特表 2022-537591 低粘度の酸化グラフェンスラリー及びその製造方法、酸化グラフェン膜及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-26

(54)【発明の名称】低粘度の酸化グラフェンスラリー及びその製造方法、酸化グラフェン膜及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 32/198 20170101AFI20220819BHJP

   B01J 13/00 20060101ALI20220819BHJP

   C04B 35/52 20060101ALI20220819BHJP

【ＦＩ】

C01B32/198

B01J13/00 B

C04B35/52

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022512308

(86)(22)【出願日】2020-08-17

(85)【翻訳文提出日】2022-02-21

(86)【国際出願番号】 CN2020109442

(87)【国際公開番号】W WO2021032039

(87)【国際公開日】2021-02-25

(31)【優先権主張番号】201910778811.7

(32)【優先日】2019-08-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522066816

【氏名又は名称】常州富▲シ▼科技股▲フン▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】▲盧▼ 静

(72)【発明者】

【氏名】周 歩存

(72)【発明者】

【氏名】周 仁杰

(72)【発明者】

【氏名】李 峰

【テーマコード（参考）】

4G065

4G146

【Ｆターム（参考）】

4G065AA08

4G065AB02X

4G065BB01

4G065BB06

4G065CA11

4G065CA12

4G065DA06

4G065EA01

4G065EA03

4G065EA04

4G065FA02

4G065FA03

4G146AA01

4G146AA15

4G146AB07

4G146AC01B

4G146AC02A

4G146AC02B

4G146AC22B

4G146AC26B

4G146AC27A

4G146AC30A

4G146AC30B

4G146CB10

(57)【要約】

低粘度の酸化グラフェンスラリー及びその製造方法、酸化グラフェン膜及びその製造方法、グラフェン熱伝導膜及びその製造方法を提供する。主に採用する方法は、酸化グラフェンを高圧剪断、高速衝突及び強いキャビテーションによって超微細化し、酸化グラフェンのシート径を減少させ、酸化グラフェンスラリーの粘度を低下させ、酸化グラフェンスラリーの固形分を向上させることにより、酸化グラフェンスラリーを塗布して酸化グラフェン膜を形成する効率を向上させることである。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固形分は、５～１０％であり、
好ましくは、粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、低粘度の酸化グラフェンスラリー。

【請求項2】

粘度は、２００００ｍＰａ・ｓであり、
好ましくは、固形分は、８％であり、
好ましくは、平均直径が２～３μｍの酸化グラフェンナノプレートレットであることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリー。

【請求項3】

酸化グラフェンと溶媒を混合し、分散させ、超微細化することにより、酸化グラフェンの平均直径を減少させて、低粘度の酸化グラフェンスラリーを得ることを特徴とする、低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項4】

前記酸化グラフェンをＨｕｍｍｅｒｓ法で製造し、
好ましくは、前記酸化グラフェンにおいて、酸素と炭素のモル比は、０．６～０．７であり、好ましくは０．６５であり、
好ましくは、前記溶媒は水であり、
好ましくは、前記分散の線速度を２～２０ｍ／ｓとし、好ましくは５ｍ／ｓとし、
好ましくは、前記分散の時間を１～５ｈとし、好ましくは２ｈとし、
好ましくは、前記超微細化の方法は、酸化グラフェンと溶媒との混合物に圧力をかけることにより、混合物がスリットを通過し、スリットを通過する過程において高圧剪断と高速衝突を受け、かつスリットを通過した後、圧力エネルギーの瞬間的な放出により強いキャビテーションを発生させることを含み、
好ましくは、かけられた圧力を５０～２５０ＭＰａとし、好ましくは１００ＭＰａとし、
好ましくは、酸化グラフェンの平均直径が２～３μｍとなるまで超微細化し、
好ましくは、前記酸化グラフェンスラリーの超微細化前の粘度は、１０００００～２０００００ｍＰａ・ｓであり、
好ましくは、前記酸化グラフェンスラリーの超微細化後の粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは２００００ｍＰａ・ｓであり、
好ましくは、前記酸化グラフェンスラリーの固形分は、５～１０％であり、好ましくは８％であることを特徴とする、請求項３に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項5】

酸化グラフェンの平均直径が２～３μｍであることを特徴とする、酸化グラフェン膜。

【請求項6】

厚さは、５０～５００μｍであり、好ましくは２００μｍであり、
好ましくは、密度は、１．０－２．０ｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは１．５ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする、請求項５に記載の酸化グラフェン膜。

【請求項7】

請求項３～５のいずれか一項に記載の方法で低粘度の酸化グラフェンスラリーを製造し、脱泡処理した後、脱泡された酸化グラフェンスラリーを基材の表面に塗布し、乾燥させ、剥離して、酸化グラフェン膜を得ることを特徴とする、酸化グラフェン膜の製造方法。

【請求項8】

前記脱泡は、真空脱泡であり、前記真空脱泡の真空値は、－９５～－５０ｋＰａであり、好ましくは－８０ｋＰａであり、
好ましくは、前記脱泡をインライン連続脱泡機で行い、
好ましくは、前記塗布をナイフ塗布又は押出塗布の方式で行い、前記塗布の速度を１～１０ｍ／ｍｉｎとし、好ましくは３ｍ／ｍｉｎとし、
好ましくは、前記塗布の厚さを０．５～５．０ｍｍとし、好ましくは１．５ｍｍとし、
好ましくは、前記乾燥の温度を７０～１３０℃とし、好ましくは１００℃とし、
好ましくは、前記乾燥の時間を８～８０ｍｉｎとし、好ましくは２７～３０ｍｉｎとし、
好ましくは、前記酸化グラフェン膜の厚さは、５０～５００μｍであり、好ましくは２００μｍであることを特徴とする、請求項７に記載の酸化グラフェン膜の製造方法。

【請求項9】

熱伝導率は、１０００～１６００Ｗ／ｍ・Ｋであり、好ましくは１５００Ｗ／ｍ・Ｋであり、
好ましくは、密度は、１．５～２．２ｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは２．０ｇ／ｃｍ^３であり、
好ましくは、厚さは、１０～１５０μｍであり、好ましくは４０μｍであることを特徴とする、グラフェン熱伝導膜。

【請求項10】

請求項７又は８の方法で酸化グラフェン膜を製造し、熱処理し、圧延して、グラフェン熱伝導膜を得て、
好ましくは、前記熱処理の温度を、１０００～３０００℃とし、好ましくは２０００℃とし、
好ましくは、前記酸化グラフェン膜の熱処理後の密度は、０．１～１．０ｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは０．３ｇ／ｃｍ^３であり、
好ましくは、前記圧延の圧力を５０～２００ｔとし、好ましくは１００ｔとすることを特徴とする、グラフェン熱伝導膜の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、グラフェン材料の分野に関し、具体的には、熱還元法によりグラフェン熱伝導膜を製造する製造効率を向上させるプロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

２００４年の発見以来、グラフェンは、その大きな比表面積、高い電気伝導率、優れた化学的安定性及び熱力学的安定性、並びに物理的特性及び機械的特性により、センサデバイス、光電子、エネルギー材料として広く研究され、応用されてきた。

【0003】

従来技術において、熱伝導性能に優れたグラフェン熱伝導膜を製造する主な方法は、Ｈｕｍｍｅｒｓ法で製造された酸化グラフェンの濾過ケーキを分散させてスラリーになり、スラリーを基材に塗布し、乾燥させて酸化グラフェン膜を得てから、酸化グラフェン膜を高温で熱還元してグラフェン熱伝導膜を得ることである。

【0004】

しかしながら、酸化グラフェンスラリーは、粘度が高いため、その固形分が最大２．０～４．０％に達する。固形分が低い含有量に制限されるため、酸化グラフェンスラリーの塗布効率が低く、大規模な生産を大幅に制限する。

【0005】

背景技術の部分の内容は、発明者が知っている技術に過ぎず、当然、本分野の従来技術を代表するものではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来技術に存在する課題のうちの１つ以上に対して、本発明が解決しようとする技術的課題は、酸化グラフェンスラリーの塗布効率を向上させることであり、主に採用する方法は、酸化グラフェンを高圧剪断、高速衝突及び強いキャビテーションによって超微細化し、酸化グラフェンの直径を減少させ、酸化グラフェンスラリーの粘度を低下させ、酸化グラフェンスラリーの固形分を増加させることにより、酸化グラフェンスラリーの塗布効率を向上させることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る低粘度の酸化グラフェンスラリーは、固形分が５～１０％であり、好ましくは８％である。

【0008】

本発明の一態様において、前記酸化グラフェンスラリーの粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは２００００ｍＰａ・ｓである。

【0009】

粘度が高すぎるか又は低すぎると、いずれも塗布に不利であり、粘度が５００００ｍＰａ・ｓよりも高くなると、酸化グラフェンスラリーの流延に不利であり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓよりも低くなると、酸化グラフェンスラリーの流動性が大きすぎ、塗布の厚さの制御に不利である。

【0010】

好ましくは、前記低粘度の酸化グラフェンスラリーは、酸化グラフェンナノプレートレットであり、平均直径が２～３μｍである。

【0011】

本発明に係る低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法では、酸化グラフェンと溶媒を混合し、分散させ、超微細化することにより、酸化グラフェンの平均直径を減少させて、低粘度の酸化グラフェンスラリーを得る。

【0012】

酸化グラフェンは、非常に豊富な酸素含有官能基を含有し、酸化過程においてシート層の縁部及びシート層の中間に官能基が存在するため、「欠陥」部分が発生し、この欠陥部分は、高圧粘度低下装置（キャビテーション効果、衝撃効果及び剪断効果）の作用で破砕されやすいため、酸化グラフェンの直径を平均１７～１８μｍから２～３μｍに減少させることができる。また、酸化グラフェンは、酸素含有官能基が親水性効果を有するため、水に分散することができる。一定の範囲の酸化度で、酸化グラフェンは、直径が小さいほど、受ける内部摩擦力が小さくなり、それに応じて、巨視的に粘度が低下することを表すため、酸化グラフェンスラリーの固形分を増加させて、酸化グラフェンスラリーの基材への塗布効率を向上させることができる。

【0013】

本発明の一態様において、前記酸化グラフェンをＨｕｍｍｅｒｓ法で製造する。

【0014】

好ましくは、前記酸化グラフェンにおいて、酸素と炭素のモル比は、０．６～０．７であり、好ましくは０．６５である。

【0015】

好ましくは、前記溶媒は水である。

【0016】

好ましくは、前記分散の線速度を２～２０ｍ／ｓとし、好ましくは５ｍ／ｓとする。

【0017】

さらに、好ましくは、前記分散の時間を１～５ｈとし、好ましくは２ｈとする。

【0018】

分散時、酸化グラフェンのシート層は、水中でばらばらになり、均一に分散する。

【0019】

本発明の一態様において、超微細化の方法は、酸化グラフェンと溶媒との混合物に圧力をかけることにより、混合物がスリットを通過し、スリットを通過する過程において高圧剪断と高速衝突を受け、かつスリットを通過した後、圧力エネルギーの瞬間的な放出により強いキャビテーションを発生させることを含む。

【0020】

好ましくは、かけられた圧力を５０～２５０ＭＰａとし、好ましくは１００ＭＰａとする。

【0021】

好ましくは、酸化グラフェンの平均直径が２～３μｍとなるまで超微細化する。

【0022】

超微細化とは、高圧により液体材料に狭いスリットを高速に通過させるとき、圧力を突然放出できる高圧下の狭い領域内で発生した、爆発効果に類似する強いキャビテーション、液体材料がスリットを通過して発生した微細化作用、及びチャンバ内で衝突して発生した高速衝突作用により液体材料を破砕することにより、液体物質又は液体を担体とする固体粒子を超微細化し、酸化グラフェンナノプレートレットを微細化することである。超微細化において酸化グラフェンと溶媒との混合物にかけられた圧力を５０～２５０ＭＰａに設定することにより、酸化グラフェンを直径が平均１７～１８μｍから２～３μｍになるように微細化することができ、圧力が小さすぎて、５０ＭＰａよりも小さければ、微細化作用が不十分であり、酸化グラフェンの直径が２～３μｍに達することができず、粘度低下の効果を達成できず、圧力が２５０ＭＰａよりも大きければ、機械を破損しやすく、破損頻度が高いほど、製造コストが高くなる。

【0023】

本発明の一態様において、前記酸化グラフェンスラリーの超微細化前の粘度は、１０００００～２０００００ｍＰａ・ｓである。

【0024】

好ましくは、前記酸化グラフェンスラリーの超微細化後の粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓであり、好ましくは２００００ｍＰａ・ｓである。

【0025】

さらに好ましくは、前記酸化グラフェンスラリーの固形分は、５～１０％であり、好ましくは８％である。

【0026】

本発明に係る酸化グラフェン膜は、酸化グラフェンの平均直径が２～３μｍである。

【0027】

本発明の一態様において、前記酸化グラフェン膜の厚さは、５０～５００μｍであり、好ましくは２００μｍである。

【0028】

好ましくは、前記酸化グラフェン膜の密度は、１．０～２．０ｇ／ｃｍ^３である。

【0029】

本発明に係る酸化グラフェン膜の製造方法では、前記低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法で低粘度の酸化グラフェンスラリーを製造し、脱泡処理した後、脱泡された酸化グラフェンスラリーを基材の表面に塗布し、乾燥させ、剥離して、酸化グラフェン膜を得る。

【0030】

基材は、酸化グラフェンスラリーを塗布し、乾燥させるための担体であり、酸化グラフェンスラリーを塗布し、乾燥させた後、基材の表面に酸化グラフェン膜を形成する。

【0031】

本発明の一態様において、前記脱泡は、真空脱泡であり、前記真空脱泡の真空値は、－９５～－５０ｋＰａであり、好ましくは－８０ｋＰａである。

【0032】

好ましくは、前記脱泡をインライン連続脱泡機で行う。

【0033】

本発明の一態様において、前記塗布をナイフ塗布又は押出塗布の方式で行い、前記塗布の速度を１～１０ｍ／ｍｉｎとし、好ましくは３ｍ／ｍｉｎとする。

【0034】

好ましくは、前記塗布の厚さを０．５～５．０ｍｍとし、好ましくは１．５ｍｍとする。

【0035】

本発明の一態様において、前記乾燥の温度を７０～１３０℃とし、好ましくは１００℃とする。

【0036】

好ましくは、前記乾燥の時間を８～８０ｍｉｎとし、好ましくは２７～３０ｍｉｎとする。

【0037】

好ましくは、前記酸化グラフェン膜の厚さは、５０～５００μｍであり、好ましくは２００μｍである。

【0038】

酸化グラフェンスラリーの固形分が増加するため、塗布の厚さが薄くなり、塗布速度が向上し、単位時間あたりの塗布効率が向上する。乾燥の時間は、塗布機のオーブンの長さ及び塗布速度に応じて調整され、塗布速度の向上により短縮され、酸化グラフェン膜の製造効率を大幅に向上させる。

【0039】

本発明に係るグラフェン熱伝導膜は、熱伝導係数が１０００～１６００Ｗ／ｍ・ｋであり、好ましくは１５００Ｗ／ｍ・ｋである。

【0040】

好ましくは、前記グラフェン熱伝導膜の密度は、１．５～２．２ｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは２．０ｇ／ｃｍ^３である。

【0041】

好ましくは、前記グラフェン熱伝導膜の厚さは、１０～１５０μｍであり、好ましくは４０μｍである。

【0042】

本発明に係るグラフェン熱伝導膜の製造方法では、前記酸化グラフェン膜の製造方法で酸化グラフェン膜を製造し、熱処理し、圧延して、グラフェン熱伝導膜を得る。

【0043】

好ましくは、前記熱処理の温度を、１０００～３０００℃とし、好ましくは２０００℃とする。

【0044】

好ましくは、前記酸化グラフェン膜の熱処理後の密度は、０．１～１．０ｇ／ｃｍ^３であり、好ましくは０．３ｇ／ｃｍ^３である。

【0045】

さらに好ましくは、前記圧延の圧力を５０～２００ｔとし、好ましくは１００ｔとする。

【0046】

本発明の有益な効果は、以下のとおりである。

【0047】

本発明は、酸化グラフェンナノプレートレットを微細化することにより、酸化グラフェンの直径を平均１７～１８μｍから２～３μｍに減少させ、酸化グラフェンスラリーの粘度を低下させ、スラリーの固形分を５～１０％増加させる。以下、本発明の優位性を以下の（１）～（４）により説明する。

【0048】

（１）酸化グラフェンスラリーの固形分が増加するため、塗布の厚さを薄くし、塗布速度を速くすることにより、塗布効率を３００％以上向上させ、単位生産能力を大幅に向上させる。

【0049】

（２）塗布の厚さが薄くなるため、乾燥時に高い温度で行っても、酸化グラフェン膜にバブリングを発生させず、酸化グラフェンスラリーの水分含有量が低くなるため、酸化グラフェン膜が水分子をより除去しやすく、乾燥の時間を減少させ、酸化グラフェン膜の製造効率を向上させる。

【0050】

（３）酸化グラフェン膜の製造効率が向上するため、製造コストを大幅に低減し、工業上の大規模な生産に適する。

【0051】

（４）従来技術に比べて、本発明で製造されるグラフェン熱伝導膜は、外観、厚さ、密度、熱伝導係数、凝集力などの各性能試験において正常である。

【図面の簡単な説明】

【0052】

図面は、本発明のさらなる理解を提供するためのものであり、明細書の一部を構成し、本発明の実施例と共に本発明を解釈するために用いられるが、本発明を限定するものではない。

【0053】

【図1】酸化グラフェンの粘度低下前のＡＦＭ概略図である。

【図2】酸化グラフェンの粘度低下後のＡＦＭ概略図である。

【図3】酸化グラフェンの粘度低下前のＡＦＭ粒径分布図であり、横軸は、酸化グラフェンの直径の大きさ（μｍ）を示し、縦軸は、度数（個）を示す。

【図4】酸化グラフェンの粘度低下後のＡＦＭ粒径分布図であり、横軸は、酸化グラフェンの直径の大きさ（μｍ）を示し、縦軸は、度数（個）を示す。

【図5】本発明の第６の実施形態のステップ図である。

【図6】実施例１の酸化グラフェン膜の実物図である。

【図7】実施例１のグラフェン熱伝導膜の実物図である。

【図8】実施例２の酸化グラフェン膜の実物図である。

【図9】実施例３の酸化グラフェン膜の実物図である。

【図10】比較例５の酸化グラフェン膜の実物図である。

【図11】比較例５のグラフェン熱伝導膜の実物図である。

【図12】６．０ｍｍの厚さの酸化グラフェン膜が１００℃で乾燥されるときにバブリングが発生した場合の酸化グラフェン膜の実物図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

以下、いくつかの例示的な実施例を簡単に説明する。当業者が認識できるように、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な方式で説明された実施例を修正することができる。したがって、図面及び説明は、実質的に、制限的ではなく例示的なものとして考えられる。

【0055】

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明するが、ここで説明される好ましい実施例は、本発明を説明し解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではないと理解すべきである。

【0056】

本発明の第１の実施形態に係る低粘度の酸化グラフェンスラリーは、固形分が、５～１０％、例えば、５％、５．５％、６％、６．５％、７％、７．５％、８％、８．５％、９％、９．５％、１０％などである。好ましい実施形態として、酸化グラフェンスラリーの固形分は、８％である。酸化グラフェンスラリーの粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓ、例えば、１００００ｍＰａ・ｓ、１１０００ｍＰａ・ｓ、１２０００ｍＰａ・ｓ、１５０００ｍＰａ・ｓ、２００００ｍＰａ・ｓ、２２０００ｍＰａ・ｓ、２３０００ｍＰａ・ｓ、２５０００ｍＰａ・ｓ、３００００ｍＰａ・ｓ、３２０００ｍＰａ・ｓ、３５０００ｍＰａ・ｓ、４００００ｍＰａ・ｓ、４２０００ｍＰａ・ｓ、４５０００ｍＰａ・ｓ、４８０００ｍＰａ・ｓ、５００００ｍＰａ・ｓなどである。好ましい実施形態として、酸化グラフェンスラリーの粘度は、２００００ｍＰａ・ｓである。粘度が高すぎるか又は低すぎると、いずれも塗布に不利であり、粘度が５００００ｍＰａ・ｓよりも高くなると、酸化グラフェンスラリーの流延に不利であり、粘度が１００００ｍＰａ・ｓよりも低くなると、酸化グラフェンスラリーの流動性が大きすぎ、塗布の厚さの制御に不利である。酸化グラフェンは、酸化グラフェンナノプレートレットであり、平均直径が２～３μｍ、例えば、２μｍ、２．１μｍ、２．２μｍ、２．３μｍ、２．４μｍ、２．５μｍ、２．６μｍ、２．７μｍ、２．８μｍ、２．９μｍ、３μｍなどである。

【0057】

本発明の第２の実施形態に係る低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法では、酸化グラフェンと溶媒を混合し、分散させ、超微細化することにより、酸化グラフェンの平均直径を減少させて、低粘度の酸化グラフェンスラリーを得る。

【0058】

酸化グラフェンは、非常に豊富な酸素含有官能基を含有し、酸化過程においてシート層の縁部及びシート層の中間に官能基が存在するため、「欠陥」部分が発生し、この欠陥部分は、高圧粘度低下装置（キャビテーション効果、衝突効果）の作用で破砕されやすいため、酸化グラフェンの直径を平均１７～１８μｍから２～３μｍに減少させる。また、酸化グラフェンは、酸素含有官能基が親水性効果を有するため、水に分散することができる。一定の範囲の酸化度で、酸化グラフェンは、直径が小さいほど、受ける内部摩擦力が小さくなり、それに応じて、巨視的に粘度が低下することを表すため、酸化グラフェンスラリーの固形分を増加させて、酸化グラフェンスラリーの基材への塗布効率を向上させることができる。

【0059】

酸化グラフェンをＨｕｍｍｅｒｓ法で製造する。酸化グラフェンにおいて、酸素と炭素のモル比は、０．６～０．７、例えば、０．６、０．６１、０．６２、０．６３、０．６４、０．６５、０．６６、０．６７、０．６８、０．６９などである。好ましい実施形態として、酸化グラフェンの酸素と炭素のモル比は、０．６５である。溶媒は水である。分散の線速度を２～２０ｍ／ｓ、例えば、２ｍ／ｓ、３ｍ／ｓ、４ｍ／ｓ、５ｍ／ｓ、６ｍ／ｓ、７ｍ／ｓ、８ｍ／ｓ、９ｍ／ｓ、１０ｍ／ｓ、１１ｍ／ｓ、１２ｍ／ｓ、１３ｍ／ｓ、１４ｍ／ｓ、１５ｍ／ｓ、１６ｍ／ｓ、１７ｍ／ｓ、１８ｍ／ｓ、１９ｍ／ｓ、２０ｍ／ｓなどとする。好ましい実施形態として、分散の線速度を５ｍ／ｓとする。

【0060】

分散の時間を１～５ｈ、例えば、１ｈ、１．２ｈ、１．５ｈ、１．８ｈ、２ｈ、２．２ｈ、２．５ｈ、２．８ｈ、３ｈ、３．２ｈ、３．５ｈ、３．８ｈ、４ｈ、４．２ｈ、４．５ｈ、４．８ｈ、５ｈなどとする。好ましい実施形態として、分散の時間を２ｈとする。超微細化の方法は、酸化グラフェンと溶媒との混合物に圧力をかけることにより、混合物がスリットを通過し、スリットを通過する過程において高圧剪断と高速衝突を受け、かつスリットを通過した後、圧力エネルギーの瞬間的な放出により強いキャビテーションを発生させることを含む。かけられた圧力を５０～２５０ＭＰａ、例えば、５０ＭＰａ、５１ＭＰａ、５２ＭＰａ、５３ＭＰａ、５４ＭＰａ、５５ＭＰａ、５６ＭＰａ、５７ＭＰａ、５８ＭＰａ、５９ＭＰａ、６０ＭＰａ、７０ＭＰａ、８０ＭＰａ、９０ＭＰａ、１００ＭＰａ、１１０ＭＰａ、１２０ＭＰａ、１３０ＭＰａ、１４０ＭＰａ、１５０ＭＰａ、１６０ＭＰａ、１７０ＭＰａ、１８０ＭＰａ、１９０ＭＰａ、２００ＭＰａ、２１０ＭＰａ、２２０ＭＰａ、２３０ＭＰａ、２４０ＭＰａ、２４５ＭＰａ、２４６ＭＰａ、２４７ＭＰａ、２４８ＭＰａ、２４９ＭＰａ、２５０ＭＰａなどとする。好ましい実施形態として、超微細化の圧力を１００ＭＰａとする。酸化グラフェンの平均直径が２～３μｍ、例えば、２μｍ、２．１μｍ、２．２μｍ、２．３μｍ、２．４μｍ、２．５μｍ、２．６μｍ、２．７μｍ、２．８μｍ、２．９μｍ、３μｍなどとなるまで超微細化する。図１から分かるように、５０μｍのスケールに比べて、酸化グラフェンの直径が大きく、ある酸化グラフェンの直径は２５μｍに達することができ、右側のバースケールは、酸化グラフェンの高さを示す。図２から分かるように、２０μｍのスケールに比べて、酸化グラフェンの直径が小さく、基本的にいずれも３μｍよりも小さく、右側のバースケールは、酸化グラフェンの高さを示す。図３及び図４に示すように、粘度低下前の酸化グラフェンの直径は１５～２５μｍの区間に集中し、直径の平均値は１８．２３６μｍであり、標準偏差は１．０１２であり、粘度低下後の酸化グラフェンの直径は１．６～４μｍの区間に集中し、直径の平均値は２．４９５μｍであり、標準偏差は０．９３６であり、粘度低下後の酸化グラフェンの直径が減少し、かつ直径の分布がより平均的である。

【0061】

超微細化とは、高圧により液体材料に狭いスリットを高速に通過させるとき、圧力を突然放出できる高圧下の狭い領域内で発生した、爆発効果に類似する強いキャビテーション、液体材料がスリットを通過して発生した微細化作用、及びチャンバ内で衝突して発生した高速衝突作用により液体材料を破砕することにより、液体物質又は液体を担体とする固体粒子を超微細化し、酸化グラフェンナノプレートレットを微細化することである。超微細化において酸化グラフェンと溶媒との混合物にかけられた圧力を５０～２５０ＭＰａに設定することにより、酸化グラフェンを直径が平均１７～１８μｍから２～３μｍになるように微細化することができ、圧力が小さすぎて、５０ＭＰａよりも小さければ、微細化作用が不十分であり、酸化グラフェンの直径が２～３μｍに達することができず、粘度低下の効果を達成できず、圧力が２５０ＭＰａより大きければ、機械を破損しやすく、破損頻度が高いほど、製造コストが高くなる。

【0062】

酸化グラフェンスラリーの超微細化前の粘度は、１０００００～２０００００ｍＰａ・ｓ、例えば、１０００００ｍＰａ・ｓ、１０５０００ｍＰａ・ｓ、１１００００ｍＰａ・ｓ、１１５０００ｍＰａ・ｓ、１２００００ｍＰａ・ｓ、１２５０００ｍＰａ・ｓ、１３００００ｍＰａ・ｓ、１３５０００ｍＰａ・ｓ、１４００００ｍＰａ・ｓ、１４５０００ｍＰａ・ｓ、１５００００ｍＰａ・ｓ、１６００００ｍＰａ・ｓ、１７００００ｍＰａ・ｓ、１８００００ｍＰａ・ｓ、１９００００ｍＰａ・ｓ、１９５０００ｍＰａ・ｓ、２０００００ｍＰａ・ｓなどである。酸化グラフェンスラリーの超微細化後の粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓ、例えば、１００００ｍＰａ・ｓ、１１０００ｍＰａ・ｓ、１２０００ｍＰａ・ｓ、１５０００ｍＰａ・ｓ、２００００ｍＰａ・ｓ、２２０００ｍＰａ・ｓ、２３０００ｍＰａ・ｓ、２５０００ｍＰａ・ｓ、３００００ｍＰａ・ｓ、３２０００ｍＰａ・ｓ、３５０００ｍＰａ・ｓ、４００００ｍＰａ・ｓ、４２０００ｍＰａ・ｓ、４５０００ｍＰａ・ｓ、４８０００ｍＰａ・ｓ、５００００ｍＰａ・ｓなどである。好ましい実施形態として、酸化グラフェンスラリーの超微細化後の粘度は、２００００ｍＰａ・ｓである。酸化グラフェンスラリーの固形分は、５～１０％、例えば、５％、５．１％、５．２％、５．３％、５．４％、５．５％、６％、６．５％、７％、７．５％、８％、８．５％、９％、９．５％、９．６％、９．７％、９．８％、９．９％、１０％などである。好ましい実施形態として、酸化グラフェンスラリーの固形分は、８％である。

【0063】

本発明の第３の実施形態に係る酸化グラフェン膜は、酸化グラフェンの平均直径が、２～３μｍ、例えば、２μｍ、２．１μｍ、２．２μｍ、２．３μｍ、２．４μｍ、２．５μｍ、２．６μｍ、２．７μｍ、２．８μｍ、２．９μｍ、３μｍなどである。酸化グラフェン膜の厚さは、１００～５００μｍ、例えば、１００μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、１８０μｍ、２００μｍ、２２０μｍ、２５０μｍ、２８０μｍ、３００μｍ、３２０μｍ、３５０μｍ、３８０μｍ、４００μｍ、４２０μｍ、４５０μｍ、４８０μｍ、５００μｍなどである。好ましい実施形態として、酸化グラフェン膜の厚さは、２００μｍである。酸化グラフェン膜の密度は、１．０～２．０ｇ／ｃｍ^３、例えば、１．０ｇ／ｃｍ^３、１．１ｇ／ｃｍ^３、１．２ｇ／ｃｍ^３、１．３ｇ／ｃｍ^３、１．４ｇ／ｃｍ^３、１．５ｇ／ｃｍ^３、１．６ｇ／ｃｍ^３、１．７ｇ／ｃｍ^３、１．８ｇ／ｃｍ^３、１．９ｇ／ｃｍ^３、２．０ｇ／ｃｍ^３などである。

【0064】

本発明の第４の実施形態に係る酸化グラフェン膜の製造方法では、本発明の第２の実施形態の方法で低粘度の酸化グラフェンスラリーを製造し、脱泡処理した後、脱泡された酸化グラフェンスラリーを基材の表面に塗布し、乾燥させ、剥離して、酸化グラフェン膜を得る。

【0065】

基材は、酸化グラフェンスラリーを塗布し、乾燥させるための担体であり、酸化グラフェンスラリーを塗布し、乾燥させた後、基材の表面に酸化グラフェン膜を形成する。

【0066】

脱泡は、真空脱泡であり、真空脱泡の真空値は、－９５～－５０ｋＰａ、例えば、－９５ｋＰａ、９０ｋＰａ、－８５ｋＰａ、－８０ｋＰａ、－７５ｋＰａ、－７０ｋＰａ、－６５ｋＰａ、－６０ｋＰａ、－５５ｋＰａ、－５０ｋＰａなどである。好ましい実施形態として、真空脱泡の真空値は－８０ｋＰａである。脱泡をインライン連続脱泡機で行う。塗布をナイフ塗布又は押出塗布の方式で行い、塗布の速度を、１～１０ｍ／ｍｉｎ、例えば、１ｍ／ｍｉｎ、１．１ｍ／ｍｉｎ、１．２ｍ／ｍｉｎ、１．３ｍ／ｍｉｎ、１．４ｍ／ｍｉｎ、１．５ｍ／ｍｉｎ、２ｍ／ｍｉｎ、２．５ｍ／ｍｉｎ、３ｍ／ｍｉｎ、３．５ｍ／ｍｉｎ、４ｍ／ｍｉｎ、４．５ｍ／ｍｉｎ、５ｍ／ｍｉｎ、５．５ｍ／ｍｉｎ、６ｍ／ｍｉｎ、６．５ｍ／ｍｉｎ、７ｍ／ｍｉｎ、７．５ｍ／ｍｉｎ、８ｍ／ｍｉｎ、８．５ｍ／ｍｉｎ、９ｍ／ｍｉｎ、９．５ｍ／ｍｉｎ、９．６ｍ／ｍｉｎ、９．７ｍ／ｍｉｎ、９．８ｍ／ｍｉｎ、９．９ｍ／ｍｉｎ、１０ｍ／ｍｉｎなどとする。好ましい実施形態として、塗布の速度を３ｍ／ｍｉｎとする。塗布の厚さを、０．５～５．０ｍｍ、例えば、０．５ｍｍ、０．５２ｍｍ、０．５５ｍｍ、０．５８ｍｍ、０．６ｍｍ、０．６２ｍｍ、０．６５ｍｍ、０．６８ｍｍ、０．７ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．７６ｍｍ、０．７７ｍｍ、０．７８ｍｍ、０．７９ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍ、２ｍｍ、２．１ｍｍ、２．２ｍｍ、２．５ｍｍ、２．６ｍｍ、２．７ｍｍ、２．８ｍｍ、２．９ｍｍ、２．９３ｍｍ、２．９５ｍｍ、２．９７ｍｍ、２．９８ｍｍ、２．９９ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．２ｍｍ、４．５ｍｍ、４．８ｍｍ、５ｍｍなどとする。好ましい実施形態として、塗布の厚さを１．５ｍｍとする。酸化グラフェンスラリーの固形分が増加するため、塗布の厚さが薄くなり、塗布速度が向上し、単位時間あたりの塗布効率が向上する。乾燥の温度は、７０～１３０℃であり、例えば、７０℃、７１℃、７２℃、７３℃、７５℃、７８℃、８０℃、８２℃、８５℃、８８℃、９０℃、９２℃、９５℃、９８℃、１００℃、１０２℃、１０５℃、１０８℃、１１０℃、１１２℃、１１５℃、１１８℃、１２０℃、１２２℃、１２５℃、１２６℃、１２７℃、１２８℃、１２９℃、１３０℃などである。好ましい実施形態として、乾燥の温度を１００℃とする。乾燥の時間を、８～８０ｍｉｎ、例えば、８ｍｉｎ、９ｍｉｎ、１０ｍｉｎ、１２ｍｉｎ、１５ｍｉｎ、１６ｍｉｎ、１８ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、２２ｍｉｎ、２４ｍｉｎ、２５ｍｉｎ、２７ｍｉｎ、２８ｍｉｎ、２９ｍｉｎ、３０ｍｉｎ、３２ｍｉｎ、３４ｍｉｎ、３５ｍｉｎ、３８ｍｉｎ、４０ｍｉｎ、４５ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、５５ｍｉｎ、６０ｍｉｎ、６５ｍｉｎ、７０ｍｉｎ、７５ｍｉｎ、７８ｍｉｎ、８０ｍｉｎなどとする。好ましい実施形態として、乾燥の時間を、２７～３０ｍｉｎ、例えば、２７ｍｉｎ、２８ｍｉｎ、２９ｍｉｎ、３０ｍｉｎなどとする。酸化グラフェン膜の厚さは、５０～５００μｍ、例えば、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、１８０μｍ、２００μｍ、２２０μｍ、２５０μｍ、２８０μｍ、３００μｍ、３２０μｍ、３５０μｍ、３８０μｍ、４００μｍ、４２０μｍ、４５０μｍ、４８０μｍ、４９０μｍ、５００μｍなどである。好ましい実施形態として、酸化グラフェン膜の厚さは、２００μｍである。

【0067】

本発明の第５の実施形態に係るグラフェン熱伝導膜は、熱伝導係数が１０００～１６００Ｗ／ｍ・ｋ、例えば、１０００Ｗ／ｍ・ｋ、１１００Ｗ／ｍ・ｋ、１２００Ｗ／ｍ・ｋ、１３００Ｗ／ｍ・ｋ、１４００Ｗ／ｍ・ｋ、１５００Ｗ／ｍ・ｋ、１６００Ｗ／ｍ・ｋなどである。好ましい実施形態として、グラフェン熱伝導膜の熱伝導係数は、１５００Ｗ／ｍ・ｋである。グラフェン熱伝導膜の密度は、１．５～２．２ｇ／ｃｍ^３、例えば、１．５ｇ／ｃｍ^３、１．６ｇ／ｃｍ^３、１．７ｇ／ｃｍ^３、１．８ｇ／ｃｍ^３、１．９ｇ／ｃｍ^３、２．０ｇ／ｍ３、２．１ｇ／ｃｍ^３、２．２ｇ／ｃｍ^３、２．２ｇ／ｃｍ^３などである。好ましい実施形態として、グラフェン熱伝導膜の密度は、２．０ｇ／ｍ３である。グラフェン熱伝導膜の厚さは、１０～１５０μｍ、例えば、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍなどである。好ましい実施形態として、グラフェン熱伝導膜の厚さは、４０μｍである。

【0068】

本発明の第６の実施形態に係るグラフェン熱伝導膜の製造方法では、本発明の第４の実施形態の方法で酸化グラフェン膜を製造し、熱処理し、圧延して、グラフェン熱伝導膜を得る。具体的な製造プロセスは、図５に示すように、まずＨｕｍｍｅｒｓ法で製造された酸化グラフェンの濾過ケーキを溶媒と混合し、撹拌して分散させて、酸化グラフェンスラリーを得て、そして、酸化グラフェンスラリーを超微細化して粘度を低下させて、低粘度の酸化グラフェンスラリーを得て、次に、低粘度の酸化グラフェンスラリーを脱泡し、基材に塗布し、乾燥させ、剥離して、酸化グラフェン膜を得て、さらに、酸化グラフェン膜を熱処理して、グラフェン発泡体膜を得て、最後に、グラフェン発泡体膜を圧延処理して、グラフェン熱伝導膜を得る。該酸化グラフェンスラリーの固形分は、５～１０％であり、塗布効率を向上させる。該グラフェン熱伝導膜は、粘度低下処理を受けず固形分が２～４％である酸化グラフェンスラリーで製造されたグラフェン熱伝導膜に比べて、外観、密度、熱伝導係数、凝集力、引張強度などにおいて相当するが、製造効率がより高い。

【0069】

熱処理の温度を、１０００～３０００℃、例えば、１０００℃、１１００℃、１２００℃、１３００℃、１４００℃、１５００℃、１６００℃、１７００℃、１８００℃、１９００℃、２０００℃、２１００℃、２２００℃、２３００℃、２４００℃、２５００℃、２６００℃、２７００℃、２８００℃、２９００℃、３０００℃などとする。好ましい実施形態として、熱処理の温度を２０００℃とする。酸化グラフェン膜の熱処理後の密度は、０．１～１．０ｇ／ｃｍ^３、例えば、０．１ｇ／ｃｍ^３、０．２ｇ／ｃｍ^３、０．３ｇ／ｃｍ^３、０．４ｇ／ｃｍ^３、０．５ｇ／ｃｍ^３、０．６ｇ／ｃｍ^３、０．７ｇ／ｃｍ^３、０．８ｇ／ｃｍ^３、０．９ｇ／ｃｍ^３、１．０ｇ／ｃｍ^３などである。好ましい実施形態として、酸化グラフェン膜の熱処理後の密度は、０．３ｇ／ｃｍ^３である。圧延の圧力を、５０～２００ｔ、例えば、５０ｔ、６０ｔ、７０ｔ、８０ｔ、９０ｔ、１００ｔ、１１０ｔ、１２０ｔ、１３０ｔ、１４０ｔ、１５０ｔ、１６０ｔ、１７０ｔ、１８０ｔ、１９０ｔ、２００ｔなどとする。好ましい実施形態として、圧延の圧力を１００ｔとする。

【実施例】

【0070】

以下、本発明の優位性を実施例及び比較例によりさらに説明する。
（実施例１）

【0071】

ステップ１）では、分散装置を用いて固形分が５．０％の酸化グラフェンの濾過ケーキを脱イオン水に分散させ、分散の線速度を５ｍ／ｓとし、２ｈ分散させた後に得られた酸化グラフェンスラリーの粘度が１０００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ２）では、酸化グラフェンスラリーを超微細化し、圧力を５０ＭＰａとして、得られた低粘度の酸化グラフェンスラリーの粘度が２００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ３）では、脱泡装置を用いてステップ２）の低粘度の酸化グラフェンスラリーを真空脱泡し、真空値が－８０ｋＰａであり、
ステップ４）では、ナイフ塗布の方式でステップ３）で脱泡した後のスラリーをＰＥＴフィルムに塗布し、８０℃で７５ｍｉｎ乾燥させた後に酸化グラフェン膜を得て、直接剥離して巻き取り、塗布の厚さを２．５ｍｍとし、塗布速度を１．２ｍ／ｍｉｎとし、
ステップ５）では、ステップ４）で巻き取って得られた酸化グラフェン膜のコイル材をスリットして、図６に示すように、３００ｍｍ＊３００ｍｍサイズの酸化グラフェン膜を得て、
ステップ６）では、ステップ５）で得られた酸化グラフェン膜を２０００℃で高温熱処理して、密度が０．３ｇ／ｃｍ^３のグラフェン発泡体膜を得て、
ステップ７）では、１００ｔの圧力でステップ６）のグラフェン発泡体膜を圧延し、図７に示すように、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３、厚さが４０μｍ、熱伝導係数が１５００Ｗ／ｍ・Ｋであるグラフェン熱伝導膜を得る。
（実施例２）

【0072】

ステップ１）では、分散装置を用いて固形分が１０．０％の酸化グラフェンの濾過ケーキを脱イオン水に分散させ、分散の線速度を５ｍ／ｓとし、２ｈ分散させた後に得られた酸化グラフェンスラリーの粘度が２０００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ２）では、酸化グラフェンスラリーを超微細化し、圧力を１００ＭＰａとし、得られた低粘度の酸化グラフェンスラリーの粘度が２００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ３）では、脱泡装置を用いてステップ２）の低粘度の酸化グラフェンスラリーを真空脱泡し、真空値が－８０ｋＰａであり、
ステップ４）では、ナイフ塗布の方式でステップ３）で脱泡した後のスラリーをＰＥＴフィルムに塗布し、１２０℃で１１ｍｉｎ乾燥させた後に酸化グラフェン膜を得て、直接剥離して巻き取り、塗布の厚さを０．７５ｍｍとし、塗布速度を８．０ｍ／ｍｉｎとし、
ステップ５）では、ステップ４）で巻き取って得られた酸化グラフェン膜のコイル材をスリットして、図８に示すように、３００ｍｍ＊３００ｍｍサイズの酸化グラフェン膜を得て、
ステップ６）では、ステップ５）で得られた酸化グラフェン膜を２０００℃で高温熱処理して、密度が０．３ｇ／ｃｍ^３のグラフェン発泡体膜を得て、
ステップ７）では、１００ｔの圧力でステップ６）のグラフェン発泡体膜を圧延し、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３、厚さが２０μｍ、熱伝導係数が１５００Ｗ／ｍ・Ｋであるグラフェン熱伝導膜を得る。
（実施例３）

【0073】

ステップ１）では、分散装置を用いて固形分が８．０％の酸化グラフェンの濾過ケーキを脱イオン水に分散させ、分散の線速度を５ｍ／ｓとし、２ｈ分散させた後に得られた酸化グラフェンスラリーの粘度が１５００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ２）では、酸化グラフェンスラリーを超微細化し、圧力を１００ＭＰａとし、得られた低粘度の酸化グラフェンスラリー粘度が２００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ３）では、脱泡装置を用いてステップ２）の低粘度の酸化グラフェンスラリーを真空脱泡し、真空値が－８０ｋＰａであり、
ステップ４）では、ナイフ塗布の方式でステップ３）で脱泡した後のスラリーをＰＥＴフィルムに塗布し、１００℃で３０ｍｉｎ乾燥させた後に酸化グラフェン膜を得て、直接剥離して巻き取り、塗布の厚さを１．５ｍｍとし、塗布速度を３ｍ／ｍｉｎとし、
ステップ５）では、ステップ４）で巻き取って得られた酸化グラフェン膜のコイル材をスリットして、図９に示すように、３００ｍｍ＊３００ｍｍサイズの酸化グラフェン膜を得て、
ステップ６）では、ステップ５）で得られた酸化グラフェン膜を２０００℃で高温熱処理して、密度が０．３ｇ／ｃｍ^３のグラフェン発泡体膜を得て、
ステップ７）では、１００ｔの圧力でステップ６）のグラフェン発泡体膜を圧延し、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３、厚さが４０μｍ、熱伝導係数が１５００Ｗ／ｍ・Ｋであるグラフェン熱伝導膜を得る。
（比較例４）

【0074】

ステップ１）では、分散装置を用いて固形分が２．０％の酸化グラフェンの濾過ケーキを脱イオン水に分散させ、分散の線速度を２ｍ／ｓとし、２ｈ分散させた後に得られた酸化グラフェンスラリーの粘度が２００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ２）では、脱泡装置を用いてステップ１）の低粘度の酸化グラフェンスラリーを真空脱泡し、真空値が－８０ｋＰａであり、
ステップ３）では、ナイフ塗布の方式でステップ２）で脱泡した後のスラリーをＰＥＴフィルムに塗布し、７０℃で５ｈ乾燥させた後に酸化グラフェン膜を得て、直接剥離して巻き取り、塗布の厚さを６．０ｍｍとし、塗布速度を０．３ｍ／ｍｉｎとし、
ステップ４）では、ステップ３）で巻き取って得られた酸化グラフェン膜のコイル材をスリットして、３００ｍｍ＊３００ｍｍサイズの酸化グラフェン膜を得て、
ステップ５）では、ステップ４）で得られた酸化グラフェン膜を２０００℃で高温熱処理して、密度が０．３ｇ／ｃｍ^３のグラフェン発泡体膜を得て、
ステップ６）では、１００ｔの圧力でステップ５）のグラフェン発泡体膜を圧延し、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３、厚さが４０μｍ、熱伝導係数が１５００Ｗ／ｍ・Ｋであるグラフェン熱伝導膜を得る。
（比較例５）

【0075】

ステップ１）では、分散装置を用いて固形分が８．０％の酸化グラフェンの濾過ケーキを脱イオン水に分散させ、分散の線速度を５ｍ／ｓとし、２ｈ分散させた後に得られた酸化グラフェンスラリーの粘度が１５００００ｍＰａ・ｓであり、
ステップ２）では、脱泡装置を用いてステップ１）の低粘度の酸化グラフェンスラリーを真空脱泡し、従来の脱泡技術では、スラリーにおける気泡を完全に除去することができず、
ステップ３）では、ナイフ塗布の方式でステップ２）で脱泡した後のスラリーをＰＥＴフィルムに塗布し、１００℃で乾燥させた後に酸化グラフェン膜を得て、直接剥離して巻き取り、塗布の厚さを１．５ｍｍとし、塗布速度を３ｍ／ｍｉｎとし、図１０に示すように、乾燥させた後の酸化グラフェン膜の外観には、欠陥が存在し、
ステップ４）では、ステップ３）で巻き取って得られた酸化グラフェン膜のコイル材をスリットして、３００ｍｍ＊３００ｍｍサイズの酸化グラフェン膜を得て、
ステップ５）では、ステップ４）で得られた酸化グラフェン膜を２０００℃で高温熱処理して、密度が０．３ｇ／ｃｍ^３のグラフェン発泡体膜を得て、
ステップ６）では、１００ｔの圧力でステップ５）のグラフェン発泡体膜を圧延し、密度が２．０ｇ／ｃｍ^３、厚さが４０μｍ、熱伝導係数が９００Ｗ／ｍ・Ｋであるグラフェン熱伝導膜を得て、図１１に示すように、熱伝導膜の外観には、欠陥が存在する。
比較例５の固形分が８％の酸化グラフェンスラリーは、本発明の超微細化を受けないと、粘度が高すぎ、以下の（１）～（３）の結果をもたらす。

【0076】

（１）従来の脱泡技術では、酸化グラフェンスラリーにおける気泡を完全に除去することができず、気泡は乾燥後の酸化グラフェン膜の外観に影響を与えるため、酸化グラフェン膜の欠陥をもたらし、深刻なことに、酸化グラフェンスラリーの流動性が低いため、配管における輸送を完了することができない可能性もある。

【0077】

（２）従来の塗布技術では、粘度が高いと塗布の厚さの不均一性をもたらし、塗布の外観が平滑ではなく、塗布乾燥後の酸化グラフェン膜の厚さの均一性及び外観に影響を与え、さらに、図１１に示すように、グラフェン熱伝導膜の厚さの均一性及び外観に影響を与え、深刻なことに、酸化グラフェンスラリーの流動性が低いため、酸化グラフェンスラリーを塗布する時に配管詰まりを引き起こす。

【0078】

（３）分散させた後に得られたスラリーは、粘度が高すぎるため、酸化グラフェンは水に均一に分散できず、シート層間が十分ばらばらになることができず、最終的な熱伝導膜の熱伝導性能に影響を与え、厚さが４０μｍのグラフェン熱伝導膜の熱伝導性能は９００Ｗ／ｍ・Ｋのみである。

【0079】

実施例１～３から分かるように、本発明の超微細化の方法で、酸化グラフェンスラリーの粘度を低下させ、固形分を増加させることにより、以下の（１）～（２）の効果を達成できる。

【0080】

（１）いずれも２００００ｍＰａ・ｓ粘度の酸化グラフェンスラリーである場合、比較例４では２％の固形分しか達成できないが、本発明の実施例１～３では５～１０％の固形分に達することができる。本発明の実施例１～３の酸化グラフェンスラリーは、固形分が多く、０．７５～２．５ｍｍの厚さを塗布するだけで、比較例４における６ｍｍの厚さを塗布して得られたグラフェン熱伝導膜と同じである熱伝導性能の効果を達成することができる。

【0081】

（２）実施例１～３では、固形分が高いため、塗布の厚さが薄くなり、塗布速度が増大し、塗布速度が１．２～８ｍ／ｍｉｎに達することができ、塗布効率を向上させる。比較例４では、酸化グラフェンの固形分が少ないため、６．０ｍｍの厚さを塗布してこそ高い熱伝導効果を達成することができ、該厚さで、乾燥の温度が高すぎて、１００℃に達すれば、酸化グラフェンにおける水分子が逃げにくく、酸化グラフェン膜の層間に空洞が形成され、図１２に示すような酸化グラフェン膜の形成をもたらすため、酸化グラフェン膜の外観を保証するために、乾燥温度を７０℃に低下させるだけである。乾燥の温度が低く、かつ厚さが厚いため、塗布速度を低下させ、塗布速度を０．３ｍ／ｍｉｎに設定してこそ酸化グラフェン膜を十分に乾燥させることを保証することができる。

【0082】

なお、以上の記載は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施例を参照しながら本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、依然として上記各実施例に記載された技術手段を修正するか、又はそのうちの一部の技術的特徴に対して均等物の置換を行うことができる。本発明の精神と原則内で行われるいかなる修正、均等物の置換、改善などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2022-02-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法であって、
酸化グラフェンと溶媒を混合し、分散させ、超微細化することにより、酸化グラフェンの平均直径を減少させて、低粘度の酸化グラフェンスラリーを得て、
前記超微細化の方法は、酸化グラフェンと溶媒との混合物に圧力をかけることにより、混合物がスリットを通過し、スリットを通過する過程において高圧剪断と高速衝突を受け、かつスリットを通過した後、圧力エネルギーの瞬間的な放出により強いキャビテーションを発生させることを含み、
前記超微細化の過程においてかけられた圧力を５０～２５０ＭＰａとすることを特徴とする、低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項2】

前記酸化グラフェンをＨｕｍｍｅｒｓ法で製造することを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項3】

前記酸化グラフェンにおいて、酸素と炭素のモル比は０．６～０．７であることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項4】

前記酸化グラフェンにおいて、酸素と炭素のモル比は０．６５であることを特徴とする、請求項３に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項5】

前記溶媒は水であることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項6】

前記分散の線速度を２～２０ｍ／ｓとすることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項7】

前記分散の線速度を５ｍ／ｓとすることを特徴とする、請求項６に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項8】

前記分散の時間を１～５ｈとすることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項9】

前記分散の時間を２ｈとすることを特徴とする、請求項８に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項10】

前記超微細化の過程においてかけられた圧力を１００ＭＰａとすることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項11】

酸化グラフェンの平均直径が２～３μｍとなるまで超微細化することを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。。

【請求項12】

前記酸化グラフェンスラリーの超微細化前の粘度は、１０００００～２０００００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項13】

前記酸化グラフェンスラリーの超微細化後の粘度は、１００００～５００００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項１２に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項14】

前記酸化グラフェンスラリーの超微細化後の粘度は２００００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする、請求項１３に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項15】

前記酸化グラフェンスラリーの固形分は、５～１０％であることを特徴とする、請求項１に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項16】

前記酸化グラフェンスラリーの固形分は８％であることを特徴とする、請求項１５に記載の低粘度の酸化グラフェンスラリーの製造方法。

【請求項17】

グラフェン熱伝導膜の製造方法であって、
酸化グラフェン膜を原料とし、熱処理し、圧延して、グラフェン熱伝導膜を得て、
前記酸化グラフェン膜は請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法で製造した酸化グラフェンスラリーを原料とし、脱泡処理した後、脱泡された酸化グラフェンスラリーを基材の表面に塗布し、乾燥させ、剥離して、得ることを特徴とする、グラフェン熱伝導膜の製造方法。

【国際調査報告】