特許 6985920 ナノカーボン材料用の分散剤組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6985920

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】ナノカーボン材料用の分散剤組成物

(51)【国際特許分類】

   B01F 17/52 20060101AFI20211213BHJP

   C08F 220/36 20060101ALN20211213BHJP

   H01B 1/24 20060101ALN20211213BHJP

【ＦＩ】

   B01F17/52ZNM

   !C08F220/36

   !H01B1/24 A

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-243076(P2017-243076)

(22)【出願日】2017年12月19日

(65)【公開番号】特開2019-107623(P2019-107623A)

(43)【公開日】2019年7月4日

【審査請求日】2020年9月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000918

【氏名又は名称】花王株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000040

【氏名又は名称】特許業務法人池内アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】藤井 亮介

(72)【発明者】

【氏名】平石 篤司

【審査官】 中野 孝一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−３３０８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４５４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／２０７９３３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ１７／００−１７／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記構成単位Ａと下記構成単位Ｂを含有する重合体と、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒とを含む、ナノカーボン材料用の分散剤組成物。
前記構成単位Ａ：下記式（５）で表される不飽和単量体由来の構成単位
前記構成単位Ｂ：重量平均分子量が１万以上１０万以下のホモポリマーを形成した場合に、当該ホモポリマーの前記分散媒に対する溶解度が２０℃で２０（ｇ/１００ｇ分散媒）以上となる、不飽和単量体由来の繰り返し単位

【化1】

式中、Ｒ¹²、Ｒ¹³は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、Ｒ¹⁴は、水素又はメチル基であり、Ｒ¹¹は、炭素数１以上１２以下のアルキレン基又はＲ¹⁵−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ¹⁶で表される基であり、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶は、それぞれ独立に、炭素数１以上１２以下のアルキレン基である。

【請求項2】

構成単位Ａと構成単位Ｂのモル比（Ａ/Ｂ）が、５/９５以上５０/５０以下である、請求項１に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物。

【請求項3】

前記重合体における前記構成単位Ａの含有量が、５ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下である、請求項１又は２に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物。

【請求項4】

前記重合体の重量平均分子量が、１万以上３００万以下である、請求項１から３のいずれかの項に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物。

【請求項5】

前記ナノカーボン材料が、カーボンナノチューブ、グラフェン、及びフラーレンから選ばれる少なくとも１種である、請求項１から４のいずれかの項に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物。

【請求項6】

前記分散媒が、水、又は、水と炭素数が８以下の低級アルコールとの混合分散媒である、水系媒体である、請求項１から５のいずれかの項に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物。

【請求項7】

前記分散媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、アニソール、及びプロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテートから選ばれる少なくとも１種である、請求項１から５のいずれかの項に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物。

【請求項8】

ナノカーボン材料と、請求項１から７のいずれかの項に記載のナノカーボン材料用の分散剤組成物とを含む、ナノカーボン材料分散液。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ナノカーボン材料用の分散剤組成物、それを含むナノカーボン材料分散液に関する。

【背景技術】

【0002】

カーボンナノチューブ（以下「ＣＮＴ」とも言う。）、グラフェン、フラーレン等のナノカーボン材料は、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、レジスト材料等への利用が大きく期待されている。

【0003】

例えば、電子デバイスの製造の分野においては、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、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、ＣＮＴの分散液の分散性向上への要望が高まっている。また、リチウムイオン二次電池、アルカリイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、又はリチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスの製造においては、より導電性の高いカーボンナノチューブ、グラフェン等のナノカーボン材料を利用することが求められている。しかし、これらのナノカーボン材料は、自身の高いファンデルワールス相互作用によるバンドル化のために、分散媒への分散が非常に困難であるという問題がある。

【0004】

特許文献１は、簡便にかつ短時間で製造可能な、ＣＮＴが安定に分散した、ＣＮＴ分散液の提供を解決課題として、水素結合により超分子錯体を形成可能な平面状分子を含有する可溶化剤と、カーボンナノチューブとを粉砕した粉砕混合物に、有機溶媒を添加することにより得られるＣＮＴ分散液を開示している。前記可溶化剤は、例えば、バルビツール酸とトリアミノピリミジン誘導体とを含有する。特許文献２は、炭素材料を含む二次電池電極用組成物において、炭素数が４以上３０以下の脂肪族炭化水素基を有する（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸アルキルエステルのエチレンオキサイド付加物（ｈ）とを重合してなる共重合体を分散剤として含むことを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１６９０９４号公報

【特許文献2】特開２０１５−１３５７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、前記可溶化剤又は前記分散剤を用いても、分散媒に対するナノカーボン材料の分散性は十分ではなかった。

【0007】

本開示は、ナノカーボン材料を良好に分散できる分散剤組成物、及びこれを用いたナノカーボン材料分散液を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、一態様において、下記構成単位Ａと下記構成単位Ｂを含有する重合体と、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒とを含む、分散剤組成物に関する。
前記構成単位Ａ：少なくとも４つの水素結合を形成することが可能な構造を有する不飽和単量体由来の繰返し単位
前記構成単位Ｂ：重量平均分子量が１万以上１０万以下のホモポリマーを形成した場合に、当該ホモポリマーの前記分散媒に対する溶解度が２０℃で２０（ｇ/１００ｇ分散媒）以上となる、不飽和単量体由来の繰り返し単位

【0009】

本開示は、別の態様において、ナノカーボン材料と、本開示の分散剤組成物とを含む、ナノカーボン材料分散液に関する。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、ナノカーボン材料を良好に分散できる分散剤組成物、及びこれを用いたナノカーボン材料分散液を提供できるという効果を奏し得る。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示は、一態様において、下記構成単位Ａと下記構成単位Ｂを含有する重合体と、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒とを含む、分散剤組成物に関する。
前記構成単位Ａ：少なくとも４つの水素結合を形成することが可能な構造を有する不飽和単量体由来の繰返し単位
前記構成単位Ｂ：重量平均分子量が１万以上１０万以下のホモポリマーを形成した場合に、当該ホモポリマーの前記分散媒に対する溶解度が２０℃で２０（ｇ/１００ｇ分散媒）以上となる、不飽和単量体由来の繰り返し単位
本開示によれば、分散媒におけるナノカーボン材料の分散性を向上できる。

【0012】

本開示の効果発現のメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のことが推定される。
本開示に係る分散剤組成物が、ナノカーボン材料への高い吸着性を有するユニットを含む構成単位Ａと、分散媒への高い溶解性を有するユニットを含む構成単位Ｂとを含む重合体を含んでいるので、構成単位Ａにより、分散媒中での重合体のナノカーボン材料への吸着が効率的に行われ、構成単位Ｂにより、ナノカーボン材料の分散状態の保持と凝集抑制が良好に行われ、その結果、分散媒におけるナノカーボン材料の分散性が向上するものと考えられる。但し、これらは推定であって、本開示はこれらメカニズムに限定して解釈されなくてもよい。

【0013】

［ナノカーボン材料］
本開示における分散剤組成物への分散対象であるナノカーボン材料は、例えば、カーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と称する場合もある。）、グラフェン、及びフラーレンから選ばれる少なくとも１種である。ＣＮＴは、グラフェンシートを円筒状に丸めた構造をしており、例えば、特開２００１−４８５１１号公報に記載のものが挙げられる。また、フラーレンは、水への分散性等の物理的性質がＣＮＴと類似する、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であり、フラーレンとしては、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。また、ナノカーボン材料は、ボロンや窒素等の異種元素がドープされたものであってもよい。

【0014】

［分散剤組成物］
［分散媒］
本開示の分散剤組成物に含まれる分散媒は、当該分散剤組成物にナノカーボン材料を添加した場合にナノカーボン材料を分散可能とし、前記重合体が溶解する分散媒である。前記分散媒は、水系分散媒、非水系分散媒のいずれであってもよい。

【0015】

（水系分散媒）
水系分散媒は、主として水を含む。水は、含まれるイオンや金属等の不純物の影響回避の観点から、イオン交換水又は蒸留水が好ましく、イオン交換水がより好ましい。水系分散媒は、水以外に、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の炭素数が８以下、好ましくは炭素数が４以下の低級アルコールを含んでいてもよいが、水からなると好ましい。水系分散媒が、水と水以外の分散媒との併用（混合分散媒）である場合、水系分散媒における、水の割合は、ナノカーボン材料の分散性の向上の観点から、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上であり、そして、好ましくは９９．９質量％以下、より好ましくは９９．６質量％以下、更に好ましくは９９．３質量％以下である。

【0016】

（非水系分散媒）
非水系分散媒としては、好ましくは、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、アニソール、及びプロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテート（ＰＧＭＥＡ）から選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは実質的にＮＭＰであり、さらに好ましくはＮＭＰである。分散剤組成物の使用用途によって分散媒は種々使い分けることが可能である。特に、分散剤組成物を非水系の二次電池の製造に用いる場合はＮＭＰが好ましい。

【0017】

本開示の分散剤組成物に含まれる分散媒の含有量は、分散剤組成物の使用用途等に応じて適宜設定されるが、後述する重合体、及び必要に応じて添加される任意成分を除いた残余であればよい。

【0018】

［重合体］
（構成単位Ａ）
構造単位Ａは、少なくとも４つの水素結合を形成することが可能な構造（以下、「四重水素結合単位」ということがある。）を有する不飽和単量体由来の繰返し単位である。当該四重水素結合単位がナノカーボン材料に吸着するか、或いは、２つの四重水素結合単位同士が二量体を形成した状態でナノカーボン材料に吸着する。

【0019】

当該四重水素結合単位は、分散媒中でのナノカーボン材料への吸着性向上の観点から、下記式（１）又は（２）で表される構造であることが好ましい。
Ａ−Ｃ−Ａ−Ｃ−Ｄ−Ｃ−Ｄ （１）
Ａ−Ｃ−Ｄ−Ｃ−Ａ−Ｃ−Ｄ （２）
ここで、Ａは水素受容部分、Ｄは水素供与部分、Ｃは炭素原子を示す。Ｃ−Ｄ間の結合は単結合、Ｃ−Ａ間の結合は二重結合又は単結合を表す。

【0020】

例えば、式（１）で表される２つの四重水素結合単位が存在する場合、一方の四重水素結合単位における２つのＡが、他方の四重水素結合単位における２つのＤと水素結合することができる。また一方の四重水素結合単位における２つのＤが、他方の四重水素結合単位における２つのＡと水素結合することができる。この二量体構造とナノカーボン材料の相互作用、または、四重水素結合単位とナノカーボン材料との相互作用により、分散媒中で構成単位Ａがナノカーボン材料に効率的に吸着することが可能になると推定される。同様の理由で、式（２）で表される構成単位Ａの場合も、分散媒中でナノカーボン材料へ効率的に吸着可能になると推定される。前記不飽和単量体由来の繰返し単位は、単一種であってもよいし、２種以上が混合していてもよい。

【0021】

構成単位Ａのナノカーボン材料への吸着性向上の観点から、上記式（１）又は（２）において、「Ｃ−Ａ−Ｃ」は好ましくは「Ｃ＝Ｎ−Ｃ」を表し、また、「Ｃ−Ａ」は「Ｃ＝Ｏ」を表す。また、同様の観点から、上記式（１）又は（２）において、「Ｄ−Ｃ」は、好ましくは「−ＮＨ−Ｃ」又は「ＨＯ−Ｃ」を表す。

【0022】

上記構成単位Ａは、それぞれ独立に、下記式（３）で表される構造、下記式（４）で表される構造、又はこれらの構造の互変異性体で表される構造のいずれかである四重水素結合単位含有構造において、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³の少なくとも１つを、結合手及び連結基の少なくとも１つを介して他の構成単位に結合させた構造における、当該四重水素結合単位含有構造並びに当該結合手及び連結基の少なくとも１つよりなる構成単位Ａ’であることが好ましい。

【0023】

【化1】

【0024】

式（３）及び（４）中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、それぞれ独立に、好ましくは水素、炭素数１以上２０以下のアルキル基、炭素数６以上１２以下のアリール基、炭素数７以上１２以下のアリールアルキル基、又は炭素数７以上１２以下のアルキルアリール基である。Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、それぞれ独立に、更に好ましくは水素、又は炭素数１以上２０以下のアルキル基である。当該アルキル基の炭素数は、分散媒におけるナノカーボン材料の分散性向上の観点から、より好ましくは１０以下、更に好ましくは４以下、より更に好ましくは２以下、より更に好ましくは１である。

【0025】

第一の好ましい実施形態においては、式（３）、式（４）又はこれらの互変異性体に由来する構成単位は、Ｒ¹を、結合手及び連結基の少なくとも１つを介して他の構成単位に結合させたものであることが好ましい。

【0026】

第二の好ましい実施形態においては、式（３）、式（４）又はこれらの互変異性体に由来する構成単位は、Ｒ¹及びＲ²を、結合手及び連結基の少なくとも１つを介して他の構成単位に結合させたものであることが好ましい。

【0027】

（不飽和単量体）
構成単位Ａは、下記式（５）で表される不飽和単量体に由来する構成単位であることが好ましい。

【0028】

【化2】

【0029】

式中、Ｒ¹²、Ｒ¹³は、それぞれ独立に、好ましくは水素、又は炭素数１以上２０以下のアルキル基、より好ましくは水素又はメチル基である。更に好ましくはＲ¹²がメチル基、Ｒ¹³が水素である。
Ｒ¹⁴は、好ましくは水素又はメチル基、より好ましくはメチル基である。
Ｒ¹¹は、好ましくは炭素数１以上１２以下のアルキレン基又はＲ¹⁵−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ¹⁶で表される基、より好ましくは炭素数１以上１２以下のアルキレン基、更に好ましくは炭素数１以上３以下のアルキレン基、より更に好ましくはエチレン基である。
Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶は、それぞれ独立に、好ましくは炭素数１以上１２以下のアルキレン基である。
前記式（５）で表される不飽和単量体の好ましい具体例は、次のとおりである。

【0030】

【化3】

【0031】

【化4】

【0032】

（式（５）で表される不飽和単量体の製造）
式（５）で表される不飽和単量体の製造方法は、例えば、少なくとも４つの水素結合の全部又は一部を形成する窒素含有化合物と、少なくとも重合性官能基及び当該窒素含有化合物に結合可能な反応性基を有する重合性化合物と、を反応させることにより、好適に製造することができる。

【0033】

窒素含有化合物としては、好ましくは、イソシトシン誘導体（２−アミノ−４−チミドン誘導体）、トリアジン誘導体、又はこれらの誘導体の互変異体である。より好ましくは、窒素含有化合物は、アルキル基又はオリゴエチレングリコール基を６位に有するイソシトシン、更に好ましくは、メチル基又はエチルへキシル基を６位に有するイソシトシン、より更に好ましくはメチル基を６位に有するイソシトシンである。

【0034】

また、少なくとも２つの重合性官能基を有する重合性化合物としては、好ましくはエチレン性不飽和基及びイソシアネート基の少なくとも２つを有する重合性化合物、より好ましくはエチレン性不飽和基の少なくとも１つ及びイソシアネート基の少なくとも１つを有する重合性化合物、更に好ましくはアルキレン基の両末端のうち一方の末端にエチレン性不飽和基が結合され他方の末端にイソシアネート基が結合されてなる重合性化合物である。

【0035】

上記エチレン性不飽和基としては、好ましくは（メタ）アクリル基、より好ましくはメタクリル基である。

【0036】

上記アルキレン基としては、好ましくは炭素数１以上１２以下のアルキレン基、より好ましくは炭素数２以上６以下のアルキレン基、更に好ましくは炭素数２以上４以下のアルキレン基、より更に好ましくはエチレン基である。

【0037】

（構成単位Ａの含有量）
構成単位Ａの含有量は、ナノカーボン材料への吸着性向上の観点から、重合体中、好ましくは５ｍｏｌ％以上、より好ましくは１０ｍｏｌ％以上、更に好ましくは２０ｍｏｌ％以上である。また、構成単位Ａの含有量は、重合体の分散媒への溶解性向上の観点から、重合体中、好ましくは５０ｍｏｌ％以下、より好ましくは４５ｍｏｌ％以下、更に好ましくは４０ｍｏｌ％以下である。また、構成単位Ａの含有量は、重合体の各種分散媒への溶解性によって、種々選択することができる。例えば、前記分散媒が水系分散媒である場合、構成単位Ａの含有量は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、重合体中、好ましくは５ｍｏｌ％以上、より好ましくは８ｍｏｌ％以上、更に好ましくは１０ｍｏｌ％以上であり、前記分散媒が、非水系分散媒である場合、重合体中、好ましくは１５ｍｏｌ％以上、より好ましくは２０ｍｏｌ％以上、更に好ましくは３０ｍｏｌ％以上である。構成単位Ａの含有量は、公知の分析方法又は分析装置によって求めることができる。構成単位Ａが２種以上のモノマーＡ由来の構成単位からなる場合、構成単位Ａの含有量はそれらの合計含有量をいう。

【0038】

（構成単位Ｂ）
構成単位Ｂは、構成単位Ｂの重量平均分子量が1万以上１０万以下のホモポリマーを形成した場合に、当該ホモポリマーの、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒に対する溶解度が２０℃で２０（ｇ/１００ｇ分散媒）以上となる、不飽和単量体由来の繰り返し単位である。

【0039】

構成単位Ｂは、ナノカーボン材料を分散させるための分散媒への溶解性が高いユニットとして、オキシアルキレン基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基、カルボニル基、カルボキシル基、アゾ基、ニトロ基、チオール基、スルホ基、アルデヒド基、アルキル基、及びアリール基から選ばれる少なくとも１種を含む不飽和単量体由来の繰返し単位である。分散媒が、水系分散媒である場合、前記ユニットは、構成単位Ａのナノカーボン材料への非吸着阻害性という観点から、好ましくは、オキシアルキレン基、基、ヒドロキシ基、アミド基、カルボニル基、及びチオール基のような非イオン性基から選ばれる少なくとも１種であり、非水系分散媒である場合、前記ユニットは、分散媒への溶解性向上の観点から、好ましくは、オキシアルキレン基、アルキル基、及びアリール基から選ばれる少なくとも１種である。

【0040】

［オキシアルキレン基］
オキシアルキレン基の炭素数は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは４以下、より好ましくは３以下、更に好ましくは２以下である。

【0041】

オキシアルキレン基の平均付加モル数は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは４以上、より好ましくは６以上であり、そして、重合容易性、入手容易性の観点から、好ましくは５０以下、より好ましくは３０以下である。

【0042】

［アルキル基］
アルキル基の炭素数は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは１２以下、より好ましくは８以下、更に好ましくは４以下である。

【0043】

［アリール基］
アリール基の炭素数は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは１２以下、より好ましくは８以下、更に好ましくは４以下である。

【0044】

構成単位Ｂの具体例としては、単官能（メタ）アクリレートのアルキレンオキサイド付加物、及び単官能（メタ）アクリルアミドのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の単官能モノマー由来の構成単位が挙げられる。本開示において、単官能モノマーとは、不飽和結合を１個有するモノマーをいう。単官能モノマーは１種単独でもよいし、２種以上の組合せでもよい。本開示において、（メタ）アクリレートとは、メタクリレート又はアクリレートを意味する。構成単位Ｂは、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、これらの中でも、単官能メタクリレートのアルキレンオキサイド付加物及び単官能アクリレートのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも１種の単官能モノマー由来の構成単位が好ましく、単官能メタクリレートのアルキレンオキサイド付加物由来の構成単位がより好ましい。

【0045】

構成単位Ｂの供給源であるオキシアルキレン基を有する不飽和単量体は、合成の容易性の観点から、ポリエチレングリコールメタクリレート（ＰＥＧＭＡ）、ポリエチレングリコールアクリレート（ＰＥＧＡ）からなる群より選ばれる１種以上が好ましく、ＰＥＧＭＡが更に好ましい。

【0046】

構成単位Ｂの含有量は、分散媒への良好な溶解性発現の観点から、重合体中、好ましくは５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは５５ｍｏｌ％以上、更に好ましくは６０ｍｏｌ％以上である。また、構成単位Ｂの含有量は、重合体のナノカーボン材料への吸着性の観点から、重合体中、好ましくは９５ｍｏｌ％以下、より好ましくは９０ｍｏｌ％以下、更に好ましくは８０ｍｏｌ％以下である。構成単位Ｂの含有量は、公知の分析方法又は分析装置によって求めることができる。構成単位Ｂが２種以上のモノマーＢ由来の構成単位からなる場合、構成単位Ｂの含有量はそれらの合計含有量をいう。

【0047】

前記重合体中、構成単位Ａと構成単位Ｂのモル比（Ａ/Ｂ）は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは５/９５以上、より好ましくは１０/９０以上、更に好ましくは２０/８０以上であり、そして、重合体の分散媒への良好な溶解性の観点から、好ましくは５０/５０以下、より好ましくは４５/５５以下、更に好ましくは４０/６０以下である。

【0048】

（その他の構成単位）
前記重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位Ａ及び構成単位Ｂ以外の構成単位Ｃを含有してもよい。構成単位Ａ及び構成単位Ｂの合計の含有量は、前記重合体中、好ましくは８０ｍｏｌ％以上であり、より好ましくは９０ｍｏｌ％以上であり、更に好ましくは９９ｍｏｌ％以上であり、更により好ましくは実質的に１００質量％であり、更により好ましくは１００質量％である。なお、実質的に１００質量％とは、前記重合体中に構成単位Ａおよび構成単位Ｂ以外の構成単位が不可避的に混入する場合を含む意味である。

【0049】

（構成単位Ｃ）
構成単位Ｃは、イオン性基を有する不飽和単量体由来の繰返し単位、または、非イオン性基を有する不飽和単量体由来の繰り返し単位である。イオン性基を有する不飽和単量体由来の繰り返し単位は、アニオン性基を有する不飽和単量体に由来する繰返し単位、及びカチオン性基を有する不飽和単量体に由来する繰返し単位のいずれであってもよい。非イオン性基を有する不飽和単量体由来の繰り返し単位は、単官能（メタ）アクリレートに由来する繰り返し単位、単官能（メタ）アクリルアミドに由来する繰り返し単位、スチレン系の単官能モノマーに由来する繰り返し単位、及び窒素含有複素環を有する単官能モノマーのいずれかであってもよいし、２種類以上の組み合わせであってもよい。

【0050】

（アニオン性基を有する不飽和単量体）
アニオン性基を有する不飽和単量体としては、好ましくは不飽和カルボン酸モノマー又はその塩、不飽和スルホン酸モノマー又はその塩、及び不飽和リン酸モノマー又はその塩であり、より好ましくは不飽和カルボン酸モノマー又はその塩である。
前記不飽和カルボン酸モノマー又はその塩の具体例としては、好ましくは（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等又はこれらの塩である。このうち、入手性の観点から、より好ましくは（メタ）アクリル酸及びマレイン酸の少なくとも１種であり、更に好ましくは（メタ）アクリル酸である。

【0051】

これら不飽和カルボン酸モノマー由来の繰返し単位は、酸のままであってもよいし、一部又は全部が中和されたものであってよい。中和に使用する塩基化合物の具体例としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物；アンモニア；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、モルホリン、アミノメチルプロパノール、アミノエチルプロパンジオール等のアミン化合物等がある。これらのうち、グラフトポリマーのエタノール中での分散性の観点から、一部又は全部が中和されていることが好ましい。

【0052】

（カチオン性の不飽和単量体）
カチオン性不飽和単量体としては、アミノ基を有する不飽和単量体及び４級アンモニウム塩基を有する不飽和単量体から選ばれる１種以上が挙げられる。アミノ基を有する不飽和単量体の具体例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン及びこれらをＨ⁺Ｘ^-で表される酸で中和した構造が挙げられる。

【0053】

ここでＸ^-は、塩化物イオン、臭化物イオン等のハロゲン化物イオン；炭素数１以上３以下のアルキル硫酸イオン、酢酸イオン、乳酸イオン、安息香酸イオン、アジピン酸イオン、ギ酸イオン、リンゴ酸イオン、グリコール酸イオン等の有機酸イオン；等のアニオンを示す。

【0054】

また、４級アンモニウム塩基を有する不飽和単量体の具体例としては、Ｘ^-を対イオンに持つ（メタ）アクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム、（メタ）アクロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム、（メタ）アクロイルアミノエチルトリメチルアンモニウム、（メタ）アクロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム、ジアリルジメチルアンモニウム、１−エチル−４−ビニルピリジニウム、１，２−ジメチル−５−ビニルピリジニウム等が挙げられる。

【0055】

（非イオン性基を有する不飽和単量体）
単官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、エステル（メタ）アクリレートが挙げられ、具体的には、アルキルエステル（メタ）アクリレート、シクロアルキル基含有エステル（メタ）アクリレート、芳香族基含有エステル（メタ）アクリレート、水酸基含有エステル（メタ）アクリレート、及び窒素原子含有エステル（メタ）アクリレートから選ばれる１種又は２種以上の組合せが挙げられ、合成の容易性の観点から、上述した単官能（メタ）アクリレートの中でも、アルキルエステル（メタ）アクリレートが好ましく、炭素数１以上８以下のアルキルエステル（メタ）アクリレートがより好ましい。

【0056】

アルキルエステル（メタ）アクリレートとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ノルマルプロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ノルマルブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、セカンダリーブチル（メタ）アクリレート、ターシャリーブチル（メタ）アクリレート、ノルマルペンチル（メタ）アクリレート、ノルマルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0057】

シクロアルキル基含有エステル（メタ）アクリレートとしては、例えば、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロベンタニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0058】

芳香族基含有エステル（メタ）アクリレートとしては、例えば、ベンジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0059】

水酸基含有エステル（メタ）アクリレートとしては、例えば、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、アルコキシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0060】

窒素原子含有エステル（メタ）アクリレートとしては、例えば、アミノ基含有エステル（メタ）アクリレートが挙げられ、具体的には、Ｎ,Ｎ'−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ,Ｎ'−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【0061】

単官能（メタ）アクリルアミドとしては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ'−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられる。

【0062】

スチレン系の単官能モノマーとしては、例えば、スチレン等が挙げられる。

【0063】

窒素含有複素環を有する単官能モノマーとしては、例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等が挙げられる。

【0064】

（重量平均分子量）
前記重合体の重量平均分子量は、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは１万以上、より好ましくは１．５万以上、更に好ましくは２万以上であり、そして、合成の容易性の観点から、好ましくは３００万以下、より好ましくは２００万以下、更に好ましくは１５０万以下、より更に好ましくは１００万以下である。

【0065】

（重合体の製造）
前記重合体は、例えば、構成単位Ａの供給源であるモノマーＡ及び構成単位Ｂの供給源であるモノマーＢ、並びに必要に応じて構成単位Ｃの供給源であるモノマーＣを共重合させることによって製造できる。すなわち、前記重合体の製造方法は、一態様において、モノマーＡ及びモノマーＢ、並びに必要に応じてモノマーＣを含むモノマー混合物を重合させる重合工程を含む。

【0066】

重合方法としては、例えば、バルク重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法等を採用しうるが、より均一な組成の重合体を製造するために、溶液重合法が好ましい。前記重合工程では、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、重合安定性の観点から、水溶性の重合開始剤が好ましい。水溶性の重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等が挙げられる。前記重合工程における重合開始剤の使用量は、適宜設定できるが、モノマー全量に対し、０．０１質量％以上２質量％以下が好ましい。

【0067】

本開示において、前記重合体の全構成単位中の構成単位Ａの含有量は、重合に用いるモノマー全量に対する、モノマーＡの使用量の比と見なすことができる。前記重合体の全構成単位中の構成単位Ｂの含有量は、重合に用いるモノマー全量に対する、モノマーＢの使用量の比と見なすことができる。構成単位Ｂに対する構成単位Ａの含有量の比（Ａ／Ｂ）は、重合に用いるモノマー全量における、モノマーＢの使用量に対するモノマー（Ａ）の使用量の比と見なすことができる。前記重合体の全構成単位中の構成単位Ａ及び構成単位Ｂの合計含有量は、重合に用いるモノマー全量に対する、モノマーＡ及びモノマーＢの合計使用量の比と見なすことができる。前記重合体中の構成単位Ｃの含有量は、モノマー全量に対する、モノマーＣの使用量の比と見なすことができる。

【0068】

前記重合工程では、イオン交換水等の水を溶媒として用いることができる。前記重合工程における水の使用量は、適宜設定できるが、例えば、モノマー全量１００質量部に対し、４０質量部以上１５００質量部以下（重合固形分で６．２５〜７１．４質量％）とすることができる。

【0069】

重合条件としては、使用する重合開始剤、モノマー、溶媒の種類等によって適宜設定すればよい。例えば、重合反応は、窒素雰囲気下、６０〜１００℃の温度範囲で行うことができ、重合時間は、例えば、０．５〜２０時間と設定できる。

【0070】

本開示における前記重合体を構成する各構成単位の配列は、ランダム、ブロック、又はグラフトのいずれでもよい。ポリマーの組成分析は、例えば、ＮＭＲスペクトル、ＵＶ−ｖｉｓスペクトル、ＩＲスペクトル、アフィニティクロマトグラフィー等によって行うことができる。

【0071】

本開示の重合体の形態としては、粉体であってもよいし、重合体を前記溶媒に溶解させた重合体溶液であってもよい。

【0072】

（その他の任意成分）
本開示に係る分散液組成物は、本開示の効果を損なわない範囲で、前記重合体及びナノカーボン材料を分散可能とする分散媒以外に任意成分を含有してもよい。任意成分としては、例えば、界面活性剤、増粘剤、消泡剤、中和剤等が挙げられる。

【0073】

［分散剤組成物の製造方法］
本開示に係る分散剤組成物は、前記重合体、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒、及び必要に応じて上述した任意成分を公知の方法で配合することにより製造できる。すなわち、本開示は、少なくとも重合体と分散媒とを配合する配合工程を含む、分散剤組成物の製造方法（以下、「本開示に係る製造方法」ともいう）に関する。前記配合は、例えば、スターラー、ディスパー、ホモミキサー等の公知の混合装置を用いて行うことができる。前記配合工程における各成分の配合量は、上述の分散剤組成物中の各成分の含有量と同様とすることができる。

【0074】

本開示に係る製造方法は、構成単位Ａの供給源であるモノマーＡ及び構成単位Ｂの供給源であるモノマーＢを含むモノマー混合物を重合させて重合体を得る重合工程を含むことができる。本開示に係る製造方法の重合工程における、重合方法、重合に用いうる各成分の種類及びその使用量については、上述した重合体の製造と同様とすることができる。

【0075】

［ナノカーボン材料分散液］
本開示のナノカーボン材料分散液は、本開示の分散剤組成物とナノカーボン材料とを含む。本開示のナノカーボン材料分散液は、本開示の分散剤組成物を含んでいるので、ナノカーボン材料分散液におけるナノカーボン材料の分散性は良好である。

【0076】

ナノカーボン材料分散液における、ナノカーボン材料と重合体の質量比は、導電抵抗向上の観点から、好ましくは４０/６０以上、より好ましくは５０／５０以上、更に好ましくは６０/４０以上であり、ナノカーボン材料の分散性向上の観点から、好ましくは９５/５以下、より好ましくは９０／１０以下、更に好ましくは８０/２０以下である。

【0077】

ナノカーボン材料分散液における、ナノカーボン材料の濃度は、分散剤組成物の用途に応じて異なるが、例えば、導電性能発現の観点から、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１質量％以上であり、良好な分散性の確保の観点から、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１２質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下である。

【0078】

［用途］
本開示に係るナノカーボン材料分散液は、例えば、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ用導電剤、プリンタブルエレクトロニクス用導電インク材料、透明導電膜用導電インク材料、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、樹脂・ゴム用の導電性フィラー、増粘剤等に好適に使用される。

【0079】

［ナノカーボン材料分散液の製造方法］
本開示に係るナノカーボン材料分散液の製造方法は、本開示の分散剤組成物にナノカーボン材料を添加し、分散処理する工程を含む。分散処理は、分散剤組成物にナノカーボン材料全量を添加した後に行ってもよいし、分散剤組成物にナノカーボン材料を添加しながら行ってもよい。更に、本開示に係るナノカーボン材料分散液の製造方法は、本開示の分散剤組成物を調製する工程を含んでいてもよい。

【0080】

分散剤組成物へのナノカーボン材料の添加の際、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、ナノカーボン材料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重合体の使用量により一概には言えないが、本開示の製造方法によれば、例えば、ナノカーボン材料の濃度が０．１〜１５重量％程度の分散液を得ることができる。ナノカーボン材料を分散剤組成物に添加する際、その添加量の全部を一度に分散剤組成物に添加することもできるが、ナノカーボン材料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、ナノカーボン材料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ナノカーボン材料分散液を製造することができる。

【0081】

分散処理の方法としては、高効率化の観点からは、超音波処理が好適である。ナノカーボン材料からの分散剤成分（重合体）の脱吸着、ナノカーボン材料の再凝集等を抑制する観点から、分散処理の際、分散剤組成物及びナノカーボン材料が添加された分散剤組成物の温度は、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。超音波発生装置の好ましい出力は、例えば、２００〜５００μＡの範囲内の値である。分散処理を、超音波発生装置を用いて行う場合、本開示に係るナノカーボン材料分散液の製造方法は、ナノカーボン材料が添加された分散剤組成物を冷却する工程を更に含んでいてもよい。

【0082】

本開示は、さらに下記の組成物等に関する。
［１］ 下記構成単位Ａと下記構成単位Ｂを含有する重合体と、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒とを含む、分散剤組成物。
前記構成単位Ａ：少なくとも４つの水素結合を形成することが可能な構造を有する不飽和単量体由来の繰返し単位
前記構成単位Ｂ：重量平均分子量が１万以上１０万以下のホモポリマーを形成した場合に、当該ホモポリマーの前記分散媒に対する溶解度が２０℃で２０（ｇ/１００ｇ分散媒）以上となる、不飽和単量体由来の繰り返し単位
［２］ 少なくとも４つの水素結合を形成することが可能な構造が、下記式（１）又は下記式（２）で表される構造である、前記［１］に記載の分散剤組成物。
Ａ−Ｃ−Ａ−Ｃ−Ｄ−Ｃ−Ｄ （１）
Ａ−Ｃ−Ｄ−Ｃ−Ａ−Ｃ−Ｄ （２）
ただし、前記式（１）又は前記式（２）において、Ａは水素受容部分、Ｄは水素供与部分、Ｃは炭素原子を示す。Ｃ−Ｄ間の結合は単結合、Ｃ−Ａ間の結合は二重結合又は単結合を表す。
［３］ 前記式（１）又は（２）において、「Ｃ−Ａ−Ｃ」は好ましくは「Ｃ＝Ｎ−Ｃ」を、「Ｃ−Ａ」は好ましくは「Ｃ＝Ｏ」を、「Ｄ−Ｃ」は好ましくは「−ＮＨ−Ｃ」又は「ＨＯ−Ｃ」を表す、前記［２］に記載の分散剤組成物。
［４］ 構成単位Ｂは、オキシアルキレン基、ヒドロキシ基、アミノ基、アミド基、カルボニル基、カルボキシル基、アゾ基、ニトロ基、チオール基、スルホ基、アルデヒド基、アルキル基、及びアリール基から選ばれる少なくとも１種を含む、前記［１］から［３］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［５］ 構成単位Ｂは、好ましくは単官能（メタ）アクリレートのアルキレンオキサイド付加物、及び単官能（メタ）アクリルアミドのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる１種以上の単官能モノマー由来の構成単位、より好ましくはポリエチレングリコールメタクリレート（ＰＥＧＭＡ）、ポリエチレングリコールアクリレート（ＰＥＧＡ）から選ばれる少なくとも１種以上の単官能モノマー由来の構成単位、更に好ましくはポリエチレングリコールメタクリレート（ＰＥＧＭＡ）に由来の構成単位である、前記［１］から［４］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［６］ 構成単位Ａと構成単位Ｂのモル比（Ａ/Ｂ）が、好ましくは５/９５以上、より好ましくは１０/９０以上、更に好ましくは２０/８０以上であり、そして、好ましくは５０/５０以下、より好ましくは４５/５５以下、更に好ましくは４０/６０以下である、前記［１］から［５］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［７］ 前記重合体における前記構成単位Ａの含有量が、好ましくは５ｍｏｌ％以上、より好ましくは１０ｍｏｌ％以上、更に好ましくは２０ｍｏｌ％以上であり、そして、好ましくは５０ｍｏｌ％以下、より好ましくは４５ｍｏｌ％以下、更に好ましくは４０ｍｏｌ％以下である、前記［１］から［６］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［８］ 前記重合体中、構成単位Ａ及び構成単位Ｂの合計の含有量は、好ましくは８０ｍｏｌ％以上、より好ましくは９０ｍｏｌ％以上、更に好ましくは９９ｍｏｌ％以上、更により好ましくは実質的に１００質量％、更により好ましくは１００質量％である、前記［１］から［７］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［９］ 前記重合体の重量平均分子量が、好ましくは１万以上、より好ましくは１．５万以上、更に好ましくは２万以上であり、そして、好ましくは３００万以下、より好ましくは２００万以下、更に好ましくは１５０万以下、より更に好ましくは１００万以下である、前記［１］から［８］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［10］ 前記構成単位Ａが、下記式（５）で表される不飽和単量体由来の構成単位である、前記［１］から［９］のいずれかに記載の分散剤組成物。

【化5】

式中、Ｒ¹²、Ｒ¹³は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数１以上２０以下のアルキル基であり、
Ｒ¹⁴は、水素又はメチル基であり、
Ｒ¹¹は、炭素数１以上１２以下のアルキレン基又はＲ¹⁵−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−Ｒ¹⁶で表される基であり、
Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶は、それぞれ独立に、炭素数１以上１２以下のアルキレン基である。
［11］ 前記ナノカーボン材料が、カーボンナノチューブ、グラフェン、及びフラーレンから選ばれる少なくとも１種である、前記［１］から［10］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［12］ 前記分散媒が、水、又は、水と炭素数が８以下の低級アルコールとの混合分散媒である、水系媒体である、前記［１］から［11］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［13］ 前記分散媒が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、アニソール、及びプロピレングリコール−１−モノメチルエーテル−２−アセテートから選ばれる少なくとも１種である、前記［１］から［11］のいずれかに記載の分散剤組成物。
［14］ 少なくとも、下記構成単位Ａと下記構成単位Ｂを含有する重合体と、ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒とを配合する配合工程を含む、分散剤組成物の製造方法。
前記構成単位Ａ：少なくとも４つの水素結合を形成することが可能な構造を有する不飽和単量体由来の繰返し単位
前記構成単位Ｂ：重量平均分子量が１万以上１０万以下のホモポリマーを形成した場合に、当該ホモポリマーの前記分散媒に対する溶解度が２０℃で２０（ｇ/１００ｇ分散媒）以上となる、不飽和単量体由来の繰り返し単位
［15］ 構成単位Ａの供給源であるモノマーＡ及び構成単位Ｂの供給源であるモノマーＢを含むモノマー混合物を重合させて重合体を得る重合工程を更に含む、前記［14］に記載の分散剤組成物の製造方法。
［16］ ナノカーボン材料と、前記［１］から［13］のいずれかに記載の分散剤組成物とを含む、ナノカーボン材料分散液。
［17］ 前記ナノカーボン材料分散液における、ナノカーボン材料と重合体の質量比は、好ましくは４０/６０以上、より好ましくは５０／５０以上、更に好ましくは６０/４０以上であり、そして、好ましくは９５/５以下、より好ましくは９０／１０以下、更に好ましくは８０/２０以下である、前記［16］に記載のナノカーボン材料分散液。
［18］ 前記ナノカーボン材料分散液における、ナノカーボン材料の濃度が、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、更に好ましくは１質量％以上であり、そして、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１２質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下である、前記［16］又は［17］に記載のナノカーボン材料分散液。
［19］ 前記［１］から［13］のいずれかに記載の分散剤組成物のナノカーボン材料の分散への使用。

【実施例】

【0083】

以下、実施例により本開示を説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。

【0084】

１．重合体、分散剤組成物、及びＣＮＴ分散液の調製
表１に示す実施例１〜５、比較１〜２の重合体、分散剤組成物、及びＣＮＴ分散液の調製は下記のとおり行った。

【0085】

［実施例１］
還流冷却器、温度計、窒素導入管、攪拌装置を取り付けたセパラブルフラスコに、メタクリル酸イソシアナトエチル（東京化成工業（株））４８．８１ｇ、メチルイソシトシン（東京化成工業（株））３５．７９ｇ、ジメチルスルホキシド（和光純薬工業（株））２５３．００ｇを仕込んだ。窒素雰囲気下で、１６０℃に昇温し、３０分撹拌した。反応終了後、室温まで急冷すると、白色固体が析出した。これをメタノールで洗浄し、一晩減圧乾燥を行うことで、上記式（６）で表される不飽和単量体Ａ１（Ｕｐｙ−ＭＡ）を得た。

【0086】

次に、還流冷却器、温度計、窒素導入管、攪拌装置を取り付けたセパラブルフラスコに、前記不飽和単量体Ａ１（Ｕｐｙ−ＭＡ）を２．５２ｇ、ＰＥＧＭＡ（新中村化学製：ＮＫエステル−９０Ｇ、オキシエチレン基の平均付加モル数：９）を４０．１８ｇ、ジメチルスルホキシドを２３５ｇを仕込んだ。窒素雰囲気下で、６５℃に昇温し、３０分撹拌した。ジメチルスルホキシド５．００ｇに溶解させたＶ−６５Ｂ（2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitrile、重合開始剤、和光純薬工業製）０．０２ｇを投入し、そのままの温度で６時間撹拌した。終了後、室温まで冷却した。２Ｌのジエチルエーテルに反応液を全量投入すると、実施例１の重合体（分散剤）が析出した。表１に示すとおり、実施例１の重合体の重量平均分子量は８０万であり、実施例１の重合体の調製に用いた各成分のモノマー比（モル比）は、Ｕｐｙ−ＭＡ：ＰＥＧＭＡ＝１０：９０である。

【0087】

得られた重合体を水（ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒）に溶解させて、実施例１の分散剤組成物を得た。実施例１の分散剤組成物の各成分の含有量は、表１に示すとおり、前記重合体が０．５質量％、残余は水である。

【0088】

更に、実施例１の分散剤組成物に、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）を添加して、実施例１のＣＮＴ分散液を得た。ＣＮＴ分散液におけるＣＮＴの含有量は、１質量％であり、ＣＮＴ分散液中において、ＣＮＴと重合体（分散剤）との質量比が１対０．５とした。

【0089】

［実施例２］
表１に示すとおり、重合体の調製に用いた各成分のモノマー比（モル比）を、Ｕｐｙ−ＭＡ：ＰＥＧＭＡ＝３０：７０としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の重合体、分散剤組成物、及びＣＮＴ分散液を得た。

【0090】

［実施例３］
水（ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒）に代えて、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を用いたこと以外は実施例２と同様にして、実施例３の重合体、分散剤組成物、及びＣＮＴ分散液を得た。

【0091】

［実施例４］
重合体における、Ｕｐｙ−ＭＡに由来の構成単位Ａと、ＰＥＧＭＡに由来の構成単位のモル比が、５０対５０となるように、重合体の合成におけるＵｐｙ−ＭＡの使用量及びＰＥＧＭＡの使用量をＵｐｙ−ＭＡ：ＰＥＧＭＡ＝５０：５０としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の重合体、分散剤組成物、及びＣＮＴ分散液を得た。

【0092】

［実施例５］
水（ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒）に代えて、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を用いたこと以外は実施例４と同様にして、実施例５の重合体、分散剤組成物、及びＣＮＴ分散液を得た。

【0093】

［比較例１］
還流冷却器、温度計、窒素導入管、攪拌装置を取り付けたセパラブルフラスコに、ＬＭＡ（ラウリルメタクリレート）を６．３６ｇ、ＰＥＧＭＡ（新中村化学製：ＮＫエステル−９０Ｇ、オキシエチレン基の平均付加モル数：９）を１２．４０ｇ、ＮＭＰを１０１ｇを仕込んだ。窒素雰囲気下で、６５℃に昇温し、３０分撹拌した。ＮＭＰ５．０ｇに溶解させたＶ−６５Ｂ（2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitrile、重合開始剤、和光純薬工業製）０．０６ｇを投入し、そのままの温度で６時間撹拌した。終了後、室温まで冷却した。２Ｌのジエチルエーテルに反応液を全量投入すると、比較例１の重合体として、重量平均分子量が５．７万のポリマーが析出した。これをＮＭＰ（ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒）に溶解させ比較例１の分散剤組成物を得た。比較例１の重合体の調製に用いた各成分の量及び種類を表１に示す。比較例１の分散剤組成物の各成分の含有量は、前記重合体が０．５質量％、残余はＮＭＰである。

【0094】

更に、比較例１の分散剤組成物に、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）を添加して、比較例１のＣＮＴ分散液を得た。ＣＮＴ分散液におけるＣＮＴの含有量は、１質量％であり、ＣＮＴ分散液中において、ＣＮＴと重合体（分散剤）との質量比が１対０．５とした。

【0095】

［比較例２］
還流冷却器、温度計、窒素導入管、攪拌装置を取り付けたセパラブルフラスコに、ＢＭＡ（ブチルメタクリレート）を３．５６ｇ、ＰＥＧＭＡ（新中村化学製：ＮＫエステル−９０Ｇ、オキシエチレン基の平均付加モル数：９）を１２．４０ｇ、ＮＭＰを８５ｇを仕込んだ。窒素雰囲気下で、６５℃に昇温し、３０分撹拌した。ＮＭＰ５．０ｇに溶解させたＶ−６５Ｂ（2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitrile、重合開始剤、和光純薬工業製）０．０６ｇを投入し、そのままの温度で６時間撹拌した。終了後、室温まで冷却した。２Ｌのジエチルエーテルに反応液を全量投入すると、比較例２の重合体として、重量平均分子量が６．４万のポリマーが析出した。これをＮＭＰ（ナノカーボン材料を分散可能とする分散媒）に溶解させ比較例２の分散剤組成物を得た。比較例２の重合体の調製に用いた各成分の量及び種類を表１に示す。比較例２の分散剤組成物の各成分の含有量は、前記重合体が０．５質量％、残余はＮＭＰである。

【0096】

更に、比較例２の分散剤組成物に、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）を添加して、比較例２のＣＮＴ分散液を得た。ＣＮＴ分散液におけるＣＮＴの含有量は、１質量％であり、ＣＮＴ分散液中において、ＣＮＴと重合体（分散剤）との質量比が１対０．５とした。

【0097】

尚、比較例１及び比較例２の重合体は、いずれも水には溶けなかった。

【0098】

２．重合体等の物性について
実施例１〜５及び比較例１〜２の各重合体の重量平均分子量、構成単位Ｂのホモポリマーの溶解度を、各々下記のようにして求めた。

【0099】

［重量平均分子量］
実施例及び比較例の分散剤組成物の調製に用いた重合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、下記条件で測定した。
＜ＧＰＣ測定条件＞
カラム：α−Ｍ（昭和電工（株）製）２つを直列につないで使用
溶離液：５０ｍＭ ＬｉＢｒ／ＤＭＦ
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出器：ＲＩ
サンプル：５ｍｇ／ｍＬ、１００μＬ
ポリスチレン換算

【0100】

［構成単位Ｂのホモポリマーの溶解性］
表１に示したモノマーＢ（ＰＥＧＭＡ）のホモポリマー（重量平均分子量６．２万、エチレンオキシ基の平均付加モル数は９）の分散媒（水又はＮＭＰ）に対する溶解性は下記条件で確認した。
フラスコ中に蒸留水１００ｇを量りとり、そこへＰＥＧＭＡのホモポリマー２０ｇを投入した。室温で３時間、回転速度５００ｒｐｍで撹拌した後、１時間静置した。外観は均一透明な溶液であり、目視により溶け残りがないことを確認した。ＮＭＰについても同様に溶解試験を行い、目視により溶け残りがないことを確認した。

【0101】

３．評価
［分散性の評価］
実施例１〜５、比較例１〜２のＣＮＴ分散液に対し、室温で１０分間、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理をした。分散処理後の分散液に流動性があり、ゼータサイザー測定による分散粒径が１μｍ以内であれば、分散性あり（Ａ）と判断した。一方、１０分間分散処理をしても分散液に流動性が見られなかったものを分散性なし（Ｂ）とした。

【0102】

【表1】

【0103】

表１に示すように、ＣＮＴ分散液が、構成単位Ａと構成単位Ｂとを含む重合体（分散剤）を含んでいると、ＣＮＴ分散液における、ＣＮＴの分散性が向上することが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0104】

以上説明したとおり、ナノカーボン材料を良好に分散させることができる本開示の分散剤組成物は、電池を始め、リチウムイオンキャパシタやその他の蓄電デバイスや、電子デバイスの製造において有用である。