(57)【要約】【課題】炭素微粒子を溶媒中に均一微細に、且つ安定して分散させた炭素微粒子分散体、及び溶媒への分散性に優れた炭素微粒子の複合物を提供する。【解決手段】炭素微粒子と粘土鉱物と溶媒からなることを特徴とする炭素微粒子分散体であって、前記溶媒が水または水と有機溶媒との混合溶媒であり、前記粘土鉱物が水または前記混合溶媒に対して膨潤性を有する無機粘土鉱物である炭素微粒子分散体、前記溶媒が有機溶媒であり、前記粘土鉱物が前記有機溶媒に対して膨潤性を有する有機化粘土鉱物である炭素微粒子分散体、および炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物を提供する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素微粒子と粘土鉱物と溶媒からなることを特徴とする炭素微粒子分散体。
【請求項２】
前記溶媒が水または水と有機溶媒との混合溶媒であり、前記粘土鉱物が水または前記混合溶媒に対して膨潤性を有する無機粘土鉱物である請求項１に記載の炭素微粒子分散体。
【請求項３】
前記溶媒が有機溶媒であり、前記粘土鉱物が前記有機溶媒に対して膨潤性を有する有機化粘土鉱物である請求項１に記載の炭素微粒子分散体。
【請求項４】
前記炭素微粒子に対する無機粘土鉱物または有機化粘土鉱物中の無機粘土鉱物の質量比が０．０１〜５．０である請求項１に記載の炭素微粒子分散体。
【請求項５】
前記炭素微粒子の一次粒子の円換算体積平均径が１０μｍ以下である請求項１に記載の炭素微粒子分散体。
【請求項６】
前記炭素微粒子が表面親水化処理または表面疎水化処理した炭素微粒子である請求項５記載の炭素微粒子分散体。
【請求項７】
前記炭素微粒子分散体がゲル状である請求項１〜６のいずれか１つに記載の炭素微粒子分散体。
【請求項８】
前記ゲル状である炭素微粒子分散体が、撹拌や振とうにより流動性のある液状に変化し、静置により再びゲル状に変化するものである請求項７に記載の炭素微粒子分散体。
【請求項９】
炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物。
【請求項１０】
前記炭素微粒子の一次粒子の円換算平均径が１０μｍ以下である請求項９に記載の炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物。
【請求項１１】
前記粘土鉱物が水または水と有機溶媒との混合溶媒に対して膨潤性を有する無機粘土鉱物である請求項９に記載の炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物。
【請求項１２】
前記粘土鉱物が有機溶媒に対して膨潤性を有する有機化粘土鉱物である請求項９に記載の炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の炭素微粒子分散体から溶媒を除去して得られることを特徴とする炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインキ、塗料、遮蔽材料および複合材料、またはそれらの原料として有用な炭素微粒子分散体および炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナノメーターからマイクロメーターの微小な大きさを有する炭素材料（以下、炭素微粒子と呼ぶ）は、溶媒や樹脂に分散して用いられる他、他の材料と組み合わせた複合材料として使用される場合が多い。いずれの使用方法においても、炭素微粒子が水、有機溶剤、オイルまたは樹脂に均一かつ安定して分散できる性質を有することは極めて重要である。しかし、一般に炭素材料は耐溶剤性、耐熱性などに優れる一方、たとえ微小な微粒子であっても、かかるマトリックス中への分散性や分散安定性は劣る場合が多かった。
【０００３】
例えば、炭素微粒子としてカーボンブラックを比較例１〜８に示すように水や有機溶剤中に分散させようとしても、溶媒と比重や物理的性質が大きく異なること、また炭素微粒子表面が溶媒と相互作用を十分に持たないことなどから、炭素微粒子が凝集して沈殿したり、溶媒表面に浮き上がる場合が多く、炭素微粒子を均一微細に、かつ安定して分散した炭素微粒子分散体を得ることは難しかった。また、たとえ攪拌等により一端、均一分散液ができた場合でも、引き続く静置により急速にまたは徐々に炭素微粒子が凝集して分離してしまうことが多かった。
【０００４】
このように微小形状を有する炭素微粒子を目的とする媒体中に均一、且つ微細に分散し、且つその分散を安定して保持する方法として、炭素微粒子に表面処理を行うことが検討された。炭素微粒子の表面処理には、炭素微粒子表面の親水化処理と疎水化処理が含まれる。炭素微粒子表面の親水化処理は、炭素微粒子表面に有機官能基を導入して改質することが一般的で、具体的には、炭素微粒子をオゾン処理、ＵＶ処理、オゾンとＵＶ併用処理、プラズマ処理、高温酸化処理、電解処理もしくは酸又はアルカリ処理することにより行われる。
【０００５】
一方、炭素微粒子表面の疎水化処理は、不活性ガスまたは真空雰囲気中での高温熱処理や疎水性有機低分子の炭素微粒子表面への結合などがある。しかし、このような表面処理を予めおこなっても、溶媒中で微細、均一な分散性や優れた分散安定性を有する炭素微粒子分散体を調製することは困難な場合が多かった。
【０００６】
更に有効な分散性及び分散安定性の改良法として、炭素微粒子の表面に有機高分子をグラフトさせる処理方法や、アルミネート系カップリング剤などのカップリング剤で処理する方法が報告されている（「カーボンブラックの特性と最適配合および利用技術」第５章、技術情報協会、１９９７年）。これらの方法で得られたグラフト高分子処理炭素微粒子は優れた分散性及び分散安定性を有する場合が多いが、かかる処理では炭素微粒子の表面を微細且つ均一に有機高分子で覆う必要があり、適正なグラフト反応を効率よく行わせるため、複雑な工程と高いコストを要するほか、有機高分子によって表面が覆われることにより炭素微粒子本来の性質が損なわれる問題があった。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、炭素微粒子を溶媒中に均一微細に、且つ安定して分散させた炭素微粒子分散体、及び溶媒への分散性に優れた炭素微粒子の複合物を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、炭素微粒子と溶媒の混合液に粘土鉱物を含ませることにより、均一微細に、かつ安定して分散した炭素微粒子分散体が得られること、また、炭素微粒子と粘土鉱物からなる炭素微粒子複合物が各種溶媒に対する優れた均一分散性と分散安定性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、炭素微粒子と粘土鉱物と溶媒からなることを特徴とする炭素微粒子分散体を提供する。また、本発明は、炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる炭素微粒子は、溶媒中に分散させることができる微小形状を有する炭素材料であれば良く、特に限定されないが、炭素微粒子の大きさとしては微小な大きさを有する一次粒子からなるものであり、一次粒子の円換算の平均径で定義する炭素微粒子の大きさが１０μｍ以下であるもの、より好ましくは１μｍ以下であるもの、特に好ましくは１００ｎｍ以下であるものである。
【００１０】
用いる炭素微粒子の性質、構造は特に限定されず、結晶質から非晶質、また特定の構造を有するものまでが幅広く用いられる。具体的には、カーボンブラック、フラーレン類（Ｃ６０、Ｃ７０、カーボンナノチューブ等）、メソカーボンマイクロビーズ、ピッチやコークスの粉末、黒鉛粉末、アモルファスカーボン粉末、カーボンコイル、炭素繊維、気相成長炭素繊維などの粉末（ミルド）が挙げられる。ここで、特にカーボンブラックはナノメーターレベルの微小な一次粒子を有し導電率を始めとする物性に優れ、且つ安価であるため好ましく用いられる。
【００１１】
カーボンブラックは、製法によりファーネスブラック、サーマルブラック及びチャンネルブラックなどに分けられ、原料の種類によってもオイルファーネスブラック、ナフタリンブラック及びアセチレンブラックなどに分けられるが、いずれも用いることができる。また、かかる炭素材の表面に極性基、疎水基、イオン性基などを有しているものは、粘土鉱物との相互作用に優れる場合が多く、好ましく用いられる。従って、炭素微粒子の表面を親水化または疎水化するための表面処理を予め行わせたものであることは、均一微細した分散性や分散安定性に優れた性質を有する炭素微粒子分散体を得る上で有効である。
【００１２】
炭素微粒子の表面処理法としては、従来知られている表面処理法をいずれも使用することができ、具体的にはオゾン処理、ＵＶ処理、プラズマ処理、高温酸化処理、電解処理または酸又はアルカリ処理の他、不活性ガスや減圧下での熱処理、有機分子のグラフト化処理などが挙げられる。
【００１３】
粘土鉱物は、層状構造を有する粘土鉱物で、層間が水や有機分子などの挿入により剥離可能な膨潤性を有するものが好ましい。膨潤性は水または水を含む混合溶媒中にて膨潤可能な場合と、有機溶剤を含む有機分子に対して膨潤性を有する場合があり、前者においては無機質の粘土鉱物（無機粘土鉱物）が、後者においては、予め有機分子を粘土層間に導入する有機化処理を行った有機化粘土が用いられる。
【００１４】
いずれの場合も、溶媒中で沈殿または相分離が生じるような大きな凝集が無く微細で均一な分散が可能である必要がある。好ましくは水や有機溶剤などの溶媒中で少なくとも一部が層状に剥離した膨潤性粘土鉱物であり、より好ましくは溶媒中で１〜１０層程度の厚みで分散できるもの、特に好ましくは１ないし２層程度の厚みで分散できるものである。
【００１５】
本発明では、用いる溶媒の種類によって、層間にナトリウムイオンなどのアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを含んだ無機粘土鉱物と、有機化処理した有機化粘土鉱物を適宜選択して用いる。
例えば無機粘土鉱物としては、水膨潤性スメクタイトや水膨潤性雲母などの膨潤性粘土鉱物が好ましく用いられ、具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、水膨潤性サポナイト及び水膨潤性合成雲母などが挙げられる。
また有機化粘土鉱物としては、かかる無機粘土鉱物を界面活性剤やジメチルジオクチルアンモニウムカチオンなどのアルキルアンモニウムカチオン等で有機化処理した有機化粘土が用いられる。
【００１６】
本発明の炭素微粒子分散体における粘土鉱物の量は、用いる炭素微粒子や溶媒の量によって変化し、良好な炭素微粒子分散体または良好な分散性を示す炭素微粒子と粘土鉱物との複合物が得られれば良く必ずしも限定されないが、炭素微粒子に対する無機粘土鉱物の質量比が０．０１〜５．０であると、炭素微粒子の溶媒などの中での微細分散性、均一分散性、分散安定性などの改良効果が十分に得られ、かつ炭素微粒子の性質が発現されるので好ましく、より好ましくは０．０５〜５．０である。また有機化粘土鉱物の場合も、炭素微粒子に対する有機化粘土鉱物中の無機粘土鉱物の質量比は、前記の範囲となるものが好ましい。
【００１７】
本発明の炭素微粒子分散体に用いる溶媒は、目的に応じて水、水に溶解する塩などの水溶液、水と混和する有機溶媒との混合溶媒、有機溶媒、有機化合物を溶解した有機溶媒、液状モノマー等の液状有機化合物、またはオイルなどから選択して用いることができ、例えば、水、ＮａＣｌ、ＡｌＣｌ３などの無機塩等の水溶液、有機溶剤、液状の有機モノマー、シリコンオイルなどのオイル類、界面活性剤および、これらを２種以上混合したものなどが挙げられる。
【００１８】
有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼンおよびトルエンなどが例示される。一般に膨潤性の無機粘土鉱物の場合は、水または、水及び水と混和する有機溶媒との混合溶媒を、有機化粘土鉱物の場合は有機溶剤または有機化合物を溶解した有機溶媒を用いる。
【００１９】
本発明の炭素微粒子分散体に用いる溶媒の量は、良好な炭素微粒子分散体が得られれば良く、目的や用途に応じて変えることができ、必ずしも限定されないが、粘土鉱物が無機粘土鉱物の場合、均一、安定な分散体を得るには、溶媒に対する粘土鉱物の割合を０．０１％〜２０質量％にすることが好ましく、０．０１％〜１０質量％がより好ましい。また、本発明の炭素微粒子分散体における炭素微粒子の溶媒中の濃度は、炭素微粒子分散物の目的、用途に合わせて設定することが可能であり、幅広い範囲で選択できるが、均一、安定な分散体を得るためには、０．０１％〜２０質量％にすることが好ましく、０．０１％〜１０質量％がより好ましい。なお、一端、２０質量％以下で調製した分散体から溶媒を除去して、より高い濃度にして用いることは可能である。
【００２０】
本発明の炭素微粒子分散体は、流動性のある液体状態の他、溶媒量にかかわらず流動性が極端に小さいゲル状となるものが含まれる。ゲル状の分散体は流動性が非常に小さく、例えばゲル状の分散体をガラス容器の半分程度入れて斜めに傾けても流動せず、長時間にわたって界面がそのまま保たれている。かかるゲル状の炭素微粒子分散体は、液体状態から溶媒を減少させることでも得られる。
【００２１】
即ち、本発明のゲル状の炭素微粒子分散体は、粘土鉱物と炭素微粒子とが溶媒中で微細な三次元網目構造を形成することにより、分散体中の溶媒の質量比が大きい場合でもゲル状態となることができる。詳しくは、層状に分離した粘土鉱物と炭素微粒子間の相互作用により、微細な三次元網目構造が溶媒中で形成されることによりゲル状の炭素微粒子分散体が得られるため、少なくとも粘土鉱物の一部が層状に剥離していることがゲル状の分散体形成に必須である。
【００２２】
更に、本発明のゲル状の炭素微粒子分散体は、例えば、強く振ったり、撹拌したりする外部応力により容易にゲル状が変化し、流動性が増加した液状の炭素微粒子分散体となる場合が多い。さらに、かかる流動性が増加した炭素微粒子分散体を、その状態で静置すると、再び三次元網目構造を形成し、ゲル状の分散体となる。本発明のゲル状の分散体は柔らかく、外部応力により容易に形状を変えることが出来るが、静置した状態では安定で、炭素微粒子同士が凝集したり、沈殿、相分離を生じたりすることが長期間にわたって無い極めて分散安定性に優れたゲル状の分散体である。
【００２３】
本発明の炭素微粒子分散体は、炭素微粒子、粘土鉱物及び溶媒を必須として含むもので、炭素微粒子の均一分散性が大きく阻害されない限り、目的、用途に応じて他の物質を分散物に含ませることができる。また一端、均一な炭素微粒子分散体を調製した後は、目的や用途に応じて、炭素微粒子を安定して分散させた状態を保持して使用しても、また炭素微粒子が凝集するようにして使用することも可能である。
【００２４】
本発明の炭素微粒子分散体は、粘土鉱物を一緒に用いることにより、溶媒中で分散しにくい炭素微粒子を溶媒中で微細、均一に分散し、かつその分散安定性を大きく向上させることができる。かかる効果は、主に炭素微粒子と分子状に分散した粘土鉱物の表面が相互作用して、溶媒中での炭素微粒子の微細分散、均一分散、安定分散を向上させるものと推定される。炭素微粒子と粘土鉱物の相互作用は、イオン結合、水素結合、疎水結合、配位結合など種種のものが可能であり、溶媒を介在した相互作用も含むものと思われる。
【００２５】
本発明の炭素微粒子分散体から、溶媒を除くことにより製造できる本発明の炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物は、一部が層状に剥離した粘土鉱物と炭素微粒子が複合物を形成しており、例えば、層状に剥離した粘土鉱物と炭素微粒子が水素結合、イオン結合、配位結合、共有結合、疎水結合などの相互作用により結合し複合物を形成している。具体的には、無機粘土鉱物が層状に剥離して表面が負（または正）に帯電している場合、正（または負）に帯電した炭素微粒子とイオン相互作用が形成される。また粘土鉱物表面に水酸基がある場合は炭素微粒子表面の官能基と水素結合を形成することが可能であり、また微小に残った水分子や他の水素結合可能な官能基を有する有機分子を介在役として両者が結合すること場合もある。
【００２６】
その他、炭素微粒子表面に塩基性窒素がある場合は粘土鉱物表面のシリコン原子と配位結合すること、また粘土鉱物表面にフッ素原子がある場合や有機化粘土鉱物に疎水性有機基が結合されている場合は炭素微粒子表面との疎水結合などが考えられる。本発明においては、炭素微粒子と粘土鉱物がそれ以外の第三成分を含まないで複合物を形成しているが、必要に応じて複合物形成および易分散性を向上させる目的で有機または無機の第三成分を添加することも可能である。
【００２７】
本発明の炭素微粒子と粘土鉱物との複合物は、水、有機溶媒、オイル、樹脂などのマトリックス中に容易に分散する。炭素微粒子分散体中の炭素微粒子または炭素微粒子と粘土鉱物との複合物の大きさは、迅速な分散性、均一な分散性および安定した分散性などの良好な分散性が達成されば良く必ずしも限定されないが、好ましくは分散した炭素微粒子または複合物の一次粒子の円換算体積平均径が、１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは０．５μｍ以下のものである。表面親水化処理または表面疎水化処理した炭素微粒子を用いると、分散した炭素微粒子または複合物の一次粒子の円換算体積平均径が小さくなるので、一次粒子の円換算体積平均径をさらに小さくする場合には、表面親水化処理または表面疎水化処理した炭素微粒子を用いることが好ましい。
【００２８】
本発明の炭素微粒子分散体は、例えば、まず粘土鉱物と溶媒からなる均一分散液を調製し、次いで炭素微粒子を加え、撹拌などにより、炭素微粒子を微細、均一に分散させる方法、または炭素微粒子と溶媒を混合した後、粘土鉱物を加え、同様に撹拌などにより炭素微粒子を微細、均一に分散させる方法のいずれも用いられる。微細分散、均一分散、分散安定性をより有効に達成するために、各種撹拌装置を用いること、また炭素微粒子分散体の調製過程で加温したり、超音波処理したり、また第三成分を添加することも可能である。
【００２９】
本発明の炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物の製造方法としては、必ずしも限定されないが、上述の炭素微粒子分散体から、加熱、濾過、遠心分離などの慣用の方法で溶媒を除くことで製造することができる。
【００３０】
【実施例】
次いで本発明を実施例により、より具体的に説明するが、もとより本発明は、以下に示す実施例にのみ限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
炭素微粒子としてファーネス法カーボンブラック（一次粒子径、約４０ｎｍ）を１５０分間オゾン処理したものを、無機粘土鉱物として［Ｍｇ５．３４Ｌｉ０．６６Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）４］Ｎａ＋０．６６の組成を有する水膨潤性合成ヘクトライト（商標ラポナイトＸＬＧ、日本シリカ株式会社製）を、溶媒として純水を使用した。ヘクトライト０．６６ｇを約３５℃に加温した純水２０ｇに添加し、強く撹拌して均一分散液を調製した。室温に戻してから、カーボンブラック０．４ｇを徐々に撹拌しながら添加し、更に２０分間撹拌して、炭素微粒子分散体を調製した。
【００３２】
得られた炭素微粒子分散体は、カーボンブラックの凝集が見られず、沈殿物や浮遊物のない均一な炭素微粒子分散体であった。２０℃にて１時間静置した後も、カーボンブラックの凝集は見られず、沈殿物や浮遊物の無い均一な炭素微粒子分散体であった。該分散体２．５ｇを水１５０ｇと混合希釈し、日機装置社製ＵＰＡ１５０を用いて炭素微粒子の粒度分布を測定した。その結果、体積平均粒径０．２０２μｍの炭素微粒子分散体であることがわかった。
【００３３】
更に２４時間静置した後は、容器を静かに傾けても流動しないゲル状の炭素微粒子分散体へと変化した。ゲル状の炭素微粒子分散体は均一で、その後１００時間後においてもなんらカーボンブラックの凝集、沈殿のない安定した分散体であった。更に、ゲル状炭素微粒子分散体は、容器に衝撃を加えて振とうしたり、撹拌することで、流動性を有する液状となることが見出された。以後、静置と振とうを繰り返すことにより、可逆的に何回でもゲル状態と流動状態に変化させることができることを確認した。
【００３４】
（実施例２）
水にカーボンブラックを添加した混合液を調製後、前記ヘクトライトを添加し、撹拌して、炭素微粒子分散体を調製すること以外は実施例１と同様にして同じ組成の炭素微粒子分散体を調製した。本実施例において、水とカーボンブラックの混合液は、カーボンブラックが凝集し沈殿および浮遊して、全く不均一であったが、ヘクトライトを添加した分散体とすることで最終的に、実施例１と同様な性質を有する炭素微粒子分散体が得られた。
【００３５】
（実施例３〜５）
炭素微粒子に対する粘土鉱物の質量比が０．０５（実施例３）、０．１（実施例４）、０．２５（実施例５）であるように、用いるヘクトライト／カーボンブラック／純水の量を０．０２／０．４ｇ／２０ｇ（実施例３）、０．０４ｇ／０．４ｇ／２０ｇ（実施例４）、０．１ｇ／０．４ｇ／２０ｇ（実施例５）にしたこと以外は実施例１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。いずれの場合も不均一な凝集物のない、炭素微粒子が微細、且つ均一に分散した炭素微粒子分散体が得られた。また、静置１００時間後においても、いずれの炭素微粒子分散体も液状のままで、炭素微粒子の分散状態変化も観測されず、カーボンブラックの凝集などは何ら見られなかった。また、実施例５の炭素微粒子の体積平均径は０．１８μｍであった。
【００３６】
【表１】
2004051880.tif 000002
【００３７】
（実施例６と７）
実施例１で得られたゲル状炭素微粒子分散体を５００時間保持した後、ゲル状炭素微粒子分散体１０ｇ（実施例６）または１ｇ（実施例７）を１００ｇの純水と混合して、希薄な炭素微粒子分散体を調製した結果、迅速な分散性を示しながら、微細、均一に炭素微粒子が分散した炭素微粒子分散体が得られた。炭素微粒子及び粘土鉱物の水に対する濃度は０．１７質量％及び０．２９質量％（実施例６）、０．０１７質量％及び０．０２９質量％（実施例７）である。得られた炭素微粒子分散体は１００時間以上でもカーボンブラックの凝集等は観測されず、分散安定性に優れていることが確認された。
【００３８】
（実施例８）
粘土鉱物（ヘクトライト）を１ｇ用いる以外は、実施例１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。その結果、ヘクトライトと水との分散体を調製した段階でゲル状となったが、引き続き、カーボンブラックを撹拌しながら添加した結果、最終的に、炭素微粒子が微細、均一に分散したゲル状の炭素微粒子分散体が得られた。得られたゲル状の炭素微粒子分散体は長期間にわたって安定で、且つ、実施例１及び実施例６と７で得られたのと同様なゲル状の炭素微粒子分散体の性質を示した。得られたゲル状の炭素微粒子分散体２．５ｇを実施例１と同様にして水１５０ｇと混合希釈して粒度分布を測定した結果、体積平均粒径０．３１１μｍが得られた。
【００３９】
【表２】
2004051880.tif 000003
【００４０】
（実施例９）
溶媒として水２０ｇの代わりに、水１０ｇとジメチルアセトアミド５ｇからなる混合溶媒を用いること、ヘクトライト０．５ｇを用いること、カーボンブラック０．３ｇを用いること以外は実施例１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。その結果、カーボンブラックが微細、均一に分散した液状の炭素微粒子分散体が得られた。
【００４１】
（実施例１０）
溶媒として水２０ｇの代わりに、水１０ｇとメタノール５ｇからなる混合溶媒を用いること、ヘクトライト０．３３ｇを用いること、カーボンブラック０．２ｇを用いること以外は実施例１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。その結果、カーボンブラックの凝集、沈降は無く、カーボンブラックが液中に均一に分散した炭素微粒子分散体が得られた。
【００４２】
【表３】
2004051880.tif 000004
【００４３】
（実施例１１）
炭素微粒子として実施例１と同じカーボンブラックを、粘土鉱物として有機化処理した親油性合成スメクタイト（商標ルーセンタイトＳＴＮ、無機粘土成分の割合は６９．５質量％、コープケミカル株式会社製）を、溶媒としてトルエンを使用した。ルーセンタイトＳＴＮの１．６ｇをトルエン２０ｇに添加し、強く撹拌して分散液を調製した。次いでカーボンブラック０．４ｇを撹拌しながら、徐々に添加し、更に２０分間撹拌して、炭素微粒子分散体を調製した。得られた炭素微粒子分散体は、凝集した沈殿物や浮遊物のない、カーボンブラックが均一、微細に分散した炭素微粒子分散体であった。更に、２０℃にて２４時間静置した後も、カーボンブラックの沈殿や浮遊などの凝集は見られず分散安定性に優れた炭素微粒子分散体であることが確認された。また、体積平均径は３．１０μｍであった。
【００４４】
（実施例１２）
溶媒としてジメチルアセトアミド２０ｇを用いる以外は、実施例１１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。その結果、実施例１２と同様な、カーボンブラックが微細、均一に分散した炭素微粒子分散体が得られた。また、この炭素微粒子分散体を１００時間以上静置して保持した後も何ら変化は見られず、優れた分散安定性を有することが確認された。更に、ジメチルアセトアミドで２倍に希釈した分散液及びそれを１００時間以上静置して保持した分散液においても炭素微粒子が微細、均一に分散しているのが確認された。
【００４５】
（実施例１３と１４）
炭素微粒子に対する有機化粘土鉱物の質量比が１（実施例１３）または２（実施例１４）であるように、ルーセンタイトＳＴＮ／カーボンブラック／トルエンの量を０．４ｇ／０．４ｇ／２０ｇ（実施例１３）、０．８ｇ／０．４ｇ／２０ｇ（実施例１４）にしたこと以外は実施例１１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。いずれの場合も不均一な凝集物のない均一、且つ安定性に優れた炭素材分散体が得られた。
【００４６】
【表４】
2004051880.tif 000005
【００４７】
（実施例１５）
粘土鉱物として有機化処理した親油性合成スメクタイト（商標：ルーセンタイトＳＰＮ、無機粘土成分の割合は４０．１質量％、コープケミカル株式会社製）０．８ｇを用いること、溶媒としてメタノール２０ｇを用いること以外は、実施例１１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。その結果、不均一な凝集物のなく、カーボンブラックが微細、均一に分散した炭素微粒子分散体が得られた。また、１００時間後においてもカーボンブラックの分散に変化は見られず、安定した液状の炭素微粒子分散体であることが確認された。
【００４８】
（実施例１６と１７）
オゾン処理を施さない未処理のカーボンブラックを用いる以外は、実施例１６は実施例１と、実施例１７は実施例１１と同様にして、炭素微粒子分散体を調製した。その結果、実施例１６は実施例１と同様な、また実施例１７は実施例１１と同様な、カーボンブラックが微細、均一に分散し、安定した分散性を示す炭素微粒子分散体が得られた。
【００４９】
（実施例１８）
実施例１で得られたゲル状炭素微粒子分散体を乾燥して水を除き、炭素微粒子と粘土鉱物との複合物を得た。該複合物を透過型電子顕微鏡（日本電子社製ＪＥＭ２００ＣＸ、加速電圧１００ｋＶ、２５万倍）にて観察した結果、該複合物は層状に剥離した粘土層と複数個のカーボンブラック一次粒子が複合化した構造を有していることが観察された。該複合物粉末を再び水２０ｇと撹拌混合したところ、容易に分散して、微細且つ均一な炭素微粒子分散体が得られた。該複合物０．２ｇを水１００ｇと撹拌混合して得られた微細、均一な炭素微粒子分散体の粒度分布測定を実施例１と同様にして行った結果、体積平均粒径が０．２８μｍ（数平均粒径が０．１２μｍ）であった。
【００５０】
【表５】
2004051880.tif 000006
【００５１】
（比較例１）
粘土鉱物（ヘクトライト）を用いない以外は実施例１と同様にして、炭素微粒子分散体を調製した。しかし、カーボンブラックが水表面及び内部で凝集して均一な炭素微粒子分散体は得られなかった。また、静置することでカーボンブラックが更に凝集して沈殿及び浮遊した不均一な分散液となった。
【００５２】
（比較例２）
粘土鉱物（ヘクトライト）を０．００２ｇ用いる（炭素微粒子に対する粘土鉱物の質量比が０．００５）以外は、実施例１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。しかし、分散液には不均一なカーボンブラックの凝集が残り、また撹拌後の静置により凝集の量は増加した。本比較例では、炭素微粒子が、微細、均一に分散した炭素微粒子分散体は得られなかった。
【００５３】
（比較例３〜６）
溶媒としてメタノール（比較例３）、メチルエチルケトン（比較例４）、ジメチルアセトアミド（比較例５）、トルエン（比較例６）を用い、溶媒２０ｇに、炭素微粒子として実施例１と同じカーボンブラック０．４ｇを撹拌、混合した。しかし、いずれの場合もカーボンブラックは溶媒中で凝集、沈降し、微細、均一にカーボンブランクが分散した炭素微粒子分散体は得られなかった。
【００５４】
（比較例７）
溶媒として水の代わりにメタノール２０ｇを用いる以外は実施例１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。しかし、カーボンブラックが凝集、沈降して、均一な炭素微粒子分散体は得られなかった。
【００５５】
（比較例８）
溶媒としてヘキサンを用いる以外は実施例１１と同様にして炭素微粒子分散体を調製した。得られた分散液は、カーボンブラックが凝集、沈降した不均一なものであった。
【００５６】
【表６】
2004051880.tif 000007
【００５７】
【表７】
2004051880.tif 000008
【００５８】
【発明の効果】
本発明の炭素微粒子分散体および炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物は、炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物が溶媒中で均一微細に、且つ安定して分散するために、水、有機溶媒、オイル、樹脂などのマトリックス中で優れた分散性および分散安定性を有する。それ故、本発明の炭素微粒子分散体および炭素微粒子と粘土鉱物からなる複合物は、インキ用黒色顔料、ジェットインキ用黒色顔料、塗料、コーティング用黒色顔料、着色剤、表面平滑剤、伝達媒体や各種複合体の材料および添加剤等の広い用途で好適に用いられる。