特許ウォッチ

公開番号2025054062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023163243
出願日2023-09-26
発明の名称炭素材料被覆金属粒子およびその製造方法
出願人株式会社日本触媒
代理人
主分類B22F 1/105 20220101AFI20250331BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】
流動性が高く、不純物が少なく、高品質な炭素被覆金属粒子を提供する。
【解決手段】
ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいてGバンドピークを有し、カーの流動性指数が70以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子、また、ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいてGバンドピークを有し、電子顕微鏡または光学顕微鏡で粒子を観察した時に炭素のみからなる粒子の個数割合が1%以下であることを特徴とする炭素被覆金属粒子、さらにはラマン分光分析によりGバンドピークを有し、O1sXPS分析した時に全結合ピーク面積に対する炭素-酸素結合に由来するピーク面積合計の割合が10%以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいて、Ｇバンドピークを有することを特徴とする炭素被覆金属粒子であって、カーの流動性指数が７０以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいて、Ｇバンドピークを有することを特徴とする炭素被覆金属粒子であって、電子顕微鏡または光学顕微鏡で粒子を観察した時に炭素のみからなる粒子の個数割合が１％以下であることを特徴とする炭素被覆金属粒子。
【請求項３】
ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいて、Ｇバンドピークを有することを特徴とする炭素被覆金属粒子であって、Ｏ１ｓＸＰＳ分析した時に全結合ピーク面積に対する炭素－酸素結合に由来するピーク面積合計の割合が１０％以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子。
【請求項４】
溶媒に可溶である炭素材料と、炭素被覆金属粒子を接触させることを特徴とする、請求項１～３に記載の炭素被覆金属粒子の製造方法。
【請求項５】
溶媒中で接触させることを特徴とする請求項４に記載の炭素被覆金属粒子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性が高く、不純物が少なく、高品質な炭素被覆金属粒子およびその製法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
金属および合金は幅広い分野で使用されている。またその粉体である金属粒子、合金粒子は粉末冶金、３Ｄプリンタ、溶接などの用途で使用されている。
【０００３】
粉体ではない例えば板状の金属において、表面の耐食性（例えば耐酸性）や流動性を向上する目的で、気相製膜による炭素被覆が検討されている（非特許文献１）。また金属粒子にボールミルを用いて、固相法で炭素被覆させることが検討されている（特許文献１、２）。金属粒子への炭素被覆において、プラズマＣＶＤを用いて気相法にて炭素被覆させる方法が開示されている（特許文献３）、また、金属粒子への炭素被覆において、グラフェンや酸化グラフェンを用いて、液相法にて炭素被覆させる方法が開示されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５３８７４８６号
特開２０２１－０８５０６３号公報
特開２０１８－１９９８６２号公報
特開２０１８－１８４６３９号公報
【非特許文献】
【０００５】
宮野真一ほか、炭素、Ｎｏ．２４７、ｐ５４－５８（２０１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、金属粒子は各種用途での使用が成されているが、流動性に乏しい課題があった。例えば粉末冶金では型枠への充填において、その流動性が重要となり、３Ｄプリンタ用途でも型枠への充填や、細いノズルを移送するために流動性が重要となる。また、炭素成分の残留や、析出があり、不純物の多いことも課題であった。
【０００７】
上記の通り、粉体ではないステンレス鋼に対しては炭素被覆が検討されているが、粉体のような微細構造への、従来の気相製膜法では、粒子の接触する部分などに被覆させることが困難であった。たとえ粉体を撹拌した状態でも気相法では凝集が解けず、粒子１つ１つに均一に炭素被覆させることが困難であった。また、ボールミルなどによる固相法による炭素被覆は、金属や合金のような展性の高い粒子では粒子変形が生じることや、炭素成分（例えばカーボンブラック）が粒子表面に付着するだけで、結合力が弱く、固相法であるので、均一に被覆させることが難しかった。また、細かい炭素成分（例えばカーボンブラックの微粒子）が残存し、不純物となる課題があった。グラフェンや酸化グラフェンのような大きなサイズ（場合によっては数μｍ以上）をもつもので炭素被覆させた場合は粒子の表面を均一に覆うことが困難である（シワ、重なりや隙間が生じる）。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑み、流動性が高く、不純物が少なく、高品質な炭素被覆金属粒子、すなわちラマン分光分析によりＧバンドピークを有し、カーの流動性指数が７０以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子、また、ラマン分光分析によりＧバンドピークを有し、電子顕微鏡または光学顕微鏡で粒子を観察した時に炭素のみからなる粒子の個数割合が１％以下であることを特徴とする炭素被覆金属粒子、さらにはラマン分光分析によりＧバンドピークを有し、Ｏ１ｓＸＰＳ分析した時に全結合ピーク面積に対する炭素－酸素結合（Ｃ－Ｏ、Ｃ＝Ｏなど）に由来するピーク面積合計の割合が１０％以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子および、液相による製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成する為に種々検討を行ない、本発明に想到した。
すなわち、ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいてＧバンドピークを有し、カーの流動性指数が７０以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子、また、ラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいてＧバンドピークを有し、電子顕微鏡または光学顕微鏡で粒子を観察した時に炭素のみからなる粒子の個数割合が１％以下であることを特徴とする炭素被覆金属粒子、さらにはラマン分光分析によって得られるラマンスペクトルにおいてＧバンドピークを有し、Ｏ１ｓＸＰＳ分析した時に全結合ピーク面積に対する炭素－酸素結合（Ｃ－Ｏ、Ｃ＝Ｏなど）に由来するピーク面積合計の割合が１０％以上であることを特徴とする炭素被覆金属粒子であり、その製造方法は溶媒中で、可溶性炭素材料と、金属粒子を接触させることを特徴とする、炭素被覆金属粒子の製造方法である
【発明の効果】
【００１０】
本発明の流動性の高いステンレス鋼粒子および、その製造方法を用いることで、流動性が高く、ハンドリング性、移送性、充填性の高いステンレス鋼粒子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許