JP2007051018A5 - - Google Patents

Description

炭素材料は、電気伝導性、熱伝導性、耐食性、耐熱性、黒色着色性および薬品安定性など多くの面ですぐれた性能を有するため、様々な用途に使用されており、特に耐食性を要する帯電防止材や電磁波シールド材、さらには電気伝導性および耐食性を有することが必要とされる燃料電池セパレータあるいはリチウム二次電池の負極には、金属材料の使用が難しいため、黒鉛、カーボンブラックまたはカーボンファイバーなどの炭素材料が使用されている。 Carbon materials have excellent performance in many aspects such as electrical conductivity, thermal conductivity, corrosion resistance, heat resistance, black colorability, and chemical stability, so they are used in various applications, especially those that require corrosion resistance. Since it is difficult to use metallic materials for the prevention material, electromagnetic wave shielding material , and the negative electrode of fuel cell separators or lithium secondary batteries that are required to have electrical conductivity and corrosion resistance, graphite, carbon black or carbon fiber Carbon materials such as are used.

これらの用途では、樹脂またはゴムなどに導電性フィラーとして炭素材料を添加し、成形する方法や、炭素材料に樹脂またはゴムなどをバインダーとして添加して成形する方法などが一般的に用いられている。一方、対象物の表面のみに炭素材料を薄膜化する方法は、電気特性と強度特性の両特性を満足できることから、特に表面の電気伝導性や放電性が重要とされる燃料電池セパレータあるいはリチウム二次電池の負極に用いられている。 In these applications, a method of forming by adding a carbon material as a conductive filler to a resin or rubber or the like, a method of adding a resin or rubber or the like as a binder to a carbon material, and the like are generally used. . On the other hand, since the method of thinning the carbon material only on the surface of the object can satisfy both the electrical characteristics and the strength characteristics, the fuel cell separator or lithium secondary battery in which surface electrical conductivity and discharge characteristics are particularly important. Used in the negative electrode of secondary batteries.

水系の電着法としては、自動車ボディーの下塗り塗装に使用されているカチオン電着塗装が一般的である。これは、電着塗料中に被塗物を浸漬し、被塗物を陰極として対極との間に電流を流し、陰極に塗膜を析出させて製膜する方法であり、この際電着塗料に炭素材料を分散させておくと、炭素材料は電着塗料に付随して陰極側に移動し、被塗物に複合的に製膜されるというものである。この方法では、電着塗料が分散剤の働きもするため電解液中の炭素材料の分散性が良く、さらに電着塗料の流動速度が大きいため電着量が多く、短時間で製膜できるといった長所があるものの、被塗物表面は電着塗料と炭素材料の複合膜となるため、被塗物表面の炭素密度が低くなるといった欠点がある。
日本接着学会誌 Vol.27、No.9、401頁(1991) As a water-based electrodeposition method, cationic electrodeposition coating, which is used for undercoating of automobile bodies, is common. This dipping the object to be coated in an electrodeposition coating composition, a current is supplied between the counter electrode coated article as a cathode, a method of film formation by depositing a coating film on the cathode, this time electrodeposition paint If the carbon material is dispersed in the carbon material, the carbon material moves to the cathode side in association with the electrodeposition paint, and is formed into a composite film on the object to be coated. In this method, since the electrodeposition paint also functions as a dispersant, the dispersibility of the carbon material in the electrolytic solution is good, and furthermore , since the flow rate of the electrodeposition paint is large, the amount of electrodeposition is large and a film can be formed in a short time. Although there is an advantage, since the surface of the object to be coated is a composite film of an electrodeposition paint and a carbon material, the carbon density of the surface of the object to be coated is disadvantageously low.
Journal of the Adhesion Society of Japan Vol.27, No.9, 401 (1991)

一方、非水系の電着法としては、水系の電着が不可能なアルミニウム材料に関するものが多いものの、炭素材料においてもアセトニトリルとトリエチルアミンなどの低分子量塩基性化合物からなる溶媒に黒鉛を分散させ、この電着液に被塗物を陽極として浸漬し、対極との間に電流を流し、陽極に黒鉛を析出させ製膜する方法が提案されている。しかるに、この方法においては帯電した黒鉛が電場により移動し析出するため、被塗物表面の炭素密度が高くなるといった長所がある一方で、電着液への黒鉛の分散性が悪く、また黒鉛の泳動速度が遅いため電着量が少なく、製膜に多くの時間を要するといった欠点がある。
表面技術 Vol.53、No.10、685頁(2002) On the other hand, as a non-aqueous electrodeposition method, although many are related to aluminum materials that cannot be electrodeposited in water, graphite is dispersed in a solvent composed of a low molecular weight basic compound such as acetonitrile and triethylamine in the carbon material, A method has been proposed in which an object to be coated is immersed in this electrodeposition solution as an anode, a current is passed between the electrode and a counter electrode, and graphite is deposited on the anode to form a film. However, in this method, the charged graphite moves and precipitates due to the electric field, so that there is an advantage that the carbon density on the surface of the object to be coated is increased. On the other hand, the dispersibility of the graphite in the electrodeposition liquid is poor. Since the migration speed is slow, the amount of electrodeposition is small, and there is a disadvantage that a long time is required for film formation.
Surface Technology Vol. 53, No. 10, p. 685 (2002)

より具体的には、筒状体中央部の２個所に径を小さくした括れ部を設け、その括れ部、すなわち左右の流入口の設けられたダイヤモンドノズルから、途中で２流路に分岐された超高圧流体をさらに加速された状態で、実際には最大で音速の４倍程度の加速された状態で、ダイヤモンドブロックで構成されたアルティマイザ用(上記筒状体中央部)に左右より導入し、この中央部で対向衝突させて微粒子化し、例えば筒状体中央部に設けられた排出孔より超微粒子化した流体として排出される。 More specifically, a constricted portion having a reduced diameter is provided at two locations in the central portion of the cylindrical body, and the constricted portion, that is, a diamond nozzle provided with left and right inlets, is branched into two flow paths on the way. The ultra-high pressure fluid is further accelerated, and is actually accelerated up to about 4 times the speed of sound, and introduced into the optimizer (diameter of the cylindrical body) composed of diamond blocks from the left and right. Then, the particles collide with each other at the central portion to form fine particles and, for example, are discharged as ultrafine particles from a discharge hole provided in the central portion of the cylindrical body.

実施例１
キシレン90mlに、ポリエステル酸アマイドアミン塩(楠本化成製品ディスパロンDA-703-50；50重量％キシレン溶液)100mlを加え、さらにキシレンを加えて全体を1Lとしたキシレン溶液に、多層カーボンナノチューブ5gを添加した。この添加液を、予備分散としてホモジナイザで30分間攪拌した後、噴流衝合装置(スギノマシン製マルティマイザーシステムHJP-20005)を用いて、約3分間の対向衝突分散処理を5回くり返して行い、多層カーボンナノチューブ分散液を得た。
Example 1
Add 100 ml of polyester acid amide amine salt (Tsubakimoto Chemicals Disparon DA-703-50; 50 wt% xylene solution) to 90 ml of xylene, and then add 5 g of multi-walled carbon nanotubes to the xylene solution to add 1 x to the whole. did. After stirring this additive solution with a homogenizer for 30 minutes as a preliminary dispersion, using a jet abutting device (Sugino Machine Optimizer System HJP-20005), the counter collision dispersion treatment for about 3 minutes was repeated 5 times. A multi-walled carbon nanotube dispersion was obtained.