(57)【要約】【課題】分散安定性が良好であり、カーボンナノチューブの濃度が高いカーボンナノチューブの親水性分散液を提供すること。【解決手段】少なくとも、成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）（Ａ）カーボンナノチューブ（Ｂ）親水性液体（Ｃ）アミン価が、５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である非イオン性分散剤を含有するカーボンナノチューブ分散液によって課題を解決した。また、成分（Ｃ）が、３級アミンを有するブロック共重合体であるカーボンナノチューブ分散液が好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）
（Ａ）カーボンナノチューブ
（Ｂ）親水性液体
（Ｃ）アミン価が、５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である非イオン性分散剤
を含有するカーボンナノチューブ分散液。
【請求項２】
成分（Ｃ）が、３級アミンを有するブロック共重合体である請求項１記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項３】
成分（Ｃ）が、（ｃ１）に、少なくとも、（ｃ２）及び（ｃ３）が反応してなる化学構造を有する非イオン性分散剤である請求項１又は請求項２記載のカーボンナノチューブ分散液。
（ｃ１）分子内に２以上のイソシアネート基を有する化合物
（ｃ２）分子内に活性水素と親水性基を有する化合物
（ｃ３）分子内に活性水素と３級アミノ基を有する化合物
【請求項４】
（ｃ１）が、イソシアネートの３量体構造を有する多価イソシアネート化合物である請求項３記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項５】
（ｃ２）及び／又は（ｃ３）の活性水素が、アルコール又は１級若しくは２級アミンの水素である請求項３又は請求項４記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項６】
（ｃ２）の親水性基が、ポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分又はポリオール成分である請求項３ないし請求項５の何れかの請求項記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項７】
成分（Ｂ）が、水若しくは炭素数１〜４のアルコール類又はそれらの混合液体である請求項１ないし請求項６の何れかの請求項記載のカーボンナノチューブ分散液。
【請求項８】
カーボンナノチューブ分散液１００重量部に対して、成分（Ａ）を０．１重量部以上含有する請求項１ないし請求項７の何れかの請求項記載のカーボンナノチューブ分散液。
【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分散液に関し、更に詳しくは、特定の分散剤を用いることによって、親水性分散媒中でも分散安定性とカーボンナノチューブ濃度とが大幅に改善されたカーボンナノチューブ分散液に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブは、複合材料、ナノエレクトロニクス、ナノメカニクス、電子源、エネルギー、化学、医療等の分野への利用に多くの期待が寄せられている。そして、カーボンナノチューブを最大限に利用するためには、その複雑に絡み合った凝集物を分散技術により一本ずつほぐす必要がある。
【０００３】
しかし、カーボンナノチューブは、そのままでは親水性液体中にも疎水性液体中にも分散しない。そこで、特許文献１や特許文献２には、カーボンナノチューブに、特定の界面活性剤等を用いて、それぞれ、親水性液体や疎水性液体に分散させる技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献記載の技術では、共通して希薄なカーボンナノチューブ分散液しか提供できず、特許文献１の段落番号（００１７）に記載してある通り、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という問題点があった。
【０００５】
その結果、カーボンナノチューブ分散液を複合材料に添加して、所定の機能を得ようとした場合、分散液を多量に添加するか、添加後に濃縮するか、分散液を濃縮後に添加する過程が必要であるという問題点があった。
【０００６】
更には、分散液のカーボンナノチューブ濃度の如何にかかわらず、分散後の保存安定性には改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００３−２３８１２６号公報
【特許文献２】特開２００４−２７６２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、分散後の保存安定性が良好であり、カーボンナノチューブの濃度が高いカーボンナノチューブの親水性分散液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の分散剤を用いることによって、親水性分散媒中でも、カーボンナノチューブを高濃度で、安定性よく分散できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、少なくとも、下記に示す、成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）
（Ａ）カーボンナノチューブ
（Ｂ）親水性液体
（Ｃ）アミン価が、５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲である非イオン性分散剤
を含有するカーボンナノチューブ分散液を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カーボンナノチューブが高濃度で、安定性よく分散されたカーボンナノチューブの親水性分散液を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。
【００１２】
＜成分（Ａ）＞
本発明のカーボンナノチューブ分散液に用いられる成分（Ａ）カーボンナノチューブの種類には特に限定はなく、用途に応じ、単層、２層又は多層カーボンナノチューブの全てのものが使用できる。砕けたり潰れたりしにくい点で、分散させやすさの点からは多層カーボンナノチューブが好ましい。カーボンナノチューブの直径、長さにも特に限定はなく、あらゆる大きさのものに適用可能であるが、直径については１０ｎｍ〜１０００ｎｍが好ましく、３０ｎｍ〜４００ｎｍが特に好ましく、５０ｎｍ〜２００ｎｍが更に好ましい。また、長さについては０．１μｍ〜１０μｍが好ましく、０．２μｍ〜５μｍが特に好ましく、０．５μｍ〜３μｍが更に好ましい。本発明における特定の成分（Ｃ）分散剤を用いることによって、単層から多層に至るまで、また、あらゆる種類や大きさのカーボンナノチューブの親水性の分散液を得ることができる。
【００１３】
＜成分（Ｂ）＞
本発明の成分（Ｂ）親水性液体とは、２０℃の水にある割合で相溶し得る液体をいう。本発明に用いられる成分（Ｂ）は、親水性液体であればよいが、例えば具体的には、水；メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル等の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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール等の２価アルコール；グリセリン、トリメチロールプロパン等の３価アルコール；ペンタエリスリトール等の４価アルコール；アセトン等のケトン類；蟻酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類；テトラヒドロフラン等の環状エーテル；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート類；Ｎ−メチルピロリドン；ジメチルスルホキシド；ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらは複数を混合して用いてもよい。中でも取り扱い性や環境面から、水若しくは炭素数１〜４のアルコール類又はそれらの混合液体が好ましく、水を含む水系液体であることが特に好ましく、純水が更に好ましい。本発明は、特定の成分（Ｃ）分散剤を用いることによって、純水でも高濃度で安定性よくカーボンナノチューブを分散できる。
【００１４】
＜成分（Ｃ）＞
本発明のカーボンナノチューブ分散液には、成分（Ｃ）として、５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲のアミン価を有する非イオン性分散剤が含有される。本発明におけるアミン価は、常法に従って、後記実施例に記載された方法で測定し、それによって定義される。また、本発明の成分（Ｃ）として、市販の分散剤も好適に使用され得る。この場合、予め溶媒等で希釈して市販されている場合は、上記アミン価は、希釈溶媒を含まない分散剤単身の値に換算したものである。
【００１５】
成分（Ｃ）のアミン価は、５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇが必須であるが、好ましくは７〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、特に好ましくは１０〜４０ｍｇＫＯＨ／ｇである。成分（Ｃ）として、アミン価が上記範囲に入っている非イオン性分散剤を用いたときに、本発明の上記した効果を奏する良好な高濃度カーボンナノチューブ分散液が得られる。
【００１６】
本発明における非イオン性分散剤とは、通常の方法で成分（Ｂ）親水性液体と共に用いたときに、実質的にイオンになって溶解又は分散しない分散剤をいう。ｐＨ等を故意に上げたり下げたりした場合に、水中でたとえイオンになり得る可能性があるものであっても、酸やアルカリを加えない通常の方法で用いたときに、実質的にイオン化していない分散剤であれば、本発明の非イオン性分散剤に含まれる。非イオン性分散剤を用いると、カーボンナノチューブの親水性液体への分散性、分散安定性、高濃度分散性等の点で優れた分散液が得られる。
【００１７】
成分（Ｃ）の化学構造は、アミン価が上記範囲に入っていて、非イオン性である限り特に限定はないが、分子内に３級アミンを有するブロック共重合体であることが好ましい。
【００１８】
成分（Ｃ）中の３級アミンの構造は特に限定はないが、例えば、成分（Ｃ）が、炭素数１〜１８のアルキル基を有するジアルキルアミノ基を有する場合や、該ジアルキルアミノ基のアルキル基が連結してヘテロ環構造を形成している基を有する場合等が挙げられる。この場合、上記アルキル基の炭素数は１〜１２が特に好ましく、１〜４が更に好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ステアリル基、ラウリル基等が挙げられる。また、上記ヘテロ環としては、イミダゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、インドール環、カルバゾール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾトリアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾチアジアゾール環等のＮ含有ヘテロ５員環；ピリジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、アクリジン環、イソキノリン環等の窒素含有ヘテロ６員環等が挙げられる。これらの窒素含有ヘテロ環として特に好ましいものは、イミダゾール環又はトリアゾール環である。
【００１９】
成分（Ｃ）１分子内の３級アミンの数は特に限定はないが、１〜１０個が好ましく、２〜８個が特に好ましく、２〜６個が更に好ましい。３級アミンが存在するとカーボンナノチューブへの配向性が上がるため、カーボンナノチューブの分散安定性が向上する。一方、多すぎると、親水性基の導入数が制限されることがあるため、成分（Ｃ）が成分（Ｂ）に溶解しにくい場合がある。
【００２０】
成分（Ｃ）の分子量は特に限定はなく、ポリマーでもオリゴマーでも、繰り返し単位を含まないモノマーでもよいが、ポリスチレン換算の重量平均分子量で、５００〜５００００が好ましく、７００〜２００００が特に好ましく、１０００〜１００００が更に好ましい。分子量が小さすぎると分散性や分散安定性が劣る場合があり、大きすぎると親水性液体への溶解性が低下する場合がある。
【００２１】
成分（Ｃ）としては、好ましくはブロック共重合体である。ここで、ブロック共重合体とは、構造の異なる繰り返し部分が、分子内でかたまって存在していることを意味し、「Ａ−Ｂ」「Ａ−Ｂ−Ａ」（Ａ、Ｂは、それぞれ構造の異なる繰り返し部分）等のように、必ずしも主鎖に構造の異なる繰り返し部分が存在する共重合体には限定されず、例えば、櫛形ポリマーや、特定の繰り返し構造単位が主鎖にペンダントに結合しているものや、マクロモノマーの（共）重合体等のようなものも含まれる。ブロック共重合体であることで、カーボンナノチューブ分散性と水等の親水性液体への親和性とを両立できる。
【００２２】
成分（Ｃ）として好ましくは、親水性基が主鎖にペンダントに結合しているブロック共重合体である。この場合の親水性基とは、基の元にメチル基を結合させて塞いだ化合物が、水とある割合で相溶するもの又は基の一部を取り出して見れば上記親水性基の条件を満たす基をいう。成分（Ｃ）における親水性基は、その条件を満たせば特に限定はないが、以下の構造を有するものが好ましい。すなわち、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン−プロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシヘキサメチレングリコール、ポリオキシオクタメチレングリコール等のポリアルキレングリコール（ここで、「ポリ」とは２以上を表し、以下同様）；これらのポリアルキレングリコールの一方の水酸基の水素を、炭素数１〜２４のアルキル基で置換したもの；これらのポリアルキレングリコールを、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸等のジカルボン酸又はそれらのジカルボン酸無水物とエステル化反応させたもの；それらの末端を炭素数１〜２４のアルキル基で置換したもの；ポリカプロラクトン、ポリメチルバレロラクトン等のポリラクトン又はこれらのカルボン酸末端を炭素数１〜２４のアルキル基を有するアルコールでエステル化したもの；ポリ（１，６−ヘキシレン）カーボネートジオール、ポリ（３−メチル−１，５−ペンチレン）カーボネートジオール等のポリカーボネートジオール；これらの一方の水酸基の水素を、炭素数１〜２４のアルキル基で置換したもの等の構造を有する親水性基が挙げられる。
【００２３】
特に好ましくは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール又はこれらの一方の水酸基の水素を、炭素数１〜２４、好ましくは１〜１２のアルキル基で置換したもの等が挙げられる。親水性基部分の分子量は特に限定はないが、水等の親水性液体への分散性の点から、数平均分子量で、１００〜１００００が好ましく、３００〜５０００が特に好ましく、５００〜３０００が更に好ましい。
【００２４】
成分（Ｃ）が、（ｃ１）に、少なくとも、（ｃ２）及び（ｃ３）が反応してなる化学構造を有する分散剤であることが、カーボンナノチューブの分散安定性向上と、親水性液体中でカーボンナノチューブを高濃度に分散させるために特に好ましい。
（ｃ１）分子内に２以上のイソシアネート基を有する化合物
（ｃ２）分子内に活性水素と親水性基を有する化合物
（ｃ３）分子内に活性水素と３級アミノ基を有する化合物
【００２５】
ここで、「反応してなる」とは、成分（Ｃ）の化学構造を限定するものであって、実際に成分（Ｃ）が、そのような反応によって合成されたものだけに限定されるものではなく、化学構造が等しければ、異なるルートで合成されたものも本発明の成分（Ｃ）に含まれる。
【００２６】
ここで、（ｃ１）としては、分子内に２以上のイソシアネート基を有する化合物であれば特に限定はないが、分子中に２個のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、１，５−ナフチレンジイソシアネート、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−１，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ｍ−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００２７】
また、分子中に３個のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等を変性してなるトリメチロールプロパン付加アダクト体、ビューレット体、３量体（イソシアヌレート体）等が挙げられる。
【００２８】
また、分子中に４個以上のイソシアネート基を有する化合物としては、ジイソシアネート化合物の３量体が複数結合したもの等が挙げられる。
【００２９】
このうち特に好ましくは、ジイソシアネート化合物の３量体、その３量体が複数結合したものである。この場合の特に好ましいジイソシアネート化合物としては、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等が挙げられる。（ｃ１）の特に好ましい例として、具体的には、例えば、下記式（１）で表されるイソシアネートの３量体構造を有する多価イソシアネート化合物等が挙げられるが、本発明は当然これに限定されるわけではない。
【００３０】
【化１】
2007169121.tif 000002
【００３１】
式（１）中、ｎは１以上の整数を示すが、１〜１０の整数が好ましく、１〜４の整数が特に好ましい。
【００３２】
（ｃ２）は、分子内に活性水素と親水性基を有する化合物である。ここで、活性水素とはイソシアネート基に反応可能な基の水素を意味し、例えば、酸素原子、窒素原子又はイオウ原子に直接結合している水素原子等が挙げられる。好ましくは、水酸基、カルボキシル基、１級若しくは２級アミノ基、チオール基等の官能基中の水素原子が挙げられ、中でも、アルコール又は１級若しくは２級アミンの水素原子が特に好ましく、アルコールの水素原子が更に好ましい。これら（ｃ２）の活性水素を有する基は、上記（ｃ１）のイソシアネート基と反応し、水酸基の場合にはウレタン結合、アミノ基の場合は尿素結合等により、（ｃ１）と（ｃ２）が結合した構造を形成する。（ｃ２）の活性水素がアルコールの水素の場合には、（ｃ１）のイソシアネート基と反応してウレタン結合を形成するが、本発明の成分（Ｃ）としては、このようなウレタン結合をもったウレタン系分散剤であることが特に好ましい。
【００３３】
（ｃ２）における親水性基については、その定義、好ましい範囲、親水性基部分の分子量、具体例等は、上記成分（Ｃ）の箇所で述べた「親水性基」についての記載内容と同様である。
【００３４】
（ｃ３）は、分子内に活性水素と３級アミノ基を有する化合物である。ここで活性水素とは、（ｃ２）で記載したものと同様に定義される。好ましくは、水酸基、カルボキシル基、１級若しくは２級アミノ基、チオール基等の官能基中の水素原子が挙げられ、中でも、アルコール又は１級若しくは２級アミンの水素原子が特に好ましく、アルコールの水素原子が更に好ましい。これら（ｃ３）の活性水素を有する基は、上記（ｃ１）のイソシアネート基と反応し、水酸基の場合にはウレタン結合、アミノ基の場合は尿素結合等により、（ｃ１）に（ｃ３）が結合した構造を形成する。
【００３５】
（ｃ３）中の３級アミノ基は特に限定されないが、好ましい範囲、具体例等は上記成分（Ｃ）の「３級アミノ基」の箇所に記載した内容と同様である。
【００３６】
（ｃ３）として好ましい具体例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｎ−プロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ｎ−プロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピル−ｎ−プロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチル−ｎ−プロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−ブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピル−ブタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチル−ブタノールアミン等の３級アミノ基を有するアルコール類等が挙げられる。
【００３７】
また、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチル−１，３−プロパンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，４−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピル−１，４−ブタンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチル−１，４−ブタンジアミン等の３級アミノ基を有するアミン類等が挙げられる。
【００３８】
更に、（ｃ３）として好ましい具体例としては、１−（２−ヒドロキシエチル）イミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシエチル）イミダゾール等のイミダゾール環を有するアルコール類；３−ヒドロキシ−１−フェニル−１，２，４−トリアゾール、２−（クロロフェニル）−５−ヒドロキシ−２−（１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−１−イルメチル）ヘキサンニトリル等のトリアゾール環を有するアルコール類；１−（２−ヒドロキシエチル）ピペラジン等のピペラジン環を有するアルコール類等が挙げられる。
【００３９】
また、１−（３−アミノプロピル）イミダゾール、ヒスチジン、２−アミノイミダゾール、１−（２−アミノエチル）イミダゾール等のイミダゾール環を有するアミン類；３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、５−（２−アミノ−５−クロロフェニル）−３−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３，５−ジオール、３−アミノ−５−フェニル−１Ｈ−１，３，４−トリアゾール、５−アミノ−１，４−ジフェニル−１，２，３−トリアゾール、３−アミノ−１−ベンジル−１Ｈ−２，４−トリアゾール等のトリアゾール環を有するアミン類；１−（２−アミノエチル）ピペラジン等のピペラジン環を有するアミン類等が挙げられる。
【００４０】
好ましい反応比率は特に限定はないが、（ｃ１）１００重量部に対し、（ｃ２）は１０〜１０００重量部が好ましく、３０〜５００重量部が特に好ましく、１００〜３００重量部が更に好ましい。また、（ｃ１）１００重量部に対し、（ｃ３）は１〜５０重量部が好ましく、０．３〜５重量部が特に好ましく、０．１〜０．５重量部が更に好ましい。（ｃ２）の量が少なすぎると、（Ｃ）分散剤の（Ｂ）親水性液体への溶解性が低下する場合があり、（ｃ３）の量は多すぎても、少なすぎても、アミン価が５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にある分散剤が得られず、結果として、高濃度で分散安定性よく、カーボンナノチューブが親水性液体中に分散しない場合がある。
【００４１】
なお、成分（Ｃ）は、少なくとも（ｃ１）ないし（ｃ３）が反応してできるものが好ましいのであって、それら以外の化合物が反応してできたものを排除するものではない。例えば、イソシアネート基が残存する場合には、更にアルコールやアミノ化合物等でイソシアネート基を潰してもよい。また、上記記載は成分（Ｃ）の構造を規定するものであって、実際の成分（Ｃ）を、製造方法を特定して限定するものではない。
【００４２】
当然、以下に限定されるわけではないが、特に好ましい成分（Ｃ）の一具体例を、下記式（２）に示す。
【化２】
2007169121.tif 000003
【００４３】
式（２）中、Ｘは、繰り返し単位等で異なっていてもよい、３級アミノ基を有する基又は親水性基を有する基を表す。３級アミノ基を有する基として特に好ましくは、例えば、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＮＲ1２（Ｒ1は炭素数１〜４のアルキル基を示す）等が挙げられ、親水性基を有する基として特に好ましくは、例えば、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｍＯＲ2（Ｒ2は炭素数１〜１２のアルキル基を示し、ｍは１〜１０の整数を示す）等が挙げられる。また、ｎは１以上の整数を示すが、１〜１０の整数が好ましく、１〜４の整数が特に好ましい。
【００４４】
成分（Ｃ）のポリスチレン換算の重量平均分子量は特に限定はないが、ポリスチレン換算の重量平均分子量で、５００〜５００００が好ましく、７００〜２００００が特に好ましく、１０００〜１００００が更に好ましい。分子量が小さすぎると分散性や分散安定性が劣る場合があり、大きすぎると親水性液体への溶解性が低下する場合がある。
【００４５】
＜含有割合＞
本発明のカーボンナノチューブ分散液中における各成分の含有割合は特に限定はないが、カーボンナノチューブ分散液１００重量部に対して、成分（Ａ）カーボンナノチューブは０．１〜２０重量部が好ましく、０．３〜１５重量部が特に好ましく、１〜５重量部が更に好ましい。これより高濃度にしようとすると分散しにくい場合がある。一方、これより低濃度でも分散はするが、そのような分散液は利用価値が低い場合があり、本発明は高濃度でも分散できることが特徴であるから、その効果が発揮できない場合がある。
【００４６】
成分（Ｃ）の含有量は特に限定はないが、成分（Ａ）カーボンナノチューブ１００重量部に対して、２〜１０００重量部が好ましく、５〜５００重量部が特に好ましく、１０〜１００重量部が更に好ましい。これより含有量が多いと、分散液の粘度が増大し、カーボンナノチューブの分散が困難になる場合があり、少なすぎると、カーボンナノチューブに作用する分散剤が不足して良好に分散できない場合がある。
【００４７】
＜その他の成分＞
本発明のカーボンナノチューブ分散液には、更にその他の成分を含有させることができる。かかるその他の成分としては、消泡剤、表面調整剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、乾き防止剤、有機顔料、無機顔料等が挙げられる。
【００４８】
＜分散方法＞
分散方法については特に限定はなく、公知の方法が用いられる。具体的には、例えば、ビーズミル分散法等のメディア分散法；超音波分散法、ロールミル分散法等のメディアレス分散法等が挙げられる。このうち、分散安定性等の点から、好ましくは超音波分散法又はビーズミル分散法であり、特に好ましくはビーズミル分散法である。
【００４９】
＜作用・原理＞
本発明のカーボンナノチューブ分散液が高濃度でも優れた分散安定性を示す作用・原理は明らかではないが、以下のことが考えられる。ただし本発明は、以下の作用・原理の範囲に限定されるわけではない。カーボンナノチューブは、表面がある程度酸性になっている可能性があるが、アミン価が５〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇの分散剤がそれと同等になっており、最も相互作用しやすい関係にあるため、かかる分散剤が効率よくカーボンナノチューブに配位、吸着等することで、分散液が高濃度でも分散安定性が良好になったと考えられる。
【実施例】
【００５０】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「％」は「質量％」を示す。
【００５１】
（分散液の調製）
実施例１
７０ｍＬマヨネーズ瓶にイオン交換水２６．８５３ｇ、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２（不揮発分４３％、その他溶剤５７％：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ブチル）を１．０４７ｇ（不揮発分として０．４５０ｇ）を加え、均一になるまでよく攪拌した。上記液体に、エアプロダクト社製消泡剤サーフィノール１０４Ｅ（不揮発分５０％、その他溶剤５０％：エチレングリコール）を、エチレングリコールで１０倍に希釈し、すなわち、不揮発分５％、エチレングリコール９５％の溶液とし、その溶液を０．６ｇ加え、よく攪拌した。
【００５２】
上記液体に、カーボンナノチューブＳ−ＭＷＮＴ−６０１００（シンセンナノテクポート社製、直径６０ｎｍ〜１００ｎｍ、長さ１μｍ〜２μｍ、純度９５％以上）を１．５ｇ加えた。上記配合液の入った容器に直径約２ｍｍのガラスビーズを６２．５ｇ充填し、ペイントシェイカー（浅田鉄工製分散機）にて６時間分散を行い、分散液を調製した。
【００５３】
実施例２
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８３（不揮発分５２％、その他溶剤４８％：ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル）を０．８６５ｇ（不揮発分として０．４５０ｇ）を加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００５４】
実施例３
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８４（不揮発分５２％、その他溶剤４８％：ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル）を０．８６５ｇ（不揮発分として０．４５０ｇ）を加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００５５】
比較例１
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８７（不揮発分７０％、その他溶剤３０％：プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル）を０．６４３ｇ（不揮発分として０．４５０ｇ）を加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００５６】
比較例２
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤フローレンＧ７００（有効成分９９％以上）０．４５０ｇを加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００５７】
比較例３
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤アミート１０５（有効成分１００％）０．４５０ｇを加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００５８】
比較例４
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤アンヒトール２０ＢＳ（有効成分３１％）１．４５２ｇ（有効成分として０．４５０ｇ）を加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００５９】
比較例５
実施例１において、分散剤Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８２に代えて、分散剤アルスコープＴＬ−３０（不揮発分３０％）を１．５００ｇ（不揮発分として０．４５０ｇ）を加え、分散液総量が実施例１と同じになるようにイオン交換水の量で調整した以外は、実施例１と同様にして分散液を調製した。
【００６０】
実施例及び比較例で用いた分散剤については以下の通りである。分散剤について表１にまとめて示した。
Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ    ：ＢＹＫＣｈｅｍｉｅ社製
フローレンＧ７００    ：共栄社化学社製
アミート１０５        ：花王社製
アンヒトール２０ＢＳ  ：花王社製
アルスコープＴＬ−３０：東邦化学工業社製
【００６１】
（アミン価の測定方法）
測定試料数ｇを精秤し、氷酢酸に溶解させた。そこに、市販の検査用過塩素酸（ＨＣｌＯ4）０．１Ｎ酢酸溶液をビュレットにて滴下し滴定した。電位差滴定により当量点に達した時点の滴下量から、ｍｇＫＯＨ／ｇを算出した。なお、分散剤が市販品等で既に溶液になっている場合には、その溶液をそのまま測定に用い、測定値を分散剤濃度換算して分散剤単身（固形分)でのアミン価を求めた。溶液のアミン価と分散剤単身（固形分)としてのアミン価を表２に示す。
【００６２】
（分散液の（初期）分散性の評価方法）
分散性は、目視で分散媒との分離、カーボンナノチューブの沈降、凝集粒の存在を観察した。その後、微分散していたもののみ、メジアン径の測定を行った。
【００６３】
（メジアン径の測定方法）
粒度分布測定器、日機装社製マイクロトラックＵＰＡを用いて、常法に従って測定した。
【００６４】
（分散安定性の測定方法）
微分散していたもののみ、２５℃で、１日、１４日、２４日保存して、その後、上記の方法で、分散性の目視評価、メジアン径の測定を行った。
【００６５】
（評価結果）
結果を併せて表３に示す。また、初期の分散が可能であった実施例１〜実施例３、比較例１、比較例２及び比較例５については、分散安定性を測定した。そのメジアン径の経時変化を図１に示した。
【００６６】
【表１】
2007169121.tif 000004
【００６７】
【表２】
2007169121.tif 000005
表２中、「−」は、検出限界（１ｍｇＫＯＨ／ｇ）未満を示す。また、「溶液のアミン価」とは、市販品溶液のアミン価である。
【００６８】
【表３】
2007169121.tif 000006
表３中、メジアン径が記載されていない部分は、メジアン径が大きくなり過ぎて測定ができなかったことを示す。
【００６９】
上記表１及び図１の結果から明らかなように、本発明の成分（Ｃ）の要件を満たす分散剤を用いたもの（実施例１ないし実施例３）では、カーボンナノチューブの微分散が可能であり、初期の分散性が極めて良好であった。一部沈降することもあったが、簡単な振とう攪拌により再微分散が可能であった。更に、２４日経過後であっても、ほとんどメジアン径の上昇が見られず（図１参照）、分散安定性にも優れていた。
【００７０】
一方、比較例１、比較例２及び比較例５では、初期の微分散は可能ではあったが、図１から分かるように、日数が経過した後にメジアン径の上昇が見られ、分散安定性に劣っていた。なお、比較例５の分散剤であるアニオン性界面活性剤は、従来、カーボンナノチューブの親水性液体への分散剤として用いられることが知られていたものであるが、本発明の成分（Ｃ）分散剤に比較して、著しく分散安定性が劣っていた。
【００７１】
比較例３（アミート１０５）の場合は、分散直後の目視確認では一見分散しているように見えたが、直ぐに目に見える凝集粒が観察されるようになった。数時間後には分散媒と分離しており、振とう又は攪拌により分散したように見えたが、粒度分布を測定すると凝集粒が多い（メジアン径が極めて大きい）という結果が得られた（図示せず）。
【００７２】
比較例４（アンヒトール２０ＢＳ）の場合は、分散直後から、カーボンナノチューブと分散媒とが分離しており、カーボンナノチューブはザラザラな粉の状態で存在していた。これにより、「分散不可」と評価した。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のカーボンナノチューブ分散液は、高濃度で親水性液体にカーボンナノチューブが分散されており、分散性、分散安定性に優れているため、電気伝導性付与や機械的強度向上等のための複合材料をはじめ、エレクトロニクス、メカニクス、化学反応材料等にも広く利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】分散液の保存安定性を示すグラフである（実施例１〜３、比較例１、２、５）。
【図１】
2007169121.tif 000007