JP6646143B2 - バルク材料にグラフェン又は酸化グラフェンを含む建材製品、及び、このような建材製品の製造方法 - Google Patents
バルク材料にグラフェン又は酸化グラフェンを含む建材製品、及び、このような建材製品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6646143B2 JP6646143B2 JP2018516431A JP2018516431A JP6646143B2 JP 6646143 B2 JP6646143 B2 JP 6646143B2 JP 2018516431 A JP2018516431 A JP 2018516431A JP 2018516431 A JP2018516431 A JP 2018516431A JP 6646143 B2 JP6646143 B2 JP 6646143B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- building material
- graphene
- material product
- graphene oxide
- suspension
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 106
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims description 92
- 239000004566 building material Substances 0.000 title claims description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 title description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 9
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 6
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 9
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- -1 screed Substances 0.000 description 4
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 3
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001246 colloidal dispersion Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002706 dry binder Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021428 silicene Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
- B32B13/02—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material with fibres or particles being present as additives in the layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B13/00—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material
- B32B13/04—Layered products comprising a a layer of water-setting substance, e.g. concrete, plaster, asbestos cement, or like builders' material comprising such water setting substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
- B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
- B32B9/007—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile comprising carbon, e.g. graphite, composite carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/022—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/022—Carbon
- C04B14/024—Graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C1/00—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings
- E04C1/40—Building elements of block or other shape for the construction of parts of buildings built-up from parts of different materials, e.g. composed of layers of different materials or stones with filling material or with insulating inserts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/043—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of plaster
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/044—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2419/00—Buildings or parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2607/00—Walls, panels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Panels For Use In Building Construction (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
本発明は、グラフェン又は酸化グラフェンを含む建材製品、及び、このような建材製品の製造方法に関する。特に、本発明は、石膏を備える建材パネルに関し、それらのバルク材料にグラフェン又は酸化グラフェンを含む。
本発明は、建材製品、特に建材パネルに関する。とりわけ、本発明は、好ましくは単分子層厚みにおける、六角形ハニカム構造を有する材料を含む建材製品及び建材パネルに関する。
従来技術において、建材パネル、仕切壁レンガ、スクリード、プラスター又はパテのような建材製品が知られている。これら全ての製品は、機械的負荷及び／又は熱負荷に対する所定の耐性を有していなければならない。与えられた製品にこれらの特性を付与するための様々な可能な方法がある。最も簡単には、該製品を製造するための基材が、望まれる特性を有する主成分として選択される。しかし、一つの製品にいくつかの特性の組み合わせが望まれる場合、単に適切な基材を選択することは、多くの場合、不十分となる。この場合、最も広い意味での機能材料が必要になる。
グラフェン又はシリセンのような単分子層厚みを有する二次元マトリックスからなる材料は、材料科学の市場において比較的新しい材料である。これらは、本発明の範囲内で利用され得る、顕著な、機械的、化学的及び電気的特性を有する。
グラフェンは、グラファイトの基本構造を形成する材料である。グラファイトは、整然とした又は無秩序な複数の層において順に積み重なったグラフェンの層からなり、該複数の層は、比較的弱いファンデルワールス力により、集合層において結合している。グラファイトの機械的特性は、ファンデルワールス力によりもたらされた層の束の結合に支配されている。ファンデルワールス力により結合している複数の層は、剪断により、かなり容易により小さい複数の層の束に分離され得る。これにより、例えば、グラファイトは、書くための鉛筆の芯として使用することが可能になる。
これに対して、純粋なグラフェンにはファンデルワールス結合はなく、正確には、グラフェンの層は単一分子厚みであるため、グラフェンにはグラファイトを構成する複数の層の束は生じない。理想的なグラフェンには、六角形の基本構造が存在し、この構造では、非局在化した共有結合により、六つのＣ原子それぞれが互いに結合してハニカム構造を形成している。これらのＣ原子二つの間の結合エネルギーは、自然界において知られている最も強い力であり、約５．９ｅＶほどの力である。これにより、この材料がグラファイトよりもより一層安定であることが説明される。すなわち、グラフェンは、鋼よりも優れた引張強度を有することが示されている。
酸化グラフェンの機械的特性は、グラフェンの機械的特性とほとんど同じくらい良好である。その基本的な構造は、グラフェンの構造と類似しており、すわなち、酸化グラフェンは、六角形ハニカム構造の単分子層からなるが、よりはっきりした波形構造を有する。酸化グラフェンは、水溶性であり、水とコロイド分散体を形成し、紙のような薄膜の製造やコーティング物質としての使用に非常に良く適している。
用語「グラフェン」及び「酸化グラフェン」は、これらの材料から直接誘導される修飾体／誘導体又は機能化された化合物としても使用される。
本発明の目的に対して、グラフェン及び酸化グラフェンの用語は、純粋な物質だけでなく、混合物、特に、グラファイトとグラフェン及び／又は酸化グラフェンとの混合物をも意味する。グラフェンを含む混合物、又は、酸化グラフェンを含む混合物は、１容量％より多いグラフェン又は酸化グラフェンを含む混合物であると考えられ、特に好ましくは３容量％より多く、さらに好ましくは１０容量％より多いグラフェン又は酸化グラフェンを含む混合物であり、これは、ラマン分光法を組み合わせた原子間力顕微鏡により確かめられる。
本出願の目的に対して、文献（Eigler, S. and Hirsch, A. (2014): Chemie an Graphen und Graphenoxid - eine Herausforderung fur Synthesechemiker, Angew. Chem. 2014, Vol. 126, S.2 - 23参照）でも使用されているように、用語グラフェンは、単分子層厚みを有する形態を参照するために使用されるだけでなく、１０未満のグラフェンの積層においてグラフェンが存在するときにも使用される。１１以上のグラフェンを含むグラフェンの積層物は、グラファイトであると考えられている。
このように、本発明は、グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含む建材製品に関する。さらに、本発明は、グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含有する建材パネルを含んでいる。
本発明の課題は、改善された機械的特性、特に曲げ強度及び／又は圧縮強度における改善された機械的特性を有する建材製品を製造することである。本発明は、さらに、このような建材製品の製造方法に関する。
本発明の課題は、請求項１の特徴を有する建材製品及び請求項９の特徴を有する建材製品の製造方法により解決される。前記建材製品及び前記方法の有利なバリエーションは、従属請求項において標準化される。
これに応じて、このような建材製品は、グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含む。該建材製品は、建材パネル、特に乾式壁パネルであってもよい。最も好ましくは、これらの乾式壁パネルは、セメントに基づいた結合剤、好ましくは石膏を含む。しかし、本発明に係る建材製品は、仕切壁レンガ、スクリード、プラスター又はパテであってもよい。
特に好ましくは、主成分として硫酸カルシウムを含有する建材製品、すなわち、硬石膏、硫酸カルシウム焼石膏及び石膏からなる主成分を含む建材製品である。硫酸カルシウムを含有する主成分を含む材料は、混合物における乾燥した結合剤の質量割合に対して、少なくとも１０質量％、好ましくは少なくとも５０質量％、特に好ましくは少なくとも８０質量％の硫酸カルシウム割合を有する。
あるいは、本発明は、さらに、セメントを含む建材製品に適用可能であり、これらの製品における硫酸カルシウム含量は、前記の結合剤の乾燥質量に対して、１０質量％より低くなってもよく、又は、前記製品は、実質的に、硫酸カルシウムがなくてもよい。この場合、例えば、結合剤は、水硬セメント、水ガラスのような他の無機結合剤、又は、天然樹脂若しくは合成樹脂のような有機結合剤であってもよい。
さらに、これらの基材に関係なく、建材パネルは、それらが六角形ハニカム構造及び単分子層厚みを有する材料を含む場合、本発明の範囲に含まれることとなる。乾式壁のための建材パネルは、非常に広い範囲、例えば、木材、石膏、セメント、微粒子（例えば、パーライト、フライアッシュのセノスフェア、セラミック微粒子）等の材料からなる主成分により作製され得る。特に、グラフェン及び酸化グラフェンの引張強度が、たわみ抵抗、破断荷重及び曲げ引張強度に関する、建材パネルの機械的特性を改善するために、有利に利用され得る。
加えて、特に二次元六角形ハニカム構造及び単分子層厚みを有するグラフェンは、建材製品、特に建材パネル又はプラスターの耐火性を改善するための有意な可能性を有する。グラフェンの熱伝導率は、強い異方性がある。該熱伝導率は、二次元格子における伝搬方向においては非常に高いが、二次元格子における伝搬方向に対する垂直方向においては非常に低い。これは、グラフェン層の一方側における高温は、他方側に伝わらないことを意味する。
本発明の特に好ましい実施形態によれば、前記建材製品は、切削片（shaving）又は薄片（flake）の形態のグラフェン及び／又は酸化グラフェンを含む。この形態では、グラフェン又は酸化グラフェンは、バルク材料にむらなく均一に分散され得るため、この形態は特に好ましい。さらなる有意性は、少量でも均一に分散させることにある。酸化グラフェン及び特にグラフェンの両方は、非常に高価な物質であるため、これにはかなりの有意性がある。
この実施形態の改良では、前記建材製品の全体ではなく、一部にだけグラフェン及び／又は酸化グラフェンが含まれているだけのものが提供される。前記建材製品が、建材パネル、例えば、特に石膏ボードパネルのような乾式壁パネルである場合、前記建材パネルは、同一の又は異なる構成物を有する複数の層を備えてもよい。従って、前記建材パネルが、例えば、多孔性の芯層及び高密度の外層を備えることが考えられる。この場合、前記芯層のみ又は一つ以上の外層のみが、グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含んでもよい。これによりコストも削減される。
これらの外層は、前記建材パネルの外面の強度を決める目的にとって決定的であるため、特に好ましくは、このような建材パネルの前記外層のみが、グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含んでいる。
グラフェン及び／又は酸化グラフェンを有する建材製品を製造するための本発明に係る方法は、特に切削片又は薄片の形態で、特に好ましくは懸濁液の形態でグラフェン及び／又は酸化グラフェンと、セメントを主成分とする結合剤及び水並びに任意の他の添加剤とを混合すること、混合物を成形すること、及び、このようにして成形された前記建材製品を乾燥することを備える。
グラフェン及び／又は酸化グラフェンは、特に好ましくは、懸濁液の形態で使用される。このような懸濁液は、溶媒中、好ましくは界面活性剤を有する水中で剪断することにより、グラファイト粉末から比較的容易に製造され得る。グラファイト層の束の剪断及びその後のさらなる分裂により産出されるグラフェン及び／又は酸化グラフェンの含量は、剪断速度に依存する。剪断速度が速くなるにつれて、生産されるグラフェン及び／又は酸化グラフェンの切削片又は薄片の割合は大きくなる。それゆえに、前記懸濁液を調製するためには、１０４／ｓよりも速い剪断速度であることが特に好ましい。
最後に、本発明は、さらに、建材製品の機械的強度を改善するため、又は、建材製品の耐火性等級を向上させるために、グラフェン及び／又は酸化グラフェンの使用を拡張することも意図している。前記建材製品は、具体的には、セメント、好ましくは石膏を含む建材製品であってもよい。このような建材製品は、例えば、建材パネル、仕切壁レンガ、スクリード、プラスター及びパテであり得る。
Claims (16)
- グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含み、
前記グラフェン及び／又は酸化グラフェンが、グラファイト粉末を剪断すること及び界面活性剤を添加することにより製造された、建材製品。 - 前記建材製品が、建材パネル、仕切壁レンガ、スクリード、プラスター又はパテである、請求項１に記載の建材製品。
- 前記建材製品が、グラフェン及び／又は酸化グラフェンの切削片又は薄片を含む、請求項１又は２に記載の建材製品。
- 前記グラフェン及び／又は酸化グラフェンが、前記建材製品に均一に分散されている、請求項３に記載の建材製品。
- 前記建材製品の一部のみが、グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含む、請求項３に記載の建材製品。
- 前記建材製品が、建材パネルである、請求項１乃至５いずれか１項に記載の建材製品。
- 前記建材パネルが、少なくとも一つの芯層及び少なくとも一つの外層からなり、
前記芯層又は前記外層の少なくともいずれか一方が、グラフェン及び／又は酸化グラフェンの切削片を含む、請求項６に記載の建材パネル。 - 前記建材製品が、セメントを含む結合剤を含む、請求項１乃至７いずれか１項に記載の建材製品。
- 前記結合剤が、石膏を含む結合剤である、請求項８に記載の建材製品。
- グラフェン及び／又は酸化グラフェンを含む建材製品の製造方法であって、
グラフェン及び／又は酸化グラフェンと、セメントを主成分とする結合剤及び水並びに任意の他の添加剤とを混合すること、
該混合物を成形すること、及び、
このようにして成形された前記建材製品を乾燥することを備え、
前記グラフェン及び／又は酸化グラフェンは、懸濁液の形態で使用され、
前記懸濁液が、グラファイト粉末を剪断すること及び界面活性剤を添加することにより製造される、方法。 - 前記グラフェン及び／又は酸化グラフェンが、切削片又は薄片の形態で使用される、請求項１０に記載の方法。
- 前記懸濁液が、水の懸濁液の形態で使用される、請求項１０又は１１に記載の方法。
- １０４／ｓよりも速い剪断速度が、前記懸濁液を製造するために使用される、請求項１０に記載の方法。
- 建材製品の機械的強度を改善するため、又は、前記建材製品の耐火性等級を向上させるための建材製品におけるグラフェン及び／又は酸化グラフェンの使用であって、
前記建材製品は、セメントを含む建材製品であり、
前記グラフェン及び／又は酸化グラフェンが、グラファイト粉末を剪断すること及び界面活性剤を添加することにより製造される、使用。 - 前記建材製品が、石膏を含む建材製品である、請求項１４に記載の使用。
- 前記建材製品が、建材パネル、仕切壁レンガ、スクリード、プラスター及びパテを含む、請求項１４又は１５に記載の使用。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015015301.3 | 2015-11-30 | ||
| DE102015015301 | 2015-11-30 | ||
| PCT/EP2015/002556 WO2017092778A1 (en) | 2015-11-30 | 2015-12-18 | Building products comprising graphene or graphene oxide in the bulk material and method for producing such building products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019502619A JP2019502619A (ja) | 2019-01-31 |
| JP6646143B2 true JP6646143B2 (ja) | 2020-02-14 |
Family
ID=55085618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018516431A Expired - Fee Related JP6646143B2 (ja) | 2015-11-30 | 2015-12-18 | バルク材料にグラフェン又は酸化グラフェンを含む建材製品、及び、このような建材製品の製造方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10836679B2 (ja) |
| EP (1) | EP3384100A1 (ja) |
| JP (1) | JP6646143B2 (ja) |
| BR (1) | BR112018010843A2 (ja) |
| CL (1) | CL2018001402A1 (ja) |
| CO (1) | CO2018005330A2 (ja) |
| CR (1) | CR20180292A (ja) |
| CU (1) | CU20180045A7 (ja) |
| IL (1) | IL258560B (ja) |
| WO (1) | WO2017092778A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11339572B1 (en) | 2017-01-23 | 2022-05-24 | Gold Bond Building Products, Llc | Method of manufacturing gypsum board with improved fire |
| CN108358541B (zh) * | 2018-01-31 | 2020-07-31 | 广州大学 | 一种聚吡咯覆膜氧化石墨烯水泥基复合材料及其制备方法 |
| GB201804261D0 (en) * | 2018-03-16 | 2018-05-02 | Univ Exeter | Graphene reinforced concrete |
| CN109503040B (zh) * | 2018-12-20 | 2021-05-04 | 四川聚创石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯滤水砖及其制备方法 |
| WO2021003565A1 (en) * | 2019-07-08 | 2021-01-14 | Alter Biota Inc. | Preparation of hydrous graphene oxide for use as a concrete admixture |
| CN110606769B (zh) * | 2019-10-16 | 2022-03-01 | 洛阳理工学院 | 一种具有电磁屏蔽和吸收效能的轻质高强石膏复合材料 |
| CN111499385B (zh) * | 2020-03-19 | 2021-03-16 | 武汉理工大学 | 一种碳化硼-石墨烯微叠层复合材料及其制备方法 |
| CN111848081A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-30 | 青岛理工大学 | 一种滨海异型结构3d打印混凝土、加工工艺及应用 |
| AU2022248648A1 (en) * | 2021-03-31 | 2023-11-09 | Osaka Gas Co., Ltd. | Additive for hydraulic compositions, and hydraulic composition using same |
| GB2612323A (en) | 2021-10-27 | 2023-05-03 | Concretene Ltd | Graphene Dispersion |
| CN115385648A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-11-25 | 洛阳理工学院 | 具有自洁净功能的石膏基疏水复合材料及其制备方法 |
| CN116217178A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-06 | 浙江数智交院科技股份有限公司 | 一种超高性能混凝土及制备方法和应用 |
| CN116693267B (zh) * | 2023-06-07 | 2024-01-16 | 珠海横琴超元科技有限公司 | 基于绿色建筑用储能天花墙体复合材料及其制造方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE534480C2 (sv) | 2010-01-29 | 2011-09-06 | Media Och It Skolan I Djursholm Aktiebolag | Byggnadskonstruktion som innefattar byggelement samt organ för att låsa byggelementen inbördes |
| AU2011212357B2 (en) | 2010-02-08 | 2014-12-18 | Knauf Gips Kg | Gypsum plaster board and a method for producing a gypsum plaster board |
| KR101403989B1 (ko) * | 2010-11-09 | 2014-06-10 | 포항공과대학교 산학협력단 | 그래핀 피복 강판 및 이의 제조 방법 |
| CA2839318A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Molecular Rebar Design, Llc | Nanoplate-nanotube composites, methods for production thereof and products obtained therefrom |
| GB2493492A (en) | 2011-06-27 | 2013-02-13 | Karm Conductives Group Ltd | A building material comprising a conductive polymer core and an outer metallic layer |
| FI20116175L (fi) | 2011-11-24 | 2013-05-25 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Nanoselluloosakomposiitit |
| CN103359997B (zh) | 2013-02-04 | 2014-12-10 | 青岛理工大学 | 纳米泡沫混凝土及加筋保温墙板及墙板的制备方法 |
| US20150152314A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement Composition Comprising Nano-Platelets |
| WO2015092871A1 (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | グラフェンプラットフォーム株式会社 | グラフェン粉体、グラフェン粉体の製造装置、グラフェン粉体の製造方法及びそのグラフェン粉体を用いた製品 |
| CN103922687B (zh) | 2014-04-18 | 2015-12-09 | 河南师范大学 | 一种氧化石墨烯增强石膏复合材料及其制备方法 |
| GB2529500B (en) * | 2014-05-30 | 2016-11-02 | Graphene Platform Corp | Graphene composition and graphene molded article |
-
2015
- 2015-12-18 EP EP15823311.4A patent/EP3384100A1/en active Pending
- 2015-12-18 WO PCT/EP2015/002556 patent/WO2017092778A1/en active Application Filing
- 2015-12-18 CR CR20180292A patent/CR20180292A/es unknown
- 2015-12-18 JP JP2018516431A patent/JP6646143B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-12-18 US US15/780,165 patent/US10836679B2/en active Active
- 2015-12-18 BR BR112018010843A patent/BR112018010843A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-12-18 CU CU2018000045A patent/CU20180045A7/es unknown
-
2018
- 2018-04-09 IL IL258560A patent/IL258560B/en unknown
- 2018-05-22 CO CONC2018/0005330A patent/CO2018005330A2/es unknown
- 2018-05-24 CL CL2018001402A patent/CL2018001402A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017092778A1 (en) | 2017-06-08 |
| JP2019502619A (ja) | 2019-01-31 |
| US20180354856A1 (en) | 2018-12-13 |
| CU20180045A7 (es) | 2019-05-03 |
| EP3384100A1 (en) | 2018-10-10 |
| IL258560B (en) | 2022-01-01 |
| IL258560A (en) | 2018-06-28 |
| CL2018001402A1 (es) | 2018-06-22 |
| US10836679B2 (en) | 2020-11-17 |
| CR20180292A (es) | 2018-11-01 |
| CO2018005330A2 (es) | 2018-06-12 |
| BR112018010843A2 (pt) | 2018-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6646143B2 (ja) | バルク材料にグラフェン又は酸化グラフェンを含む建材製品、及び、このような建材製品の製造方法 | |
| CA2980168C (en) | Engineered composite structure using graphene oxide | |
| US20190337861A1 (en) | Aqueous, pourable, foamable, pumpable and settable dispersions and use thereof to produce porous, mineral lightweight construction materials | |
| BRPI0612042A2 (pt) | pasta de gesso, painel de gesso e método de fabricação de uma pasta de gesso compreendendo um dispersante de policarboxilato | |
| CN1244185A (zh) | 石膏墙板及其制造方法 | |
| TW200835663A (en) | Low dust gypsum wallboard | |
| TW200800836A (en) | Method of water dispersing pregelatinized starch in making gypsum products | |
| JP6340735B2 (ja) | 石膏系建材およびその製造方法 | |
| JP2005512933A5 (ja) | ||
| Pahlevani et al. | Effect of different waste filler and silane coupling agent on the mechanical properties of powder-resin composite | |
| US20190315654A1 (en) | Beneficiation of Inorganic Matrices with Wet, Non-Agglomerated, High-Concentration and Stable Graphite Nanoplatelets without Any Extra Measures to Disperse the Nanoplatelets | |
| Valerievna et al. | Prospects of application of zero-cement binders of a nonhydration hardening type | |
| EP3495336A1 (en) | A composition and method of using perlite | |
| JP2020153226A (ja) | グラフェン又は酸化グラフェンを有する建材製品 | |
| US8927097B2 (en) | Micro-engineered poly-fiber geo-composite articles and methods of manufacturing the same | |
| JP6224679B2 (ja) | 水硬化型粉状組成物及びその硬化物、並びに硬化物の形成方法 | |
| US3086898A (en) | Light-weight structural unit | |
| CN103261540A (zh) | 浇铸天花板 | |
| Stevulova et al. | Cellulose fibres used in building materials | |
| Khater et al. | Evaluation of chloride resistance of silica fume and glass waste MWCNT-geopolymer composite | |
| Zhegera et al. | Adhesive dry mix using an amorphous aluminosilicates | |
| CZ2009122A3 (cs) | Kombinovaná plnící smes, zejména do stavebních hmot | |
| JP2006069806A (ja) | 無機質板およびその製造方法 | |
| BR112013021356B1 (pt) | mistura para a fabricação de um laminado de rocha e artigo preparado pela formação da mistura | |
| JPH03103348A (ja) | 耐火性能に優れた高強度セメント硬化体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180530 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180530 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190510 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190808 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190830 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200109 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6646143 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |