(57)【要約】      （修正有）【課題】カーボンナノチューブの水への分散に好適に用いられるカーボンナノチューブ用水性分散剤、高濃度にカーボンナノチューブが分散された、安定性に優れるカーボンナノチューブ分散液、及び当該分散液の効率的な製造方法を提供すること。【解決手段】重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してなるカーボンナノチューブ用水性分散剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してなるカーボンナノチューブ用水性分散剤。
【請求項２】
重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種、カーボンナノチューブ、並びに水を含有してなるカーボンナノチューブ分散液。
【請求項３】
（ａ）重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、芳香族系アニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含有する水溶液を調製する工程、
（ｂ）該水溶液にカーボンナノチューブを添加する工程、並びに
（ｃ）工程（ｂ）を経た該水溶液を分散処理に供する工程
を有するカーボンナノチューブ分散液の製造方法。
【請求項４】
工程（ｂ）において、該水溶液にカーボンナノチューブを、該水溶液１００重量部に対しカーボンナノチューブを０．０１〜１重量部ずつ分割して添加する請求項３記載の方法。
【請求項５】
工程（ｃ）を０〜６０℃で行う請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
（ｄ）工程（ｃ）を経た該水溶液を冷却する工程をさらに有する請求項３〜５いずれか記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンナノチューブ用水性分散剤、カーボンナノチューブ分散液及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブは、それが有する化学的特性、電気的特性、機械的特性、熱伝導、構造特性等の物性から、電子デバイス、電気配線、フラットパネルディスプレイ用電界放出陰極材料、複合材料、触媒担持材料、電極・水素吸蔵材等への利用が大きく期待されている。
【０００３】
一方で、電子デバイス製造において、インクジェットプリント方式による集積回路（LSI、超LSI等）の微細配線の作製、スクリーン印刷や吹き付け方式による均質な電界放出陰極源の製造及びフラットパネルディスプレイへの応用研究、導電性セラミックスの製造等の研究がなされており、カーボンナノチューブの分散液の要望が高まっている。
【０００４】
カーボンナノチューブを水系へ分散させる方法として、電気化学的に酸化及び／又は還元可能な界面活性剤を用いる方法（特許文献１参照）や、分散剤と疎水部−親水部−疎水部の構造を有する化合物を用いる方法（特許文献２参照）が提案されている。しかしながら、これらの実施例では、カーボンナノチューブの濃度が２重量％未満程度までの水分散液しか示されていない。
【特許文献１】特開２００１−４８５１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３８１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、カーボンナノチューブの水への分散に好適に用いられるカーボンナノチューブ用水性分散剤、従来のものと比較して高濃度にカーボンナノチューブが分散された、安定性に優れるカーボンナノチューブ分散液、及び当該分散液の効率的な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】
【０００６】
すなわち、本発明の要旨は、
〔１〕  重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してなるカーボンナノチューブ用水性分散剤、
〔２〕  重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種、カーボンナノチューブ、並びに水を含有してなるカーボンナノチューブ分散液、並びに
〔３〕  （ａ）重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、芳香族系アニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含有する水溶液を調製する工程、
（ｂ）該水溶液にカーボンナノチューブを添加する工程、及び
（ｃ）工程（ｂ）を経た該水溶液を分散処理に供する工程
を有するカーボンナノチューブ分散液の製造方法、
に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高濃度にカーボンナノチューブが分散された、安定性に優れるカーボンナノチューブ分散液を容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種（以下、単に界面活性剤の少なくとも1種という場合がある）がカーボンナノチューブの水への分散に特に有効であることを初めて見出し、完成されたものである。
【０００９】
本発明のカーボンナノチューブ分散液は、前記の通りの界面活性剤の少なくとも１種を分散剤成分として含むことを１つの大きな特徴とするが、本発明においては、その一態様として、かかる分散剤成分を含有してなるカーボンナノチューブ用水性分散剤をも提供する。
【００１０】
本発明における水への分散対象であるカーボンナノチューブには、水への分散性等の物理的性質が類似する、ナノオーダーサイズの炭素の同素体であるカーボンナノパーティクルを含む。これらはそれぞれ同種のものからなるものであっても、異種のものからなるものであってもよく、それぞれ単独であっても、それらの混合物であってもよい。カーボンナノチューブとしては、例えば、前記特許文献１に記載のものが挙げられる。また、カーボンナノパーティクルとしては、例えば、炭素原子６０個からなるフラーレン（例えば、フロンティアカーボン株式会社製、「フラーレンＣ６０」）、炭素原子７０個からなるフラーレン（例えば、フロンティアカーボン株式会社製、「フラーレンＣ７０」）等が挙げられる。
【００１１】
（１）カーボンナノチューブ用水性分散剤
本発明のカーボンナノチューブ用水性分散剤（以下、分散剤という場合がある）は、前記の通りの界面活性剤の少なくとも１種を含有してなる。ここで、「水性分散」とは、分散対象を水系（水を主成分とする溶媒系）に分散させることをいう。
【００１２】
前記重縮合系の芳香族系界面活性剤及び重合系の芳香族系界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、以下のような界面活性剤が挙げられる。それらの界面活性剤は単独で若しくは２種以上を混合して用いることができる。なお、かかる界面活性剤は一般に市販されているので、いくつかのものについては界面活性剤名の後に括弧書きで製造業者、商品名を併せて示す（以下、同様）。
【００１３】
重縮合系の芳香族系界面活性剤としては、例えば、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩（花王株式会社製、「デモールN」、「デモールRN」、「マイテイ１５０」）、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物NH3塩（花王株式会社製、「デモールAS」）等のナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、メチルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩（花王株式会社製、「デモールMS」）等のメチルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ブチルナフタレン／ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩（花王株式会社製、「デモールSNB」）、ナフトールメチレンスルホン酸ホルマリン縮合物Na塩（花王株式会社製、「デモールSSL」）、クレオソート油スルホン酸ホルマリン縮合物Na塩（花王株式会社製、「デモールC」）等が挙げられる。また、天然系の重縮合系スルホン酸塩であるリグニンスルホン酸塩類が挙げられる。中でも、カーボンナノチューブの分散能、分散安定能（以下、単に分散性、分散安定能という）、高濃度化、低気泡性に優れることから、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩が好ましい。
【００１４】
重合系の芳香族系界面活性剤としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸Na塩（東洋ソーダ株式会社製、「ポリスチレンスルホン酸ソーダPS-1、PS-35、PS-50、PS-100」）等が挙げられるが、分散能、分散安定能に優れる点では高分子量タイプの「PS-35」、「PS-50」、「PS-100」が好ましく、高濃度化、分散液の低粘度化に優れる点では比較的低分子量タイプの「PS-1」が好ましい。
【００１５】
重縮合系の芳香族系界面活性剤及び／又は重合系の芳香族系界面活性剤の本発明の分散剤中の含有量としては、特に限定はないが、有効分で、好ましくは０．５〜１００重量％であり、粉末状や水溶液状の分散剤が挙げられる。水溶液状のものでは、より好ましくは１〜３０重量％である。重縮合系のものと重合系のものとが併用される場合の両者の混合比は特に限定されるものではない。本明細書において「有効分」とは不純物や水等を除く界面活性剤そのものをいい、界面活性剤の量をいう場合、特段の事情がない限り、有効分の量をいう。
【００１６】
前記芳香族系ノニオン性界面活性剤としては、例えば、以下のような界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤は単独で若しくは２種以上を混合して用いることができる。
【００１７】
芳香族系ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレン（ＰＯＡ）オクチルフェニルエーテル（花王株式会社製、「エマルゲン８００」シリーズ）、ＰＯＡノニルフェニルエーテル（花王株式会社製、「エマルゲン９００」シリーズ）、ＰＯＡジブチルフェニルエーテル、ＰＯＡスチリルフェニルエーテル（花王株式会社製、「エマルゲンＡ」シリーズ）、ＰＯＡベンジルフェニルエーテル（花王株式会社製、「エマルゲンＢ」シリーズ）、ＰＯＡビスフェノールＡエーテル（花王株式会社製、「エマルゲンＧ」シリーズ）、ＰＯＡクミルフェニルエーテル等が挙げられる。中でも、分散能、分散安定能、高濃度化に優れることからＰＯＡスチリルフェニルエーテル、特にポリオキシエチレン（ＰＯＥ）スチリルフェニルエーテル、ＰＯＡベンジルフェニルエーテル、特にＰＯＥベンジルフェニルエーテルが好ましい。なお、エチレンオキサイド付加モル数は、良好な水溶性、分散能を発揮させる観点から、５〜３０モルが好ましい。
【００１８】
前記イオン性界面活性剤としては、例えば、以下のような界面活性剤が挙げられる。かかる界面活性剤は単独で若しくは２種以上を混合して用いることができる。
【００１９】
イオン性界面活性剤としては、例えば、リニアドデシルベンゼンスルホン酸Na塩（花王株式会社製、「ネオペレックスF-25」、「ネオペレックスG-25」）、ハードドデシルベンゼンスルホン酸Na塩（花王株式会社製、「ネオペレックスNo.25」）等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルジフェニルエーテルスルホン酸Na塩（花王株式会社製、「ペレックスSSH」等のドデシルジフェニルエーテルスルホン酸塩、ブチルナフタレンスルホン酸Na塩（花王株式会社製、「ペレックスNBL」）等のモノソープ系アニオン性界面活性剤、ＰＯＡノニルフェニルエーテルサルフェート塩（花王株式会社製、「エマールNC-35」、「レベノールWZ」）、ＰＯＡオクチルフェニルエーテルサルフェート塩、ＰＯＡジブチルフェニルエーテルサルフェート塩、ＰＯＡジスチリルフェニルエーテルサルフェート塩（花王株式会社製、「アグリゾールW150S」）、ＰＯＡトリベンジルエーテルサルフェート塩、ＰＯＡビスフェノールエーテルサルフェート塩等のエーテルサルフェート系界面活性剤、芳香族系アルコールにアルキレンオキサイド付加し、その後リン酸エステル化して得られるフォスフェート塩類等のフォスフェート系界面活性剤、また、芳香族系アルコールにアルキレンオキサイド付加し、その後、カルボキシメチル化等することにより得られるカルボン酸塩類等のカルボン酸系界面活性剤が挙げられる。中でも、分散能、分散安定能、高濃度化に優れることからアルキルベンゼンスルホン酸塩、ドデシルジフェニルエーテルスルホン酸塩等の芳香族スルホン酸系の界面活性剤が好ましい。
【００２０】
前記芳香族系ノニオン性界面活性剤は、単独でもカーボンナノチューブの分散能を発揮し得るが、耐熱性（高温でのカーボンナノチューブに対する吸着性）が、その単独使用に比して向上する点で、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤とを併用（芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ）するのが好ましい。芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤とを併用することにより耐熱性が相乗的に向上し、それらを分散剤成分として用いることで、カーボンナノチューブの水への分散性が向上し、より高濃度化できる。
【００２１】
芳香族系ノニオン性界面活性剤と併用されるイオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、アニオン性、カチオン性、両性のいずれも使用できる。また、芳香族系のものに限定されることもない。なお、イオン性界面活性剤について芳香族系のものと脂肪族系のものとを比較した場合には、芳香族系のものの方が芳香族系ノニオン性界面活性剤の耐熱性の相乗的な向上効果に優れており、カーボンナノチューブの水への高濃度分散化を達成できることから、イオン性界面活性剤としては芳香族系のイオン性界面活性剤が好ましく、芳香族系のアニオン性界面活性剤がより好ましい。具体的には、芳香族系ノニオン性界面活性剤としてＰＯＥジスチリルフェニルエーテル（花王株式会社製、「エマルゲンA」シリーズ」）と、イオン性界面活性剤としてドデシルフェニルエーテルスルホン酸塩（花王株式会社製、「ペレックスSSH」）との併用が好ましい。
【００２２】
芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び／又は芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせの本発明の分散剤中の含有量としては、特に限定はないが、有効分で、好ましくは０．１〜１００重量％であり、粉末状や水溶液状の分散剤が挙げられる。水溶液状のものでは、より好ましくは０．５〜３０重量％である。芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との混合比（芳香族系ノニオン性界面活性剤／イオン性界面活性剤）は、特に限定されないが、重量比で、好ましくは９９．１／０．１〜５０／５０である。
【００２３】
（Ａ）重縮合系の芳香族系界面活性剤及び／又は重合系の芳香族系界面活性剤と、（Ｂ）芳香族系ノニオン性界面活性剤、及び／又は芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせとを併用する場合の（Ａ）と（Ｂ）の混合比〔（Ａ）／（Ｂ）〕としては、特に限定されないが、重量比で、好ましくは９９．９／０．１〜７０／３０である。
【００２４】
その他、各界面活性剤の組み合わせにおける混合比も特に限定されるものではなく、任意のものを任意の混合比で混合して用いることができる。
【００２５】
なお、以上の界面活性剤における塩のカウンターイオンは前記例示のものに限定されるものではなく、その他任意のアルカリ金属類、アルカリ土類金属類、アミン類等いずれであってもよいが、入手容易性の観点から、Ｎａ塩が好ましい。また、アルキレンオキサイドのモル付加率やアルキル鎖長も特に限定されるものではなく、所望により適宜界面活性剤を選択して使用すればよいが、前者については、通常、１〜５０モル程度、後者については、通常、炭素数で１〜２０程度である。
【００２６】
本発明の分散剤には、その他の成分として、例えば、消泡剤（好ましくはシリコーン系消泡剤）、乾燥防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤等を含めてもよい。その他の成分の含有量は、その効果が得られるよう適宜調整すればよい。
【００２７】
本発明の分散剤は、前記の通りの界面活性剤を、所望によりその他の成分と混合し、粉末状や溶液状のものとして調製するのが好適である。溶液状のものとしては水溶液状のものがより好適である。２種以上の界面活性剤を併用する場合は、それらを別々に添加して混合しても、予め混合しておいてから混合してもよい。また、分散剤の形状等は、特に限定されるものではない。
【００２８】
本発明の分散剤は親水性であるので、水を主成分とする溶媒へのカーボンナノチューブの分散に好適に使用される。カーボンナノチューブを当該溶媒に分散する場合の分散剤の使用量には特に限定はなく、所望の効果が得られるよう適宜調整して使用すればよい。カーボンナノチューブ分散液中の前記界面活性剤の少なくとも1種の含有量が後述する好ましい範囲となるように分散剤を溶媒に溶解させるのが好ましい。
【００２９】
（２）カーボンナノチューブ分散液
本発明のカーボンナノチューブ分散液（以下、分散液という場合がある）は、前記界面活性剤の少なくとも１種、カーボンナノチューブ、並びに水を含有してなる。
【００３０】
使用される界面活性剤は前記（１）の通りであり、その好適な態様も前記（１）の場合と同様である。該界面活性剤はカーボンナノチューブの分散剤成分として機能する。
【００３１】
前記界面活性剤の少なくとも1種の本発明の分散液中の含有量としては、特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜５０重量％、より好ましくは０．５〜３０重量％である。
【００３２】
前記界面活性剤の少なくとも1種とカーボンナノチューブとの混合比（界面活性剤／カーボンナノチューブ）としては、特に限定はないが、重量比で、好ましくは３０／７０〜５０／５０、より好ましくは２０／８０〜５０／５０である。
【００３３】
本発明の分散液において、水は分散液の溶媒であり、水以外の成分の残部を構成する。水としては、特に限定はなく、例えば、水道水、蒸留水、イオン交換水等が使用される。
【００３４】
また、本発明の分散液には、前記したようなその他の成分を含めてもよい。また、溶媒として水以外に、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の親水性溶媒が含まれていてもよい。
【００３５】
本発明の分散液は、上述の各成分を、例えば、マグネティックスターラーを用いて混合することにより製造することができ、各成分の混合順序、その他製造条件等は、特に限定されるものではないが、後述する本発明のカーボンナノチューブ分散液の製造方法により製造するのが効率の点で好ましい。なお、混合手段としては、その他、超音波処理や、アトライター、ボールミル、サンドミル等も適用できる。
【００３６】
本発明の分散液におけるカーボンナノチューブの分散状態としては、流動性を保ち、また、カーボンナノチューブが沈降することなく、一見してカーボンナノチューブが水中に散在した状態にあればよいが、より好ましくは、例えば、粒度分布測定装置（ベックマン  コールター社製、Coulter N4 Plus）により分散液の粒度分布を測定した場合に、平均粒径が２００ｎｍ以下という結果が得られる状態にあるのがよい。本発明の分散液におけるカーボンナノチューブの分散状態は非常に安定であるが、２５℃で３０日間以上に渡ってカーボンナノチューブが分散状態にあるものが好ましい。
【００３７】
本発明の分散液は、例えば、フラットパネルディスプレイ用の電界電子放出源（エミッター）材料、インクジェットプリント方式による集積回路（ＬＳＩ、超ＬＳＩ等）の微細配線用インク材料、セラミックス用導電性、熱伝導性材料等に好適に使用される。
【００３８】
（３）カーボンナノチューブ分散液の製造方法
本発明のカーボンナノチューブ分散液の製造方法は、（ａ）重縮合系の芳香族系界面活性剤、重合系の芳香族系界面活性剤、芳香族系ノニオン性界面活性剤、芳香族系アニオン性界面活性剤、及び、芳香族系ノニオン性界面活性剤とイオン性界面活性剤との組み合わせ、からなる群より選ばれる少なくとも1種、を含有する水溶液を調製する工程、（ｂ）該水溶液にカーボンナノチューブを添加する工程、並びに（ｃ）工程（ｂ）を経た該水溶液を分散処理に供する工程、
を有する。
【００３９】
本発明の製造方法の工程（ａ）では、ある程度のカーボンナノチューブへの吸着性を示す界面活性剤であれば使用され得、前記の界面活性剤に加え、芳香族系アニオン性界面活性剤が使用される。芳香族系アニオン性界面活性剤としては前記イオン性界面活性剤で例示したものなどが例示される。なお、使用される界面活性剤の好適な態様は前記（１）の場合と同様である。
【００４０】
工程（ａ）における前記水溶液の調製は、例えば、本発明の分散液を水に溶解させることで容易に行うことができる。溶解は、例えば、マグネティックスターラーを用い、所望により加熱して行えばよい。その際、分散剤成分の気泡性が問題となる場合があるので、該水溶液の調製は、消泡剤（好ましくはシリコーン系消泡剤）を含む分散剤を用いるか、または、分散剤を水に溶解させる際に、消泡剤（好ましくはシリコーン系の消泡剤）を共に溶解させておくのが好ましい。使用される水は前記と同様であり、溶媒として水以外のものが一部含まれていてもよい。
【００４１】
前記界面活性剤の少なくとも１種を水に溶解させる場合、例えば、水１００重量部に対し、該界面活性剤を０．１〜５０重量部程度溶解させればよい。
【００４２】
工程（ｂ）では、工程（ａ）で得られた界面活性剤の水溶液にカーボンナノチューブを添加する。添加の際、例えば、スパーテラ等を用いて適宜混合してもよい。カーボンナノチューブの添加量は、分散液中の所望するカーボンナノチューブの濃度に応じて決定すればよい。分散剤成分である前記界面活性剤の使用量により一概には言えないが、本発明の製造方法によれば、例えば、カーボンナノチューブの濃度が０．１〜１５重量％程度の分散液を得ることができる。
【００４３】
カーボンナノチューブを水溶液に添加する際、その添加量の全部を一度に水溶液に添加することもできるが、カーボンナノチューブの濃度が高くなるような場合には、少量ずつ分割して添加するのが好ましい。そうすることにより、カーボンナノチューブの凝集を効果的に抑制することができ、より効率的に高濃度のカーボンナノチューブの分散液を製造することができる。分割して添加する場合、例えば、前記水溶液１００重量部に対し、カーボンナノチューブを、好ましくは０．０１〜１重量部ずつ、より好ましくは０．０１〜０．５重量部ずつ、特に好ましくは０．０１〜０．０５重量部ずつ添加する。特に分散限界濃度付近では０．０１〜０．０５重量部ずつ添加するのが好ましい。
【００４４】
工程（ｃ）では、工程（ｂ）を経た水溶液を分散処理に供する。分散処理の方法は、カーボンナノチューブを前記した通りの分散状態に分散させ得る方法であれば特に限定はない。当該方法としては、分散液の調製に使用され得る前記したような方法が挙げられ、高効率化の観点からは、超音波処理が好適である。カーボンナノチューブからの分散剤成分の脱吸着、カーボンナノチューブの再凝集、水溶液のゲル化を充分に抑制する観点から、分散処理の際、水溶液の温度は、好ましくは０〜６０℃、より好ましくは５〜３０℃の温度範囲内に保持する。
【００４５】
超音波処理は、例えば、超音波発生装置〔Ultrasonic Homogenizer, Model:US-300T、（株）日本精機製作所製〕を用いて行うことができる。その条件としては、特に限定されるものではないが、例えば、前記超音波発生装置の出力２００〜５００μＡの範囲で超音波処理するという条件が挙げられる。
【００４６】
超音波処理した場合、摩擦熱等により該水溶液が発熱し、それに伴ってカーボンナノチューブからの分散剤成分の脱吸着が起き、カーボンナノチューブの再凝集、混合液のゲル化が生じる場合がある。よって、そのような問題を充分に回避する観点から、超音波処理は、好ましくは０〜６０℃、より好ましくは５〜３０℃に冷却して行なうのが好ましい。なお、超音波処理においては気泡発生の問題もあるが、予め消泡剤を添加しておくことで回避することができる。
【００４７】
また、超音波処理の際の発熱の影響は、超音波処理後に冷却工程を追加することによっても効果的に抑制することができる。その場合、工程（ｄ）として、工程（ｃ）を経た前記水溶液を冷却する工程をさらに追加してもよい。その際の冷却条件は前記と同様である。
【００４８】
なお、本発明のカーボンナノチューブ分散液の製造方法における工程（ｂ）及び（ｃ）の実施形態は特に限定されるものではないが、カーボンナノチューブ分散液の製造効率を高める観点から、工程（ｂ）及び（ｃ）を連続的に複数回繰り返し行なうか、または、分散処理を行ないながらカーボンナノチューブを水溶液に添加するというように両工程を実質的に同時進行で行なうのが好ましい。その際、分散処理を冷却しながら行なうのがより好ましい。また、分散処理を冷却しながら行なわず、工程（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を連続的に複数回繰り返し行なって、分散液を調製する態様も好ましい態様の１つである。
【実施例】
【００４９】
実施例１〜７及び比較例１〜６
分散剤成分として以下の表１に示す各物質を用いて、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の水分散液を調製した。なお、以下において分散剤成分の水溶液は2重量％のものを調製した。
【００５０】
なお、ＣＮＴとして、多層カーボンナノチューブ（Multi Walled Carbon Nanotube, Hyperion Catalysis International Inc.,USA）を用いた。また、表１中、「デモールＮ」とはナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物Ｎａ塩（９６重量％含有）を、「デモールＭＳ」とはメチルナフラレンスルホン酸ホルマリン縮合物Ｎａ塩（９６重量％含有）を、「PSSNa PS-1」とはポリスチレンスルホン酸Na塩（２０重量％含有）を、「PSSNa PS-50」とはポリスチレンスルホン酸Na塩（２０重量％含有）を、「ペレックスＳＳＨ」とはドデシルジフェニルエーテルスルホン酸Na塩（５０重量％含有）を、「エマルゲンＡ−６０」とはポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル（１００重量％含有）を、「併用系」とはエマルゲンＡ-６０／ペレックスＳＳＨの重量比で９０／１０の混合物を、「マイテイ１５０Ｖ２」とはメラミンスルホン酸ホルマリン縮合Na塩を、「ポイズ５３０」とはポリアクリル酸Na塩を、「エマール１０Ｐ」とはドデシルサルフェートNa塩を、「ペレックスＯＴＰ」とはジオクチルスルホサクシネートNa塩を、「エマルゲン１０９」とはポリオキシエチレンラウリルエーテルを、「エマルゲン４２０」とはポリオキシエチレンオレイルエーテルをそれぞれ示す。
【００５１】
分散剤成分２重量％になるよう水を添加して混合し、該成分の水溶液を調製した。混合は２５℃で行った。得られた水溶液１００ｇに初期添加として０．５〜１ｇのＣＮＴを添加し、ＣＮＴ混合液を調製した。次いで、ＣＮＴ混合液を超音波発生装置（Ultrasonic Homogenizer, Model :US-300T,（株）日本精機製作所製）による超音波処理に供した。超音波処理の条件は出力２００〜５００μＡで、５〜１０分間とした。処理温度は間欠冷却により１０〜５０℃で行った。次いで、ＣＮＴを前記水溶液１００ｇに対し０．０５〜０．５ｇの範囲で添加し、特に分散限界濃度付近では０．０５ｇずつ添加し、超音波処理、間欠冷却した。同操作を繰り返し行い、ＣＮＴの分散限界濃度を求めた。なお、ＣＮＴ分散限界濃度（重量％）とはＣＮＴ分散液が流動性〔Ｂ型（ブルックフィールド）粘度計を用いて、分散液の粘度（２５℃、ローターＮｏ．４、６０回転／分）が５０００ｍＰｓ以下〕を示す限界のＣＮＴ濃度を示す。処理後のＣＮＴ分散液を、さらに５〜３０℃に間欠冷却しながら超音波処理を行い、ＣＮＴ分散限界濃度にあるＣＮＴ分散液を得た。当該分散液において、ＣＮＴが所定の分散状態を示しているかについては、該分散液が流動性液体であること、及び、該分散液を粒度分布測定装置（ベックマンコールター社製、Coulter N4 Plus）を用い粒度分布を測定し、平均粒径が２００ｎｍ以下であるという結果が得られることにより確認した。
【００５２】
得られた各ＣＮＴ分散液の性状を表１に示す。重縮合系／重合系、芳香族系／脂肪族系、イオン性、形態、親油基骨格は、いずれも使用した分散剤成分の性状を示す。
【００５３】
【表１】
2005263608.tif 000002
【００５４】
表１より、実施例１〜７では、比較例１〜６と比べて高濃度にＣＮＴが分散されたＣＮＴ分散液が得られることが分かる。特に、実施例１〜５では５重量％以上という非常に高濃度のＣＮＴ分散液が得られることが分かる。なお、実施例１〜７のＣＮＴ分散液は、２５℃で３０日間保存したところ、その分散状態に特段の変化は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明によれば、高濃度にカーボンナノチューブが分散された、保存安定性に優れるカーボンナノチューブ分散液が得られる。よって、本発明は、電子素子、電気配線、電界放出電子源、機能性複合材料、電極・水素吸蔵材、触媒担持材料等へのカーボンナノチューブの利用性を非常に高め得る。