JPH0578110A - 炭素質粉粒体の表面改質法 - Google Patents

炭素質粉粒体の表面改質法

Info

Publication number
JPH0578110A
JPH0578110A JP3241398A JP24139891A JPH0578110A JP H0578110 A JPH0578110 A JP H0578110A JP 3241398 A JP3241398 A JP 3241398A JP 24139891 A JP24139891 A JP 24139891A JP H0578110 A JPH0578110 A JP H0578110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
granule
carbonaceous powder
treatment
wettability
oxidation
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.)
Withdrawn
Application number
JP3241398A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuatsu Watanabe
信淳 渡辺
Youhou Tei
容宝 鄭
Yoji Nishimoto
洋二 西本
Masashi Wakata
昌志 若田
Hidehiko Obara
秀彦 小原
Kenichi Yoshie
健一 吉江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp, Mitsubishi Pencil Co Ltd filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Priority to JP3241398A priority Critical patent/JPH0578110A/ja
Publication of JPH0578110A publication Critical patent/JPH0578110A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面の濡れ性が向上した炭素質粉粒体を得る
ことを目的とする。 【構成】 炭素質粉粒体の表面を酸化処理及びフッ素化
処理することを特徴とする炭素質粉粒体の表面改質法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素質粉粒体の表面改
質法に関する。
【0002】
【従来の技術】炭素材料は、多孔性、導電性、伝熱性、
耐食性、耐熱衝撃性等の点で特徴を有し、通常の標準的
な一般炭素材はピッチコークス、カーボンブラック、黒
鉛等の炭素質粉粒体をピッチ、樹脂等のバインダーと混
合し、これを所定の形状に成形したのち、熱処理によっ
て炭素質(黒鉛を含む)製品とされる。
【0003】これらの製品を得る場合、炭素質粉粒体の
バインダーとの親和性が重要である。また、カーボンブ
ラック等を水、有機溶剤等の分散媒に分散させて用いる
インキ類等においても、均一分散させるためにこれらの
分散媒との親和性(濡れ性)が重要となる。そこで、表
面の濡れ性が十分でない炭素質粉粒体の濡れ性向上のた
めに、該粉粒体を化学的に処理して官能基を導入する方
法、表面に濡れ性のよい物質を固着させる方法などが検
討されている。
【0004】たとえば、化学的処理としては、酸化処理
が通常用いられており、表面に水酸基、カルボニル基、
カルボキシル基が形成される他に、表面の緻密層が除去
される、表面積が大きくなる、表面に凹凸が生じるなど
の変化が濡れ性の向上,接着性改良に効果を表わす。ま
た、そのほかの化学的手法の一つとしてフッ素ガスを用
いて炭素材とマトリクスとの親和性を増す方法が報告さ
れている(特開昭60−191011号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記酸化処理において
は、表面処理の程度を強くしても活性点の量は処理の程
度に比例して増加するわけでなく、また表面の粗化は欠
陥の導入に他ならずより一層の濡れ性の改善が求められ
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは炭素質粉粒
体とバインダー等のマトリクスとの親和力を向上させる
目的で、種々検討を行ない、炭素質粉粒体に酸化処理と
フッ素ガスによるフッ素化処理を併用することにより、
それぞれ単独で用いる場合と比較して著しく濡れ性が向
上することを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、炭素繊維の表面を酸
化処理及びフッ素化処理することを特徴とする炭素質粉
粒体の表面改質方法を要旨とする。以下、本発明を詳細
に説明する。まず、本発明において用いられる炭素質粉
粒体としては、特に制限されず、カーボンブラック、ピ
ッチコークス、黒鉛等の粉粒体が挙げられ、粒径は、使
用目的に応じ粗粒〜微粒から選定される。
【0008】本発明における酸化処理及びフッ素化処理
は、(i)まず酸化処理を行ない、炭素質粉粒体の表面
に酸素を導入した後に、第二段階としてフッ素化処理す
るか、逆に(ii)まずフッ素化処理した後に、酸化処理
する方法のいずれでもよいが、好適には(i)の方法が
採用される。酸化処理は、液相酸化、気相酸化のいずれ
でもよく、表面に酸素含有官能基やC−O−C結合のよ
うな酸化物を導入するものであればよく、表面積の増加
や凹凸の生成を伴うものであってもよい。
【0009】液相酸化法としては、(i)硝酸,過マン
ガン酸/硫酸,クロム酸塩,次亜塩素酸塩等の薬液酸
化、(ii)酸,アルカリ,塩類等の各種電解質を用いた
電解酸化が挙げられる。また、気相酸化法としては、空
気,酸素,オゾン,窒素酸化物,ハロゲンガス,プラズ
マ,触媒酸化等による方法が挙げられる。
【0010】上記酸化において、たとえば濃硝酸を用い
る場合には、薬液酸化であれば0.5〜48時間程度の
煮沸が好適である。さらに、気相酸化による場合には気
相の種類にもよるが400〜1100℃,数秒〜数分程
度が一般的である。本発明におけるフッ素化処理は、フ
ッ素ガスにより行なわれる。その温度は90℃以下、望
ましくは30℃以下のC−Fの共有結合を十分形成しな
い温度域が好適である。また、フッ素化処理時間は炭素
質粉粒体に均一にフッ素が供給されれば短時間の処理で
よく、時間が長くなってもそれ相応の効果は期待できな
いため通常は1〜30分の処理時間であり、より好まし
くは10分以下である。フッ素ガスのフッ素分圧は加圧
〜減圧まで特に制限ないが、好ましくは1mmHg〜5
0mmHgで処理するのがよい。
【0011】また、フッ素ガスとしてはそれ単独で用い
ても、窒素、アルゴンなどの不活性ガス又は空気等を混
合しても用いることができる。本発明により表面改質さ
れた炭素質粉粒体は、分散媒、バインダー等のマトリク
スとの濡れ性が向上し、たとえば強度の向上した炭素質
成形体、分散性の良好なインキ類等を得ることができ
る。
【0012】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明の範囲はその要旨を越えない限り実施例
に限定されるものではない。 実施例1 表1に示す造粒カーボンブラック(粒子径20nm)
を、管状電気炉を加熱源としたキルンを用いて流通空気
中で350℃において6時間酸化処理を施した。
【0013】酸化処理後のカーボンブラックの酸化の程
度を真空中950℃の加熱脱気によって発生するガスの
定量によって調べると、酸素官能基由来のCO,CO2
の量は表2に示すごとく増加していることがわかった。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】ついで、フッ素化処理用反応器内に入れ、
容器内を真空に保った後、フッ素ガスを導入し、室温で
フッ素圧10mmHg、3分間の条件でフッ素化処理し
た。得られた改質カーボンブラックの水に対する濡れ性
の尺度として浸漬熱を測定した。
【0017】〔浸漬熱の測定法〕浸漬熱は、東京理工
(株)社製、双子型カロリメーターを用い、水に対する
浸漬熱を文献(セラミックス第11巻(1976) No.
5, pp.433−440)に従って測定した。
【0018】[サンプルの前処理]カーボンブラックを
約0.3g精秤し、これをガラスアンプルに取り、10
-5torrの真空下150℃で3時間加熱脱気処理後そ
のまま封管した。
【0019】[測定]上記アンプルを20ccの水が入
った容器に入れ、これを双子型カロリーメーター内にセ
ットする。恒温槽内の温度が一定(25℃)になってか
ら、ガラスアンプルを破壊して、水とカーボンブラック
を接触させ、この時発生する熱量を検出した。ガラスア
ンプルの破壊熱は参照側の空アンプルの破壊熱を差し引
くことによって校正した。
【0020】測定効果は、523erg/cm2 であっ
た(酸化及びフッ素化に供した原料カーボンブラックの
浸漬熱は、87erg/cm2 であった。)。なお、比
較のために、実施例1の酸化処理、フッ素化処理の一方
のみを行なった場合について、測定したところ次のとお
りであった。 酸化処理のみ : 106erg/cm2 フッ素化処理のみ : 412erg/cm2 フッ化処理後の改質カーボンブラックを水に落下すると
すみやかに濡れ、沈降した。これを超音波分散して放置
すると、分散状態が数時間保持されることがわかった。
【0021】フッ化処理前では、水に落下しても濡れに
くく、また、湿潤後超音波分散して放置すると数分後に
は、凝集沈降することがわかった。
【0022】実施例2 表3に示す黒鉛(熱処理温度3200℃)を450〜5
00℃で30分間空気酸化し、ついでフッ素化処理装置
内に入れ、容器内を真空に保った後、フッ素ガスを導入
し、室温でフッ素ガス分圧10mmHg、10分間の条
件でフッ素化処理をした。
【0023】得られた処理品と未処理品および処理品水
洗物の100mg/100ml−蒸留水超音波分散体の
pHおよびゼータ(ζ)電位(界面動電位)、サスペン
ジョンの電気伝導度は表4の通りであった。また、50
0mg/50ml−蒸留水超音波分散体の沈降試験結果
は表5の通りであった。 〔ζ電位の測定法〕ζ電位は、Pen Kem社製LA
ZER ZEE METER Model501を用
い、電気泳動顕微鏡法で測定した。
【0024】[測定]上記の超音波分散体25mlを泳
動セルに入れ、注意深く脱気した後装置にセットする。
粒子からのレーザー散乱光が静止している事を確認し、
10V/cmの電圧を印可し、粒子を電気泳動させる。
装置に内蔵の回転プリズムを動かし粒子が静止して見え
る状態のプリズム回転速度から易動度を求め、Smol
uchowskiの式からζ電位を算出した。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
【表5】
【0028】処理品の沈降時間が速く、ζ電位が小さい
のは、電気伝導度の結果から粒子より放出されたイオン
による拡散層の圧縮によるためと解される。また、沈降
体積の結果から処理品は凝集の程度が未処理品と比較し
て、著しく小さいことが分かる。この凝集しなくなった
理由は、pHと電気伝導度を揃えた未処理品と処理品水
洗物のζ電位がほぼ同じであることから、静電反発力の
増加によるものではなく、Van−der Waals
エネルギーの減少によるものであることが分かる。従っ
て、水に対するぬれが良くなり、逆に炭化水素に対する
ぬれが悪くなったために、最終沈降体積到達時間が約2
00倍という分散安定性が発現したものと考えられる。
【0029】参考例1 成 分 重量% 実施例1で得た改質カーボンブラック 10.0 エチレングリコール 20.0 防腐剤、防錆剤 若干量 水 残余 100.0 実施例1で得た改質カーボンブラックを水及びエチレン
グリコール中に加え、ビーズミルで混合分散した。次
に、この分散液に前記組成になるように、防腐剤、防錆
剤、水及びエチレングリコールを加え、スターラーで攪
拌した後、遠心分離機にて粗大粒子を除去し、水性ボー
ルペン用インキを得た。
【0030】参考例2 成 分 重量% 実施例2で得た改質黒鉛粉末 15.0 エチレングリコール 10.0 スチレンアクリル酸樹脂 5.0 防腐剤 若干量 水 残余 100.0 スチレンアクリル酸樹脂を水及びエチレングリコール中
に溶解し、これに実施例2で得た改質黒鉛粉末を加え、
ビーズミルで混合分散した。次に、この分散液に前記組
成になるように、防腐剤、水及びエチレングリコールを
加え、スターラーで攪拌した後、遠心分離機にて粗大粒
子を除去し、水性マーカー用インキを得た。
【0031】比較例1 参考例1において、実施例1の改質カーボンブラックの
代わりに未処理カーボンブラックを用いた以外は参考例
1と同様にして、水性マーカー用インキを得た。
【0032】比較例2 参考例2において、参考例2の改質黒鉛粉末の代わりに
未処理黒鉛粉末を用いた以外は、参考例2と同様にして
水性マーカー用インキを得た。
【0033】参考例1及び比較例1で得たインキを水性
ボールペンにセットし経時安定性をテストしたところ、
比較例1のインキをセットしたものは初筆から筆記不能
であったのに比べて、参考例1のインキをセットしたも
のは50℃、1か月放置後でも筆記性能は良好であっ
た。同様に参考例2及び比較例2で得たインキを水性マ
ーカーにセットし経時安定性をテストしたところ、比較
例2のインキをセットしたものは初筆から筆記不能であ
ったのに比べて、参考例2のインキをセットしたものは
50℃、1か月放置後でも筆記性能は良好であった。
【0034】
【発明の効果】本発明方法によれば、表面の濡れ性が向
上した炭素粉粒体を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄭 容宝 京都市上京区千本通出水下ル十四軒町394 番地の1 (72)発明者 西本 洋二 群馬県藤岡市立石字萩谷戸裏1091番地 三 菱鉛筆株式会社群馬工場内 (72)発明者 若田 昌志 群馬県藤岡市立石字萩谷戸裏1091番地 三 菱鉛筆株式会社群馬工場内 (72)発明者 小原 秀彦 京都市左京区北白川平井町28番地の1 (72)発明者 吉江 健一 横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株 式会社総合研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素質粉粒体の表面を酸化処理及びフッ
    素化処理することを特徴とする炭素質粉粒体の表面改質
    法。
JP3241398A 1991-09-20 1991-09-20 炭素質粉粒体の表面改質法 Withdrawn JPH0578110A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3241398A JPH0578110A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 炭素質粉粒体の表面改質法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3241398A JPH0578110A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 炭素質粉粒体の表面改質法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0578110A true JPH0578110A (ja) 1993-03-30

Family

ID=17073691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3241398A Withdrawn JPH0578110A (ja) 1991-09-20 1991-09-20 炭素質粉粒体の表面改質法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0578110A (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437715A (en) * 1992-08-31 1995-08-01 Mitsubishi Pencil Kabushiki Kaisha Recording material containing carbonaceous powder whose surface is modified with fluorine gas
JPH10204341A (ja) * 1997-01-21 1998-08-04 Mitsubishi Chem Corp 塗料組成物
JP2003531267A (ja) * 2000-04-20 2003-10-21 ベロル・コーポレイション 剪断減粘性筆記用組成物、筆記用具及び方法
EP1619262A2 (en) 2004-07-21 2006-01-25 Nissin Kogyo Co., Ltd Carbon-based material and method of producing the same, and composite material and method of producing the same
EP1637255A1 (en) 2004-09-09 2006-03-22 Nissin Kogyo Co., Ltd Composite metal material and method of producing the same
DE102007060307A1 (de) 2007-12-12 2009-06-18 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Nachbehandlung von Ruß
US8182727B2 (en) 2004-09-03 2012-05-22 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon-based material and method of producing the same, and composite material and method of producing the same
JP2019069872A (ja) * 2017-10-06 2019-05-09 国立研究開発法人産業技術総合研究所 可視光活性修飾炭素粒子・チタニアコアシェル複合体、その製造方法
JP2021500306A (ja) * 2017-10-24 2021-01-07 グラフェン テクノロジーズ インコーポレイテッド 格子改変炭素およびその化学的官能化

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437715A (en) * 1992-08-31 1995-08-01 Mitsubishi Pencil Kabushiki Kaisha Recording material containing carbonaceous powder whose surface is modified with fluorine gas
US5498281A (en) * 1992-08-31 1996-03-12 Mitsubishi Pencil Kabushiki Kaisha Recording material containing carbonaceous powder whose surface is modified with fluorine gas
JPH10204341A (ja) * 1997-01-21 1998-08-04 Mitsubishi Chem Corp 塗料組成物
JP2003531267A (ja) * 2000-04-20 2003-10-21 ベロル・コーポレイション 剪断減粘性筆記用組成物、筆記用具及び方法
EP1619262A2 (en) 2004-07-21 2006-01-25 Nissin Kogyo Co., Ltd Carbon-based material and method of producing the same, and composite material and method of producing the same
US8052918B2 (en) 2004-07-21 2011-11-08 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon-based material and method of producing the same, and composite material and method of producing the same
US8182727B2 (en) 2004-09-03 2012-05-22 Nissin Kogyo Co., Ltd. Carbon-based material and method of producing the same, and composite material and method of producing the same
EP1637255A1 (en) 2004-09-09 2006-03-22 Nissin Kogyo Co., Ltd Composite metal material and method of producing the same
US7803297B2 (en) 2004-09-09 2010-09-28 Nissin Kogyo Co., Ltd. Composite material and method of producing the same, and composite metal material and method of producing the same
DE102007060307A1 (de) 2007-12-12 2009-06-18 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Nachbehandlung von Ruß
JP2019069872A (ja) * 2017-10-06 2019-05-09 国立研究開発法人産業技術総合研究所 可視光活性修飾炭素粒子・チタニアコアシェル複合体、その製造方法
JP2021500306A (ja) * 2017-10-24 2021-01-07 グラフェン テクノロジーズ インコーポレイテッド 格子改変炭素およびその化学的官能化

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180291182A1 (en) Functionalized graphene sheets having high carbon to oxygen ratios
Stozhko et al. Modified carbon-containing electrodes in stripping voltammetry of metals: Part I. Glassy carbon and carbon paste electrodes
Fowkes et al. Surface and colloid chemical studies of gamma iron oxides for magnetic memory media
Rezaei et al. Multiwalled carbon nanotubes modified electrode as a sensor for adsorptive stripping voltammetric determination of hydrochlorothiazide
JPH0578110A (ja) 炭素質粉粒体の表面改質法
Zeinali et al. Fabrication of a selective and sensitive electrochemical sensor modified with magnetic molecularly imprinted polymer for amoxicillin
Lawrence et al. Functionalized carbon nanoparticles, blacks and soots as electron‐transfer building blocks and conduits
HU200613B (en) Process for modifying surface characteristics of blacks
Balooei et al. Novel sensor based on 3-mercaptopropyltrimethoxysilane functionalized carbon nanotubes modified glassy carbon electrode for electrochemical determination of cefixime
Amini et al. Layered double hydroxide nanoparticles embedded in a biopolymer: a novel platform for electroanalytical determination of diazepam
Marques et al. Development of electrochemical platform based on molecularly imprinted poly (methacrylic acid) grafted on iniferter‐modified carbon nanotubes for 17β‐estradiol determination in water samples
Afkhami et al. Fabrication of an electrochemical sensor based on a new nano-ion imprinted polymer for highly selective and sensitive determination of molybdate
JP5035720B2 (ja) 導電性黒色粉末の製造方法と導電性黒色膜
JP6564551B1 (ja) 表面改質チタン酸バリウム粒子材料、チタン酸バリウム含有樹脂組成物、及びチタン酸バリウム分散液
Sinapi et al. Assessment by XPS and electrochemical techniques of two molecular organosilane films prepared on stainless‐steel surfaces
US4957593A (en) Modified composite electrodes with renewable surface for electrochemical applications and method of making same
WO2015050257A1 (ja) 無機顔料粒子及びその製造方法
MIZUTA et al. Wetting and dispersion of silicon powder without deflocculants
JPH09124312A (ja) 炭素質粉粒体の表面改質法
Ghalkhani et al. Development of a Nanocellulose composite based voltammetric sensor for vitamin b9 analysis
JP3703621B2 (ja) 易水分散性カーボンブラック及びその製造方法
JP3292518B2 (ja) 走査型電気化学顕微鏡の探針及びその製造方法
JP2004224950A (ja) 複合化カーボンブラックの製造方法
KR101891849B1 (ko) 유기할로겐 화합물 처리용 철 분말의 제조방법, 및 토양·지하수오염의 정화방법
Ghanei-Motlagh et al. An electrochemical sensor based on novel ion imprinted polymeric nanoparticles for selective detection of lead ions

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203