(57)【要約】  高い膨張性を有する小粒子サイズの膨張性グラファイト物質、並びにそのような独特のグラファイト物質を作製する方法が記載される。１つの実施形態では、公称粒子サイズが約１００から２００ＵＳメッシュであり、クロム含有量が５百万分率（ｐｐｍ）未満であり、約５００℃での加熱時の膨張率が約８０ｃｃ／ｇ以上である膨張性グラファイト粒子が記載される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張性グラファイト粒子を含んでなり、前記膨張性グラファイト粒子は：
約１００から２００ＵＳメッシュの公称粒子サイズ；
約１００ｐｐｍ未満のクロム含有量；及び、
約５００℃での加熱時の約８０ｃｃ／ｇ以上の膨張率、
を有する、物品。
【請求項２】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１００ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１２０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記膨張性グラファイトの前記かさ密度が、０．４５ｇ／ｃｃ以上である、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記クロム含有量が、５０ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記クロム含有量が、２５ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記クロム含有量が、５ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
膨張性グラファイト粒子を含んでなり、前記膨張性グラファイト粒子は：
約１００から２００ＵＳメッシュの公称粒子サイズ；
少なくとも５０ｐｐｍのマンガン含有量；
１００ｐｐｍ未満のクロム含有量；及び、
約５００℃での加熱時の約８０ｃｃ／ｇ以上の膨張率、
を有する、物品。
【請求項９】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１００ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項８に記載の物品。
【請求項１０】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１２０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項８に記載の物品。
【請求項１１】
前記膨張性グラファイトの前記かさ密度が、０．４５ｇ／ｃｃ以上である、請求項８に記載の物品。
【請求項１２】
前記クロム含有量が、５０ｐｐｍ未満である、請求項８に記載の物品。
【請求項１３】
前記クロム含有量が、２５ｐｐｍ未満である、請求項８に記載の物品。
【請求項１４】
前記クロム含有量が、５ｐｐｍ未満である、請求項８に記載の物品。
【請求項１５】
ポリマー樹脂と膨張性グラファイト粒子との混合物を含んでなり、前記膨張性グラファイト粒子は：
約１００から２００ＵＳメッシュの公称粒子サイズ；
１００ｐｐｍ未満のクロム含有量；及び、
約５００℃での加熱時の約８０ｃｃ／ｇ以上の膨張率、
を有する、物品。
【請求項１６】
前記クロム含有量が、５０ｐｐｍ未満である、請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
前記クロム含有量が、２５ｐｐｍ未満である、請求項１５に記載の物品。
【請求項１８】
前記クロム含有量が、５ｐｐｍ未満である、請求項１５に記載の物品。
【請求項１９】
前記膨張性グラファイトの前記かさ密度が、０．４５ｇ／ｃｃ以上である、請求項１５に記載の物品。
【請求項２０】
前記ポリマー樹脂が、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、ポリオレフィン、ポリエステル、及びポリアミドから成る群より選択される、請求項１５に記載の物品。
【請求項２１】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１００ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項１５に記載の物品。
【請求項２２】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１２０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項１５に記載の物品。
【請求項２３】
膨張性グラファイト粒子を作製する方法であって、前記膨張性グラファイト粒子は、少なくとも約０．４５ｃｃ／ｇのかさ密度、約１００から２００ＵＳメッシュの粒子サイズ、１００ｐｐｍ未満のクロム含有量；及び約５００℃での加熱時の約８０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有し、前記方法は、以下の連続する工程：
天然フレークグラファイトをふるいに掛けて、約１００から２００ＵＳメッシュの公称サイズとする工程；前記天然フレークグラファイトに、酸化剤の存在下にて酸による層間挿入を施す工程；水により過剰の酸を洗浄する工程；並びに、希水酸化ナトリウム溶液により、前記層間グラファイトを中和する工程、
を含んでなる、膨張性グラファイト粒子を作製する方法。
【請求項２４】
膨張性グラファイト粒子を作製する方法であって、前記膨張性グラファイト粒子は、約１００から２００ＵＳメッシュの粒子サイズ、１００ｐｐｍ未満のクロム含有量；及び約５００℃での加熱時の約８０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有し、前記方法は、以下の連続する工程： 
少なくとも約０．４８ｃｃ／ｇのかさ密度の天然フレークグラファイトをふるいに掛けて、約１００から２００ＵＳメッシュの公称サイズとする工程；
前記天然フレークグラファイトに、酸化剤の存在下にて酸による層間挿入を施す工程；
水により過剰の酸を洗浄する工程；並びに、
希水酸化ナトリウム溶液により、前記層間グラファイトを中和する工程、
を含んでなる、膨張性グラファイト粒子を作製する方法。
【請求項２５】
前記天然フレークグラファイト粒子が、０．４５ｃｃ／ｇ超のかさ密度を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記膨張性グラファイト粒子が、約０．４５ｇ／ｃｃ以上のかさ密度を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記酸が、硫酸を含んでなり、前記酸化剤が、過マンガン酸カリウムを含んでなる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１００ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１２０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記酸が、硫酸を含んでなり、前記酸化剤が、過マンガン酸カリウムを含んでなる、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１００ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記膨張性グラファイト粒子が、約５００℃での加熱時に、約１２０ｃｃ／ｇ以上の膨張率を有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
膨張性グラファイト粒子であって、前記膨張性グラファイト粒子は：
約１００から２００ＵＳメッシュの公称粒子サイズ；
１００ｐｐｍ未満のクロム含有量；及び、
約５００℃での加熱時の約８０ｃｃ／ｇ以上の膨張率、
を有する、膨張性グラファイト粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張性グラファイト粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
膨張性グラファイトは、グラファイト層間化合物である。それは、天然のグラファイトフレーク又は粒子から、酸化剤の存在下での酸の層間挿入を用いて作製される（本発明の目的のために、「粒子」及び「フレーク」の用語は、交換可能に用いられ得る）。層間挿入に用いられる典型的な酸としては、硫酸、硝酸、及び酢酸が挙げられる。硫酸は、最も一般的に用いられる酸インターカラントである。典型的な酸化剤としては、二クロム酸ナトリウム（Ｎａ2Ｃｒ2Ｏ7）、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）、及び過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が挙げられる。そのような酸層間挿入プロセスを用いて作製される膨張性グラファイトは、高温まで加熱されると、その元の体積の何倍にも膨張することができる。通常、膨張体積は、加熱温度と共に増加する。例えば、１０００℃で得られる膨張体積は、５００℃で得られる膨張体積のほぼ２倍であり得る。膨張性グラファイトのフレークサイズも膨張体積に影響を与え、より大きいフレーク（例：５０ＵＳメッシュよりも大きい）は、より小さい膨張性グラファイトフレーク（例：１００ＵＳメッシュよりも小さい）よりも非常に高い膨張率を示す。
【０００３】
近年、膨張性グラファイトは、膨張性グラファイトをポリウレタン発泡体中に組み込むことなどによる、種々の最終製品における難燃剤としての用途が見出されてきた。難燃剤用途として有効なものとするために、５００℃による特定の所望される膨張体積が得られる膨張性グラファイトが所望される。５００℃における高い膨張体積と組み合わせた膨張性グラファイトの小粒子サイズが、最終製品の加工特性の改善及び機械特性の向上のために、多くの難燃剤用途において好ましい。膨張性グラファイトの特性のこの組み合わせは、容易に得られるものではなく、現時点では、５００℃での高い膨張率を示し、１００ＵＳメッシュよりも小さい粒子サイズを有する膨張性グラファイトを作製することができるのは、酸化剤としてクロム酸（二クロム酸ナトリウム）及びインターカラントとして硫酸の場合のみである。環境上の理由から、膨張性グラファイト中に多量のクロムが存在することは望ましくない。既存のＫＭｎＯ4酸化剤系では、小粒子サイズ（１００ＵＳメッシュよりも小さい）と組み合わせた所望される高膨張率は提供されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高膨張性である独特の小粒子サイズ膨張性グラファイト物質、及び高かさ密度グラファイト粒子及びＫＭｎＯ4からこれらの独特のグラファイト物質を作製する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、公称粒子サイズが約１００から２００ＵＳメッシュであり、クロム含有量が５百万分率（ｐｐｍ）未満であり、約５００℃での加熱時の膨張率が約８０ｃｃ／ｇ以上である膨張性グラファイト粒子を含んでなる。本明細書で用いられる場合、１００ＵＳメッシュとは、１５０ミクロンの寸法の開口部を有するスクリーンを意味し、２００ＵＳメッシュとは、７５ミクロンの寸法の開口部を有するスクリーンを意味し、米国標準ふるいメッシュ測定に準ずる。公称サイズ約１００から２００ＵＳメッシュの粒子は、粒子の少なくとも約８０％がこの範囲に入り、それに応じて、約２０％までの粒子が、これより大きい又は小さいサイズを有する。別の選択肢としての実施形態では、本発明は、そのような独特の膨張性グラファイト粒子を組み込んだ物品に関する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
上述のように、本発明の膨張性グラファイト粒子は、約５００℃への加熱時の膨張率が約８０ｃｃ／ｇ以上である。さらなる別の選択肢としての実施形態では、本発明は、約５００℃での加熱時の膨張率が約１００ｃｃ／ｇ以上である膨張性グラファイト粒子を含んでなる。さらなる別の選択肢としての実施形態では、膨張性グラファイト粒子は、約５００℃での加熱時の膨張率が約１２０ｃｃ／ｇ以上である。１つの実施形態では、膨張性グラファイトのかさ密度は、０．４５ｇ／ｃｃ以上である。
【０００７】
本発明の膨張性グラファイト粒子は、典型的には、約１００ｐｐｍ未満のクロム含有量を有する。別の選択肢としての実施形態では、粒子は、５０ｐｐｍ未満のクロム含有量を有する。さらなる別の選択肢としての実施形態では、本発明の粒子は、２５ｐｐｍ未満のクロム含有量を有し得るものであり、さらなる実施形態では、５ｐｐｍ未満でさえあり得る。ある実施形態では、粒子はまた、マンガンも含有し得る。別の選択肢としての実施形態では、膨張性グラファイト粒子は、少なくとも５０ｐｐｍのマンガン含有量を有し得る。
【０００８】
本発明のさらなる実施形態では、膨張性グラファイト粒子は、ポリマー樹脂と混合されてよい。適切なポリマー樹脂としては、これらに限定されないが、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、ポリオレフィン、ポリエステル、及びポリアミドから成る群より選択される少なくとも１つのポリマー樹脂が挙げられ得る。適切なポリウレタンの限定されない１つの例は、ＭＯＲ‐ＭＥＬＴ（商標）Ｒ７００１Ｅ（ダウ製）などの架橋性ポリウレタンである。シリコーンポリマーの限定されない１つの例は、ＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（登録商標）ＬＲ  ７６６５（ワッカーシリコーンズ（Wacker Silicones））である。
【０００９】
さらなる実施形態では、本発明は、膨張性グラファイト粒子を作製する方法に関し、公称サイズが１００から２００（１００×２００）ＵＳメッシュである天然フレークグラファイトを提供すること、及び酸化剤の存在下にてそれに酸による層間挿入を施すことを含んでなる。好ましい酸及び酸化剤は、硫酸及び過マンガン酸カリウムである。層間挿入反応の完了後、過剰の過マンガン酸カリウムは、過酸化水素で中和され、過剰の酸は、複数回の洗浄を用いて水で洗浄され、希水酸化ナトリウム溶液で最終的に中和される。この手順に従って作製された層間グラファイトは、本発明の目的のために、本明細書にて膨張性グラファイトとも称される。
【００１０】
試験方法
見掛け又はかさ密度試験
物質の見掛け又はかさ密度は、ＡＳＴＭ  Ｂ３２９‐０６「スコット体積計を用いた金属粉末及び化合物の見掛け密度のための標準試験方法」の一般的教示事項に従って測定した。具体的には、５０ｃｃのカップを予め秤量し、次に、試験される粉末をカップに注ぎ入れ、粉末がカップの上部から溢れるまでカップに入れ続けた。スパチュラのブレード部を５０ｃｃカップの上部に通して過剰の粉末を除去し、粉末をカップの上部と同じ高さとした。粉末を充填したカップを秤量し、見掛け又はかさ密度を、ｇ／ｃｃ単位にて以下のように算出した。
【００１１】
【数１】
2014520746.tif 000002
【００１２】
粒子寸法の測定
粒子の寸法は、所定のスクリーンのＵＳメッシュサイズに基づいて報告した。例えば、それぞれ約１５０ｕｍ及び約７５ミクロンの開口部を有する１００ＵＳメッシュ及び２００ＵＳメッシュのスクリーンが用いられる。「１００×２００」メッシュ画分の言及は、７５〜１５０ｕｍの粒子サイズ範囲を意味する。測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ１９２１‐０６「プラスチック物質の粒子サイズ（ふるい分析）のための標準試験方法」の記載に類似の方法を用いて実施した。回転速度１４００ｒｐｍ及び２００ｍｍ径スクリーンを有するシンフェンインスツルメントプラント（Xingfeng Instrument Plant），サンギュシティ（Shangyu City），中国、からの実験用電気振動ふるい機、タイプ８４１１を用いた。このふるい機に、２００ＵＳメッシュスクリーン上に配向させた１００ＵＳメッシュスクリーンを取り付け、２００メッシュスクリーンを通過した粒子を回収するための回収パンを下部に取り付けた。精度０．１ｇのバランスを用いて約１００ｇの粉末を秤量し、１００ＵＳメッシュ上に注いだ。１００ＵＳメッシュスクリーンの上部にカバーを配置し、機械を１０分間運転した。１００ＵＳメッシュの機械上に残った画分は除去し、２００ＵＳメッシュの機械上に回収された画分を、１００×２００ＵＳメッシュ画分サンプルと見なした。
【００１３】
抽出方法及び分析
膨張性グラファイトのバルクサンプル中のクロム及びマンガン全含有量は、ＯＳＨＡ方法管理番号（OSHA Method Control Number）Ｔ‐ＩＤ１２５Ｇ‐ＦＶ‐０３‐０２０９‐Ｍ（２００２年９月改訂）に従って分析した。１グラムのバルクサンプルを、硝酸、硫酸、及び過酸化水素に接触させ、ガルソンラボラトリーズ（Galson Laboratories），イーストシラキューズ，ニューヨーク州、が用いた標準プロトコルである誘導結合プラズマ分析（ＩＣＰ）によってクロム及びマンガン全含有量を分析した。この手順を用いる場合、クロムの検出限界は≦５ｐｐｍであり、マンガンの検出限界は≦２．５ｐｐｍであった。
【００１４】
膨張量の測定
グラファイト物質の膨張は、以下の方法で測定した。１グラムの膨張性グラファイト物質を、目盛り付き石英ビーカーに入れた。このビーカーを、５００℃に加熱しておいた炉の中に配置した。２分後、ビーカーを炉から取り出し、膨張したグラファイトの体積を測定した。膨張量は、最終体積として算出し、ｃｃ／ｇの単位で表した。報告した値は、２回の測定の平均を表す。
【実施例】
【００１５】
【表１】
2014520746.tif 000003
【００１６】
実施例１
天然フレークグラファイトを入手した（８０×１５０ＵＳメッシュ、ティムカルグラファイト＆カーボン（Timcal Graphite & Carbon），テルボンヌ，ケベック，カナダ）。グラファイトは、ミノックス／エルカン（Minox/Elcan），ママロネック，ニューヨーク州、のＫｒｏｏｓｈ  ＳＸＥ  ９５０を用いて、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．６２ｇ／ｃｃと測定された。
【００１７】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７０％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１２ｇ（グラファイトの０．１２倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈し、１２ｍＬの２７．５％  Ｈ2Ｏ2を添加して、過剰のＫＭｎＯ4を中和した。次に、この混合物を１０分間攪拌し、続いて、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。
【００１８】
乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズが１００×２００ＵＳメッシュであり、かさ密度が０．４８ｃｃ／ｇであると特定された。５００℃における膨張の量を測定し、１１０ｃｃ／ｇであると特定された。全クロム及びマンガン含有量は、試験方法のセクションに記載の抽出法及び分析に従って、ガルソンラボラトリーズ，イーストシラキューズ，ニューヨーク州、によって測定された。クロム及びマンガンの値は、それぞれ、＜５ｐｐｍ及び２６０ｐｐｍであった。
【００１９】
実施例２
天然フレークグラファイトを入手した（８０×１５０ＵＳメッシュ、ティムカルグラファイト＆カーボン，テルボンヌ，ケベック，カナダ）。グラファイトは、ミノックス／エルカン，ママロネック，ニューヨーク州、のＫｒｏｏｓｈ  ＳＸＥ  ９５０を用いて、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．６２ｇ／ｃｃと測定された。
【００２０】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７０％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１０ｇ（グラファイトの０．１０倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈し、１０ｍＬの２７．５％  Ｈ2Ｏ2を添加して、過剰のＫＭｎＯ4を中和した。１０分間の攪拌後、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。
【００２１】
乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズが１００×２００ＵＳメッシュであり、かさ密度が０．５４ｃｃ／ｇであると測定された。５００℃における膨張の量は、８０ｃｃ／ｇであると測定された。全クロム及びマンガン含有量は、それぞれ、＜５ｐｐｍ及び１１０ｐｐｍであった。
【００２２】
実施例３
天然フレークグラファイトを入手した（８０×１５０ＵＳメッシュ、ティムカルグラファイト＆カーボン，テルボンヌ，ケベック，カナダ）。グラファイトは、ミノックス／エルカン，ママロネック，ニューヨーク州、のＫｒｏｏｓｈ  ＳＸＥ  ９５０を用いて、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．６２ｇ／ｃｃと測定された。
【００２３】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７０％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１４ｇ（グラファイトの０．１４倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈し、１４ｍＬの２７．５％  Ｈ2Ｏ2を添加して、過剰のＫＭｎＯ4を中和した。１０分間の攪拌後、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。
【００２４】
乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズが１００×２００ＵＳメッシュであり、かさ密度が０．４９ｃｃ／ｇであると測定された。５００℃における膨張の量は、１２０ｃｃ／ｇであると測定された。全クロム及びマンガン含有量は、それぞれ、＜５ｐｐｍ及び５００ｐｐｍであった。
【００２５】
実施例４
天然フレークグラファイトを入手した（８０×１５０ＵＳメッシュ、イーグルグラファイトコーポレーション（Eagle Graphite Corporation），コートニー，ブリティッシュコロンビア，カナダ）。グラファイトは、粒子寸法測定、試験方法、で定めるように、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．４８ｇ／ｃｃと測定された。
【００２６】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７０％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１２ｇ（グラファイトの０．１２倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈し、１２ｍＬの２７．５％  Ｈ2Ｏ2を添加して、過剰のＫＭｎＯ4を中和した。１０分間の攪拌後、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズが１００×２００ＵＳメッシュであり、かさ密度が０．４６ｃｃ／ｇであると測定された。５００℃における膨張の量は、１０５ｃｃ／ｇであると測定された。全クロム及びマンガン含有量は、それぞれ、＜５ｐｐｍ及び２７０ｐｐｍであった。
【００２７】
実施例５
天然フレークグラファイトを入手した（Ｇｒａｆｉｎｅ  ９７１００グレード、ナショナールドグラフィーテ社（Nacional de Grafite Ltda），サンパウロ，ブラジル、より）。グラファイトは、中国のシンシャンバイブレーションシフトマシナリファクトリー（Xinxiang Vibration Sift Machinery Factory）からの振動型ふるい装置を用いて、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．５２ｇ／ｃｃと測定された。
【００２８】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７０％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１２ｇ（グラファイトの０．１２倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈し、１２ｍＬの２７．５％  Ｈ2Ｏ2を添加して、過剰のＫＭｎＯ4を中和した。１０分間の攪拌後、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズが１００×２００ＵＳメッシュであり、かさ密度が０．４９ｃｃ／ｇであると測定された。５００℃における膨張の量は、１２０ｃｃ／ｇであると測定された。全クロム及びマンガン含有量は、それぞれ、＜５ｐｐｍ及び２３０ｐｐｍであった。
【００２９】
比較例Ａ
天然フレークグラファイトを入手した（Ｍ‐１９２グレード、シンヘシンイグラファイト社（Xinhe Xinyi Graphite Co., Ltd），シンへタウン（Xinghe town），イナーモンゴリア，中国、より）。グラファイトは、中国のシンシャンバイブレーションシフトマシナリファクトリーからの振動型ふるい装置を用いて、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．４２ｇ／ｃｃと測定された。
【００３０】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７０％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１２ｇ（グラファイトの０．１２倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈し、１２ｍＬの２７．５％  Ｈ2Ｏ2を添加して、過剰のＫＭｎＯ4を中和した。１０分間の攪拌後、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。
【００３１】
乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズ１００×２００ＵＳメッシュ、及びかさ密度０．３９ｃｃ／ｇを有していた。５００℃における膨張の量は、５５ｃｃ／ｇであると測定された。全クロム及びマンガン含有量は、それぞれ、＜５ｐｐｍ及び１２０ｐｐｍであった。
【００３２】
比較例Ｂ
天然フレークグラファイトを入手した（Ｍ‐１９２グレード、シンヘシンイグラファイト社，シンへタウン，イナーモンゴリア，中国、より）。グラファイトは、粒子寸法測定、試験方法、で定めるように、１００及び２００ＵＳメッシュスクリーンでふるいに掛けた。フレークの得られた公称寸法は、７５〜１５０ミクロンであった。かさ密度は、０．４２ｇ／ｃｃと測定された。
【００３３】
約１００ｇのグラファイトフレークに、インターカラントとして７５％硫酸（Ｈ2ＳＯ4）及び酸化剤として二クロム酸ナトリウム（Ｎａ2Ｃｒ2Ｏ7）を用いて層間挿入を施した。インターカラントの量は、３００ｇ（グラファイトの量の３倍）であり、酸化剤の量は、１０ｇ（グラファイトの０．１０倍）であった。この混合物を、３０℃にて５０分間攪拌した。次に、これを７００ｍＬの水で希釈した。１０分間の攪拌後、この混合物を、ブフナー漏斗を用いて真空ろ過した。得られたケーキを、各々７００ｍＬの水を用いてさらに９回洗浄し、次に、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥したフレークを、７００ｍＬの水に分散させて次に１０分間攪拌してろ過することでさらに３回洗浄した。ろ過ケーキを、２００ｍＬの水に分散させ、６．７ｍＬの水酸化ナトリウム（３０％水溶液）を添加し、２０分間攪拌した。この混合物をろ過し、空気循環オーブン中にて１００℃で１時間乾燥した。乾燥層間グラファイトは、公称粒子サイズが１００×２００ＵＳメッシュであり、かさ密度が０．４０ｃｃ／ｇであると測定された。５００℃における膨張の量は、１００ｃｃ／ｇであると測定された。全クロム含有量は、２３０ｐｐｍであった。
【国際調査報告】
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