(57)【要約】【課題】ハンドリング性を損なうことなく水性溶媒にナノカーボン物質を均一に分散でき、分散液製造後のナノカーボン物質の欠陥も低減することができるナノカーボン物質の水性分散液及びその製造方法とそれに用いられる分散剤を提供する。【解決手段】本発明のナノカーボン物質の水性分散液用の分散剤は、下記式（Ｉ）：【化１】2015178102.tif 000022（式中、Ｒ１は炭素数１〜２２のアルキル基、Ｒ２は炭素数１〜２２のアルキレン基、Ｒ３は炭素数１〜２２のアルキル基を示す。但し、Ｒ１及びＲ２はＲ１−ＣＨ−ＣＨ−Ｒ２−部分の炭素数が９〜２５となるように選択される。Ｘ及びＹは、硫酸エステル又はその塩等を示し、Ｚは−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（＝Ｏ）−、又は−Ｏ−を示す。）で表わされる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ｉ）：
【化１】
2015178102.tif 000021
（式中、Ｒ１は炭素数１〜２２のアルキル基、Ｒ２は炭素数１〜２２のアルキレン基、Ｒ３は炭素数１〜２２のアルキル基を示す。但し、Ｒ１及びＲ２はＲ１−ＣＨ−ＣＨ−Ｒ２−部分の炭素数が９〜２５となるように選択される。Ｘ及びＹは、（１）ＸとＹのいずれもが−Ｏ−ＳＯ３Ｍ１（Ｍ１は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）、（２）ＸとＹのいずれか一方が−Ｏ−（ＡＯ）ｐＨであり他方が−Ｏ−（ＡＯ）ｑＨ（ＡＯは炭素数２〜３のアルキレンオキシドより誘導されるオキシアルキレン基を示し、ｐは０〜１００の整数、ｑは０〜１００の整数を示し、ｐとｑとの和は１〜２００である。）、（３）ＸとＹのいずれもが−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＭ２（Ｍ２は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）、（４）ＸとＹのいずれか一方が−ＯＰＯ３Ｍ３であり（Ｍ３は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）他方が水酸基、（５）ＸとＹのいずれか一方が−ＮＲ４Ｒ５Ｒ６＋Ａ−であり（Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ独立にメチル基、エチル基、又はヒドロキシエチル基を示し、Ｒ６はメチル基、エチル基、又はジヒドロキシプロピル基を示し、Ａはハロゲンを示す。）他方が水酸基、又は（６）ＸとＹのいずれもが−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨＲ７−ＮＲ８Ｒ９・ＨＸ（Ｒ７は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルキルチオアルキル基、炭素数１〜３のアルキル基にチオール基が結合したチオール含有アルキル基、フェニル基、炭素数１〜３で１級もしくは２級ヒドロキシ基を有するヒドロキシアルキル基、又はヒドロキシフェニル基を示す。Ｒ８及びＲ９はそれぞれ独立に水素原子、メチル基、又はエチル基を示す。Ｘは塩となる対アニオンを示す。）である。Ｚは−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（＝Ｏ）−、又は−Ｏ−を示す。）で表わされる、ナノカーボン物質の水性分散液用の分散剤。
【請求項２】
ナノカーボン物質がカーボンナノチューブである、請求項１に記載の分散剤。
【請求項３】
ナノカーボン物質がフラーレンである、請求項１に記載の分散剤。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の分散剤及びナノカーボン物質を含有するナノカーボン物質の水性分散液。
【請求項５】
水性溶媒中に、請求項１から３のいずれかに記載の分散剤及びナノカーボン物質を混合し分散処理するナノカーボン物質の水性分散液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノカーボン物質の水性分散液及びその製造方法とそれに用いられる分散剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブやフラーレン等のナノカーボン物質は、その優れた電気特性や機械特性、光学特性、電気化学特性、抗酸化作用から、ナノテクノロジーの有力な素材として様々な分野で応用の可能性が検討され、実用化も開始されている。例えば、カーボンナノチューブは高い導電性を有することから電子材料分野で応用され、フラーレンは高いラジカル捕捉能や活性酸素消去能を有し、この特性はスキンケア成分や癌予防効果の観点から注目されており、化粧料、医薬品等への応用が期待されている。
【０００３】
ナノカーボン物質がより少量で特性を十分に発揮し各種用途への応用を容易にするためには、ナノカーボン物質を分散媒（水又は有機溶媒等）へ均一に分散させた分散液とすることが求められている。しかし、ナノカーボン物質は、その大きさがナノサイズであるが故に凝集する傾向が強く、単純な分散媒への分散は困難なことが多い。
【０００４】
さらに、カーボンナノチューブは、一本一本はアスペクト比の大きいチューブ状の物質であるが、チューブ同士が絡まりあった状態で凝集し塊状の粉末として存在しており、束状のカーボンナノチューブ一本一本のレベルまでほぐして、本来の特性が発揮するように分散させる必要があった。フラーレンは、多数の炭素原子がかご状に結合した球状の中空構造を持ち、極性が極めて低く非水溶性の溶媒でしか取扱うことができず、その用途開発に大きな制約があった。
【０００５】
ナノカーボン物質の分散方法としては、ナノカーボン物質自体を修飾して分散させる方法、界面活性剤、高分子化合物等の分散剤を用いて分散させる方法の大きく２つに分類される。
【０００６】
ナノカーボン物質自体を修飾して分散させる方法（特許文献１、２）は、化学修飾しているため本来有している立体的構造や物理的特性を損なうという問題があり、未変性のナノカーボン物質を利用したい場合には好ましくない。
【０００７】
分散剤を用いて分散させる方法では、例えば、カーボンナノチューブの分散剤として、カルボキシメチルセルロース及びその塩（ＣＭＣ）等の高分子分散剤やドデシル硫酸エステルナトリウム塩（ＳＤＳ）等の低分子型の界面活性剤が用いられている（特許文献３）。しかし、ＳＤＳ等の低分子型の界面活性剤は高分子分散剤と比較すると分散力や分散安定性が劣り、カーボンナノチューブが低濃度でないと分散効果を発揮せず、高濃度で分散することができない。
【０００８】
ＣＭＣ等の高分子分散剤は、比較的分散力があり、汎用的にカーボンナノチューブの分散剤として用いられているが、分散媒に水を用いた場合、高分子分散剤は水に対する溶解性が高くなくダマになってしまうため、予め均一に溶解させた状態でカーボンナノチューブの分散を行うことが望ましく、高分子分散剤を完全に溶解させるためには大きなエネルギーと時間を要するとともに、カーボンナノチューブの濃度に依存して添加量を増加させる必要があり、水溶液の粘度が高くなってしまうなど、ハンドリング性に課題がある。
【０００９】
また、カーボンナノチューブ分散工程では、高分子分散剤水溶液のカーボンナノチューブに対する濡れ性が低いために、カーボンナノチューブが容器壁面に付着してしまい、より大きなスケールで分散を行う場合、均一に分散できない可能性があるとともに、機械的分散力が、低エネルギーではカーボンナノチューブの凝集あるいは高濃度分散が困難であるため、高エネルギーを加えなければならず、分散工程中にカーボンナノチューブの欠陥が生じやすく、ネットワーク形成が損なわれ、カーボンナノチューブの特異な特性の一つである導電性が低くなってしまう虞がある。
【００１０】
更に、カーボンナノチューブの応用例である透明導電性フィルムを作製する際、高分子分散剤を用いたカーボンナノチューブの水性分散液はＰＥＴフィルム等の基材に対する濡れ性が低く、はじきが生じてしまうため、均一な塗布膜を形成させる事は容易ではない。
【００１１】
また、特許文献４には、疎水部−親水部−疎水部の構造を有する化合物をアルキルベンゼンスルホン酸塩やアルキルエーテル硫酸塩等の分散剤と併用することでカーボンナノチューブの水性分散液の安定性を高める技術が提案されているが、カーボンナノチューブの含有量が多くなると分散安定性が低下する懸念があるとともに、分散剤が金属塩であるため電子材料分野への適用が困難であり使用できる分野が限られてしまう。
【００１２】
一方、フラーレン水分散液の調製法には、フラーレンをトルエン等の有機溶媒に溶解させた後、水を加え超音波照射と同時に有機溶媒を留去する方法（特許文献５）があるが、低濃度であるとともに、溶媒を完全に除去することが困難であるという問題があった。 
【００１３】
その他、特許文献６、７には、有機溶媒を含まず、ポリビニルピロリドン等の両親媒性高分子化合物をフラーレンの分散剤として用いたフラーレン可溶化組成物が提案されている。特許文献８には、疎水基と親水基とを複数有する特定の両親媒性化合物を利用して、カーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンナノホーン、カーボンナノファイバー、フラーレン等を安定して分散する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−００２１５６号公報
【特許文献２】特開平９−２３５２３５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２５４５４６号公報
【特許文献４】特開２００３−２３８１２６号公報
【特許文献５】特開２００１−３４８２１４号公報
【特許文献６】特開２００５−０６０３８０号公報
【特許文献７】国際公開第２００３／０９９７１６号
【特許文献８】特開２０１２−１４８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、ナノカーボン物質の分散性に優れ、ハンドリング性が良好で、かつ分散液製造後のカーボンナノチューブの欠陥低減やネットワーク形成を促進することができたり、高濃度フラーレン分散液の透明性や抗酸化作用を向上することができる分散剤がなく、このような性能を有する新規な分散剤が望まれている。そして以上のような課題については、カーボンナノチューブやフラーレンに代表されるナノカーボン物質一般にも同様のことが言える。
【００１６】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、ハンドリング性を損なうことなく水性溶媒にナノカーボン物質を均一に分散でき、分散液製造後のナノカーボン物質の欠陥低減やネットワーク形成を促進することもできるナノカーボン物質の水性分散液及び水性分散液の製造方法とそれに用いられる分散剤を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために、本発明のナノカーボン物質の水性分散液用の分散剤は、下記式（Ｉ）：
【００１８】
【化１】
2015178102.tif 000002
【００１９】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜２２のアルキル基、Ｒ２は炭素数１〜２２のアルキレン基、Ｒ３は炭素数１〜２２のアルキル基を示す。但し、Ｒ１及びＲ２はＲ１−ＣＨ−ＣＨ−Ｒ２−部分の炭素数が９〜２５となるように選択される。Ｘ及びＹは、（１）ＸとＹのいずれもが−Ｏ−ＳＯ３Ｍ１（Ｍ１は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）、（２）ＸとＹのいずれか一方が−Ｏ−（ＡＯ）ｐＨであり他方が−Ｏ−（ＡＯ）ｑＨ（ＡＯは炭素数２〜３のアルキレンオキシドより誘導されるオキシアルキレン基を示し、ｐは０〜１００の整数、ｑは０〜１００の整数を示し、ｐとｑとの和は１〜２００である。）、（３）ＸとＹのいずれもが−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＭ２（Ｍ２は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）、（４）ＸとＹのいずれか一方が−ＯＰＯ３Ｍ３であり（Ｍ３は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）他方が水酸基、（５）ＸとＹのいずれか一方が−ＮＲ４Ｒ５Ｒ６＋Ａ−であり（Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ独立にメチル基、エチル基、又はヒドロキシエチル基を示し、Ｒ６はメチル基、エチル基、又はジヒドロキシプロピル基を示し、Ａはハロゲンを示す。）他方が水酸基、又は（６）ＸとＹのいずれもが−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨＲ７−ＮＲ８Ｒ９・ＨＸ（Ｒ７は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルキルチオアルキル基、炭素数１〜３のアルキル基にチオール基が結合したチオール含有アルキル基、フェニル基、炭素数１〜３で１級もしくは２級ヒドロキシ基を有するヒドロキシアルキル基、又はヒドロキシフェニル基を示す。Ｒ８及びＲ９はそれぞれ独立に水素原子、メチル基、又はエチル基を示す。Ｘは塩となる対アニオンを示す。）である。Ｚは−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＨ−Ｃ（＝Ｏ）−、又は−Ｏ−を示す。）で表わされる。
【００２０】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液は、式（Ｉ）で表わされる分散剤及びナノカーボン物質を含有する。
【００２１】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液の製造方法は、水性溶媒中に、式（Ｉ）で表わされる分散剤及びナノカーボン物質を混合し分散処理することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、カーボンナノチューブやフラーレン等のナノカーボン物質の分散性に優れ、一般的な分散剤ではカーボンナノチューブ等のナノカーボン物質を分散することができない低添加量であっても、カーボンナノチューブやフラーレン等のナノカーボン物質が凝集・沈降せず効果的に分散することが可能である。また、ハンドリング性に優れ、低粘度で高濃度のナノカーボン物質の水性分散液を得ることが可能で、分散剤水溶液のナノカーボン物質に対する濡れ性が高く、分散工程中における壁面等へのナノカーボン物質の付着も抑制できる。更に低エネルギーでの高濃度分散が可能であることから、欠陥が少なく、良好なネットワークを形成する特徴や透明性や抗酸化作用が向上する特徴を有するナノカーボン物質の水性分散液が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＳＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件１０Ｗ、１０分）の分散直後と１日後の光学顕微鏡写真である。
【図２】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＳＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件３０Ｗ、１０分）の分散から１日後の光学顕微鏡写真である。
【図３】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＤＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件１０Ｗ、１０分）の分散直後と１日後の光学顕微鏡写真である。
【図４】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＭＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件１０Ｗ、１０分）の分散直後と１日後の光学顕微鏡写真である。
【図５】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＭＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件３０Ｗ、１０分）の分散から１日後の光学顕微鏡写真である。
【図６】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、ＭＷ−ＣＮＴ濃度１．０質量％、超音波分散条件１０Ｗ、１０分）の分散直後と１日後の光学顕微鏡写真である。
【図７】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、ＭＷ−ＣＮＴ濃度１．０質量％、超音波分散条件３０Ｗ、１０分）の分散直後と１日後の光学顕微鏡写真である。
【図８】実施例（分散剤１）のフラーレンの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、フラーレン濃度１．０質量％、薄膜旋回型高速ミキサー分散条件：周速４０ｍ／ｓ、６０秒×５回）の分散直後の写真（目視、光学顕微鏡）である。
【図９】実施例（分散剤３）のフラーレンの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、フラーレン濃度１．０質量％、薄膜旋回型高速ミキサー分散条件：周速４０ｍ／ｓ、６０秒×５回）の分散直後の写真（目視、光学顕微鏡）である。
【図１０】比較例（分散剤１０）のフラーレンの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、フラーレン濃度１．０質量％、薄膜旋回型高速ミキサー分散条件：周速４０ｍ／ｓ、６０秒×５回）の分散直後の写真（目視、光学顕微鏡）である。
【図１１】比較例（分散剤１２）のフラーレンの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、フラーレン濃度１．０質量％、薄膜旋回型高速ミキサー分散条件：周速４０ｍ／ｓ、６０秒×５回）の分散直後の写真（目視、光学顕微鏡）である。
【図１２】比較例（分散剤１３）のフラーレンの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、フラーレン濃度１．０質量％、薄膜旋回型高速ミキサー分散条件：周速４０ｍ／ｓ、６０秒×５回）の分散直後の写真（目視、光学顕微鏡）である。
【図１３】比較例（分散剤１４）のフラーレンの水性分散液（分散剤濃度１．０質量％、フラーレン濃度１．０質量％、薄膜旋回型高速ミキサー分散条件：周速４０ｍ／ｓ、６０秒×５回）の分散直後の写真（目視、光学顕微鏡）である。
【図１４】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＭＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件１０Ｗ、１０分）の乾燥試料の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。写真下の数値は倍率を示す。
【図１５】実施例及び比較例のカーボンナノチューブの水性分散液（分散剤濃度０．１質量％、ＭＷ−ＣＮＴ濃度０．１質量％、超音波分散条件３０Ｗ、１０分）の乾燥試料の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。写真下の数値は倍率を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２５】
本発明では上記式（Ｉ）で表されるジェミニ型界面活性剤を分散剤として用いている。このジェミニ型界面活性剤は、工業的に入手し易い天然由来の不飽和脂肪酸や不飽和脂肪族アルコール等を原料に用いて、その末端のカルボキシル基やアルコール由来のアルコキシド等の官能基に、脂肪族アルコールや脂肪族アミン、ハロゲン化アルキル等のアルキル基含有化合物を導入して、アルキルエステル基、アルキルアミド基、アルキルエーテル基等とした炭化水素鎖と、不飽和脂肪酸や不飽和脂肪族アルコール等の原料由来の炭化水素鎖との２鎖疎水基を有し、かつ、原料の二重結合部位がジェミニ型界面活性剤で言う連結基となり、その二重結合部分を酸化して得られた２つの水酸基部分の少なくともいずれかに、硫酸エステル又はその塩、アルキレンオキシド、コハク酸モノエステル又はその塩、アンモニウム塩、リン酸エステル又はその塩、あるいはアミノ酸を導入した２つの親水基を有するジェミニ型の分子構造を備えている。
【００２６】
式（Ｉ）において、Ｒ１は炭素数１〜２２のアルキル基を示す。
【００２７】
アルキル基Ｒ１としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、ｎ−ヘニコシル基、ｎ−ドコシル基等が挙げられる。
【００２８】
これらの中でも、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ノナデシル基が好ましい。
【００２９】
式（Ｉ）において、Ｒ２は炭素数１〜２２のアルキレン基を示す。
【００３０】
アルキレン基Ｒ２としては、例えば、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｎ−ぺンチレン基、ｎ−ヘキシレン基、ｎ−ヘプチレン基、ｎ−オクチレン基、ｎ−ノニレン基、ｎ−デシレン基、ｎ−ウンデシレン基、ｎ−ドデシレン基、ｎ−トリデシレン基、ｎ−テトラデシレン基、ｎ−ペンタデシレン基、ｎ−ヘキサデシレン基、ｎ−ヘプタデシレン基、ｎ−オクタデシレン基、ｎ−ノナデシレン基、ｎ−イコシレン基、ｎ−ヘンイコシレン基、ｎ−ドコシレン基等が挙げられる。
【００３１】
これらの中でも、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｎ−ペンチレン基、ｎ−ヘキシレン基、ｎ−ヘプチレン基、ｎ−オクチレン基、ｎ−ノニレン基、ｎ−デシレン基、ｎ−ウンデシレン基、ｎ−ドデシレン基、ｎ−トリデシレン基、ｎ−ペンタデシレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｎ−ペンチレン基、ｎ−ヘキシレン基、ｎ−ヘプチレン基、ｎ−ノニレン基、ｎ−デシレン基、ｎ−ウンデシレン基がより好ましい。
【００３２】
式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２は、−Ｒ１−ＣＨ−ＣＨ−Ｒ２部分の炭素数が９〜２５となるように選択される。
【００３３】
−Ｒ１−ＣＨ−ＣＨ−Ｒ２部分としては、例えば、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）４ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７−ＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）６ＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）２ＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）３ＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）４ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１１ＣＨ３、−（ＣＨ２）５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）６−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）６ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１３ＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１２ＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１０ＣＨ３、−（ＣＨ２）５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）９ＣＨ３、−（ＣＨ２）６−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）９−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）９−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）１０−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）１１−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）８−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１１ＣＨ３、−（ＣＨ２）１２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）１３−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１８ＣＨ３、−（ＣＨ２）１５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）６ＣＨ３、−（ＣＨ２）１５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３等が挙げられる。
【００３４】
これらの中でも、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７−ＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）６ＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１１ＣＨ３、−（ＣＨ２）５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）６−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）６ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１３ＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１２ＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）１０ＣＨ３、−（ＣＨ２）５−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）９ＣＨ３、−（ＣＨ２）６−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）９−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）５ＣＨ３、−（ＣＨ２）７−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）８ＣＨ３、−（ＣＨ２）９−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）１０−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３、−（ＣＨ２）１１−ＣＨ−ＣＨ−（ＣＨ２）７ＣＨ３が好ましい。
【００３５】
式（Ｉ）において、Ｒ３は炭素数１〜２２の直鎖又は分岐のアルキル基を示す。
【００３６】
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−イコシル基、ｎ−ヘニコシル基、ｎ−ドコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。
【００３７】
これらの中でも、ｎ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ドコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、２−エチルヘキシル基が好ましい。
【００３８】
式（Ｉ）において、Ｘ及びＹは、上記（１）〜（５）のいずれかの基を示す。
【００３９】
上記（１）において、Ｘ及びＹは、ＸとＹのいずれもが−Ｏ−ＳＯ３Ｍ１（Ｍ１は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）である。
【００４０】
Ｍ１の塩となる対カチオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン、第２族元素イオン、遷移元素イオン、第１２族元素イオン、アルミニウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、鉛イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。
【００４１】
Ｍ１のアルカリ金属イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等が挙げられる。
【００４２】
Ｍ１の第２族元素イオンとしては、例えば、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン等が挙げられる。
【００４３】
Ｍ１の遷移元素イオンとしては、例えば、イットリウムイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオン、マンガンイオン、鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、銀イオン等が挙げられる。
【００４４】
Ｍ１の第１２族元素イオンとしては、例えば、亜鉛イオン、カドミウムイオン等が挙げられる。
【００４５】
Ｍ１のアンモニウムイオンとしては、例えば、アンモニア、ヒドロキシアミン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等の脂肪族アミン由来のアンモニウムイオン、ピロリジン、ピペリジン、ピリジン、ピペラジン、ピロールなどの環状アミン由来のアンモニウムイオン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン由来のアンモニウムイオン等が挙げられる。
【００４６】
以上の対カチオンの中でも、ナトリウムイオン、カリウムイオンが好ましい。
【００４７】
上記（２）において、Ｘ及びＹは、ＸとＹのいずれか一方が−Ｏ−（ＡＯ）ｐＨであり他方が−Ｏ−（ＡＯ）ｑＨ（ＡＯは炭素数２〜３のアルキレンオキシドより誘導されるオキシアルキレン基を示し、ｐは０〜１００の整数、ｑは０〜１００の整数を示し、ｐとｑとの和は１〜２００である。）である。
【００４８】
ＡＯのアルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシドが用いられ、これらは併用することができる。エチレンオキシドとプロピレンオキシドを併用した場合、ポリオキシアルキレン鎖はエチレンオキシドとプロピレンオキシドがランダムに付加重合したものであってもよく、ブロック状に付加重合したものであってもよい。
【００４９】
式（Ｉ）で表される分散剤の水酸基１個当たりのアルキレンオキシドの付加重合モル数は、１００モル以下であるが、５０モル以下が好ましく、２つの水酸基へのアルキレンオキシドの付加重合の合計モル数は、１〜２００モルであるが、１〜１００モルが好ましい。
【００５０】
各水酸基にアルキレンオキシドを付加重合させて形成されるポリオキシアルキレン鎖は、アルキレンオキシド付加モル数が同モル数であっても異なるモル数であってもよく、異なるアルキレンオキシドが付加重合して構成されていてもよい。
【００５１】
上記（３）において、Ｘ及びＹは、ＸとＹのいずれもが−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨ２ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＭ２（Ｍ２は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）である。
【００５２】
Ｍ２の塩となる対カチオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン、第２族元素イオン、遷移元素イオン、第１２族元素イオン、アルミニウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、鉛イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。これらの対カチオンとしては、上記Ｍ１に例示したものを用いることができる。
【００５３】
以上の対カチオンの中でも、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンやアンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等に由来するアンモニウムイオンが好ましい。
【００５４】
上記（４）において、Ｘ及びＹは、ＸとＹのいずれか一方が−ＯＰＯ３Ｍ３であり（Ｍ３は水素イオン又は塩となる対カチオンを示す。）他方が水酸基である。
【００５５】
Ｍ３の塩となる対カチオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、アンモニウムイオン、トリエタノールアンモニウムイオン、ジエタノールアンモニウムイオン等の無機陽イオン又は有機アンモニウムイオン等が挙げられる。
【００５６】
上記（５）において、Ｘ及びＹは、ＸとＹのいずれか一方が−ＮＲ４Ｒ５Ｒ６＋Ａ−であり（Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ独立にメチル基、エチル基、又はヒドロキシエチル基を示し、Ｒ６はメチル基、エチル基、又はジヒドロキシプロピル基を示し、Ａはハロゲンを示す。）他方が水酸基である。
【００５７】
Ａのハロゲンとしては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素が挙げられる。
【００５８】
上記（６）において、Ｘ及びＹは、ＸとＹのいずれもが−ＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨＲ７−ＮＲ８Ｒ９・ＨＸ（Ｒ７は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルキルチオアルキル基、炭素数１〜３のアルキル基にチオール基が結合したチオール含有アルキル基、フェニル基、炭素数１〜３で１級もしくは２級ヒドロキシ基を有するヒドロキシアルキル基、又はヒドロキシフェニル基を示す。Ｒ８及びＲ９はそれぞれ独立に水素原子、メチル基、又はエチル基を示す。Ｘは塩となる対アニオンを示す。）である。
【００５９】
Ｒ７が水素原子以外の場合、Ｒ７に結合する炭素原子は不斉炭素中心であり、Ｄ体、Ｌ体、又はＤ，Ｌ体混合物を示す。
【００６０】
Ｒ７の炭素数１〜４のアルキル基は、直鎖状又は分岐状であり、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
【００６１】
Ｒ７の炭素数１〜４のアルキルチオアルキル基は、直鎖状又は分岐状であり、例えば、−ＣＨ２ＣＨ２―Ｓ−ＣＨ３等が挙げられる。
【００６２】
Ｒ７の炭素数１〜３のアルキル基にチオール基が結合したチオール含有アルキル基は、アルキル基が直鎖状又は分岐状であり、例えば、−ＣＨ２ＳＨ等が挙げられる。
【００６３】
Ｒ７の炭素数１〜３で１級もしくは２級ヒドロキシ基を有するヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキメチル基、ｎ−ヒドロキシエチル基、１−ヒドロキシエチル基、ｎ−ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
【００６４】
Ｒ８及びＲ９は、水素原子同士の組み合わせ、水素原子とメチル基の組み合わせ、メチル基同士の組み合わせが好ましい。
【００６５】
塩となる対アニオンＸとしては、例えば、ハロゲン化物イオン、カルボン酸イオン、水酸化物イオン、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン等が挙げられる。
【００６６】
ハロゲン化物イオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、フッ化物イオン、ヨウ化物イオン等が挙げられる。
【００６７】
カルボン酸イオンとしては、例えば、炭素数１〜４のモノカルボン酸イオンやジカルボン酸イオン（ヒドロキシカルボン酸イオンを含む。）、ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸イオン、芳香族カルボン酸イオン等が挙げられる。具体的には、例えば、ギ酸イオン、酢酸イオン、プロピオン酸イオン、マレイン酸イオン、リンゴ酸イオン、コハク酸イオン、グリコール酸イオン、乳酸イオン、酒石酸イオン、１,３，４，５−テトラヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸（キナ酸）イオン、安息香酸イオン、ピロリドンカルボン酸イオン等が挙げられる。
【００６８】
以上のような構成の式（Ｉ）で表わされる分散剤は、例えば、次の方法によって製造することができる（特開２００９−００７３４０号公報、特開２０１０−０３７３０８号公報、特開２０１０−０７０４６７号公報、特開２０１０−１３８１１９号公報、特開２０１０−１３８１２０号公報、特開２０１０−２２９２２３号公報、特開２０１１−１３２４１８号公報、特開２０１１−１５７３５４号公報、特開２０１１−１９０１８４号公報、特開２０１１−２３６３４７号公報、特開２０１２−０６２２４６号公報を参照）。
【００６９】
まず式（Ｉ）に対応するＸＹ部分が水酸基であるジヒドロキシ化合物、例えばジヒドロキシ脂肪酸アルキルエステル、（ジヒドロキシアルキル）脂肪酸エステル、ジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミド、（ジヒドロキシアルキル）アルキルエーテルを合成する。
【００７０】
一般には、二重結合を一個有する不飽和脂肪酸と脂肪族アルコールとの反応物である不飽和脂肪酸アルキルエステル、二重結合を一個有する不飽和脂肪族アルコールと脂肪酸との反応物であるアルケニル脂肪酸エステル、二重結合を一個有する不飽和脂肪酸と脂肪族アミンとのアミドである不飽和脂肪酸アルキルアミド、二重結合を一個有する不飽和脂肪族アルコールとハロゲン化アルキルとのエーテル化物であるアルケニルアルキルエーテル等の不飽和化合物を、過酸化水素とギ酸等の有機酸とから得られる有機過酸化物と反応させて二重結合を酸化し、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等の塩基を作用させ、水酸基を導入することにより、ジヒドロキシ脂肪酸アルキルエステル、（ジヒドロキシアルキル）脂肪酸エステル、ジヒドロキシ脂肪酸アルキルアミド、（ジヒドロキシアルキル）アルキルエーテル等のジヒドロキシ化合物を合成する。
【００７１】
あるいは、最初に不飽和脂肪酸に過酸化水素とギ酸等の有機酸とから得られる有機過酸化物を反応させて二重結合を酸化し、水酸化ナトリウムや炭酸カリウム等の塩基を作用させ、水酸基を導入することによりジヒドロキシ脂肪酸を合成し、このジヒドロキシ脂肪酸と、脂肪族アルコールを酸触媒又はアルカリ触媒下でエステル合成反応を行い、あるいは、このジヒドロキシ脂肪酸と脂肪族アミンを、ジシクロヘキシルカルボンジイミド（ＤＣＣ）、ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＰＣ）、Ｎ−エチル−Ｎ’−３−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド及びその塩酸塩、ベンゾトリアゾール−１−イル−トリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロリン化物塩、ジフェニルホスホリルアジド等の縮合剤、あるいはこれらの縮合剤とともに、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）や３−ヒドロキシ−４−オキソ−３，４−ジヒドロ−１，２，３−ベンゾトリアジン等の添加剤を用いて、縮合してアミド結合を形成してジヒドロキシ化合物を得ることもできる。
【００７２】
式（Ｉ）におけるＸ及びＹが（１）の化合物は、上記ジヒドロキシ化合物の水酸基に、三酸化硫黄ピリジン錯体を反応させることにより得ることができる。更にＭ１を水素イオンから塩となる対カチオンとする場合には、得られた化合物にブタノールを加え、対応するアルカリ金属、第２族元素、遷移元素イオン、第１２族元素イオン、アルミニウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、鉛イオン等の水酸化物やアミン等と中和反応させ、水洗することにより得ることができる。その後、有機層を留去して得た結晶を必要に応じてメタノール、エタノール、ブタノール、アセトニトリル等の溶媒又はこれらの混合溶媒を用いた再結晶等で精製してもよい。
【００７３】
式（Ｉ）におけるＸ及びＹが（２）の化合物は、上記ジヒドロキシ化合物の水酸基に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加重合させて得ることができる。
【００７４】
式（Ｉ）におけるＸ及びＹが（３）の化合物は、上記ジヒドロキシ化合物を無水コハク酸と反応させることにより得ることができる。
【００７５】
更にＭ２を水素イオンから塩となる対カチオンとする場合には、例えば、得られた化合物を水やエチルアルコール等の溶媒中で、対応するアルカリ金属や第２族元素、遷移元素イオン、第１２族元素イオン、アルミニウムイオン、インジウムイオン、スズイオン、鉛イオン等の水酸化物やアミン等と中和反応させることにより得ることができる。
【００７６】
式（Ｉ）におけるＸ及びＹが（４）の化合物は、上記ジヒドロキシ化合物に有機溶媒中でポリリン酸を反応させ、二重結合を開いた位置にリン酸基と水酸基とを隣接して導入することにより得ることができる。更にＭ１を水素イオンから塩となる対カチオンとする場合には、得られた化合物を、アミンやアルカリを加えて中和し、水洗することにより得ることができる。またシリカゲルを固定相とし、クロロホルム・メタノール混合溶媒を移動相とするカラムクロマトグラフィー等によって精製してもよい。
【００７７】
式（Ｉ）におけるＸ及びＹが（５）の化合物は、１個の二重結合を有する炭素数１０〜２６の不飽和脂肪酸と、炭素数１〜２０のアルキルアミンとの反応により得られる不飽和脂肪酸アルキルアミドの二重結合部分を一旦エポキシ化した後、二級アミンを反応させ、アミノ基と水酸基を隣接して導入したＮ−アルキル（もしくはＮ−ヒドロキシアルキル）アミノヒドロキシ脂肪酸アルキルアミドと、ハロゲン化アルキル（水酸基を持つものを含む）との反応により得ることができる。
【００７８】
式（Ｉ）におけるＸ及びＹが（６）の化合物は、上記ジヒドロキシ化合物と、ＨＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨＲ７−ＮＲ８Ｒ９（Ｒ７〜Ｒ９は前記と同義である。）で表されるアミノ酸をＮ−保護したＮ−保護体とのエステル合成反応を触媒の存在下で行い、その後、脱保護することにより得ることができる。チオール基、ヒドロキシ基を有するアミノ酸を用いる場合は、チオール基、ヒドロキシ基も保護して反応に用いる。
【００７９】
例えば、トルエン、クロロホルム、ジクロロメタン、ヘキサン、ヘプタン等の有機溶媒中で、上記ジヒドロキシ化合物であるジヒドロキシ脂肪酸アルキルエステルと、２〜５倍ｍｏｌ当量のＮ−保護したアミノ酸とを、２〜５倍ｍｏｌ当量の１−エチル−３（３-ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩、０．０１〜２倍ｍｏｌ当量の４−ジメチルアミノピリジン存在下に、窒素雰囲気下、室温で１２〜４８時間反応させる。
【００８０】
次いで塩酸水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水の順で有機層の洗浄・抽出操作を行い、その後有機層を留去して粘体を得た後、脱保護する。脱保護は従来より知られている方法によって行うことができる。例えば、Ｎ−Ｂｏｃ保護したアミノ酸を用いた場合は、４Ｎ 塩酸／酢酸エチル溶液を加えて室温で０．５〜６時間反応させて脱保護し、濃縮、精製することによってＸが塩化物イオンである式（Ｉ）の分散剤が得られる。塩となる対アニオンＸを塩化物イオンから他のアニオンにする場合には、イオン交換等の従来より知られている方法によって行うことができる。例えば、Ｘが塩化物イオンである化合物と、目的の化合物のアニオンに対応する無機酸もしくは有機酸とを、水中又は有機溶媒中でＸが塩化物イオンである化合物に対して等モル量のトリエチルアミンやピリジン等の塩基と共に反応させる。反応温度と反応時間は原料の種類等にもよるが、例えば、室温下、１日程度で反応させることにより、目的とする式（Ｉ）の分散剤を得ることができる。
【００８１】
アミノ酸ＨＯＣ（＝Ｏ）−ＣＨＲ７−ＮＲ８Ｒ９としては、グリシン、Ｎ−メチルグリシン、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシンやアルキル基を側鎖に持つアミノ酸、アルキルチオアルキル基を側鎖に持つアミノ酸、チオール含有アルキル基を側鎖に持つアミノ酸、フェニル基を側鎖に持つアミノ酸、ヒドロキシアルキル基を側鎖に持つアミノ酸、ヒドロキシフェニル基を側鎖に持つアミノ酸等が挙げられる。Ｒ７が水素原子以外のアミノ酸の場合、Ｄ体、Ｌ体、又はＤ，Ｌ体混合物であってもよい。
【００８２】
これらの中でも工業的に入手しやすく、親水基部分であるため疎水的になりすぎず、構造が立体的に嵩高くない構造のアミノ酸が好ましく、このようなアミノ酸としては、例えば、グリシン、アラニン、バリン、セリン、トレオニン、システインが挙げられる。
【００８３】
上記アミノ酸のＮ−保護基としては、例えば、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基（Ｂｏｃ）、ベンジルオキシカルボニル基（Ｚ又はＣｂｚ）、９−フルオレニルメチルオキシカルボニル基（Ｆｍｏｃ）、２，２，２−トリクロロエトキシカルボニル基（Ｔｒｏｃ）、アリルオキシカルボニル基（Ａｌｌｏｃ）等が挙げられる。ヒドロキシ基の保護基としては、例えば、ベンジルエーテル基（Ｂｚｌ）、ターシャルブチル基（ｔ−Ｂｕ）、ｐ−メトキシベンジルエーテル基（ＰＭＢ）、メトキシメチルエーテル基（ＭＯＭ）、シリルエーテル基、テトラヒドロピラニルエーテル基（ＴＨＰ）等が挙げられる。チオール基の保護基としては、例えば、ｐ−メトキシベンジルエーテル基（ＰＭＢ）、４−メチルベンジル基、トリチル基（Ｔｒｔ）、アセトアミドメチル基（Ａｃｍ）、ターシャルブチル基（ｔ−Ｂｕ）等が挙げられる。
【００８４】
Ｎ−保護されたアミノ酸は、市販品を用いることができる。あるいは、入手したアミノ酸をＮ−保護することもできる。例えば、Ｎ−Ｂｏｃ保護は次のようにして行うことができる。アミノ酸をジオキサン、ＮａＯＨ（２当量）水溶液に溶かし、激しく攪拌しながらＢｏｃ無水物（１．１当量）をゆっくり滴下する。反応終了後、ｔ−ブタノールを除去するために反応溶液をある程度まで濃縮した後、溶液を酸性にして抽出し、有機層を濃縮して得られた粗結晶をエーテルで洗浄して得られたＮ−Ｂｏｃアミノ酸を用いることができる。
【００８５】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液は、式（Ｉ）で表わされる分散剤及びナノカーボン物質を含有する。
【００８６】
本発明に用いられるナノカーボン物質としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、ナノグラフェン、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０等のフラーレンを挙げることができる。ナノカーボン物質は、炭素原子の共有結合によって形成する六員環グラファイト構造の一層（グラフェンシート）からなるナノサイズの形状を持つ物質あるいは、炭素原子の共有結合によって形成する五員環および六員環からなる閉殻空洞状の物質である。
【００８７】
ナノカーボン物質の一種であるカーボンナノチューブは、グラフェンシートが丸まって円筒の形状をしたナノカーボン物質である。その種類としては、一層のみからなる単層カーボンナノチューブ、二層からなる二層カーボンナノチューブ、同心円状にカーボンナノチューブが重なった構造の多層カーボンナノチューブがある。その直径は、概ね１〜１００ｎｍで、長さは概ね１ｎｍ〜１０μｍのものが使用できる。カーボンナノチューブの製法も特に限定されるものではなく、例えば、炭素アーク放電法、レーザーアブレーション法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、直噴熱分解合成（ＤＩＰＳ）法、ＣｏＭｏＣＡＴ(R)法、ＨｉＰｃｏ(R)法、スーパーグロースＣＶＤ法等によるものを用いることができる。また、カーボンナノホーンは、カーボンナノチューブのようにグラフェンシートが丸まった形状であるが、真っ直ぐな円筒状ではなくチューブの先端が閉じてホーン（角）の形状をしたナノカーボン物質である。ナノグラフェンは、ナノサイズのグラフェンシートそのものであり、１原子の厚みしかない薄膜形状のナノカーボン物質である。フラーレンとは、多数の炭素原子がかご状に結合した球状の中空構造を持つナノカーボン物質である。
【００８８】
本発明におけるナノカーボン物質としては、フラーレンの他、グラフェンシートからなるナノサイズの形状を持つ物質であれば、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、ナノグラフェンのいずれも用いることができ、その形状、大きさ、製造方法は特に限定されるものではない。また、それらの混合物でもすべて使用することができる。本発明におけるナノカーボン物質としては、単層、二層、多層のカーボンナノチューブ、フラーレンＣ６０であることが好ましい。
【００８９】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液における式（Ｉ）で表わされる分散剤の使用濃度は、特に限定されるものではないが、ナノカーボン物質の水性分散液の利用可能性、分散安定性等を考慮すると、ナノカーボン物質に対して１０〜２０００質量％が好ましく、３０〜１５００質量％がより好ましく、８０〜１０００質量％が特に好ましい。
【００９０】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液におけるナノカーボン物質の濃度は、特に限定されるものではないが、ナノカーボン物質の水性分散液の利用可能性、分散安定性等を考慮すると、０．０１〜２０質量％が好ましく、０．１〜５．０質量％がより好ましい。
【００９１】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液における水性溶媒は、水を単独で使用することができるが、水にメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等の１価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等の２価アルコール、グリセリン等の３価アルコール、アセトン等のケトン類、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等の酸、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキサイド等を混合して用いてもよい。これらの中でも、取り扱い性や環境面を考慮すると、水単独か、水を主成分とする水性溶媒が好ましい。
【００９２】
また、本発明のナノカーボン物質の水性分散液には、本発明の効果を損なわない範囲内において、必要に応じて塩、ｐＨ調整剤、防腐剤、キレート剤、界面活性剤等を添加してもよい。
【００９３】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液を製造する方法は、水性溶媒中に、式（Ｉ）で表わされる分散剤及びナノカーボン物質を混合し、分散処理することにより得られる。
【００９４】
ナノカーボン物質を水性溶媒中に分散させる方法としては、特に限定されるものではないが、超音波ホモジナイザー等による超音波分散処理、撹拌ホモジナイザーによる高速撹拌分散処理、薄膜旋回型高速ミキサー等による撹拌分散処理、粉砕媒体を用いた撹拌ミル等の粉砕分散処理、ジェットミルによる分散処理及び高剪断撹拌による分散処理等が挙げられるが、ナノカーボン物質にダメージを与えない分散方法を用いることが好ましい。超音波ホモジナイザーを用いた分散処理の場合は、カーボンナノチューブの切断等を伴わない程度の出力であることが好ましい。例えば、出力は１００Ｗ以下が好ましく、５０Ｗ以下がより好ましく、１０〜３０Ｗが特に好ましい。また、超音波を照射する時間は、カーボンナノチューブの量及び分散剤の種類等により適宜設定すればよいが、例えば、１分以上３時間以下が好ましく、１０分以上１時間以下がより好ましい。
【００９５】
分散剤やナノカーボン物質等の混合方法も特に制限はなく、必要量を混合後、分散処理を行えばよいが、予め、それぞれの試薬の希釈溶液を調製してから混合してもよい。
【００９６】
超音波処理や攪拌処理によって得た分散液は、遠心分離法によって、例えばカーボンナノチューブの場合は束状のカーボンナノチューブやアモルファスカーボン、金属触媒等を沈殿させ、本発明のナノカーボン物質の水性分散液を上清として回収できる。あるいは、超音波処理や攪拌処理によって得た分散液を精密ろ過膜等によってろ過し、本発明のナノカーボン物質の水性分散液をろ液として回収できる。
【００９７】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液の粘度は、ナノカーボン物質の水性分散液の利用可能性、例えば塗布膜の均一性や膜厚の制御等を考慮すると、前記のような分散剤及びナノカーボン物質の濃度範囲で１ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ未満が好ましく、１ｍＰａ・ｓ以上３ｍＰａ・ｓ未満がより好ましい。
【００９８】
本発明のナノカーボン物質の水性分散液は、例えば、単層カーボンナノチューブまたは二層カーボンナノチューブの水性分散液を透明導電性材料として、また多層カーボンナノチューブの水性分散液を塗料、複合材料、潤滑剤、熱伝導性媒体として、またフラーレンの水性分散液を磁性記録媒体、電子部品材料、光学フィルム、化粧品、医薬品等の各種の分野への利用が期待できる。
【００９９】
例えば、基材に塗布して成膜することで、基材表面の導電性を高めることができる。本発明のナノカーボン物質の水性分散液によれば、束状または塊状のナノカーボン物質をほぐして分散することが可能であることから、この分散液を塗布して成膜することで導電性、透明性・紫外線吸収能が高い薄膜が得られる。
【０１００】
また、本発明のフラーレンの水性分散液によれば、フラーレンを均一に分散することが可能であることから、この分散液を基材に塗布して成膜することで紫外線吸収性能、抗酸化作用の高い薄膜が得られる。
【０１０１】
基材としては、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂等の樹脂や、鉄、鋼、ニッケル、銅、亜鉛、鉛、ステンレス、その他合金等の金属、硼酸ガラス、パイレックス(R)、石英ガラス等のガラス等が挙げられる。
【０１０２】
塗布方法としては、特に限定されるものではないが、ディップコート、スピンコート、ロールコート、スプレーコート等の塗布方法を、基材の形状等に合わせて選択することができる。本発明のナノカーボン物質の水性分散液は、いずれの塗布方法を用いても塗りムラが少なく基材への均一な塗布が可能であるが、例えば、ディップコートならば引き上げ速度の調整、スピンコートならば滴下量と回転数の調整、ロールコートならば塗布厚みの調整、スプレーコートならば塗布量の調整によって、各種の基材に均一に塗布することが可能である。
【実施例】
【０１０３】
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
[カーボンナノチューブ及びフラーレンの水性分散液の調製]
実施例１〜２８では分散剤として次の分散剤１〜８を用いた。分散剤１〜８は公知の方法に準じて合成した。
【０１０４】
【化２】
2015178102.tif 000003
【０１０５】
【化３】
2015178102.tif 000004
【０１０６】
【化４】
2015178102.tif 000005
【０１０７】
【化５】
2015178102.tif 000006
【０１０８】
【化６】
2015178102.tif 000007
【０１０９】
【化７】
2015178102.tif 000008
【０１１０】
【化８】
2015178102.tif 000009
【０１１１】
【化９】
2015178102.tif 000010
【０１１２】
比較例１〜３４では分散剤として次の分散剤９〜１４を用いた。
【０１１３】
分散剤９  ：ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ：関東化学社製、製品番号：３７２０３
−３１）
分散剤１０：カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ：ＷＡＫＯ社製、販売元
コード：０３９−０１３３５）
分散剤１１：アセチレングリコールＥＯ３０モル付加体（信越化学製）
分散剤１２：特開２０１２−１４８９７０製造例１記載化合物
分散剤１３：デオキシコール酸ナトリウム（ＤＯＣ：ＴＣＩ製、製品コード：Ｃ０３１
６）
分散剤１４：ポリビニルピロリドン 分子量４０，０００（ＰＶＰ：ＴＣＩ製、製品                コード：Ｐ０４７２）
【０１１４】
カーボンナノチューブとして、単層カーボンナノチューブ（ＳＷ−ＣＮＴ：Ａｌｄｒｉｃｈ社製、製品番号：７０４１１３）、二層カーボンナノチューブ（ＤＷ−ＣＮＴ：Ａｌｄｒｉｃｈ社製、製品番号：６３７３５１）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷ−ＣＮＴ：ＷＡＫＯ社製、販売元コード：３２９−４３３８３）を用いた。
【０１１５】
フラーレンとして、フラーレンＣ６０（ＴＣＩ社製、製品コード：Ｂ１６４１）を用いた。
【０１１６】
表１〜表３の評価では、分散剤及びカーボンナノチューブ（ＳＷ−ＣＮＴ、ＤＷ−ＣＮＴ、ＭＷ−ＣＮＴ）を表１〜表３に示す濃度で使用し、分散剤水溶液にカーボンナノチューブを添加後、超音波ホモジナイザー（ＢＲＡＮＳＯＮ社製、Ｓｏｎｉｆｉｅｒ  ２５０Ｄ）を用いて５℃、１０Ｗ（低出力）又は３０Ｗ（高出力）、２０ｋＨｚ、１０分にて分散し、その後、超遠心分離機（ＫＵＢＯＴＡ社製、７７８０II）を用いて１００００ｒｐｍ、１０分にて遠心分離を行い、上澄み液をカーボンナノチューブの水性分散液（以下、「ＣＮＴ分散液」とも言う。）とした。また、分散から１日後の評価を行う時は、再度同様に遠心分離を行い、上澄み液をＣＮＴ分散液とした。
【０１１７】
表４の評価では、分散剤及びカーボンナノチューブ（ＭＷ−ＣＮＴ）を表４に示す濃度で使用し、分散剤水溶液にカーボンナノチューブを添加後、超音波洗浄機（ＡＳＯＮＥ ＶＳ−Ｆ１００、５０ｋＨｚ、１００Ｗ）を用いて５分間超音波を照射した。その後、２５℃にて２４時間インキュベーションを行った。孔径１μｍのろ紙を用いてろ過を行い、未分散のカーボンナノチューブを除去し、ろ液をＣＮＴ分散液とした。
【０１１８】
表５〜９の評価では、分散剤及びカーボンナノチューブまたはフラーレンを表５〜９に示す濃度で使用し、分散剤水溶液にナノカーボン物質を添加後、薄膜旋回型高速ミキサー（ＰＲＩＭＩＸ社製、フィルミックス４０−Ｌ型）を用いて周速４０ｍ／ｓ、６０秒または６０秒×５回にて分散し、その後、超遠心分離機（ＫＵＢＯＴＡ社製、７７８０II）を用いて遠心分離を行い、上澄み液をナノカーボン物質の水性分散液とした。カーボンナノチューブ水性分散液の遠心分離は１００００ｒｐｍ、１０分、フラーレン水性分散液の遠心分離は５０００ｒｐｍ、５分で行った。また、分散から１、３、７日後の評価を行う時は、再度同様に遠心分離を行い、上澄み液をナノカーボン物質の水性分散液とした。
【０１１９】
[ナノカーボン物質の水性分散液の評価]
１．分散性の評価１（紫外−可視吸収スペクトル測定及び光学顕微鏡観察）
これらのナノカーボン物質分散液について、紫外−可視吸収スペクトル測定及び光学顕微鏡観察より分散性の評価を行った。表１及び表２では、分散剤１、分散剤９、分散剤１０を用いた場合について評価を行い、紫外−可視吸収スペクトル測定は、ＪＡＳＣＯ社製、Ｖ−５５０を用いて分散直後と１日後のＣＮＴ分散液の３００ｎｍ、４２４ｎｍ、５００ｎｍでの吸光度を測定した。光学顕微鏡観察はＺＥＩＳＳ社製、ＡｘｉｏＣａｍ  ＭＲＣ（明視野、倍率：１６００倍）を用いて行った。表４では、分散剤１〜４、分散剤９、分散剤１０を分散剤に用いた場合について、分散直後のＣＮＴ分散液の４２４ｎｍ、５００ｎｍでの吸光度を測定した。表７では、分散剤１、６、８、１０、１２〜１４を分散剤に用いた場合について分散直後のフラーレン分散液の低波長側（２６０ｎｍ〜２８０ｎｍのλｍａｘ）、高波長側（３４０ｎｍ〜３６０ｎｍのλｍａｘ）、６６０ｎｍでの吸光度を測定した。表８では、分散剤１、３、１０、１２〜１４を分散剤に用いた場合について分散直後のフラーレン分散液の低波長側、高波長側、６６０ｎｍでの吸光度を測定した。なお、吸光度の値が高いほどＣＮＴが高濃度で分散していることを示し、分散性が良好である。また、６６０ｎｍにおける吸光度は、分散液の濁度を示しており、吸光度が高いと分散液は濁っている事を示している。表７、８にフラーレン分散液中のフラーレン粒子の平均粒径およびフラーレンの濃度を示した。フラーレン粒子の平均粒径は、動的光散乱（ＤＬＳ、ゼータ電位粒径測定システム、大塚電子製、ＥＬＳ−Ｚ２）法により測定した重量分布から算出した平均粒径を示した。フラーレンの濃度は、ナノカーボン物質分散液２０μＬを５５０℃で窒素ガスをフローさせながら３０分加熱して溶媒および分散剤を除去した後、残渣の質量から容器の乾燥質量を差し引く事で、分散液中のナノカーボン濃度を算出した。
【０１２０】
紫外−可視吸収スペクトル測定の結果を表１、表２、表４、表５、表７及び表８に、光学顕微鏡観察の結果を図１〜図１３に示す。
【０１２１】
表１より、低出力条件下で分散を行ったところ、分散剤１は分散剤９及び分散剤１０と同等以上の分散力を有していた。とりわけ、カーボンナノチューブの中でも凝集力が極めて高いＳＷ−ＣＮＴを分散させた場合、分散剤１は分散剤９及び分散剤１０と比較して非常に優れた分散力を有しており、更に分散１日後の短期分散安定性においては分散剤９より優れ、分散剤１０と同等の分散安定性を有していた。
【０１２２】
表２より、高出力条件下で分散を行ったところ、分散剤１は分散性が良好であることが判明した。
【０１２３】
表４より、分散剤２〜４も分散性が良好であることが判明した。
【０１２４】
表５より、薄膜旋回型高速ミキサーを用いて分散を行った場合も、分散剤１、３、５〜８の分散性が良好であることが判明した。
【０１２５】
表７より、フラーレンの分散についても、分散剤１、６、８は分散性が良好であることが判明した。
【０１２６】
表８より、分散剤及びフラーレンの濃度を１．０質量％とし、撹拌回数を５回に増加した場合、全体的に低波長側および高波長側の吸光度は高くなったが、濁度を示す６６０ｎｍにおける吸光度は、分散剤１は０．３３であったのに対し、比較物質では１．５以上であり、分散剤１０（ＣＭＣ）や分散剤１４（ＰＶＰ）の高分子分散剤に至っては３〜４と非常に高く、分散剤１は比較例より顕著に低い値である事がわかった。分散液の外観を比較すると、分散剤１を用いた時は透明度の高い分散液を得る事が出来ているが、比較例では非常に濁った分散液が得られている（図８〜図１３）。また、分散１週間後の６６０ｎｍにおける吸光度を比較すると、分散剤１では０．１しか減少しておらず、ほとんど変化していないが、分散剤１２〜１４では大きく減少している事から、分散剤１のフラーレン分散安定性の高さが実証された。
【０１２７】
分散直後の分散液中のフラーレン濃度を比較すると、分散剤１では２．５５μｇ／μＬと分散剤１０、１４よりも高濃度で分散されている事が分かった。分散剤１２、１３は濃度が高く算出されたが、光学顕微鏡写真から凝集体が多い事が観察された。従って濃度にムラがあるため見かけ上濃度が高くなったと考えられるが、７日後の濃度が高くなったものについても同様の理由によるものと考えられる。
【０１２８】
これらの事から、分散剤１を用いるとフラーレンを高濃度でも細かくかつ均一に分散できることが示された。
【０１２９】
図１〜１３より分散剤１は、比較例に挙げた分散剤と比べて凝集がほとんど観察されず、良好に分散していることが確認された。特に、図７に示した高出力条件下でかつＣＮＴ濃度が高い条件の時、分散剤１は良好に分散しているが、分散剤１０は明らかに凝集していることが観察された。図８〜１３に示した薄膜旋回型高速ミキサーを用いてフラーレンの分散を行った条件の時も、分散剤１は良好に分散しているが、比較例に挙げた分散剤では明らかに凝集していることが観察された。
【０１３０】
２．分散性の評価２（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ））
分散剤０．１質量％及びＭＷ−ＣＮＴ０．１質量％のＣＮＴ分散液を調製した。超音波ホモジナイザーによる分散は、低出力（１０Ｗ、１０分）、高出力（３０Ｗ、１０分）の２条件で行った。
【０１３１】
このＣＮＴ分散液の乾燥試料を調製し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立社製、Ｓ−３４００Ｎ)を用いて、カーボンナノチューブの損傷・欠陥やネットワーク形成など、分散状態の観察を行った。
【０１３２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真から、カーボンナノチューブの分散性を目視にて以下の基準で評価した。
【０１３３】
評価基準
◎：カーボンナノチューブが１本１本確認でき、凝集しておらず、かつ全く切断されて
いない状態
○：カーボンナノチューブが１本１本確認でき、凝集していないが、一部が切断されて
いる状態
△：部分的にカーボンナノチューブが確認できるが、凝集している又は切断されている
状態
×：凝集しているためカーボンナノチューブが確認できない状態
【０１３４】
写真を図１４及び図１５に、分散性の評価結果を表１及び表２に示す。
【０１３５】
図１４及び図１５の右側（２０，０００〜４５，０００倍）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真でカーボンナノチューブの状態を比較した。
【０１３６】
図１４の低出力(１０Ｗ)の結果より、分散剤１は、３０，０００倍の写真でカーボンナノチューブの１本１本が糸状に確認できる。この写真から、分散状態が良好で、カーボンナノチューブのネットワークが形成され切断が発生していないことが分かる。分散剤９は、部分的にカーボンナノチューブ１本１本が確認できるが、はっきり見えていない部分もある。これは、分散が不十分で部分的に凝集しているためと考えられる。分散剤１０は、カーボンナノチューブ１本１本が確認できず、カーボンナノチューブが凝集して分散が不十分であり、カーボンナノチューブのネットワークが形成されていない。低出力条件で分散させたＣＮＴ分散液におけるカーボンナノチューブの状態は、分散剤１を用いた時が最も均一に分散し、欠陥率も低いと考えられ、ネットワークを形成していることが観察された。
【０１３７】
図１５の高出力(３０Ｗ)の結果では、分散剤１は、４５，０００倍の写真で糸状に１本１本はっきりとはしないがカーボンナノチューブの形状は確認でき、ある程度はネットワークを形成していることがわかる。これはカーボンナノチューブが切断されたものもあるためと考えられる。これに対して分散剤９は、カーボンナノチューブの１本１本が確認できず、カーボンナノチューブが切断されたためと考えられ、ネットワーク形成が不十分であると考えられる。
【０１３８】
一方、分散剤１０は、低倍率（７６０倍）でも大きなカーボンナノチューブの塊がいくつもあり、凝集していることがわかる。分散剤１０は分散工程において、濡れ性が低いため壁面や破砕ホーンに多くのカーボンナノチューブが付着することが確認されており、そのために均一に分散できず、カーボンナノチューブの塊が生じてしまい、ネットワーク形成ができなかったと考えられる。
【０１３９】
３．ハンドリング性評価
カーボンナノチューブ分散液、フラーレン分散液のハンドリング性について次の評価を行った。
（１）分散剤の水への溶解性
分散剤を表３、表４及び表６に示す濃度で水に溶解させたときの溶解性を以下の基準で評価した。
【０１４０】
評価基準
◎：２５℃条件下において直ちに溶解
○：２５℃条件下において数分で溶解または４０℃条件下で直ちに溶解
△：４０℃条件下において数十分で溶解
×：溶解せず
【０１４１】
（２）分散剤水溶液のカーボンナノチューブ、フラーレンに対する濡れ性
分散剤水溶液のカーボンナノチューブ、フラーレンに対する濡れ性を、浸透試験により評価した。浸透試験では、表３、表４、表６及び表９に示す濃度の分散剤水溶液に表３、表４、表６及び表９に示す濃度で添加したカーボンナノチューブ（ＭＷ−ＣＮＴ）またはフラーレンが沈むまでの時間を浸透まで要した時間として測定した。
【０１４２】
また浸透まで要した時間に基づいて、濡れ性を以下の基準で評価した。
【０１４３】
評価基準
◎：浸透まで要した時間が２５秒未満
○：浸透まで要した時間が２５秒以上４５秒未満
△：浸透まで要した時間が４５秒以上６００秒未満
×：浸透まで要した時間が６００秒以上
【０１４４】
（３）分散工程中のカーボンナノチューブ、フラーレンの壁面や分散装置（破砕ホーンまたは撹拌羽）への付着量
表３、表４、表６及び表９に示す濃度の分散剤水溶液に表３、表４、表６及び表９に示す濃度でカーボンナノチューブまたはフラーレンを添加した後、分散工程中のカーボンナノチューブまたはフラーレンの壁面や分散装置（破砕ホーンまたは撹拌羽）への付着量を、「ほぼなし」、「少量」、「多」の３段階で目視にて評価を行った。
【０１４５】
（４）粘度
表３、表４、表６及び表９に示す濃度でカーボンナノチューブ（ＭＷ−ＣＮＴ）又はフラーレン分散液を調製し、分散液の２５℃での粘度（ｍＰａ・s）を測定した。粘度の測定条件は次の通りである。
【０１４６】
使用粘度計：ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製、ＤＶ−II＋Ｐｒｏ
ローターＮｏ．ＳＣ４−１８
ローター回転数：６０ｒｐｍ
また測定した粘度に基づいて、以下の基準で評価した。
【０１４７】
評価基準
◎：粘度３ｍＰａ・ｓ未満
○：粘度３ｍＰａ・ｓ以上１０ｍＰａ・ｓ未満
△：粘度１０ｍＰａ・ｓ以上６０ｍＰａ・ｓ未満
×：粘度６０ｍＰａ・ｓ超
【０１４８】
（５）総合評価
ハンドリング性について以下の基準で総合評価を行った。
【０１４９】
評価基準
◎：上記（１）〜（４）より全体的にハンドリング性非常に良好
○：上記（１）〜（４）より全体的にハンドリング性良好
△：上記（１）〜（４）より全体的にハンドリング性低い
×：上記（１）〜（４）より全体的にハンドリング性非常に低い
【０１５０】
以上の評価結果を表３、表４、表６及び表９に示す。
【０１５１】
表３及び表４より、分散剤１は、水に対する溶解性が非常に高く、分散剤水溶液のカーボンナノチューブに対する濡れ性も、分散剤９及び分散剤１０と比べて非常に高く、分散工程中における容器壁面へのカーボンナノチューブの付着が少なく、壁面への付着を抑制することができた。また、分散剤１を用いたＣＮＴ分散液の粘度は低く、分散剤１についてハンドリング性は全体的に非常に良好であった。
【０１５２】
分散剤２〜４についても分散剤１と同様にハンドリング性は全体的に非常に良好であった。
【０１５３】
表６より、分散剤１〜８は、水に対する溶解性が非常に高く、分散剤水溶液のカーボンナノチューブに対する濡れ性も、分散剤９〜１２と比べて非常に高く、分散工程中における容器壁面へのカーボンナノチューブの付着が少なく、壁面への付着を抑制することができた。
【０１５４】
表９より、分散剤１、６、８は分散剤水溶液のフラーレンに対する濡れ性も、分散剤１０、１３、１４と比べて非常に高く、分散工程中における容器壁面へのフラーレンの付着が少なく、壁面への付着を抑制することができた。
【０１５５】
４．カーボンナノチューブ水性分散液の基材に対する濡れ性
基材としてＰＥＴフィルムを用い、ＣＮＴ分散液を基材表面に滴下して接触角計（ＫＲＵＳＳ社製、ＤＳＡ１０−Ｍｋ２）を用いて、接触角（°）を測定した。
【０１５６】
また接触角に基づいて濡れ性を以下の基準で評価した。
【０１５７】
評価基準
◎：接触角４５°未満
○：接触角４５°以上６０°未満
△：接触角６０°以上６５°未満
×：接触角６０°以上
評価結果を表３及び表６に示す。
【０１５８】
表３及び表６より、ＣＮＴ分散液の基材に対する濡れ性は、分散剤１、３、５、７を用いた場合が分散剤９〜１２を用いた場合に比較して最も高く、換言すれば、分散剤９〜１２より基材への塗りムラが少なく、均一な塗布が可能となる。
【０１５９】
このように、式（Ｉ）で表わされる分散剤はナノカーボン物質を効果的に分散することができる。
【０１６０】
すなわち、式（Ｉ）で表わされる分散剤を用いることにより、低エネルギーで高濃度のナノカーボン物質を分散できるとともに、損傷・欠陥が少なく、優れたネットワークを形成するナノカーボン物質の水性分散液を得ることができる。
【０１６１】
５．フラーレン分散液の紫外線吸収性能
表７、８に示した、フラーレン分散液の３箇所の波長帯での吸光度から、紫外線吸収能の評価を行った。表７では、分散剤、フラーレン濃度を０．１質量％で使用した場合、実施例化合物を用いた分散液は低波長側及び高波長側での吸光度が高く、フラーレンを高濃度で分散できていることが確認された。表８では、分散剤、フラーレン濃度を１．０質量％で使用すると、分散液のフラーレン濃度が増加し、低波長側、高波長側の吸光度は高い値を示したが、本発明の分散剤では６６０ｎｍの吸光度は低い値を示し、紫外線を選択的に吸収していることが確認された。特に分散剤１を用いた実施例２３では、分散液のフラーレン濃度が高いが、６６０ｎｍの吸光度が低い。これは、本発明の分散剤がフラーレンを細かく均一に分散しているためであり、そのため図８に示した分散剤１を使用したフラーレン分散液は、透明度の高い分散液が得られた。
【０１６２】
６．フラーレン分散液のDPPHラジカル消去法による抗酸化作用
DPPH（1,1-ジフェニル-2-ピクリルヒドラジル）ラジカル試薬のエタノール溶液（２５０μＭ）１５００μＬに、分散剤１、１０〜１４及びフラーレンを１．０質量％で分散させたフラーレン分散液１５００μＬを添加した。２４時間後、遠心分離（１３５００ｒｐｍ、１５分）によりフラーレンを取り除いた後、紫外−可視分光光度計（日本分光製、V-550）による５１５ｎｍの吸光度を測定し、抗酸化作用を判定した。
【０１６３】
抗酸化作用は、DPPHの同濃度の吸光度に基づいて、以下の基準で評価した。
【０１６４】
評価基準
○：吸光度の減少が０．２以上
×：吸光度の減少が０．２未満
評価の結果を表１０に示す。
【０１６５】
表１０より、分散剤１のフラーレン分散液は、紫外−可視分光光度計による測定結果からDPPHの５１５ｎｍの吸光度が０．２以上減少したことが観察され、抗酸化作用があることが確認された。これは、分散剤１を用いた時は、フラーレンを高濃度で分散されているだけでなく、フラーレンが均一にかつ微細に分散されており、フラーレンの表面積が大きくなるため、抗酸化作用がより高くなったものと考えられる。
【０１６６】
【表１】
2015178102.tif 000011
【０１６７】
【表２】
2015178102.tif 000012
【０１６８】
【表３】
2015178102.tif 000013
【０１６９】
【表４】
2015178102.tif 000014
【０１７０】
【表５】
2015178102.tif 000015
【０１７１】
【表６】
2015178102.tif 000016
【０１７２】
【表７】
2015178102.tif 000017
【０１７３】
【表８】
2015178102.tif 000018
【０１７４】
【表９】
2015178102.tif 000019
【０１７５】
【表１０】
2015178102.tif 000020
【図１】
2015178102.tif 000023
【図２】
2015178102.tif 000024
【図３】
2015178102.tif 000025
【図４】
2015178102.tif 000026
【図５】
2015178102.tif 000027
【図６】
2015178102.tif 000028
【図７】
2015178102.tif 000029
【図８】
2015178102.tif 000030
【図９】
2015178102.tif 000031
【図１０】
2015178102.tif 000032
【図１１】
2015178102.tif 000033
【図１２】
2015178102.tif 000034
【図１３】
2015178102.tif 000035
【図１４】
2015178102.tif 000036
【図１５】
2015178102.tif 000037