JP2014504316A5 - - Google Patents

Description

図２６は、同じ処理であるが、ただしＣＦ_４を含むプラズマ中で処理した後の対応する結果を示す。処理後、炭素は８３．３％、酸素は２．６％、そしてフッ素は１４．１％であった。これは、高いレベルの表面でのフッ素官能化を示している。
これらに限定されるものではないが、本発明は以下の態様の発明を包含する。
［１］粒子を離解させるための、解凝集させるための、剥脱させるための、清浄化するための、または官能性にするための粒子処理方法であって、処理するための粒子は、多数の導電性の固体接触体または固体接触構成物を含む処理チャンバまたはそれらで構成される処理チャンバの中でプラズマ処理に供され、粒子は処理チャンバの中で前記の接触体または接触構成物とともに攪拌され、そしてプラズマと接触する、前記粒子処理方法。
［２］処理すべき粒子は炭素粒子である、［１］に記載の粒子処理方法。
［３］処理すべき粒子は黒鉛、カーボンナノチューブ（ＣＮＴｓ）またはその他のナノ粒子からなるか、あるいはそれらのナノ粒子を含む、［２］に記載の粒子処理方法。
［４］処理チャンバの中で移動することのできる前記の接触体を用いる、［１］から［３］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［５］処理チャンバはドラムであり、好ましくは回転可能なドラムであり、この中で複数の接触体が処理すべき粒子とともに混転される、［４］に記載の粒子処理方法。
［６］処理容器の壁は導電性であり、そして処理チャンバの内部空間の中に伸びる電極に対する対電極を形成する、［１］から［５］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［７］接触体または接触構成物の表面でグロープラズマが形成される、［１］から［６］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［８］接触体は金属のボールまたは金属を被覆したボールである、［１］から［７］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［９］接触体または接触構成物はある直径を有していて、その直径は少なくとも１ｍｍで、６０ｍｍ以下である、［１］から［８］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［１０］処理容器の中の圧力は５００Ｐａ未満である、［１］から［９］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［１１］処理を行う間、処理チャンバにガスが供給され、そしてガスはフィルターを通して処理チャンバから取り出される、［１］から［１０］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［１２］処理される物質、すなわち、処理によって生じる粒子または離解、解凝集または剥脱される粒子の成分は、プラズマ形成ガスの成分によって化学的に官能化され、例えば、それらの表面にカルボキシ、カルボニル、ＯＨ、アミン、アミドまたはハロゲンの官能性が形成される、［１］から［１１］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［１３］処理チャンバの中のプラズマ形成ガスは、酸素、水、過酸化水素、アルコール、窒素、アンモニア、アミノ含有有機化合物、フッ素などのハロゲン、ＣＦ_４などのハロゲン化炭化水素および希ガスのうちのいずれかであるか、あるいはこれらを含んでいる、［１］から［１２］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［１４］粒子は黒鉛炭素（例えば、採掘された黒鉛）から成るか、あるいは黒鉛炭素を含み、これが処理によって剥脱され、そして処理を行った後、処理された物質は分離した黒鉛の小板またはグラフェンの小板を含むか、あるいはそのような小板から成っていて、それらの小板は１００ｎｍ未満の小板厚さとその厚さに垂直な主寸法を有し、その主寸法は厚さの少なくとも１０倍である、［１］から［１３］のいずれかに記載の粒子処理方法。
［１５］前記の処理は、少なくとも３０分間、および／または、処理された炭素物質が、厚さが１００ｎｍ未満で主寸法が厚さの少なくとも１０倍、好ましくは厚さの少なくとも１００倍の小板を少なくとも９０重量％含むようになるまで、継続される、［１４］に記載の粒子処理方法。
［１６］前記の処理は、処理された炭素物質が、厚さが３０ｎｍ未満、好ましくは厚さが２０ｎｍ未満で主寸法が厚さの少なくとも１０倍、好ましくは厚さの少なくとも１００倍の小板を少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％含むようになるまで、継続される、［１５］に記載の粒子処理方法。
［１７］粒子の分散体または複合材料を調製する方法であって、
（ａ）［１］から［１５］のいずれかに係る粒子処理方法によって粒子を処理すること、および
（ｂ）処理された物質を液状ビヒクルまたはマトリックス材料の中に分散させること、
を含む前記方法。
［１８］粒子はポリマーであるマトリックス材料の中に分散され、マトリックス材料は例えばエポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミドまたはポリ(メト)アクリル材料またはそれらのポリマー種の混合物またはコポリマー、またはそれらのポリマーの先駆物質（例えばオリゴマーまたはモノマー）である、［１７］に記載の方法。
［１９］処理された物質はカーボンナノチューブを含んでいて、あるいは［１４］から［１６］のいずれかにおいて定義される黒鉛の小板またはグラフェンの小板を含んでいて、それらの物質は前記のポリマーマトリックス材料の中に（好ましくは複合材料の１０重量％未満で）分散され、それにより導電性の複合材料が形成される、［１８］に記載の方法。
［２０］［１］から［１６］のいずれかに係る方法によって得られた、または得ることのできる粒状炭素物質であって、分離した黒鉛の小板および／またはカーボンナノチューブを含む粒状炭素物質。
［２１］液状ビヒクルまたはマトリックス材料の中に分散された［２０］に係る粒状炭素物質を含む粒子の分散体または複合材料。
［２２］粒子はポリマーであるマトリックス材料の中に分散されていて、マトリックス材料は例えばエポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミドまたはポリ(メト)アクリル材料またはそれらのポリマー種の混合物またはコポリマー、またはそれらのポリマーの先駆物質（例えばオリゴマーまたはモノマー）である、［２１］に記載の複合材料。
［２３］［２２］に係る複合材料あるいは［１７］から［１９］のいずれかに係る方法によって得られた複合材料を含む（または、から成る）導電性の要素または導電性の層を含む物品または装置であって、例えば、光起電力装置、電界放出装置、水素貯蔵装置、電池または電池の電極である前記物品または装置。

Claims (22)

1. 粒子を離解させるための、解凝集させるための、剥脱させるための、清浄化するための、または官能性にするための粒子処理方法であって、処理するための粒子は、多数の導電性の固体接触体を含む処理チャンバの中でプラズマ処理に供され、ここで、多数の導電性の固体接触体は処理チャンバの中で移動することができ、粒子は処理チャンバの中で前記の接触体とともに攪拌され、そしてプラズマと接触する、前記粒子処理方法。
2. 処理すべき粒子は炭素粒子である、請求項１に記載の粒子処理方法。
3. 処理すべき粒子は黒鉛、カーボンナノチューブ（ＣＮＴｓ）またはその他のナノ粒子を含む、請求項２に記載の粒子処理方法。
4. 処理チャンバは回転可能なドラムであり、この中で複数の接触体が処理すべき粒子とともに混転される、請求項１から３のいずれかに記載の粒子処理方法。
5. 処理容器の壁は導電性であり、そして処理チャンバの内部空間の中に伸びる電極に対する対電極を形成する、請求項１から４のいずれかに記載の粒子処理方法。
6. 接触体の表面でグロープラズマが形成される、請求項１から５のいずれかに記載の粒子処理方法。
7. 接触体は金属のボールまたは金属を被覆したボールである、請求項１から６のいずれかに記載の粒子処理方法。
8. 接触体はある直径を有していて、その直径は少なくとも１ｍｍで、６０ｍｍ以下である、請求項１から７のいずれかに記載の粒子処理方法。
9. 処理容器の中の圧力は５００Ｐａ未満である、請求項１から８のいずれかに記載の粒子処理方法。
10. 処理を行う間、処理チャンバにガスが供給され、そしてガスはフィルターを通して処理チャンバから取り出される、請求項１から９のいずれかに記載の粒子処理方法。
11. 処理される物質、すなわち、処理によって生じる粒子または離解、解凝集または剥脱される粒子の成分は、プラズマ形成ガスの成分によって化学的に官能化される、請求項１から１０のいずれかに記載の粒子処理方法。
12. 処理チャンバの中のプラズマ形成ガスは、酸素、水、過酸化水素、アルコール、窒素、アンモニア、アミノ含有有機化合物、ハロゲン、ハロゲン化炭化水素および希ガスのうちのいずれかを含んでいる、請求項１から１１のいずれかに記載の粒子処理方法。
13. 粒子は黒鉛炭素を含み、これが処理によって剥脱され、そして処理を行った後、処理された物質は分離した黒鉛の小板またはグラフェンの小板を含み、それらの小板は１００ｎｍ未満の小板厚さとその厚さに垂直な主寸法を有し、その主寸法は厚さの少なくとも１０倍である、請求項１から１２のいずれかに記載の粒子処理方法。
14. 前記の処理は、少なくとも３０分間、および／または、処理された炭素物質が、厚さが１００ｎｍ未満で主寸法が厚さの少なくとも１０倍の小板を少なくとも９０重量％含むようになるまで、継続される、請求項１３に記載の粒子処理方法。
15. 前記の処理は、処理された炭素物質が、厚さが３０ｎｍ未満で主寸法が厚さの少なくとも１０倍の小板を少なくとも８０重量％含むようになるまで、継続される、請求項１４に記載の粒子処理方法。
16. 粒子の分散体または複合材料を調製する方法であって、
    （ａ）請求項１から１５のいずれかに係る粒子処理方法によって粒子を処理すること、および
    （ｂ）処理された物質を液状ビヒクルまたはマトリックス材料の中に分散させること、
    を含む前記方法。
17. 粒子はポリマーまたはその先駆物質であるマトリックス材料の中に分散される、請求項１６に記載の方法。
18. 処理された物質はカーボンナノチューブを含んでいて、あるいは請求項１３から１５のいずれかにおいて定義される黒鉛の小板またはグラフェンの小板を含んでいて、それらの物質は前記のポリマーマトリックス材料の中に分散され、それにより導電性の複合材料が形成される、請求項１７に記載の方法。
19. 請求項１から１５のいずれかに係る方法によって得ることのできる粒状炭素物質であって、分離した黒鉛の小板および／またはカーボンナノチューブを含む粒状炭素物質。
20. 液状ビヒクルまたはマトリックス材料の中に分散された請求項１９に係る粒状炭素物質を含む粒子の分散体または複合材料。
21. 粒子はポリマーまたはその先駆物質であるマトリックス材料の中に分散されている、請求項２０に記載の複合材料。
22. 請求項２１に係る複合材料あるいは請求項１６から１８のいずれかに係る方法によって得られた複合材料を含む導電性の要素または導電性の層を含む物品または装置。