(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒と、
前記分散媒中に一次粒子として分散しているナノダイヤモンド粒子と、を含み、
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素の割合は１．０％以上であり、
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素および水酸基結合炭素の割合は１７．８％以上である、ナノダイヤモンド分散液。
【請求項２】
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素およびカルボニル炭素の割合は２．０％以上である、請求項１に記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項３】
分散媒と、
前記分散媒中に一次粒子として分散しているナノダイヤモンド粒子と、を含み、
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボニル炭素の割合は１．０％以上であり、
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボニル炭素および水酸基結合炭素の割合は１７．８％以上である、ナノダイヤモンド分散液。
【請求項４】
分散媒と、
前記分散媒中に一次粒子として分散しているナノダイヤモンド粒子と、を含み、
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素における水酸基結合炭素の割合は１６．８％以上であり、
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素、カルボニル炭素、および水酸基結合炭素の割合は１８．８％以上である、ナノダイヤモンド分散液。
【請求項５】
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるアルケニル炭素の割合は０．１％以上である、請求項１から４のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項６】
前記ナノダイヤモンド粒子の含む炭素における水素結合炭素の割合は２０．０％以上である、請求項１から５のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項７】
前記分散媒は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、２−メトキシエタノール、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、および炭酸プロピレンからなる群より選択される少なくとも一つを含む、請求項１から６のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項８】
前記ナノダイヤモンド粒子のゼータ電位は、−４５〜−３０ｍＶである、請求項１から７のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項９】
ｐＨが４〜７の範囲にある、請求項１から８のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項１０】
前記ナノダイヤモンド粒子は、空冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子である、請求項１から９のいずれか一つに記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項１１】
前記ナノダイヤモンド粒子は、空冷式大気共存下爆轟法ナノダイヤモンド粒子である、請求項１０に記載のナノダイヤモンド分散液。
【請求項１２】
構成炭素における割合が１．０％以上のカルボキシル炭素、構成炭素における割合が１．０％以上のカルボニル炭素、および、構成炭素における割合が１６．８％以上の水酸基結合炭素を含む、ナノダイヤモンド。
【請求項１３】
構成炭素における割合が１．０％以上のカルボキシル炭素、構成炭素における割合が１．０％以上のカルボニル炭素、および、構成炭素における割合が１６．８％以上の水酸基結合炭素、からなる群より選択される少なくとも一つを含み、且つ、構成炭素における割合が０．１％以上のアルケニル炭素を含む、ナノダイヤモンド。
【請求項１４】
構成炭素における割合が２０．０％以上の水素結合炭素を含む、請求項１２または１３に記載のナノダイヤモンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノダイヤモンドの分散する分散液、および、ナノダイヤモンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノダイヤモンドと呼称される微粒子状のダイヤモンド材料の開発が進められている。ナノダイヤモンドについては、用途によっては、粒径が１０ｎｍ以下のいわゆる一桁ナノダイヤモンドが求められる場合がある。そのようなナノダイヤモンドの分散する分散液に関する技術については、例えば下記の特許文献１および特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−００１９８３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２６６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一次粒子の粒径が１０ｎｍ以下であるナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドがそうであるように高い機械的強度や、高い屈折率、高い熱伝導性などを示し得る。微粒子たるナノ粒子は、一般に、表面原子（配位的に不飽和である）の割合が大きいので、隣接粒子の表面原子間で作用し得るファンデルワールス力の総和が大きくて凝集（aggregation）しやすい。これに加えて、ナノダイヤモンド粒子の場合、隣接結晶子の結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成する凝着（agglutination）という現象が生じ得る。ナノダイヤモンド粒子は、このように結晶子ないし一次粒子の間が重畳的に相互作用し得る特異な性質を有するところ、従来の技術においては、ナノダイヤモンドの一次粒子間を解離させて当該一次粒子が例えば溶媒中や樹脂材料中で分散した状態を創り出すことには、技術的困難を伴う。従来のナノダイヤモンド一次粒子におけるこのような分散性の低さは、ナノダイヤモンド粒子を含有する複合材料の設計上の自由度が低いことの要因であり、ナノダイヤモンド複合材料を作製するうえで障害となる場合がある。
【０００５】
本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたものであり、複合材料をなすのに適したナノダイヤモンド粒子を含有するナノダイヤモンド分散液を提供することを、目的とする。また、本発明は、複合材料をなすのに適したナノダイヤモンドを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によると、ナノダイヤモンド分散液が提供される。このナノダイヤモンド分散液は、分散媒と、当該分散媒中に一次粒子として分散しているナノダイヤモンド粒子とを含み、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素の割合が１．０％以上である。本発明において、ナノダイヤモンドの一次粒子とは、粒径１０ｎｍ以下のナノダイヤモンドをいうものとする。カルボキシル炭素の含有割合の値は、例えば固体13Ｃ-ＮＭＲ分析に基づいて得ることができる。ナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドと同様に、ｓｐ3構造の炭素よりなる基本骨格を有するところ、本発明におけるカルボキシル炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有するカルボキシル基（本明細書では、−ＣＯＯＨを含む−Ｃ(=Ｏ)Ｏ）に含まれる炭素を意味するものとする。
【０００７】
本ナノダイヤモンド分散液中のナノダイヤモンド粒子は、一次粒子として分散媒中に分散しつつ、構成炭素中のカルボキシル炭素の含有割合が総じて１．０％以上となる量で官能基たるカルボキシル基を表面に有する。このような構成は、ナノダイヤモンド粒子について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。ナノダイヤモンド粒子の分散性が高いことは、ナノダイヤモンド粒子と他材料とを含有する複合材料の設計において高い自由度を実現するうえで好適であり、ひいては、ナノダイヤモンド粒子含有複合材料を作製するうえで好適である。
【０００８】
本発明の第２の側面によると、ナノダイヤモンド分散液が提供される。このナノダイヤモンド分散液は、分散媒と、当該分散媒中に一次粒子として分散しているナノダイヤモンド粒子とを含み、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボニル炭素の割合が１．０％以上である。カルボニル炭素の含有割合の値は、例えば固体13Ｃ-ＮＭＲ分析に基づいて得ることができる。ナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドと同様に、ｓｐ3構造の炭素よりなる基本骨格を有するところ、本発明におけるカルボニル炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有するカルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）に含まれる炭素を意味する（−Ｃ(=Ｏ)Ｏに含まれる炭素はカルボニル炭素に含まれないものとする）。
【０００９】
本ナノダイヤモンド分散液中のナノダイヤモンド粒子は、一次粒子として分散媒中に分散しつつ、構成炭素中のカルボニル炭素の含有割合が総じて１．０％以上となる量で官能基たるカルボニル基を表面に有する。このような構成は、ナノダイヤモンド粒子について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。ナノダイヤモンド粒子の分散性が高いことは、ナノダイヤモンド粒子と他材料とを含有する複合材料の設計において高い自由度を実現するうえで好適であり、ひいては、ナノダイヤモンド粒子含有複合材料を作製するうえで好適である。
【００１０】
本発明の第３の側面によると、ナノダイヤモンド分散液が提供される。このナノダイヤモンド分散液は、分散媒と、当該分散媒中に一次粒子として分散しているナノダイヤモンド粒子とを含み、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素における水酸基結合炭素の割合が１６．８％以上である。水酸基結合炭素の含有割合の値は、例えば固体13Ｃ-ＮＭＲ分析に基づいて得ることができる。ナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドと同様に、ｓｐ3構造の炭素よりなる基本骨格を有するところ、本発明における水酸基結合炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有する水酸基（−ＯＨ）の結合する炭素を意味する。
【００１１】
本ナノダイヤモンド分散液中のナノダイヤモンド粒子は、一次粒子として分散媒中に分散しつつ、構成炭素中の水酸基結合炭素の含有割合が総じて１６．８％以上となる量で官能基たる水酸基を表面に有する。このような構成は、ナノダイヤモンド粒子について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。ナノダイヤモンド粒子の分散性が高いことは、ナノダイヤモンド粒子と他材料とを含有する複合材料の設計において高い自由度を実現するうえで好適であり、ひいては、ナノダイヤモンド粒子含有複合材料を作製するうえで好適である。
【００１２】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素およびカルボニル炭素の総割合は好ましくは２．０％以上であり、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素および水酸基結合炭素の総割合は好ましくは１７．８％以上であり、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボニル炭素および水酸基結合炭素の総割合は好ましくは１７．８％以上であり、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるカルボキシル炭素、カルボニル炭素、および水酸基結合炭素の総割合は好ましくは１８．８％以上である。
【００１３】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素におけるアルケニル炭素の割合は、好ましくは０．１％以上である。本発明におけるアルケニル炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有するアルケニル基に含まれる炭素を意味する。アルケニル炭素の含有割合が０．１％以上となる量で官能基たるアルケニル基を表面に有するという本構成は、ナノダイヤモンド粒子について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するうえで好ましい場合がある。
【００１４】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、ナノダイヤモンド粒子の含む炭素における水素結合炭素の割合は、好ましくは２０．０％以上である。本発明における水素結合炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有する水素の結合する炭素を意味する。このような水素の結合は、ナノダイヤモンドの表面炭素の安定化に寄与する。
【００１５】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、好ましくは、ナノダイヤモンド分散液中の分散媒は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、２−メトキシエタノール、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、および炭酸プロピレンからなる群より選択される少なくとも一つを含む。このような構成は、ナノダイヤモンド粒子を分散媒中に安定して分散させるうえで好適である。
【００１６】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、好ましくは、ナノダイヤモンド分散液中のナノダイヤモンド粒子のゼータ電位は、−４５〜−３０ｍＶである。このような構成は、本分散液におけるナノダイヤモンド粒子について安定分散化や安定分散状態の維持を図るうえで、好適である。本発明において、ナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子のゼータ電位とは、ナノダイヤモンド濃度が０．２質量％で２５℃のナノダイヤモンド分散液におけるナノダイヤモンド粒子について測定される値とする。ナノダイヤモンド濃度０．２質量％のナノダイヤモンド分散液の調製のためにナノダイヤモンド分散液の原液を希釈する必要がある場合には、希釈液として超純水を用いる。
【００１７】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、好ましくは、ナノダイヤモンド分散液のｐＨは４〜７の範囲にある。このような構成は、本分散液におけるナノダイヤモンド粒子について安定分散化や安定分散状態の維持を図るうえで、好適である。
【００１８】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、ナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子は、好ましくは空冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子（空冷式の爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子）である。空冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子は、水冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子（水冷式の爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子）よりも一次粒子が小さい傾向にあるので、当該構成は、ナノダイヤモンド粒径の小さなナノダイヤモンド分散液を実現するうえで、好適である。
【００１９】
本発明の上記第１、第２、および第３の側面において、ナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子は、好ましくは空冷式大気共存下爆轟法ナノダイヤモンド粒子、即ち、空冷式であって大気組成の気体（有意量の酸素を含む）が共存する条件下での爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子である。空冷式であって大気組成の気体が共存する条件下で実施される爆轟法は、一次粒子表面の官能基量の多いナノダイヤモンド粒子を生じさせるうえで好適である。
【００２０】
本発明の第４の側面によると、ナノダイヤモンドが提供される。このナノダイヤモンドは、その構成炭素における割合が１．０％以上のカルボキシル炭素、構成炭素における割合が１．０％以上のカルボニル炭素、および、構成炭素における割合が１６．８％以上の水酸基結合炭素、からなる群より選択される少なくとも一つを含む。本発明の第４の側面に係るナノダイヤモンドは、好ましくは、構成炭素における割合が０．１％以上のアルケニル炭素を含み、好ましくは、構成炭素における割合が２０．０％以上の水素結合炭素を含む。このような多官能性のナノダイヤモンドは、例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。ナノダイヤモンドの粒子としての分散性が高いことは、ナノダイヤモンド粒子と他材料とを含有する複合材料の設計において高い自由度を実現するうえで好適であり、ひいては、ナノダイヤモンド粒子含有複合材料を作製するうえで好適である。そして、このような多官能性のナノダイヤモンドは、樹脂材料その他の材料との複合化によって、当該他材料における各種物性の発現や向上に、利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一の実施形態に係るナノダイヤモンド分散液の拡大模式図である。
【図２】本発明の一の実施形態たるナノダイヤモンド分散液製造方法の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一の実施形態に係るナノダイヤモンド分散液たるＮＤ分散液１０の拡大模式図である。ＮＤ分散液１０は、ＮＤ粒子１１と、分散媒１２とを含む。
【００２３】
ＮＤ分散液１０に含まれるＮＤ粒子１１は、粒径が１０ｎｍ以下のナノダイヤモンド一次粒子であり、且つ、分散媒１２中にて互いに離隔してコロイド粒子として分散している。ＮＤ粒子１１の粒径は、好ましくは９ｎｍ以下、より好ましくは８ｎｍ以下、より好ましくは７ｎｍ以下である。例えば、ナノダイヤモンド含有透明部材を形成する際に透明樹脂等にナノダイヤモンドを添加するための材料としてＮＤ分散液１０を用いる場合、ＮＤ粒子１１の粒径が小さいほど、当該透明部材において高い透明性を実現するうえで好ましい傾向にある。一方、ＮＤ粒子１１の粒径の下限は、例えば１ｎｍである。一次粒子の粒径は、小角Ｘ線散乱測定法や動的光散乱法によって測定することができる。
【００２４】
ＮＤ分散液１０におけるＮＤ粒子１１の濃度（固形分濃度）は、例えば、０．１〜５質量％である。また、ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の純度は、例えば９８質量％以上である。
【００２５】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１は総じて、ダイヤモンド基本骨格をなすｓｐ3構造の炭素に加え、構成炭素における割合が１．０％以上のカルボキシル炭素、構成炭素における割合が１．０％以上のカルボニル炭素、および、構成炭素における割合が１６．８％以上の水酸基結合炭素、からなる群より選択される少なくとも一つを含む。
【００２６】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるカルボキシル炭素の割合は、総じて、好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．２％以上、より好ましくは１．５％以上、より好ましくは１．７％以上、より好ましくは２．０％以上である。当該カルボキシル炭素の含有割合の上限は例えば５．０％である。ナノダイヤモンドは、バルクダイヤモンドと同様に、ｓｐ3構造の炭素よりなる基本骨格を有するところ、本実施形態におけるカルボキシル炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有するカルボキシル基（−ＣＯＯＨを含む−Ｃ(=Ｏ)Ｏ）に含まれる炭素を意味するものとする。本実施形態では、カルボキシル炭素の割合は、固体13Ｃ-ＮＭＲ分析によって得られる値とする。ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１は、一次粒子として分散媒１２中に分散しつつ、上記のカルボキシル炭素の含有割合が総じて好ましくは１．０％以上となる量で官能基たるカルボキシル基を表面に有する。このような構成は、ＮＤ粒子１１について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。
【００２７】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるカルボニル炭素の割合は、総じて、好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．２％以上、より好ましくは１．５％以上、より好ましくは１．７％以上、より好ましくは２．０％以上である。当該カルボニル炭素の含有割合の上限は例えば５．０％である。本実施形態におけるカルボニル炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有するカルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）に含まれる炭素を意味する（−Ｃ(=Ｏ)Ｏに含まれる炭素はカルボニル炭素に含まれないものとする）。本実施形態では、カルボニル炭素の割合は、固体13Ｃ-ＮＭＲ分析によって得られる値とする。ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１は、一次粒子として分散媒１２中に分散しつつ、上記のカルボニル炭素の含有割合が総じて好ましくは１．０％以上となる量で官能基たるカルボニル基を表面に有する。このような構成は、ＮＤ粒子１１について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。
【００２８】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素における水酸基結合炭素の割合は、総じて、好ましくは１６．８％以上、より好ましくは１７．０％以上、より好ましくは１８．０％以上、より好ましくは２０．０％以上、より好ましくは２５．０％以上である。当該水酸基結合炭素の含有割合の上限は例えば４０．０％である。本実施形態における水酸基結合炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有する水酸基（−ＯＨ）の結合する炭素を意味する。本実施形態では、水酸基結合炭素の割合は、固体13Ｃ-ＮＭＲ分析によって得られる値とする。ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１は、一次粒子として分散媒１２中に分散しつつ、上記の水酸基結合炭素の含有割合が総じて好ましくは１６．８％以上となる量で官能基たる水酸基を表面に有する。このような構成は、ＮＤ粒子１１について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。
【００２９】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるカルボキシル炭素およびカルボニル炭素の割合は、例えば２．０％以上であり、好ましくは２．２％以上、より好ましくは２．４％以上、より好ましくは２．７％以上、より好ましくは２．９％以上、より好ましくは３．２％以上である。当該含有割合の上限は例えば８．０％である。
【００３０】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるカルボキシル炭素および水酸基結合炭素の割合は、例えば１７．８％以上であり、好ましくは１８．０％以上、より好ましくは１８．３％、より好ましくは１８．５％以上、より好ましくは１８．８％以上である。当該含有割合の上限は例えば３０．０％である。
【００３１】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるカルボニル炭素および水酸基結合炭素の割合は、例えば１７．８％以上であり、好ましくは１８．０％以上、より好ましくは１８．３％、より好ましくは１８．５％以上、より好ましくは１８．８％以上である。当該含有割合の上限は例えば３０．０％である。
【００３２】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるカルボキシル炭素、カルボニル炭素、および水酸基結合炭素の割合は、例えば１８．８％以上であり、好ましくは１９．０％以上、より好ましくは１９．２％、より好ましくは１９．５％以上、より好ましくは１９．７％以上であり、より好ましくは２０．０％であり、より好ましくは２０．５％である。当該含有割合の上限は例えば３２．０％である。
【００３３】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素におけるアルケニル炭素の割合は、例えば０．１％以上である。本実施形態におけるアルケニル炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有するアルケニル基に含まれる炭素を意味する。アルケニル炭素の含有割合が０．１％以上となる量で官能基たるアルケニル基を表面に有するという本構成は、ＮＤ粒子１１について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するうえで好ましい場合がある。
【００３４】
ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の含む炭素における水素結合炭素の割合は、例えば２０．０％以上である。本実施形態における水素結合炭素とは、ナノダイヤモンドがその基本骨格に付随して表面に有する水素の結合する炭素を意味する。このような水素の結合は、ナノダイヤモンドの表面炭素の安定化に寄与する。
【００３５】
ＮＤ分散液１０に含まれるＮＤ粒子１１のいわゆるゼータ電位は、例えば−４５〜−３０ｍＶである。コロイド粒子たるＮＤ粒子１１のゼータ電位は、分散媒１２中でのＮＤ粒子１１の分散安定性に影響を与えるところ、当該構成は、ＮＤ分散液１０におけるＮＤ粒子１１について安定分散化や安定分散状態の維持を図るうえで、好適である。本発明において、ナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子のゼータ電位とは、ナノダイヤモンド濃度が０．２質量％で２５℃のナノダイヤモンド分散液におけるナノダイヤモンド粒子について測定される値とする。ナノダイヤモンド濃度０．２質量％のナノダイヤモンド分散液の調製のためにナノダイヤモンド分散液の原液を希釈する必要がある場合には、希釈液として超純水を用いる。
【００３６】
ＮＤ分散液１０のｐＨは、例えば４〜７の範囲にある。このような構成は、ＮＤ分散液１０におけるＮＤ粒子１１について安定分散化や安定分散状態の維持を図るうえで、好適である。
【００３７】
ＮＤ分散液１０に含まれるＮＤ粒子１１は、例えば爆轟法ナノダイヤモンド粒子（爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子）である。ナノダイヤモンド製造技術たる爆轟法としては、空冷式爆轟法と水冷式爆轟法とが知られているところ、ＮＤ粒子１１は、好ましくは空冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子である。空冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子は、水冷式爆轟法ナノダイヤモンド粒子よりも、一次粒子が小さい傾向にあるので、ＮＤ粒子１１の小さなＮＤ分散液１０を実現するうえで好適である。また、ＮＤ粒子１１は、より好ましくは空冷式大気共存下爆轟法ナノダイヤモンド粒子、即ち、空冷式であって大気組成の気体（有意量の酸素を含む）が共存する条件下での爆轟法によって生成したナノダイヤモンド粒子である。空冷式であって大気組成の気体が共存する条件下で実施される爆轟法は、一次粒子表面の官能基量の多いナノダイヤモンド粒子を生じさせるうえで好適である。
【００３８】
ＮＤ分散液１０に含まれる分散媒１２は、ＮＤ分散液１０においてＮＤ粒子１１を適切に分散させるための媒体である。分散媒１２としては、ナノダイヤモンドが溶解性を示し得る溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、２−メトキシエタノール、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、および炭酸プロピレンが挙げられる。分散媒１２としては、一種類の分散媒を用いてもよいし、二種類以上の分散媒を用いてもよい。ＮＤ粒子１１の分散性の観点からは、分散媒１２は、水、または、水を５０質量％以上含む水系分散媒であるのが好ましい。
【００３９】
本実施形態のＮＤ分散液１０に分散するＮＤ粒子１１は、上述の各種炭素割合で示され得る量の例えばカルボキシル基、カルボニル基、水酸基、アルケニル基、および水素を伴う。このような構成は、上述のように、ＮＤ粒子１１について例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。ＮＤ粒子１１の分散性が高いことは、ＮＤ粒子１１と他材料とを含有する複合材料の設計において高い自由度を実現するうえで好適であり、ひいては、ナノダイヤモンド粒子含有複合材料を作製するうえで好適である。
【００４０】
以上のようなＮＤ分散液１０を乾燥処理に付することにより、ナノダイヤモンドの乾燥粉体を得ることが可能である。乾燥処理の手法としては、例えば、噴霧乾燥装置を使用して行う噴霧乾燥や、エバポレーターを使用して行う蒸発乾固が挙げられる。こうして得られるナノダイヤモンドは、その構成炭素における割合が１．０％以上のカルボキシル炭素、構成炭素における割合が１．０％以上のカルボニル炭素、および、構成炭素における割合が１６．８％以上の水酸基結合炭素、からなる群より選択される少なくとも一つを含み、カルボキシル炭素、カルボニル炭素、水酸基結合炭素、アルケニル炭素、および水素結合炭素の割合については、ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１と同様となる。例えば、ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１のアルケニル炭素の割合が０．１％以上であれば、ＮＤ分散液１０を乾燥処理に付して得られるナノダイヤモンドの構成炭素中のアルケニル炭素の割合は、０．１％以上である。例えば、ＮＤ分散液１０中のＮＤ粒子１１の水素結合炭素の割合が２０．０％以上であれば、ＮＤ分散液１０を乾燥処理に付して得られるナノダイヤモンドの構成炭素中の水素結合炭素の割合は、２０．０％以上である。このような多官能性のナノダイヤモンドは、例えば極性溶媒中や樹脂材料中にて高い分散性を実現するのに適する。ナノダイヤモンドの粒子としての分散性が高いことは、ナノダイヤモンド粒子と他材料とを含有する複合材料の設計において高い自由度を実現するうえで好適であり、ひいては、ナノダイヤモンド粒子含有複合材料を作製するうえで好適である。そして、このような多官能性のナノダイヤモンドは、樹脂材料その他の材料との複合化によって、当該他材料における各種物性の発現や向上に、利用することが可能である。
【００４１】
図２は、ＮＤ分散液１０を製造するための一の実施形態たるナノダイヤモンド分散液製造方法の工程図である。本方法は、生成工程Ｓ１と、精製工程Ｓ２と、化学的解砕工程Ｓ３と、ｐＨ調整工程Ｓ４と、遠心分離工程Ｓ５とを含む。
【００４２】
生成工程Ｓ１では、空冷式であって大気組成の気体（有意量の酸素を含む）が共存する条件下での爆轟法が行われてナノダイヤモンドが生成する。まず、成形された爆薬に電気雷管が装着されたものを爆轟用の耐圧性容器の内部に設置し、容器内において大気組成の常圧の気体と使用爆薬とが共存する状態で、容器を密閉する。容器は例えば鉄製で、容器の容積は、例えば０．５〜４０ｍ3であり、好ましくは２〜３０ｍ3である。爆薬としては、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）とシクロトリメチレントリニトロアミンすなわちヘキソーゲン（ＲＤＸ）との混合物を使用することができる。ＴＮＴとＲＤＸの質量比（ＴＮＴ／ＲＤＸ）は、例えば４０／６０〜６０／４０の範囲とされる。爆薬の使用量は、例えば０．０５〜２．０ｋｇであり、好ましくは０．３〜１．０ｋｇである。
【００４３】
生成工程Ｓ１では、次に、電気雷管を起爆させ、容器内で爆薬を爆轟させる。爆轟とは、化学反応に伴う爆発のうち反応の生じる火炎面が音速を超えた高速で移動するものをいう。爆轟の際、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素を原料として、爆発で生じた衝撃波の圧力とエネルギーの作用によってナノダイヤモンドが生成する。ナノダイヤモンドは、爆轟法により得られる生成物にて先ずは、隣接する一次粒子ないし結晶子の間がファンデルワールス力の作用に加えて結晶面間クーロン相互作用が寄与して非常に強固に集成し、凝着体をなす。
【００４４】
生成工程Ｓ１では、次に、室温での例えば２４時間の放置により、容器およびその内部を降温させる。この放冷の後、容器の内壁に付着しているナノダイヤモンド粗生成物（上述のようにして生成したナノダイヤモンド粒子の凝着体と煤を含む）をヘラで掻き取る作業を行い、ナノダイヤモンド粗生成物を回収する。以上のような空冷式大気共存下爆轟法によって、ナノダイヤモンド粒子の粗生成物を得ることができる。空冷式であって大気組成の気体（有意量の酸素を含む）が共存する条件下で実施される爆轟法は、一次粒子表面の官能基量の多いナノダイヤモンド粒子を生じさせるうえで好適である。これは、空冷式大気共存下爆轟法によると、ダイヤモンド結晶子が形成される過程において、原料炭素からのダイヤモンド核の成長が抑制されて、原料炭素の一部が（あるものは酸素等を伴って）表面官能基を形成するためであると考えられる。また、以上のような生成工程Ｓ１を必要回数行うことによって、所望量のナノダイヤモンド粗生成物を取得することが可能である。
【００４５】
精製工程Ｓ２は、本実施形態では、原料たるナノダイヤモンド粗生成物に例えば水溶媒中で強酸を作用させる酸処理を含む。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物には金属酸化物が含まれやすいところ、この金属酸化物は、爆轟法に使用される容器等に由来するＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の酸化物である。例えば水溶媒中で所定の強酸を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物から金属酸化物を溶解・除去することができる（酸処理）。この酸処理に用いられる強酸としては、鉱酸が好ましく、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、および王水が挙げられる。酸処理では、一種類の強酸を用いてもよいし、二種類以上の強酸を用いてもよい。酸処理で使用される強酸の濃度は例えば１〜５０質量％である。酸処理温度は例えば７０〜１５０℃である。酸処理時間は例えば０．１〜２４時間である。また、酸処理は、減圧下、常圧下、または加圧下で行うことが可能である。このような酸処理の後、例えばデカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）の水洗を行う。沈殿液のｐＨが例えば２〜３に至るまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行うのが好ましい。
【００４６】
精製工程Ｓ２は、本実施形態では、酸化剤を用いてナノダイヤモンド粗生成物（精製終了前のナノダイヤモンド凝着体）からグラファイトを除去するための酸化処理を含む。爆轟法で得られるナノダイヤモンド粗生成物にはグラファイト（黒鉛）が含まれているところ、このグラファイトは、使用爆薬が部分的に不完全燃焼を起こして遊離した炭素のうちナノダイヤモンド結晶を形成しなかった炭素に由来する。例えば上記の酸処理を経た後に、例えば水溶媒中で所定の酸化剤を作用させることにより、ナノダイヤモンド粗生成物からグラファイトを除去することができる（酸化処理）。この酸化処理に用いられる酸化剤としては、例えば、クロム酸、無水クロム酸、二クロム酸、過マンガン酸、過塩素酸、及びこれらの塩が挙げられる。酸化処理では、一種類の酸化剤を用いてもよいし、二種類以上の酸化剤を用いてもよい。酸化処理で使用される酸化剤の濃度は例えば３〜５０質量％である。酸化処理における酸化剤の使用量は、酸化処理に付されるナノダイヤモンド粗生成物１００重量部に対して例えば３００〜５００重量部である。酸化処理温度は例えば１００〜２００℃である。酸化処理時間は例えば１〜２４時間である。酸化処理は、減圧下、常圧下、または加圧下で行うことが可能である。また、酸化処理は、グラファイトの除去効率向上の観点から、鉱酸の共存下で行うのが好ましい。鉱酸としては、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、硝酸、および王水が挙げられる。酸化処理に鉱酸を用いる場合、鉱酸の濃度は例えば５〜８０質量％である。このような酸化処理の後、例えばデカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）の水洗を行う。水洗当初の上澄み液は着色しているところ、上澄み液が目視で透明になるまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行うのが好ましい。
【００４７】
以上のような精製工程Ｓ２を経て精製された後であっても、例えば爆轟法ナノダイヤモンドは、一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとる。この凝着体から一次粒子を分離させるために、本方法では、次に化学的解砕工程Ｓ３が行われる。例えば水溶媒中で所定のアルカリおよび過酸化水素を作用させることにより、ナノダイヤモンド凝着体からナノダイヤモンド一次粒子を分離させて解砕を進行させることができる（化学的解砕処理）。この化学的解砕処理に用いられるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム等が挙げられる。化学的解砕処理におけるアルカリの濃度は、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．２〜８質量％、より好ましくは０．５〜５質量％である。化学的解砕処理における過酸化水素の濃度は、好ましくは１〜１５質量％、より好ましくは２〜１０質量％、より好ましくは４〜８質量％である。化学的解砕処理において、処理温度は例えば４０〜９５℃であり、処理時間は例えば０．５〜５時間である。また、化学的解砕処理は、減圧下、常圧下、または加圧下で行うことが可能である。このような化学的解砕処理の後、デカンテーションによって上澄みが除かれる。
【００４８】
本方法では、次に、ｐＨ調整工程Ｓ４が行われる。ｐＨ調整工程Ｓ４は、上述の化学的解砕処理を経たナノダイヤモンドを含む溶液のｐＨを後述の遠心分離処理より前に所定のｐＨに調整するための工程である。本工程では、デカンテーション後の沈殿液に酸やアルカリを加える。酸としては例えば塩酸を用いることができる。ナノダイヤモンドを含む溶液のｐＨを本工程で例えば２〜３に調整することによって、本方法によって製造されることとなるナノダイヤモンド分散液のｐＨを例えば４〜７の範囲に設定することが可能である。
【００４９】
本方法では、次に、遠心分離工程Ｓ５が行われる。遠心分離工程Ｓ５は、上述の化学的解砕処理を経たナノダイヤモンドを含む溶液を遠心分離処理に付して所定の上清液を得るための工程である。具体的には、まず、上述の化学的解砕工程Ｓ３およびｐＨ調整工程Ｓ４を経たナノダイヤモンド含有液について、遠心分離装置を使用して最初の遠心分離処理を行う。最初の遠心分離処理後の上清液は、淡い黄色透明である場合が多い。そして、遠心分離処理によって生じた沈殿物と上清液とを分けた後、沈殿物に超純水を加えて懸濁し、遠心分離装置を使用して更なる遠心分離処理を行って固液分離を図る。加える超純水の量は、例えば、沈殿物の３〜５倍（体積比）である。遠心分離による固液分離後の沈殿物と上清液との分離、沈殿物に超純水を加えての懸濁、および更なる遠心分離処理という一連の過程を、遠心分離処理後に黒色透明の上清液が得られるまで反復して行う。３回目以降の遠心分離処理で黒色透明の上清液が得られる場合、最初の遠心分離処理と黒色透明の上清液が得られる遠心分離処理との間に行われる遠心分離処理で得られる上清液は、無色透明である場合が多い。以上のようにして得られる黒色透明の上清液が、本方法によって製造されるナノダイヤモンド分散液（ＮＤ分散液１０）である。本工程の各遠心分離処理における遠心力は例えば１５０００〜２５０００×ｇであり、遠心時間は例えば１０〜１２０分である。また、黒色透明の上清液を分離取得した後に残る沈殿物については、上述の精製工程Ｓ２を経た別の固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）と合せて、或は単独で、上述の化学的解砕工程Ｓ３、ｐＨ調整工程Ｓ４、および遠心分離工程Ｓ５の一連の過程に再び供してもよい。
【００５０】
爆轟法によって得られるナノダイヤモンドは、上述のように、得られる生成物にて先ずは一次粒子間が非常に強く相互作用して集成している凝着体（二次粒子）の形態をとる。上記のナノダイヤモンド分散液製造方法においては、ナノダイヤモンド凝着体に対し、精製工程Ｓ２において使用される化学種が加熱条件下で作用するのに加え、化学的解砕工程Ｓ３において使用される化学種が加熱条件下で作用する。これにより、化学的解砕工程Ｓ３において、ナノダイヤモンド凝着体にて少なくとも一部のナノダイヤモンド一次粒子間の凝着が化学的に解かれ、当該ナノダイヤモンド一次粒子がナノダイヤモンド凝着体から分離しやすくなる。遠心分離工程Ｓ５では、このようなナノダイヤモンドを含む溶液について遠心力の作用を利用した固液分離とその後の懸濁操作とが反復され、所定回数の遠心分離処理の後に、ナノダイヤモンド一次粒子の分散する黒色透明の上清液が採取される。このようにして、ナノダイヤモンドの一次粒子が分散するＮＤ分散液１０が製造されるのである。また、製造されたナノダイヤモンド分散液については、水分量を低減することによってナノダイヤモンド濃度を高めることができる。この水分量低減は、例えばエバポレーターを使用して行うことができる。
【００５１】
本方法では、ナノダイヤモンド凝着体（二次粒子）からナノダイヤモンドの一次粒子を分離させるうえで、上述のような化学的解砕処理と懸濁操作を含む遠心分離処理とが行われる。ナノダイヤモンドの一次粒子を分離させるための解砕手法として、本方法では、ジルコニアビーズを用いた従来のビーズミリングは行われない。そのため、本方法によって製造されるナノダイヤモンド分散液は、高純度化を阻むジルコニアを実質的に含まない。本方法によって製造されるナノダイヤモンド分散液や、当該分散液から得られる紛体としてのナノダイヤモンド粒子について、ジルコニアの検出を試みたとしても、採用される検出法の検出限界を上回る量のジルコニアは検出されないことが想定される。
【００５２】
以上のようにして、上述のＮＤ粒子１１の分散するＮＤ分散液１０を製造することができる。このような方法は、表面官能基量の多いナノダイヤモンド一次粒子の分散するナノダイヤモンド分散液を得るのに適するとともに、高いナノダイヤモンド純度を実現するのに適する。そして、ＮＤ分散液１０から必要に応じて水分を除去することによって、ナノダイヤモンドの粉体を得ることができる。この水分除去は、例えばエバポレーターを使用して行うことができる。
【００５３】
ＮＤ分散液１０の分散媒１２については、水から、ナノダイヤモンドが溶解性を示し得る溶媒に置換することができる。そのような溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、２−メトキシエタノール、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、および炭酸プロピレンが挙げられる。例えば、樹脂材料とナノダイヤモンドとを含む複合材料を作製する際のナノダイヤモンド供給材料としてＮＤ分散液１０を用いる場合、分散媒１２としては、樹脂材料との親和性の高さが期待され且つナノダイヤモンドが溶解性を示し得る非プロトン性の極性溶媒へと、水から置換されるのが好ましい。そのような溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、およびグリセリンが挙げられる。
【実施例】
【００５４】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
〔実施例１〕
以下のようにしてナノダイヤモンド分散液を製造した。まず、ナノダイヤモンド粗生成物を得るための生成工程を行った。具体的には、まず、成形された爆薬に電気雷管が装着されたものを爆轟用の耐圧性容器の内部に設置し、容器内において大気組成の常圧の気体と使用爆薬とが共存する状態で、容器を密閉した。容器は鉄製で、容器の容積は１５ｍ3である。爆薬としては、トリニトロトルエン（ＴＮＴ）とシクロトリメチレントリニトロアミンすなわちヘキソーゲン（ＲＤＸ）との混合物０．５０ｋｇを使用した。当該爆薬におけるＴＮＴとＲＤＸの質量比（ＴＮＴ／ＲＤＸ）は、５０／５０である。次に、電気雷管を起爆させ、容器内で爆薬を爆轟させた。次に、室温での２４時間の放置により、容器およびその内部を降温させた。この放冷の後、容器の内壁に付着しているナノダイヤモンド粗生成物（上記爆轟法で生成したナノダイヤモンド粒子の凝着体と煤を含む）をヘラで掻き取る作業を行い、ナノダイヤモンド粗生成物を回収した。ナノダイヤモンド粗生成物の回収量は０．０２５ｋｇであった。
【００５６】
次に、上述のような生成工程を複数回行うことによって取得されたナノダイヤモンド粗生成物に対して精製工程の酸処理を行った。具体的には、当該ナノダイヤモンド粗生成物２００ｇに６Ｌの１０質量％塩酸を加えて得られたスラリーに対し、常圧条件での還流下で１時間の加熱処理を行った。この酸処理における加熱温度は８５〜１００℃である。次に、冷却後、デカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体と煤を含む）の水洗を行った。沈殿液のｐＨが低ｐＨ側から２に至るまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行った。
【００５７】
次に、精製工程の酸化処理を行った。具体的には、デカンテーション後の沈殿液に、５Ｌの６０質量％硫酸水溶液と２Ｌの６０質量％クロム酸水溶液とを加えてスラリーとした後、このスラリーに対し、常圧条件での還流下で５時間の加熱処理を行った。この酸化処理における加熱温度は１２０〜１４０℃である。次に、冷却後、デカンテーションにより、固形分（ナノダイヤモンド凝着体を含む）の水洗を行った。水洗当初の上澄み液は着色しているところ、上澄み液が目視で透明になるまで、デカンテーションによる当該固形分の水洗を反復して行った。
【００５８】
次に、化学的解砕工程を行った。具体的には、デカンテーション後の沈殿液に、１Ｌの１０質量％水酸化ナトリウム水溶液と１Ｌの３０質量％過酸化水素水溶液とを加えてスラリーとした後、このスラリーに対し、常圧条件での還流下で１時間の加熱処理を行った（化学的解砕処理）。この化学的解砕処理における加熱温度は５０〜１０５℃である。次に、冷却後、デカンテーションによって上澄みを除いた。
【００５９】
次に、ｐＨ調整工程を行った。具体的には、化学的解砕処理後のデカンテーションによって得られた沈殿液に塩酸を加え、沈殿液のｐＨを２．５に調整した。このようにして、ｐＨを調整されたスラリーを得た。
【００６０】
次に、遠心分離工程を行った。具体的には、上述のｐＨ調整を経たスラリー（ナノダイヤモンド含有液）について、まず、遠心分離装置を使用して最初の遠心分離処理を行った。この遠心分離処理における遠心力は２００００×ｇとし、遠心時間は１０分とした。最初の遠心分離処理後の上清液は、淡い黄色透明であった。本工程では、次に、最初の遠心分離処理によって生じた沈殿物と上清液とを分けた後、沈殿物に超純水を加えて懸濁し、遠心分離装置を使用して２回目の遠心分離処理を行って固液分離を図った。加えた超純水の量は、沈殿物の４倍（体積比）とした。２回目の遠心分離処理における遠心力は２００００×ｇとし、遠心時間は６０分とした。２回目の遠心分離処理後の上清液は、無色透明であった。本工程では、次に、２回目の遠心分離処理によって生じた沈殿物と上清液とを分けた後、沈殿物に超純水を加えて懸濁し、遠心分離装置を使用して３回目の遠心分離処理を行って固液分離を図った。加えた超純水の量は、沈殿物の４倍（体積比）とした。３回目の遠心分離処理における遠心力は２００００×ｇとし、遠心時間は６０分とした。３回目の遠心分離処理後の上清液は、黒色透明であった。この後、遠心分離による固液分離後の沈殿物と上清液との分離、沈殿物に４倍量の超純水を加えての懸濁、および更なる遠心分離処理（遠心力２００００×ｇ，遠心時間６０分）という一連の過程を、遠心分離処理後に黒色透明の上清液が得られる限り反復して行った。
【００６１】
以上のようにして、黒色透明のナノダイヤモンド分散液を製造した。上記３回目の遠心分離処理後のナノダイヤモンド分散液のｐＨについてｐＨ試験紙（商品名「スリーバンドｐＨ試験紙」，アズワン株式会社製）を使用して確認したところ、６であった。本分散液のナノダイヤモンド固形分濃度は１．０８質量％であった。本分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子の粒径を動的光散乱法によって測定した結果、粒径Ｄ５０（メディアン径）は６．０４ｎｍであった。本分散液の一部についてナノダイヤモンド濃度０．２質量％への超純水による希釈を行った後に当該ナノダイヤモンド分散液中のナノダイヤモンド粒子のゼータ電位を測定したところ、−４２ｍＶ（２５℃，ｐＨ６）であった。
【００６２】
本分散液を乾固させて得られた乾燥粉体について、Ｘ線回析装置（商品名「ＳｍａｒｔＬａｂ」，リガク社製）を使用して結晶構造解析を行った。その結果、ダイヤモンドの回析ピーク位置、即ち、ダイヤモンド結晶の（１１１）面からの回析ピーク位置に、強い回析ピークが認められ、上述のようにして得られた分散液がナノダイヤモンド分散液であることを確認した。また、本分散液を乾固させて得られた乾燥粉体について、Ｘ線回析装置（商品名「ＳｍａｒｔＬａｂ」，リガク社製）を使用して小角Ｘ線散乱測定を行い、粒子径分布解析ソフト（商品名「ＮＡＮＯ−Ｓｏｌｖｅｒ」，リガク社製）を使用して、散乱角度１°〜３°の領域についてナノダイヤモンドの一次粒子経を見積もった。この見積もりにおいては、ナノダイヤモンド一次粒子が球形であり且つ粒子密度が３．５１ｇ／ｃｍ3であるとの仮定をおいた。その結果、本測定で得られるナノダイヤモンド一次粒子の平均粒径は４．２４０ｎｍであり、一次粒子分布に関する相対標準偏差（ＲＳＤ：relative standard deviation）は４１．４であった。動的光散乱法によって得られた上記粒径Ｄ５０の値（６．０４ｎｍ）よりも小さく比較的に小径な一次粒子群が比較的にシャープな分布を示すことが確認された。
【００６３】
本分散液を乾固させて得られた乾燥粉体について、後記の固体13Ｃ-ＮＭＲ分析を行った。その結果、分析対象の試料の13Ｃ ＤＤ／ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルにおいて、ナノダイヤモンドの主成分としてのｓｐ3炭素のピーク、カルボキシル基（−ＣＯＯＨを含む−Ｃ(=Ｏ)Ｏ）に含まれる炭素に由来するピーク、カルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）に含まれる炭素に由来するピーク、アルケニル基（Ｃ＝Ｃ）に含まれる炭素に由来するピーク、水酸基の結合する炭素（−ＣＯＨ）に由来するピーク、および、水素の結合する炭素（−ＣＨ）に由来するピークが観測された。ピークごとに波形分離を行ったうえで算出したこれら各種炭素の組成比は、表１に示すとおりである。
【００６４】
本分散液を乾固させて得られた乾燥粉体について、後記のＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）発光分光分析法によってジルコニア含有量の測定を試みた。しかしながら、ジルコニアは検出されなかった。具体的には、検出限界（下限）５０質量ｐｐｍ以上の測定結果は得られなかった。
【００６５】
〔比較例１〕
ナノダイヤモンド粒子の分散する市販のナノダイヤモンド水分散液（商品名「Ｖｏｘ Ｄ」，ナノダイヤモンド濃度５質量％，粒径Ｄ５０；５ｎｍ，ｐＨ９におけるゼータ電位；−５５ｍＶ，Ｃａｒｂｏｄｅｏｎ社製）について、実施例１と同様にして固体13Ｃ-ＮＭＲ分析を行った。その結果、分析対象の試料の13Ｃ ＤＤ／ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルにおいて、ナノダイヤモンドの主成分としてのｓｐ3炭素のピーク、カルボキシル基（−ＣＯＯＨを含む−Ｃ(=Ｏ)Ｏ）に含まれる炭素に由来するピーク、カルボニル基（−Ｃ＝Ｏ）に含まれる炭素に由来するピーク、水酸基の結合する炭素（−ＣＯＨ）に由来するピーク、および、水素の結合する炭素（−ＣＨ）に由来するピークが観測された。アルケニル基（Ｃ＝Ｃ）に含まれる炭素に由来するピークは観測されなかった。ピークごとに波形分離を行ったうえで算出したこれら各種炭素の組成比は、表１に示すとおりである。
【００６６】
〈固形分濃度〉
ナノダイヤモンド分散液に関する上記の固形分濃度は、秤量した分散液３〜５ｇの当該秤量値と、当該秤量分散液から加熱によって水分を蒸発させた後に残留する乾燥物（粉体）について精密天秤によって秤量した秤量値とに基づき、算出した。
【００６７】
〈メディアン径〉
ナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関する上記の粒径Ｄ５０（メディアン径）は、スペクトリス社製の装置（商品名「ゼータサイザー  ナノＺＳ」）を使用して、動的光散乱法（非接触後方散乱法）によって測定した値である。測定に付されたナノダイヤモンド分散液は、ナノダイヤモンド濃度が０．５〜２．０質量％となるように超純水で希釈した後に、超音波洗浄機による超音波照射を経たものである。
【００６８】
〈ゼータ電位〉
ナノダイヤモンド分散液に含まれるナノダイヤモンド粒子に関する上記のゼータ電位は、スペクトリス社製の装置（商品名「ゼータサイザー  ナノＺＳ」）を使用して、レーザードップラー式電気泳動法によって測定した値である。測定に付されたナノダイヤモンド分散液は、ナノダイヤモンド濃度０．２質量％への超純水による希釈を行った後に超音波洗浄機による超音波照射を経たものである。また、測定に付されたナノダイヤモンド分散液のｐＨは、ｐＨ試験紙（商品名「スリーバンドｐＨ試験紙」，アズワン株式会社製）を使用して確認した値である。
【００６９】
〈固体13Ｃ-ＮＭＲ分析〉
固体13Ｃ-ＮＭＲ分析は、固体ＮＭＲ装置（商品名「ＣＭＸ−３００ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ」，Ｃｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓ社製）を使用して行う固体ＮＭＲ法によって行った。測定法その他、測定に係る条件は、以下のとおりである。
測定法：ＤＤ／ＭＡＳ法
測定核周波数：７５.１８８８２９ ＭＨｚ（13Ｃ核）
スペクトル幅：３０.００３ ｋＨｚ
パルス幅：４．２μsec（９０°パルス）
パルス繰り返し時間：ＡＣＱＴＭ ６８.２６ｍsec，ＰＤ １５sec
観測ポイント：２０４８（データポイント：８１９２）
基準物質：ポリジメチルシロキサン（外部基準：１.５６ｐｐｍ）
温度：室温（約２２℃）
試料回転数：８.０ ｋＨｚ
【００７０】
〈ＩＣＰ発光分光分析法〉
ナノダイヤモンド分散液から加熱によって水分を蒸発させた後に残留する乾燥物（粉体）１００ｍｇについて、磁性るつぼに入れた状態で電気炉内にて乾式分解を行った。この乾式分解は、４５０℃で１時間の条件、これに続く５５０℃で１時間の条件、及びこれに続く６５０℃で１時間の条件にて、３段階で行った。このような乾式分解の後、磁性るつぼ内の残留物について、磁性るつぼに濃硫酸０．５ｍｌを加えて蒸発乾固させた。そして、得られた乾固物を最終的に２０ｍｌの超純水に溶解させた。このようにして分析サンプルを調製した。この分析サンプルを、ＩＣＰ発光分光分析装置（商品名「ＣＩＲＯＳ１２０」，リガク社製）によるＩＣＰ発光分光分析に供した。本分析の検出下限値が５０質量ｐｐｍとなるように前記分析サンプルを調製した。また、本分析では、検量線用標準溶液として、ＳＰＥＸ社製の混合標準溶液ＸＳＴＣ−２２、および、関東化学社製の原子吸光用標準溶液Ｚｒ１０００を、分析サンプルの硫酸濃度と同濃度の硫酸水溶液にて適宜希釈調製して用いた。そして、本分析では、空のるつぼで同様に操作および分析して得られた測定値を、測定対象たるナノダイヤモンド分散液試料についての測定値から差し引き、試料中のジルコニア濃度を求めた。
【００７１】
【表１】
0006484146.tif 000002
【符号の説明】
【００７２】
１０  ＮＤ分散液
１１  ＮＤ粒子
１２  分散媒
Ｓ１  生成工程
Ｓ２  精製工程
Ｓ３  化学的解砕工程
Ｓ４  ｐＨ調整工程
Ｓ５  遠心分離工程
【図１】
0006484146.tif 000003
【図２】
0006484146.tif 000004