(57)【要約】【課題】フラーレン類を溶解させた汎用性の組成物を提供する。【解決手段】フラーレン類を溶解しつつも汎用の極性溶媒とも相溶する所定の構造を有する化合物αを用いることにより、フラーレン類を様々な溶媒中で溶解させることが可能となり、フラーレン類を溶解させた溶液の使用用途を広げることができる。本発明のフラーレン類及び化合物αを含有する組成物は、様々な用途に用いることができる非常に汎用性の高い組成物である。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラーレン類と下記一般式（１）で表される化合物αとを含有する組成物。
【化１】
2004231739.tif 000004
（但し、Ａ１は、芳香族炭化水素基を表し、Ａ２は、脂環式炭化水素基、炭素数２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基のいずれかを表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）におけるＡ１がフェニル基であり、Ａ２がシクロヘキシル基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基及びメチルチオ基のいずれかである請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
化合物αの分子量が５００以下、及び／又は化合物αの融点が４０℃以下である請求項１又は２のいずれかに記載の組成物。
【請求項４】
化合物αの比誘電率が２．５以上である請求項１乃至３ののいずれかに記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラーレン類（本明細書においては、フラーレン類とはフラーレン及びフラーレン誘導体をいう。）と所定の化合物との組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９０年にＣ６０の大量合成法が確立されて以来、フラーレンに関する研究が精力的に展開されている。そして、数多くのフラーレン類が合成されると共に、それらの様々な用途への適用が検討されている。
上記用途としては、フラーレン類を塗料や潤滑剤等に用いる場合が考えられるが、塗料や潤滑剤にフラーレン類を含有させるためには、フラーレン類を溶媒に十分溶解させる必要がある。
【０００３】
このように、フラーレン類を各種用途に用いる際には、フラーレン類を溶媒へ溶解する場合が多い。このような観点から、フラーレン類の各種溶媒への溶解性を調べた例がある（非特許文献１、２）。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｒ．Ｓ．Ｒｕｏｆｆ他、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，  ９７，  ３３７９−３３８３  （１９９３）
【非特許文献２】
Ｗ．Ａ．Ｓｃｒｉｖｅｎｓ他、Ｊ．Ｃｈｅｍ．＿Ｓｏｃ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  １２０７−１２０９  （１９９３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フラーレン類は一般に溶媒への溶解性が極めて低く、比較的高い溶解性を示す溶媒は、芳香族炭化水素系のごく一部に限られている。この低溶解性がフラーレン類の各種用途への適用の障害となっている。
例えば、本発明者は、フラーレン類が有する高い電子吸引性等の独特な性質に着目し、フラーレン類を添加した塗料、高分子の可塑剤、及び潤滑剤の開発を行ってきた。フラーレン類は、ラジカルトラップ特性や高い紫外線吸収特性を有するため、塗膜中や高分子フィルム中にフラーレン類を含有させれば、塗料や高分子フィルムの耐久性、耐候性の改良が期待される。また、フラーレン類のラジカルトラップ機能は、機械的に切断された分子の副反応を阻害するため、フラーレン類を潤滑剤に用いれば、たとえ潤滑剤に含有される材料が上記のように機械的に切断された場合も、これら材料同士の反応が阻害されることによって潤滑剤の粘度安定性が高くなることが期待される。さらに、フラーレン類の分子が球状であることは、滑り特性の改善につながると想定されるため、フラーレン類を潤滑剤に用いれば摩擦抵抗の低減も期待される。
【０００６】
ところが、フラーレン類の低溶解性のため、塗料、高分子の可塑剤、さらには潤滑剤中に十分な量のフラーレン類を含有できないという課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明者等は、フラーレン類を十分に含有させた塗料、高分子可塑剤、及び潤滑剤を得るために、フラーレン類と十分に相溶するような化合物について検討を行い、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の要旨は、フラーレン類と下記一般式（１）で表される化合物αとを含有する組成物に存する。
【０００８】
【化２】
Ａ１−Ａ２                      （１）
（但し、Ａ１は、芳香族炭化水素基を表し、Ａ２は、脂環式炭化水素基、炭素数２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基のいずれかを表す。）
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の組成物は、フラーレン類と下記一般式（１）で表される化合物αとを含有する。
【００１０】
【化３】
Ａ１−Ａ２                      （１）
（但し、Ａ１は、芳香族炭化水素基を表し、Ａ２は、脂環式炭化水素基、炭素数２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基のいずれかを表す。）
以下、フラーレン類及び化合物αについて詳細に説明する。
［Ａ］フラーレン類
フラーレン類としては、フラーレン、フラーレン誘導体、フラーレン及びフラーレン誘導体の混合物を挙げることができる。
【００１１】
フラーレンとは球殻状の炭素分子であり、本発明の目的を満たす限り限定されないが、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８０、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ８８、Ｃ９０、Ｃ９２、Ｃ９４、Ｃ９６、Ｃ９８、Ｃ１００等又はこれら化合物の２量体、３量体等を挙げることができる。これらフラーレンの中でも好ましいのは、Ｃ６０、Ｃ７０、又はこれらの２量体、３量体である。Ｃ６０、Ｃ７０は構造がシンプルであり、一般的に用いられるアーク放電法や燃焼法における生成率が高いため、工業的に必要な量を確保し易い。特にＣ６０は構造が対称であるという利点もある。これらフラーレンは複数を併用してもよいが、複数を併用する場合、好ましいのはＣ６０及びＣ７０を用いることである。
【００１２】
また、フラーレン誘導体とは、フラーレンを構成する少なくとも１つの炭素に有機化合物の一部分を形成する原子団や無機元素からなる原子団が結合した化合物をいう。フラーレン誘導体を得るために用いるフラーレンとしては、本発明の目的を満たす限り限定されず、上記具体的に示したフラーレンのいずれを用いてもよい。
【００１３】
フラーレン誘導体としては、例えば、水素化フラーレン、酸化フラーレン、水酸化フラーレン、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）化フラーレン、フレロイド、メタノフラーレン等を用いることができる。これらフラーレン誘導体のうち、水素化フラーレン、水酸化フラーレン、及び酸化フラーレンを用いることが好ましい。これは、水素化フラーレン、水酸化フラーレン、及び酸化フラーレンは、フラーレンからの基本的な反応により得られるものであり、広く工業的に用いられることが期待されるからである。尚、これらフラーレン誘導体も、複数種類を併用しても構わない。
【００１４】
フラーレンは、例えば、抵抗加熱法、レーザー加熱法、アーク放電法、燃焼法などにより得られたフラーレン含有スートから抽出分離することによって得られる。この際、必ずしも完全に分離する必要はなく、性能を損なわない範囲でフラーレンの含有率を調整することができる。
また、フラーレン誘導体は、フラーレンに対して従来公知の方法を用いて合成することができる。例えば、求核剤との反応（求核付加反応）、環化付加反応、光付加（環化）反応、酸化反応、還元反応、ラジカル反応等を利用して、所望のフラーレン誘導体を得ることができる。
【００１５】
このようにして得られたフラーレン類は、常温（２５℃）、常湿（５０％ＲＨ）では、通常粉末状の性状を有し、その二次粒径は、通常１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上であり、通常１ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。
［Ｂ］化合物α
本発明においては、化合物αとして下記一般式（１）に示す化合物を用いる。
【００１６】
【化４】
Ａ１−Ａ２                      （１）
（但し、Ａ１は、芳香族炭化水素基を表し、Ａ２は、脂環式炭化水素基、炭素数２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基のいずれかを表す。）
［Ｂ−１］化合物αを用いる意義
フラーレン類は、共役結合を有する炭素の６員環や５員環を分子内に有し、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びトリメチルベンゼン等の非極性の化合物には溶解性を示す。これら化合物のうち、分子量の大きなテトラメチルベンゼンやナフタレン誘導体の一部に対しては特に溶解度が高くなることがあるが、分子量が大きいテトラメチルベンゼンやナフタレン誘導体は、融点が高くなり常温でも固体となることが多くなるため、溶媒として有効に利用できないおそれがある。
【００１７】
また、フラーレン類は、ハロゲン置換の芳香族炭化水素系の溶媒にも高い溶解性を示すが、ハロゲンを含有する物質は環境への影響や安全性の点から好ましい溶媒とはいえない。
一方で、フラーレン類は、主としてアルキル基と極性基の組み合わせからなるケトン、エステル、エーテル、アルコールなど工業的に広く利用されている溶媒に対する溶解性は、０．００１ｍｇ／ｍｌ程度と極めて低い。その理由は、フラーレンは共役系で非極性が強く、これらの溶媒に対する親和性が低いためと思われる。
【００１８】
本発明においては、化合物αにＡ１として芳香族炭化水素基を導入することによりフラーレン類との親和性を確保する。そして、Ａ２に脂環式炭化水素基、炭素数が２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基のいずれかを導入することにより、化合物αの融点の増加を抑制し、さらに適度な極性を付与することができるようになる。このため、化合物αと工業的に広く利用されている極性の高い溶媒との親和性も高めることができる。
【００１９】
このように、フラーレン類及び工業的に広く利用されている極性の高い溶媒のいずれに対しても親和性の高い化合物αを用いることにより、例えば、化合物αと工業的に広く利用されている極性の高い溶媒との混合溶媒を用いれば、フラーレン類の溶解度の高い極性溶媒を得ることができるようになる。
以下、上記一般式（１）中のＡ１及びＡ２について説明する。
［Ｂ−２］上記一般式（１）中のＡ１
上記一般式（１）中のＡ１は、芳香族炭化水素基を表す。
【００２０】
Ａ１に用いる芳香族炭化水素基には、通常、炭素数を６以上１６以下のものを用いるが、炭素数を６以上１０以下のものを用いるのが好ましい。上記炭素数の芳香族炭化水素基を用いることにより、化合物αの融点を良好に制御することができるようになる。
炭素数が６以上１６以下の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、１−フルオレニル基、２−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基、９−フルオレニル基、１−インデニル基、２−インデニル基、３−インデニル基、４−インデニル基、５−インデニル基、６−インデニル基、７−インデニル基等を挙げることができる。
【００２１】
フラーレン類との親和性の観点から、これら芳香族炭化水素基の中でも好ましいのは、炭素数が６以上１０以下の芳香族炭化水素基である。このような芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−インデニル基、２−インデニル基、３−インデニル基、４−インデニル基、５−インデニル基、６−インデニル基、７−インデニル基を挙げることができる。これら芳香族炭化水素基は分子量が小さく化合物αの粘度や融点を低くする傾向があるため、化合物αを溶媒として用いることができるようになる。
【００２２】
これら芳香族炭化水素基の中でも、化合物αの粘度や融点を低く抑える傾向が顕著となる点で最も好ましいのは、芳香族炭化水素基として最も分子量が小さいフェニル基である。
Ａ１に用いる芳香族炭化水素基においては、芳香族環に結合している水素の全部又は一部を他の置換基で置換してもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数が１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基、炭素数が１以上５以下のアルコキシ基、その他極性基を挙げることができる。これら置換基は、化合物αの融点や極性を適宜制御するために用いられる。
【００２３】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、沃素を挙げることができるが、工業的に得やすい観点からフッ素を用いることが好ましい。
脂鎖式炭化水素基を置換基として用いる場合、脂鎖式炭化水素基を構成する炭素数は、通常１以上１０以下、好ましくは１以上４以下とする。炭素数をこの範囲とすれば、化合物αの融点を良好に制御できるようになる。
【００２４】
炭素数が１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セクブチル基、ターシャルブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ペプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基を挙げることができる。これら脂鎖式炭化水素基のうち、化合物αの融点を制御する点から、炭素数１以上４以下の脂鎖式炭化水素基を用いるのが好ましい。このような脂鎖式炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セクブチル基、ターシャルブチル基を挙げることができる。
【００２５】
尚、上記脂鎖式炭化水素基においては、水素の全部または一部を、さらに、フッ素、臭素、及び沃素のハロゲン原子で置換してもよい。
アルコキシ基を置換基として用いる場合、アルコキシ基を構成する炭素数は、通常１以上５以下、好ましくは１又は２とする。炭素数をこの範囲とすれば、化合物αの融点を良好に制御できるようになる。
【００２６】
炭素数１以上５以下のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基等を挙げることができる。これらアルコキシ基のうち、化合物αの融点を制御する点から、炭素数が１又は２のアルコキシ基を用いるのが好ましい。このようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基を挙げることができる。
【００２７】
その他極性基としては、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基等の極性基を挙げることができる。これら極性基は、いずれも化合物αの極性を制御できる利点があるが、これら極性基のうちでも水酸基を用いるのが好ましい。
これら置換基のうち特に好ましいのは、炭素数が１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基又は炭素数が１以上５以下のアルコキシ基であり、より好ましくは、メチル基、メトキシ基である。メチル基及びメトキシ基は、構造が簡単で分子量が小さく、化合物αを溶媒として使用する場合に粘度、融点の増加を小さくすることができる。また、メチル基及びメトキシ基は、芳香族炭化水素基や複素環基への置換数や置換位置により芳香族炭化水素基及び複素環基の電子状態や化合物αの融点を変化させることが可能で、目的に応じて必要となる特性を制御することができる利点もある。
【００２８】
上述の通り、Ａ１に用いる芳香族炭化水素基の水素の全部又は一部を置換する場合、置換基としては上述のいずれの基を用いてもよい。置換基を有する芳香族炭化水素基の例としては、化合物αの融点や極性の度合いを考慮して、メチルフェニル基及びメトキシフェニル基を好ましく挙げることができる。
［Ｂ−３］上記一般式（１）中のＡ２
Ａ２は、脂環式炭化水素基、炭素数２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基のいずれかである。上記基とすることで、化合物αに適度な極性を付与できるようになる。
【００２９】
脂環式炭化水素基とは、炭素原子が環状に結合した構造を有する基のうち、芳香族炭化水素基に属さないものをいう。また、本発明において、炭素数２以上のアルコキシ基とは、酸素原子に炭素数が２以上の脂鎖式炭化水素基が結合したものをいう。チオアルキル基とは、硫黄原子にアルキル基が結合したものをいう。
Ａ２に用いる脂環式炭化水素基としては、通常、炭素数が３以上２０以下で構成されるものを挙げることができる。工業的に得やすい点から、炭素数が３以上１０以下の脂環式炭化水素環を用いることが好ましく、炭素数が５又は６の脂環式炭化水素環を用いることが特に好ましい。
【００３０】
このような脂環式炭化水素基としては、例えばシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１−シクロヘキセニル基を挙げることができる。
上記脂環式炭化水素基のうち、炭素数が５又は６の脂環式炭化水素基である点から、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘキセニル基を挙げることができる。これら脂環式炭化水素環のうちで、工業的に得やすい観点から好ましいのはシクロヘキシル基である。
【００３１】
Ａ２に用いる炭素数２以上のアルコキシ基としては、酸素原子に結合する脂鎖式炭化水素基の炭素数が２以上３０以下の基を挙げることができる。酸素原子に結合する炭素原子の数を２以上とすることにより、化合物αとフラーレン類との相溶性を高くすることができる。酸素原子に結合する脂鎖式炭化水素基の炭素数は、通常２以上、好ましくは３以上、より好ましくは４以上とし、一方、通常３０以下、好ましくは２０以下、より好ましくは１０以下、特に好ましくは５以下とする。
【００３２】
酸素原子に結合する炭素数が２以上３０以下の脂鎖式炭化水素基としては、例えば、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ミリスチル基、ステアリル基、ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、イソプロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、２−ペンテニル基、エチニル基、オレイル基等を挙げることができる。
【００３３】
これら炭素数２以上のアルコキシ基のうち、化合物αの融点を相対的に低く抑えることができる観点から、酸素原子に結合する脂鎖式炭化水素基の炭素数が２以上２０以下であることがより好ましい。このような脂鎖式炭化水素基としては、例えば、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、及びオレイル基を挙げることができる。化合物αにこれらの基を導入すれば、化合物αの融点を相対的に低くすることができ、化合物αを溶媒として良好に使用できるようになる。
【００３４】
これら炭素数２以上のアルコキシ基のうち、化合物αの融点を相対的に低く抑え適度な極性を付与する観点から、酸素原子に結合する脂鎖式炭化水素基の炭素数が３以上５以下のアルコキシ基を用いることが特に好ましい。このようなアルコキシ基としては、例えば、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ記、及びブトキシ基を挙げることができる。
【００３５】
Ａ２に用いるチオアルキル基としては、硫黄原子に結合するアルキル基の炭素数が、通常１以上であり、一方２０以下、好ましくは１０以下であるものを挙げることができる。
上記炭素数１以上２０以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、及びエイコシル基等を挙げることができる。
【００３６】
これらチオアルキル基のうち、化合物αの融点を制御する観点から好ましいのは、硫黄原子に結合するアルキル基の炭素数を１以上１０以下とすることである。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、及びデシル基を挙げることができる。
【００３７】
上記チオアルキル基のうち、化合物αの融点を相対的に低く抑え適度な極性を付与する観点から、硫黄原子に結合するアルキル基の炭素数を１以上３以下とすることが特に好ましい。このようなチオアルキル基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基を挙げることができる。
Ａ２に用いる脂環式炭化水素基、炭素数２以上のアルコキシ基、及びチオアルキル基に結合している水素の全部又は一部は、他の置換基で置換されていてもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数が１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基、炭素数が１以上５以下のアルコキシ基、その他極性基を挙げることができる。これら置換基は、化合物αの融点や極性を適宜制御するために用いられる。
【００３８】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、沃素を挙げることができるが、工業的に得やすい観点からフッ素を用いることが好ましい。
脂鎖式炭化水素基を置換基として用いる場合、脂鎖式炭化水素基を構成する炭素数は、通常１以上とし、一方、通常１０以下、好ましくは４以下とする。脂鎖式炭化水素基の炭素数を上記範囲内とすることにより、化合物αの融点を良好に制御することができる。
【００３９】
このような脂鎖式炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セクブチル基、ターシャルブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ペプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基を挙げることができる。これら脂鎖式炭化水素基のうち、化合物αの融点を制御する点から、炭素数１以上４以下の脂鎖式炭化水素基を用いるのが好ましい。このような脂鎖式炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セクブチル基、ターシャルブチル基を挙げることができる。
【００４０】
尚、上記脂鎖式炭化水素基においては、水素の全部または一部を、さらに、フッ素、臭素、及び沃素のハロゲン原子で置換してもよい。
アルコキシ基を置換基として用いる場合、アルコキシ基を構成する炭素数は、通常１以上とし、一方、通常５以下、好ましくは２以下とする。アルコキシ基を構成する炭素数を上記範囲とすることにより、化合物αの融点を良好に制御できるようになる。
【００４１】
炭素数１以上５以下のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基等を挙げることができる。これらアルコキシ基のうち、化合物αの融点を制御する点から、炭素数が１又は２のアルコキシ基を用いるのが好ましい。このようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基を挙げることができる。
【００４２】
その他極性基としては、水酸基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボキシル基、アルデヒド基等の極性基を挙げることができる。これら極性基は、いずれも化合物αの極性を制御できる利点があるが、これら極性基のうちでもカルボキシル基を用いるのが好ましい。
これら置換基のうち特に好ましいのは、炭素数が１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基又は炭素数が１以上５以下のアルコキシ基であり、より好ましくは、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はブトキシ基である。メチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はブトキシ基は、構造が簡単で分子量が小さく、化合物αを溶媒として使用する場合に粘度、融点の増加を小さくすることができる。また、メチル基、メトキシ基、エトキシ基、又はブトキシ基は、芳香族炭化水素基や複素環基への置換数や置換位置により芳香族炭化水素基及び複素環基の電子状態や化合物αの融点を変化させることが可能で、目的に応じて必要となる特性を制御することができる利点もある。
［Ｂ−４］化合物αの具体例
化合物αとしては、例えば、芳香族系エーテル化合物、脂環式炭化水素基含有化合物、芳香族スルフィド化合物を挙げることができる。
【００４３】
芳香族エーテル化合物は、一般式（１）において、Ａ１が置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であり、Ａ２が炭素数２以上のアルコキシ基とする場合である。
芳香族エーテル化合物としては、エチルフェニルエーテル、プロピルフェニルエーテル、ノルマルブチルフェニルエーテル、イソブチルフェニルエーテル等を挙げることができる。これらのうち、適度な比誘電率を有しフラーレン類の溶解度を高くすることができる点で好ましいのは、エチルフェニルエーテル、ノルマルブチルフェニルエーテルである。
【００４４】
脂環式炭化水素基含有化合物は、一般式（１）において、Ａ１が置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基であり、Ａ２が脂環式炭化水素基とする場合である。
脂環式炭化水素基含有化合物としては、シクロプロピルベンゼン、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等を挙げることができる。これらのうち、適度な比誘電率を有しフラーレン類の溶解度を高くすることができる点で好ましいのは、シクロヘキシルベンゼンである。
【００４５】
芳香族スルフィド化合物は、一般式（１）において、Ａ１が置換基を有していてもよい芳香族炭化水素であり、Ａ２がチオアルキル基とする場合である。
芳香族スルフィド化合物としては、メチルフェニルスルフィド、エチルフェニルスルフィド等を挙げることができる。これらのうち、適度な比誘電率を有しフラーレン類の溶解度を高くすることができる点、及び工業的な入手の容易性から好ましいのは、メチルフェニルスルフィドである。
［Ｂ−５］化合物αの物性・性状
化合物αの性状は、常温・常湿（２５℃・５０％ＲＨ）において、液体又は固体（例えばワックス状）である。化合物αにおいて、Ａ１に結合させる置換基の種類や、Ａ２に用いるアルコキシ基の炭素数、Ａ２に用いる脂環式炭化水素の構造、及びＡ２に結合させるチオアルキルの炭素数を適宜選択することにより、化合物αの性状を制御することができるが、好ましいのは、常温・常湿（２５℃・５０％ＲＨ）において、化合物αが液体であることである。化合物αが液体であることにより、化合物αを溶媒として用いることができるようになる。
【００４６】
化合物αを溶媒として使用する場合、溶媒の粘度及び融点の観点から、化合物αの分子量が５００以下であることが好ましく、分子量が２５０以下であることがより好ましく、分子量が２００以下であることが特に好ましい。一方、化合物αの分子量は、通常５０以上とするが、好ましくは１１０以上とする。
また、化合物αを溶媒として使用する場合、化合物αの融点は４０℃以下であることが好ましい。より好ましくは融点が３０℃以下であり、特に好ましくは１０℃以下である。一方、化合物αの融点は、通常−１００℃以上とするが、好ましくは−４０℃以上とする。
【００４７】
さらに、化合物αは、極性溶媒との相溶、極性基板への塗布、高分子への混合の観点から、比誘電率が２．５以上であることが好ましく、比誘電率が３以上であることがより好ましく、比誘電率が３．５以上であることが特に好ましい。一方、現実的には比誘電率は通常５０以下となる。
［Ｃ］フラーレン類と化合物αとの量比
化合物α中でのフラーレン類の含有量は、その目的に応じて希薄な溶液から濃厚な溶液、さらには飽和溶液まで、広範にすることが可能である。例えば、フラーレン類と化合物αを他の溶媒と併用する場合や、フラーレン類と化合物αを高分子等に混合する場合等、用いる用途に応じて、特性、工程上に支障無い範囲で、フラーレン類の含有量を適宜調整すればよい。
【００４８】
化合物α中でのフラーレン類の含有量は、通常０．０１ｗｔ％以上、好ましくは０．１ｗｔ％以上、より好ましくは０．２ｗｔ％以上とする。フラーレン類の溶解限界を考慮して上記範囲とすれば、用途に応じて用いる溶媒（化合物α）の量を適切にすることができる。一方、化合物α中でのフラーレン類の含有量は、通常５０ｗｔ％以下、好ましくは１０ｗｔ％以下、より好ましくは２ｗｔ％以下とする。上記範囲とすれば、フラーレン類の含有量が過度に高いことによる溶液の粘度上昇や、フラーレン類の沈殿を良好に抑制することができるようになる。
［Ｄ］フラーレン類を含有する組成物の用途の一例
本発明の化合物αは、フラーレンを溶解させる溶媒として従来から知られている非極性のトルエン等の芳香族炭化水素溶媒と比較して、化合物αにＡ１として芳香族炭化水素基を導入することによりフラーレン類との親和性を確保する。そして、Ａ２に脂環式炭化水素基、炭素数が２以上のアルコキシ基、又はチオアルキル基を導入することにより、化合物αの融点の増加を抑制し、さらに適度な極性を付与することができるようになるため、化合物αと工業的に広く利用されている極性の高い溶媒（例えばケトン類、アルコール類等）との親和性も高めることができる。
【００４９】
すなわち、上記機能を有する化合物αを用いることにより、フラーレン類を有効に溶解させることができるようになるのみならず、工業的に広く利用されている極性の高い溶媒との親和性を高めることができるようになる。このため、化合物αにフラーレンを溶解させることにより、実用上汎用的に用いられている極性溶媒を化合物αと併用することができるようになる。
【００５０】
従って、本発明のフラーレン類を含有する組成物は、従来の非極性の芳香族炭化水素溶媒中にフラーレンを溶解させた系とは異なり、溶液の極性の程度を調節することが可能となる。このため、例えばフラーレン類の製造の際に溶媒に溶解させたフラーレン類を分離膜や吸着カラム等を使用して分離等する場合に、上記分離膜や吸着カラム等とフラーレン類との相互作用を変えることができ、分離・吸着される物質又は分離・吸着されずに残る物質の種類を良好に制御することができるようになる。
【００５１】
また、フラーレン類の用途開発の過程においては、フラーレン類を溶解させた溶液をシリコン基板等に塗布してフラーレン類を含有する塗膜を形成することが考えられる。ここで、塗膜を形成するために適度な極性を有する本発明の組成物を用いれば、上記シリコン基板等に塗布しても溶液と基板とが十分に相互作用をして（溶液のはじきが低減される）、良好な塗膜を基板上に形成することができる。
【００５２】
さらには、フラーレン類の用途開発の過程おいては、フラーレン類を溶解させた溶液に更に別の物質を溶解して使用することも考えられる。ここで、トルエン等の芳香族炭化水素溶媒を用いた場合は、共溶解させる物質は極性の低いものに制限されるが、本発明の組成物においては、ある程度の極性を有する物質も対象とできる利点もある。
【００５３】
このように、本発明のフラーレン類を含有する組成物の用途は様々期待されるが、これら用途の一つとして、フラーレン類を潤滑剤として用いることが考えられる。潤滑剤は加工機、ロボット、モーター、原動機等の産業機械類や自動車、船舶等の運搬機など可動部を有する用途において摩擦の低減、焼き付きの防止、寿命の延長などの目的のために幅広く用いられる重要な物質である。
【００５４】
本発明の組成物を用いれば、所定量のフラーレン類が分離することなく潤滑剤中に良好に溶解するようになるので、フラーレン類のラジカルトラップ機能により機械的に切断された分子の副反応が阻害され、たとえ潤滑剤に含有される材料が上記機械的に切断された場合も、これら材料同士の反応が阻害されることによって潤滑剤の粘度安定性が高くなると考えられる。また、フラーレン類の分子が球状であることによる滑り特性の改善効果が発揮されて、潤滑剤にフラーレン類を用いることにより摩擦抵抗が低減されると考えられる。
また、本発明のフラーレン類を含有する組成物の他の用途としては、フラーレン類を添加した塗料、高分子の可塑剤を挙げることができる。フラーレン類は、ラジカルトラップ特性や高い紫外線吸収性を有するので、塗膜中や高分子フィルム中にフラーレン類を含有させれば塗膜や高分子フィルムの耐久性、耐候性の改良が期待される。
【００５５】
【実施例】
本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜３、比較例１〜１２）
下記表−１中に記載の化合物Ｉ（２５℃／５０％ＲＨにおいて液体）を用いて、フラーレン（東京化成工業（株）製のＣ６０）の溶解度を測定した。
【００５６】
フラーレンの溶解度は、十分な量のフラーレンを化合物Ｉ中に投入して十分混合してフラーレン溶液を作成した後、この溶液を室温において２週間放置した。そして、溶液中で溶け残りのフラーレンが沈殿した状態において、上澄み溶液中のフラーレンの濃度を紫外吸光分析装置（島津製作所社製  紫外線可視分光光度計  ＵＶ−１６５０−ＰＣ）により測定した。そして、紫外吸光分析によって測定される溶解度を飽和溶解度（以下、単に溶解度という。）とした。
【００５７】
また、化合物Ｉのうちのいくつかについては、ＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード社製  ＬＣＲメータ  ４２６３Ｂ）により比誘電率を測定した。
このようにして得られた溶解度及び比誘電率の結果を表−１に示す。
【００５８】
【表１】
2004231739.tif 000002
尚、表−１中の＊で示されたデータのうち、溶解度のデータは、「Ｒ．Ｓ．Ｒｕｏｆｆ他、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，  ９７，  ３３７９−３３８３  （１９９３）」又は「Ｗ．Ａ．Ｓｃｒｉｖｅｎｓ他、Ｊ．Ｃｈｅｍ．＿Ｓｏｃ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  １２０７−１２０９  （１９９３）」に掲載されている値を用いた。また、表−１中の＊で示されたデータのうち、比誘電率のデータは、「新版  溶剤ポケットブック  社団法人有機合成化学協会編  オーム社発行  平成６年６月１０日  第１版第１刷発行」に掲載されている値を用いた。
【００５９】
実施例１〜３の結果から、化合物αにおいて、Ａ１として芳香族炭化水素基を用い、Ａ２として脂環式炭化水素基又は炭素数２以上のアルコキシ基を用いることにより、フラーレン類の溶解度を大きく向上させることができるようになることが分かる。さらにこのような化合物αは、比誘電率も２．５以上であり、工業的に広く用いられている、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類等の極性の高い溶媒にも良好に相溶すると考えられる。
【００６０】
一方、比較例１、２の結果から、Ａ１に芳香族炭化水素基を用いたとしても、Ａ２として用いるアルコキシ基の炭素数が１である場合には、化合物αの誘電率が高くなるものの、フラーレン類の溶解度が不十分となる。
また、比較例４〜９で用いた芳香族炭化水素系の溶媒においては、フラーレンの溶解度は高い。しかしこれら溶媒は、比誘電率が２．５より小さく、非極性が強いため、工業的に広く用いられている、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類等の極性の高い溶媒との相溶性が悪いと考えられる。
【００６１】
実際に、比較例９〜１１の結果から、アルコール類やエーテル類のように塗料等に幅広く用いられる汎用性の高い溶媒は、テトラヒドロフランの比誘電率が７．４、プロピレンカーボネートの比誘電率が６４．９、エタノールの比誘電率が２４．４と高く、極性が強い溶媒である。従って、非極性の強い芳香族炭化水素溶媒中にフラーレンを溶解させた溶液は、これら汎用溶媒との親和性は極めて低いといえる。さらに、これらの汎用の極性溶媒に対するフラーレンの溶解度は０．０１ｍｇ／ｍｌ程度以下である。これは、フラーレンが非極性であるため汎用の極性溶媒との親和性が低いことが原因と考えられる。
【００６２】
尚、実施例１〜３に用いた化合物αの分子量及び融点を表−２に示す。
【００６３】
【表２】
2004231739.tif 000003
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、フラーレン類を溶解しつつも汎用の極性溶媒とも相溶する化合物αを用いることにより、フラーレン類を様々な溶媒中で溶解させることが可能となり、フラーレン類を溶解させた溶液の使用用途を広げることができる。これは、本発明のフラーレン類及び化合物αを含有する組成物は、様々な用途に用いることができる非常に汎用性の高い組成物であることを意味する。
【００６５】
本発明のフラーレン類及び化合物αを含有する組成物は、潤滑剤、塗料溶剤、高分子可塑剤、特に潤滑剤に用いることによって、フラーレン類が有する独特な分子構造や化学作用を発揮させて、潤滑剤の性能を向上させることができるようになる。