[发明专利]碳粒子的分散液及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳粒子的分散液及其制造方法。

背景技术

炭黑是通过对烃进行热分解并通过其不完全燃烧而生成的工业用煤，自古以来作为利用其黑色的黑色颜料或利用其较高的机械强度的橡胶用加固材料等被利用。并进一步开发了富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维等纳米级碳材料，这些碳材料的较高的电传导性或热传导性以及独特的光学特性等受到关注，将可利用于包括导电性树脂、二级电池电极用材料、EMI屏蔽材料以及光电显示器的电子学、以及印刷、能源、医疗用等多个领域。

然而，包括炭黑的碳粒子比表面积较大，所以其表面能在总势能中所占比例较大，因此容易发生由范德华力引起的物理凝聚，并通过与周围粒子较强的相互作用容易形成凝聚体。因此，难以保持在介质中的分散以及分散后的稳定性。

而且，碳粒子的表面上具有羧基、羟基或醚基等许多功能基。我们知道炭黑中尤其乙炔炭黑的这些亲水性的功能基的密度较低，所以具有疏水性，难以在水系统中分散。

进一步，可以知道多数碳粒子由于其制造工序而具有多孔性，并含有大量空气，所以容易在水系统中漂浮却难以分散。

这样，难以控制碳粒子在介质中的分散，另一方面，该分散性对作为加固材料使用时的加固性和揉捏成导电性树脂时的导电性等的特性产生较大的影响，多数功能以较好的分散状态高效地发挥作用。

为解决该问题，进行了各种尝试。

专利文献1中公开了通过使用果胶或藻酸等水溶性有机高分子吸附于碳纳米管，来阻止碳纳米管彼此的相互作用，从而抑制凝聚的方法。但是，使用本方法时，则在树脂中的分散性以及耐热性不足。而且，专利文献2中公开了作为分散剂而使用了两性表面活性剂的胶束溶解碳粒子的方法。但是，使用本方法，虽然提高了分散性，但有时会产生再凝聚和沉淀，在分散稳定性上具有问题。而且，专利文献3中公开了使具有亚氨基的合成高分子吸附于碳粒子表面的方法。但是，使用本方法时，虽然提高了耐热性以及与树脂的相容性，但不能充分抑制碳粒子彼此的凝聚，难以充分发挥碳粒子的电气以及机械特性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特表2004-531442号公报

专利文献2：特开2008-37742号公报

专利文献3：特开2009-256617号公报

发明内容

技术问题

本发明是鉴于以上背景技术做出的，旨在提供一种碳粒子容易被分散且不会产生再凝聚以及沉淀的分散稳定性较好的分散液。

技术方案

为解决上述问题，本发明的权利要求1所述的发明提供了一种分散液，其特征在于，至少包括碳粒子、具有羧基的纤维状多糖以及分散介质。

其次，权利要求2所述的发明，其特征在于，对于权利要求1所述的构成，所述碳粒子的粒径为0.001μm以上1μm以下。

其次，权利要求3所述的发明，其特征在于，对于权利要求1或权利要求2所述的构成，所述具有羧基的纤维状多糖是纤维素纤维。

其次，权利要求4所述的发明，其特征在于，对于权利要求3所述的构成，所述纤维素纤维的纤维宽度为2nm以上50nm以下，所述纤维素纤维的长度为0.5μm以上50μm以下。

其次，权利要求5所述的发明，其特征在于，对于权利要求3或权利要求4所述的构成，所述纤维素纤维的羧基量相对于纤维素重量为0.5mmol/g以上3.0mmol/g以下。

其次，权利要求6所述的发明，其特征在于，对于权利要求3至权利要求5所述的任一项构成，所述纤维素纤维的羧基的至少一部分是羧酸盐。

其次，权利要求7所述的发明，其特征在于，对于权利要求3至权利要求5所述的任一项构成，所述碳粒子是被预处理过的碳粒子。

其次，权利要求8所述的发明是一种分散液的制造方法，其特征在于，依次包括：使具有羧基的多糖分散于分散介质中，来调制含有纤维状多糖和所述分散介质的调制液的工序；以及

使碳粒子分散于所述调制液中，来调制含有纤维状多糖、所述碳粒子以及所述分散介质的分散液的工序。

其次，权利要求9所述的发明，其特征在于，包括一种工序，该工序使具有羧基的多糖和碳粒子分散于分散介质中，来调制含有纤维状多糖、所述碳粒子以及所述分散介质的分散液。

其次，权利要求10所述的发明，其特征在于，依次包括：使具有羧基的多糖分散于分散介质中，来调制含有第一纤维状多糖和所述分散介质的第一调制液的工序；以及