JP2014118315A - 薄片化黒鉛の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層数が少なく厚みの薄い薄片化黒鉛を容易に得ることを可能とする薄片化黒鉛の製造装置を提供する。
【解決手段】原料としての黒鉛が貯留されている原料槽１と、２５℃及び大気圧下で液体である第１の流体５２を供給する流体供給源２２と、第１の流路２Ａを構成している第１の流路構成部材と、第１の流路２Ａの下流側に接続されており、第１の流体５２を１５０℃以上の高温及び５ＭＰａ以上の圧力となるように加熱する機能を備えた加熱部２と、加熱部２に接続されており、下流端が第１の流路２Ａに連ねられて連続流路を構成している第２の流路２Ｂと、第２の流路２Ｂに接続されており、加熱された黒鉛を冷却しかつ減圧することにより剥離する冷却槽３と、薄片化黒鉛を取り出すことを可能とするように第２の流路２Ｂに接続されている取出流路２９とを備える、薄片化黒鉛の製造装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、原料としての黒鉛から薄片化黒鉛を得るための薄片化黒鉛の製造装置及び製造方法に関する。

薄片化黒鉛は、原料の黒鉛をグラフェン層間で剥離することにより得られる。薄片化黒鉛ではグラフェンの積層数が黒鉛よりも少なく、例えば数十層以下程度とされている。

上記のような薄片化黒鉛の製造方法の一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の製造方法では、まず、硫酸、硝酸及び過マンガン酸カリウムを用いて黒鉛を酸化する。それによって黒鉛層間化合物を得る。該黒鉛層間化合物が分散されている分散液を遠心分離する。しかる後上澄みを除去する。それによって薄片化酸化黒鉛を得る。

下記の特許文献２にも、薄片化黒鉛の製造方法が開示されている。特許文献２では、硫酸、硝酸または塩素酸などを用いて黒鉛を酸化する。しかる後、２０００℃／分の急速加熱により剥離し、薄片化酸化黒鉛を得る。また、この急速加熱時の雰囲気を不活性雰囲気とすることにより、酸化黒鉛が部分的に還元されることが記載されている。

特開２００２−５３３１３号公報 特表２００９−５１１４１５号公報

従来の薄片化黒鉛の上記製造方法では、酸化処理が必要であり、製造に長時間を要するという問題があった。また、黒鉛層間化合物を酸化させたうえで、剥離が行われていた。そのため、酸化が不十分な部分では、黒鉛のグラフェン層間への化合物の挿入が不十分となりがちであった。そのため、薄片化黒鉛を安定にかつ容易に得ることが困難であった。

本発明の目的は、薄片化黒鉛を容易に製造することを可能とする薄片化黒鉛の製造装置及び製造方法を提供することにある。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造装置は、原料槽と、流体供給装置と、第１の流路構成部材と、加熱部と、第２の流路構成部材と、取出流路構成部材と、冷却槽と、流路切換弁とを備える。

上記原料槽には、原料としての黒鉛が貯留されている。上記流体供給装置は、２５℃及び大気圧下で液体である第１の流体を供給するように構成されている。第１の流路構成部材は、上記原料槽及び流体供給装置に接続されている第１の流路を構成している。また、加熱部は、上記原料槽及び流体供給装置よりも下流側において第１の流路に接続されており、第１の流体が、加熱部において、１５０℃以上及び５ＭＰａ以上の高温高圧力とされた状態で上記黒鉛に接触される。

上記第２の流路構成部材は、加熱部に接続された第２の流路を構成している。そして、加熱部よりも下流側であって、取出流路構成部材より上流側に冷却槽が設けられている。加熱された黒鉛が冷却槽において冷却されると共に、その圧力が低められる。それによって、黒鉛が剥離され、薄片化黒鉛とされる。そして、冷却槽よりも下流側において、第２の流路から薄片化黒鉛を取り出すように取出流路構成部材が接続されている。流路切換弁は、取出流路構成部材を開状態または閉状態とするように前記取出流路構成部材に設けられている。上記第１の流路の上流端と、前記第２の流路の下流端が連ねられて連続流路とされている。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造装置のある特定の局面では、前記第１の流体に加え、２５℃及び大気圧下で気体である第２の流体が、前記第１の流路に供給される。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造装置の他の特定の局面では、前記加熱部において、加熱により前記第１の流体が亜臨界流体または超臨界流体とされている。この場合には、黒鉛をより確実に剥離することができる。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造方法は、原料としての黒鉛に、２５℃及び大気圧下で液体である第１の流体を、１５０℃以上及び５ＭＰａ以上の高温高圧下にある流体として接触させる接触工程と、前記第１の流体を冷却し、減圧する減圧工程とを備え、前記接触工程及び前記減圧工程とを複数回繰り返すことにより、原料としての黒鉛を薄片化し、薄片化黒鉛を得る。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造方法のある特定の局面では、前記第１の流体に加え、２５℃及び大気圧下で気体である第２の流体を用いる。この場合には、黒鉛をより確実に剥離することができる。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記第１の流体と前記第２の流体との混合比が、重量比で９９：１〜１０：９０の範囲にある。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造方法の更に別の特定の局面では、前記高温高圧下にある流体が、亜臨界流体または超臨界流体である。この場合には、黒鉛をより確実に剥離することができる。

本発明に係る薄片化黒鉛の製造装置及び製造方法によれば、上記高温高圧の第１の流体が黒鉛に接触されて黒鉛が剥離される。従って、従来法に比べ、容易にかつ確実に黒鉛を剥離し薄片化黒鉛を得ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る薄片化黒鉛の製造装置の概略構成図である。 実施例１で得られた薄片化黒鉛回収液をＡＦＭ測定により評価した結果を示す図である。 実施例２で得られた薄片化黒鉛回収液をＡＦＭ測定により評価した結果を示す図である。 実施例３で得られた薄片化黒鉛回収液をＡＦＭ測定により評価した結果を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明すると共に、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係る薄片化黒鉛の製造装置の概略構成図である。本実施形態の製造装置では、原料槽１に原料としての黒鉛供給源２１が接続されている。また、本実施形態では、常温常圧で液体である第１の流体を供給する流体供給源２２も原料槽１に接続されている。なお、常温常圧とは、２５℃及び大気圧下を意味する。上記流体供給源２２が、本実施形態における流体供給装置の一部を構成している。なお、本実施形態では、第１の流体に加えて、第２の流体も用いることが可能とされている。従って、流体供給装置は、後述する第２の流体を供給する供給装置部分をも含む。

原料槽１内には、攪拌装置１ａが設けられている。攪拌装置１ａにより、黒鉛５１と、第１の流体５２とが混練される。それによって、黒鉛５１が第１の流体５２に均一に分散された分散液が得られる。

原料槽１は、第１の流路２Ａに接続されている。より具体的には、接続流路２３を介して原料槽１は第１の流路２Ａに接続されている。接続流路２３の途中には、ポンプ８、流量計９及び開閉弁１２が接続されている。開閉弁１２を開状態とし、ポンプ８を駆動することにより、上記分散液が搬送され、第１の流路２Ａに与えられる。

第１の流路２Ａにおいて、上記接続流路２３が接続されている部分よりも下流側、すなわち原料槽１が接続されている部分よりも下流側に、圧力弁１３が設けられている。圧力弁１３は、第１の流路２Ａ内の圧力を調整するために設けられている。

上記圧力弁１３の下流側において、第１の流路２Ａに、接続流路２４ａが接続されている。接続流路２４ａには、第２の流体を供給するための流体供給源２４が接続されている。流体供給源２４が、本実施形態における流体供給装置の一部を構成している。また、接続流路２４ａは、第２の流体を第１の流路２Ａに供給するための流体供給装置の一部を構成している。接続流路２４ａの途中には、冷却機６ａ、ポンプ８ａ及び流量計１０ａが接続されている。ポンプ８ａを駆動することにより、第２の流体が第１の流路２Ａに供給される。

第１の流路２Ａの下流端近傍において圧力弁１３ｂが設けられている。そして、第１の流路２Ａの下流端は加熱部２に接続されている。従って、上記原料としての黒鉛、第１の流体５２及び流体供給源２４から供給されるガス状の第２の流体が加熱部２に供給されることになる。加熱部２は、図示しない加熱源に接触されている。加熱部２には図示しない加熱源が内部に配置されていてもよい。加熱部２内において、原料である黒鉛に、高温高圧の第１及び第２の流体が接触されるように構成されている。それによって、黒鉛層間に高温高圧の第１及び第２の流体が挿入される。

この高温及び高圧については、好ましくは、第１，第２の流体を亜臨界または超臨界とする温度及び圧力であるように選択される。この点については、後述する。

加熱部２には、第２の流路２Ｂが接続されている。第２の流路２Ｂの下流端は、流路接続部２Ｃにおいて第１の流路２Ａの上流端に連ねられている。従って、第１の流路２Ａと第２の流路２Ｂとにより、加熱部２を間に含む連続流路が構成されている。

第２の流路２Ｂの途中には、冷却分離槽３が設けられている。冷却分離槽３は、加熱部２から取り出された黒鉛と第１及び第２の流体の混合物を急冷、減圧することで黒鉛を剥離するために設けられている。上記減圧は、冷却分離槽３内のガスを後述するように冷却分離槽３から放出することにより行われる。また、冷却分離槽３は、第１及び第２の流体から気体である流体を分離する機能をも果たす。この冷却のため、熱交換機７が冷却分離槽３に連結されている。それによって、薄片化黒鉛、第１の流体５２及び第２の流体が冷却されるように構成されている。

本実施形態では、冷却分離槽３が用いられているが、気体状の流体を分離する必要がない場合には、分離機能を有しない冷却槽を用いてもよい。もっとも、好ましくは、本実施形態のように気体状の流体を分離する機能をも有する、冷却分離槽３を用いることが望ましい。

冷却分離槽３の上部には、圧力弁１３ｃを有する回収流路２８が接続されている。回収流路２８は、流路３０ａに接続されている。流路３０ａの一端がガス放出口３０に接続されている。回収流路２８が流路３０ａに接続されている部分とガス放出口３０との間において、流路３０ａに放出ガス開閉弁１７が設けられている。

また、流路３０ａが回収流路２８と接続されている接続部分３０ｃは、第１の流路２Ａの接続部２Ａ１に接続されている。ここでは、流路３０ａに、接続部分３０ｃから接続部２Ａ１に向って、圧縮機５、圧縮貯蔵槽４、冷却機６ｂ、ポンプ８ｂ及び回収気体流量計１２ａがこの順序で接続されている。圧縮機５により、回収された気体が圧縮され、圧縮貯蔵槽４において圧縮された気体が貯蔵される。そして、このようにして圧縮された気体が、冷却機６ｂにより冷却され、ポンプ８ｂを介して第１の流路２Ａに搬送される。この回収気体の第１の流路２Ａに供給される量は、上記回収気体流量計１２ａにより計測することができる。

なお、第２の流路２Ｂにおいては、冷却分離槽３よりも下流側に、ポンプ８ｄ、流量計１１ｄ及び逆止弁１４ｄがこの順序で設けられている。なお、第２の流路２Ｂの接続部２Ｂ１に、薄片化黒鉛を回収する取出流路２９が接続されている。取出流路２９には、回収液開閉弁１６が設けられている。回収液開閉弁１６は、取出流路２９を開または閉状態との間で切り換えるように構成されている。開状態とすることにより、薄片化黒鉛を取出流路２９から系外に取り出し、回収することができる。また、閉状態とすることにより、後述する接触工程及び冷却工程を繰り返すことができる。上記回収液開閉弁１６は、適宜の流路開閉弁により構成することができる。

次に、本実施形態の薄片化黒鉛の製造工程を説明する。

まず、原料槽１に、原料としての黒鉛５１と、常温常圧で液体である第１の流体５２とを供給し、攪拌装置１ａにより攪拌する。それによって、均一な分散液を得る。この分散液を、接続流路２３を介して第１の流路２Ａに供給する。

その結果、分散液が第１の流路２Ａを下流側すなわち加熱部２側に向って搬送されることになる。

本実施形態では、第２の流体、すなわち常温常圧で気体状の第２の流体もまた、ポンプ８ａを駆動することにより第１の流路２Ａに供給することができる。もっとも、ポンプ８ａを駆動せずに、第２の流体を第１の流路２Ａに供給しなくともよい。その場合には、第１の流体のみを用いて黒鉛の薄片化が行われることになる。

第１の流体５２と第２の流体とを併用する場合、第１の流体と第２の流体の混合比は、流量計９，１０ａにより流量を測定し、ポンプ８ａ，８の搬送速度を調整すればよい。

上記のようにして、非加熱状態の分散液が加熱部２に与えられる。加熱部２は、上述したように加熱源を有する。加熱部２において、第１の流体、あるいは第１及び第２の流体の混合物が加熱されることになる。この加熱により、高温高圧の第１の流体５２と黒鉛が接触され、あるいは高温高圧の第１の流体５２及び高温高圧の第２の流体が黒鉛５１と接触される。その結果、黒鉛のグラフェン間に高温高圧状態の流体が入り込み、その後冷却分離槽３にて上記高温高圧状態の流体が急冷、減圧されることによって剥離が進行する。すなわち、黒鉛が剥離され、薄片化黒鉛が生成する。

上記高温高圧とは、１５０℃以上の温度及び５ＭＰａ以上の圧力をいうものとする。１５０℃未満では剥離が十分に進行しない。５ＭＰａ未満の圧力では、やはり剥離が十分に進行にしない。なお、温度及び圧力の上限は、剥離を進めるうえでは特に限定されないが、薄片化黒鉛を分解しない温度及び圧力であることが望ましい。従って、加熱温度は８００℃以下であることが望ましい。また、圧力は１００ＭＰａ以下であることが望ましい。

上記のようにして剥離が進行した後、上記分散液が、冷却分離槽３に導かれる。冷却分離槽３において、下方部分からは、薄片化黒鉛分散液が第２の流路２Ｂの下流側に向って搬送されることになる。

前述した開閉弁１６は最初は閉状態とされている。従って、薄片化黒鉛分散液は、接続部２Ｂ１を通り過ぎ、第１の流路２Ａに再度与えられることになる。よって、薄片化黒鉛分散液が第１の流路２Ａと第２の流路２Ｂとからなる連続流路を再度循環されることになる。

そして、上記薄片化黒鉛分散液にさらに第１の流体５２及び／または第２の流体を供給し再度加熱部２に導く。この場合、図１に示す構造では、切換弁５３を切り換え、分岐流路２３ａを介して第１の流体５２のみを接続流路２３に供給し、第１の流路２Ａに供給する。すなわち、原料としての黒鉛５１は再度供給せず、上記第１の流体５２のみを薄片化黒鉛分散液に添加してもよい。従って、搬送されてきた薄片化黒鉛分散液中の第１の流体の量が少なくなっている場合には、このように第１の流体を再度添加することが望ましい。

もっとも、回収されてきた薄片化黒鉛分散液中の第１の流体の量が十分な量である場合には、ポンプ８を駆動する必要はない。そのまま薄片化黒鉛分散液を第１の流路２Ａ内を搬送し、必要に応じて第２の流体をポンプ８ａを駆動して供給する。

そして、本実施形態では、前述した流路３０ａから回収された第２の流体を接続部２Ａ１において供給する。よって、前述したように、流量計１０ａ，１２ａで測定された流量に応じ、第１の流体５２の量または、第１の流体５２及び第２の流体の量が適切となるようにポンプ８ａ，８ｂにより搬送速度を調整すればよい。このようにして、適宜の量の流体が再度薄片化黒鉛分散液に追加されることになる。そして、薄片化黒鉛分散液が加熱部２内において再度加熱され、しかる後、前回と同様に、分散液が冷却分離槽３に導かれ、冷却されることで剥離が再度進行することとなる。その結果、薄片化黒鉛分散液が再度第２の流路２Ｂに搬送され、ガス状の第１の流体は、回収流路２８から回収される。

なお、回収されたガス状の流体が余剰である場合には、開閉弁１７を開放しガス放出口３０から放出すればよい。それによって系内の圧力の上昇を抑制することができる。

上記加熱部２内においては、高温高圧の第１の流体または第１，第２の流体の混合物が黒鉛及び薄片化黒鉛と接触されることとなる。この接触工程と、冷却分離槽３における冷却工程とを、流路２Ａ，２Ｂからなる連続流路を用いて複数回繰り返すことができる。それによって、黒鉛をより確実に剥離することができ、積層数の少ない薄片化黒鉛を安定に得ることができる。

目的とする積層数の薄片化黒鉛が得られると、開閉弁１６により、取出流路２９を開状態に切り換える。その結果、取出流路２９から薄片化黒鉛を取り出すことが可能となる。

本実施形態の製造装置及び製造方法によれば、上記のように、接触工程と冷却工程とを複数回繰り返し、積層数が少ない薄片化黒鉛を容易に得ることができる。なお、上記製造装置では、上記接触工程及び冷却工程を連続流路を用いて効率良く実施することができる。しかも、常温常圧で気体の第１の流体については、回収流路２８から回収し、再利用することができる。よって、コストを低減することができる。

なお、本発明の薄片化黒鉛の製造方法では、上記接触工程において、第１の流体または上記第１，第２の流体の混合物は、前述したように高温高圧状態とされるが、好ましくは亜臨界状態または超臨界状態とされていることが望ましい。それによって、黒鉛をより一層効果的に剥離することができる。

なお、本発明の薄片化黒鉛の製造方法は図１に示した製造装置を用いた製造方法に限定されるものではない。すなわち、黒鉛を上記高温高圧の流体に接触させる接触工程と、高温高圧の流体を冷却により減圧する減圧工程とを複数回繰り返しさえすればよく、本発明に従って薄片化黒鉛を容易にかつ安定に得ることができる。よって、連続式製造装置に限らず、パック式の製造装置を用いてもよい。すなわち、接触工程を実施する装置部分と、冷却工程を実施する装置部分とを独立に設けてもよい。

また、上記第１の流体と第２の流体を併用する必要は必ずしもない。第１の流体、すなわち常温常圧下が液体である第１の流体のみを用いてもよい。もっとも、第１の流体と第２の流体とを併用することが望ましい。併用した場合には、黒鉛をより一層容易に剥離することができ、かつより穏やかな条件で第１の流体及び第２の流体を黒鉛のグラフェン層間に確実にインターカレートすることができる。

第１の流体と第２の流体との混合比についても特に限定されないが、好ましくは、９９：１〜５０：５０の範囲であることが望ましい。この範囲内であれば、黒鉛をより一層確実に剥離することができる。

次に、本発明において用いる材料につき説明する。

原料として用いる黒鉛については、通常の黒鉛、天然黒鉛、膨張黒鉛などを用いることができ、特に限定されるものではない。

なお、第１の流体は常温常圧下で液体であるため上記分散液における分散媒を構成する。加熱部２内においては、高温高圧下で黒鉛に作用し、黒鉛層間に挿入される機能を果す。

上記第１の流体としても、高温高圧下で黒鉛に接触され、グラフェン層間に入り込み剥離を進行する適宜の流体を用いることができる。このような流体としては、エタノール、メタノール、プロパノールなどのアルコール類；水、エチルエーテルなどのエーテル類、アセトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、トルエン、キシレンなどのベンゼン誘導体類、ヘキサン、シクロヘキサン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどを挙げることができる。

また、常温常圧下で気体である第２の流体としても特に限定されず、二酸化炭素、窒素、アルゴン、メタン、エタン、プロパンなどを挙げることができる。

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明の効果を明らかにする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
原料の黒鉛として、膨張黒鉛（東洋炭素社製、ＰＦパウダー８Ｆ）を用いた。第２の流体は用いなかった。図１に示した製造装置を用いた。黒鉛のエタノール分散液における濃度が８重量％となるように調製し、該分散液を加熱部２に導いた。加熱部２の設定温度は３８０℃、冷却分離槽３の設定温度は０℃とした。また、冷却分離槽３を除く流路構成の内容積は７８０ｍＬとした。この流路構成部分とは、第１の流路２Ａ及び第２の流路２Ｂと加熱部２の容積の合計をいうものとする。

加熱部２における流体の圧力は約６０ＭＰａとなるように設定した。また、冷却分離槽３内の圧力は０．１１ＭＰａに設定した。循環時の流量計１１ｄにおける流量を１８０ｍｌ／分とした。このようにして、分散液を第１，第２の流路２Ａ，２Ｂを循環させ、上記接触工程及び減圧工程を９０分間繰り返した。しかる後、開閉弁１６を開状態とし、薄片化黒鉛回収液を取り出した。

得られた薄片化黒鉛回収液を原子力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。すなわち、薄片化黒鉛回収液に、エタノールをさらに加え、薄片化黒鉛濃度を０．０５重量％まで希釈した。しかる後、超音波洗浄機を用い、薄片化黒鉛をエタノール中において十分に分散させた。ＡＦＭ測定用試料台に得られた分散液をキャスティングした後、エタノールを自然乾燥させた。ＡＦＭとしては、キーエンス社製、ナノスケールハイブリッド顕微鏡、品番：ＶＮ−８０００を用いて計測した。結果を図２に示す。

図２の横軸の幅及び縦軸の厚みは、薄片化黒鉛の幅及び厚みを示す。すなわち、図２は、多数の薄片化黒鉛の幅及び厚みの分布を示している。

図２から明らかなように、幅が２．５μｍ〜１１μｍの範囲、厚みが０．２５μｍ〜２４μｍの範囲内に、全ての薄片化黒鉛が分布していることがわかる。特に、厚みが１０ｎｍ以下、幅が１０μｍ以下の薄片化黒鉛が大部分を占めていることがわかる。従って、厚みの薄い薄片化黒鉛を容易にかつ確実に得られることがわかる。

（実施例２）
第２の流体として二酸化炭素をも併用し、非加熱状態の分散液におけるエタノールと二酸化炭素との混合比が重量比で９０：１０となるようにしたこと、並びに、加熱における設定温度を２８０℃、高温高圧流体の圧力を３４ＭＰａ、冷却分離槽内の圧力を０．１３ＭＰａとし、処理時間を４５分としたことを除いては実施例１と同様として、薄片化黒鉛回収液を得た。得られた薄片化黒鉛回収液について実施例１と同様にして評価した。結果を図３に示す。

図３から明らかなように、実施例２においても、厚みが薄い薄片化黒鉛を安定に得られたことがわかる。従って、実施例１よりも加熱部における設定温度が１００℃低く、圧力も２６ＭＰａ低められている温和な条件で、かつ処理時間が半分であるにも係わらず、薄い薄片化黒鉛を得ることが可能とされている。

（実施例３）
原料の黒鉛として、富士黒鉛工業社製、鱗片状黒鉛、品番：ＵＦ−２を用いたこと、非加熱状態の分散液におけるエタノールと二酸化炭素の混合比を重量比で９５：５としたこと、加熱部の設定温度を２９０℃としたこと、高温高圧下の流体の圧力を３５ＭＰａとし、冷却分離槽の圧力を０．１１ＭＰａとし、処理時間を６０分としたことを除いては実施例２と同様にして薄片化黒鉛回収液を得た。またこの薄片化黒鉛回収液について実施例１と同様にして評価した。結果を図４に示す。

図４の結果から図２及び図３よりも薄片化黒鉛の厚みはばらついているものの、厚みが非常に薄い薄片化黒鉛を容易に得られることがわかる。

（比較例１〜３）
実施例１〜３において加熱部２における加熱を行わなかったこと、すなわち流体を高温高圧の状態としなかったことを除いては、実施例１〜３と同様にして回収液を得た。得られた回収液について実施例１と同様にＡＦＭにより評価した。しかしながら、黒鉛の厚みが大きいため、ＡＦＭでは測定ができなかった。すなわち薄片化黒鉛は得られていなかった。

（比較例４〜６）
実施例１〜３において、開閉弁１６を開放し、製造ライン内を循環させずに回収液を得た。すなわち、接触工程及び減圧工程を１度のみ実施して回収液を得た。得られた回収液について実施例１〜３と同様にＡＦＭによる評価を行った。しかしながら、黒鉛の厚みが大きいため、測定ができなかった。従って、実施例１〜３の条件で接触工程及び減圧工程を１度のみ実施した場合には、黒鉛の剥離が進行し難いことがわかる。

１…原料槽
１ａ…攪拌装置
２…加熱部
２Ａ…第１の流路
２Ｂ…第２の流路
２Ｃ…流路接続部
２Ａ１，２Ｂ１…接続部
３…冷却分離槽
４…圧縮貯蔵槽
５…圧縮機
６ａ，６ｂ…冷却機
７…熱交換機
８，８ａ，８ｂ，８ｄ…ポンプ
９，１０ａ，１１ｄ…流量計
１２…開閉弁
１２ａ…回収気体流量計
１３，１３ｂ，１３ｃ…圧力弁
１４ｄ…逆止弁
１６…回収液開閉弁
１７…放出ガス開閉弁
２１…黒鉛供給源
２２…流体供給源
２３…接続流路
２３ａ…分岐流路
２４…流体供給源
２４ａ…接続流路
２８…回収流路
２９…取出流路
３０…ガス放出口
３０ａ…流路
３０ｂ…ガス放出口
３０ｃ…接続部分
５１…黒鉛
５２…第１の流体
５３…切換弁

Claims (7)

1. 原料としての黒鉛が貯留されている原料槽と、
   ２５℃及び大気圧下で液体である第１の流体を供給する流体供給装置と、
   前記原料槽及び前記流体供給装置に接続されている第１の流路を構成している第１の流路構成部材と、
   前記原料槽及び前記流体供給装置よりも下流側において該第１の流路に接続されており、前記第１の流体が１５０℃以上及び５ＭＰａ以上の高温高圧力とされた状態で前記黒鉛に接触される加熱部と、
   前記加熱部に接続された第２の流路を構成している第２の流路構成部材と、
   前記加熱部よりも下流側において、前記第２の流路から薄片化黒鉛を取り出すように接続された取出流路構成部材と、
   前記第２の流路において、前記加熱部よりも下流側であって、前記取出流路構成部材よりも上流側に設けられており、加熱された黒鉛を冷却するための冷却槽と、
   前記取出流路構成部材を開状態または閉状態とする流路切換弁とを備え、
   前記第１の流路の上流端と前記第２の流路の下流端が連ねられて連続流路とされている、薄片化黒鉛の製造装置。
2. 前記第１の流体に加え、２５℃及び大気圧下で気体である第２の流体が、前記第１の流路に供給される、請求項１に記載の薄片化黒鉛の製造装置。
3. 前記加熱部において、加熱により前記第１の流体が亜臨界流体または超臨界流体とされている、請求項１または２に記載の薄片化黒鉛の製造装置。
4. 原料としての黒鉛に、２５℃及び大気圧下で液体である第１の流体を、１５０℃以上及び５ＭＰａ以上の高温高圧下にある流体として接触させる接触工程と、
   前記第１の流体を冷却し、減圧する減圧工程とを備え、
   前記接触工程及び前記減圧工程とを複数回繰り返すことにより、原料としての黒鉛を薄片化し、薄片化黒鉛を得る、薄片化黒鉛の製造方法。
5. 前記第１の流体に加え、２５℃及び大気圧下で気体である第２の流体を用いる、請求項４に記載の薄片化黒鉛の製造方法。
6. 前記第１の流体と前記第２の流体との混合比が、重量比で９９：１〜１０：９０の範囲にある、請求項５に記載の薄片化黒鉛の製造方法。
7. 前記高温高圧下にある流体が、亜臨界流体または超臨界流体である、請求項４〜６のいずれか１項に記載の薄片化黒鉛の製造方法。

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