここで混合を続ける時間としては、通常10分以上、好ましくは20分以上、一方、通常10時間以下、好ましくは5時間以下、より好ましくは2時間以下とする。   In addition, when the base material is mixed with the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B, after adding the whole amount of the base material for the purpose of further compatibilizing the solvent B and the solvent A, etc. It is preferable to continue mixing for a predetermined time. Similarly, when a composition containing fullerenes, solvent A, and solvent B is mixed with the base material, the above composition is added in total for the purpose of further compatibilizing solvent A and solvent B, etc. Then, it is preferable to continue mixing for a predetermined time. Here, the mixing time is usually 10 minutes or longer, preferably 20 minutes or longer, and usually 10 hours or shorter, preferably 5 hours or shorter, more preferably 2 hours or shorter.

混合方法の具体例としては、スターラー、ブレンダー、ホモジナイザー、バルブホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、超音波分散器、スタティックミキサー、撹拌ミキサー、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、ディスクミル、及び二軸混練機等を使用した撹拌、混合、分散、混練などの方法が挙げられる。これにより、均一処理されたフラーレン類表面修飾基材を得やすくなる。特に、溶媒Aに対するフラーレン類の溶解度が低い場合や、溶媒A、溶媒Bの粘度が高い場合は、混合不良によって組成物内の組成の不均一化が生じ易いので、適当な混合方法を適用することが好ましい。   Specific examples of the mixing method include a stirrer, blender, homogenizer, valve homogenizer, ultrasonic homogenizer, ultrasonic disperser, static mixer, stirring mixer, planetary mixer, ball mill, sand mill, roll mill, disc mill, and twin-screw kneader. Examples of the method include stirring, mixing, dispersion, and kneading. This makes it easier to obtain a uniformly treated fullerene surface-modified base material. In particular, when the solubility of fullerenes in the solvent A is low, or when the viscosity of the solvent A and the solvent B is high, the composition in the composition is likely to become non-uniform due to poor mixing, so an appropriate mixing method is applied. It is preferable.

フラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物に基材を含有させる際(同様に、基材にフラーレン類、溶媒A、及び溶媒Bを含有する組成物を含有させる際)の温度は特に制限されないが、通常0℃以上、好ましくは20℃以上、一方、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは100℃以下とする。
C−7.フラーレン類表面修飾基材の分離手法と乾燥方法
<フラーレン類表面修飾基材の分離手法>
上記手法を用いることによりフラーレン類が基材表面に存在するフラーレン類表面修飾基材を得ることができる。ここでフラーレン類表面修飾基材を溶媒A及び溶媒Bから分離することが好ましい。フラーレン類表面修飾基材を溶媒A及び溶媒Bから分離する場合は、その分離する方法は特に限定されるものではない。具体的な方法は、製法1や製法2と同様にすればよい。
When the base material is contained in the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B (similarly, when the base material contains the composition containing the fullerenes, the solvent A, and the solvent B), Although not particularly limited, it is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, and is usually 200 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower.
C-7. Separation method and drying method of fullerene surface modified base material <Separation method of fullerene surface modified base material>
By using the above method, a fullerene surface-modified base material in which fullerenes are present on the surface of the base material can be obtained. Here, it is preferable to separate the fullerene surface modification base material from the solvent A and the solvent B. When separating the fullerene surface-modified base material from the solvent A and the solvent B, the separation method is not particularly limited. A specific method may be the same as in manufacturing method 1 and manufacturing method 2.

<フラーレン類表面修飾基材の乾燥方法>
上述の操作によって得られたフラーレン類表面修飾基材に残留する溶媒A及び溶媒Bがある場合、これら溶媒A及び溶媒Bを除去することが好ましいが、この除去方法は特に限定されるものではない。具体的な方法は、製法1や製法2と同様にすればよい。
D.フラーレン類表面修飾基材
本発明の製造方法で製造されたフラーレン類表面修飾基材の例について説明する。
<Drying method of fullerene surface modified base material>
When there are the solvent A and the solvent B remaining on the fullerene surface-modified base material obtained by the above operation, it is preferable to remove the solvent A and the solvent B, but this removal method is not particularly limited. . A specific method may be the same as in manufacturing method 1 and manufacturing method 2.
D. Fullerenes Surface-Modified Base Material Examples of fullerene surface-modified base materials manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.

基材上のフラーレン類の粒径は、通常、0.7nm以上となる。通常、フラーレン類1分子の大きさが0.7nm(=7Å)程度であるため、フラーレン類が分子状態で基材表面に存在している場合、フラーレン類の粒径は上記範囲となる。一方、基材上のフラーレン類の粒径は、通常50μm以下、好ましくは1000nm以下、より好ましくは500nm以下とする。フラーレン類の粒径は、溶媒A中でのフラーレン類の濃度、溶媒Bの含有のさせ方等により影響を受けるが、上記範囲内とすれば、表面状態が制御された良好なフラーレン類表面修飾基材を得ることができる。   The particle size of fullerenes on the substrate is usually 0.7 nm or more. Usually, since the size of one fullerene molecule is about 0.7 nm (= 7 cm), when the fullerene is present on the substrate surface in a molecular state, the particle size of the fullerene is in the above range. On the other hand, the particle size of fullerenes on the substrate is usually 50 μm or less, preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less. The particle size of fullerenes is affected by the concentration of fullerenes in solvent A, the way of inclusion of solvent B, etc., but if it is within the above range, good surface modification of fullerenes with controlled surface conditions A substrate can be obtained.

また、フラーレン類のフラーレン類表面修飾基材全体に対する存在量は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.02重量%以上、より好ましくは0.06重量%以上である。上記範囲とすることによって、基材表面にフラーレン類を存在させる効果が発揮されるようになる。例えば、後述するリチウム二次電池の負極材料として本発明のフラーレン類表面修飾基材を用いる場合には、上記範囲とすることで電池特性が良好となる。一方、フラーレン類のフラーレン類表面修飾基材全体に対する存在量は、通常3.0重量%以下、好ましくは1.0重量%以下、より好ましくは0.2重量%以下である。フラーレン類の存在量が過度に多い場合、フラーレン類表面修飾基材の性能が十分に発揮されない場合がある。   The abundance of fullerenes relative to the entire surface of the fullerene surface-modified substrate is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.02% by weight or more, more preferably 0.06% by weight or more. By setting it as the above range, the effect of causing fullerenes to be present on the surface of the substrate is exhibited. For example, when the fullerene surface-modified base material of the present invention is used as a negative electrode material for a lithium secondary battery to be described later, the battery characteristics are improved by setting the above range. On the other hand, the abundance of fullerenes relative to the entire surface-modified substrate of fullerenes is usually 3.0% by weight or less, preferably 1.0% by weight or less, more preferably 0.2% by weight or less. When the abundance of fullerenes is excessively large, the performance of the fullerenes surface-modified base material may not be sufficiently exhibited.

本発明においては、製造時に仕込んだフラーレン類の量に対して、得られたフラーレン類表面修飾基材の基材表面に存在するフラーレン類の量がなるべく近いことが好ましい。つまり、製造時に用いたフラーレン類のなるべく多くが、基材の表面に存在することが好ましい。
具体的には、得られたフラーレン類表面修飾基材を所定量の溶媒A中に含有させて溶媒A中に溶出したフラーレン類(以下、「溶出フラーレン類」という場合がある。)の量を求める。そして、この溶出フラーレン類の量と、フラーレン類表面修飾基材製造時に用いたフラーレン類の量(以下、「仕込みに用いたフラーレン類の量」という場合がある。)との比((溶出フラーレン類の量)/(仕込みに用いたフラーレン類の量))が、0.5以上となることが好ましく、0.7以上となることがより好ましい。一方、(溶出フラーレン類の量)/(仕込みに用いたフラーレン類の量)の上限は、1となることが好ましい。
In the present invention, it is preferable that the amount of fullerenes present on the substrate surface of the obtained fullerene surface-modified base material is as close as possible to the amount of fullerenes charged at the time of production. That is, it is preferable that as much as possible of the fullerenes used in the production be present on the surface of the substrate.
Specifically, the amount of fullerenes (hereinafter sometimes referred to as “eluting fullerenes”) eluted in the solvent A by containing the obtained fullerenes surface-modified base material in a predetermined amount of the solvent A. Ask. And the ratio of (the elution fullerene) to the amount of this elution fullerene and the amount of fullerenes used in the production of the fullerene surface modified base material (hereinafter sometimes referred to as “amount of fullerenes used for preparation”). )) / (Amount of fullerene used for preparation)) is preferably 0.5 or more, and more preferably 0.7 or more. On the other hand, the upper limit of (amount of eluted fullerenes) / (amount of fullerenes used for preparation) is preferably 1.

ここで、(溶出フラーレン類の量)/(仕込みに用いたフラーレン類の量)の測定方法は特に制限されないが、好ましくは以下の方法を用いることができる。
まず、出来上がった所定量のフラーレン類表面修飾基材を所定量の溶媒Aに混合する。ここで混合の方法としては特に制限はないものの、工業的に容易なのは超音波分散を行うことである。その後フラーレン類表面修飾基材と溶媒Aとの混合液に対して必要に応じて遠心分離を行う。そして上澄み液を抽出し、この上澄み液の濃度を、高速液体クロマトグラフィー等を用いて測定する。そして、得られた濃度から基材単位重量当たりのフラーレン類の量(フラーレン類表面修飾基材中のフラーレン類の濃度)を換算し、得られた換算値と、フラーレン類表面修飾基材製造時の仕込み値から計算される「仕込み時の基材単位重量当たりのフラーレン類の量」とから、(溶出フラーレン類の量)/(仕込みに用いたフラーレン類の量)を算出すればよい。
Here, the measurement method of (amount of eluted fullerenes) / (amount of fullerenes used for preparation) is not particularly limited, but the following method can be preferably used.
First, a predetermined amount of the fullerene surface-modified base material is mixed with a predetermined amount of solvent A. Although there is no restriction | limiting in particular as a mixing method here, What is industrially easy is performing ultrasonic dispersion | distribution. Thereafter, the mixed solution of the fullerene surface-modified base material and the solvent A is centrifuged as necessary. Then, the supernatant is extracted, and the concentration of the supernatant is measured using high performance liquid chromatography or the like. Then, the amount of fullerenes per unit weight of the base material (concentration of fullerenes in the fullerene surface modified base material) is converted from the obtained concentration, and the obtained conversion value and the fullerene surface modified base material production time From the “amount of fullerenes per unit weight of base material at the time of preparation” calculated from the above-mentioned preparation value, (amount of eluted fullerenes) / (amount of fullerenes used for preparation) may be calculated.

E.用途
本発明のフラーレン類表面修飾基材は、医療、電気電子機器、自動車、建築資材、工業機械の部品など様々な用途へ応用可能である。なぜなら、フラーレン類は、特異的な結晶構造、化学的性質、電子状態等に由来する様々な機能を有する。このような機能としては、具体的には、紫外線吸収、ラジカルトラップ、光伝導、光誘起電子移動、触媒作用、接着性改良、潤滑作用などが挙げられる。そして、適用可能な用途としては、上記機能を有効に引き出せるような用途であればよく、特に制限はない。
E. Applications The fullerene surface-modified base material of the present invention can be applied to various applications such as medical, electrical and electronic equipment, automobiles, building materials, and parts of industrial machines. This is because fullerenes have various functions derived from specific crystal structures, chemical properties, electronic states, and the like. Specific examples of such functions include ultraviolet absorption, radical trapping, photoconduction, photoinduced electron transfer, catalysis, adhesion improvement, and lubrication. The applicable application is not particularly limited as long as the above functions can be effectively extracted.

より具体的な用途としては、UV吸収材料、ラジカル失活材料、光スイッチ、太陽電池、各種二次電池、複合材、固体潤滑材などが挙げられる。
これら様々な用途のうち、フラーレン類の有するラジカルトラップと考えられる機能を利用できる用途の一つとして、リチウム二次電池、特にリチウム二次電池の負極材料を挙げることができる。同様に、フラーレン類の有するラジカルトラップと考えられる機能を利用できる別の用途として、高分子材料の表面をフラーレン類で修飾して高分子材料の耐熱性を上げる用途を挙げることができる。このような高分子材料は、例えば、自動車、建築資材、工業機械等の分野へ適用することができる。
More specific applications include UV absorbing materials, radical deactivation materials, optical switches, solar cells, various secondary batteries, composite materials, solid lubricants, and the like.
Among these various uses, one of the uses that can utilize the function considered to be a radical trap possessed by fullerenes is a negative electrode material of a lithium secondary battery, particularly a lithium secondary battery. Similarly, another application that can use the function considered to be a radical trap possessed by fullerenes is an application that modifies the surface of the polymer material with fullerenes to increase the heat resistance of the polymer material. Such a polymer material can be applied to fields such as automobiles, building materials, and industrial machines.

また、フラーレン類の有する接着性改良の効果を利用できる用途としては、金属の基材と有機材料(例えば高分子材料)との接着性を改良する必要のある用途が挙げられる。このような用途の適用例としては、例えば、絶縁材料、レジスト、ディスプレー、リチウム二次電池等の電気電子部品、建築資材等の分野への適用を挙げることができる。
以下、本発明のフラーレン類表面修飾基材を用いることができる用途の具体例をいくつか説明する。
Moreover, as a use which can utilize the effect of adhesiveness improvement which fullerene has, the use which needs to improve the adhesiveness of a metal base material and organic material (for example, polymer material) is mentioned. As an application example of such a use, for example, application to fields such as insulating materials, resists, displays, electric and electronic parts such as lithium secondary batteries, and building materials can be cited.
Hereinafter, some specific examples of applications in which the fullerene surface-modified base material of the present invention can be used will be described.

E−1.リチウム二次電池
リチウム二次電池の負極活物質として本発明のフラーレン類表面修飾基材を利用する場合について説明する。リチウム二次電池の負極材料(以下、負極活物質という場合もある。)として本発明のフラーレン類表面修飾基材を用いる場合、基材としては、通常炭素性物質が用いられる。
E-1. Lithium Secondary Battery A case where the fullerene surface modified base material of the present invention is used as a negative electrode active material of a lithium secondary battery will be described. When the fullerene surface-modified base material of the present invention is used as a negative electrode material (hereinafter sometimes referred to as negative electrode active material) of a lithium secondary battery, a carbonaceous material is usually used as the base material.

E−1−1.負極材料に本発明のフラーレン類表面修飾基材を用いる利点
通常、炭素性物質を主とするリチウム二次電池用負極活物質と電解質の界面においては電気化学的還元雰囲気下において、電解質(特に電解液溶媒)の還元分解が生じる。この分解の結果、分解生成物である有機物、リチウム化合物が炭素性物質表面にSEI(Solid Electrolyte Layer)と称される被膜を形成する。このSEIは、炭素性物質と電解質の直接の接触を遮断することにより、電解質の還元分解反応を実質的に停止し、電池は電気化学的に安定化する。
E-1-1. Advantages of using the fullerene surface-modified base material of the present invention as a negative electrode material Usually, an electrolyte (especially electrolysis) is used in an electrochemical reducing atmosphere at the interface between a negative electrode active material for a lithium secondary battery mainly composed of a carbonaceous material and an electrolyte. Reductive decomposition of the liquid solvent occurs. As a result of the decomposition, organic substances and lithium compounds which are decomposition products form a film called SEI (Solid Electrolyte Layer) on the surface of the carbonaceous material. The SEI substantially stops the reductive decomposition reaction of the electrolyte by blocking direct contact between the carbonaceous material and the electrolyte, and the battery is electrochemically stabilized.

このSEIを形成する反応の大半は、負極が初めて電気化学的還元状態にさらされる最初の充電過程において進行する。しかし、SEIを形成する過程において上記還元分解に消費された電力は、エネルギーとして活物質中に蓄積されているわけではないので、放電によって取り出すことはできない。すなわち、初期充電で投入された電力のうちSEI形成に消費された分は損失となり、初期効率を低下させることにつながる。また、炭素性物質表面と電解質の間の還元分解反応は初期充電後においても徐々に進行し、この反応は、リチウム二次電池の保存安定性、サイクル特性等の低下の要因ともなる。   Most of the reactions that form this SEI proceed during the initial charging process when the negative electrode is first exposed to the electrochemically reduced state. However, since the electric power consumed in the reductive decomposition in the process of forming SEI is not stored as energy in the active material, it cannot be taken out by discharge. That is, of the electric power input in the initial charging, the portion consumed for SEI formation is lost, leading to a decrease in initial efficiency. Further, the reductive decomposition reaction between the surface of the carbonaceous material and the electrolyte proceeds gradually even after the initial charge, and this reaction also causes the storage stability and cycle characteristics of the lithium secondary battery to deteriorate.

本発明においては、電解質との間でリチウムの吸蔵放出が行われる炭素性物質(基材)表面にフラーレン類を小粒径で均一に直接存在させることによって、リチウム二次電池の初期効率が大きく改良されるようになる。この作用機構は定かではないが、炭素性物質表面と電解質の間にフラーレン類が存在することにより、炭素性物質表面と電解質の直接の接触が遮断されて最初からSEIが形成されているのと同様な効果を有している可能性、フラーレン類を存在させることによって、反応面や構造面からSEI形成の効率が高くなっている可能性、フラーレン類が小粒径で均一に存在するために形成されるSEIが薄く均一となる可能性、等が考えられる。   In the present invention, the initial efficiency of the lithium secondary battery is greatly increased by allowing fullerenes to be directly and uniformly present in a small particle size on the surface of the carbonaceous material (base material) where lithium is occluded and released from the electrolyte. It will be improved. The mechanism of this action is not clear, but due to the presence of fullerenes between the carbonaceous material surface and the electrolyte, direct contact between the carbonaceous material surface and the electrolyte is blocked, and SEI is formed from the beginning. The possibility of having the same effect, the presence of fullerenes may increase the efficiency of SEI formation from the reaction surface and the structure surface, and because the fullerenes exist uniformly with a small particle size There is a possibility that the SEI formed is thin and uniform.

以下、リチウム二次電池用負極材料、このリチウム二次電池負極材料を用いた負極、及びこの負極を用いたリチウム二次電池 について説明する。
E−1−2.リチウム二次電池用負極材料
本発明のフラーレン類表面修飾基材をリチウム二次電池用負極材料として用いる場合、フラーレン類表面修飾基材は、炭素物質表面上にフラーレン類が存在する形態を有する。フラーレン類、フラーレン類表面修飾基材の製造方法、フラーレン類表面修飾基材の性質等については、上記A〜Dで説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。
Hereinafter, a negative electrode material for a lithium secondary battery, a negative electrode using the negative electrode material for the lithium secondary battery, and a lithium secondary battery using the negative electrode will be described.
E-1-2. Negative electrode material for lithium secondary battery When the fullerene surface modified substrate of the present invention is used as a negative electrode material for a lithium secondary battery, the fullerene surface modified substrate has a form in which fullerenes are present on the carbon material surface. Since the fullerenes, the method for producing a fullerene surface-modified base material, the properties of the fullerene surface-modified base material, and the like are as described in the above A to D, the description thereof is omitted here.

(1)炭素性物質
炭素性物質の材料としては、上記基材において説明したものを用いればよい。炭素性物質をリチウム二次電池の負極材料として用いる場合の特に好ましい点について以下説明する。
炭素性物質は、常温(25℃)、常湿(50%RH)では、通常粉末状の性状を有し、その平均粒径は、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、また、通常45μm以下、好ましくは35μm以下、さらに好ましくは25μm以下である。平均粒径が過度に小さいと、炭素性物質の比表面積が増えることとなり不可逆容量が増え電池容量が低下する場合がある。一方、平均粒径が過度に大きいと活物質層の膜厚が制限され均一な活物質層を炭素性物質の上に形成させることが難しくなる場合がある。
(1) Carbonaceous material As the material of the carbonaceous material, those described in the above base material may be used. A particularly preferable point when using a carbonaceous material as a negative electrode material of a lithium secondary battery will be described below.
The carbonaceous material usually has a powdery state at normal temperature (25 ° C.) and normal humidity (50% RH), and its average particle size is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and usually 45 μm. Hereinafter, it is preferably 35 μm or less, more preferably 25 μm or less. If the average particle size is excessively small, the specific surface area of the carbonaceous material increases, which may increase the irreversible capacity and decrease the battery capacity. On the other hand, if the average particle size is excessively large, the thickness of the active material layer is limited, and it may be difficult to form a uniform active material layer on the carbonaceous material.

炭素性物質の比表面積は、通常0.1m2/g以上、好ましくは0.3m2/g以上、より好ましくは0.5m2/g以上とする。比表面積が過度に小さいと電池のレート特性が
低下する。一方、炭素性物質の比表面積は、通常30m2/g以下、好ましくは20m2/g以下、より好ましくは10m2/g以下とする。比表面積が過度に大きいと電池の初期
効率が低下する。比表面積の測定はBET法に従う。
The specific surface area of the carbonaceous material is usually 0.1 m 2 / g or more, preferably 0.3 m 2 / g or more, more preferably 0.5 m 2 / g or more. When the specific surface area is excessively small, the rate characteristics of the battery are lowered. On the other hand, the specific surface area of the carbonaceous material is usually 30 m 2 / g or less, preferably 20 m 2 / g or less, more preferably 10 m 2 / g or less. If the specific surface area is excessively large, the initial efficiency of the battery is lowered. The specific surface area is measured according to the BET method.

(2)リチウム二次電池用負極材料に含まれるその他の材料
本発明におけるリチウム二次電池用負極材料は、上記フラーレン類が表面修飾された炭素性物質(フラーレン類表面修飾基材)単独で構成してもよい。またリチウム二次電池用負極材料には、上記フラーレン類表面修飾基材以外に、例えば、リチウム二次電池の負極に用いるバインダー(詳細は後述する)や導電剤等の他の添加剤等をさらに含有させてもよい。
(2) Other materials included in negative electrode material for lithium secondary battery The negative electrode material for lithium secondary battery in the present invention is composed of a carbonaceous material (fullerene surface modified base material) whose surface is modified with the above fullerenes. May be. In addition to the fullerene surface-modified base material, for example, a binder (details will be described later) and other additives such as a conductive agent are further added to the negative electrode material for a lithium secondary battery. You may make it contain.

これら材料の種類や含有量は、求められる電池性能に従って適宜調整すればよい。
(3)炭素性物質とフラーレン類との関係
本発明に用いるリチウム二次電池用負極材料においては、上記フラーレン類が上記炭素性物質表面に存在している。炭素性物質とフラーレン類との関係については、上記A〜Dで説明した通りであるが、本発明のフラーレン類表面修飾基材をリチウム二次電池用負極材料として用いる場合の特に好ましい点について以下説明する。
What is necessary is just to adjust suitably the kind and content of these materials according to the battery performance calculated | required.
(3) Relationship between carbonaceous material and fullerenes In the negative electrode material for a lithium secondary battery used in the present invention, the fullerenes are present on the surface of the carbonaceous material. The relationship between the carbonaceous substance and the fullerenes is as described in the above AD, but the following are particularly preferable points when the fullerene surface-modified base material of the present invention is used as a negative electrode material for a lithium secondary battery. explain.

フラーレン類は炭素性物質表面全体を覆ってもよいが、炭素性物質表面上でフラーレン類が覆っている部分と覆っていない部分が併存していてもよい。炭素性物質表面上でフラーレン類が存在する部分と存在しない部分が併存することによって、リチウム二次電池の初期効率をより高くすることができるようになる。
炭素性物質表面に存在するフラーレン類の粒径は、通常0.7nm以上とする。通常、フラーレン類1分子の大きさが0.7nm(=7Å)程度であるため、フラーレン類が基材表面に分子状態で存在している場合、フラーレン類の粒径は上記範囲となる。一方、炭素性物質表面上のフラーレン類の粒径は、通常50μm以、下好ましくは1000nm以下、より好ましくは500nm以下とする。フラーレン類の粒径は、溶媒A中でのフラーレン類の濃度、溶媒Bの含有のさせ方等に影響を受けるが、上記範囲内とすれば、表面上体が制御された良好なフラーレン類表面修飾基材を得ることができる。
The fullerenes may cover the entire surface of the carbonaceous material, but a portion covered with the fullerenes and a portion not covered may coexist on the surface of the carbonaceous material. The presence of the fullerenes and the nonexistent part on the surface of the carbonaceous material can increase the initial efficiency of the lithium secondary battery.
The particle size of fullerenes present on the surface of the carbonaceous material is usually 0.7 nm or more. Usually, since the size of one molecule of fullerenes is about 0.7 nm (= 7 cm), the particle size of fullerenes is in the above range when the fullerenes are present in a molecular state on the substrate surface. On the other hand, the particle size of fullerenes on the surface of the carbonaceous material is usually 50 μm or less, preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less. The particle size of fullerenes is affected by the concentration of fullerenes in solvent A, the manner in which solvent B is contained, etc. If within the above range, the surface of good fullerenes with a controlled surface body is controlled. A modified substrate can be obtained.

(4)負極、リチウム二次電池
以下、本発明のリチウム二次電池用負極材料を含有するリチウム二次電池用の負極、及びこの負極を用いたリチウム二次電池について説明する。
本発明においては、炭素性物質表面にフラーレン類が存在しているリチウム二次電池用負極材料は、リチウム二次電池用の負極を製造するために用いられる。
(4) Negative electrode, lithium secondary battery Hereinafter, a negative electrode for a lithium secondary battery containing the negative electrode material for a lithium secondary battery of the present invention and a lithium secondary battery using the negative electrode will be described.
In the present invention, the negative electrode material for a lithium secondary battery in which fullerenes are present on the surface of the carbonaceous material is used for producing a negative electrode for a lithium secondary battery.

ここで、リチウム二次電池は、通常、負極の他、正極及び電解質を有する電池要素をケースに収納した形態を有する。
負極は、通常、上記負極材料で形成される活物質層を集電体上に形成してなる。つまり、活物質層は、炭素性物質表面にフラーレン類が存在する負極活物質(フラーレン類表面修飾基材)を少なくとも含有し、通常、これら材料にさらに、バインダー及び必要に応じて導電剤等の添加剤を有する。
Here, the lithium secondary battery usually has a configuration in which a battery element having a positive electrode and an electrolyte is housed in a case in addition to the negative electrode.
The negative electrode is usually formed by forming an active material layer formed of the negative electrode material on a current collector. That is, the active material layer contains at least a negative electrode active material (fullerenes surface-modified base material) in which fullerenes are present on the surface of the carbonaceous material. Usually, these materials further include a binder and, if necessary, a conductive agent. Has additives.

活物質層中の負極活物質の割合は、通常10重量%以上、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、通常99重量%以下、好ましくは98重量%以下である。多すぎると電極の機械的強度が劣る傾向にあり、少なすぎると容量等電池性能が劣る傾向にある。
活物質層に使用するバインダーとしては、電解液等に対して安定である必要があり、耐候性、耐薬品性、耐熱性、難燃性等の観点から各種の材料が使用される。具体的には、シリケート、ガラスのような無機化合物や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1,1−ジメチルエチレンなどのアルカン系ポリマー;ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー;ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−N−ビニルピロリドンなどのポリマー鎖中に環構造を有するポリマー;メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム等のセルロース類が挙げられる。
The ratio of the negative electrode active material in the active material layer is usually 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and usually 99% by weight or less, preferably 98% by weight or less. If the amount is too large, the mechanical strength of the electrode tends to be inferior.
The binder used for the active material layer needs to be stable with respect to the electrolytic solution and the like, and various materials are used from the viewpoint of weather resistance, chemical resistance, heat resistance, flame retardancy, and the like. Specifically, inorganic compounds such as silicate and glass, alkane polymers such as polyethylene, polypropylene and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene, polymethylstyrene, Examples thereof include polymers having a ring structure in a polymer chain such as polyvinyl pyridine and poly-N-vinyl pyrrolidone; celluloses such as methyl cellulose and sodium carboxymethyl cellulose.

他の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミドなどのアクリル誘導体系ポリマー;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニドなどのCN基含有ポリマー;ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマー;ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが使用できる。   Other specific examples include acrylic derivative polymers such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and polyacrylamide; Fluorine resins such as vinyl chloride, polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; Polyvinyl alcohol polymers such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol; Halogen-containing polymers such as vinylidene; conductive polymers such as polyaniline can be used.

また上記のポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体(例えば、スチレンブタジエンラバー等のスチレンブタジエン共重合体)などであっても使用できる。これらの樹脂の重量平均分子量は、通常10,000〜3,000,000、好ましくは100,000〜1,000,000程度である。低すぎると塗膜の強度が低下する傾向にある。一方、高すぎると負極製造用の塗料の粘度が高くなり電極の形成が困難になることがある。好ましいバインダー樹脂としては、フッ素系樹脂、CN基含有ポリマーが挙げられ、より好ましくはポリフッ化ビニリデンである。   Also, mixtures of the above polymers, modified products, derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers (for example, styrene butadiene copolymers such as styrene butadiene rubber), etc. Can also be used. The weight average molecular weight of these resins is usually 10,000 to 3,000,000, preferably about 100,000 to 1,000,000. If it is too low, the strength of the coating film tends to decrease. On the other hand, if it is too high, the viscosity of the coating material for producing the negative electrode becomes high, and it may be difficult to form the electrode. Preferable binder resins include fluorine resins and CN group-containing polymers, and more preferably polyvinylidene fluoride.

バインダーの使用量は、負極活物質100重量部に対して通常0.1重量部以上、好ましくは1重量部以上であり、また通常30重量部以下、好ましくは20重量部以下、より好ましくは10重量部以下である。バインダーの量が少なすぎると活物質層の強度が低下する傾向にあり、バインダーの量が多すぎると電池容量が低下する傾向にある。
活物質層中には、必要に応じて、導電性材料、補強材など各種の機能を発現する添加剤、粉体、充填材などを含有させてもよい。
The amount of the binder used is usually 0.1 parts by weight or more, preferably 1 part by weight or more, and usually 30 parts by weight or less, preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material. Less than parts by weight. If the amount of the binder is too small, the strength of the active material layer tends to decrease, and if the amount of the binder is too large, the battery capacity tends to decrease.
If necessary, the active material layer may contain additives, powders, fillers, and the like that exhibit various functions such as a conductive material and a reinforcing material.

負極に使用される集電体としては、電気化学的に溶出等の問題が生じず、電池の集電体として機能しうる各種のものを使用でき、通常は銅、ニッケル、ステンレス等の金属や合金が用いられる。好ましくは、銅を使用する。集電体の厚さは、通常0.1μm以上、好ましくは1μm以上であり、また通常100μm以下、好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。薄すぎると機械的強度が弱くなる傾向にあり、生産上問題になる。厚すぎると電池全体としての容量が低下する。二次電池の重量を低減させる、すなわち重量エネルギー密度を向上させるために、エキスパンドメタルやパンチングメタルのような穴あきタイプの炭素性物質を使用することもできる。この場合、その開口率を変更することで重量も自在に変更可能となる。また、このような穴あきタイプの炭素性物質の両面に接触層を形成した場合、この穴を通しての塗膜のリベット効果により塗膜の剥離がさらに起こりにくくなる傾向にあるが、開口率があまりに高くなった場合には、塗膜と炭素性物質との接触面積が小さくなるため、かえって接着強度は低くなることがある。また、活物質層との接着性を向上させるため、集電体の表面を予め粗面化処理することができる。表面の粗面化方法としては、ブラスト処理や粗面ロールにより圧延するなどの方法、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤ−ブラシなどで集電体表面を研磨する機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。   As the current collector used for the negative electrode, various materials that can function as a battery current collector can be used without causing problems such as electrochemical elution, and usually metals such as copper, nickel, stainless steel, etc. An alloy is used. Preferably, copper is used. The thickness of the current collector is usually 0.1 μm or more, preferably 1 μm or more, and is usually 100 μm or less, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less. If it is too thin, the mechanical strength tends to be weak, which causes a problem in production. If it is too thick, the capacity of the battery as a whole decreases. In order to reduce the weight of the secondary battery, that is, to improve the weight energy density, it is also possible to use a perforated carbonaceous material such as expanded metal or punching metal. In this case, the weight can be freely changed by changing the aperture ratio. In addition, when a contact layer is formed on both sides of such a perforated type carbonaceous material, the rivet effect of the coating film through this hole tends to make peeling of the coating film more difficult, but the aperture ratio is too high. When it becomes high, the contact area between the coating film and the carbonaceous material becomes small, so that the adhesive strength may be lowered. Moreover, in order to improve adhesiveness with an active material layer, the surface of a collector can be previously roughened. Current roughening methods include a method of rolling with a blasting process or a rough roll, a polishing cloth with a fixed abrasive particle, a grinding wheel, emery buff, a wire brush with a steel wire, etc. Examples thereof include a mechanical polishing method for polishing the surface, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method.

集電体上に活物質層を有する負極は、上記リチウム二次電池用負極材料を、バインダーを溶解しうる溶剤を用いて分散塗料化し、その塗料を集電体上に塗布、乾燥することにより製造することができる。
活物質層を形成する際に使用する溶剤としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、水を挙げることができ、好ましくはN−メチル−2−ピロリドン、水である。塗料中の溶剤濃度は、少なくとも10重量%より大きくするが、通常20重量%以上、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは35重量%以上である。また、上限としては、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下である。溶剤濃度が低すぎると塗布が困難になることがあり、高すぎると塗布膜厚を上げることが困難になると共に塗料の安定性が悪化することがある。
A negative electrode having an active material layer on a current collector is obtained by dispersing the negative electrode material for a lithium secondary battery using a solvent capable of dissolving a binder, and applying and drying the paint on the current collector. Can be manufactured.
Examples of the solvent used for forming the active material layer include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, and water, preferably N-methyl-2-pyrrolidone and water. The solvent concentration in the coating is at least 10% by weight, but is usually 20% by weight or more, preferably 30% by weight or more, and more preferably 35% by weight or more. Moreover, as an upper limit, it is 90 weight% or less normally, Preferably it is 80 weight% or less. If the solvent concentration is too low, coating may be difficult. If the solvent concentration is too high, it may be difficult to increase the coating thickness and the stability of the coating may be deteriorated.

分散塗料化には通常用いられる分散機が使用でき、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などが使用できる。
集電体上に塗料を塗布する塗布装置に関しては特に限定されず、スライドコーターやエクストルージョン型のダイコーター、リバースロール、グラビアコーター、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビアコーター、ロッドコーター、ブレードコーターなどが挙げられるが、ダイコーター、ブレードコーター、及びナイフコーターが好ましく、塗料粘度および塗布膜厚等を考慮するとエクストルージョン型のダイコーター、簡便な点からはブレードコーターが最も好ましい。
For dispersion coating, a commonly used disperser can be used, and a planetary mixer, a ball mill, a sand mill, a biaxial kneader, or the like can be used.
There are no particular restrictions on the application device for applying the paint on the current collector, and slide coaters, extrusion type die coaters, reverse rolls, gravure coaters, knife coaters, kiss coaters, micro gravure coaters, rod coaters, blade coaters, etc. Among them, a die coater, a blade coater, and a knife coater are preferable, and an extrusion type die coater and a blade coater are most preferable from the viewpoint of simplicity in consideration of paint viscosity and coating film thickness.

上記塗料を集電体上に塗布した後、塗膜を例えば120℃程度の温度で10分間程度の時間乾燥させることよって活物質層が形成される。
活物質層の厚さは、通常10μm以上、好ましくは20μm以上であり、通常200μm以下、好ましくは150μm以下である。活物質層の厚さが過度に薄いと、電池の容量が小さくなりすぎる。一方、過度に厚いとレート特性が低下しることとなる。
After the coating material is applied on the current collector, the active material layer is formed by drying the coating film at a temperature of about 120 ° C. for about 10 minutes, for example.
The thickness of the active material layer is usually 10 μm or more, preferably 20 μm or more, and is usually 200 μm or less, preferably 150 μm or less. If the thickness of the active material layer is too thin, the battery capacity becomes too small. On the other hand, if the thickness is excessively high, the rate characteristics will deteriorate.

リチウム二次電池に使用される電解質は、通常支持電解質であるリチウム塩を非水系溶媒に溶解してなる電解液を有する。
非水系溶媒としては、比較的高誘電率の溶媒が好適に用いられる。具体的にはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のグライム類、γ−ブチルラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等を挙げることができる。以上の非水系溶媒は、複数種を併用することができる。
An electrolyte used for a lithium secondary battery usually has an electrolytic solution obtained by dissolving a lithium salt, which is a supporting electrolyte, in a non-aqueous solvent.
As the non-aqueous solvent, a solvent having a relatively high dielectric constant is preferably used. Specifically, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, acyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, γ-butyllactone, etc. Lactones, sulfur compounds such as sulfolane, nitriles such as acetonitrile, and the like. The above non-aqueous solvent can use multiple types together.

電解質に使用する支持電解質であるリチウム塩としては、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiClO4、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、L
iHF2、LiSCN、LiSO3CF2等を挙げることができる。これらのうちでは特に
LiPF6及びLiClO4が好適である。これら支持電解質の電解液における含有量は、通常0.5〜2.5mol/lである。
The lithium salt is a supporting electrolyte used in the electrolyte, LiPF 6, LiAsF 6, LiSbF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, L
Examples include iHF 2 , LiSCN, LiSO 3 CF 2, and the like. Of these, LiPF 6 and LiClO 4 are particularly preferred. The content of these supporting electrolytes in the electrolytic solution is usually 0.5 to 2.5 mol / l.

また、電解質中には、必要に応じて、電池の性能向上のために各種の添加剤を添加することができる。
電解質は、正極と負極との内部、及び正極と負極との間に存在するが、正極と負極との間には、正極と負極との短絡防止のために、多孔質フィルムのような支持体を存在させるのが好ましい。多孔質フィルムとしては、高分子樹脂からなるフィルムや、粉体とバインダーからなる薄膜が好ましく使用でき、より好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン等からなる多孔質膜である。
In addition, various additives can be added to the electrolyte as needed to improve battery performance.
The electrolyte is present inside the positive electrode and the negative electrode and between the positive electrode and the negative electrode. Between the positive electrode and the negative electrode, a support such as a porous film is used to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. Is preferably present. As the porous film, a film made of a polymer resin or a thin film made of a powder and a binder can be preferably used, and more preferably a porous film made of polyethylene, polypropylene or the like.

リチウム二次電池の正極は、通常、リチウム金属の形態、又は、集電体上に正極活物質を含有する正極活物質層を積層した形態を有する。上記形態のうち、集電体上に正極活物質を含有する正極活物質層を積層した形態において使用される正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物が挙げられ、具体的には、LiNiO2、LiNiCoO2等のリチウムニッケル複合酸化物、LiCoO2等のリチウムコバルト複合酸化物、LiMn24等のリチウムマンガン複合酸化物が挙げられる。これら複合酸化物の遷移金属サイトの一部は他の元素で置換されていてもよい。遷移金属の一部を他の元素で置換することにより、結晶構造の安定性を向上させることができる。この際の該遷移金属サイトの一部を置換する他元素(以下、置換元素と表記する)としては、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr等が挙げられ、好ましくはAl、Cr、Fe、Co、Li、Ni、Mg、Ga、更に好ましくはAlである。なお、遷移金属サイトは2種以上の他元素で置換されていてもよい。置換元素による置換割合は通常ベースとなる遷移金属元素の2.5モル%以上、好ましくはベースとなる遷移金属元素の5モル%以上であり、通常ベースとなる遷移金属元素の30モル%以下、好ましくはベースとなる遷移金属元素の20モル%以下である。置換割合が少なすぎると結晶構造の安定化が十分図れない場合があり、多すぎると電池にした場合の容量が低下してしまう場合がある。リチウム遷移金属複合酸化物のうち、より好ましくはリチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物であり、特に好ましくはLiCoO2である。正極活物質の粒径は、レート特性、サイクル特性等の電池特性が優れる点で通常1μm以上、一方、通常30μm以下、好ましくは10μm以下である。 The positive electrode of a lithium secondary battery usually has a form of lithium metal or a form in which a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is stacked on a current collector. Among the above forms, the positive electrode active material used in the form in which the positive electrode active material layer containing the positive electrode active material is stacked on the current collector includes a composite oxide of lithium and a transition metal, specifically Include lithium nickel composite oxides such as LiNiO 2 and LiNiCoO 2 , lithium cobalt composite oxides such as LiCoO 2 , and lithium manganese composite oxides such as LiMn 2 O 4 . Some of the transition metal sites of these composite oxides may be substituted with other elements. By substituting a part of the transition metal with another element, the stability of the crystal structure can be improved. As other elements for substituting a part of the transition metal site at this time (hereinafter referred to as substitution elements), Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg , Ga, Zr, etc., preferably Al, Cr, Fe, Co, Li, Ni, Mg, Ga, and more preferably Al. The transition metal site may be substituted with two or more other elements. The substitution ratio by the substitution element is usually 2.5 mol% or more of the base transition metal element, preferably 5 mol% or more of the base transition metal element, and usually 30 mol% or less of the base transition metal element, Preferably it is 20 mol% or less of the transition metal element used as a base. If the substitution ratio is too small, the crystal structure may not be sufficiently stabilized. If the substitution ratio is too large, the capacity of the battery may be reduced. Of the lithium transition metal composite oxides, lithium cobalt composite oxide and lithium nickel composite oxide are more preferable, and LiCoO 2 is particularly preferable. The particle size of the positive electrode active material is usually 1 μm or more, and usually 30 μm or less, preferably 10 μm or less in terms of excellent battery characteristics such as rate characteristics and cycle characteristics.

正極は、通常正極活物質とバインダーとを有する活物質層を集電体上に形成してなる。正極に使用されるバインダーの種類や活物質層の形成方法は負極の場合と同様とすればよい。
また、正極においては、集電体の材質は、通常、アルミニウム、銅、ニッケル、錫、ステンレス鋼等の金属、これら金属の合金等を用いることができる。この場合、正極の集電体としては、通常アルミニウムが用いられる。集電体の形状は特に制限されず、例えば、板状やメッシュ状の形状を挙げることができる。集電体の厚みは通常1μm以上、一方、通常50μm以下、好ましくは30μm以下である。薄すぎると機械的強度が弱くなるが、厚すぎると電池が大きくなり、電池の中で占めるスペースが大きくなってしまい、電池のエネルギー密度が小さくなる。上記集電体の材質と膜厚以外は、上記負極集電体と同様にすればよい。
The positive electrode is usually formed by forming an active material layer having a positive electrode active material and a binder on a current collector. The type of binder used for the positive electrode and the method for forming the active material layer may be the same as those for the negative electrode.
Further, in the positive electrode, the current collector may be made of metal such as aluminum, copper, nickel, tin, and stainless steel, and alloys of these metals. In this case, aluminum is usually used as the positive electrode current collector. The shape of the current collector is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape and a mesh shape. The thickness of the current collector is usually 1 μm or more, on the other hand, usually 50 μm or less, preferably 30 μm or less. If it is too thin, the mechanical strength will be weak, but if it is too thick, the battery will be large, the space occupied in the battery will be large, and the energy density of the battery will be small. What is necessary is just to make it the same as the said negative electrode collector except the material and film thickness of the said collector.

正極、負極、及び電解質を有する電池要素はケースに収納される。電池要素としては、例えば、正極と負極とを電解質を介して積層した積層体を巻回した形態、正極と負極と電解質を介して平板状に積層した形態、又は前記平板状に積層した電池要素を複数個用意してさらに積層した形態を挙げることができる。
電池要素を収納するケースは、通常、コインセルや乾電池用の金属缶や形状可変性を有するケースを挙げることができる。
A battery element having a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a case. Examples of the battery element include a form in which a laminate in which a positive electrode and a negative electrode are laminated via an electrolyte is wound, a form in which a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte are laminated in a flat plate shape, or a battery element laminated in the flat plate shape. A plurality of layers may be prepared and further stacked.
Examples of the case for storing the battery element include a coin cell, a metal can for a dry battery, and a case having shape variability.

リチウム二次電池が電源として使用される電気機器としては、例えば、携帯用パーソナルコンピュータ、ペン入力パーソナルコンピュータ、モバイルパーソナルコンピュータ、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)等を挙げることができる。また、リチウム二次電池は、電気自動車用の電源として用いることもできる。
E−2.フラーレン類表面修飾基材の耐熱性向上を利用する用途
フラーレン類表面修飾基材の耐熱性向上作用を利用する用途としては、例えば、粒子状の高分子材料の表面をフラーレン類で修飾して高分子材料の耐熱性を上げる用途が挙げられる。このようなフラーレン類表面修飾基材は、耐熱性向上が望まれる分野(例えば、包装材料、家庭用品・日用品などの各種成型材料、雑貨、通信機部品、電気部品、自動車部品、印刷回路用積層板などの積層品、建築資材、家具、室内装飾材料、接着剤、塗料、化粧版、工業機械等の分野)に応用可能である。
Examples of electrical equipment that uses a lithium secondary battery as a power source include a portable personal computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a cellular phone, a cordless phone, a pager, a handy terminal, and a portable fax machine. , Portable copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, minidisc, electric shaver, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, motor, lighting Examples include appliances, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, shoulder massagers). The lithium secondary battery can also be used as a power source for electric vehicles.
E-2. Uses for improving the heat resistance of fullerene surface-modified base materials Uses for improving the heat resistance of fullerene surface-modified base materials include, for example, modifying the surface of a particulate polymer material with fullerenes. The use which raises the heat resistance of molecular material is mentioned. Such fullerene surface-modified base materials are used in fields where improvement in heat resistance is desired (for example, packaging materials, various molding materials such as household goods and daily necessities, miscellaneous goods, communication equipment parts, electrical parts, automobile parts, and laminates for printed circuits. It can be applied to laminates such as boards, building materials, furniture, interior decoration materials, adhesives, paints, decorative plates, industrial machines, etc.).

高分子材料としては、上記で説明したような材料を用いることができる。
高い耐熱性が求められる観点から好ましいのは、高分子材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン、スチレンブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、酪酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、セロファン、セルロイド、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることである。
As the polymer material, the materials described above can be used.
From the viewpoint of demanding high heat resistance, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene, polybutadiene, polystyrene, styrene butadiene resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, ethylene vinyl acetate are preferable as the polymer material. Copolymer, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polytetrafluoroethylene, ethylene polytetrafluoroethylene copolymer, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polyethersulfone , Polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyoxybenzoyl, polyetherketone, polyether Imide, cellulose acetate, cellulose butyrate, carboxymethylcellulose, cellophane, celluloid, phenol resin, novolac resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, alkyd resin, epoxy resin, urethane resin, silicone resin Is to use.

工業的により好ましくは、高分子材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン、スチレンブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、酪酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、セロファン、セルロイド、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることである。   More preferably industrially, the polymer material is polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene, polybutadiene, polystyrene, styrene butadiene resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, ethylene vinyl acetate copolymer, polymethyl. Methacrylate, polymethyl acrylate, polytetrafluoroethylene, ethylene polytetrafluoroethylene copolymer, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyphenylene ether, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyarylate, polyethersulfone, polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide , Polyoxybenzoyl, polyetherketone, polyetherimide, cellulose acetate, butyric acid cell Over scan is to use carboxymethyl cellulose, cellophane, celluloid, phenol resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, alkyd resin, epoxy resin, urethane resin, silicone resin.

高分子材料の性状としては、板状、粒子状、塊状等特に制限はされないが、比表面積が大きく、耐熱性向上の効果を大きく発揮できる点で好ましいのは、高分子材料として粒子状のものを用いることである。粒子状の高分子材料を用いる場合における高分子材料の粒径等については、上記Aで説明した通りである。また、高分子材料へのフラーレン類修飾の方法等については、上記A〜Dで説明した通りである。
E−3.フラーレン類の有する接着性改良を利用する用途
フラーレン類の有する接着性改良の効果を利用する用途としては、金属の基材と有機材料(例えば高分子材料)を含有する有機膜との接着性を改良する必要のある用途が挙げられる。一般に、金属と有機膜との接着性は弱い傾向にある。このような場合に金属の基材と有機膜との接着性を向上させるために、金属の基材と有機膜との間にフラーレン類を存在させればよい。このような接着性の向上が求められる用途は多岐にわたるが、例えば、絶縁材料、レジスト、ディスプレー、リチウム二次電池等の電気電子部品、建築資材、塗装、接着剤等の分野への応用が考えられる。
The property of the polymer material is not particularly limited, such as a plate shape, a particle shape, or a lump shape. However, the polymer material is preferably in the form of a particulate material because it has a large specific surface area and can exert a large effect of improving heat resistance. Is to use. The particle diameter and the like of the polymer material in the case where the particulate polymer material is used are as described in A above. In addition, the method for modifying the fullerenes to the polymer material is as described in the above A to D.
E-3. Uses for improving adhesiveness possessed by fullerenes Applications for utilizing the effect of improving adhesiveness possessed by fullerenes include adhesion between a metal substrate and an organic film containing an organic material (for example, a polymer material). Applications that need to be improved are listed. In general, the adhesion between a metal and an organic film tends to be weak. In such a case, fullerenes may be present between the metal substrate and the organic film in order to improve the adhesion between the metal substrate and the organic film. There are a variety of uses that require such improved adhesiveness. For example, it can be applied to fields such as insulating materials, resists, displays, electric and electronic parts such as lithium secondary batteries, building materials, painting, and adhesives. It is done.

基材の材料として用いる金属としては、例えば純金属および合金を挙げることができる。具体的には、Fe(鉄)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、W(タングステン)、Ag(銀)、Au(金)、Pt(白金)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Li(リチウム)、Mo(モリブデン)、Cr(クロム)、In(インジウム)、Ta(タンタル)、Nb(ニオブ)、Y(イットリウム)、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、Pb(鉛)等の単体または合金を挙げることができる。   Examples of the metal used as the base material include pure metals and alloys. Specifically, Fe (iron), Cu (copper), Ni (nickel), Co (cobalt), W (tungsten), Ag (silver), Au (gold), Pt (platinum), Ti (titanium), Al (aluminum), Li (lithium), Mo (molybdenum), Cr (chromium), In (indium), Ta (tantalum), Nb (niobium), Y (yttrium), Sn (tin), Zn (zinc), A simple substance such as Pb (lead) or an alloy can be used.

本願発明の表面処理の効果が顕著に発揮される点で好ましいのは、Fe(鉄)、Cu(銅)、Ni(ニッケル)、Co(コバルト)、W(タングステン)、Ag(銀)、Au(金)、Pt(白金)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、In(インジウム)、Sn(錫)、Zn(亜鉛)、Pb(鉛)等の金属である。
その他基材に求められる性状等については、上記Aで説明した通りである。ただ、粒子状の基材と比較して、板状の基材は有機膜との接着面積が小さくなる傾向にあるために、有機膜と板状の金属の記載との接着性は不十分となりやすい。このため、このような場合にフラーレン類を金属の基材表面に存在させれば、有機膜と基材との接着性を改良しやすくなる。
It is preferable that the effect of the surface treatment of the present invention is remarkably exhibited. Fe (iron), Cu (copper), Ni (nickel), Co (cobalt), W (tungsten), Ag (silver), Au (Gold), Pt (platinum), Ti (titanium), Al (aluminum), In (indium), Sn (tin), Zn (zinc), Pb (lead), and other metals.
Other properties required for the substrate are as described in A above. However, since the adhesive area between the plate-like substrate and the organic film tends to be small compared to the particulate substrate, the adhesion between the organic film and the description of the plate-like metal becomes insufficient. Cheap. For this reason, if fullerenes are present on the surface of the metal substrate in such a case, the adhesion between the organic film and the substrate can be easily improved.

金属の基材へのフラーレン類の修飾等については上記A〜Dで説明した通りである。   Modification of fullerenes to a metal substrate is as described in the above A to D.

本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
[炭素性物質の表面処理]
フラーレン類として、C60を酸化反応することにより製造した酸化フラーレン(フラーレンに結合している酸素数は、1〜9個であった)を用いた。また、基材としては、炭素性物質を用いた。炭素性物質としては、粒径20μm、比表面積4.7m2/gの人造黒
鉛を用いた。
Examples The present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
(Example 1)
[Surface treatment of carbonaceous materials]
As fullerenes, fullerene oxide produced by oxidizing C 60 (the number of oxygen bonded to fullerene was 1 to 9) was used. A carbonaceous material was used as the substrate. As the carbonaceous material, artificial graphite having a particle size of 20 μm and a specific surface area of 4.7 m 2 / g was used.

[製法1の工程1]
溶媒Aとして1,2,4−トリメチルベンゼン(TMB)を用いた。
上記酸化フラーレンをTMBに、固形分0.05重量%で溶解させ、この溶液100gを内容積1リットルのガラス容器中に投入した。酸化フラーレンのTMB中での濃度は、0.44mg/mlとなる。
[Step 1 of production method 1]
As solvent A, 1,2,4-trimethylbenzene (TMB) was used.
The above fullerene oxide was dissolved in TMB at a solid content of 0.05% by weight, and 100 g of this solution was put into a glass container having an internal volume of 1 liter. The concentration of oxidized fullerene in TMB is 0.44 mg / ml.

この容器にさらに上記人造黒鉛50gを入れ、ウォーターバスにて25℃に保ったまま30分撹拌した。
[製法1の工程2]
溶媒Bとしてメタノールを用いた。
上述工程1で得た分散液をマグネットスターラーで攪拌しながら、メタノール500gを約40分かけて滴下し、その後約1時間攪拌を続けた。次にメタノールを滴下した上記分散液を、定量ろ紙No.5C(保留粒子径1μm)でろ過し、ろ紙上の固体状の物質(表面に酸化フラーレンが添着されている人造黒鉛)をメタノール250gで洗浄した。得られた固体状の物質を70℃/約0.1MPaで乾燥させ、修飾割合が0.1重量%の、表面に酸化フラーレンが存在する人造黒鉛(これを単に修飾粉体という場合がある。)を得た。
Further, 50 g of the above artificial graphite was put into this container and stirred for 30 minutes while being kept at 25 ° C. in a water bath.
[Step 2 of production method 1]
Methanol was used as the solvent B.
While stirring the dispersion obtained in Step 1 above with a magnetic stirrer, 500 g of methanol was added dropwise over about 40 minutes, and then stirring was continued for about 1 hour. Next, the above dispersion liquid in which methanol was dropped was added to the quantitative filter paper No. The mixture was filtered with 5C (retained particle diameter: 1 μm), and the solid substance on the filter paper (artificial graphite with oxidized fullerene on the surface) was washed with 250 g of methanol. The obtained solid substance is dried at 70 ° C./about 0.1 MPa, and the modification ratio is 0.1% by weight, and artificial graphite having oxidized surface fullerene on the surface (this may simply be referred to as modified powder). )

[酸化フラーレンの粒径]
炭素性物質表面上に存在する酸化フラーレン類の粒径は以下のようにして測定した。
上記製法1において人造黒鉛を入れないこと以外は、製法1と同じ方法で工程1、2を行った。そして、メタノールを滴下して得られた、フラーレン類が析出した分散液を、島津製作所製の粒度分布測定装置SALD−2100の回分セルを用いて測定した。そして、得られたメジアン径をフラーレン類の粒径とした。メジアン径は0.1μmであった。
[Particle size of oxidized fullerene]
The particle size of the oxide fullerenes present on the surface of the carbonaceous material was measured as follows.
Steps 1 and 2 were carried out in the same manner as in Production Method 1 except that artificial graphite was not added in Production Method 1. And the dispersion liquid which fullerenes precipitated by dripping methanol was measured using the batch cell of the particle size distribution analyzer SALD-2100 made from Shimadzu Corporation. And the obtained median diameter was made into the particle size of fullerenes. The median diameter was 0.1 μm.

[電子顕微鏡での観察]
走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、以下単にSEMという。)観察においては、修飾粉体表面に酸化フラーレンの存在が確認された。酸化フラーレンは、黒鉛表面上で点在していた。
[負極電極の作製]
負極活物質として、上記修飾粉体を98重量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム1重量部、スチレンブタジエンラバー1重量部、水100重量部を混練し、負極塗料とした。
[Observation with electron microscope]
In observation of a scanning electron microscope (hereinafter simply referred to as SEM), the presence of fullerene oxide on the surface of the modified powder was confirmed. The fullerene oxide was scattered on the graphite surface.
[Preparation of negative electrode]
As a negative electrode active material, 98 parts by weight of the modified powder, 1 part by weight of sodium carboxymethyl cellulose, 1 part by weight of styrene butadiene rubber, and 100 parts by weight of water were kneaded to obtain a negative electrode paint.

上記負極塗料作成後、すぐにこの塗料を銅箔(厚み 20μm)上にドクターブレード(ブレードコーター)にて塗布、乾燥させ、100kN/mの線圧にてロールプレス処理し、負極を得た。
[電池の作製]
上記負極電極をφ13mmに打ち抜きコインセルで電池特性を評価した。
Immediately after the preparation of the negative electrode paint, this paint was applied onto a copper foil (thickness 20 μm) with a doctor blade (blade coater), dried, and roll-pressed at a linear pressure of 100 kN / m to obtain a negative electrode.
[Production of battery]
The negative electrode was punched into 13 mm and the battery characteristics were evaluated using a coin cell.

コインセルを作成する際、対極にはLi金属箔(厚さ0.5mm、φ14mm)、電解液、及びセパレータを用いた。尚、用いた電解液及びセパレータは以下の通りである。
電解液は、非水系溶媒として、エチレンカーボネート及びジエチルカーボネート(いずれも三菱化学(株)製)を1:1の割合(体積%)を用い、リチウム塩として、LiPF6を用いた。リチウム塩の濃度は、1mol/lとした。
When producing a coin cell, Li metal foil (thickness 0.5 mm, φ14 mm), an electrolytic solution, and a separator were used as a counter electrode. In addition, the electrolyte solution and separator which were used are as follows.
The electrolyte used LiPF 6 as a lithium salt using ethylene carbonate and diethyl carbonate (both manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) in a ratio (volume%) of 1: 1 as a non-aqueous solvent. The concentration of the lithium salt was 1 mol / l.

セパレータは、膜厚16μmのポリエチレンシ−ト(東燃化学(株)製)を用いた。
(実施例2)
[炭素性物質の表面処理、製法1]
炭素性物質として、粒径18μm、比表面積4.5m2/gの天然黒鉛を用いた以外は
実施例1の製法1と同様にして修飾割合が0.1重量%の、表面に酸化フラーレンが存在する天然黒鉛を得た。
As the separator, a polyethylene sheet (manufactured by Tonen Chemical Co., Ltd.) having a film thickness of 16 μm was used.
(Example 2)
[Surface treatment of carbonaceous material, production method 1]
Except for using natural graphite having a particle size of 18 μm and a specific surface area of 4.5 m 2 / g as the carbonaceous material, the modification rate is 0.1% by weight and fullerene oxide is formed on the surface in the same manner as in Production Method 1 of Example 1. The natural graphite present was obtained.

[負極電極の作製]
実施例1と同様にして負極電極を作製した。
[電池の作製]
実施例1と同様にして負極を作製した。
(比較例1及び参考実験1)
以下3つの溶液に対して高速液体クロマトグラフィーで測定を実施した。
・実施例1の[製法1の工程1]で得た、酸化フラーレンを1,2,4−トリメチルベンゼンに溶解した溶液(溶液1)
・実施例1の[製法1の工程1]で得た、酸化フラーレンを1,2,4−トリメチルベンゼンに溶解した溶液にさらに人造黒鉛を混合した組成物より、デカンテーションした上澄み液(溶液2)
・実施例1の[製法1の工程2]において、メタノールを滴下した後にろ過を行って得たろ液(溶液3)
ここで、高速液体クロマトグラフィーの測定条件は以下の通りとした。
[Preparation of negative electrode]
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1.
[Production of battery]
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1.
(Comparative Example 1 and Reference Experiment 1)
The following three solutions were measured by high performance liquid chromatography.
A solution (solution 1) obtained by dissolving fullerene oxide in 1,2,4-trimethylbenzene obtained in [Step 1 of production method 1] in Example 1
A supernatant liquid (solution 2) decanted from a composition obtained by mixing artificial fullerene with a solution of fullerene oxide dissolved in 1,2,4-trimethylbenzene obtained in [Production Method 1 Step 1] of Example 1. )
-Filtrate (solution 3) obtained by performing filtration after dropping methanol in [Step 2 of production method 1] in Example 1
Here, the measurement conditions of high performance liquid chromatography were as follows.

(測定条件)
測定機器:東ソー LC−8020
溶離液:トルエン/メタノール = 40/60(v/v)
流速:1.0mL/min
カラム:YMC−Pack ODS−AM−307−3
カラム温度:45℃
検出波長:308nm
その結果を表−1に示す。
(Measurement condition)
Measuring instrument: Tosoh LC-8020
Eluent: Toluene / methanol = 40/60 (v / v)
Flow rate: 1.0 mL / min
Column: YMC-Pack ODS-AM-307-3
Column temperature: 45 ° C
Detection wavelength: 308nm
The results are shown in Table-1.

Figure 2005263617
Figure 2005263617

表−1より、溶液1と溶液2との全ピーク面積置に大きな差がないことから、酸化フラーレンを1,2,4−トリメチルベンゼンに溶解した溶液と人造黒鉛を混合しただけでは酸化フラーレンの吸着が殆ど起こらないことがわかる。つまり、この状態において1,2,3−トリメチルベンゼン(実際には酸化フラーレンが溶解した1,2,3−トリメチルベンゼン溶液)をデカンテーションで取り除いたとしても、人造黒鉛上に十分な量の酸化フラーレンが存在しないこととなる。   From Table 1, since there is no significant difference in the total peak area between Solution 1 and Solution 2, the solution of fullerene oxide in 1,2,4-trimethylbenzene and artificial graphite are mixed to produce fullerene oxide. It can be seen that adsorption hardly occurs. That is, in this state, even if 1,2,3-trimethylbenzene (1,2,3-trimethylbenzene solution in which oxidized fullerene is dissolved) is removed by decantation, a sufficient amount of oxidation is produced on the artificial graphite. There will be no fullerene.

これに対し、溶媒Bを添加してフラーレン類を析出させつつ基材(炭素性物質表面)に修飾するという本手法を用いることによれば、ほぼ全量の酸化フラーレンが人造黒鉛表面に吸着することが分かり、表面修飾法として有効であることがわかる。
(比較例2)
炭素性物質の表面処理を下記方法で行ったこと以外は実施例1と同様にして、電池を製造して評価を行った。
On the other hand, by using this method of modifying the base material (carbonaceous material surface) while adding solvent B to precipitate fullerenes, almost the entire amount of oxidized fullerene is adsorbed on the surface of artificial graphite. It turns out that it is effective as a surface modification method.
(Comparative Example 2)
A battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the surface treatment of the carbonaceous material was performed by the following method.

[炭素性物質の表面処理]
実施例1で得た酸化フラーレンを、1,2,4−トリメチルベンゼンに固形分0.01重量%で溶解させ、この溶液100gを内容積300ミリリットルのガラス容器中に投入した。
この容器にさらに上記人造黒鉛9.99gを入れ、約12時間撹拌後、60℃にて加熱乾燥させ、修飾割合が0.1重量%の、表面に酸化フラーレンが存在する人造黒鉛を得た。
[Surface treatment of carbonaceous materials]
The fullerene oxide obtained in Example 1 was dissolved in 1,2,4-trimethylbenzene at a solid content of 0.01% by weight, and 100 g of this solution was put into a glass container having an internal volume of 300 ml.
Further, 9.99 g of the above artificial graphite was put into this container, stirred for about 12 hours, and then heated and dried at 60 ° C. to obtain artificial graphite having a modification ratio of 0.1% by weight and having fullerene oxide on the surface.

(比較例3)
実施例1において、炭素性物質の表面に酸化フラーレンを存在させなかったこと以外は実施例1と同様に電極を作製し電池特性を評価した。
(比較例4)
実施例2において、比較例2に記載した方法で炭素性物質の表面処理を行ったこと以外は、実施例2と同様に電極を作製し電池特性を評価した。
(Comparative Example 3)
In Example 1, an electrode was prepared and the battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the fullerene oxide was not present on the surface of the carbonaceous material.
(Comparative Example 4)
In Example 2, an electrode was prepared and the battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 2 except that the surface treatment of the carbonaceous material was performed by the method described in Comparative Example 2.

(比較例5)
実施例2において、炭素性物質の表面に酸化フラーレンを存在させなかったこと以外は実施例2と同様に電極を作製し電池特性を評価した。
[試験例]
実施例1、2及び比較例2〜5で得られた電池の電池特性を評価した。
(Comparative Example 5)
In Example 2, an electrode was produced in the same manner as in Example 2 except that the fullerene oxide was not present on the surface of the carbonaceous material, and the battery characteristics were evaluated.
[Test example]
The battery characteristics of the batteries obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2 to 5 were evaluated.

電池特性は、上記コインセルの充放電を行い1回目の充電容量、1回目の放電容量、及び初期効率を測定することにより評価した。充電条件は、0.3mA/cm2で3mVま
で定電流充電し0.03mA/cm2まで定電圧充電した。放電条件は0.3mA/cm2で1.5Vまで定電流放電した。初期効率は、(1回目の放電容量)/(1回目の充電容量)から算出した。
The battery characteristics were evaluated by charging and discharging the coin cell and measuring the first charge capacity, the first discharge capacity, and the initial efficiency. Charging conditions were constant voltage charging and constant current charged at 0.3 mA / cm 2 until 3mV to 0.03 mA / cm 2. The discharge conditions were 0.3 mA / cm 2 and constant current discharge to 1.5V. The initial efficiency was calculated from (first discharge capacity) / (first charge capacity).

上記のようにして測定した1回目の充電容量、1回目の放電容量、及び初期効率を表−2に示す。   Table 2 shows the first charge capacity, the first discharge capacity, and the initial efficiency measured as described above.

Figure 2005263617
Figure 2005263617

表−2より、天然黒鉛及び人造黒鉛のいずれにおいても、本発明の製造方法により酸化フラ−レンで表面修飾することにより、初期効率が1%程度上昇することがわかる。また、実施例1及び比較例2の結果、実施例2及び比較例4の結果から、人造黒鉛、天然黒鉛の表面を本発明の製造方法により表面修飾することにより、乾燥による溶媒除去による修飾方法と比較して、初期効率が向上することが分かる。   From Table 2, it can be seen that in both natural graphite and artificial graphite, the initial efficiency is increased by about 1% by surface modification with fullerene oxide by the production method of the present invention. Further, from the results of Example 1 and Comparative Example 2 and from the results of Example 2 and Comparative Example 4, the surface of artificial graphite and natural graphite is modified by the production method of the present invention, thereby modifying the solvent by drying. It can be seen that the initial efficiency is improved as compared with FIG.

以上の結果から、フラーレン誘導体による炭素性物質表面の修飾をより精密に制御することが、電池性能を改良するために有効であることがわかる。
(実施例3)
[基体の表面処理]
フラーレン類として、フロンティアカーボン社製(商品名:ナノムミックス、C70/C60=25/60)のフラーレンを用いた。以下この実施例ではナノムミックスと表記する。また、基体としては、厚さ20μmの銅箔とアルミ箔を用いた。
From the above results, it can be seen that more precise control of the modification of the carbonaceous material surface with the fullerene derivative is effective for improving battery performance.
(Example 3)
[Surface treatment of substrate]
As fullerenes, manufactured by Frontier Carbon Corporation: using the (trade name Nano-time mix, C 70 / C 60 = 25 /60) fullerene. Hereinafter, in this embodiment, it is referred to as “nanomumix”. As the substrate, copper foil and aluminum foil having a thickness of 20 μm were used.

銅箔とアルミ箔(以下、まとめて金属箔という場合がある。)は予め3cm×3cmの大きさに切断しておいた。
[製法1の工程1]
溶媒Aとして1,2,4−トリメチルベンゼン(TMB)を用いた。
上記ナノムミックスをTMBに、固形分0.05重量%で溶解させ、この溶液10gを内容積100ミリリットルのガラス容器中に投入した。フラーレンのTMB中での濃度は、0.44mg/mlとなる。
Copper foil and aluminum foil (hereinafter sometimes referred to collectively as metal foil) were cut into a size of 3 cm × 3 cm in advance.
[Step 1 of production method 1]
As solvent A, 1,2,4-trimethylbenzene (TMB) was used.
The above nanomux was dissolved in TMB at a solid content of 0.05% by weight, and 10 g of this solution was put into a glass container having an internal volume of 100 ml. The concentration of fullerene in TMB is 0.44 mg / ml.

この容器にさらに上記銅箔を入れ、ウォーターバスにて25℃に保ったまま30分撹拌した。
[製法1の工程2]
溶媒Bとしてメタノールを用いた。
上述工程1で得た液をマグネットスターラーで攪拌しながら、メタノール50gを約40分かけて滴下し、その後約1時間攪拌を続けた。その後金属箔を取り出し、100℃/約0.1MPaで乾燥させ、表面にナノムミックスが存在する銅箔を得た。
The copper foil was further put into this container and stirred for 30 minutes while being kept at 25 ° C. in a water bath.
[Step 2 of production method 1]
Methanol was used as the solvent B.
While stirring the liquid obtained in Step 1 above with a magnetic stirrer, 50 g of methanol was added dropwise over about 40 minutes, and then the stirring was continued for about 1 hour. Thereafter, the metal foil was taken out and dried at 100 ° C./about 0.1 MPa to obtain a copper foil having nanomux on the surface.

なお、アルミ箔についても上記工程1、工程2を行い、表面にナノムミックスが存在するアルミ箔を得た。
[有機膜形成用の塗料の調整]
以下に示す組成に従い塗料を調整した。原料としては以下のものを以下の配合比で用いた。つまり、天然黒鉛とポリフッカビニリデンとをN−メチル−2−ピロリドンに含有させて混合し、30分間撹拌し塗料化した。
In addition, the said process 1 and the process 2 were performed also about the aluminum foil, and the aluminum foil which has a nano mix on the surface was obtained.
[Adjustment of paint for organic film formation]
A paint was prepared according to the composition shown below. The following materials were used at the following blending ratio. That is, natural graphite and polyfucavinylidene were mixed in N-methyl-2-pyrrolidone and stirred for 30 minutes to form a paint.

天然黒鉛(粒径18μm) : 90.0部
ポリフッ化ビニリデン(呉羽化学工業(株)製) : 10.0部
N−メチル−2−ピロリドン(三菱化学(株)製) :150.0部
[金属箔上への有機膜の塗布]
上記製法1によって得られた表面にナノムミックスが存在する銅箔と表面にナノムミックスが存在するアルミ箔をPETフィルム上に載せ、ドクターブレードを用いて上記塗料を塗布し、100℃で10分間乾燥した。
Natural graphite (particle size 18 μm): 90.0 parts Polyvinylidene fluoride (manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.): 10.0 parts N-methyl-2-pyrrolidone (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 150.0 parts
[Application of organic film on metal foil]
A copper foil having a nanomix on the surface obtained by the above production method 1 and an aluminum foil having a nanomix on the surface are placed on a PET film, and the paint is applied using a doctor blade, followed by drying at 100 ° C. for 10 minutes. did.

このようにして、基材上に有機膜を形成した。
(比較例6)
3cm×3cmの大きさに切断した厚さ20μmの銅箔とアルミ箔をそのまま用い、銅
箔とアルミ箔との表面処理を行わなかったこと以外は実施例3と同様にして基材上に有機膜を形成した。
In this way, an organic film was formed on the substrate.
(Comparative Example 6)
A 20 μm-thick copper foil and aluminum foil cut to a size of 3 cm × 3 cm were used as they were, and the surface treatment of the copper foil and the aluminum foil was not performed. A film was formed.

[試験例]
実施例3と比較例6で得られた試料(基材上に有機膜を形成した試料)に対して、クロスカットセロハンテープ剥離試験を行った。
すなわち、上記試料における10mm×10mmの領域に対し、1mm間隔で有機膜に切り込みを入れた(1mm×1mmの升目を100個作製した。)。なお、有機膜に切り込みを入れる際には、基材の金属箔を切らないように注意した。
[Test example]
A cross-cut cellophane tape peel test was performed on the samples obtained in Example 3 and Comparative Example 6 (samples in which an organic film was formed on a substrate).
That is, the organic film was cut at an interval of 1 mm with respect to a 10 mm × 10 mm region in the sample (100 squares of 1 mm × 1 mm were produced). When cutting into the organic film, care was taken not to cut the metal foil of the base material.

そして、セロハンテープ(セロテープ(登録商標)、ニチバン株式会社製)を圧着した後はがして、基材側に残った有機膜を観察した。表−3に結果を示す。   Then, after the cellophane tape (Cellotape (registered trademark), manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was pressure-bonded, the organic film remaining on the substrate side was observed. Table 3 shows the results.

Figure 2005263617
Figure 2005263617

上記結果から、いずれの金属箔においても、本発明の製造方法を用いてナノムミックスで表面修飾することにより、接着性が向上していることが分かる。
(実施例4)
[高分子材料の表面処理]
フラーレン類として、フロンティアカーボン社製(商品名:ナノムミックス、C70/C60=25/60)のフラーレンを用いた。以下この実施例ではナノムミックスと表記する。また、高分子材料としては、第一工業製薬株式会社製のカルボキシメチルセルロースナトリウム(商品名:セロゲンWS−C、平均分子量:128.000〜135,000)を用いた。以下実施例ではCMCと表記する。
From the above results, it can be seen that in any metal foil, the adhesion is improved by surface modification with Nanomux using the production method of the present invention.
Example 4
[Surface treatment of polymer materials]
As fullerenes, manufactured by Frontier Carbon Corporation: using the (trade name Nano-time mix, C 70 / C 60 = 25 /60) fullerene. Hereinafter, in this embodiment, it is referred to as “nanomumix”. As the polymer material, sodium carboxymethyl cellulose (trade name: Serogen WS-C, average molecular weight: 128.000 to 135,000) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. was used. In the following examples, it is expressed as CMC.

[製法1の工程1]
溶媒Aとして1,2,4−トリメチルベンゼン(TMB)を用いた。
上記ナノムミックスをTMBに、固形分0.05重量%で溶解させ、この溶液100gを内容積1リットルのガラス容器中に投入した。フラーレンのTMB中での濃度は、0.
44mg/mlとなる。
[Step 1 of production method 1]
As solvent A, 1,2,4-trimethylbenzene (TMB) was used.
The above nanomux was dissolved in TMB at a solid content of 0.05% by weight, and 100 g of this solution was put into a glass container having an internal volume of 1 liter. The concentration of fullerene in TMB is 0.
44 mg / ml.

この容器にさらに上記CMC4.95gを入れ、ウォーターバスにて25℃に保ったまま30分撹拌した。
[製法1の工程2]
溶媒Bとしてメタノールを用いた。
上述工程1で得た分散液をマグネットスターラーで攪拌しながら、メタノール500gを約40分かけて滴下し、その後約1時間攪拌を続けた。
The container was further charged with 4.95 g of CMC and stirred for 30 minutes while being kept at 25 ° C. in a water bath.
[Step 2 of production method 1]
Methanol was used as the solvent B.
While stirring the dispersion obtained in Step 1 above with a magnetic stirrer, 500 g of methanol was added dropwise over about 40 minutes, and then stirring was continued for about 1 hour.

次に、メタノールを滴下した上記分散液を、定量ろ紙No.5C(保留粒子径1μm)を用いてろ過した。そして、ろ紙上の固体状の物質(表面にフラーレン類が添着されているCMC)をメタノール250gで洗浄した。
得られた固体状の物質(表面にフラーレン類が添着されているCMC)を100℃/約0.1MPaで乾燥させ、修飾割合が1重量%の、表面にナノムミックスが存在するCMCを得た。
Next, the dispersion liquid in which methanol was dropped was added to the quantitative filter paper No. Filtration was performed using 5C (retained particle diameter: 1 μm). Then, a solid substance (CMC having fullerenes attached to the surface) on the filter paper was washed with 250 g of methanol.
The obtained solid substance (CMC with fullerenes attached to the surface) was dried at 100 ° C./about 0.1 MPa to obtain CMC having a modification ratio of 1% by weight and having nanomix on the surface. .

(比較例7)
上記ナノムミックス0.05gとCMC4.95gを乳鉢にて5分間粉砕混合を行い、ナノムミックスとCMCの混合物を得た。
[試験例]
実施例4及び比較例7で得られた試料を約10mg秤量して、熱重量・示差熱分析(TG−DTA)による耐熱試験を実施した。そして、得られた減量曲線から5wt%減量温度を読み取り、耐熱性の指標とした。
(Comparative Example 7)
0.05 g of the above Nanomu mix and 4.95 g of CMC were pulverized and mixed in a mortar for 5 minutes to obtain a mixture of Nanomu mix and CMC.
[Test example]
About 10 mg of the sample obtained in Example 4 and Comparative Example 7 was weighed and subjected to a heat resistance test by thermogravimetric / differential thermal analysis (TG-DTA). And 5 wt% weight loss temperature was read from the obtained weight loss curve, and it was set as the heat resistance parameter | index.

<TG−DTA測定条件>
装置 :島津製作所製DTG−50
試料量 :約10mg
温度範囲 :室温〜300℃
昇温速度 :室温〜30℃ 1℃/分
30℃ 5分保持
30℃〜300℃ 10℃/分
ガス流量 :空気 70mL/分
各高分子材料の5wt%減量温度は以下の通りである。
<TG-DTA measurement conditions>
Apparatus: DTG-50 manufactured by Shimadzu Corporation
Sample amount: about 10mg
Temperature range: Room temperature to 300 ° C
Temperature increase rate: Room temperature to 30 ° C 1 ° C / min
Hold at 30 ° C for 5 minutes
30 ° C. to 300 ° C. 10 ° C./min Gas flow rate: Air 70 mL / min The 5 wt% weight loss temperature of each polymer material is as follows.

Figure 2005263617
Figure 2005263617

上記結果から、本発明の製造方法を用いて高分子材料の表面をナノムミックスで修飾することにより、耐熱性が向上することが分かる。   From the above results, it can be seen that the heat resistance is improved by modifying the surface of the polymer material with nano-mix using the production method of the present invention.

Claims (14)

基材及びフラーレン類を溶媒Aに含有させた後、
前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させて、
前記基材表面に前記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とするフラーレン類表面修飾基材の製造方法。
After containing the base material and fullerene in the solvent A,
A solvent B having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further included;
A method for producing a fullerene surface-modified base material, comprising producing a fullerene surface-modified base material in which the fullerene is present on the surface of the base material.
前記基材及び前記フラーレン類を溶媒Aに含有させる際に、前記フラーレン類を前記溶媒A中に含有させた後に、前記基材を前記溶媒Aに含有させることを特徴とする請求項1に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。   The base material is contained in the solvent A after the fullerenes are contained in the solvent A when the base material and the fullerenes are contained in the solvent A. Of producing a fullerene surface-modified base material. フラーレン類及び溶媒Aを含有する組成物αと、前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒B及び基材を含有する組成物βとを準備した後、
前記組成物βと前記組成物αとを接触させて、
前記基材表面に前記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とするフラーレン類表面修飾基材の製造方法。
After preparing a composition α containing fullerenes and a solvent A, and a composition β containing a solvent B and a base material having lower solubility of the fullerenes than the solvent A,
Contacting the composition β and the composition α,
A method for producing a fullerene surface-modified base material, comprising producing a fullerene surface-modified base material in which the fullerene is present on the surface of the base material.
フラーレン類を溶媒Aに含有させた後に、前記溶媒Aよりも前記フラーレン類の溶解度が低い溶媒Bをさらに含有させ、
その後基材を含有させることにより、前記基材表面に前記フラーレン類が存在するフラーレン類表面修飾基材を製造することを特徴とするフラーレン類表面修飾基材の製造方法。
After the fullerenes are contained in the solvent A, the solvent A having a lower solubility of the fullerenes than the solvent A is further contained,
Then, a fullerenes surface-modified base material in which the fullerenes are present on the surface of the base material is manufactured by adding the base material.
前記溶媒Aと前記溶媒Bとが、
(フラーレン類の溶媒Bへの溶解度)/(フラーレン類の溶媒Aへの溶解度)≦0.5の関係を満たす請求項1乃至4のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。
The solvent A and the solvent B are
The production of a fullerene surface-modified base material according to any one of claims 1 to 4, satisfying a relationship of (solubility of fullerenes in solvent B) / (solubility of fullerenes in solvent A) ≤ 0.5. Method.
前記溶媒Aが、ベンゼン系溶媒、ナフタレン系溶媒、複素環系溶媒、アルカン系溶媒、ハロアルカン系溶媒、極性系溶媒、及び二硫化炭素からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1乃至5のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。   6. The solvent A is at least one selected from the group consisting of a benzene solvent, a naphthalene solvent, a heterocyclic solvent, an alkane solvent, a haloalkane solvent, a polar solvent, and carbon disulfide. The manufacturing method of the fullerene surface modification base material of any one of these. 前記溶媒Bが、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ニトロメタン、ニトロエタン、及び水からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1乃至6のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。   The solvent B is at least one selected from the group consisting of alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, nitromethane, nitroethane, and water. 6. The method for producing a fullerene surface-modified base material according to any one of 6 above. フラーレン類が、C60、C70、C74、C76、C78、C80、C82、C84、C86、C88、C90、C92、C94、C96、C98、C100、C60の誘導体、C70の誘導体、C74の誘導体、C76の誘導体、C78の誘導体、C80の誘導体、C82の誘導体、C84の誘導体、C86の誘導体
、C88の誘導体、C90の誘導体、C92の誘導体、C94の誘導体、C96の誘導体、C98の誘導体、及びC100の誘導体、からなる群から選ばれる少なくとも1つである請求項1乃至
7のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。
Fullerenes are C 60 , C 70 , C 74 , C 76 , C 78 , C 80 , C 82 , C 84 , C 86 , C 88 , C 90 , C 92 , C 94 , C 96 , C 98 , C 100 , C 60 derivative, C 70 derivative, C 74 derivative, C 76 derivative, C 78 derivative, C 80 derivative, C 82 derivative, C 84 derivative, C 86 derivative, C 88 derivative The derivative according to claim 1, wherein the derivative is at least one selected from the group consisting of a derivative, a C 90 derivative, a C 92 derivative, a C 94 derivative, a C 96 derivative, a C 98 derivative, and a C 100 derivative. The manufacturing method of the fullerene surface modification base material of any one of Claims 1.
前記基材が、金属、金属化合物、半導体、ガラス類、セラミック類、炭素性物質、及び高分子材料、からなる群から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。   9. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is at least one selected from the group consisting of metals, metal compounds, semiconductors, glasses, ceramics, carbonaceous substances, and polymer materials. A method for producing a fullerene surface-modified base material according to claim 1. 前記基材が粒子状である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法。   The said base material is a particulate form, The manufacturing method of the fullerene surface modification base material of any one of Claims 1 thru | or 9. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のフラーレン類表面修飾基材の製造方法によって製造されることを特徴とするフラーレン類表面修飾基材。   A fullerene surface-modified base material produced by the method for producing a fullerene surface-modified base material according to any one of claims 1 to 10. 前記基材が炭素性物質であり、前記フラーレン類表面修飾基材がリチウム二次電池用負極材料であることを特徴とする請求項11に記載のフラーレン類表面修飾基材。   The fullerene surface-modified base material according to claim 11, wherein the base material is a carbonaceous material, and the fullerene surface-modified base material is a negative electrode material for a lithium secondary battery. 請求項12に記載のフラーレン類表面修飾基材を含有することを特徴とするリチウム二次電池用の負極。   A negative electrode for a lithium secondary battery, comprising the fullerene surface-modified base material according to claim 12. 請求項13に記載の負極を用いることを特徴とするリチウム二次電池。   A lithium secondary battery using the negative electrode according to claim 13.
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