JP2020167269A - Electromagnetic wave absorbing material - Google Patents

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Abstract

To provide an electromagnetic wave absorbing material, inexpensive, excellent in electromagnetic wave absorption performance, capable of being formed into a lightweight and easily processable form such as a thin sheet or a coating film.SOLUTION: The electromagnetic wave absorbing material contains flaky carbon with a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It contains 0.01 to 1.0 pts.mass of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon with respect to 1 part by mass of the flaky carbon.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電磁波吸収材料に関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave absorbing material.

電磁波を反射する材料として、金属が使用されることが多い。しかしながら、自動運転のミリ波レーダーの誤作動防止や、電子回路間の干渉防止、電源ケーブル等、電磁波発生源から外部への輻射を防止する必要がある場合は、電磁波を反射する電磁波反射材料ではなく、電磁波を吸収する電磁波吸収材料が必要とされる。 Metal is often used as a material that reflects electromagnetic waves. However, if it is necessary to prevent malfunction of the millimeter-wave radar for automatic operation, prevent interference between electronic circuits, prevent radiation from an electromagnetic wave source to the outside, such as a power cable, use an electromagnetic wave reflective material that reflects electromagnetic waves. However, an electromagnetic wave absorbing material that absorbs electromagnetic waves is required.

このような電磁波吸収材料としては、通常、フェライト等が使用されており(例えば、特許文献1参照)、比重が大きいことからより軽量化が望まれている。このような電磁波吸収材料としての代替品としては、カーボンマイクロコイルが電磁波吸収特性に優れると言われている(例えば、特許文献2参照)が、強度に課題があると言われ、また、高価である。 As such an electromagnetic wave absorbing material, ferrite or the like is usually used (see, for example, Patent Document 1), and since it has a large specific gravity, further weight reduction is desired. As an alternative as such an electromagnetic wave absorbing material, carbon microcoils are said to have excellent electromagnetic wave absorbing characteristics (see, for example, Patent Document 2), but they are said to have problems in strength and are expensive. is there.

このような背景から、安価で、電磁波吸収性能に優れ、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態の電磁波吸収材料が望まれている。 Against this background, there is a demand for an electromagnetic wave absorbing material that is inexpensive, has excellent electromagnetic wave absorbing performance, is lightweight and has good workability, such as a thin sheet or a coating film.

特開2006−286729号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-286729 特開2009−228491号公報JP-A-2009-228491

本発明は、安価で、電磁波吸収性能に優れ、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にすることが可能な電磁波吸収材料を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic wave absorbing material which is inexpensive, has excellent electromagnetic wave absorbing performance, and can be formed into a lightweight and workable form such as a thin sheet or a coating film.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを所定量含有することで、安価で、電磁波吸収性能に優れ、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にすることが可能な電磁波吸収材料が得られることを見出した。本発明者らは、当該知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下の構成を包含する。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have obtained a predetermined amount of flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It has been found that by containing it, an electromagnetic wave absorbing material which is inexpensive, has excellent electromagnetic wave absorbing performance, and can be formed into a lightweight and processable form such as a thin sheet or a coating film can be obtained. The present inventors have further studied based on the findings and have completed the present invention. That is, the present invention includes the following configurations.

項1.厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.01〜1.0質量部含有する、電磁波吸収材料。 Item 1. It contains flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and has an affinity for the hydrophilic group and carbon with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. An electromagnetic wave absorbing material containing 0.01 to 1.0 parts by mass of an organic compound having a highly reactive hydrophobic group.

項2.前記親水基が、一般式(1)〜(4):
[式中、−OHはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基を示す。Rは2価の有機基を示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH又は有機アンモニウムを示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH、有機アンモニウム又はアルキル基を示す。一般式(2)の酸素原子はエーテル結合である。]
で表される少なくとも1種である、項1に記載の電磁波吸収材料。
Item 2. The hydrophilic group is a general formula (1) to (4):
[In the formula, -OH represents an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. R represents a divalent organic group. X 1 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 or organic ammonium. X 2 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 , organic ammonium or alkyl group. The oxygen atom of the general formula (2) is an ether bond. ]
Item 2. The electromagnetic wave absorbing material according to Item 1, which is at least one kind represented by.

項3.前記親水基が、フェノール性水酸基及び/又はポリオキシエチレン基である、項1又は2に記載の電磁波吸収材料。 Item 3. Item 2. The electromagnetic wave absorbing material according to Item 1 or 2, wherein the hydrophilic group is a phenolic hydroxyl group and / or a polyoxyethylene group.

項4.前記疎水基が、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及び炭素数3以上のポリオキシアルキレン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項1〜3のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料。 Item 4. Item 1 to any one of Items 1 to 3, wherein the hydrophobic group is at least one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms. The electromagnetic wave absorbing material described.

項5.前記疎水基が、2個以上の芳香環を有するアリール基である、項1〜4のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料。 Item 5. Item 2. The electromagnetic wave absorbing material according to any one of Items 1 to 4, wherein the hydrophobic group is an aryl group having two or more aromatic rings.

項6.項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料の製造方法であって、
(1)前記薄片状カーボンと、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.01〜1.0質量部含有する薄片状カーボン分散体から溶媒を除去する工程を備える、製造方法。
Item 6. Item 2. The method for producing an electromagnetic wave absorbing material according to any one of Items 1 to 5.
(1) The flaky carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent are contained, and the hydrophilic group and carbon are contained with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. A production method comprising a step of removing a solvent from a flaky carbon dispersion containing 0.01 to 1.0 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity.

項7.前記溶媒を除去する工程が、前記分散体を濃縮する工程である、項6に記載の製造方法。 Item 7. Item 6. The production method according to Item 6, wherein the step of removing the solvent is a step of concentrating the dispersion.

項8.前記溶媒が水である、項6又は7に記載の製造方法。 Item 8. Item 6. The production method according to Item 6, wherein the solvent is water.

項9.項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料と、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム及び熱可塑性エラストマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種の他材料とを含有する、電磁波吸収組成物。 Item 9. Electromagnetic wave absorption containing the electromagnetic wave absorbing material according to any one of Items 1 to 5 and at least one other material selected from the group consisting of thermosetting resin, thermoplastic resin, rubber and thermoplastic elastomer. Composition.

項10.前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂及びポリウレタン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、項9に記載の電磁波吸収組成物。 Item 10. Item 9. The electromagnetic wave according to Item 9, wherein the thermosetting resin is at least one selected from the group consisting of epoxy resin, thermosetting polyimide resin, phenol resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin and polyurethane resin. Absorption composition.

項11.有機溶媒中に項9又は10に記載の電磁波吸収組成物が分散している、電磁波吸収分散体。 Item 11. An electromagnetic wave absorption dispersion in which the electromagnetic wave absorption composition according to Item 9 or 10 is dispersed in an organic solvent.

項12.項9又は10に記載の電磁波吸収組成物の硬化物を含有し、且つ、前記他材料が熱硬化性樹脂及び/又は熱可塑性樹脂である、電磁波吸収シート。 Item 12. Item 9. An electromagnetic absorption sheet containing a cured product of the electromagnetic wave absorbing composition according to Item 9 or 10, wherein the other material is a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin.

項13.厚みが2000μm以下である、項12に記載の電磁波吸収シート。 Item 13. Item 2. The electromagnetic wave absorbing sheet according to Item 12, which has a thickness of 2000 μm or less.

項14.項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料が繊維の表面に担持している、電磁波吸収繊維材料。 Item 14. An electromagnetic wave absorbing fiber material in which the electromagnetic wave absorbing material according to any one of Items 1 to 5 is supported on the surface of the fiber.

項15.前記繊維が、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース、植物、ガラス及び炭素よりなる群から選ばれる少なくとも1種で構成されている、項14に記載の電磁波吸収繊維材料。 Item 15. Item 2. The electromagnetic wave absorbing fiber material according to Item 14, wherein the fiber is composed of at least one selected from the group consisting of polyamide resin, polyester resin, acrylic resin, polyolefin resin, polyurethane resin, cellulose, plant, glass and carbon. ..

項16.表面抵抗率が10〜10000Ω/□であり、体積抵抗率が1〜1000Ωcmである、項12又は13に記載の電磁波吸収シート。 Item 16. Item 12. The electromagnetic wave absorbing sheet according to Item 12 or 13, which has a surface resistivity of 10 to 10000 Ω / □ and a volume resistivity of 1 to 1000 Ωcm.

項17.表面抵抗率が10〜10000Ω/□であり、体積抵抗率が1〜1000Ωcmである、項14又は15に記載の電磁波吸収繊維材料。 Item 17. Item 14. The electromagnetic wave absorbing fiber material according to Item 14 or 15, which has a surface resistivity of 10 to 10000 Ω / □ and a volume resistivity of 1 to 1000 Ωcm.

本発明によれば、安価で、電磁波吸収性能に優れ、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にすることが可能な電磁波吸収材料を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an electromagnetic wave absorbing material which is inexpensive, has excellent electromagnetic wave absorbing performance, and can be formed into a lightweight and processable form such as a thin sheet or a coating film.

親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が少ない場合(薄片状カーボンの表面に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が被覆されている場合)の本発明の電磁波吸収材料の構成を示す。When the content of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon is small (when the surface of the flaky carbon is coated with an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon) The configuration of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is shown. 親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が多い場合(炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物中に薄片状カーボンが分散している場合)の本発明の電磁波吸収材料の構成を示す。The present invention when the content of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is high (when flaky carbon is dispersed in an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity for carbon). The composition of the electromagnetic wave absorbing material is shown.

本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。また、本明細書において、数値範囲を「A〜B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 As used herein, "contains" is a concept that includes any of "comprise," "consist essentially of," and "consist of." Further, in the present specification, when the numerical range is indicated by "A to B", it means A or more and B or less.

以下、本発明の実施形態を説明するが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but various modifications of the embodiments and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims.

1.電磁波吸収材料
本発明の電磁波吸収材料は、厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.01〜1.0質量部含有する。
1. 1. Electromagnetic wave absorbing material The electromagnetic wave absorbing material of the present invention contains a flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and 1 part by mass of the flaky carbon. On the other hand, it contains 0.01 to 1.0 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with the hydrophilic group and carbon.

(1−1)薄片状カーボン
薄片状カーボンとしては、薄いほうが電磁波吸収性能に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲であり、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にすることが可能であるため好ましいが、その厚みは1〜100nm、好ましくは1〜20nmである。また、同様に、厚みが1〜10nmである薄片状カーボンの含有割合は、薄片状カーボンの総数を100%として、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。つまり、厚みが大きい薄片状カーボンが含まれてもよいが、多数の薄片状カーボンの厚みは10nm以下であることが好ましい。なお、薄片状カーボンの厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により測定する。
(1-1) Flake carbon As the flake carbon, the thinner the flake carbon, the better the electromagnetic wave absorption performance, the surface resistivity and the volume resistivity are in an appropriate range, and the light weight and workability like a thin sheet or a coating film are good. It is preferable because it can be formed into a form, but its thickness is 1 to 100 nm, preferably 1 to 20 nm. Similarly, the content ratio of flaky carbon having a thickness of 1 to 10 nm is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, assuming that the total number of flaky carbons is 100%. That is, although flaky carbon having a large thickness may be contained, the thickness of a large number of flaky carbons is preferably 10 nm or less. The thickness of the flaky carbon is measured by observation with a transmission electron microscope (TEM).

薄片状カーボンは、薄いほうが電磁波吸収性能に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲であり、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にすることが可能であるため好ましいが、300層以下(つまり1〜300層)のグラフェンが積層した層状構造を有する薄片状カーボンが好ましく、1〜60層のグラフェンが積層した層状構造を有する薄片状カーボンがより好ましい。また、同様に、積層数が1〜30層である薄片状カーボンの含有割合は、薄片状カーボンの総数を100%として、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。つまり、厚みが大きい薄片状カーボンが含まれてもよいが、多数の薄片状カーボンの厚みは30層以下であることが好ましい。なお、薄片状カーボンの積層は、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により測定した厚みにより算出する。 The thinner the flaky carbon, the better the electromagnetic wave absorption performance, the surface resistivity and the volume resistivity are also in an appropriate range, and it is possible to form a lightweight and workable form such as a thin sheet or a coating film. Preferably, flaky carbon having a layered structure in which 300 layers or less (that is, 1 to 300 layers) of graphene are laminated is preferable, and flaky carbon having a layered structure in which 1 to 60 layers of graphene are laminated is more preferable. Similarly, the content ratio of flaky carbon having 1 to 30 layers is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, assuming that the total number of flaky carbons is 100%. That is, although flaky carbon having a large thickness may be contained, the thickness of a large number of flaky carbons is preferably 30 layers or less. The lamination of flaky carbon is calculated from the thickness measured by observation with a transmission electron microscope (TEM).

薄片状カーボンは、通常、多くの凸角と凹角を有する平面形状をしているため、厚み以外のサイズは一概には規定しにくい。本明細書では、一枚の薄片状カーボンにおいて最も離れている凸角間の距離をその薄片状カーボンの大きさとする。 Since flaky carbon usually has a planar shape having many convex and concave angles, it is difficult to unconditionally specify a size other than the thickness. In the present specification, the distance between the most distant convex angles in one flaky carbon is defined as the size of the flaky carbon.

このような薄片状カーボンの大きさは、20nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましく、200nm以上がさらに好ましい。このような大きさの薄片状カーボンを使用することにより、電磁波吸収性能に特に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすく、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にしやすい。なお、薄片状カーボンの大きさは、大きい方が電磁波吸収性能に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすく、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にすることが可能であり好ましいため、大きさの上限は限定されないが、通常100μmである。また、薄片状カーボンの大きさは透過型電子顕微鏡(TEM)観察により測定する。 The size of such flaky carbon is preferably 20 nm or more, more preferably 100 nm or more, and even more preferably 200 nm or more. By using flaky carbon of such a size, the electromagnetic wave absorption performance is particularly excellent, the surface resistivity and volume resistivity can be easily set in an appropriate range, and it is lightweight and has good workability such as a thin sheet or a coating film. Easy to form. The larger the size of the flaky carbon, the better the electromagnetic wave absorption performance, the surface resistivity and the volume resistivity can be easily set in an appropriate range, and the form is lightweight and has good workability such as a thin sheet or a coating film. The upper limit of the size is not limited, but is usually 100 μm because it is possible and preferable. The size of flaky carbon is measured by observation with a transmission electron microscope (TEM).

本発明の電磁波吸収材料において、薄片状カーボンの含有量は、特に制限されないが、樹脂及び溶媒に対する分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、本発明の電磁波吸収材料の総量を100質量%として、20〜99.5質量%が好ましく、33〜99.2質量%がより好ましい。 In the electromagnetic wave absorbing material of the present invention, the content of flaky carbon is not particularly limited, but from the viewpoints of dispersibility in resin and solvent, electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, volume resistivity, light weight, processability, etc. The total amount of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is 100% by mass, preferably 20 to 99.5% by mass, and more preferably 33 to 99.2% by mass.

(1−2)親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物
本発明においては、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を使用することにより、グラフェン構造を維持した薄片状カーボンが凝集することなく、本発明の電磁波吸収材料中の薄片状カーボンを均一分散した状態で維持することができる。なお、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボンを均一分散させるための分散剤としても機能し得る。
(1-2) Organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon In the present invention, the graphene structure is maintained by using an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon. The flaky carbon in the electromagnetic wave absorbing material of the present invention can be maintained in a uniformly dispersed state without agglomerating the flaky carbon. An organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can also function as a dispersant for uniformly dispersing flaky carbon.

このような親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、特に制限されるわけではなく、薄片状カーボンの分散剤として機能し得る種々多様な有機化合物(特に水溶性化合物)を使用し得る。 The organic compound having such a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is not particularly limited, and various organic compounds (particularly water-soluble compounds) that can function as a dispersant for flaky carbon are used. Can be used.

なかでも、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が有する疎水基としては、特に制限はないが、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、炭素数3以上のポリオキシアルキレン基等が好ましい。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、このような疎水基を、1種又は2種以上含むことができる。また、複数の疎水基を使用する場合には、同じ疎水基を複数用いてもよいし、同じ疎水基を複数用いてもよいし、異なる疎水基を複数用いてもよい。 Among them, the hydrophobic group contained in the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is not particularly limited, but is an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a poly having 3 or more carbon atoms. An oxyalkylene group or the like is preferable. An organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can contain one or more such hydrophobic groups. When a plurality of hydrophobic groups are used, the same hydrophobic group may be used, a plurality of the same hydrophobic group may be used, or a plurality of different hydrophobic groups may be used.

アルキル基としては、鎖状アルキル基でも分岐鎖状アルキル基でもよいが、炭素との親和性の観点から、鎖状アルキル基が好ましい。また、アルキル基の炭素数は、炭素との親和性の観点から、6以上が好ましく、8〜28がより好ましく、10〜22がさらに好ましい。このようなアルキル基としては、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基(又はラウリル基)、トリデシル基、テトラデシル基(又はミリスチル基)、ペンタデシル基、ヘキサデシル基(又はセチル基)、オクタデシル基、イコシル基等が挙げられる。 The alkyl group may be a chain alkyl group or a branched chain alkyl group, but a chain alkyl group is preferable from the viewpoint of affinity with carbon. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 6 or more, more preferably 8 to 28, and even more preferably 10 to 22 from the viewpoint of affinity with carbon. Examples of such an alkyl group include a hexyl group, an octyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group (or lauryl group), a tridecyl group, a tetradecyl group (or myristyl group), a pentadecyl group, a hexadecyl group (or a cetyl group), and the like. Examples thereof include an octadecyl group and an icosyl group.

このアルキル基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。なお、シクロアルキル基及びアリール基としては、後述のものが例示される。 This alkyl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like. Examples of the cycloalkyl group and the aryl group will be described later.

アルキル基の置換基としてのアラルキル基としては、後述のアリール基と炭素数1〜6のアルキル基を有する炭素数7〜14のアラルキル基が好ましく、具体的には、ベンジル基、フェネチル基等が好ましい。 As the aralkyl group as the substituent of the alkyl group, an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms having an aryl group and an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which will be described later, is preferable, and specifically, a benzyl group, a phenethyl group and the like are used. preferable.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

アルケニル基としては、炭素との親和性と水溶性の観点から、炭素数は4以上が好ましく、6〜100がより好ましく、8〜30がさらに好ましい。このようなアルケニル基としては、例えば、オレイル基、リノレイル基等が挙げられる。 The alkenyl group preferably has 4 or more carbon atoms, more preferably 6 to 100 carbon atoms, and even more preferably 8 to 30 carbon atoms from the viewpoint of affinity with carbon and water solubility. Examples of such an alkenyl group include an oleyl group and a linoleyl group.

このアルケニル基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。なお、アラルキル基としては前記したものが例示され、シクロアルキル基及びアリール基としては、後述のものが例示される。 This alkenyl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like. Examples of the aralkyl group include those described above, and examples of the cycloalkyl group and the aryl group include those described below.

アルケニル基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as the substituent of the alkenyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group and the like are preferable.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

シクロアルキル基としては、炭素数5〜10(好ましくは5〜8、特に5〜6)のシクロアルキル基が好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロへキシル基等が好ましい。 As the cycloalkyl group, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms (preferably 5 to 8, particularly 5 to 6) is preferable, and specifically, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group and the like are preferable.

このシクロアルキル基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。 This cycloalkyl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group and the like.

シクロアルキル基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as the substituent of the cycloalkyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group and the like are preferable.

シクロアルキル基の置換基としてのアリール基及びアラルキル基としては、前記例示したものが挙げられる。 Examples of the aryl group and the aralkyl group as the substituent of the cycloalkyl group include those exemplified above.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

アリール基としては、炭素数6〜22(特に6〜18)のアリール基が好ましく、単環アリール基、縮環アリール基及び多環アリール基のいずれも採用でき、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、テトラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、アセナフテニル基、アセナフチレニル基、ピレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基等が挙げられる。なお、炭素との親和性の観点から、2個以上の芳香環を有するアリール基(縮環アリール基及び多環アリール基)が好ましい。 As the aryl group, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms (particularly 6 to 18) is preferable, and any monocyclic aryl group, condensed ring aryl group or polycyclic aryl group can be adopted, for example, a phenyl group, a naphthyl group, etc. Examples thereof include anthrasenyl group, tetrasenyl group, phenanthrenyl group, biphenyl group, terphenyl group, fluorenyl group, acenaphthenyl group, acenaphthylenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, triphenylenyl group and the like. From the viewpoint of affinity with carbon, an aryl group having two or more aromatic rings (condensed aryl group and polycyclic aryl group) is preferable.

このアリール基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基等が挙げられる。 This aryl group may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group and the like.

アリール基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as the substituent of the aryl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group and the like are preferable.

アリール基の置換基としてのシクロアルキル基及びアラルキル基としては、前記例示したものが挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group and the aralkyl group as the substituent of the aryl group include those exemplified above.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like).

ポリオキシエチレン基は通常親水性であるが、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基等、炭素数3以上のポリオキシアルキレン基は重合度が上がるほど疎水性が増し、疎水基として機能する。特に重合度4以上のポリオキシプロピレン基、重合度3以上のポリオキシブチレン基が好ましい。例えば、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンやポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンを親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物として使用した場合には、ポリオキシプロピレン基及びポリオキシブチレン基も疎水基として機能し得る。 The polyoxyethylene group is usually hydrophilic, but the polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms, such as a polyoxypropylene group and a polyoxybutylene group, becomes more hydrophobic as the degree of polymerization increases and functions as a hydrophobic group. In particular, a polyoxypropylene group having a degree of polymerization of 4 or more and a polyoxybutylene group having a degree of polymerization of 3 or more are preferable. For example, when polyoxyethylene-polyoxypropylene or polyoxyethylene-polyoxybutylene is used as an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the polyoxypropylene group and the polyoxybutylene group are also used. Can function as a hydrophobic group.

この炭素数3以上のポリオキシアルキレン基は、置換基を有していてもよいし有していなくてもよい。このような置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基等が挙げられる。 This polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms may or may not have a substituent. Examples of such a substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, an aryl group and the like.

炭素数3以上のポリオキシアルキレン基の置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、tert−ブチル基等が好ましい。 As the alkyl group as a substituent of the polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a tert-butyl group. Groups and the like are preferred.

炭素数3以上のポリオキシアルキレン基の置換基としてのシクロアルキル基、アラルキル基及びアリール基としては、前記例示したものが挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group, the aralkyl group and the aryl group as the substituent of the polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms include those exemplified above.

なお、置換基としては、上記のみに制限されず、フルオレン構造由来の基(フルオレニル基等)を有していてもよい。特に、水溶性を重視する場合は置換基としてフェニル基等が好ましく、薄片状カーボンとの相溶性を重視する場合は置換基としてナフチル基、フルオレニル基等が好ましい。 The substituent is not limited to the above, and may have a group derived from a fluorene structure (fluorenyl group or the like). In particular, when water solubility is important, a phenyl group or the like is preferable as a substituent, and when compatibility with flaky carbon is important, a naphthyl group, a fluorenyl group or the like is preferable as a substituent.

このような疎水基としては、炭素との親和性や、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、アリール基及び炭素数3以上のポリオキシアルキレン基が好ましく、アリール基がより好ましく、2個以上の芳香環を有するアリール基(縮環アリール基及び多環アリール基)がさらに好ましい。具体的には、ナフチル基、アントラセニル基、テトラセニル基、フェナントレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、アセナフテニル基、アセナフチレニル基、ピレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、重合度4以上のポリオキシプロピレン基、重合度3以上のポリオキシブチレン基等が好ましい。 Examples of such a hydrophobic group include an aryl group and a polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms from the viewpoints of affinity with carbon, electromagnetic wave absorption performance, surface resistivity, volume resistivity, light weight, processability, and the like. Preferably, an aryl group is more preferable, and an aryl group having two or more aromatic rings (condensed aryl group and polycyclic aryl group) is further preferable. Specifically, a naphthyl group, an anthrasenyl group, a tetrasenyl group, a phenanthrenyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a fluorenyl group, an acenaphthenyl group, an acenaphthylenyl group, a pyrenyl group, a chrysenyl group, a triphenylenyl group, and a polyoxypropylene having a degree of polymerization of 4 or more. A group, a polyoxybutylene group having a degree of polymerization of 3 or more, and the like are preferable.

また、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が有する親水基としては、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水に対する溶解度を上昇させることができるものであれば特に制限はないが、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、一般式(1)〜(4):
[式中、−OHはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基を示す。Rは2価の有機基を示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH又は有機アンモニウムを示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH、有機アンモニウム又はアルキル基を示す。一般式(2)の酸素原子はエーテル結合である。]
で表される親水基が好ましい。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、このような親水基を、1種又は2種以上含むことができる。また、複数の親水基を使用する場合には、同じ親水基を複数用いてもよいし、同じ一般式で表される親水基を複数種用いてもよいし、異なる一般式で表される親水基を複数種用いてもよい。
Further, as the hydrophilic group of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the solubility of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity for the hydrophilic group and carbon in water can be increased. There is no particular limitation as long as it is, but the water solubility of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with the hydrophilic group and carbon, the dispersibility of flaky carbon, the electromagnetic wave absorption performance, the surface resistance, the volume resistance, and the light weight From the viewpoint of property, workability, etc., general formulas (1) to (4):
[In the formula, -OH represents an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. R represents a divalent organic group. X 1 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 or organic ammonium. X 2 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 , organic ammonium or alkyl group. The oxygen atom of the general formula (2) is an ether bond. ]
The hydrophilic group represented by is preferable. The organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can contain one or more such hydrophilic groups. When a plurality of hydrophilic groups are used, the same hydrophilic group may be used more than once, a plurality of types of hydrophilic groups represented by the same general formula may be used, or hydrophilicity represented by different general formulas may be used. A plurality of types of groups may be used.

一般式(1)において、−OHはアルコール性水酸基及びフェノール性水酸基のいずれも採用し得る。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点からは、アルコール性水酸基が好ましいものの、フェノール性水酸基を含む場合(特に、複数のフェノール性水酸基を含む場合)は、必然的に疎水性に優れたベンゼン環も含むこととなり、全体として電磁波吸収性能、軽量性、加工性等に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすいため好ましい。 In the general formula (1), -OH may be either an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. Alcohol from the viewpoints of water solubility of organic compounds having hydrophilic groups and hydrophobic groups having high affinity for carbon, dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance, surface resistance, volume resistance, light weight, processability, etc. Although a sex hydroxyl group is preferable, when it contains a phenolic hydroxyl group (particularly when it contains a plurality of phenolic hydroxyl groups), it inevitably contains a benzene ring having excellent hydrophobicity, and as a whole, it has electromagnetic absorption performance and light weight. It is preferable because it is excellent in workability and the surface resistance and volume resistance can be easily set in an appropriate range.

特に、ベンゼントリオール構造(ピロガロール構造、ヒドロキシキノール構造、フロログルシノール構造等)、ベンゼンジオール構造(カテコール構造、レゾルシノール構造、ヒドロキノン構造)等を有する場合(特に2個以上有する場合)には、電磁波吸収性能、軽量性、加工性等に特に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすい。このような構造を有する親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、人工的に合成した化合物のみならず、天然由来のポリフェノールを使用することもできる。 In particular, when it has a benzenetriol structure (pyrogallol structure, hydroxyquinol structure, phloroglucinol structure, etc.), a benzenediol structure (catechol structure, resorcinol structure, hydroquinone structure, etc.), etc. (especially when it has two or more), it absorbs electromagnetic waves. It is particularly excellent in performance, light weight, workability, etc., and it is easy to set the surface resistivity and volume resistivity in an appropriate range. As the organic compound having a hydrophilic group having such a structure and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, not only an artificially synthesized compound but also a naturally occurring polyphenol can be used.

ポリフェノールは、多価フェノールとも呼ばれる化合物の総称であり、芳香族炭化水素の2個以上の水素がヒドロキシル基で置換された化合物、又はそれらの混合物の総称を意味する。このようなポリフェノールとしては、特に制限はなく、例えば、カテキン、エピカテキン、ガロカテキン、エピガロカテキン、カテキンガレート、エピカテキンガレート、ガロカテキンガレート、エピガロカテキンガレート、クエルセチン、ヘスペリジン、タンニン酸、テアフラビン、プロシアニジン、ロイコアントシアニジン、ルチン等が挙げられる。これらのなかでも、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、タンニン酸、カテキン等が好ましい。 Polyphenol is a general term for compounds also called polyphenols, and means a general term for compounds in which two or more hydrogens of aromatic hydrocarbons are substituted with hydroxyl groups, or a mixture thereof. Such polyphenols are not particularly limited, and are, for example, catechin, epicatechin, gallocatechin, epigallocatechin, catechin gallate, epicatechin gallate, gallocatechin gallate, epigallocatechin gallate, quercetin, hesperidin, tannic acid, teaflavin, etc. Examples thereof include procyanidin, leukoanthocyanidin, and rutin. Among these, water solubility of organic compounds having hydrophilic groups and hydrophobic groups having high affinity with carbon, dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance, surface resistivity, volume resistivity, light weight, processability, etc. From the viewpoint, tannic acid, catechin and the like are preferable.

これらのポリフェノールは、多くの植物中に存在しているため、植物をそのまま使用してもよいし、植物抽出物を使用してもよい。一方、ポリフェノールを常法により精製して使用してもよい。特に、安定した親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、軽量性、加工性等の効果が得られ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすいことから、精製物(アルコール精製物等)を使用することが好ましい。 Since these polyphenols are present in many plants, the plants may be used as they are, or plant extracts may be used. On the other hand, polyphenol may be purified by a conventional method and used. In particular, the effects of water solubility of an organic compound having a stable hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance, light weight, processability, etc. can be obtained, and surface resistivity and surface resistivity and It is preferable to use a purified product (alcohol purified product or the like) because the volume resistivity can be easily set in an appropriate range.

一般式(2)において、Rで示される2価の有機基としては、特に制限されず、2価の炭化水素基が好ましい。2価の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基(アルキレン基(又はアルキリデン基)、シクロアルキレン基、アルキレン(又はアルキリデン)−シクロアルキレン基、ビ又はトリシクロアルキレン基等)、芳香族炭化水素基(アリーレン基、アルキレン(又はアルキリデン)−アリーレン基等)等が挙げられる。 In the general formula (2), the divalent organic group represented by R is not particularly limited, and a divalent hydrocarbon group is preferable. Examples of the divalent hydrocarbon group include an aliphatic hydrocarbon group (alkylene group (or alkylidene group), cycloalkylene group, alkylene (or alkylidene) -cycloalkylene group, bi or tricycloalkylene group, etc.), aromatic hydrocarbon. Examples thereof include a group (arylene group, alkylene (or alkylidene) -arylene group, etc.).

一般式(2)において、基Rで示されるアルキレン基(又はアルキリデン基)としては、アルキレン基が好ましく、C1−8アルキレン基がより好ましく、C1−4アルキレン基がさらに好ましく、C2−4アルキレン基が特に好ましく、C2−3アルキレン基が最も好ましい。具体的には、メチレン基、エチレン基、エチリデン基、トリメチレン基、プロピレン基、プロピリデン基、テトラメチレン基、エチルエチレン基、ブタン−2−イリデン基、1,2−ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、ペンタン−2,3−ジイル基等が例示できる。 In the general formula (2), as the alkylene group (or alkylidene group) represented by the group R, an alkylene group is preferable, a C 1-8 alkylene group is more preferable, a C 1-4 alkylene group is further preferable, and a C 2- A 4- alkylene group is particularly preferable, and a C 2-3 alkylene group is most preferable. Specifically, methylene group, ethylene group, ethylidene group, trimethylene group, propylene group, propyridene group, tetramethylene group, ethylethylene group, butane-2-idene group, 1,2-dimethylethylene group, pentamethylene group, Examples thereof include a pentane-2,3-diyl group.

一般式(2)において、基Rで示されるシクロアルキレン基としては、C5−10シクロアルキレン基が好ましく、C5−8シクロアルキレン基がより好ましい。具体的には、シクロペンチレン基、シクロへキシレン基、メチルシクロへキシレン基、シクロへプチレン基等が例示できる。 In the general formula (2), as the cycloalkylene group represented by the group R, a C 5-10 cycloalkylene group is preferable, and a C 5-8 cycloalkylene group is more preferable. Specifically, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, a methylcyclohexanelen group, a cycloheptylene group and the like can be exemplified.

一般式(2)において、基Rで示されるアルキレン(又はアルキリデン)−シクロアルキレン基としては、アルキレン−シクロアルキレン基が好ましく、C1−6アルキレン−C5−10シクロアルキレン基がより好ましく、C1−4アルキレン−C5−8シクロアルキレン基がさらに好ましい。具体的には、メチレン−シクロへキシレン基、エチレン−シクロへキシレン基、エチレン−メチルシクロへキシレン基、エチリデン−シクロへキシレン基等が例示できる。 In the general formula (2), as the alkylene (or alkylidene) -cycloalkylene group represented by the group R, an alkylene-cycloalkylene group is preferable, a C 1-6 alkylene-C 5-10 cycloalkylene group is more preferable, and C A 1-4 alkylene-C 5-8 cycloalkylene group is more preferred. Specifically, methylene-cyclohexylene group, ethylene-cyclohexylene group, ethylene-methylcyclohexylene group, ethylidene-cyclohexylene group and the like can be exemplified.

一般式(2)において、基Rで示されるビ又はトリシクロアルキレン基としては、具体的には、ノルボルナン−ジイル基等が例示できる。 In the general formula (2), a norbornane-diyl group or the like can be specifically exemplified as the bi or tricycloalkylene group represented by the group R.

一般式(2)において、基Rで示されるアリーレン基としては、C6−10アリーレン基が好ましい。具体的には、フェニレン基、ナフタレンジイル基等が例示できる。 In the general formula (2), the C 6-10 arylene group is preferable as the arylene group represented by the group R. Specifically, a phenylene group, a naphthalene diyl group and the like can be exemplified.

一般式(2)において、基Rで示されるアルキレン(又はアルキリデン)−アリーレン基としては、アルキレン−アリーレン基が好ましく、C1−6アルキレン−C6−20アリーレン基がより好ましく、C1−4アルキレン−C6−10アリーレン基がさらに好ましく、C1−2アルキレン−フェニレン基が特に好ましい。具体的には、メチレン−フェニレン基、エチレン−フェニレン基、エチレン−メチルフェニレン基、エチリデンフェニレン基等が例示できる。 In the general formula (2), as the alkylene (or alkylidene) -arylene group represented by the group R, an alkylene-arylene group is preferable, a C 1-6 alkylene-C 6-20 arylene group is more preferable, and C 1-4. An alkylene-C 6-10 arylene group is more preferable, and a C 1-2 alkylene-phenylene group is particularly preferable. Specifically, a methylene-phenylene group, an ethylene-phenylene group, an ethylene-methylphenylene group, an ethylidene phenylene group and the like can be exemplified.

これらのうち、2価の脂肪族炭化水素基、特に、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基等のC1−4アルキレン基等)が好ましい。 Of these, a divalent aliphatic hydrocarbon group, particularly an alkylene group (for example, a C 1-4 alkylene group such as a methylene group or an ethylene group) is preferable.

なお、アルキレン(若しくはアルキリデン)−シクロアルキレン基並びにアルキレン(アルキリデン)−アリーレン基とは、−Ra−Rb−(式中、Raは、一般式(2)において、それぞれ別個の酸素原子に結合したアルキレン基又はアルキリデン基、Rbはシクロアルキレン基又はアリーレン基を示す)で表される基を示す。 The alkylene (or alkylidene) -cycloalkylene group and the alkylene (alkylidene) -arylene group are -Ra-Rb- (in the formula, Ra is an alkylene bonded to a separate oxygen atom in the general formula (2). A group or an alkylidene group, Rb indicates a cycloalkylene group or an arylene group).

このような一般式(2)で表される親水基としては、特に制限されず、例えば、−OCO−、−OCO−、−OCHO−等が使用され得る。これらを複数(好ましくは3〜100個)有するものも好ましく使用することができ、例えば、ポリオキシメチレン基、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基等を使用することができる。特に一般式(2)で表される親水基が3つ以上重合した構造を有する場合は、Rの炭素が多いほど(例えば炭素数3以上)親水性が下がり疎水性を増すため、重合度が増しても親水性を保持できる−OCO−、−OCHO−が好ましい。 The hydrophilic group represented by the general formula (2) is not particularly limited, and for example, -OC 2 H 4 O-, -OC 3 H 6 O-, -OCH 2 O- and the like can be used. .. Those having a plurality of these (preferably 3 to 100) can also be preferably used, and for example, a polyoxymethylene group, a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group and the like can be used. In particular, when the hydrophilic group represented by the general formula (2) has a structure in which three or more are polymerized, the more carbons in R (for example, three or more carbon atoms), the lower the hydrophilicity and the more hydrophobic, so the degree of polymerization is high. -OC 2 H 4 O- and -OCH 2 O-, which can maintain hydrophilicity even when increased, are preferable.

このような一般式(2)で表される親水基、特にポリオキシアルキレン基、さらにはポリオキシエチレン基を有する場合は、電磁波吸収性能、軽量性、加工性等に特に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすい。 When it has such a hydrophilic group represented by the general formula (2), particularly a polyoxyalkylene group, and further a polyoxyethylene group, it is particularly excellent in electromagnetic wave absorption performance, light weight, workability, etc., and has surface resistivity and surface resistivity. The volume resistivity is also easy to be in an appropriate range.

一般式(3)において、Xで示されるアルカリ金属としては、特に制限されず、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げられる。 In the general formula (3), the alkali metal represented by X 1 is not particularly limited, and examples thereof include sodium, potassium, lithium and the like.

一般式(3)において、Xで示される有機アンモニウムとしては、第四級アンモニウムが好適であり、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が好適に使用され得る。 In the general formula (3), quaternary ammonium is preferable as the organic ammonium represented by X 1 , and tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium and the like can be preferably used.

このような一般式(3)で表される親水基としては、特に制限されないが、例えば、−SO 、−SO Na、−SO 、−SO Li、−SO NH 、−SO N(CH 、−SO N(C 、−SO N(C 、−SO N(C 等が挙げられる。 The hydrophilic group represented by the general formula (3) is not particularly limited, but is, for example, −SO 3 H + , −SO 3 Na + , −SO 3 K + , −SO 3 Li. + , -SO 3 - NH 4 + , -SO 3 - N (CH 3 ) 4 + , -SO 3 - N (C 2 H 5 ) 4 + , -SO 3 - N (C 3 H 7 ) 4 + , −SO 3 N (C 4 H 9 ) 4 + and the like can be mentioned.

一般式(4)において、Xで示されるアルカリ金属及び有機アンモニウムとしては、上記例示したものが挙げられる。 In the general formula (4), examples of the alkali metal and organic ammonium represented by X 2 include those exemplified above.

一般式(4)において、Xで示されるアルキル基としては、鎖状アルキル基でも分岐鎖状アルキル基でもよいが、炭素との親和性や、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、鎖状アルキル基が好ましい。また、アルキル基の炭素数は、炭素との親和性や、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、1〜2が好ましい。 In the general formula (4), the alkyl group represented by X 2 may be a chain alkyl group or a branched chain alkyl group, but has carbon affinity, electromagnetic wave absorption performance, surface resistivity, volume resistivity, and the like. A chain alkyl group is preferable from the viewpoint of light weight, processability and the like. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 2 from the viewpoint of affinity with carbon, electromagnetic wave absorption performance, surface resistivity, volume resistivity, light weight, workability and the like.

このような一般式(4)で表される親水基としては、特に制限されないが、例えば、−COOH、−COONa、−COOK、−COOLi、−COONH、−COON(CH、−COON(C、−COON(C 、−COON(C 等が挙げられる。 The hydrophilic group represented by the general formula (4) is not particularly limited, but is, for example, -COOH, -COONa, -COOK, -COOLi, -COONH 4 , -COON (CH 3 ) 4 , -COON. (C 2 H 5 ) 4 , -COON (C 3 H 7 ) 4 + , -COON (C 4 H 9 ) 4 + and the like can be mentioned.

これら親水基のなかでも、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、pHによらない安定性、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、一般式(1)又は(2)で表される親水基が好ましい。 Among these hydrophilic groups, the water solubility of organic compounds having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, stability regardless of pH, dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance, surface resistance, and volume resistance From the viewpoint of rate, light weight, workability and the like, the hydrophilic group represented by the general formula (1) or (2) is preferable.

ただし、一般式(2)で表される同じ親水基を複数有する、つまり重合した構造を有する場合、炭素数2以下は重合度が増すほど水溶性化合物の親水性は高くなるが、炭素数3以上の場合は重合度が増すほど疎水性が増す可能性がある。 However, when the water-soluble compound has a plurality of the same hydrophilic groups represented by the general formula (2), that is, has a polymerized structure, the hydrophilicity of the water-soluble compound increases as the degree of polymerization increases when the number of carbon atoms is 2 or less, but the number of carbon atoms is 3. In the above cases, the hydrophobicity may increase as the degree of polymerization increases.

また、本発明において、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物として、非イオン系材料(ノニオン界面活性剤等)を使用する場合には、そのHLB値は、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水溶性、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、12以上が好ましく、13〜19がより好ましい。なお、疎水基を同じとした場合(薄片状カーボンとの親和性が同程度の場合)には、HLB値は高いほど好ましい。 Further, in the present invention, when a nonionic material (nonionic surfactant or the like) is used as the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the HLB value thereof is the hydrophilic group and the HLB value. From the viewpoints of water solubility of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with carbon, dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance, surface resistance, volume resistance, light weight, processability, etc., 12 or more is preferable. 13 to 19 are more preferable. When the hydrophobic groups are the same (when the affinity with flaky carbon is about the same), the higher the HLB value is, the more preferable.

上記のような条件を満たす親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、特に制限はないが、芳香族水溶性化合物を使用してもよいし、非芳香族水溶性化合物を使用してもよいが、芳香族水溶性化合物が好ましい。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシプロピレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、ポリオキシプロピレンラウリルエーテル、ポリオキシプロピレンナフチルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシプロピレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンウンデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンウンデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレントリデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンペンタデシルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンペンタデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンポリグリセリルエーテル、コール酸ナトリウム、コール酸カリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸カリウム、ジラウロイルグルタミン酸リシンナトリウム、ジラウロイルグルタミン酸リシンカリウム、デカグリセリンラウリン酸エステル、n−デシルアルコール、カテキン(緑茶由来ポリフェノール等)、エピカテキン、ガロカテキン、エピガロカテキン、カテキンガレート、エピカテキンガレート、ガロカテキンガレート、エピガロカテキンガレート、クエルセチン、ヘスペリジン、タンニン酸、テアフラビン、プロシアニジン、ロイコアントシアニジン、ルチン等が挙げられる。 The organic compound having a hydrophilic group satisfying the above conditions and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is not particularly limited, but an aromatic water-soluble compound may be used, or a non-aromatic water-soluble compound may be used. May be used, but aromatic water-soluble compounds are preferred. Examples of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxypropylene decyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene naphthyl ether. Polyoxypropylene lauryl ether, polyoxypropylene naphthyl ether, polyoxyethylene myristyl ether, polyoxypropylene myristyl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxypropylene cetyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxypropylene octylphenyl ether, Polyoxyethylene undecylphenyl ether, polyoxypropylene undecylphenyl ether, polyoxyethylene tridecylphenyl ether, polyoxypropylene tridecylphenyl ether, polyoxyethylene pentadecylphenyl ether, polyoxypropylene pentadecylphenyl ether, polyoxy Ethylene polyoxypropylene glycol, polyoxypropylene polyglyceryl ether, sodium colate, potassium colate, sodium dodecylsulfonate, potassium dodecylsulfonate, sodium dilauroyl glutamate lysine, potassium dilauroyl glutamate lysine, decaglycerin laurate ester, n- Decyl alcohol, catechin (polyphenol derived from green tea, etc.), epicatechin, galocatechin, epigalocatechin, catechin gallate, epicatechin gallate, galocatechin gallate, epigalocatechin gallate, quercetin, hesperidin, tannic acid, theaflavin, procyanidin, leukoanthocyanidin, Rutin and the like can be mentioned.

このような親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、例えば、エマルゲン103、エマルゲン104P、エマルゲン105、エマルゲン106、エマルゲン108、エマルゲン109P、エマルゲン120、エマルゲン123P、エマルゲン130K、エマルゲン147、エマルゲン150、エマルゲン210P、エマルゲン220(以上、花王(株)製ポリオキシエチレンアルキルエーテル類)、トリトンX−100、トリトンX−114、トリトンX−305、トリトンX−405(以上、ダウケミカル社製ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル類)、ノイゲンEN、ノイゲンEN−10(以上、第一工業製薬工業(株)製のポリオキシエチレンナフチルエーテル)、タンニン酸、カテキン類(エピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキンガレート。エピガロカテキンガレート、カテキン、ガロカテキン、カテキンガレート、ガロカテキンガレート等、ポリフェノール類を含む)、没食子酸、没食子酸エステル、柿渋(タンニン類を含む)等を使用できる。 Examples of the organic compound having such a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon include Emargen 103, Emargen 104P, Emargen 105, Emargen 106, Emargen 108, Emargen 109P, Emargen 120, Emargen 123P, and Emargen 130K. Emalgen 147, Emalgen 150, Emalgen 210P, Emalgen 220 (above, polyoxyethylene alkyl ethers manufactured by Kao Co., Ltd.), Triton X-100, Triton X-114, Triton X-305, Triton X-405 (above, Dow) Chemical company's polyoxyethylene octylphenyl ethers), Neugen EN, Neugen EN-10 (above, polyoxyethylene naphthyl ether manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Kogyo Co., Ltd.), tannic acid, catechins (epicatechin, epigallocatechin gallo) Catechin, epicatechin gallate. Epigallocatechin gallate, catechin, galocatechin, catechin gallate, galocatechin gallate, etc., including polyphenols), epigallocatechin gallate, epigallocatechin gallate, persimmon astringent (including tannins), etc. can be used.

本発明の電磁波吸収材料中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボンの分散性、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、本発明の電磁波吸収材料の総量を100質量%として、0.5〜80質量%が好ましく、0.8〜67質量%がより好ましい。また、本発明の電磁波吸収材料中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、薄片状カーボン1質量部に対して、0.01〜1.0質量部、好ましくは0.02〜0.8質量部である。親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が0.01質量部未満では、表面抵抗率及び体積抵抗率を適度な範囲とすることはできず、電磁波吸収性能にも劣る。また、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が1.0質量部をこえると、パウダー化が困難となり、軽量等取り扱いが難しくなる。なお、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が少ない場合には、本発明の電磁波吸収材料は、薄片状カーボンの表面に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が被覆されている構成を有する(図1)。一方、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が多い場合には、本発明の電磁波吸収材料は、炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物中に薄片状カーボンが分散している構成を有する(図2)。いずれの場合も、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が薄片状カーボンの周囲に介在することで、薄片状カーボンの凝集を抑制し、電磁波吸収性能に特に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすく、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にしやすい材料を得ることができる。 The content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon in the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is not particularly limited, but the dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, and volume resistance. From the viewpoint of resistivity, light weight, workability, etc., the total amount of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is 100% by mass, preferably 0.5 to 80% by mass, and more preferably 0.8 to 67% by mass. Further, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is 0.01 to 1.0 part by mass with respect to 1 part by mass of flaky carbon. It is preferably 0.02 to 0.8 parts by mass. If the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is less than 0.01 parts by mass, the surface resistivity and the volume resistivity cannot be in an appropriate range, and the electromagnetic wave absorption performance is also improved. Inferior. Further, if the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon exceeds 1.0 part by mass, it becomes difficult to make a powder, and it becomes difficult to handle such as light weight. When the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is small, the electromagnetic wave absorbing material of the present invention has a hydrophobic group having a high affinity with the hydrophilic group and carbon on the surface of the flaky carbon. It has a structure in which an organic compound having a group is coated (Fig. 1). On the other hand, when the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is large, the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is in the form of flakes in the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It has a structure in which carbon is dispersed (Fig. 2). In either case, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is interposed around the flaky carbon to suppress aggregation of the flaky carbon, which is particularly excellent in electromagnetic wave absorption performance and surface resistivity. The ratio and volume resistivity can be easily set in an appropriate range, and a material such as a thin sheet or a coating film that can be easily formed into a lightweight and easily processable form can be obtained.

(1−3)他の成分
本発明の電磁波吸収材料において、薄片状カーボン及び親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物以外にも、他の成分を含ませてもよい。このような他の成分としては、例えば、カーボンマイクロコイル、カーボンファイバー(特に繊維径500nm以下のカーボンナノファイバー)、活性炭、カーボンブラック(アセチレンブラック、オイルファーネスブラック等;特に導電性が高く、比表面積が大きいケッチェンブラック)、ガラス状カーボン、カーボンマイクロコイル、フラーレン、バイオマス系炭素材料(バガス、ソルガム、木くず、おがくず、竹、木皮、稲ワラ、籾殻、コーヒーかす、茶殻、おからかす、米糠、パルプくず等を原料としたもの;リグニンから製造したカーボンファイバー等)、セルロースナノファイバー、窒化ホウ素、モリブデン化合物(二硫化モリブデン、有機モリブデン等)、二硫化タングステン、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等)、メラミンシアヌレート、フタロシアニン、酸化鉛、フッ化カルシウム、層状鉱物(マイカ、タルク等)等を、本発明の効果を損なわない範囲で使用することもできる。
(1-3) Other components In the electromagnetic wave absorbing material of the present invention, other components may be contained in addition to flaky carbon and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. Examples of such other components include carbon microcoils, carbon fibers (particularly carbon nanofibers having a fiber diameter of 500 nm or less), activated charcoal, carbon black (acetylene black, oil furnace black, etc .; particularly highly conductive and specific surface area). Large Ketjen Black), glassy carbon, carbon microcoil, fullerene, biomass-based carbon materials (bagas, sorghum, wood chips, scraps, bamboo, bark, rice straw, paddy husks, coffee husks, tea husks, tea leaves, rice bran, Made from pulp waste, etc .; carbon fiber, etc. manufactured from lignin), cellulose nanofiber, boron nitride, molybdenum compound (molybdenum disulfide, organic molybdenum, etc.), tungsten disulfide, fluororesin (polytetrafluoroethylene (PTFE)) ), Tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), etc.), melamine cyanurate, phthalocyanine, lead oxide, calcium fluoride, layered minerals (mica, talc, etc.), etc., do not impair the effects of the present invention. It can also be used in a range.

ただし、電磁波吸収性能に特に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にしやすく、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にしやすい観点からは、他の成分の含有量は少ないことが好ましく、本発明の電磁波吸収材料の総量を100質量%として、0.01〜10質量%が好ましく、0.02〜5質量%がより好ましい。 However, the content of other components is particularly excellent from the viewpoint of excellent electromagnetic wave absorption performance, easy to set the surface resistivity and volume resistivity in an appropriate range, and easy to form a lightweight and workable form such as a thin sheet or a coating film. Is preferably small, 0.01 to 10% by mass is preferable, and 0.02 to 5% by mass is more preferable, with the total amount of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention being 100% by mass.

このような本発明の電磁波吸収材料の形状としては、特に制限はなく、塗膜、シート等を挙げることができる。 The shape of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a coating film and a sheet.

このような本発明の電磁波吸収材料は、上記のとおり、電磁波吸収性能に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率も適度な範囲にでき、薄いシートや塗膜のような軽量で加工性のよい形態にできる材料である。 As described above, the electromagnetic wave absorbing material of the present invention has excellent electromagnetic wave absorbing performance, can have a surface resistivity and a volume resistivity in an appropriate range, and is a lightweight and easily processable form such as a thin sheet or a coating film. It is a material that can be made into.

このような本発明の電磁波吸収材料は、電子デバイス内部のノイズ抑制シート(特に電磁波発生源が内部になり、電磁波の放出や干渉を防ぐ場合)、自動運転の誤動作防止のための電波吸収体等の用途に用いることができる。 Such an electromagnetic wave absorbing material of the present invention includes a noise suppression sheet inside an electronic device (particularly when the electromagnetic wave source is inside to prevent electromagnetic wave emission and interference), a radio wave absorber for preventing malfunction of automatic operation, and the like. It can be used for various purposes.

2.電磁波吸収材料の製造方法
本発明の電磁波吸収材料は、例えば、
(1)前記薄片状カーボンと、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.01〜1.0質量部含有する薄片状カーボン分散体から溶媒を除去する工程
により製造することができる。
2. Method for manufacturing electromagnetic wave absorbing material The electromagnetic wave absorbing material of the present invention is, for example,
(1) The flaky carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent are contained, and the hydrophilic group and carbon are added to 1 part by mass of the flaky carbon. It can be produced by a step of removing a solvent from a flaky carbon dispersion containing 0.01 to 1.0 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity.

(2−1)分散体(薄片状カーボン分散体)
薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有する分散体(薄片状カーボン分散体)において、薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物については、上記した説明を採用することができる。また、薄片状カーボン分散体には、必要に応じて、上記した他の成分を含ませることもできる。
(2-1) Dispersion (flammed carbon dispersion)
In a dispersion containing a flake carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent (flake carbon dispersion), the flake carbon has an affinity for the hydrophilic group and carbon. The above description can be adopted for organic compounds having a high hydrophobic group. Further, the flaky carbon dispersion may contain the above-mentioned other components, if necessary.

この薄片状カーボン分散体は、分散液として形成してもよいし、基板上に塗膜として形成してもよい。この際、薄片状カーボン分散体(薄片状カーボン分散液又は薄片状カーボン塗膜)を作製するために使用される溶媒としては、薄片状カーボンの分散性、得られる電磁波吸収材料における電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、水を主溶媒として用いることが好ましい。 This flaky carbon dispersion may be formed as a dispersion liquid or as a coating film on a substrate. At this time, as the solvent used for producing the flaky carbon dispersion (flaky carbon dispersion liquid or flaky carbon coating film), the dispersibility of the flaky carbon, the electromagnetic wave absorption performance of the obtained electromagnetic wave absorbing material, and the like. From the viewpoints of surface resistivity, volume resistivity, light weight, processability, etc., it is preferable to use water as the main solvent.

使用する溶媒中の水の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボンの分散性、得られる電磁波吸収材料における電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、溶媒の総量を100質量%として、70質量%以上(70〜100質量%)が好ましく、75〜100質量%がより好ましい。 The content of water in the solvent used is not particularly limited, but from the viewpoints of dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance in the obtained electromagnetic wave absorbing material, surface resistivity, volume resistivity, light weight, workability, etc. With the total amount of the solvent as 100% by mass, 70% by mass or more (70 to 100% by mass) is preferable, and 75 to 100% by mass is more preferable.

なお、本発明において、溶媒としては、水のみを使用してもよく、有機溶媒は必ずしも使用しなくてもよいが、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の水への溶解性をより向上させるために、メタノール、エタノール、2−プロパノール、tert−ブチルアルコール等のアルコール;エチレングリコール等のグリコール;グリセリン;2−メトキシエタノール等の有機溶媒を使用してもよい。 In the present invention, only water may be used as the solvent, and an organic solvent may not necessarily be used, but an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be added to water. In order to further improve the solubility, alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol and tert-butyl alcohol; glycols such as ethylene glycol; glycerin; and organic solvents such as 2-methoxyethanol may be used.

使用する溶媒中の有機溶媒の含有量は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の溶解度、薄片状カーボンの分散性、得られる電磁波吸収材料における電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、溶媒の総量を100質量%として、30質量%以下(0〜30質量%)が好ましく、5〜25質量%がより好ましい。 The content of the organic solvent in the solvent used is the solubility of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the dispersibility of flaky carbon, the electromagnetic wave absorption performance in the obtained electromagnetic wave absorbing material, and the surface resistivity. From the viewpoint of volume resistivity, light weight, processability, etc., the total amount of the solvent is 100% by mass, preferably 30% by mass or less (0 to 30% by mass), and more preferably 5 to 25% by mass.

上記薄片状カーボン分散体において、薄片状カーボンの含有量は、特に制限されないが、本発明の電磁波吸収材料の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、20質量%以下が好ましく、0.0001〜15質量%がより好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。また、同様に、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、特に制限されないが、本発明の電磁波吸収材料の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、0.00001〜40質量%が好ましく、0.0001〜15質量%がより好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。同様に、上記薄片状カーボン分散体中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、本発明の電磁波吸収材料の組成としやすい観点から、薄片状カーボン1質量部に対して、0.01〜1.0質量部が好ましく、0.02〜0.8質量部がより好ましい。さらに、溶媒の含有量は、特に制限されないが、本発明の電磁波吸収材料の組成としやすい観点から、薄片状カーボン分散体の総量を100質量%として、40〜99.9998質量%が好ましく、63〜99.998質量%がより好ましく、85〜99.98質量%がさらに好ましい。 In the above-mentioned flaky carbon dispersion, the content of flaky carbon is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the composition of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention, the total amount of the flaky carbon dispersion is 100% by mass and 20% by mass. The following is preferable, 0.0001 to 15% by mass is more preferable, and 0.001 to 10% by mass is further preferable. Similarly, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is not particularly limited, but the total amount of the flaky carbon dispersion is easily obtained from the viewpoint of easily forming the composition of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention. Is 100% by mass, 0.00001 to 40% by mass is preferable, 0.0001 to 15% by mass is more preferable, and 0.001 to 10% by mass is further preferable. Similarly, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the flaky carbon dispersion is 1 part by mass of the flaky carbon from the viewpoint that the composition of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention can be easily obtained. On the other hand, 0.01 to 1.0 parts by mass is preferable, and 0.02 to 0.8 parts by mass is more preferable. Further, the content of the solvent is not particularly limited, but from the viewpoint that the composition of the electromagnetic wave absorbing material of the present invention can be easily obtained, the total amount of the flaky carbon dispersion is 100% by mass, and 40 to 99.9998% by mass is preferable. ~ 99.998% by mass is more preferable, and 85 to 99.98% by mass is further preferable.

(2−2)薄片状カーボン分散体の製造方法
本発明において、上記薄片状カーボン分散体の製造方法は、特に制限されず、溶媒に対して薄片状カーボン及び親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を投入することもできる。具体的には、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の分散体に薄片状カーボンを投入することもできるし、薄片状カーボンの分散体に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を投入することもできる。また、溶媒中に、薄片状カーボン及び親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を同時に投入することもできる。
(2-2) Method for producing flaky carbon dispersion In the present invention, the method for producing the flaky carbon dispersion is not particularly limited, and has high affinity for flaky carbon, hydrophilic groups and carbon with respect to the solvent. An organic compound having a hydrophobic group can also be added. Specifically, flaky carbon can be added to a dispersion of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, or a dispersion of flaky carbon having an affinity for a hydrophilic group and carbon. It is also possible to add an organic compound having a high hydrophobic group. Further, flaky carbon and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be simultaneously added to the solvent.

ただし、薄片状カーボンの分散性をより向上させて凝集しにくくし、得られる本発明の電磁波吸収材料の電磁波吸収性能、軽量性及び加工性をさらに高め、表面抵抗率及び体積抵抗率をさらに適度な範囲に調整する観点からは、回転する回転盤と、前記回転盤と略平行に設置された盤との間に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物を設置し、前記回転盤と前記盤との最短距離が200μm以下となるように調整しながら、前記組成物中の炭素質材料に対してせん断を加えることが好ましい(磨砕法)。 However, the dispersibility of flaky carbon is further improved to make it difficult to aggregate, the electromagnetic wave absorbing performance, light weight and workability of the obtained electromagnetic wave absorbing material of the present invention are further improved, and the surface resistance and volume resistance are further moderated. From the viewpoint of adjusting to a wide range, a carbonaceous material having a layered structure between a rotating rotating disk and a disk installed substantially parallel to the rotating disk, a hydrophilic group, and a hydrophobic substance having a high affinity for carbon. A composition containing an organic compound having a group is installed, and shearing is applied to the carbonaceous material in the composition while adjusting the shortest distance between the rotating disk and the disk to be 200 μm or less. Is preferable (grinding method).

また、薄片状カーボン分散体は、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物に対して、30MPa以上の加圧処理を行うことによっても好ましく製造することができる(高圧分散法)。 Further, the flaky carbon dispersion is subjected to a pressure treatment of 30 MPa or more on a composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It can also be preferably produced (high pressure dispersion method).

なお、薄片状カーボンの分散性、得られる本発明の電磁波吸収材料の電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点からは、磨砕法が最も好ましい。 The grinding method is most preferable from the viewpoints of dispersibility of flaky carbon, electromagnetic wave absorption performance of the obtained electromagnetic wave absorbing material of the present invention, surface resistivity, volume resistivity, light weight, workability, and the like.

従来は、湿式法にて薄片状カーボンを作製する場合、薄片状カーボンの酸化物及び水性溶媒を含む水分散体に還元処理を施していたが、この方法ではグラフェン構造を維持することが困難であるとともに、得られる薄片状カーボンが激しく凝集してしまうため、薄片状カーボン水分散体を得ることは困難であった。また、安全性の観点でも問題があった。一方、本発明においては、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を使用することにより、グラフェン構造を維持した薄片状カーボンが凝集することなく、均一分散した状態(薄片状カーボン分散体)で薄片状カーボンを得ることができ、得られる薄片状カーボンも破壊されにくく、短時間で薄片状カーボンを得ることもできるうえに剥離し損ねた塊も残存しにくい。この際、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボンを均一分散させるための分散剤としても機能し得る。 Conventionally, when flaky carbon is produced by a wet method, an aqueous dispersion containing an oxide of flaky carbon and an aqueous solvent has been subjected to a reduction treatment, but it is difficult to maintain the graphene structure by this method. At the same time, it was difficult to obtain a flaky carbon aqueous dispersion because the obtained flaky carbon aggregated violently. There was also a problem from the viewpoint of safety. On the other hand, in the present invention, by using an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the flaky carbon maintaining the graphene structure is uniformly dispersed without agglomeration (flaky carbon). The flaky carbon can be obtained from the dispersion), the obtained flaky carbon is not easily destroyed, the flaky carbon can be obtained in a short time, and the lumps that have failed to be peeled off are hard to remain. At this time, the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can also function as a dispersant for uniformly dispersing flaky carbon.

また、せん断方法によれば、力のかかる方向が層状構造を有する炭素質材料の面方向と平行であり、且つ、狭い空間で処理するため、従来の高速攪拌、超音波処理等による製造方法と比較して、破壊が少なく、大きめのサイズの薄片状カーボン(例えば、大きさが1μm以上の薄片状カーボン)を得ることができ、剥離の効率がよく短時間(少ないパス回数)で処理を行うことができるとともに、剥離し損ねた厚みのある塊が残りにくい。 Further, according to the shearing method, since the direction in which the force is applied is parallel to the plane direction of the carbonaceous material having a layered structure and the processing is performed in a narrow space, it is different from the conventional manufacturing method by high-speed stirring, ultrasonic treatment, etc. In comparison, flaky carbon with less fracture and a larger size (for example, flaky carbon with a size of 1 μm or more) can be obtained, and the peeling efficiency is good and the treatment is performed in a short time (small number of passes). In addition to being able to do so, it is difficult for thick lumps that have failed to peel off to remain.

層状構造を有する炭素質材料
層状構造を有する炭素質材料としては、特に制限はないが、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、土状黒鉛、酸化黒鉛等が挙げられる。酸化黒鉛とは、例えば、硫酸、硝酸、過マンガン酸カリウム、過酸化水素等の1種以上の酸化剤により酸化された黒鉛が使用され得る。例えば、ハマーズ法により酸化黒鉛を得る場合には、黒鉛を濃硫酸中に浸し、過マンガン酸カリウムを加えて黒鉛を酸化させた後、反応物を希硫酸及び/又は過酸化水素でクエンチし、その後、蒸留水で洗浄すること等により、炭素原子に酸素原子が結合し、層間に酸素原子が導入されて酸化黒鉛を得ることができる。
Carbonaceous material having a layered structure The carbonaceous material having a layered structure is not particularly limited, and examples thereof include natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, earthy graphite, and graphite oxide. As the graphite oxide, for example, graphite oxidized by one or more kinds of oxidizing agents such as sulfuric acid, nitric acid, potassium permanganate, and hydrogen peroxide can be used. For example, when graphite oxide is obtained by the Hammers method, the graphite is immersed in concentrated sulfuric acid, potassium permanganate is added to oxidize the graphite, and then the reaction product is quenched with dilute sulfuric acid and / or hydrogen peroxide. After that, by washing with distilled water or the like, oxygen atoms are bonded to carbon atoms, and oxygen atoms are introduced between the layers to obtain graphite oxide.

なかでも、酸素等の異種原子を含まない純度の高い薄片状カーボンを得ようとする場合には、黒鉛を原料として用いることが好ましく、天然黒鉛及び膨張黒鉛がより好ましい。なお、膨張黒鉛を使用する場合は、グラフェン構造の酸化が少ない膨張黒鉛を採用することが好ましい。また、膨張黒鉛を使用する場合は、300〜1000℃程度で10秒〜5時間程度加熱処理を加えてから用いてもよい。これにより、適度に膨張させた膨張黒鉛とすることも可能である。 Among them, in the case of obtaining highly pure flaky carbon containing no heteroatoms such as oxygen, it is preferable to use graphite as a raw material, and natural graphite and expanded graphite are more preferable. When expanded graphite is used, it is preferable to use expanded graphite with less oxidation of the graphene structure. When expanded graphite is used, it may be used after being heat-treated at about 300 to 1000 ° C. for about 10 seconds to 5 hours. This makes it possible to obtain expanded graphite that has been appropriately expanded.

また、製造の容易さを重視する場合には、酸化黒鉛を使用してもよい。酸化黒鉛を使用することにより、層間に溶媒分子が挿入されやすく、層方向にのみ剥離させることが容易であり、薄片化効率及び分散性が向上するため、処理時間をより短くすることが可能である。ただし、酸化黒鉛を使用する場合には、後に還元処理が必要となり、グラフェン構造、導電性及び強度をより維持する観点からは、他の材料(天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、土状黒鉛)が好ましい。 Further, when importance is attached to ease of production, graphite oxide may be used. By using graphite oxide, solvent molecules are easily inserted between the layers, it is easy to exfoliate only in the layer direction, and the thinning efficiency and dispersibility are improved, so that the treatment time can be shortened. is there. However, when graphite oxide is used, a reduction treatment is required later, and from the viewpoint of maintaining the graphene structure, conductivity and strength, other materials (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, earthy graphite) Is preferable.

一方、分散性をより向上させるために、土状黒鉛を採用することも可能である。ただし、結晶性、純度及び構造維持の観点からは、他の材料(天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛、酸化黒鉛)が好ましい。 On the other hand, it is also possible to use earth-like graphite in order to further improve the dispersibility. However, from the viewpoint of crystallinity, purity and structure maintenance, other materials (natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, graphite oxide) are preferable.

また、得られる薄片状カーボンの結晶性、強度、構造維持等を重視する場合には、人造黒鉛を使用することもできる。 Further, when the crystallinity, strength, structure maintenance and the like of the obtained flaky carbon are emphasized, artificial graphite can also be used.

本発明において、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物における層状構造を有する炭素質材料の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物の総量を100質量%として、20質量%以下が好ましく、0.0001〜15質量%がより好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。なお、層状構造を有する炭素質材料の含有量は、薄いほうが薄片化(層間剥離)がより起こりやすいために薄片状カーボンをより効率的に得られ、処理回数をより少なくできる傾向があるとともに、粘度を適切に維持してせん断処理等を行いやすい傾向がある。一方、層状構造を有する炭素質材料の含有量が濃いほうがより生産性に優れている。このため、薄片化の効率、粘度、生産性等のバランスの観点から、層状構造を有する炭素質材料の含有量を適宜設定することが好ましい。なお、炭素質材料分散体を使用する場合は、当該薄片状カーボン分散体中の層状構造を有する炭素質材料の含有量を上記範囲内とすることが好ましい。 In the present invention, the content of the carbonaceous material having a layered structure in the composition containing the carbonic material having a layered structure and the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is not particularly limited. The total amount of the composition used for producing the flaky carbon dispersion is 100% by mass, preferably 20% by mass or less, more preferably 0.0001 to 15% by mass, further preferably 0.001 to 10% by mass. preferable. As for the content of the carbonaceous material having a layered structure, the thinner the material, the more likely it is that flaking (delamination) occurs, so that flaky carbon can be obtained more efficiently, and the number of treatments tends to be reduced. There is a tendency that it is easy to perform shearing treatment while maintaining the viscosity appropriately. On the other hand, the higher the content of the carbonaceous material having a layered structure, the more excellent the productivity. Therefore, from the viewpoint of balancing the efficiency of flaking, viscosity, productivity, etc., it is preferable to appropriately set the content of the carbonaceous material having a layered structure. When a carbonaceous material dispersion is used, it is preferable that the content of the carbonaceous material having a layered structure in the flaky carbon dispersion is within the above range.

親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物
親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物としては、上記したものを採用できる。
Organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon As the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with a hydrophilic group and carbon, the above-mentioned ones can be adopted.

本発明において、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、特に制限されないが、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物の総量を100質量%として、0.00001〜40質量%が好ましく、0.0001〜15質量%がより好ましく、0.001〜10質量%がさらに好ましい。一方、本発明において、薄片状カーボン分散体を製造するために用いられる組成物中における親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、層状構造を有する炭素質材料1質量部に対して、0.01〜1.0質量部が好ましく、0.02〜0.8質量部がより好ましい。なお、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量は、薄いほうが相対的に層状構造を有する炭素質材料の含有量が大きくなり、得られる本発明の電磁波吸収材料の電磁波吸収性能、軽量性及び加工性が向上しやすいとともに、表面抵抗率及び体積抵抗率をさらに適度な範囲に調整しやすく、また、安価に処理しやすい。一方、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が濃いほうが薄片化(層間剥離)がより起こりやすいために薄片状カーボンをより効率的に得られる傾向があるが、粘度が高くなると逆に薄片化効率が下がる可能性もある。このため、得られる本発明の電磁波吸収材料の電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等のバランスの観点から、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を適宜設定することが好ましい。なお、この製造方法において、炭素質材料分散体を使用する場合は、当該炭素質材料分散体中の親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を上記範囲内とすることが好ましい。 In the present invention, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the composition used for producing the flaky carbon dispersion is not particularly limited, but the flaky carbon dispersion is not particularly limited. With the total amount of the composition used for producing the above as 100% by mass, 0.00001 to 40% by mass is preferable, 0.0001 to 15% by mass is more preferable, and 0.001 to 10% by mass is further preferable. On the other hand, in the present invention, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the composition used for producing the flaky carbon dispersion is a carbonaceous material 1 having a layered structure. 0.01 to 1.0 parts by mass is preferable, and 0.02 to 0.8 parts by mass is more preferable with respect to parts by mass. As for the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the thinner the content, the larger the content of the carbonaceous material having a relatively layered structure, and the electromagnetic wave absorbing material of the present invention obtained. The electromagnetic wave absorption performance, light weight, and workability are easily improved, the surface resistivity and volume resistivity are easily adjusted within an appropriate range, and the treatment is inexpensive. On the other hand, the higher the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, the more likely it is that flaking (delamination) occurs, so flaky carbon tends to be obtained more efficiently. As the viscosity increases, the flaking efficiency may decrease. Therefore, from the viewpoint of the balance of electromagnetic wave absorption performance, surface resistivity, volume resistivity, light weight, processability, etc. of the obtained electromagnetic wave absorbing material of the present invention, an organic having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon. It is preferable to appropriately set the content of the compound. When a carbonaceous material dispersion is used in this production method, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon in the carbonaceous material dispersion is within the above range. Is preferable.

溶媒
上記した薄片状カーボン分散体の製造方法においては、上記のとおり、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物を用いて、特定の処理を行うことが好ましいが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化効率、得られる本発明の電磁波吸収材料の電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等の観点から、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む炭素質材料分散体に対して、特定の処理を行うことが好ましい。
Solvent In the above-mentioned method for producing a flaky carbon dispersion, as described above, a composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is used. , It is preferable to perform a specific treatment, but the sharding efficiency of the carbonaceous material having a layered structure, the electromagnetic wave absorption performance of the obtained electromagnetic wave absorbing material of the present invention, the surface resistance, the volume resistance, the light weight, the workability, etc. From the above viewpoint, it is preferable to perform a specific treatment on a carbonaceous material dispersion containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon.

この炭素質材料分散体としては、分散液として形成してもよいし、基板上に塗膜として形成してもよい。 The carbonaceous material dispersion may be formed as a dispersion liquid or as a coating film on a substrate.

この際、炭素質材料分散体(炭素質材料分散液又は炭素質材料塗膜)を作製するために使用される溶媒としては、上記したものを採用できる。 At this time, the above-mentioned solvent can be adopted as the solvent used for producing the carbonaceous material dispersion (carbonaceous material dispersion liquid or carbonaceous material coating film).

本発明において、溶媒を使用した炭素質材料分散体を用いて特定の処理を行う場合、炭素質材料分散体中の溶媒の総量は、特に制限されないが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化効率、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の溶解度等の観点から、炭素質材料分散体の総量を100質量%として、40〜99.9998質量%が好ましく、63〜99.998質量%がより好ましく、85〜99.98質量%がさらに好ましい。 In the present invention, when a specific treatment is carried out using a carbonaceous material dispersion using a solvent, the total amount of the solvent in the carbonaceous material dispersion is not particularly limited, but the carbonic material having a layered structure is fragmented. From the viewpoint of efficiency, solubility of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, etc., the total amount of the carbonaceous material dispersion is 100% by mass, preferably 40 to 99.9998% by mass, and 63 to 99%. .998% by mass is more preferable, and 85 to 99.98% by mass is further preferable.

本発明において、溶媒を使用した炭素質材料分散体を用いて特定の処理を行う場合、炭素質材料分散体は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物分散体に層状構造を有する炭素質材料を投入してもよいし、層状構造を有する炭素質材料分散体に親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を投入してもよい。また、溶媒中に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを同時に投入してもよい。 In the present invention, when a specific treatment is carried out using a carbonaceous material dispersion using a solvent, the carbonaceous material dispersion has a layered structure on an organic compound dispersion having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. A carbonaceous material having a layered structure may be charged, or an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon may be charged into the carbonaceous material dispersion having a layered structure. Further, a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon may be simultaneously added to the solvent.

他の成分
本発明において、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物(例えば、炭素質材料分散体等)には、他の成分を含ませてもよい。これにより、最終的に得られる薄片状カーボン分散体や電磁波吸収材料中にも、これら他の成分を含ませることができる。このような他の成分としては、上記したものを採用でき、本発明の効果を損なわない範囲で使用してもよい。ただし、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、軽量性、加工性等に特に優れた電磁波吸収材料を得やすい観点からは、他の成分の含有量は少ないことが好ましく、炭素質材料分散体の総量を100質量%として、0.00001〜5質量%が好ましく、0.0001〜2質量%がより好ましい。
Other Ingredients In the present invention, the composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon (for example, a carbonaceous material dispersion) may be used. Ingredients may be included. As a result, these other components can be contained in the finally obtained flaky carbon dispersion and the electromagnetic wave absorbing material. As such other components, those described above can be adopted and may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. However, from the viewpoint of easily obtaining an electromagnetic wave absorbing material having particularly excellent electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, volume resistivity, light weight, workability, etc., it is preferable that the content of other components is small, and the carbonaceous material is dispersed. Assuming that the total amount of the body is 100% by mass, 0.00001 to 5% by mass is preferable, and 0.0001 to 2% by mass is more preferable.

せん断処理(摩砕法)
本発明では、磨砕法を採用する場合、上記のとおり、回転する回転盤と、前記回転盤と略平行に設置された盤との間に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物を設置し、前記回転盤と前記盤との最短距離が200μm以下となるように調整しながら、前記組成物中の炭素質材料に対してせん断を加える処理を行うことが好ましい。なお、炭素質材料分散体を使用する場合には、回転する回転盤と、前記回転盤と略平行に設置された盤との間に、炭素質材料分散体を設置し、前記回転盤と前記盤との最短距離が200μm以下となるように調整しながら、前記炭素質材料分散体中の炭素質材料に対してせん断を加える処理を行うことが好ましい。
Shearing (grinding method)
In the present invention, when the grinding method is adopted, as described above, a carbonaceous material having a layered structure, a hydrophilic group and carbon are provided between the rotating rotating disk and the disk installed substantially parallel to the rotating disk. A composition containing an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with the above is installed, and the carbonaceous material in the composition is adjusted so that the shortest distance between the rotating disk and the disk is 200 μm or less. On the other hand, it is preferable to perform a process of applying shear. When a carbonaceous material dispersion is used, the carbonaceous material dispersion is installed between the rotating rotating disk and the disk installed substantially parallel to the rotating disk, and the rotating disk and the above-mentioned rotating disk are installed. It is preferable to perform a treatment of applying shear to the carbonaceous material in the carbonaceous material dispersion while adjusting the shortest distance from the board to 200 μm or less.

せん断処理を施すことにより、層状構造を有する炭素質材料の微粒化が起こるために、条件によってはグラフェン構造を維持できない可能性もあるが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を効率よく行うことができ、処理時間を低減することができる。このようなせん断処理を施す際の前記回転盤と前記盤とは略平行に設置されているが、厳密に平行でなくてもよい。具体的には、前記回転盤に垂直な軸と、前記盤に垂直な軸とのなす角は10°以下が好ましく、5°以下がより好ましい。なお、前記回転盤に垂直な軸と、前記盤に垂直な軸とが厳密に平行であることが最も好ましい。このようなせん断処理を施す際の二面間の最短距離は、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができるものであれば特に制限はないが、200μm以下が好ましく、1〜50μmがより好ましく、2〜30μmがさらに好ましい。なお、前記回転盤と前記盤とは略平行に設置されているが、前記回転盤と前記盤との距離は場所によって異なることもある。この場合、前記回転盤と前記盤との最短距離は、前記回転盤と前記盤との間の距離のうち、最も短い箇所の距離を意味する。また、必ずしもあらかじめ前記回転盤と前記盤とを空ける必要はなく、前記回転盤と前記盤との間に処理する材料を挟んでもよく、また、前記回転盤と前記盤とを接触させておき、層状構造を有する炭素質材料が挟まることにより前記回転盤と前記盤との間が広がる状態になってもよい。このようなせん断処理は、盤状のものを回転させる機構があればよく、石臼、振動式ミキサー、スピンコーター、グラインダー等を用いて行い得る。 The graphene structure may not be maintained depending on the conditions because the carbonaceous material having a layered structure is atomized by the shearing treatment, but the carbonaceous material having a layered structure is efficiently sliced. It is possible to reduce the processing time. The rotating disk and the disk when performing such a shearing process are installed substantially in parallel, but they do not have to be strictly parallel. Specifically, the angle formed by the axis perpendicular to the rotating disk and the axis perpendicular to the disk is preferably 10 ° or less, and more preferably 5 ° or less. It is most preferable that the axis perpendicular to the rotating disk and the axis perpendicular to the disk are strictly parallel. The shortest distance between the two surfaces when performing such a shearing treatment is not particularly limited as long as the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, but is preferably 200 μm or less. ~ 50 μm is more preferable, and 2 to 30 μm is even more preferable. Although the rotating disk and the disk are installed substantially in parallel, the distance between the rotating disk and the disk may differ depending on the location. In this case, the shortest distance between the rotary disc and the disc means the distance of the shortest portion of the distance between the rotary disc and the disc. Further, it is not always necessary to leave the rotary disk and the disk apart in advance, a material to be processed may be sandwiched between the rotary disk and the disk, and the rotary disk and the disk may be brought into contact with each other. By sandwiching the carbonaceous material having a layered structure, the space between the rotating disk and the disk may be widened. Such a shearing process may be performed by using a stone mill, a vibrating mixer, a spin coater, a grinder, or the like, as long as there is a mechanism for rotating a disk-shaped object.

この際使用できる前記回転盤と前記盤の大きさは特に制限はなく、5〜500mmが好ましく、10〜200mmがより好ましい。また、せん断処理を行う際の回転盤の回転数は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる範囲とすることが好ましく、例えば、1000〜10000ppmが好ましく、2000〜5000ppmがより好ましい。 The sizes of the rotating disk and the disk that can be used at this time are not particularly limited, and are preferably 5 to 500 mm, more preferably 10 to 200 mm. The number of rotations of the turntable during the shearing treatment is not particularly limited, and is preferably in the range where the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, for example, 1000 to 10000 ppm. , 2000-5000 ppm is more preferable.

このようなせん断処理をすることにより、盤と層状構造を有する炭素質材料、層状構造を有する炭素質材料と層状構造を有する炭素質材料を接触させて層状構造を有する炭素質材料に対して層状構造を有する炭素質材料のグラフェン層と平行方向にせん断をかけることができる。 By performing such a shearing treatment, the plate and the carbonic material having a layered structure, and the carbonic material having a layered structure and the carbonic material having a layered structure are brought into contact with each other to form a layered material with respect to the carbonic material having a layered structure. Shear can be applied in the direction parallel to the graphene layer of the carbonaceous material having a structure.

せん断処理における前記回転盤と前記盤との間の最短距離を小さくし、回転盤の回転速度を早くすることにより、条件をより強くすることが可能であり、層状構造を有する炭素質材料の薄片化をより効率よく行うことができ、処理時間をより低減することができる。このせん断操作は、1回以上、好ましくは3回以上行い得る。 By reducing the shortest distance between the rotating disk and the rotating disk in the shearing process and increasing the rotational speed of the rotating disk, the conditions can be strengthened, and a thin piece of carbonaceous material having a layered structure can be obtained. The conversion can be performed more efficiently, and the processing time can be further reduced. This shearing operation can be performed once or more, preferably three or more times.

せん断処理を行う温度は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる温度とすればよく、0℃以上、さらに0〜100℃、特に20〜95℃とし得る。なお、せん断処理を行う温度は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の溶解度が高い条件がよく、温度が高いほうが溶解度が増す場合は高温のほうが好ましく、曇点を有する水溶性化合物を使用する場合は曇点以下の温度に保持することが好ましい。 The temperature at which the shearing treatment is performed is not particularly limited, and may be a temperature at which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, and is 0 ° C. or higher, further 0 to 100 ° C., particularly 20 to 95 ° C. obtain. The temperature at which the shearing treatment is performed is preferably a condition in which the solubility of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is high, and when the higher the temperature, the higher the solubility, the higher the temperature is, and the cloud point is formed. When a water-soluble compound is used, it is preferable to keep the temperature below the cloud point.

上記のせん断処理を行う前に、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とをよく接触させるため、撹拌装置、超音波分散装置等を用いて組成物を作製する前にあらかじめ撹拌し、層状構造を有する炭素質材料表面に、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物をなじませておいてもよい。 Before performing the above shearing treatment, a stirrer, an ultrasonic disperser, or the like is used in order to bring the carbonaceous material having a layered structure into good contact with the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. The organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon may be blended on the surface of the carbonaceous material having a layered structure by stirring in advance before preparing the composition.

なお、本発明において、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、上記せん断処理を施した分散体中には、薄片状カーボンの酸化物として存在している。このため、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、後処理として還元処理を施すことが好ましい。還元処理としては、化学還元、電気化学還元等、種々の方法が採用できるが、化学還元が好ましい。なかでも、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等のような還元剤による化学還元が好ましい。還元剤量は、薄片状カーボンの酸化物1質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましく、0.5〜3質量部がさらに好ましい。また、還元時に加熱を行うとより還元しやすくなる。加熱温度は、40〜200℃が好ましく、50〜150℃がより好ましく、60〜120℃がさらに好ましい。還元時間は10分〜64時間が好ましく、30分〜48時間がより好ましく、1〜24時間がさらに好ましい。ただし、グラフェン構造が過度に破壊されない程度とすることが好ましい。 In the present invention, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it exists as an oxide of flaky carbon in the dispersion subjected to the shearing treatment. Therefore, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it is preferable to perform a reduction treatment as a post-treatment. As the reduction treatment, various methods such as chemical reduction and electrochemical reduction can be adopted, but chemical reduction is preferable. Of these, chemical reduction with a reducing agent such as hydrazine or sodium borohydride is preferable. The amount of the reducing agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 3 parts by mass with respect to 1 part by mass of the oxide of flaky carbon. Further, if heating is performed at the time of reduction, the reduction becomes easier. The heating temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C, and even more preferably 60 to 120 ° C. The reduction time is preferably 10 minutes to 64 hours, more preferably 30 minutes to 48 hours, still more preferably 1 to 24 hours. However, it is preferable that the graphene structure is not excessively destroyed.

上記したせん断処理によれば、薄片状カーボンは、上記した薄片状カーボン分散体として得られ得る。このせん断処理では、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を含んでいるため、薄片状カーボン分散体においても、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が含まれている。この親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボン表面に吸着して溶媒中で薄片状カーボンを高濃度に孤立分散させることも可能であるため、薄片状カーボン分散体においては分散剤としても機能する。また、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は市販品を用いることができ、コスト及び分散性の両方で従来品より優位性がある。さらに、この親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物は、薄片状カーボン表面に残存することによって、電磁波吸収性能、軽量性、加工性等に優れ、表面抵抗率及び体積抵抗率を適度な範囲とすることができる。 According to the above-mentioned shearing treatment, the flaky carbon can be obtained as the above-mentioned flaky carbon dispersion. Since this shearing treatment contains an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, even in the flaky carbon dispersion, the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be contained. include. Since this organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon can be adsorbed on the surface of flaky carbon and isolated and dispersed the flaky carbon in a solvent at a high concentration, the flaky carbon is dispersed. It also functions as a dispersant in the body. Further, as the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, a commercially available product can be used, which is superior to the conventional product in terms of both cost and dispersibility. Further, the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is excellent in electromagnetic wave absorption performance, light weight, processability, etc. by remaining on the flaky carbon surface, and has surface resistivity and volume resistivity. Can be set to an appropriate range.

ただし、このせん断処理を施した直後の材料は、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量が多くなる傾向があり、この場合、電磁波を吸収するシートや塗料が可塑化しやすく、加工性に課題が出る可能性がある。このため、得られた薄片状カーボン分散体を洗浄することによって、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を少なくすることで、電磁波を吸収するシートや塗料の配合の自由度を増し、加工性を向上させることができる。 However, the material immediately after this shearing treatment tends to have a large content of organic compounds having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. In this case, the sheet or paint that absorbs electromagnetic waves is plastic. It is easy to change, and there is a possibility that workability will be a problem. Therefore, by cleaning the obtained flaky carbon dispersion, the content of the organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon is reduced, so that a sheet or paint that absorbs electromagnetic waves is blended. The degree of freedom can be increased and the workability can be improved.

具体的には、得られた薄片状カーボン分散体に対してエタノール、2−プロパノール等のアルコールを添加して濾過した後に、得られたケーキに対してアセトン、2−ブタノン等のケトンを添加して濾過することが好ましい。 Specifically, alcohols such as ethanol and 2-propanol are added to the obtained flaky carbon dispersion and filtered, and then ketones such as acetone and 2-butanone are added to the obtained cake. It is preferable to filter.

この際使用できる溶媒の含有量は特に制限されるわけではないが、アルコールは薄片状カーボン分散体1質量部に対して1〜20質量部(特に1.5〜10質量部)が好ましく、ケトンは上記したケーキ1質量部に対して1〜50質量部(特に1.5〜30質量部)が好ましい。 The content of the solvent that can be used at this time is not particularly limited, but the alcohol is preferably 1 to 20 parts by mass (particularly 1.5 to 10 parts by mass) with respect to 1 part by mass of the flaky carbon dispersion, and is a ketone. Is preferably 1 to 50 parts by mass (particularly 1.5 to 30 parts by mass) with respect to 1 part by mass of the above-mentioned cake.

また、従来の酸化処理及び還元処理を行う方法においては、還元処理の際にプラスチック基板が加水分解されること、還元処理を施すと薄片状カーボンが凝集するため分散体として存在し得ないこと等から、プラスチック基板上に薄片状カーボン分散体を形成することは不可能であったが、本発明においては、上記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を含ませつつ特定の処理を行うことで、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のプラスチック基板が加水分解を受けることなく、薄片状カーボン分散体や電磁波吸収材料を基板上に形成することも可能である。 Further, in the conventional method of performing the oxidation treatment and the reduction treatment, the plastic substrate is hydrolyzed during the reduction treatment, and the flaky carbon aggregates when the reduction treatment is performed, so that it cannot exist as a dispersion. Therefore, it was impossible to form a flaky carbon dispersion on a plastic substrate, but in the present invention, a specific organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon is contained. By performing the treatment, it is also possible to form a flaky carbon dispersion or an electromagnetic wave absorbing material on the substrate without the plastic substrate such as polyethylene terephthalate (PET) being hydrolyzed.

加圧処理(高圧分散法)
本発明では、高圧分散法を採用する場合、上記のとおり、層状構造を有する炭素質材料と、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含む組成物に対して、30MPa以上の加圧処理を行うことが好ましい。
Pressurization treatment (high pressure dispersion method)
In the present invention, when the high-pressure dispersion method is adopted, as described above, 30 MPa is applied to a composition containing a carbonaceous material having a layered structure and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon. It is preferable to perform the above pressurization treatment.

加圧処理を施すことにより、層状構造を有する炭素質材料の微粒化が起こるために、条件によってはグラフェン構造を維持できない可能性もあるが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を効率よく行うことができ、処理時間を低減することができる。このような加圧処理を施す際の加圧レベルは、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができるものであれば特に制限はないが、30MPa以上が好ましく、50〜400MPaがより好ましく、100〜300MPaがさらに好ましい。このような加圧処理は、高圧分散装置や超臨界水作製装置等を用いて行い得る。高圧分散装置は力学的な圧力をかけることにより分散することができ、超臨界水作製装置においては、水を加熱することにより系の圧力を上げることができる。 The graphene structure may not be maintained depending on the conditions because the carbonaceous material having a layered structure is atomized by the pressure treatment, but the carbonaceous material having a layered structure can be efficiently sliced. This can be done and the processing time can be reduced. The pressure level at the time of performing such a pressure treatment is not particularly limited as long as it can sufficiently thin the carbonaceous material having a layered structure, but is preferably 30 MPa or more, preferably 50 to 400 MPa. Is more preferable, and 100 to 300 MPa is further preferable. Such pressurization treatment can be performed using a high-pressure disperser, a supercritical water preparation device, or the like. The high-pressure disperser can disperse by applying mechanical pressure, and in the supercritical water preparation device, the pressure of the system can be increased by heating water.

このような加圧により、例えば、
(i)2個以上の前記炭素質材料分散体同士を衝突させること、
(ii)前記炭素質材料分散体と金属又はセラミックス材料(炭化ケイ素、アルミナ等高硬度の材料)とを衝突させること、
(iii)前記炭素質材料分散体を断面積1cm以下の空間を通過させること
等の処理を行い得る。
By such pressurization, for example,
(I) Colliding two or more of the carbonaceous material dispersions with each other.
(Ii) Collision of the carbonaceous material dispersion with a metal or ceramic material (material having high hardness such as silicon carbide or alumina).
(Iii) The carbonaceous material dispersion can be passed through a space having a cross-sectional area of 1 cm 2 or less.

上記(i)及び(ii)によれば、加圧条件をより強くすることが可能であり、層状構造を有する炭素質材料の薄片化をより効率よく行うことができ、処理時間をより低減することができる。また、上記(iii)によれば、グラフェン構造をより維持しつつ、層状構造を有する炭素質材料の薄片化をより適切に行うことができる。この加圧操作を1回以上、好ましくは10回以上行うことができる。 According to the above (i) and (ii), the pressurizing condition can be strengthened, the carbonaceous material having a layered structure can be sliced more efficiently, and the processing time can be further reduced. be able to. Further, according to the above (iii), it is possible to more appropriately thin the carbonaceous material having a layered structure while maintaining the graphene structure more appropriately. This pressurizing operation can be performed once or more, preferably 10 times or more.

加圧温度は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる温度とすればよく、上記(i)及び(ii)の場合は0〜100℃、特に20〜95℃とし得る。また、上記(iii)の場合、力学的に圧力をかける場合は、0〜100℃が好ましく、水の超臨界状態により圧力を生み出す場合は、373〜700℃が好ましく、380〜450℃がより好ましい。 The pressurizing temperature is not particularly limited and may be a temperature at which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned. In the cases of (i) and (ii) above, 0 to 100 ° C., particularly 20 It can be ~ 95 ° C. Further, in the case of (iii) above, 0 to 100 ° C. is preferable when mechanically applying pressure, 373 to 700 ° C. is preferable when pressure is generated by the supercritical state of water, and 380 to 450 ° C. is more preferable. preferable.

なお、前記加圧処理を行う際には、予備処理(前処理)として、超音波分散処理を行い、層状構造を有する炭素質材料の微粒化を行っておくことが好ましい。これにより、目詰まり防止等の効果を有し得る。 When the pressure treatment is performed, it is preferable to perform an ultrasonic dispersion treatment as a preliminary treatment (pretreatment) to atomize the carbonaceous material having a layered structure. This can have an effect of preventing clogging and the like.

超音波分散処理を施す際の出力は特に制限はないが、層状構造を有する炭素質材料の薄片化の観点から、通常行われる超音波分散処理(40〜50W程度)よりも強力なものとすることが好ましい。具体的には、超音波分散処理の出力は、100W以上が好ましく、300〜20000Wがより好ましく、400〜18000Wがさらに好ましい。 The output when the ultrasonic dispersion treatment is applied is not particularly limited, but it is stronger than the usual ultrasonic dispersion treatment (about 40 to 50 W) from the viewpoint of thinning the carbonaceous material having a layered structure. Is preferable. Specifically, the output of the ultrasonic dispersion treatment is preferably 100 W or more, more preferably 300 to 20000 W, and even more preferably 400 to 18000 W.

超音波分散温度は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる温度とすればよく、0〜80℃、特に10〜70℃とし得る。超音波分散時間は特に制限はなく、層状構造を有する炭素質材料の薄片化を十分に行うことができる時間とすればよく、1〜600分、特に3〜120分とし得る。 The ultrasonic dispersion temperature is not particularly limited, and may be a temperature at which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, and may be 0 to 80 ° C., particularly 10 to 70 ° C. The ultrasonic dispersion time is not particularly limited, and may be a time during which the carbonaceous material having a layered structure can be sufficiently thinned, and may be 1 to 600 minutes, particularly 3 to 120 minutes.

また、これらの処理の前処理又は後処理として、通常の機械的撹拌、乳化装置による分散処理、ビーズミルによる分散処理等の他の分散装置による分散処理を併用してもよい。 Further, as the pretreatment or the posttreatment of these treatments, a dispersion treatment by another dispersion device such as ordinary mechanical stirring, a dispersion treatment by an emulsifying device, and a dispersion treatment by a bead mill may be used in combination.

なお、本発明において、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、上記加圧処理を施した分散体中には、薄片状カーボンの酸化物として存在している。このため、層状構造を有する炭素質材料として、酸化黒鉛を使用する場合には、後処理として還元処理を施すことが好ましい。還元処理としては、化学還元、電気化学還元等、種々の方法が採用できるが、化学還元が好ましい。なかでも、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等のような還元剤による化学還元が好ましい。還元剤量は、薄片状カーボンの酸化物1質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましく、0.1〜5質量部がより好ましく、0.5〜3質量部がさらに好ましい。また、還元時に加熱を行うとより還元しやすくなる。加熱温度は、40〜200℃が好ましく、50〜150℃がより好ましく、60〜120℃がさらに好ましい。還元時間は10分〜64時間が好ましく、30分〜48時間がより好ましく、1〜24時間がさらに好ましい。ただし、グラフェン構造が過度に破壊されない程度とすることが好ましい。 In the present invention, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it exists as an oxide of flaky carbon in the dispersion subjected to the pressure treatment. Therefore, when graphite oxide is used as the carbonaceous material having a layered structure, it is preferable to perform a reduction treatment as a post-treatment. As the reduction treatment, various methods such as chemical reduction and electrochemical reduction can be adopted, but chemical reduction is preferable. Of these, chemical reduction with a reducing agent such as hydrazine or sodium borohydride is preferable. The amount of the reducing agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 3 parts by mass with respect to 1 part by mass of the oxide of flaky carbon. Further, if heating is performed at the time of reduction, the reduction becomes easier. The heating temperature is preferably 40 to 200 ° C, more preferably 50 to 150 ° C, and even more preferably 60 to 120 ° C. The reduction time is preferably 10 minutes to 64 hours, more preferably 30 minutes to 48 hours, still more preferably 1 to 24 hours. However, it is preferable that the graphene structure is not excessively destroyed.

(2−3)本発明の電磁波吸収材料の製造方法
本発明の電磁波吸収材料は、上記の薄片状カーボン分散体から溶媒を除去することで得ることができる。
(2-3) Method for producing electromagnetic wave absorbing material of the present invention The electromagnetic wave absorbing material of the present invention can be obtained by removing a solvent from the above-mentioned flaky carbon dispersion.

溶媒を除去するためには、薄片状カーボン分散体を濃縮する方法が挙げられ、薄片状カーボン分散体の乾燥の他、基板上に薄片状カーボン分散体をスピンコートや塗布後に乾燥する方法、通常の固液分離により本発明の熱伝導材料を回収する方法等により実施することができる。固液分離を行う方法としては、例えば、通常の固液分離に使用されている方法、例えば、濾紙、ガラスフィルター等を用いて濾過する方法;遠心分離後に濾過する方法;減圧濾過器を使用する方法を例示できる。次に、乾燥方法としては、特に限定されず、例えば、温風乾燥機等を用いて50〜200℃程度で1〜24時間程度乾燥させる方法を例示できる。 In order to remove the solvent, a method of concentrating the flaky carbon dispersion can be mentioned. In addition to drying the flaky carbon dispersion, a method of spin-coating the flaky carbon dispersion on a substrate or drying after coating, usually It can be carried out by the method of recovering the heat conductive material of the present invention by solid-liquid separation of the above. As a method for performing solid-liquid separation, for example, a method used for ordinary solid-liquid separation, for example, a method of filtering using a filter paper, a glass filter, or the like; a method of filtering after centrifugation; a vacuum filter is used. The method can be exemplified. Next, the drying method is not particularly limited, and for example, a method of drying at about 50 to 200 ° C. for about 1 to 24 hours using a warm air dryer or the like can be exemplified.

3.電磁波吸収組成物
本発明の電磁波吸収組成物は、上記した本発明の電磁波吸収材料と、熱可塑性樹脂及び/又は熱硬化性樹脂とを含有する。特に、本発明の電磁波吸収組成物中においては、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率等の観点から、本発明の電磁波吸収組成物の総量を100質量%として、薄片状カーボンの含有量を1〜30質量%とすることが好ましく、2〜20質量%とすることがより好ましい。また、本発明の電磁波吸収組成物中においては、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率等の観点から、本発明の電磁波吸収組成物の総量を100質量%として、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を0.01〜20質量%とすることが好ましく、0.02〜10質量%とすることがより好ましい。
3. 3. Electromagnetic wave absorption composition The electromagnetic wave absorption composition of the present invention contains the above-mentioned electromagnetic wave absorption material of the present invention, a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin. In particular, in the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention, from the viewpoint of electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, volume resistivity, etc., the total amount of the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention is set to 100% by mass, and the content of flaky carbon is contained. Is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 20% by mass. Further, in the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention, from the viewpoint of electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, volume resistivity, etc., the total amount of the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention is set to 100% by mass, and it has an affinity with hydrophilic groups and carbon. The content of the organic compound having a highly acidic hydrophobic group is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.02 to 10% by mass.

本発明の電磁波吸収材料は、薄片状カーボンの凝集を抑制しており、他材料(例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー等)中に分散しやすい材料であるため、他材料と混合等することにより、薄片状カーボンを含むナノコンポジット等へ適用することが可能である。 The electromagnetic wave absorbing material of the present invention suppresses the aggregation of flaky carbon and is easily dispersed in other materials (for example, thermoplastic resin, thermosetting resin, rubber, thermoplastic elastomer, etc.). By mixing with a material, it can be applied to nanocomposites containing flaky carbon and the like.

このような他材料としては、より具体的には、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS)樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられ、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、ゴムとしては、ジエン系ゴム(スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等)、オレフィン系ゴム(エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム等)、アクリル系ゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、シリコーン系ゴム(シリコーンゴム等)、多硫化ゴム、フッ素ゴム等が挙げられ、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエチレン構造を有する熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン構造を有する熱可塑性エラストマー、ブタジエン構造を有する熱可塑性エラストマー(スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体等)、ポリエチレンテレフタレート構造を有する熱可塑性エラストマー、ポリアミド6構造を有する熱可塑性エラストマー、ポリアミド66構造を有する熱可塑性エラストマー、ポリアミド11構造を有する熱可塑性エラストマー、ポリアミド12構造を有する熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらは、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。また、これら他材料は、公知又は市販品を用いることができる。 As such other materials, more specifically, as the thermoplastic resin, for example, a polyethylene resin, a polypropylene resin, a polystyrene resin, a polyvinyl chloride resin, a polyvinylidene chloride resin, a polyvinyl acetate resin, and a thermoplastic polyurethane resin. , Polyfluorinated vinylidene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS) resin, polymethylmethacrylate resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyphenylene ether Examples thereof include resins, polyethylene terephthalate resins, polybutylene terephthalates, cyclic polyolefin resins, polyphenylene sulfide resins, polyether ether ketone resins, thermoplastic polyimide resins, polyamideimide resins, and examples of the thermosetting resins include epoxy resins and thermocurable resins. Examples thereof include sex polyimide resins, phenol resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, polyurethane resins, etc. Examples of rubbers include diene rubbers (styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, etc.) and olefins. Examples include thermoplastic rubbers (ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, etc.), acrylic rubber, butyl rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber (silicone rubber, etc.), polysulfide rubber, fluororubber, etc., and thermoplastic elastomers. Examples include a thermoplastic elastomer having a polyethylene structure, a thermoplastic elastomer having a polypropylene structure, a thermoplastic elastomer having a butadiene structure (styrene / butadiene / styrene copolymer, etc.), a thermoplastic elastomer having a polyethylene terephthalate structure, and a polyamide 6 structure. Examples thereof include a thermoplastic elastomer having a polyamide 66 structure, a thermoplastic elastomer having a polyamide 66 structure, a thermoplastic elastomer having a polyamide 11 structure, and a thermoplastic elastomer having a polyamide 12 structure. These can be used alone or in combination of two or more. In addition, known or commercially available products can be used as these other materials.

本発明の電磁波吸収組成物において、上記した他材料の含有量は、特に制限はなく、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率等の観点から、本発明の電磁波吸収組成物の総量を100質量%として、70〜99質量%とすることが好ましく、80〜98質量%とすることがより好ましい。 In the electromagnetic wave absorption composition of the present invention, the content of the above-mentioned other materials is not particularly limited, and the total amount of the electromagnetic wave absorption composition of the present invention is 100 from the viewpoint of electromagnetic wave absorption performance, surface resistivity, volume resistivity and the like. The mass% is preferably 70 to 99% by mass, more preferably 80 to 98% by mass.

このような本発明の電磁波吸収組成物は、例えば、有機溶媒中に分散させて電磁波吸収分散体(電磁波吸収分散液、電磁波吸収分散塗膜等)とすることもできる。この際使用できる有機溶媒は、特に制限はなく、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、グリコール系溶媒、アルコール系溶媒(エタノール、2−プロパノール等)、ケトン系溶媒(アセトン、2−ブタノン等)等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。また、これら溶媒の使用量は特に制限はなく、溶媒量とすることができる。これにより、本発明の電磁波吸収組成物を容易にシート形状に成形して電磁波吸収シートとすることができる。 Such an electromagnetic wave absorption composition of the present invention can also be dispersed in an organic solvent to form an electromagnetic wave absorption dispersion (electromagnetic wave absorption dispersion, electromagnetic wave absorption dispersion coating film, etc.). The organic solvent that can be used at this time is not particularly limited, and is N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), glycol solvent, alcohol solvent (ethanol, 2). -Propanol, etc.), ketone solvents (acetone, 2-butanone, etc.) and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more. The amount of these solvents used is not particularly limited and can be the amount of the solvent. Thereby, the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention can be easily molded into a sheet shape to obtain an electromagnetic wave absorbing sheet.

また、本発明の電磁波吸収組成物は、含有する他材料が樹脂である場合は、硬化させて硬化物としつつシート形状に成形し、電磁波吸収シートとすることもできる。この場合の硬化方法は常法にしたがうことができる。 Further, when the other material contained in the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention is a resin, the electromagnetic wave absorbing composition can be cured into a sheet shape while being cured to form an electromagnetic wave absorbing sheet. The curing method in this case can follow a conventional method.

また、上記のようにシート形状とする場合の本発明の電磁波吸収シートの厚みは、電磁波吸収性能、軽量性等の観点から、2000μm以下が好ましく、10〜1000μmがより好ましい。なお、電磁波吸収シートの厚みは、ノギスにより測定する。 Further, the thickness of the electromagnetic wave absorbing sheet of the present invention in the case of forming the sheet shape as described above is preferably 2000 μm or less, more preferably 10 to 1000 μm, from the viewpoint of electromagnetic wave absorption performance, light weight and the like. The thickness of the electromagnetic wave absorbing sheet is measured with a caliper.

このような条件を満たす本発明の電磁波吸収組成物は、表面抵抗率を10〜10000Ω/□、特に100〜1000Ω/□とすることができる。また、このような条件を満たす本発明の電磁波吸収組成物は、体積抵抗率を1〜1000Ωcm、特に10〜100Ωcmとすることができる。このような条件を満たすことで、本発明の電磁波吸収組成物は、電磁波吸収性能を特に向上させることができる。このような本発明の電磁波吸収組成物の表面抵抗率及び体積抵抗率は、四探針型抵抗率計により測定する。 The electromagnetic wave absorbing composition of the present invention satisfying such conditions can have a surface resistivity of 10 to 10000 Ω / □, particularly 100 to 1000 Ω / □. Further, the electromagnetic wave absorbing composition of the present invention satisfying such conditions can have a volume resistivity of 1 to 1000 Ωcm, particularly 10 to 100 Ωcm. By satisfying such conditions, the electromagnetic wave absorption composition of the present invention can particularly improve the electromagnetic wave absorption performance. The surface resistivity and volume resistivity of such an electromagnetic wave absorbing composition of the present invention are measured by a four-probe type resistivity meter.

4.電磁波吸収繊維材料
また、本発明の電磁波吸収材料は、繊維の表面に担持させることによって電磁波吸収繊維材料とすることもできる。
4. Electromagnetic wave absorbing fiber material Further , the electromagnetic wave absorbing material of the present invention can be made into an electromagnetic wave absorbing fiber material by supporting it on the surface of the fiber.

本発明の電磁波吸収材料を担持させる繊維としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース、植物、ガラス、炭素等が挙げられる。これらの繊維は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 Examples of the fiber that supports the electromagnetic wave absorbing material of the present invention include polyamide resin, polyester resin, acrylic resin, polyolefin resin, polyurethane resin, cellulose, plant, glass, carbon and the like. These fibers may be used alone or in combination of two or more.

本発明の電磁波吸収材料を担持させる繊維は1本のみでもよいが、より広く電磁波を吸収する観点からは、繊維を編み込んだメッシュ、ネット、不織布(紙)等の多孔性構造体とすることもできる。 Only one fiber may be used to support the electromagnetic wave absorbing material of the present invention, but from the viewpoint of absorbing electromagnetic waves more widely, a porous structure such as a mesh, a net, or a non-woven fabric (paper) in which the fibers are woven may be used. it can.

この場合、繊維を用いた多孔性構造体の厚みは、電磁波吸収性能、軽量性等の観点から、10〜100μmが好ましく、20〜50μmがより好ましい。なお、多孔性構造体の厚みは、ノギスにより測定する。 In this case, the thickness of the porous structure using fibers is preferably 10 to 100 μm, more preferably 20 to 50 μm, from the viewpoint of electromagnetic wave absorption performance, light weight and the like. The thickness of the porous structure is measured with a caliper.

このような本発明の電磁波吸収繊維材料においては、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率等の観点から、本発明の電磁波吸収繊維材料の総量を100質量%として、薄片状カーボンの含有量を0.1〜30質量%とすることが好ましく、1〜20質量%とすることがより好ましい。また、本発明の電磁波吸収繊維材料中においては、電磁波吸収性能、表面抵抗率、体積抵抗率、耐水性等の観点から、本発明の電磁波吸収繊維材料の総量を100質量%として、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物の含有量を0.1〜10質量%とすることが好ましく、0.2〜5質量%とすることがより好ましい。 In such an electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention, from the viewpoint of electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, volume resistivity, etc., the total amount of the electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention is 100% by mass, and the content of flaky carbon is Is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass. Further, in the electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention, from the viewpoints of electromagnetic wave absorbing performance, surface resistivity, volume resistivity, water resistance, etc., the total amount of the electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention is 100% by mass, and the hydrophilic group and The content of the organic compound having a hydrophobic group having a high affinity with carbon is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.2 to 5% by mass.

このような条件を満たす本発明の電磁波吸収繊維材料は、表面抵抗率を10〜10000Ω/□、特に100〜1000Ω/□とすることができる。また、このような条件を満たす本発明の電磁波吸収繊維材料は、体積抵抗率を1〜1000Ωcm、特に10〜100Ωcmとすることができる。このような条件を満たすことで、本発明の電磁波吸収繊維材料は、電磁波吸収性能を特に向上させることができる。このような本発明の電磁波吸収繊維材料の表面抵抗率及び体積抵抗率は、四探針型抵抗率計により測定する。 The electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention satisfying such conditions can have a surface resistivity of 10 to 10000 Ω / □, particularly 100 to 1000 Ω / □. Further, the electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention satisfying such conditions can have a volume resistivity of 1 to 1000 Ωcm, particularly 10 to 100 Ωcm. By satisfying such conditions, the electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention can particularly improve the electromagnetic wave absorbing performance. The surface resistivity and volume resistivity of the electromagnetic wave absorbing fiber material of the present invention are measured by a four-probe type resistivity meter.

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。但し本発明は実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the examples.

実施例1:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル(カーボンファイバー)
500gの人造黒鉛(昭和電工(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値18)250g及び水10000gを混合し、600Wの超音波分散装置を用いて5分間分散処理を加え、高圧分散装置を用いて245MPaで分散処理(2個以上の炭素質材料分散液同士を衝突させる)を100回行った。また、薄片状カーボンのTEM観察を実施し、平均層数は4層(厚み約1.5nm)であった。
Example 1: Flaky carbon + polyoxyethylene naphthyl ether (carbon fiber)
500 g of artificial graphite (manufactured by Showa Denko KK), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 18) and 10000 g of water are mixed and dispersed for 5 minutes using a 600 W ultrasonic disperser, and a high-pressure disperser is used. The dispersion treatment (collision of two or more carbonaceous material dispersions with each other) was performed 100 times at 245 MPa. Moreover, TEM observation of flaky carbon was carried out, and the average number of layers was 4 layers (thickness about 1.5 nm).

得られた分散液を、カーボンファイバーを編み込んだ紙(不織布;抵抗値20Ω/□)に含侵して、100℃で乾燥することにより、電磁波吸収材料がカーボンファイバーに担持した紙を電磁波吸収繊維材料として得た。 The obtained dispersion is impregnated into a paper (nonwoven fabric; resistance value 20Ω / □) woven with carbon fibers and dried at 100 ° C., so that the paper on which the electromagnetic wave absorbing material is supported on the carbon fibers is made into an electromagnetic wave absorbing fiber material. Obtained as.

得られた電磁波吸収繊維材料の厚みは、ノギスにより測定したところ143μmであった。また、四探針型抵抗率計((株)三菱ケミカルアナリテック製ロレスタ)により表面抵抗率及び体積抵抗率を測定したところ、表面抵抗率は257Ω/□であり、体積抵抗率は16.6Ωcmであった。 The thickness of the obtained electromagnetic wave absorbing fiber material was 143 μm as measured by a caliper. The surface resistivity and volume resistivity were measured with a four-probe type resistivity meter (Loresta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.). The surface resistivity was 257 Ω / □, and the volume resistivity was 16.6 Ωcm. Met.

得られた電磁波吸収繊維材料をフリースペース法で75GHzの電磁波吸収能を測定したところ、吸収は17.85dBであり、反射は4.29dBであったことから、電磁波を効果的に吸収できることが理解できる。 When the electromagnetic wave absorption capacity of the obtained electromagnetic wave absorbing fiber material was measured at 75 GHz by the free space method, the absorption was 17.85 dB and the reflection was 4.29 dB, indicating that the electromagnetic waves can be effectively absorbed. it can.

比較例1:なし(カーボンファイバー)
実施例1でも使用した、カーボンファイバーを編み込んだ紙(不織布;抵抗値20Ω/□)をそのまま使用した。使用した紙の厚みは、ノギスにより測定したところ210μmであった。また、四探針型抵抗率計((株)三菱ケミカルアナリテック製ロレスタ)により表面抵抗率及び体積抵抗率を測定したところ、表面抵抗率は6.5Ω/□であり、体積抵抗率は0.6Ωcmであった。使用した紙をフリースペース法で75GHzの電磁波吸収能を測定したところ、吸収は1.15dBであり、反射は31.54dBであったことから、電磁波を効果的に吸収できず、反射してしまうことが理解できる。
Comparative Example 1: None (carbon fiber)
The paper (nonwoven fabric; resistance value 20Ω / □) woven with carbon fiber, which was also used in Example 1, was used as it was. The thickness of the paper used was 210 μm as measured by calipers. When the surface resistivity and volume resistivity were measured with a four-probe type resistivity meter (Loresta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), the surface resistivity was 6.5Ω / □ and the volume resistivity was 0. It was 0.6 Ωcm. When the electromagnetic wave absorption capacity of 75 GHz was measured by the free space method on the used paper, the absorption was 1.15 dB and the reflection was 31.54 dB, so the electromagnetic waves could not be effectively absorbed and reflected. Can be understood.

実施例2:薄片状カーボン+ポリオキシエチレンナフチルエーテル(熱硬化性ポリイミド樹脂)
500gの天然黒鉛(伊藤黒鉛工業(株)製)、ポリオキシエチレンナフチルエーテル(HLB値18)250g及び水10000gを混合して攪拌し、混合液を得た。
Example 2: Flaky carbon + polyoxyethylene naphthyl ether (thermosetting polyimide resin)
500 g of natural graphite (manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.), 250 g of polyoxyethylene naphthyl ether (HLB value 18) and 10000 g of water were mixed and stirred to obtain a mixed solution.

この混合液を半径300mmのセラミックグラインダーを用いて、1500rpmで30分間のせん断処理を1回施した。なお、セラミックグラインダーの最短距離は、約10μmであった。また、薄片状カーボンのTEM観察を実施し、平均層数は30層(厚み約10nm)であった。 This mixed solution was subjected to one shearing treatment at 1500 rpm for 30 minutes using a ceramic grinder having a radius of 300 mm. The shortest distance of the ceramic grinder was about 10 μm. Moreover, TEM observation of flaky carbon was carried out, and the average number of layers was 30 layers (thickness about 10 nm).

得られた分散液に対して、質量比で2倍量のエタノールを加え、濾過を行い、得られたケーキに対して、質量比で2倍量のアセトンを加え、濾過を行った。得られたケーキ(電磁波吸収材料)の熱分析を行ったところ、ポリオキシエチレンナフチルエーテルが3質量%含まれていた。さらに、得られたケーキをN−メチルピロリドン(NMP)に分散させ、4.5質量%のNMP分散液を得た。この結果、薄片状カーボンの含有量が4.4質量%であり、ポリオキシエチレンナフチルエーテルが0.14質量%である分散液を電磁波吸収分散体として得た。 To the obtained dispersion, twice the mass ratio of ethanol was added and filtered, and to the obtained cake, twice the mass ratio of acetone was added and filtered. A thermal analysis of the obtained cake (electromagnetic wave absorbing material) revealed that it contained 3% by mass of polyoxyethylene naphthyl ether. Further, the obtained cake was dispersed in N-methylpyrrolidone (NMP) to obtain a 4.5% by mass NMP dispersion. As a result, a dispersion having a flaky carbon content of 4.4% by mass and a polyoxyethylene naphthyl ether of 0.14% by mass was obtained as an electromagnetic wave absorption dispersion.

この電磁波吸収分散体と熱硬化性ポリイミド樹脂((株)IST製、固形分15.64質量%、溶媒NMP)とを、薄片状カーボンの濃度が5質量%になるように混合し、150℃で乾燥し、250℃で加熱プレスを行い、薄片状カーボンを5質量%、ポリオキシエチレンナフチルエーテルを0.15質量%、熱硬化性ポリイミド樹脂を94.85質量%含むシートを電磁波吸収シートとして得た。 This electromagnetic wave absorption dispersion and a thermosetting polyimide resin (manufactured by IST Co., Ltd., solid content 15.64% by mass, solvent NMP) are mixed so that the concentration of flaky carbon becomes 5% by mass, and 150 ° C. Dry with, heat press at 250 ° C., and use a sheet containing 5% by mass of flaky carbon, 0.15% by mass of polyoxyethylene naphthyl ether, and 94.85% by mass of thermosetting polyimide resin as an electromagnetic wave absorbing sheet. Obtained.

得られた電磁波吸収シートの厚みは、ノギスにより測定したところ60μmであった。また、四探針型抵抗率計((株)三菱ケミカルアナリテック製ロレスタ)により表面抵抗率及び体積抵抗率を測定したところ、表面抵抗率は880Ω/□であり、体積抵抗率は23.9Ωcmであった。 The thickness of the obtained electromagnetic wave absorbing sheet was 60 μm as measured by a caliper. When the surface resistivity and volume resistivity were measured with a four-probe type resistivity meter (Loresta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), the surface resistivity was 880 Ω / □ and the volume resistivity was 23.9 Ωcm. Met.

得られた電磁波吸収繊維シートをフリースペース法で75GHzの電磁波吸収能を測定したところ、吸収は19.5dBであり、反射は5.2dBであったことから、電磁波を効果的に吸収できることが理解できる。 When the electromagnetic wave absorption capacity of the obtained electromagnetic wave absorbing fiber sheet was measured at 75 GHz by the free space method, the absorption was 19.5 dB and the reflection was 5.2 dB, so it was understood that the electromagnetic waves could be effectively absorbed. it can.

比較例2:なし(熱硬化性ポリイミド樹脂)
薄片状カーボン及びポリオキシエチレンナフチルエーテルを含む電磁波吸収分散体を使用せずに、熱硬化性ポリイミド樹脂のみを用いて、実施例2と同様の条件でシート状に成形した。
Comparative Example 2: None (thermosetting polyimide resin)
It was molded into a sheet under the same conditions as in Example 2 using only a thermosetting polyimide resin without using an electromagnetic absorption dispersion containing flaky carbon and polyoxyethylene naphthyl ether.

得られたシートの厚みは、ノギスにより測定したところ66μmであった。また、四探針型抵抗率計((株)三菱ケミカルアナリテック製ロレスタ)により表面抵抗率及び体積抵抗率を測定しようとしたが、抵抗が大きすぎて測定することができなかった。 The thickness of the obtained sheet was 66 μm as measured by a caliper. In addition, I tried to measure the surface resistivity and volume resistivity with a four-probe type resistivity meter (Loresta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), but the resistance was too large to measure.

得られた電磁波吸収繊維シートをフリースペース法で75GHzの電磁波吸収能を測定したところ、吸収も反射も起こらなかったことから、電磁波を吸収できないことが理解できる。 When the electromagnetic wave absorbing ability of the obtained electromagnetic wave absorbing fiber sheet was measured by the free space method at 75 GHz, it was understood that the electromagnetic wave could not be absorbed because neither absorption nor reflection occurred.

このように、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を所定量薄片状カーボンと共存させることで、表面抵抗率及び体積抵抗率を適度な範囲とすることで、電磁波を反射よりは吸収することができ、効果的に電磁波を吸収することができた。本発明においては、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物が薄片状カーボンの表面に存在していることにより、電気伝導を適度に妨げ、結果として電磁波を反射せずに吸収することができたと考えられる。 In this way, by coexisting a predetermined amount of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity with carbon with flaky carbon, the surface resistivity and volume resistivity are set in an appropriate range to reflect electromagnetic waves. It was possible to absorb electromagnetic waves more effectively. In the present invention, the presence of an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon on the surface of the flaky carbon appropriately hinders electrical conduction, and as a result, absorbs electromagnetic waves without reflecting them. It is probable that it was possible.

また、本発明の電磁波吸収材料は、樹脂材料中に容易に分散させることができるため、シート形状等に加工することができ、また、繊維材料にも担持させることができ、加工性にも優れていた。また、このシートは厚みを薄くしても効果的に電磁波を吸収することができ、安価に電磁波を吸収することができる。 Further, since the electromagnetic wave absorbing material of the present invention can be easily dispersed in the resin material, it can be processed into a sheet shape or the like, and can be supported on a fiber material, and has excellent processability. Was there. In addition, this sheet can effectively absorb electromagnetic waves even if the thickness is reduced, and can absorb electromagnetic waves at low cost.

Claims (17)

厚みが1〜100nmである薄片状カーボンと、親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.01〜1.0質量部含有する、電磁波吸収材料。 It contains flaky carbon having a thickness of 1 to 100 nm and an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and has an affinity for the hydrophilic group and carbon with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. An electromagnetic wave absorbing material containing 0.01 to 1.0 parts by mass of an organic compound having a highly reactive hydrophobic group. 前記親水基が、一般式(1)〜(4):
[式中、−OHはアルコール性水酸基又はフェノール性水酸基を示す。Rは2価の有機基を示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH又は有機アンモニウムを示す。Xは水素原子、アルカリ金属、NH、有機アンモニウム又はアルキル基を示す。一般式(2)の酸素原子はエーテル結合である。]
で表される少なくとも1種である、請求項1に記載の電磁波吸収材料。
The hydrophilic group is a general formula (1) to (4):
[In the formula, -OH represents an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. R represents a divalent organic group. X 1 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 or organic ammonium. X 2 represents a hydrogen atom, alkali metal, NH 4 , organic ammonium or alkyl group. The oxygen atom of the general formula (2) is an ether bond. ]
The electromagnetic wave absorbing material according to claim 1, which is at least one kind represented by.
前記親水基が、フェノール性水酸基及び/又はポリオキシエチレン基である、請求項1又は2に記載の電磁波吸収材料。 The electromagnetic wave absorbing material according to claim 1 or 2, wherein the hydrophilic group is a phenolic hydroxyl group and / or a polyoxyethylene group. 前記疎水基が、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及び炭素数3以上のポリオキシアルキレン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料。 Any one of claims 1 to 3, wherein the hydrophobic group is at least one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a polyoxyalkylene group having 3 or more carbon atoms. The electromagnetic wave absorbing material described in. 前記疎水基が、2個以上の芳香環を有するアリール基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料。 The electromagnetic wave absorbing material according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophobic group is an aryl group having two or more aromatic rings. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料の製造方法であって、
(1)前記薄片状カーボンと、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物と、溶媒とを含有し、前記薄片状カーボン1質量部に対して、前記親水基及び炭素と親和性の高い疎水基を有する有機化合物を0.01〜1.0質量部含有する薄片状カーボン分散体から溶媒を除去する工程を備える、製造方法。
The method for producing an electromagnetic wave absorbing material according to any one of claims 1 to 5.
(1) The flaky carbon, an organic compound having a hydrophilic group and a hydrophobic group having a high affinity for carbon, and a solvent are contained, and the hydrophilic group and carbon are contained with respect to 1 part by mass of the flaky carbon. A production method comprising a step of removing a solvent from a flaky carbon dispersion containing 0.01 to 1.0 parts by mass of an organic compound having a hydrophobic group having a high affinity.
前記溶媒を除去する工程が、前記分散体を濃縮する工程である、請求項6に記載の製造方法。 The production method according to claim 6, wherein the step of removing the solvent is a step of concentrating the dispersion. 前記溶媒が水である、請求項6又は7に記載の製造方法。 The production method according to claim 6 or 7, wherein the solvent is water. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料と、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム及び熱可塑性エラストマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種の他材料とを含有する、電磁波吸収組成物。 An electromagnetic wave containing the electromagnetic wave absorbing material according to any one of claims 1 to 5 and at least one other material selected from the group consisting of a thermosetting resin, a thermoplastic resin, rubber and a thermoplastic elastomer. Absorption composition. 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂及びポリウレタン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項9に記載の電磁波吸収組成物。 The ninth aspect of claim 9, wherein the thermosetting resin is at least one selected from the group consisting of epoxy resins, thermosetting polyimide resins, phenol resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, and polyurethane resins. Electromagnetic absorption composition. 有機溶媒中に請求項9又は10に記載の電磁波吸収組成物が分散している、電磁波吸収分散体。 An electromagnetic wave absorption dispersion in which the electromagnetic wave absorption composition according to claim 9 or 10 is dispersed in an organic solvent. 請求項9又は10に記載の電磁波吸収組成物の硬化物を含有し、且つ、前記他材料が熱硬化性樹脂及び/又は熱可塑性樹脂である、電磁波吸収シート。 An electromagnetic absorption sheet containing a cured product of the electromagnetic wave absorption composition according to claim 9 or 10, wherein the other material is a thermosetting resin and / or a thermoplastic resin. 厚みが2000μm以下である、請求項12に記載の電磁波吸収シート。 The electromagnetic wave absorbing sheet according to claim 12, which has a thickness of 2000 μm or less. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電磁波吸収材料が繊維の表面に担持している、電磁波吸収繊維材料。 An electromagnetic wave absorbing fiber material in which the electromagnetic wave absorbing material according to any one of claims 1 to 5 is supported on the surface of the fiber. 前記繊維が、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース、植物、ガラス及び炭素よりなる群から選ばれる少なくとも1種で構成されている、請求項14に記載の電磁波吸収繊維材料。 The electromagnetic wave absorbing fiber according to claim 14, wherein the fiber is composed of at least one selected from the group consisting of polyamide resin, polyester resin, acrylic resin, polyolefin resin, polyurethane resin, cellulose, plant, glass and carbon. material. 表面抵抗率が10〜10000Ω/□であり、体積抵抗率が1〜1000Ωcmである、請求項12又は13に記載の電磁波吸収シート。 The electromagnetic wave absorbing sheet according to claim 12 or 13, wherein the surface resistivity is 10 to 10000 Ω / □ and the volume resistivity is 1 to 1000 Ωcm. 表面抵抗率が10〜10000Ω/□であり、体積抵抗率が1〜1000Ωcmである、請求項14又は15に記載の電磁波吸収繊維材料。 The electromagnetic wave absorbing fiber material according to claim 14 or 15, which has a surface resistivity of 10 to 10000 Ω / □ and a volume resistivity of 1 to 1000 Ωcm.
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