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特許7545474単層グラフェン含有固化物、単層グラフェンおよびその調製方法、単層グラフェン含有製品
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-27
(45)【発行日】2024-09-04
(54)【発明の名称】単層グラフェン含有固化物、単層グラフェンおよびその調製方法、単層グラフェン含有製品
(51)【国際特許分類】
C01B 32/19 20170101AFI20240828BHJP
【ＦＩ】
C01B32/19
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022533382
(86)(22)【出願日】2019-12-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-06
(86)【国際出願番号】 CN2019129116
(87)【国際公開番号】W WO2021128257
(87)【国際公開日】2021-07-01
【審査請求日】2022-06-02
(73)【特許権者】
【識別番号】522220201
【氏名又は名称】桐郷市小老板特種塑料制品有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】240000327
【弁護士】
【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】沈建清
【審査官】青木 千歌子
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１５－５３７０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５１９１９１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０１Ｂ ３２／００－３２／９９１
Ｃ０８Ｋ ３／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
グラファイトと、熱可塑性ポリマーとを混合して押出成形を行い、成形顆粒状材料を得るステップａと、成形顆粒状材料と水とからなる系を密閉の反応装置に入れて５０～１５０°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび熱可塑性ポリマーの代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、
を含み、
または、
グラファイトと、小麦粉または米粉と、水とを混合して固化成形させ、乾燥し、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料を密閉の反応装置に入れて６０～２００°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび小麦粉または米粉の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、
を含む
ことを特徴とする単層グラフェン含有固化物の調製方法。
【請求項2】
ステップａにおいて、前記熱可塑性ポリマーが、樹脂、プラスチック、熱可塑性ゴム、熱可塑性エラストマーまたはホットメルト接着剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、前記樹脂が、ポリエチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
前記プラスチックが、硬質熱可塑性プラスチック、軟質プラスチックまたは半硬質プラスチックのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
前記熱可塑性ゴムが、ＴＰＵ、ＮＢＲ、ＳＢＳ、ＴＰＥまたはＥＰＤＭのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
前記熱可塑性エラストマーが、ＴＰＥＥ、ＰＵＲ、ＴＰＶまたはＴＥＥＥのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の単層グラフェン含有固化物の調製方法。
【請求項3】
ステップａにおいて、前記グラファイトの粒度が、２０～１２５００メッシュである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の単層グラフェン含有固化物の調製方法。
【請求項4】
ステップａにおいて、前記グラファイトと熱可塑性ポリマーの質量比が、（０．５～２００）：１００であり、前記グラファイトと小麦粉または米粉との質量比が、（０．５～２００）：１００である、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の単層グラフェン含有固化物の調製方法。
【請求項5】
ステップａにおいて、前記成形顆粒状材料の粒径が、０．２～１０ｍｍである、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の単層グラフェン含有固化物の調製方法。
【請求項6】
ステップｂにおいて、前記ガスが、空気、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素または窒素ガスのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の単層グラフェン含有固化物の調製方法。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載の単層グラフェン含有固化物の調製方法により調製される単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、炭化処理により得た生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得ることを含み、前記炭化処理の温度が、２００～５００°Ｃであり、炭化処理の時間が、０．０８～３．０時間であり、
比重により分離するとき、分離用媒体として水を用いる
ことを特徴とする単層グラフェンの調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、グラフェンの技術分野に属し、殊に、単層グラフェン含有固化物、単層グラフェンおよびその調製方法、単層グラフェン含有製品に関する。
【背景技術】
【0002】
グラフェン（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）は、炭素原子がｓｐ混成軌道によって結合した蜂の巣状の六角形格子構造を有する２次元のナノ炭素材料であり、光学的特性、電気的特性、力学的特性に優れ、材料学、マイクロ／ナノ加工、エネルギー、生物医学およびドラッグデリバリーなどの分野での応用に見込みがあり、革新的な材料と見なされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
グラフェンの調製方法は多くがあるが、従来の方法で調製できたグラフェンがほとんど多層グラフェン（グラフェンナノプレートレットとも呼ばれる）であり、単層のグラフェンの調製が難しく、そして、調製過程において大量の汚染物が発生し、調製の規模も比較的に小さく、工業上の量産の実現が難しい。
【0004】
これに鑑みて、上記の技術的課題のうちの少なくとも１つを解決するため、本開示を提出する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の第１の目的は、単層グラフェン含有固化物を調製できるとともに、調製過程に汚染の発生がなく、工業上の量産に適する単層グラフェン含有固化物の調製方法を提供することである。
【0006】
本開示の第２の目的は、上記の単層グラフェン含有固化物の調製方法で調製できた単層グラフェン含有固化物を提供することである。
【0007】
本開示の第３の目的は、上記の単層グラフェン含有固化物を用いて単層グラフェンを調製する単層グラフェンの調製方法を提供することである。
【0008】
本開示の第４の目的は、上記の単層グラフェンの調製方法で調製できた単層グラフェンを提供することである。
【0009】
本開示の第５の目的は、上記の単層グラフェン含有固化物または上記の単層グラフェンを用いて調製できた単層グラフェン含有製品を提供することである。
【0010】
本開示に係る単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、固化材料と、選択可能な第１溶剤とを混合して固化成形させ、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と選択可能な第２溶剤とからなる系を加熱し、この系にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で加圧し、そして放圧して、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
グラファイトと、固化材料と、選択可能な第１溶剤とを混合して固化成形させ、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と選択可能な第２溶剤とからなる系を加熱し、この系にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で加圧し、そして放圧して、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
【0011】
さらに、上記の技術案において、
ステップａにおいて、前記固化材料が、熱可塑性ポリマー、小麦粉または米粉のうちのいずれか１種を含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性ポリマーが、樹脂、プラスチック、熱可塑性ゴム、熱可塑性エラストマーまたはホットメルト接着剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記樹脂が、ポリエチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記プラスチックが、硬質熱可塑性プラスチック、軟質プラスチックまたは半硬質プラスチックのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性ゴムが、ＴＰＵ、ＮＢＲ、ＳＢＳ、ＴＰＥまたはＥＰＤＭのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性エラストマーが、ＴＰＥＥ、ＰＵＲ、ＴＰＶまたはＴＥＥＥのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記グラファイトの粒度が、２０～１２５００メッシュであり、
好ましくは、ステップａにおいて、前記グラファイトと固化材料の質量比が、（０．５～２００）：１００であり、
好ましくは、ステップａにおいて、前記成形顆粒状材料の粒径が、０．２～１０ｍｍである。
ステップａにおいて、前記固化材料が、熱可塑性ポリマー、小麦粉または米粉のうちのいずれか１種を含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性ポリマーが、樹脂、プラスチック、熱可塑性ゴム、熱可塑性エラストマーまたはホットメルト接着剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記樹脂が、ポリエチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記プラスチックが、硬質熱可塑性プラスチック、軟質プラスチックまたは半硬質プラスチックのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性ゴムが、ＴＰＵ、ＮＢＲ、ＳＢＳ、ＴＰＥまたはＥＰＤＭのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性エラストマーが、ＴＰＥＥ、ＰＵＲ、ＴＰＶまたはＴＥＥＥのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップａにおいて、前記グラファイトの粒度が、２０～１２５００メッシュであり、
好ましくは、ステップａにおいて、前記グラファイトと固化材料の質量比が、（０．５～２００）：１００であり、
好ましくは、ステップａにおいて、前記成形顆粒状材料の粒径が、０．２～１０ｍｍである。
【0012】
さらに、上記の技術案において、
ステップｂにおいて、加熱の温度が、５０～８８０°Ｃであり、加熱の時間が、５～６０分であり、
好ましくは、ステップｂにおいて、前記ガスが、空気、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素または窒素ガスのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップｂにおいて、加圧の圧力が、０．３～５０．０ＭＰａであり、加圧の時間が、５～７０分であり、
好ましくは、ステップｂにおいて、常圧まで放圧し、常圧まで放圧する時間が、１分未満である。
ステップｂにおいて、加熱の温度が、５０～８８０°Ｃであり、加熱の時間が、５～６０分であり、
好ましくは、ステップｂにおいて、前記ガスが、空気、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素または窒素ガスのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含み、
好ましくは、ステップｂにおいて、加圧の圧力が、０．３～５０．０ＭＰａであり、加圧の時間が、５～７０分であり、
好ましくは、ステップｂにおいて、常圧まで放圧し、常圧まで放圧する時間が、１分未満である。
【0013】
さらに、上記の技術案において、
ステップａにおいて、前記第１溶剤が、水を含み、
好ましくは、ステップｂにおいて、前記第２溶剤が、水および／または潤滑剤を含む。
ステップａにおいて、前記第１溶剤が、水を含み、
好ましくは、ステップｂにおいて、前記第２溶剤が、水および／または潤滑剤を含む。
【0014】
さらに、上記の技術案において、前記単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、熱可塑性ポリマーを含む固化材料とを混合して押出成形を行い、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と水とからなる系を密閉の反応装置に入れて５０～８８０°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含み、
または、前記単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、小麦粉または米粉を含む固化材料と、水とを混合して固化成形させ、乾燥し、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料を密閉の反応装置に入れて６０～２００°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
グラファイトと、熱可塑性ポリマーを含む固化材料とを混合して押出成形を行い、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と水とからなる系を密閉の反応装置に入れて５０～８８０°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含み、
または、前記単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、小麦粉または米粉を含む固化材料と、水とを混合して固化成形させ、乾燥し、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料を密閉の反応装置に入れて６０～２００°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
【0015】
本開示は、上記の単層グラフェン含有固化物の調製方法で調製される単層グラフェン含有固化物をさらに提供する。
【0016】
好ましくは、前記単層グラフェン含有固化物における単層グラフェンの質量分率が、２０～９９％である。
【0017】
本開示は、上記の単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、炭化処理により得た生成物を分離し、単層グラフェンを得ることを含む単層グラフェンの調製方法をさらに提供する。
【0018】
さらに、上記の技術案において、単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、炭化処理により得た生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得ることを含み、
好ましくは、前記炭化処理の温度が、２００～５００°Ｃであり、炭化処理の時間が、０．０８～３．０時間であり、
好ましくは、比重により分離するとき、分離用媒体として水を用いる。
好ましくは、前記炭化処理の温度が、２００～５００°Ｃであり、炭化処理の時間が、０．０８～３．０時間であり、
好ましくは、比重により分離するとき、分離用媒体として水を用いる。
【0019】
本開示は、上記の単層グラフェンの調製方法で調製される単層グラフェンをさらに提供する。
【0020】
本開示は、上記の単層グラフェン含有固化物または上記の単層グラフェンを利用して調製される単層グラフェン含有製品をさらに提供する。
【0021】
本開示に係る単層グラフェン含有固化物、単層グラフェンおよびその調製方法、単層グラフェン含有製品は、下記の有益効果を有する。
【0022】
（１）本開示に係る単層グラフェン含有固化物の調製方法は、まず、グラファイトと、固化材料と、選択可能な第１溶剤とを混合して固化成形させ、固化成形により得た成形顆粒状材料と選択可能な第２溶剤とからなる系を加熱し、そして、ガスを導入して加圧し、特定の圧力下でガスが成形顆粒状材料に対して一定の作用力をかけ、該作用力が成形顆粒状材料の内部まで作用し、急に放圧すると、発生した瞬時の圧力差および強い衝撃の作用で、成形顆粒状材料に大量の微細孔が形成され、成形顆粒状材料が膨張する。微細孔の形成過程において、成形顆粒状材料におけるグラファイトが強制剥離され、得た膨張顆粒状材料に対して上記のステップを複数回繰り返すことにより、成形顆粒状材料におけるグラファイトの単層グラフェンへの変換が実現され、単層グラフェン含有固化物を得ることができる。
【0023】
該調製方法は、ガスによる成形顆粒状材料に対する物理的作用を利用することにより、成形顆粒状材料におけるグラファイトのグラフェンへの変換を実現し、そして、グラファイトと化学反応しないため、単層グラフェン含有固化物の高純度が保証され、そして全調製過程において汚染物の発生がなく、工業上の量産に適する。
【0024】
（２）本開示に係る単層グラフェン含有固化物は、上記の単層グラフェン含有固化物の調製方法で調製され、直接工業生産に使用することができる。
【0025】
（３）本開示に係る単層グラフェンの調製方法は、単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、炭化処理により得た生成物を分離して、単層グラフェンを得る。該調製方法は、プロセスが安定で、操作が簡単で、工業上の量産に適する。該調製方法で調製される単層グラフェンは、純度が高く、性能が優れる。
【0026】
（４）本開示に係る単層グラフェンは、上記の単層グラフェンの調製方法で調製され、純度が高く、性能が優れ、直接工業上の生産加工に使用することができる。
【0027】
（５）上記の単層グラフェン含有固化物または単層グラフェンを原料とする本開示に係る単層グラフェン含有製品は、上記の単層グラフェン含有固化物または単層グラフェンと同様なメリットを有する。
【図面の簡単な説明】
【0028】
本開示の具体的な実施形態または従来技術における技術案をより明瞭に説明するため、以下、具体的な実施形態または従来技術の説明に必要な図面を簡単に説明する。説明する図面は、本開示のいくつかの実施形態を示すものにすぎない。当業者は、発明能力を用いなくても、これらの図面をもとに、他の図面を得ることが可能である。
【図1】本開示の実施例１による成形顆粒状材料の形態図である。
【図2】本開示の実施例１による膨張顆粒状材料の形態図である。
【図3】本開示の実施例１３による単層グラフェンの高分解能透過型電子顕微鏡走査写真である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下、実施例を用いて本開示の技術案を明瞭かつ完全に説明する。説明する実施例は、本開示の一部の実施例にすぎず、すべての実施例ではないことは無論である。本開示の実施例をもとに、当業者が発明能力を用いることなく得たすべての他の実施例も、本開示の保護範囲に属する。
【0030】
本開示の第１局面において、単層グラフェン含有固化物の調製方法を提供する。該単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、固化材料と、選択可能な第１溶剤とを混合して固化成形させ、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と、選択可能な第２溶剤とからなる系を加熱し、この系にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で加圧し、そして放圧して、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
グラファイトと、固化材料と、選択可能な第１溶剤とを混合して固化成形させ、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と、選択可能な第２溶剤とからなる系を加熱し、この系にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で加圧し、そして放圧して、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
【0031】
ステップａにおいて、固化材料は、グラファイトを粘着することができるとともに、後の処理工程（ステップｂ）において固化材料とグラファイトとの間の粘着作用を利用してグラファイトを剥離することができる材料である。該固化材料がグラファイトと混合して固化成形することができ、固化成形の作用として、グラファイトと固化材料とを混合させて成形顆粒状材料を調製することにより、グラファイトと固化材料との界面に強い粘着力をもたせ、この場合後の処理工程（ステップｂ）におけるグラファイトの剥離に有利である。
【0032】
本開示において、固化材料は具体的に限定されず、非限定の代表的な固化材料として、熱可塑性ポリマー、小麦粉または米粉などが挙げられる。
【0033】
非限定の代表的な固化成形の方式として、押出成形、プレス成形、シート成形またはプロー成形などが挙げられる。
【0034】
なお、本開示において、ステップａにいう「選択可能な第１溶剤」とは、第１溶剤を添加してもよく、添加しなくてもよいことを意味する。第１溶剤の添加の要否は、固化材料の特性に応じて判断する。一般的に、固化材料とグラファイトとを固化成形させるとき、粘性をもつ混合材料を形成できる場合、第１溶剤の添加が不要であり、粘性をもつ混合材料を形成できない場合、第１溶剤を添加する。
【0035】
ステップｂにおいて、固化成形により得た成形顆粒状材料と選択可能な第２溶剤とを混合してなした系に対して加熱処理を行い、加熱処理により、成形顆粒状材料を半溶融状態にすることができ、そして、この系にガスを導入して加圧し、加圧処理により、ガスがこの系における成形顆粒状材料に対して作用力をかけ、該作用力が軟化した成形顆粒状材料の内部まで作用し、急に放圧すると、発生した瞬時の圧力差および強い衝撃の作用で、成形顆粒状材料が膨張するとともに、成形顆粒状材料に大量の微細孔が形成される。成形顆粒状材料における固化材料とグラファイトの界面に粘着力の働きで、成形顆粒状材料における固化材料が、微細孔の形成過程において、成形顆粒状材料におけるグラファイトを強制剥離し、膨張顆粒状材料を得る。
【0036】
なお、本開示にいう「選択可能な第２溶剤」とは、第２溶剤を添加してもよく、添加しなくてもよいことを意味する。第２溶剤の添加の要否は、成形顆粒状材料の特性に応じて判断する。本開示では、固化材料が小麦粉または米粉などの膨化可能な食物である場合、第２溶剤の添加不要であり、他の場合、第２溶剤を添加する。ステップｂにおける第２溶剤の種類は具体的に限定されず、くっつくことがなく成形顆粒状材料同士をある程度隔てることができるものであればよい。
【0037】
成形顆粒状材料と選択可能な第２溶剤とからなる系にガスを導入する目的は、この系を規定の圧力に保つためである。導入するガスの種類は、具体的に限定されず、非限定の代表的なものとして、例えば、空気、酸素ガス、水素ガス、窒素ガスまたは二酸化炭素などの一般的なガスを用いることができる。
【0038】
加熱の温度と時間、および加圧の圧力と時間は、成形顆粒状材料の特性（例えば、軟化温度）に応じて決定する。非限定の代表的な加圧の圧力として、０．２ＭＰａ、０．５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．５ＭＰａ、２．０ＭＰａ、５．０ＭＰａ、１０．０ＭＰａ、１５．０ＭＰａ、２０．０ＭＰａ、２５．０ＭＰａ、３０．０ＭＰａ、３５．０ＭＰａ、４０．０ＭＰａ、４５．０ＭＰａ、５０．０ＭＰａ、５５．０ＭＰａまたは６０．０ＭＰａにすることができる。加圧の圧力は、０．２ＭＰａ未満になると、グラファイトのグラフェンへの変換が難しいため、低すぎてはいけない。加圧の圧力が高すぎて、６０．０ＭＰａ超になると、グラファイトのグラフェンへの変換の効果をさらに向上させることができなくなり、逆により多くのエネルギーを消費して、生産コスト増を招く。
【0039】
ステップｂを一回だけ実行するのは、膨張顆粒状材料におけるグラファイトの単層グラフェンへの変換の実現が難しいため、ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回（例えば、１０～６０回）繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃを実行する必要がある。
【0040】
なお、最初の膨張顆粒状材料を得たあと、その後において、ステップａとステップｂを繰り返すとき、ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料を用いて実行する。ステップａとステップｂを繰り返す回数は、ステップｂにより得た膨張顆粒状材料におけるグラファイトの粒度および所望の単層グラフェンの含有量に応じて設定する。膨張顆粒状材料における単層グラフェンの含有量が一定の場合、グラファイトの粒度が大きいほど、ステップａとステップｂをより多くの回数繰り返し、逆に、グラファイトの粒度が小さいほど、ステップａとステップｂをより少ない回数繰り返す。
【0041】
膨張顆粒状材料におけるグラフェンまたはグラファイトの含有量を検測し、膨張顆粒状材料における、グラファイトから変換された単層グラフェンの質量分率が１０～９０％（例えば、質量分率が１０％である場合、１０％のグラファイトが単層グラフェンに変換されたことを意味し、質量分率が９０％である場合、９０％のグラファイトが単層グラフェンに変換されたことを意味する）に達したとき、ステップａとステップｂの繰り返しを停止させ、このとき、単層グラフェン含有固化物が得られる。
【0042】
表面抵抗計／体積抵抗計を利用して膨張顆粒状材料の抵抗値を測定するようにしてもよく、繰り返し操作の前後の膨張顆粒状材料の抵抗値がほとんど変化しなくなったとき、ステップａとステップｂの繰り返しを停止させ、このとき、単層グラフェン含有固化物が得られる。一般的に、単層グラフェン含有固化物の抵抗が小さいほど、グラファイトから変換された単層グラフェンの質量分率が高く、逆に、単層グラフェン含有固化物の抵抗が大きいほど、グラファイトから変換された単層グラフェンの質量分率が低い。
【0043】
該調製方法は、ガスによる成形顆粒状材料に対する物理的作用を利用することにより、成形顆粒状材料におけるグラファイトの多層グラフェンへの変換、さらに単層グラフェンへの変換を実現し、そして、グラファイトと化学反応しないため、単層グラフェン含有固化物の純度を保証でき、また、全調製過程において汚染物の発生がなく、工業上の量産に適する。
【0044】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップａにおいて、固化材料は、熱可塑性ポリマー、小麦粉または米粉のうちのいずれか１種を含む。
【0045】
好ましくは、ステップａにおいて、熱可塑性ポリマーは、樹脂、プラスチック、熱可塑性ゴム、熱可塑性エラストマーまたはホットメルト接着剤のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0046】
好ましくは、ステップａにおいて、樹脂は、ポリエチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレンのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0047】
好ましくは、ステップａにおいて、プラスチックは、硬質熱可塑性プラスチック、軟質プラスチックまたは半硬質プラスチックのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0048】
好ましくは、ステップａにおいて、熱可塑性ゴムは、熱可塑性ポリウレタン（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ、ＴＰＵ）、ニトリルブタジエンゴム（Ｎｉｔｒｉｌｅ Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ Ｒｕｂｂｅｒ、ＮＢＲ）、スチレン－ブタジエンブロック共重合体（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＳＢＳ）、ＴＰＥまたはエチレンプロピレンジエンゴム（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｄｉｅｎｅ Ｍｏｎｏｍｅｒ、ＥＰＤＭ）のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0049】
好ましくは、ステップａにおいて、前記熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＴＰＥＥ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ、ＰＵＲ）、熱可塑性加硫物（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅ、ＴＰＶ）または熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｅｔｈｅｒ－Ｅｓｔｅｒ、ＴＥＥＥ）のうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0050】
固化材料の具体的な種類を限定することにより、固化材料とグラファイトとの優れる固化効果を得ることができる。固化材料の種類は、実際の生産要求に応じて決定することができる。例えば、実際の生産において、単層グラフェン含有ポリエチレン材料に対して加工を行う場合、固定材料としてポリエチレンを用いる。
【0051】
ステップａに用いられるグラファイトが鱗片状または粉末状のものを用いることができ、グラファイトの粒度が用途に応じて設定することができる。本開示の選択可能な一実施形態として、ステップａにおいて、グラファイトの粒度は、２０～１２５００メッシュである。非限定の代表的なグラファイトの粒度として、２０メッシュ、３０メッシュ、４０メッシュ、５０メッシュ、６０メッシュ、８０メッシュ、９０メッシュ、１００メッシュ、２００メッシュ、４００メッシュ、５００メッシュ、８００メッシュ、１０００メッシュ、２０００メッシュ、３０００メッシュ、４０００メッシュ、５０００メッシュ、６０００メッシュ、７０００メッシュ、８０００メッシュ、９０００メッシュ、１００００メッシュ、１１０００メッシュ、１２０００メッシュまたは１２５００メッシュにすることができる。
【0052】
さらにグラファイトの粒度を限定することにより、グラファイトと固化材料とがよく混合することができる。
【0053】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップａにおいて、グラファイトと固化材料の質量比は、（０．５～２００）：１００である。グラファイトと固化材料の非限定の代表的な質量比として、０．５：１００、１：１００、５：１００、１０：１００、２０：１００、３０：１００、４０：１００、５０：１００、６０：１００、７０：１００、８０：１００、９０：１００、１００：１００、１２０：１００、１５０：１００または２００：１００にすることができる。
【0054】
グラファイトと固化材料の質量比を具体的に限定することにより、最終製品である単層グラフェン含有固化物における単層グラフェンの含有量が適度であり、後の生産に直接利用することに有利である。
【0055】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップａにおいて、第１溶剤は、水を含む。
【0056】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップａにおいて、成形顆粒状材料の粒径（ここで、粒径は、すべての顆粒の粒径を同一の規定粒径範囲内に収めることを意味する）は、０．２～１０ｍｍである。
【0057】
成形顆粒状材料の非限定の代表的な粒径として、０．２ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍまたは１０ｍｍにすることができる。
【0058】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップｂにおいて、加熱の温度は、５０～８８０°Ｃであり、加熱の時間は、５～６０分である。
【0059】
非限定の代表的な加熱の温度として、５０°Ｃ、６０°Ｃ、１００°Ｃ、１５０°Ｃ、２００°Ｃ、２５０°Ｃ、３００°Ｃ、３５０°Ｃ、４００°Ｃ、４５０°Ｃ、５００°Ｃ、５５０°Ｃ、６００°Ｃ、６５０°Ｃ、７００°Ｃ、７５０°Ｃ、８００°Ｃ、８５０°Ｃまたは８８０°Ｃにすることができる。非限定の代表的な加熱の時間として、５分、６分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分または６０分にすることができる。
【0060】
加熱の時間は、成形顆粒状材料（または固化材料）の軟化温度によって設定することができる。非限定の代表的な例として、例えば、固化材料がポリエチレンである場合、成形顆粒状材料の加熱時間を１０～５０分にし、固化材料が熱可塑性エラストマーである場合、顆粒状材料の加熱時間を５～３０分にし、固化材料が米粉である場合、成形顆粒状材料の加熱時間を５～２０分にする。
【0061】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップｂにおいて、ガスは、空気、酸素ガス、水素ガス、二酸化炭素または窒素ガスのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0062】
なお、異なる種類のガスを混合して使用する場合、潜在的な安全上のリスクがないように、混合ガスにおける各種のガスの含有量を安全範囲に制御する必要がある。
【0063】
ガスの種類を具体的に限定することにより、ガスとグラファイトとが一切反応しなく、したがって、単層グラフェン含有固化物の純度が保証される。
【0064】
ステップｂにおいて、その系にガスを導入して加圧するとき、加圧の圧力および時間は、異なる成形顆粒状材料の軟化温度に応じて設定することができる。
【0065】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップｂにおいて、加圧の圧力は、０．３～５０．０ＭＰａであり、加圧の時間は、５～７０分である。
【0066】
非限定の代表的な加圧の圧力として、０．３ＭＰａ、０．５ＭＰａ、１．０ＭＰａ、１．５ＭＰａ、２．０ＭＰａ、５．０ＭＰａ、１０．０ＭＰａ、１５．０ＭＰａ、２０．０ＭＰａ、２５．０ＭＰａ、３０．０ＭＰａ、３５．０ＭＰａ、４０．０ＭＰａ、４５．０ＭＰａまたは５０．０ＭＰａにすることができる。非限定の代表的な加圧の時間として、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分、６０分、６５分または７０分にすることができる。
【0067】
加熱の温度と時間、および加圧の圧力と時間を限定することにより、ガスが成形顆粒状材料に対して作用力をかけ、急に放圧する場合、成形顆粒状材料における微細孔の形成に有利であり、したがって、グラファイトの単層グラフェンへの変換に寄与できる。
【0068】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップｂにおいて、常圧まで放圧し、常圧まで放圧する時間は、１分未満である。
【0069】
成形顆粒状材料に応じて放圧時間を決定する。一般的に、放圧時間は、短いほどよい。
【0070】
なお、常圧は、１気圧を指している。短時間で迅速に放圧することにより、ガスの、成形顆粒状材料におけるグラファイトに対する剥離作用がより強くなり、グラファイトの単層グラフェンへの変換に有利である。
【0071】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップｂにおいて、第２溶剤は、水および／または潤滑剤を含む。ここで、「および／または」で表したのは、第２溶剤が水のみを含み、または潤滑剤のみを含み、または水および潤滑剤をともに含むことである。
【0072】
本開示の選択可能な一実施形態として、ステップｂにおいて、潤滑剤は、パラフィン、ポリエチレンワックスまたはステアリン酸カルシウムのうちのいずれか１種または少なくとも２種の組み合わせを含む。
【0073】
潤滑剤の添加により、膨張顆粒状材料同士のくっつくことを防止することができる。
【0074】
本開示の選択可能な一実施形態として、単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、熱可塑性ポリマーを含む固化材料とを混合して押出成形を行い、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と水とからなる系を密閉の反応装置に入れて５０～８８０°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして、反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして、１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
グラファイトと、熱可塑性ポリマーを含む固化材料とを混合して押出成形を行い、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料と水とからなる系を密閉の反応装置に入れて５０～８８０°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして、反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして、１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
【0075】
または、前記単層グラフェン含有固化物の調製方法は、
グラファイトと、小麦粉または米粉を含む固化材料と、水とを混合して固化成形させ、乾燥し、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料を密閉の反応装置に入れて６０～２００°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして、反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして、１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
グラファイトと、小麦粉または米粉を含む固化材料と、水とを混合して固化成形させ、乾燥し、成形顆粒状材料を得るステップａと、
成形顆粒状材料を密閉の反応装置に入れて６０～２００°Ｃの温度下で５～６０分加熱し、そして、反応装置にガスを導入して０．２～６０．０ＭＰａの圧力下で５～５０分加圧し、そして、１分以内で常圧まで放圧し、膨張顆粒状材料を得るステップｂと、
ステップａにおけるグラファイトおよび固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップａとステップｂを複数回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得るステップｃと、を含む。
【0076】
単層グラフェン含有固化物の調製方法をさらに限定することにより、調製できた単層グラフェン含有固化物における単層グラフェンの含有量が比較的に高い。
【0077】
本開示の第２局面において、上記の単層グラフェン含有固化物の調製方法で調製できた単層グラフェン含有固化物を提供する。
【0078】
該単層グラフェン含有固化物おける単層グラフェンにより、該固化物に相応の特性が付与され、また、該単層グラフェン含有固化物が、更なる処理が不要で、直接工業生産に使用することができ、例えば、直接単層グラフェン含有プラスチック製品などを調製することができる。
【0079】
本開示の選択可能な一実施形態として、単層グラフェン含有固化物における単層グラフェンの質量分率は、２０～９９％である。
【0080】
単層グラフェン含有固化物において、単層グラフェンの非限定の代表的な質量分率として、例えば、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９２％、９５％または９９％であることができる。
【0081】
本開示の第３局面において、単層グラフェンの調製方法を提供する。該単層グラフェンの調製方法は、
上記の単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、炭化処理により得た生成物を分離し、単層グラフェンを得るステップを含む。
上記の単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、炭化処理により得た生成物を分離し、単層グラフェンを得るステップを含む。
【0082】
固化材料におけるグラファイトが完全にグラフェンに変換されたとき、単層グラフェン含有固化物の組成として、固化材料と単層グラフェンとを含み、固化材料におけるグラファイトのグラフェンへの変換が不完全であったとき、単層グラフェン含有固化物の実際の組成として、固化材料と、グラファイトと、単層グラフェンとを含む。炭化処理は、単層グラフェン含有固化物に対して高温加熱処理を行うことであり、炭化処理により、単層グラフェン含有固化物における固化材料（グラファイトを含み）が炭素材料になるように炭化され、この過程において、単層グラフェンへの影響がない。炭化処理を行った後、炭素材料と単層グラフェンとを分離すれば、単層グラフェンを得ることができる。
【0083】
なお、固化材料が熱可塑性ポリマーである場合、熱可塑性ポリマーの種類および分子量の大きさは、炭化処理の温度および時間を直接左右している。一般的に、熱可塑性ポリマーは、種類が同じである場合、単層グラフェンの性能パラメータを一定に保つため、熱可塑性ポリマーの分子量が大きいほど、炭化処理の温度を高くし、または炭化時間を長くすると要求される。
【0084】
該調製方法は、プロセスが安定で、操作が簡単で、工業上の量産に適する。該調製方法で調製できた単層グラフェンは、純度が高く、性能が優れ、直接工業生産に使用することができる。
【0085】
炭化処理を行って得た炭素材料に対してさらに黒鉛化処理を行ってもよく、そして、黒鉛化処理後の生成物と、固化材料と、選択可能な第１溶剤とを混合して、本開示に係る単層グラフェン含有固化物の調製方法で、単層グラフェン含有固化物を調製する。
【0086】
本開示の選択可能な一実施形態として、単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行い、そして、炭化処理により得た生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得る。
【0087】
本開示の選択可能な一実施形態として、炭化処理の温度は、２００～５００°Ｃであり、炭化処理の時間は、０．５～３時間である。非限定の代表的な炭化温度として、２００°Ｃ、２２０°Ｃ、２４０°Ｃ、２５０°Ｃ、２６０°Ｃ、２８０°Ｃ、３００°Ｃ、３２０°Ｃ、３４０°Ｃ、３５０°Ｃ、３８０°Ｃ、４００°Ｃ、４２０°Ｃ、４４０°Ｃ、４５０°Ｃ、４８０°Ｃまたは５００°Ｃにすることができる。非限定の代表的な炭化時間として、０．５時間、１時間、１．３時間、１．６時間、２．０時間、２．３時間、２．６時間または３．０時間にすることができる。
【0088】
好ましくは、比重により分離するときに採用する分離用媒体は水である。炭化処理により得た生成物における炭素材料と、単層グラフェンとは、水における比重が異なるため、水を利用して単層グラフェンを分離することができる。炭化処理により得た生成物における炭素材料の比重によって、水で比重の異なる水溶液を調製して、これによって分離の目的を果たすことができる。
【0089】
炭化温度、炭化時間および比重により分離するときに採用する分離用媒体を限定することにより、単層グラフェンを炭化された生成物から比較的完全に分離することができ、したがって、単層グラフェンの収率および純度を向上させることができる。
【0090】
本開示の第４局面として、上記の単層グラフェンの調製方法で調製できた単層グラフェンを提供する。
【0091】
上記の単層グラフェンの調製方法で調製できた単層グラフェンは、純度が高く、性能が優れ、直接工業生産に使用することができる。
【0092】
本開示の第５局面として、上記の単層グラフェン含有固化物または上記の単層グラフェンで調製できた単層グラフェン含有製品を提供する。
【0093】
単層グラフェン含有製品は、例えば、単層グラフェン含有医用ポリエチレン製品、単層グラフェン含有ＡＢＳ複合材料などである。
【0094】
上記の単層グラフェン含有固化物または単層グラフェンを原料とする単層グラフェン含有製品は、上記の単層グラフェン含有固化物または単層グラフェンと同様なメリットを有する。
【0095】
以下の実施例および比較例を用いて本開示の技術効果を説明する。
【0096】
なお、実施例および比較例に使用される原料の入手経路は、下記の通りである。グラファイトが青島金涛グラファイト有限公司（ＱＩＮＧ ＤＡＯ ＪＩＮ ＴＡＯ ＧＲＡＰＨＩＴＥ ＣＯ．，ＬＴＤ．）から購入されたもの（型番：８０メッシュ）であり、ポリプロピレンが台塑工業（寧波）有限公司（ＦＯＲＭＯＳＡ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ （ＮＩＮＧＢＯ） ＣＯ．，ＬＴＤ．）から購入されたもの（型番：ＰＰ１１２０）であり、ポリカーボネートがコベストロポリマー（中国）株式会社（ＣＯＶＥＳＴＲＯ ＰＯＬＹＭＥＲＳ（ＣＨＩＮＡ）ＣＯ．，ＬＴＤ．）から購入されたもの（型番：ＰＣ１７０３）であり、ホットメルト接着剤が無錫莱恩テクノロジー有限公司（Ｗｕｘｉ Ｌａｉｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．，Ｌｔｄ．）から購入されたもの（型番：ＬＥ－２１１）である。
【0097】
実施例１
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得、具体的に、図１を参照する。ここで、グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が３０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１００メッシュであり、ポリプロピレン固化材料の重量平均分子量が１５００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して８５°Ｃの温度下で２０分加熱し、そして、空気を導入して１．４ＭＰａの圧力下で１５分加圧し、圧力を１０分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得、具体的に、図２を参照する。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリプロピレン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを２８回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得、具体的に、図１を参照する。ここで、グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が３０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１００メッシュであり、ポリプロピレン固化材料の重量平均分子量が１５００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して８５°Ｃの温度下で２０分加熱し、そして、空気を導入して１．４ＭＰａの圧力下で１５分加圧し、圧力を１０分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得、具体的に、図２を参照する。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリプロピレン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを２８回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0098】
実施例２
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が５０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１５００メッシュであり、ポリプロピレンの重量平均分子量が８０００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して１２５°Ｃの温度下で１０分加熱し、そして、空気を導入して４ＭＰａの圧力下で２５分加圧し、圧力を２０分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリプロピレン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１８回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が５０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１５００メッシュであり、ポリプロピレンの重量平均分子量が８０００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して１２５°Ｃの温度下で１０分加熱し、そして、空気を導入して４ＭＰａの圧力下で２５分加圧し、圧力を２０分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリプロピレン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１８回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0099】
実施例３
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が５０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１５００メッシュであり、ポリプロピレンの重量平均分子量が１００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して１２５°Ｃの温度下で２０分加熱し、そして、空気を導入して１２ＭＰａの圧力下で２０分加圧し、圧力を１０分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリプロピレン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを２８回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が５０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１５００メッシュであり、ポリプロピレンの重量平均分子量が１００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して１２５°Ｃの温度下で２０分加熱し、そして、空気を導入して１２ＭＰａの圧力下で２０分加圧し、圧力を１０分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリプロピレン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを２８回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0100】
実施例４
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリウレタン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリウレタン固化材料の質量比が６０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１５００メッシュであり、ポリウレタンの重量平均分子量が１００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して６５°Ｃの温度下で１２分加熱し、そして、空気を導入して３ＭＰａの圧力下で１１分加圧し、圧力を８分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリウレタン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを２２回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリウレタン固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリウレタン固化材料の質量比が６０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１５００メッシュであり、ポリウレタンの重量平均分子量が１００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して６５°Ｃの温度下で１２分加熱し、そして、空気を導入して３ＭＰａの圧力下で１１分加圧し、圧力を８分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリウレタン固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを２２回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0101】
実施例５
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリカーボネート固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリカーボネート固化材料の質量比が５０：１００であり、グラファイトの平均粒度が２５００メッシュであり、ポリカーボネート固化材料の重量平均分子量が２００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して１５０°Ｃの温度下で６５分加熱し、そして、空気を導入して５７ＭＰａの圧力下で７０分加圧し、圧力を７０分維持し、２秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリカーボネート固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１４回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリカーボネート固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が３ｍｍ、長さが３ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとポリカーボネート固化材料の質量比が５０：１００であり、グラファイトの平均粒度が２５００メッシュであり、ポリカーボネート固化材料の重量平均分子量が２００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して１５０°Ｃの温度下で６５分加熱し、そして、空気を導入して５７ＭＰａの圧力下で７０分加圧し、圧力を７０分維持し、２秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびポリカーボネート固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１４回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0102】
実施例６
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとホットメルト接着剤固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が５ｍｍ、長さが５ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとホットメルト接着剤固化材料の質量比が４０：１００であり、グラファイトの平均粒度が５０００メッシュであり、ホットメルト接着剤の重量平均分子量が１０００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して７０°Ｃの温度下で８分加熱し、そして、空気を導入して１．２ＭＰａの圧力下で７分加圧し、圧力を４分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびホットメルト接着剤固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１０回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとホットメルト接着剤固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が５ｍｍ、長さが５ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとホットメルト接着剤固化材料の質量比が４０：１００であり、グラファイトの平均粒度が５０００メッシュであり、ホットメルト接着剤の重量平均分子量が１０００００であった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して７０°Ｃの温度下で８分加熱し、そして、空気を導入して１．２ＭＰａの圧力下で７分加圧し、圧力を４分維持し、１秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびホットメルト接着剤固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１０回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0103】
実施例７
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトと小麦粉と水とを混合して製麺機に入れてストランドカットで（ストランド状に伸ばしてカットして）造粒し、そして乾燥し、成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトと小麦粉と水との質量比が３０：１００：３５であり、グラファイトの平均粒度が４０００メッシュであった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、反応釜に対して１００°Ｃの温度下で１０分加熱し、そして、空気を導入して１．５ＭＰａの圧力下で３分加圧し、圧力を５分維持し、０．５秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよび小麦粉の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１４回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトと小麦粉と水とを混合して製麺機に入れてストランドカットで（ストランド状に伸ばしてカットして）造粒し、そして乾燥し、成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトと小麦粉と水との質量比が３０：１００：３５であり、グラファイトの平均粒度が４０００メッシュであった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、反応釜に対して１００°Ｃの温度下で１０分加熱し、そして、空気を導入して１．５ＭＰａの圧力下で３分加圧し、圧力を５分維持し、０．５秒以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよび小麦粉の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１４回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0104】
実施例８
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、実施例７に対して、ステップのａにおける小麦粉の代わりに米粉を用い、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例７と同じようにした。
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、実施例７に対して、ステップのａにおける小麦粉の代わりに米粉を用い、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例７と同じようにした。
【0105】
実施例９
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、実施例１に対して、ステップのａにおけるグラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比を５０：１００にし、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例１と同じようにした。
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、実施例１に対して、ステップのａにおけるグラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比を５０：１００にし、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例１と同じようにした。
【0106】
実施例１０
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、ステップのｂにおける加圧の圧力を６０ＭＰａにし、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例１と同じようにした。
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、ステップのｂにおける加圧の圧力を６０ＭＰａにし、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例１と同じようにした。
【0107】
実施例１１
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、ステップのｂ加圧の圧力を２０ＭＰａにし、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例１と同じようにした。
本実施例による単層グラフェン含有固化物の調製方法において、ステップのｂ加圧の圧力を２０ＭＰａにし、その他のステップおよびプロセスパラメータを実施例１と同じようにした。
【0108】
実施例１２
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとエチレンプロピレンジエンゴム固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が５ｍｍ、長さが５ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとエチレンプロピレンジエンゴム固化材料の質量比が４０：１００であり、グラファイトの平均粒度が５０００メッシュであり、エチレンプロピレンジエンゴムのムーニー粘度が４５Ｎ・ｍであった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して９５°Ｃの温度下で８分加熱し、そして、空気を導入して１．６ＭＰａの圧力下で１５分加圧し、圧力を４分維持し、０．５分以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびエチレンプロピレンジエンゴム固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１５回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとエチレンプロピレンジエンゴム固化材料とを混合して押出機に入れて押出成形を行い、直径が５ｍｍ、長さが５ｍｍの成形顆粒状材料を得た。ここで、グラファイトとエチレンプロピレンジエンゴム固化材料の質量比が４０：１００であり、グラファイトの平均粒度が５０００メッシュであり、エチレンプロピレンジエンゴムのムーニー粘度が４５Ｎ・ｍであった。
ｂ．成形顆粒状材料を反応釜に入れ、水を加えて（成形顆粒状材料と水の質量比が１００：６０であった）反応釜に対して９５°Ｃの温度下で８分加熱し、そして、空気を導入して１．６ＭＰａの圧力下で１５分加圧し、圧力を４分維持し、０．５分以内で常圧まで迅速に放圧し、膨張顆粒状材料を得た。
ｃ．ステップのａにおけるグラファイトおよびエチレンプロピレンジエンゴム固化材料の代わりに膨張顆粒状材料に対し、ステップのａとステップのｂを１５回繰り返して、単層グラフェン含有固化物を得た。
【0109】
実施例１３
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、下記のステップを含む。
単層グラフェン含有固化物に対して３５０°Ｃの温度下で炭化処理を３０分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、下記のステップを含む。
単層グラフェン含有固化物に対して３５０°Ｃの温度下で炭化処理を３０分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
【0110】
実施例１４
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例２による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例２による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0111】
実施例１５
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例３による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例３による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0112】
実施例１６
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例４による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例４による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0113】
実施例１７
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例５による単層グラフェン含有固化物に対して５００°Ｃの温度下で炭化処理を１８０分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例５による単層グラフェン含有固化物に対して５００°Ｃの温度下で炭化処理を１８０分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
【0114】
実施例１８
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例６による単層グラフェン含有固化物に対して２６０°Ｃの温度下で炭化処理を４５分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例６による単層グラフェン含有固化物に対して２６０°Ｃの温度下で炭化処理を４５分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
【0115】
実施例１９
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例７による単層グラフェン含有固化物に対して２００°Ｃの温度下で炭化処理を２５分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例７による単層グラフェン含有固化物に対して２００°Ｃの温度下で炭化処理を２５分行い、そして、水を用いて炭化処理後の生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
【0116】
実施例２０
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例８による単層グラフェン含有固化物に対して１８０°Ｃの温度下で炭化処理を１８分行い、そして、水を用いて炭化された生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
本実施例では、下記の調製方法で単層グラフェンを調製した。
実施例８による単層グラフェン含有固化物に対して１８０°Ｃの温度下で炭化処理を１８分行い、そして、水を用いて炭化された生成物を比重により分離し、単層グラフェンを得た。
【0117】
実施例２１
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例９による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例９による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0118】
実施例２２
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１０による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１０による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0119】
実施例２３
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１１による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１１による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0120】
実施例２４
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１２による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本実施例による単層グラフェンの調製方法は、実施例１２による単層グラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0121】
比較例１
本比較例によるグラフェン含有固化物の調製方法において、ステップのｂにおいて加熱処理が行われなく、その他のステップおよびプロセスパラメータが実施例１と同じようにした。
本比較例によるグラフェン含有固化物の調製方法において、ステップのｂにおいて加熱処理が行われなく、その他のステップおよびプロセスパラメータが実施例１と同じようにした。
【0122】
比較例２
本比較例では、下記の調製方法でグラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して成形スラリーを調製した。グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が３０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１００メッシュであり、ポリプロピレン固化材料の重量平均分子量が１５００であった。
ｂ．成形スラリーを反応釜に入れ、その他のステップおよびプロセスパラメータが実施例１と同じようにした。
本比較例では、下記の調製方法でグラフェン含有固化物を調製した。
ａ．グラファイトとポリプロピレン固化材料とを混合して成形スラリーを調製した。グラファイトとポリプロピレン固化材料の質量比が３０：１００であり、グラファイトの平均粒度が１００メッシュであり、ポリプロピレン固化材料の重量平均分子量が１５００であった。
ｂ．成形スラリーを反応釜に入れ、その他のステップおよびプロセスパラメータが実施例１と同じようにした。
【0123】
比較例３
本比較例によるグラフェン含有固化物の調製方法は、ステップのｂにおける加圧の圧力を０．１５ＭＰａにし、その他のステップおよびプロセスパラメータが実施例１と同じようにした。
本比較例によるグラフェン含有固化物の調製方法は、ステップのｂにおける加圧の圧力を０．１５ＭＰａにし、その他のステップおよびプロセスパラメータが実施例１と同じようにした。
【0124】
比較例４
本比較例によるグラフェンの調製方法は、比較例１によるグラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本比較例によるグラフェンの調製方法は、比較例１によるグラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0125】
比較例５
本比較例によるグラフェンの調製方法は、比較例２によるグラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本比較例によるグラフェンの調製方法は、比較例２によるグラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0126】
比較例６
本比較例によるグラフェンの調製方法は、比較例３によるグラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
本比較例によるグラフェンの調製方法は、比較例３によるグラフェン含有固化物を原料として調製を行い、具体的な調製方法が実施例１３と同じであった。
【0127】
下記の実験例を用いて上記の各実施例および比較例の技術効果を検証した。
【0128】
実験例１
実施例１３を例とし、高分解能透過型電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）を利用して実施例１３による単層グラフェンに対して走査を行い、具体的に、図３に示されている。図３から分かるように、単層グラフェンは、形態が比較的にはっきりで、断面構造が真っ直ぐな直線状のものではなく、厚さが約０．１８ｎｍであった。
実施例１３を例とし、高分解能透過型電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）を利用して実施例１３による単層グラフェンに対して走査を行い、具体的に、図３に示されている。図３から分かるように、単層グラフェンは、形態が比較的にはっきりで、断面構造が真っ直ぐな直線状のものではなく、厚さが約０．１８ｎｍであった。
【0129】
各実施例１３～２４および比較例４～６による単層グラフェンまたはグラフェンの平均厚さ、光透過率、収率および純度に対して検測を行った。具体的に、表１に示されている。
【0130】
【表1】
【0131】
表１に示されたデータから分かるように、本開示の各実施例による単層グラフェンの調製方法は、全体として比較例より優れている。
【0132】
具体的に、樹脂またはホットメルト接着剤などの熱可塑性ポリマーを固化材料として、グラファイトと混合して、押出機による造粒、および膨張、分離を経て、単層グラフェン含有固化物を得ることができ、単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行って得た単層グラフェンの収率が非常に高かった。小麦粉または米粉を固化材料として使用した場合、膨張、分離を経て、得た単層グラフェン含有固化物における単層グラフェンの含有量が比較的に少なく、この単層グラフェン含有固化物に対して炭化処理を行うことにより単層グラフェンを得ることができるが、得た単層グラフェンの純度が比較的に低かった。その主な原因として、熱可塑性ポリマーとグラファイトとが押出機による押出、造粒を経たあと、粘着力が比較的に高く、小麦粉または米粉が、押出機を利用して造粒する場合、十分な粘着力に達することができない。このため、固化材料を選択するとき、熱可塑性ポリマーが好ましい。
【0133】
なお、上記の各実施例は、本開示の技術案を説明するためのものにすぎず、それを限定するものではない。上記の各実施例を用いて本開示を詳細に説明したが、当業者は、上記の各実施例に記載された技術案を変更してもよく、そのうちの一部またはすべての技術的特徴に対して均等置換を行ってもよい。これらの変更または置換は、該当技術案の本質を本開示の各実施例の技術案の範囲から逸脱させていない。
【産業上の利用可能性】
【0134】
本開示に係る単層グラフェン含有固化物の調製方法は、全調製過程において汚染物の発生がないため、単層グラフェン含有固化物の高純度を保証できる。該単層グラフェン含有固化物は、直接工業生産に使用することができ、炭化処理、分離を経て単層グラフェンを得ることもできる。該調製方法は、プロセスが安定で、操作が簡単で、工業上の量産に適する。
【図1】
【図2】
【図3】