TWI733662B - 層狀物質含有液之製造方法 - Google Patents

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Abstract

對含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物的溶液，照射音波及電波中之至少一者。或者，對含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物的溶液，進行加熱。

Description

層狀物質含有液之製造方法
本發明涉及一種同時含有層狀物質與離子液體的層狀物質含有液及其製造方法。
具有層狀構造的物質(層狀物質)起因於其層狀構造而發揮特殊的物理性質，因此許多研究人員對各種各樣的層狀物質進行了研究。
例如，提出了使用被稱作奈米層片的層狀物質來提升電子器件之性能(例如，參照非專利文獻1)。作為該奈米層片，不僅只係單層(一個單元層)層狀物質，也使用複數層(2層~5層)層狀物質。
層狀物質一般以複數的層狀物質被積層的狀態(積層物)存在。因此，為了從積層物剝離層狀物質，提出了使用黏著帶的物理剝離方法、使用氧化法的化學剝離方法、在有機溶劑中照射超音波等的方法等(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]B.Radisavljevic等，Nature Nanotech，6，147頁~150頁，3011年
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2013/172350號公報
因為有關層狀物質之注目度越來越高，故期望確立一種可以獲得該層狀物質的技術。
因此期望提供一種可以容易地獲得層狀物質的層狀物質含有液及其製造方法。
為了達到上述目的，本發明人藉著深入廣泛的研究，發現藉由製備同時含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物的溶液，並且對該溶液照射音波等、或加熱該溶液，可以解決上述問題。
本發明基於上述見解而完成，本發明之一種實施型態之層狀物質含有液含有：離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質。
又，本發明之一種實施型態之層狀物質含有液的製造方法係對溶液照射音波及電波中之至少一者，其中該溶液含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物。
又，本發明之一種實施型態之層狀物質含有液的製造方法係對下述溶液進行加熱，其中該溶液含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物。
在此，本發明之“層狀物質”係層狀之薄物質。該“層狀物質”可以僅含有1種元素作為其構成元素，也可以含有2種以上元素作為其構成元素。
其中，“層狀物質”可以為單層，也可以為多層。多層層狀物質之層數十分少，具體而言，該層數為9層以下，較佳為4層以下。又，在多層層狀物質中，可以為複數層中之一部分的層含有2種以上元素作為其構成元素，也可以為全部的層(各層)含有2種以上元素作為其構成元素。對此，本發明之“層狀物質之積層物”因為係複數的層狀物質被積層的構造體，故為多層(10層以上)。
依據本發明之一種實施型態之層狀物質含有液及其製造方法，對含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物的溶液，照射音波等、或加熱該溶液。藉此，因為層狀物質簡單地從積層物剝離，故該層狀物質被高濃度地分散在離子液體中。因此，能夠容易地獲得層狀物質。
以下，對本發明之一種實施型態進行詳細說明。說明的順序如下。但是，有關本發明之詳細內容不只限於以下說明之樣態，可以作適當變更。
1.層狀物質含有液
1-1.離子液體
1-1-1.陽離子
1-1-2.陰離子
1-2.高分子化合物
1-2-1.水解性高分子化合物
1-2-2.熱分解性高分子化合物
1-3.層狀物質
1-4.其他材料
2.層狀物質含有液之製造方法
2-1.層狀物質含有液之製備
2-2.層狀物質含有液之精製
3.作用及效果
<1.層狀物質含有液>
首先，對層狀物質含有液之構成進行說明。
層狀物質含有液含有：離子液體、高分子化合物、與層狀物質，該層狀物質分散於離子液體中。
<1-1.離子液體>
離子液體係液體的鹽。該離子液體包含陽離子及陰離子。
離子液體之種類，沒有特別限定，只要為任意的離子液體中之任何1種或2種以上即可。
有關陽離子及陰離子各自之詳細內容，如下所述。亦即，離子液體係下述一連串陽離子中之任何1種或2種以上離子、與下述一連串陰離子中之任何1種或2種以上離子組合成的化合物。但是，陽離子之種類不限定於下述一連串的陽離子，並且陰離子之種類不限定於下述一連串的陰離子。
本發明之離子液體也包含在分子內形成鹽的化合物。如此之離子液體之具體例子係(甲氧基羰基胺磺醯基)三乙基氫氧化銨((Methoxy carbonyl sulfamoyl)triethylammonium hydroxide)等。
層狀物質含有液中的離子液體之含有量，沒有特別的限定，例如較佳為5重量%~98重量%，更佳為25重量%~80重量%。
<1-1-1.陽離子>
陽離子包含任意的陽離子中之任何1種或2種以上。
該陽離子例如係：咪唑鎓(Imidazolium)類離子、吡啶鎓(Pyridinium)類離子、銨類離子、吡咯啶鎓(Pyrrolidinium)類離子、膽鹼(Choline)類離子、鏻(Phosphonium)類離子、鋶(Sulfonium)類離子以及該等之複合類離子等。
咪唑鎓類離子之具體例子係：1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-己基-3-甲基咪唑鎓、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓、1,2-二甲基-3-丙基咪唑鎓、1-丁基-3-甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二甲氧基-2-甲基咪唑鎓、1-癸基-3-甲基咪唑鎓、1-(2-羥乙基)-3-甲基咪唑鎓、1-甲基-3-乙烯基咪唑鎓、1,3-二乙氧基咪唑鎓、1-芐基-3-甲基咪唑鎓、1-乙 基-3-乙烯基咪唑鎓、1-甲基-3-(2',3'-環氧丙基)咪唑鎓、1,3-雙(氰基甲基)咪唑鎓、1,3-雙(3-氰基丙基)咪唑鎓以及由下列式(1)表示的化合物等。
Figure 105108441-A0202-12-0006-1
(R1及R2分別係一價未取代的烴基及一價經取代的烴基中之任何一個。R3~R8分別係氫原子、一價未取代的烴基及一價經取代的烴基中之任何一個。R9係由下列式(2)及式(3)分別表示的二價基中之任何一個。n係0以上的整數。)
Figure 105108441-A0202-12-0006-2
(R10及R11分別係二價未取代的烴基及二價經取代的烴基中之任何一個。Z1係醚鍵(-O-)、硫醚(sulfide)鍵(-S-)、二價未取代的芳香族烴基及二價經取代的芳香族烴基中之任何一個。m1係1以上的整數。)
Figure 105108441-A0202-12-0006-3
(R12~R15分別係二價未取代的烴基及二價經取代的烴基中之任何一個。Z2係二價未取代的芳香族烴基及二價經取代的芳香族烴基中之任何一個。m2及m3分別係1以上的整數。)
R1及R2各自的種類只要係一價未取代的烴基及一價經取代的烴基中之任何一個即可，沒有特別限定。一價未取代的烴基及一價經 取代的烴基可以分別為直鏈狀，也可以分別為具有1個或2個以上側鏈的支鏈狀。又，R1及R2可以為相同的基團，也可以為不同的基團。
一價未取代的烴基係由碳及氫構成的一價基團的總稱，例如係烷基、烯基、炔基、環烷基、芳基及該等中之2種以上結合成的一價基團等。
烷基的具體例係甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、戊基、異戊基、三級戊基、己基及庚基等。烯基的具體例係乙烯基及丙烯基等。炔基的具體例係乙炔基等。環烷基的具體例係環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基等。芳基的具體例係苯基及萘基等。
一價未取代的烴基的碳原子數沒有特別限定，較佳為不要極端地過多。具體而言，烷基、烯基及炔基各自的碳原子數較佳為1~7。環烷基及芳基各自的碳原子數較佳為6或7。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。
一價經取代的烴基係在一價未取代的烴基上導入有1個或2個以上取代基的基團。亦即，在一價經取代的烴基中，一價未取代的烴基中之1個或2個以上氫原子被取代基取代。該取代基之種類可以僅為1種，也可以為2種以上。
取代基之種類沒有特別的限定，例如係鹵素原子、氰基(-CN)、硝基(-NO2)、羥基(-OH)、硫醇基(-SH)、羧基(-COOH)、醛基(-CHO)、胺基(-NR2)、該等之鹽以及該等之酯等。鹵素原子例如係氟原子(F)、氯原子(Cl)、溴原子(Br)及碘原子(I)等。胺基(-NR2)中 的2個R分別係氫原子及一價未取代的烴基中之任何一個。該2個R可以為相同的基團，也可以為不同的基團。關於一價未取代的烴基的詳細內容，如上所述。當然，取代基之種類也可以為上述以外的基團。
R3~R8各自的種類只要係氫原子、一價未取代的烴基及一價經取代的烴基中之任何一個即可，沒有特別限定。R3~R8可以為相同的基團，也可以為不同的基團。當然，也可以為R3~R8中之一部分係相同的基團。關於一價未取代的烴基及一價經取代的烴基各自的詳細內容，如上所述。
決定重複單元數的n之值係0以上的整數即可，沒有特別限定。亦即，n之值可以為0，也可以為1以上的整數。其中，n較佳為30以下的整數。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。
R7及R8各自的種類只要係氫原子、一價未取代的烴基及一價經取代的烴基中之任何一個即可，沒有特別限定。R7及R8可以為相同的基團，也可以為不同的基團。因為n為2以上的整數，故在R8為複數的情況下，R7及R8中之一部分可以為相同的基團。關於一價未取代的烴基及一價經取代的烴基各自的詳細內容，如上所述。
其中，較佳為：R7及R8中之1個或2個以上係一價未取代的烴基。在此情況下，只要於R7及R8中包含一價未取代的烴基，該一價未取代的烴基數可以僅為1個，也可以為2個以上。亦即，在R8為複數的情況下，可以為R7係一價未取代的烴基，也可以為複數個R8中之1個以上係一價未取代的烴基。之所以R7及R8中之1個以上係一價未取代的烴基，係因為在R7及R8中包含一價未取代的烴基的情況與在R7及R8中不 包含一價未取代的烴基的情況相比，能夠提升層狀物質的分散性等。
更具體而言，在n之值為0的情況下，R7較佳為一價未取代的烴基。或者，在n之值為1以上的情況下，雖然只要R7及R8中之1個以上係一價未取代的烴基即可，但是其中，較佳為：R7及R8中之全部係一價未取代的烴基。因為在以上任何一種情況下，更加能夠提升層狀物質的分散性等。
再者，為R7及R8中之1個以上的一價未取代的烴基之種類只要係上述有關一價未取代的烴基候選中之任何一個即可，沒有特別的限定。其中，一價未取代的烴基較佳為：與n之值無關，係烷基。因為如此更加能夠提升層狀物質的分散性等。
R9可以係由式(2)所示的二價基，也可以係由式(3)所示的二價基。因為n為2以上的整數，故在R9為複數的情況下，該複數的R9可以為相同的基團，也可以為不同的基團。當然，也可以為複數的R9中之一部分係相同的基團。
R10及R11各自的種類只要係二價未取代的烴基及二價經取代的烴基中之任何一個即可，沒有特別的限定。二價未取代的烴基及二價經取代的烴基可以分別為直鏈狀，也可以分別為具有1個或2個以上側鏈的支鏈狀。R10及R11可以為相同的基團，也可以為不同的基團。因為m1為2以上，故在R10為複數的情況下，該複數的R10可以為相同的基團，也可以為不同的基團。當然，也可以為複數的R10中之一部分係相同的基團。
二價未取代的烴基係由碳及氫構成的二價基團的總稱，例如 係伸烷基(alkylene group)、伸烯基(alkenylene group)、伸炔基(alkynylene group)、伸環烷基(cyclo alkylene group)、伸芳基(arylene group)及該等中之2種以上結合成的二價基團等。
伸烷基的具體例係甲烷-1,1-二基、乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,2-二基、丁烷-1,3-二基及丁烷-2,3-二基等。伸烯基的具體例係伸乙烯基等。伸炔基的具體例係伸乙炔基等。伸環烷基的具體例係伸環丙基及伸環丁基等。伸芳基的具體例係伸苯基及伸萘基等。
二價未取代的烴基的碳原子數沒有特別的限定，較佳為不要極端地過多。具體而言，伸烷基、伸烯基及伸炔基各自的碳原子數較佳為1~4。伸環烷基及伸芳基各自的碳原子數較佳為6。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。
二價經取代的烴基係在二價未取代的烴基上導入有1個或2個以上取代基的基團。再者，關於取代基之種類等詳細內容，如上所述。
Z1之種類只要係醚鍵、硫醚鍵、二價未取代的芳香族烴基及二價經取代的芳香族烴基中之任何一個即可，沒有特別的限定。因為m1為2以上，故在Z1為複數的情況下，該複數的Z1可以為相同的基團，也可以為不同的基團。當然，也可以為複數的Z1中之一部分係相同的基團。
二價未取代的芳香族烴基係由碳及氫構成、且具有共軛環構造的二價基團的總稱，例如係伸芳基等。該伸芳基的具體例係單環式伸苯基環等、以及多環式伸萘基等。
二價未取代的芳香族烴基雖然具有二個鍵結鍵，但是二個鍵 結鍵的位置沒有特別的限定。若舉一例，則係在二價未取代的芳香族烴基為伸苯基的情況下，相對第一個鍵結鍵的位置，第二個鍵結鍵的位置可以為鄰位，也可以為間位，也可以為對位。其中，第二個鍵結鍵的位置較佳為對位。因為如此能夠提升離子液體的化學穩定性，並且也能夠提升分散性等。
二價經取代的芳香族烴基係在二價未取代的芳香族烴基上導入有1個或2個以上取代基的基團。再者，關於取代基之種類等詳細內容，如上所述。
決定重複單元數的m1之值係1以上的整數即可，沒有特別的限定。其中，m1較佳為30以下的整數。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。
R12~R15各自的種類只要係二價未取代的烴基及二價經取代的烴基中之任何一個即可，沒有特別的限定。R12~R15可以為相同的基團，也可以為不同的基團。當然，也可以為R12~R15中之一部分係相同的基團。因為m2為2以上，故在R13為複數的情況下，該複數的R13可以為相同的基團，也可以為不同的基團。又，也可以為複數的R13中之一部分係相同的基團。同樣因為m3為2以上，故在R14為複數的情況下，該複數的R14可以為相同的基團，也可以為不同的基團。又，也可以為複數的R14中之一部分係相同的基團。有關二價未取代的烴基及二價經取代的烴基各自的詳細內容如上所述。
Z2之種類只要係二價未取代的芳香族烴基及二價經取代的芳香族烴基中之任何一個即可，沒有特別的限定。有關二價未取代的芳香 族烴基及二價經取代的芳香族烴基各自的詳細內容如上所述。
決定重複單元數的m2及m3之值係1以上的整數即可，沒有特別的限定。其中，m2及m3分別較佳為30以下的整數。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。
其中，陽離子之結構較佳為滿足以下條件。因為如此能夠容易地合成，並且能夠進一步提升層狀物質的分散性等。
位於兩末端的R1及R2分別較佳為直鏈狀的烷基，更具體而言，較佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基及正己基等。導入咪唑鎓環的R3~R6分別較佳為氫原子。導入咪唑鎓環的R7及R8分別較佳為直鏈狀的烷基，更具體而言，較佳為甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基及正己基等。導入連接咪唑鎓環彼此的基團的R10~R15分別較佳為直鏈狀的伸烷基，更具體而言，較佳為伸乙基。
決定重複單元數的n之值較佳為0~2的整數。因為若n之值過大，則由於離子液體的黏度增大，在後述層狀物質含有液之製造步驟中，有可能難以剝離層狀物質。又，因為在有必要進行層狀物質含有液之精製處理的情況下，有可能難以進行該精製處理。
m1之值較佳為1~5的整數，並且m2及m3之值分別較佳為2或3。
再者，在上述一價未取代的烴基中，也可以導入有下述連接基團中之任何1種或2種以上。
該連接基團之種類係二價基團即可，沒有特別的限定。連接基團之具體例子係-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR-及-S-等。R係 氫原子及一價未取代的烴基中之任何一個。
在此說明的連接基團以一次或二次以上分割碳鏈的方式導入於一價未取代的烴基中。若舉一個例子，則係：在乙基(-CH2-CH3)中導入1個醚基，成為-CH2-O-CH3。又，在丙基(-CH2-CH2-CH3)中導入2個醚基，成為-CH2-O-CH2-O-CH3。
關於一價經取代的烴基、二價未取代的烴基、二價經取代的烴基、二價未取代的芳香族烴基及二價經取代的芳香族烴基，也可以分別以如此方式導入連接基團。
若舉一個例子，則係：在伸乙基(-CH2-CH2-)中導入1個醚基，成為-CH2-O-CH2-。又，在伸丙基(-CH2-CH2-CH2-)中導入2個醚基，成為-CH2-O-CH2-O-CH2-。
吡啶鎓類離子之具體例子係：1-丁基-4-甲基吡啶鎓、1-丁基吡啶鎓、1-(3-氰基丙基)吡啶鎓及1-丁基-3-甲基吡啶鎓等。
銨類離子之具體例子係：四乙基銨、四丁基銨、四己基銨、四庚基銨、四(癸基)銨、四-十二烷基銨、四-十六烷基銨、三乙基甲基銨、三丁基甲基銨、甲基十八烷基銨、三辛基甲基銨、芐基二甲基十四烷基銨、三(2-羥乙基)甲基銨及2-羥乙基三甲基銨等。
吡咯啶鎓類離子之具體例子係：1-丁基-1-甲基吡咯啶鎓及1-乙基-1-甲基吡咯啶鎓等。
膽鹼類離子之具體例子係：膽鹼等。
鏻類離子之具體例子係：四丁基鏻、三丁基甲基鏻、三己基十四烷基鏻、3-(三苯基膦)丙烷-1-磺酸等。
鋶類離子之具體例子係：三乙基鋶及環丙基二苯基鋶等。
複合類離子係包含上述一連串離子(陽離子之候選)之骨架中之任何1種或2種以上的離子。
該複合類離子例如係包含咪唑鎓類離子之骨架(咪唑鎓骨架)與吡啶鎓類離子之骨架(吡啶鎓骨架)的離子，該離子之具體例子係：下列化合物A等。
Figure 105108441-A0202-12-0014-4
其中，較佳為咪唑鎓類離子。因為如此能夠提升層狀物質的分散性等。
<1-1-2.陰離子>
陰離子包含任意的陰離子中之任何1種或2種以上。
陰離子例如由pAnq-表示。其中，Anq-係q價陰離子。p係為了保持離子液體全體於中性所必需的係數，該p之值根據陰離子之種類決定。p與q之乘積(p×q)等於陽離子的總價數。
一價陰離子例如係鹵素離子、無機類離子、有機磺酸類離子及有機磷酸類離子等。
鹵素離子之具體例子係：氯離子(Cl-)、溴離子(Br-)、碘離子(I-)及氟離子(F-)等。
無機類離子之具體例子係：硝酸陰離子(NO3 -)、過氯酸根 離子(ClO4 -)、氯酸根離子(ClO3 -)、硫氰酸根離子(SCN-)、六氟磷酸根離子(PF6-)、六氟化銻離子(SbF6 -)及四氟化硼離子(BF4 -)等。
有機磺酸類離子之具體例子係：乙磺酸根離子、苯磺酸根離子、甲苯磺酸根離子、甲磺酸根離子、三氟甲磺酸根離子、二苯基胺-4-磺酸根離子、2-胺基-4-甲基-5-氯苯磺酸根離子及2-胺基-5-硝基苯磺酸根離子等。除此之外，也可係日本特開平8-253705號公報、日本特表2004-503379號公報、日本特開2005-336150號公報、及國際公開第2006/28006號公報等所記載的有機磺酸根離子。
有機磷酸類離子之具體例子係：二丁基磷酸根離子、辛基磷酸根離子、十二烷基磷酸根離子、十八烷基磷酸根離子、苯基磷酸根離子、壬基苯基磷酸根離子及2,2'-亞甲基雙(4,6-二三級丁基苯基)膦酸根離子等。
除此之外，一價陰離子之具體例子係：雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺酸根離子((CF3SO2)2N-)、雙(全氟乙磺醯基)醯亞胺根離子((C2F5SO2)2N-)、雙(全氟丁磺醯基)醯亞胺根離子((C4F9SO2)2N-)、全氟-4-乙基環己烷磺酸根離子、四(五氟苯基)硼酸根離子、三(氟烷基磺醯基)碳離子、二氰亞胺、醋酸根陰離子、三氟醋酸根陰離子及二苯甲醯基酒石酸陰離子等。
二價陰離子之具體例子係：苯二磺酸根離子及萘二磺酸根離子等。
其中，陰離子較佳為氯離子、溴離子、六氟磷酸根離子、四氟化硼離子及雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺酸根離子中之任何一個，更佳為六氟磷酸根離子。因為如此能夠提升層狀物質的分散性。
<1-2.高分子化合物>
高分子化合物包含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之一者或兩者。亦即，高分子化合物可以僅包含水解性高分子化合物，也可以僅包含熱分解性高分子化合物，也可以包含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物之兩者。
<1-2-1.水解性高分子化合物>
水解性高分子化合物係具有水解性、即起因於與水反應而分解的性質的高分子化合物，包含具有該水解性的高分子化合物中之任何1種或2種以上。
高分子化合物之所以含有水解性高分子化合物，係因為與高分子化合物不含水解性高分子化合物的情況相比，在後述層狀物質含有液之製造步驟中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。
為了具有上述水解性，該水解性高分子化合物在分子構造中包含：可以與水反應的特定基團(反應基)中之任何1種或2種以上。
反應基例如係：醚鍵(-O-)、硫醚鍵(-S-)、酯鍵(-C(=O)-O-)、醯胺鍵(-C(=O)-NR-)、碳酸酯鍵(-O-C(=O)-O-)、脲鍵(-NR-C(=O)-NR-)及醯亞胺鍵(-C(=O)-NR-C(=O)-)等。其中，R係氫原子或烷基。在反應基包含2個R的情況下，該2個R可以為相同的基團，也可以為不同的基團。
包含1種反應基的水解性高分子化合物之具體例子如下所述。
包含醚鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：聚伸烷基二醇(PEG)、環氧樹脂、維尼綸、聚縮醛(POM)及多糖衍生物等。聚伸烷基二醇例如係：聚乙二醇、聚丙二醇及聚伸丁二醇等。多糖衍生物例如係：糊精、果膠、瓜爾膠、甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、葡聚糖及卡拉膠等。
包含硫醚鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：聚硫醚(polythioether)等。該聚硫醚之具體例子係：聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)及聚硫醚碸等。
包含酯鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚間苯二甲酸乙二酯(PEI)、聚對苯二甲酸己二酯(polyhexylene terephthalate)、PET/PEI之共聚物、聚芳酯(polyarylate)、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)及液晶聚酯等。
包含醯胺鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：膠原蛋白、尼龍及其衍生物等。
包含碳酸酯鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：聚碳酸酯樹酯等。
包含脲鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：聚脲樹脂等。
包含醯亞胺鍵的水解性高分子化合物之具體例子係：聚醯亞胺樹脂等。
包含2種反應基的水解性高分子化合物例如係將上述一連 串的含有1種反應基的水解性高分子化合物中之2種以上組合成的化合物。該化合物之具體例子係：聚醚聚胺酯(polyether polyurethane)、聚醯胺-醯亞胺、聚醚醯亞胺及聚醚醚酮等。
其中，反應基較佳為醚鍵。此因在層狀物質含有液之製造步驟中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。
再者，水解性高分子化合物較佳為在離子液體中可以分散或溶解。又，在層狀物質含有液包含後述其他材料(溶劑)的情況下，水解性高分子化合物較佳為在溶劑中可以分散或溶解。
該水解性高分子化合物之分子量(重量平均分子量)雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如600~70000，更佳為2000~40000。此因在層狀物質含有液中，水解性高分子化合物容易分散或溶解。
層狀物質含有液中的水解性高分子化合物的含有量雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如5重量%~95重量%，更佳為20重量%~75重量%。
<1-2-2.熱分解性高分子化合物>
熱分解性高分子化合物係具有起因於熱而分解的性質的高分子化合物，包含具有該熱分解性的高分子化合物中之任何1種或2種以上。
更具體而言，熱分解性高分子化合物較佳為包含：在使用熱重量分析法(TG：Thermogravimetry)測定重量(質量)時，於180℃以下、較佳為150℃以下的溫度發生重量減少的化合物中之任何1種或2種以上。發生重量減少的溫度只要在180℃以下、較佳為150℃以下即可，沒有特別 的限定。
高分子化合物之所以含有熱分解性高分子化合物，係因為與高分子化合物不含熱分解性高分子化合物的情況相比，在後述層狀物質含有液之製造步驟中，容易從層狀積層物剝離層狀物質。
熱分解性高分子化合物例如係藉由使用1種或2種以上單體的聚合反應獲得的、並且滿足上述有關重量減少的條件的熱分解性化合物(聚合物)，可以為均聚物，也可以為共聚物。該單體之種類沒有特別的限定，例如係：丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺類、乙烯酯類、苯乙烯類、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯腈、馬來酸酐及馬來酸醯亞胺等。
丙烯酸酯類之具體例子係：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸二級丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸氯乙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基戊酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸烯丙酯、三羥甲基丙烷單丙烯酸酯、新戊四醇單丙烯酸酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸甲氧基芐酯、丙烯酸氯芐酯、丙烯酸羥基芐酯、丙烯酸羥基苯乙酯、丙烯酸二羥基苯乙酯、丙烯酸糠酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸羥基苯酯、丙烯酸氯苯酯、丙烯酸胺磺醯基苯酯及丙烯酸2-(羥基苯基羰氧基)乙酯等。
甲基丙烯酸酯類之具體例子係：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸二級丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯 酸戊酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸氯乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基戊酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羥甲基丙烷單甲基丙烯酸酯、新戊四醇單甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸甲氧基芐酯、甲基丙烯酸氯芐酯、甲基丙烯酸羥基芐酯、甲基丙烯酸羥基苯乙酯、甲基丙烯酸二羥基苯乙酯、甲基丙烯酸糠酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸羥基苯酯、甲基丙烯酸氯苯酯、甲基丙烯酸胺磺醯基苯酯及甲基丙烯酸2-(羥基苯基羰氧基)乙酯等。
丙烯醯胺類之具體例子係：丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N-丙基丙烯醯胺、N-丁基丙烯醯胺、N-芐基丙烯醯胺、N-羥乙基丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-甲苯基丙烯醯胺、N-(羥基苯基)丙烯醯胺、N-(胺磺醯基苯基)丙烯醯胺、N-(苯磺醯基)丙烯醯胺、N-(甲苯磺醯基)丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-甲基-N-苯基丙烯醯胺及N-羥乙基-N-甲基丙烯醯胺等。
甲基丙烯醯胺類之具體例子係：甲基丙烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-乙基甲基丙烯醯胺、N-丙基甲基丙烯醯胺、N-丁基甲基丙烯醯胺、N-芐基甲基丙烯醯胺、N-羥乙基甲基丙烯醯胺、N-苯基甲基丙烯醯胺、N-甲苯基甲基丙烯醯胺、N-(羥基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(胺磺醯基苯基)甲基丙烯醯胺、N-(苯磺醯基)甲基丙烯醯胺、N-(甲苯磺醯基)甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、N-甲基-N-苯基甲基丙烯醯胺及N-羥乙基-N-甲基甲基丙烯醯胺等。
乙烯酯類之具體例子係：乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯及苯甲酸 乙烯酯等。
苯乙烯類之具體例子係：苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、環己基苯乙烯、氯甲基苯乙烯、三氟甲基苯乙烯、乙氧基甲基苯乙烯、乙醯氧基甲基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、二甲氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、碘苯乙烯、氟苯乙烯及羧基苯乙烯等。
更具體而言，熱分解性高分子化合物例如係乙烯類樹脂、纖維素類樹脂及丙烯酸類樹脂等中之任何1種或2種以上。乙烯類樹脂例如係：聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛及聚氯乙烯等。纖維素類樹脂例如係：甲基纖維素、乙基纖維素及羥乙基纖維素等。丙烯酸類樹脂例如係：聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸甲酯等。
再者，熱分解性高分子化合物較佳為在離子液體中可以分散或溶解。又，在層狀物質含有液含有後述其他材料(溶劑)的情況下，熱分解性高分子化合物較佳為在溶劑中可以分散或溶解。
該熱分解性高分子化合物之分子量(重量平均分子量)雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如600~70000，更佳為2000~40000。此因在層狀物質含有液中，熱分解性高分子化合物容易分散或溶解。
層狀物質含有液中的熱分解性高分子化合物的含有量雖然沒有特別的限定，但是較佳為例如5重量%~95重量%，更佳為20重量%~75重量%。
再者，高分子化合物也可以包含既具有水解性高分子化合物之性質又具有熱分解性高分子化合物之性質的高分子化合物中之任何1種 或2種以上。該高分子化合物係所謂水解性-熱分解性高分子化合物，具有起因於與水反應而分解的性質，並且具有起因於熱而分解的性質。
<1-3.層狀物質>
層狀物質係如上所述之層狀的薄物質，即所謂的奈米層片。
該層狀物質不限於單層，如果層數十分少，也可以為多層。再者，在此說明的層狀物質係在後述層狀物質含有液之製造步驟中，從具有積層有複數層狀物質的多層構造的積層物剝離的層狀物質。再者，層狀物質之種類可以僅為1種，也可以為2種以上。
層狀物質可以係只含有1種元素作為其構成元素的物質(單元素層狀物質)，也可以係含有2種以上元素作為其構成元素的物質(多元素層狀物質)。但是，在多元素層狀物質中，也可以為複數層中之一部分或全部含有2種以上元素作為其構成元素。
單元素層狀物質之種類沒有特別的限定。該單元素層狀物質例如為石墨(graphite)類等。石墨類之具體例子係：天然石墨、膨脹石墨、人造石墨及熱解石墨等。
多元素層狀物質之種類沒有特別的限定。該多元素層狀物質例如係：金屬硫屬化物、金屬氧化物．金屬氧鹵化物、金屬磷酸鹽、黏土礦物．矽酸鹽、雙氫氧化物(double hydroxide)、層狀鈦氧化物、層狀鈣鈦礦氧化物及氮化硼類等。
金屬硫屬化物之具體例子係：MX(M為Ga、Ge及In等。X為S、Se及Te等。)、MX2(M為Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo及W等。 X為S、Se及Te等。)及MPX3(M為Mg、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cd及In等。X為S、Se及Te等。)等。
金屬氧化物．金屬氧鹵化物之具體例子係：MxOy(M為Ti、Mn、Mo及V等。)、MOXO4(M為Ti、V、Cr及Fe等。X為P及As等。)、MOX(M為Ti、V、Cr及Fe等。X為Cl及Br等。)、LnOCl(Ln為Yb、Er及Tm等。)、K〔Ca2Nan-3NbnO3n+1〕(n滿足3≦n<7。)所表示的鈮酸鹽及鈦酸鹽等。此外，MxOy之具體例係MoO3、Mo18O52、V2O5、LiNbO2及LixV3O8等。鈦酸鹽之具體例係K2Ti4O9及KTiNbO5等。
金屬磷酸鹽之具體例子係：M(HPO4)2(M為Ti、Zr、Ce及Sn等。)及Zr(ROPO3)2(R為H、Rh及CH3等。)等。
黏土礦物．矽酸鹽之具體例子係：綠土(smectite)族、高嶺土(kaolin)族、葉蠟石-滑石(pyrophyllite-talc)、蛭石(vermiculite)、雲母群、脆雲母群、綠泥石群、海泡石-坡縷石(sepiolite-palygorskite)、絲狀鋁英石(imogolite)、水鋁英石(allophane)、矽鐵土(Hisingerite)、麥羥矽鈉石(magadiite)及水矽鈉石(kanemite)等。此外，綠土族之具體例係蒙脫石(montmorillonite)及皂石(saponite)等。高嶺土族之具體例係高嶺石(kaolinite)等。
雙氫氧化物之具體例子係：〔M2+ 1-xM3+ x(OH)2〕〔An-〕x/n．zH2O(M2+為Mg2+及Zn2+等。M3+為Al3+及Fe3+等。An-為任意的陰離子。)等。
層狀鈦氧化物之具體例子係：二鈦酸鉀(K2Ti2O5)及四鈦酸鉀(K2Ti4O9)等。
層狀鈣鈦礦氧化物之具體例子係：KCa2Nb3O10、KSr2Nb3O10 及KLaNb2O7等。
氮化硼類係含有氮(N)及硼(B)作為其構成元素的化合物的總稱。該氮化硼類之具體例子係氮化硼(BN)及硼碳氮(BCN)等。
再者，層狀物質之平均粒徑雖然沒有特別的限定，但是其中，較佳為100μm以下，更佳為1μm~100μm。因為如此能夠提升層狀物質之分散性等。該平均粒徑係所謂的中值徑(相當於累積50%之D50)。
<1-4.其他材料>
再者，層狀物質含有液也可以在含有上述離子液體、高分子化合物及層狀物質的同時，含有其他材料中之任何1種或2種以上。
其他材料例如係溶劑(不包括離子液體)。該溶劑例如係水性溶劑及有機溶劑等。水性溶劑之具體例子為水及乙醇等。有機溶劑之種類沒有特別的限定。
<2.層狀物質含有液之製造方法>
其次，對上述層狀物質含有液之製造方法進行說明。此外，在下文中，將具有積層有複數層狀物質的多層構造的物質稱為“層狀積層物”。
<2-1.層狀物質含有液之製備>
在製備層狀物質含有液時，首先，製備含有離子液體、高分子化合物與層狀積層物的溶液(層狀積層物含有液)。在此情況下，如上所述，使高分子化合物包含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之一者或 兩者。
具體而言，例如在離子液體中添加高分子化合物，並且使高分子化合物在該離子液體中分散或溶解。
接著，在分散或溶解有高分子化合物的離子液體中添加層狀積層物，並且使層狀積層物在該離子液體中分散。在此情況下，根據需要，也可以攪拌離子液體。藉此，能夠獲得層狀積層物含有液。
最後，對層狀積層物含有液，照射音波及電波中之一者或兩者。
音波之種類沒有特別的限定，其中較佳為使用超音波。因為如此在層狀積層物含有液中，能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質。在使用超音波的情況下，例如可以使用任何一種超音波分散機，但其中較佳為使用喇叭型超音波分散機。超音波之頻率、振幅及照射時間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則係頻率為10kHz~1MHz、振幅為1μm~100μm(0至峰之值，zero to peak值)，並且照射時間為1分鐘以上，較佳為1分鐘~6小時。
電波之種類沒有特別的限定，其中較佳為使用微波。因為如此在層狀積層物含有液中，能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質。在使用微波的情況下，例如可以使用任何一種微波爐。微波之輸出功率、頻率及照射時間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則係輸出功率為500W、頻率為2.4GHz，並且照射時間為10秒鐘以上，較佳為10秒鐘~10分鐘。但是，也可以使用輸出功率為1W~100W，頻率為2.4GHz，照射時間為0.2小時~48小時的低能量微波。
藉由此照射處理，在層狀積層物含有液中，因為從層狀積層物剝離1層或2層以上的層狀物質，並且該層狀物質被分散在離子液體中，故能夠獲得層狀物質含有液。在該層狀物質含有液中，層狀積層物可以殘留也可以不殘留。
再者，在照射步驟中，藉由變更上述照射條件(頻率等)，能夠控制層狀物質之剝離量、即層狀物質含有液之濃度。因此，藉由設定照射條件使層狀物質之剝離量增大，能夠獲得高濃度的層狀物質含有液。具體而言，如果延長照射時間，則因為層狀物質之剝離量增大，故層狀物質含有液之濃度變高。因此，層狀物質含有液之濃度最大為10mg/cm3(=10mg/ml)以上，較佳為20mg/cm3(=20mg/ml)以上，更佳為40mg/cm3(=40mg/ml)以上。
又，最後，對層狀積層物含有液進行加熱。在此情況下，較佳為攪拌層狀積層物含有液。因為如此層狀積層物含有液容易被均一地加熱。
加熱方法沒有特別的限定，例如係：直接加熱層狀積層物含有液之方法(直接加熱法)及間接加熱層狀積層物含有液之方法(間接加熱法)等。關於直接加熱法，例如在容納有層狀積層物含有液的容器中投入加熱器等，使用該加熱器等加熱層狀積層物含有液。關於間接加熱法，例如使用加熱器具中之任何1種或2種以上，對容納有層狀積層物含有液的容器進行加熱。作為該加熱器具，例如可以使用油槽、烘箱及熱板等。加熱溫度及加熱時間等條件沒有特別的限定。若舉一例，則係加熱溫度較佳為70℃~300℃，更佳為100℃~200℃；加熱時間較佳為0.1小時~50小 時，更佳為1小時~10小時。
藉由此加熱處理，在層狀積層物含有液中，因為從層狀積層物剝離1層或2層以上的層狀物質，並且該層狀物質被分散在離子液體中，故能夠獲得層狀物質含有液。在該層狀物質含有液中，層狀積層物可以殘留也可以不殘留。
如上所述，為了獲得層狀物質含有液，可以對層狀積層物含有液照射音波等，也可以對層狀積層物含有液進行加熱。其中，較佳為加熱層狀積層物含有液。因為加熱處理比照射處理簡單，故能夠提升獲得層狀物質含有液的效率(生產性)。
<2-2.層狀物質含有液之精製>
在製備層狀物質含有液之後，根據需要，也可以精製該層狀物質含有液。
在精製層狀物質含有液時，例如使用離心分離法、索氏(Soxhlet)法及交叉流過濾法等分離精製層狀物質。但是，也可以使用其他方法精製層狀物質含有液。
其中，較佳為離心分離法。此因能夠容易地從層狀物質含有液中分離精製層狀物質。在此情況下，例如可以使用任何一種離心分離機，該離心分離條件可以任意設定。藉由該離心分離處理，層狀物質含有液例如被分離成：含有殘留之層狀積層物及雜質等的固相、與含有層狀物質的液相(上澄液)。再者，在對層狀物質含有液進行離心分離時，可以僅對該層狀物質含有液中之一部分進行離心分離，也可以對該層狀物質含有液之 全部進行離心分離。
在該離心分離處理之後，也可以從層狀物質含有液回收液相。藉此，因為從層狀物質含有液除去了雜質等，故能夠精製該層狀物質含有液。在此情況下，藉由變更離心分離條件，能夠調整層狀物質含有液之濃度(層狀物質之純度)。
<3.作用及效果>
依據上述層狀物質含有液及其製造方法，對含有離子液體、高分子化合物(含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之一者或兩者。)與層狀積層物的層狀積層物含有液照射音波等，或者加熱層狀積層物含有液。在此情況下，儘管僅使用層狀積層物含有液之製備處理、照射處理及加熱處理之簡單處理，因為能夠簡單地從層狀積層物剝離層狀物質，故該層狀物質能夠被高濃度地分散在離子液體中。而且，因為能夠穩定且再現性良好地剝離層狀物質，故該層狀物質之層數均一化。又，因為在剝離時層狀物質不容易破損，故該層狀物質之面積充分變大。因此，能夠容易地獲得高品質的層狀物質。
特別是，若高分子化合物含有水解性高分子化合物，並且該水解性高分子化合物含有醚鍵等，則因為藉由照射處理及加熱處理而能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。
又，在照射處理中，若使用超音波作為音波、微波作為電波，則因為能夠容易地從層狀積層物剝離層狀物質，故能夠獲得更高的效果。
[實施例]
以下，對本發明之實施例進行詳細說明。說明的順序如下。但本發明之樣態不限於在此說明的樣態。
1.層狀物質含有液之製造
2.層狀物質含有液之評價
<1.層狀物質含有液之製造>
(實驗例1)
按下列製程製造了層狀物質含有液。在此，作為從層狀積層物剝離層狀物質的方法，使用對層狀積層物含有液照射電波(微波)的處理。
首先，將離子液體(下列化合物1)74質量份、與為高分子化合物(水解性高分子化合物)的聚乙二醇1(和光純藥工業股份有限公司製PEG-20000，重量平均分子量=約20000)26質量份混合，使水解性高分子化合物溶解於該離子液體中。該化合物1係六氟磷酸．1-丁基-3-甲基咪唑鎓(BMIM-PF6)。
Figure 105108441-A0202-12-0029-5
接著，在混合液中分散層狀積層物(和光純藥工業股份有限公司製天然石墨、2 θ=約27°)，獲得混合物。在此情況下，使混合液中的層狀積層物之含有量為25mg/cm3(=25mg/ml)。接著，使用乳缽磨碎(15分鐘)混合物，獲得層狀積層物含有液。再者，上述“2 θ”表示在XRD法 的分析結果(XRD圖)中，起因於層狀積層物之存在而產生的峰值之位置(繞射角2 θ)。該“2 θ”之意思在下文中也相同。
接著，取層狀積層物含有液(0.60g)至微波合成裝置(BIOTAGE．JAPAN股份有限公司製Initiator+)用的小瓶(vial)(0.5cm3=0.5ml)之後，密封該小瓶。最後，使用微波合成裝置對層狀積層物含有液照射微波。在此情況下，溫度=170℃、照射時間=30分鐘。藉此獲得層狀物質含有液。
(實驗例2)
除了沒有使用高分子化合物(水解性高分子化合物)之外，按與實驗例1相同的製程獲得了層狀物質含有液。
(實驗例3)
作為從層狀積層物剝離層狀物質的方法，使用對層狀積層物含有液進行加熱的處理。在此情況下，除了用“對層狀積層物含有液進行加熱”來代替“對層狀積層物含有液照射微波”之外，其他製程與實驗例1相同。具體而言，取層狀積層物含有液(5cm3=5ml)至茄型燒瓶之後，使用油槽(130℃)一邊攪拌油一邊加熱茄型燒瓶(6小時)。
(實驗例4)
除了將層狀積層物之含有量變更為200mg/cm3(=200mg/ml)之外，按與實驗例3相同的製程獲得了層狀物質含有液。
(實驗例5)
除了沒有使用高分子化合物(水解性高分子化合物)之外，按與實驗例3相同的製程獲得了層狀物質含有液。
(實驗例6~36)
如表1~表3所示，除了變更了離子液體之種類、高分子化合物之種類、層狀積層物之種類及剝離方法等之外，按與實驗例1、3、4相同的製程獲得了層狀物質含有液。
作為離子液體，使用了下列化合物2~化合物9。化合物2係氯化1-甲基-3-丁基咪唑鎓。化合物3係六氟磷酸．雙((三氟甲基)磺醯基)醯胺．1-丁基-3-甲基咪唑鎓。化合物4係六氟磷酸．1-芐基-3-甲基咪唑鎓。化合物5係六氟磷酸．1,3-二乙氧基咪唑鎓。化合物6係六氟磷酸．1,3-二炔丙基咪唑鎓。化合物7係六氟磷酸．1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓。化合物8係六氟磷酸．1-(4-羥基丁基)-3-甲基咪唑鎓。化合物9係六氟磷酸．1,1’-((乙烷-1,2-二基雙(氧))雙(乙烷-2,1-二基))雙(3-丁基咪唑鎓)。
Figure 105108441-A0202-12-0031-6
Figure 105108441-A0202-12-0031-7
Figure 105108441-A0202-12-0032-8
Figure 105108441-A0202-12-0032-9
Figure 105108441-A0202-12-0032-10
Figure 105108441-A0202-12-0032-11
Figure 105108441-A0202-12-0032-12
Figure 105108441-A0202-12-0032-13
作為高分子化合物(水解性高分子化合物)，使用了：聚乙二醇2(和光純藥工業股份有限公司製PEG-2000，重量平均分子量=約2000)、聚乙二醇3(和光純藥工業股份有限公司製PEG-600，重量平均分子量=約600)、聚乙二醇4(和光純藥工業股份有限公司製PEG-6000，重量平均分子量=約6000)、聚醚多元醇1(艾迪科股份有限公司製P-3000，重量平均分子量=約5000)、聚醚多元醇2(艾迪科股份有限公司製SP-600，重量平均分子量=約400)、二醇型聚伸烷基二醇(艾迪科股份有限公司製PH-2000,重量平均分子量=約23000)、甲基纖維素(東京化成工業股份有限公司製10%水溶液(90mPa．s~110mPa．s(5%，甲苯：乙醇=80：20,25℃))，瓜爾膠(西格馬奧德裏奇(Sigma-Aldrich)日本聯合公司製，重量平均分子量=約85000~124000)。
作為高分子化合物(熱分解性高分子化合物)，使用了：聚乙烯醇(可樂麗(Kuraray)股份有限公司製PVA-217)、聚乙酸乙烯酯(和光純藥工業股份有限公司製50%甲醇溶液，聚合度=1500)、聚甲基丙烯酸甲酯(日本合成化學工業股份有限公司製)。
作為層狀積層物，使用了：三津和化學藥品股份有限公司製硫化錫(IV)(SnS2,2 θ=約15°)、三津和化學藥品股份有限公司製碲化鉬(MoTe2,2 θ=約12.6°)、三津和化學藥品股份有限公司製硫化鍺(II)(GeS,2 θ=約34.1°)、三津和化學藥品股份有限公司製硫化鋯(ZrS2,2 θ=約15.1°)、三津和化學藥品股份有限公司製硒化鈮(NbSe2,2 θ=約14°)、和光純藥股份有限公司製合成雲母(2 θ=約6.2°)、和光純藥股份有限公司製滑石(2 θ=約9.4°)、伊藤黑鉛工業股份有限公司製膨脹石墨EC1500(2 θ=約 27°)。
<2.層狀物質含有液之評價>
使用X射線繞射(XRD)法(集中法)分析了層狀物質含有液。在此情況下，分別將照射處理前的層狀物質含有液、照射處理後的層狀物質含有液、加熱處理前的層狀物質含有液及加熱處理後的層狀物質含有液塗布於試料板之表面，製作了分析用樣品。
在XRD法的分析結果(XRD圖)中，對於每種層狀積層物，在上述2 θ值的附近，檢測到起因於該層狀積層物之存在而產生的峰值。
根據該XRD圖，檢查照射處理後及加熱處理後的峰值之強度，得到了表1~表3所示的結果。在此情況下，將照射處理前及加熱處理前的峰值之強度作為100，算出了照射處理後及加熱處理後的峰值之強度的換算值(規格化強度)。
Figure 105108441-A0202-12-0035-14
Figure 105108441-A0202-12-0036-15
Figure 105108441-A0202-12-0037-16
在層狀積層物含有液不含高分子化合物(水解性高分子化合物或熱分解性高分子化合物)的情況(實驗例2、5)下，不依存於剝離方法(照射處理或加熱處理)，規格化強度皆為100。該結果表示：即使經過照射處理及加熱處理，起因於層狀積層物之存在的峰值之強度沒有變化。亦即，在層狀積層物含有液中，層狀物質沒有從層狀積層物剝離。
對此，在層狀積層物含有液含有高分子化合物(水解性高分子化合物或熱分解性高分子化合物)的情況(實驗例1、3、4、6~36)下，不依存於層狀積層物之種類及剝離方法，規格化強度皆未滿100。該結果表 示：經過照射處理及加熱處理，起因於層狀積層物之存在的峰值之強度減小。亦即，在層狀積層物含有液中，層狀物質從層狀積層物剝離。
特別是，在層狀積層物含有液含有高分子化合物的情況下，與使用加熱處理作為剝離方法的情況(實驗例3)相比，使用照射方法作為剝離方法的情況(實驗例1)下規格化強度更加減小。亦即，若使用加熱處理作為剝離方法，則更加能夠從層狀積層物剝離層狀物質。
再者，對有關併用水解性高分子化合物與熱分解性高分子化合物的情況，沒有進行具體驗證。然而，如上所述，在使用水解性高分子化合物的情況下，層狀物質容易從層狀積層物剝離。同樣，在使用熱分解性高分子化合物的情況下，層狀物質也容易從層狀積層物剝離。而且，若考慮如上所述之層狀物質容易從層狀積層物剝離的傾向，則在併用水解性高分子化合物與熱分解性高分子化合物的情況下，沒有層狀物質難以從層狀積層物剝離的理由。因此，在併用水解性高分子化合物與熱分解性高分子化合物的情況下，層狀物質也一定容易從層狀積層物剝離。
從這些結果可知，若對含有離子液體、高分子化合物(含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之一者或兩者。)與層狀積層物的層狀積層物含有液照射電波等，或者對層狀積層物含有液進行加熱，則能夠簡單地獲得層狀物質。
以上列舉實施型態及實施例對本發明進行了說明，但是本發明並不限定於在實施型態及實施例中所述之樣態，可以作各種變形。
本申請案以2015年3月18日於日本專利局申請之日本專利申請案2015-054556為基礎主張優先權，且參照該案之全部內容以引用之方 式併入本文中。
凡本發明所屬技術領域中具有通常知識者，可根據設計上之要件或其他因素而思及各種修改、組合、子組合及變更，可理解該等皆涵蓋於隨附之申請專利範圍之旨趣或其均等物之範圍內。

Claims (3)

  1. 一種層狀物質含有液之製造方法，對溶液照射微波，其中該溶液含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物，照射上述微波之條件為下述任一者：輸出功率為500W、頻率為2.4GHz、照射時間為10秒鐘以上；或輸出功率為1W~100W、頻率為2.4GHz、照射時間為0.2小時~48小時，該水解性高分子化合物為聚伸烷基二醇、甲基纖維素、或瓜爾膠，該熱分解性高分子化合物為聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、或聚甲基丙烯酸甲酯。
  2. 一種層狀物質含有液之製造方法，對下述溶液進行加熱，其中該溶液含有離子液體、含水解性高分子化合物及熱分解性高分子化合物中之至少一者的高分子化合物、與層狀物質的積層物，上述加熱之溫度為70℃~300℃，加熱時間為0.1小時~50小時，該水解性高分子化合物為聚伸烷基二醇、甲基纖維素、或瓜爾膠，該熱分解性高分子化合物為聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、或聚甲基丙烯酸甲酯。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之層狀物質含有液之製造方法，其中，該熱分解性高分子化合物含有：在使用熱重量分析法(TG：Thermogravimetry)測定重量時，於180℃以下的溫度發生重量減少的化合物中之至少1種。
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