JP5646173B2 - 分散方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、連続相、特に少なくとも一つの分散媒に、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を分散させる方法に関すると共に、この方法において得られる分散自身、及びそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ:carbon nanotubes）は、微視的に小さいカーボンの管状構造（例えば、分子ナノチューブ）である。フラーレンの壁部又はグラファイトの平面のようなそれらの壁部は、カーボンから本質的に且つ排他的に構成され、六角形及びそれぞれの場合に３つの結合相手を有するハニカム状の構造を占有し、この構造は、炭素原子のｓｐ２交雑によって示される。
【０００３】
したがって、カーボンナノチューブは、いわゆるチューブを形成するために巻き上げられたグラファイトのカーボン面から得られる。前記炭素原子は、ハニカム状の六角形構造及びそれぞれの場合に３つの結合相手を形成する。理想的な六角形構造を有するチューブは、均等の厚さを有し、直線状であるが、曲げることも可能であり、五角形のカーボンリングを含む細くなるチューブであってもよい。グラファイトのハニカムネットワークがチューブ（「直線」又は「斜め」の）を形成するために巻かれる方法による螺旋状（例えば、ネジ状に巻かれたもの）及び非ミラー型対称構造、例えばキラル構造が存在する。
【０００４】
単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ又はＳＷＮＴ）と多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ又はＭＷＮＴ）の間、開放又は閉鎖カーボンナノチューブ（すなわちフラーレン構造の一部である「キャップ」を有するもの）の間、空又は充填（すなわち、例えば銀、液体鉛、希ガス等で）カーボンナノチューブの間が、区別される。
【０００５】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の直径は、数ナノメータ（例えば、１〜５０ｎｍ）の範囲内であるが、すでに唯一０．４ｎｍのチューブ直径を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が提供されている。それぞれのチューブについて数ミクロンから数ミリメータ以上及び管巣については数センチメートルの範囲内の長さが、既に得られている。
【０００６】
構造に詳細によって、カーボンナノチューブに関する電気的導通性は、金属的又は半導体的である。カーボンナノチューブが、低い温度で超伝導であることは公知である。
【０００７】
半導体性のカーボンナノチューブを有するトランジスター及び簡単な回路は、既に製造されている。さらに、異なるカーボンナノチューブから複雑な回路を特別に製造することが試みられてきた。
【０００８】
カーボンナノチューブの機械的特性は、優れている。カーボンナノチューブは、−例えば、１．３〜１．４ｇ／ｃｍ３の密度について−数メガパルカル（ＭＰａ）の大きな引っ張り強度を有する。これと比較して、鋼の場合、少なくとも７．８ｇ／ｃｍ３の密度で、単に約２ＭＰａの最大引っ張り強度を有するものである。このように、密度に対する引っ張り強度の比率を数学的に与えるならば、所定のカーボンナノチューブについて、鋼の場合の１３５倍以上である。
【０００９】
電子技術分野における特別な利点は、電流定格及び電気的熱的導通性である。電流定格は、銅線の場合に約１０００倍高いことが推定され、室温時の熱伝導は、ダイヤモンドよりも約２倍である。カーボンナノチューブは半導体でもあるので、それは高電圧及び高温に耐え−これによってシリコントランジスターよりも高いクロック周波数を有する−優れたトランジスターを製造するために使用される。機能的なトランジスターは、既にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）から製造されている。さらに、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、不揮発性メモリを得るために使用される。また、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は計測学の分野においても使用される（例えば、トンネル顕微鏡をスキャンすること）。
【００１０】
それらの機械的電気的特性に基づいて、カーボンナノチューブは、プラスチックにも適用できることがわかった。その結果として、たとえばプラスチックの機械的特性を大きく改善することができる。さらに、これによって、電気的に導通するプラスチックを製造することが可能となる。
【００１１】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、商業的に利用性が高く、大企業（たとえば、Bayer Material Science AG,ドイツ；CNT Co. Ltd.,中国；Cheap Tubes Inc. アメリカ；及びNanocyl S. A.;ベルギー）によって供給される。対応する製造工程は、熟練者のそれと類似する。たとえば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、カーボン電極間のアーク放電によって準備され、たとえばレーザー除去（蒸発作用）によって、又は炭化水素の触媒分解によってグラファイトから開始される（化学的真空メッキ、短縮形CVD）。
【００１２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に関する上述した特性及びこれらの特性から生じる可能な応用は、大きな興味を生じた。特に、応用の範囲について、容易に扱いやすい形で、好ましくは分散の形で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が提供される必要がある。
【００１３】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、大変高いアスペクト比を有し、高い凝集した且つ/又は螺旋状の形で存在することから、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が安定した分散に変換するのが大変難しいので、大きな挑戦を提案する。
【００１４】
それゆえに、従来技術において、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を安定して分散させるためのたくさんの試みがあった。しかしながら、従来技術から知られた方法は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の安定した凝縮された分散を生じるために適切でない：多くの場合、従来技術の方法は、貯蔵安定分散を生じず、さらに、従来の分散におけるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の濃度は、通常極端に小さい。
【００１５】
このように、所定の従来技術による方法は、最初にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の表面を改質することを目的として、高価で不便な事前の前処理によって分散され、特に表面の極性を作成するために、連続した分散を促進する。カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を改質するために最適な方法は、たとえば、酸化加工、特に化学的前処理、ハロゲン化、又はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の表面を改質する別の極性化加工である。たとえば、それらの分散に先立つカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の表面の事前のフッ素処理を提供するこの種の方法は、たとえばアメリカ特許第６，８２７，９１８号に記載されている。
【００１６】
これらの方法の不利益点は、高価であり且つ不便な前処理であり、特に工業的スケールで実行されるとき、それは結果としてより困難な方法の実行を生じ、非常に高い費用を必要とすることである。
【００１７】
また、従来技術に記載された方法は、水溶性ポリマー材料の存在により、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を溶性分散に変換する（たとえば、アメリカ特許公開２００４／０１３１８５９及び国際公開ＷＯ０２／０７６８８８Ａ１）。しかしながら、これらの方法は、一方で広く使用されることがなく、代わりに溶性分散媒体に制限されること、それらが単に相対的に低いカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）含有量を有する分散を生じるという不具合点を有するものである。２つの上述した公報の一般的な目的は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の再分散粉末へのそこに記載された分散の転化である。
【００１８】
通常、上述した従来技術の方法は、結果としてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の均質でない分散を生じ、また長い期間の安定性の欠如を生じるとともに、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の低い濃度又は含有量を生じる。さらに、純粋の分散媒体と比較して、従来技術の分散は、粘度の極端に高い上昇を示すとともに、約１重量％までのカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の低い粒子含有量を示す。
【００１９】
工業的実行に関して、これら従来技術の分散は、大きな不利益点を伴うため、結果としていろいろな媒体においてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の改善された分散についての要求が増えてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】 アメリカ特許第６，８２７，９１８号
【特許文献２】 アメリカ特許公開２００４／０１３１８５９
【特許文献３】 国際公開ＷＯ０２／０７６８８８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
それゆえに、本願発明の目的は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を行う方法を提供することであり、上述した不利益点及び従来技術による不利益点を少なくとも実質的に防止し又は少なくとも抑制することを目的とするものである。
【００２２】
本願発明のさらなる目的は、対応する従来技術の分散と比較して改善された特性、特に貯蔵安定性、且つ／又は、有効な流動性のような良好な管理性を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本出願人は、もしカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、連続相、特に少なくとも一つの分散媒体において、少なくとも一つの溶剤（分散剤）の存在において、分散に十分なエネルギーの入力を導入することで、分散させるならば、上述した課題が十分に解決できることを見いだした。
【００２４】
高いエネルギー入力、特に高い剪断力と相互作用する適当な溶剤（分散剤）の組み合わせを介して、十分に高い濃度及びさまざまな分散媒体において、安定して分散するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の簡易で安価な方法を提供することが可能となることが、この方法において現実となったことが見いだされた。
【００２５】
そのため、上述された課題を解決するために、本願発明は、請求項１に記載された分散方法を提案する。さらに、本願発明の方法の利益的な特徴は、対応する従属請求項の主題である。
【００２６】
本願発明のさらなる主題は、本願発明の方法によって得られたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散であり、且つ分散自体を示す対応する請求項において定義され又は記載されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散である。
【００２７】
さらに、本願発明のさらなる主題は、本願発明の方法によって取得可能なカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散の使用であり、そのような使用は対応する請求項において定義され又は記載されたものである。
【００２８】
したがって、本願発明の第1の様相は、連続相、特に少なくとも一つの分散媒体においてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を分散する方法、言い換えると、連続相において、特に少なくとも一つの分散媒体において、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を準備する方法であり、前記カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の事前の前処理なしに、連続相、特に少なくとも一つの分散剤において、分散するのに十分なエネルギー入力の導入によって、少なくとも一つの溶剤（分散剤）の存在において、分散されるものである。
【００２９】
分散の概念に関して、本願発明の状況において使用されるように、分散の概念が、一つの相（いわゆる分散媒体）が連続し、且つ少なくとも一つのさらなる相（いわゆる分散された相又は分散質；この場合はカーボンナノチューブ）が微細に分割される２つ以上の相の系（すなわち分散系）に関する指摘であることによって、１９７２年7月のＤＩＮ５３９００で特に参照される。本願発明の状況において、分散の概念は、懸濁の状態、すなわち液体中に不溶性微粒子固体が分散している状態に関して排他的に指摘される。
【００３０】
本願発明に関して使用されるように、分散剤、分散添加剤、界面活性剤（湿潤剤）等として同義語として示される溶剤の概念は、一般的に、２つの成分−分散される粒子及び溶剤−の間の界面張力を低下させることによって、且つ界面活性を低下させることによって、分散媒体に粒子の分散を容易にする物質を示す。結果として、使用において溶剤（分散剤）には、たくさんの同義語的意味があり、たとえば、それは、分散添加剤、反沈降剤、界面活性剤、洗浄剤、懸濁又は分散補助剤、乳化剤等である。溶剤の概念は、分散媒体の概念と混合させるべきではなく、後者は分散の連続相を意味する（いわゆる液体、連続した分散媒体）。本願発明に関して、溶剤は、付加的に、分散された粒子（いわゆるカーボンナノチューブ）を安定化させるために、いわゆる分散においてそれらを安定した状態に保持するために、及び効果的な方法においてそれらの再集合化を避けること又は少なくとも最小限にするために働くものであり、これにより、結果として生じる分散の所望の粘度を生じ、分散されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の濃度が高い場合ですら、容易に管理可能な流体系を実際に生じることができるものである。反対に、溶剤の使用がない場合には、結果として生じる分散の粘度が上昇するものであり、少なくとも相対的に高いカーボンナノチューブ濃度において、分散されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の望まれない再凝集化を生じ、それらの系が、あまりに高い粘度又はあまりに低い流動性を有することから、結果として決して処理しやすい系を生じないといえるものである。
【００３１】
また、「分散質」、「分散する」、「溶剤（分散剤）」、「分散系」及び「分散」という言葉については、たとえばロンプ化学辞典、第１０版、ゲオルグシーメ出版、シュタットガルト／ニューヨーク、第２巻、１９９７年、１０１４頁／１０１５頁を参照するとよい。また、そこに参照された文献については、その全体的な開示内容が引例によって示されているものである。
【００３２】
本願発明の方法の特色は、本願発明によって、分散処理が十分なエネルギー入力で実行されるという事実にみることができる（たとえば、剪断エネルギーの入力）；一方で、導入されるエネルギーは、分散に必要とされるエネルギーを提供し、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）によって形成される塊、集塊、螺旋を粉砕するのに十分でなければならず、他方で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の破壊が開始される以上の所定のレベルを超えてはならず、且つこれは、個々のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を安定化し、再凝縮化の発生を防止し、且つそれに続く分散を容易にする適当な溶剤（分散剤）の存在において、結果として生じる分散を安定化させる場合でなければならない。
【００３３】
本願発明の方法において、結果として生じる分散においてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の相対的に高い濃度をえることが可能とする。特に、本願発明の方法は、結果として生じる分散に基づいて、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に関して、５重量％以上の固体含有量を有する分散を生成するために使用される。一般的に、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、連続相において、結果として生じる分散に基づいて、１×１０−５重量％〜３０重量％、特に１×１０−４重量％〜２０重量％、好ましくは１×１０−３重量％〜１０重量％、より好ましくは１×１０−２重量％〜７．５重量％、さらに好ましくは１×１０−１重量％〜５重量％の量で分散される。
【００３４】
経済的に合理的な応用をするために、本願発明の方法は、所定の相対的に短い時間で実行され終了するべきであり、単位時間当たり所定のエネルギー入力が要求される。一般的には、本願発明の方法又は分散処理は、０．０１〜３０分、特に０．１〜２０分、好ましくは０．２〜１５分、より好ましくは０．５〜１０分、さらに好ましくは０．５〜５分間内で実行される。それにもかかわらず、特定の場合によって又は応用に関連して、本願発明の範囲から離れることなしに、上記に特定した時間から逸脱することも必要である。
【００３５】
上述したように、分散処理を実行するために、分散媒体に十分なエネルギー入力を行う必要があり、それは一方でカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の確実な分散を確保するのに十分でなければならず、他方で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）又はそれらの構造の破壊が生じるほど高くてはいけない。
【００３６】
要求されたエネルギー入力の供給は、超音波処理によって達成される。それにもかかわらず、他の可能性が本願発明により実施され、たとえばそれは高圧ノズルの応用であり、本願発明によれば超音波による処理が好ましい。
【００３７】
一般的に、導入されるエネルギー量は、広い範囲で変えることができる。特に、エネルギー量は、分散されるカーボンナノチューブの単位量当たりに導入されるエネルギーとして計算される導入されるように、５，０００〜５００，０００KJ/Kg、特に１０，０００〜５００，０００KJ/Kg、好ましくは１５，０００〜１００，０００KJ/Kg、より好ましくは２５，０００〜５０，０００KJ/Kgである。それにもかかわらず、その応用に関して、又は特定の場合の結果として、本願発明の範囲から離れることなしに、上述した数値から外れることも必要である。
【００３８】
一般的に、適切な分散処理は、結果として生じる分散のためのカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、連続相、特に分散媒体、及び溶剤（分散剤）と、且つまた、適切な場合、さらに分散の構成要素又は成分と接触する方法段階に先立つものであり、これらの構成要素がお互いに、対応するエネルギーの入力で、好ましくは各範囲によって均質化される。しかしながら、この目的のために要求されるエネルギー入力は、分散処理のためのものよりも小さいものであり、通常の攪拌又は混合処理は、この目的のためにそれで十分である。
【００３９】
一般的に、本願発明の方法は、連続相、特に分散媒体の沸点よりも低い温度で実行される。好ましくは、本願発明の方法は、１０℃〜１００℃、好ましくは１５℃〜７０℃の範囲内の温度で実行される。この場合、エネルギー入力は、結果として生じる分散の温度において増加するので、冷却することで分散処理を実行する必要がある。
【００４０】
上述したように、本願発明の利点は、分散処理が、分散されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の事前の前処理なしに、特に事前の酸化、化学処理（たとえば、硝酸、オゾン等のような酸化剤による）、熱処理、極性化、ハロゲン化等の処理なしに、実行されるという事実にみられる。
【００４１】
本発明の方法に関して、従来技術から知られた方法によって調製され、又は商業製品（たとえば、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen）として入手可能な所望のカーボンナノチューブを事実上使用することが可能である。
【００４２】
本願発明に使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、たとえば、炭層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ又はＳＷＮＴ）又は多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ又はＭＷＮＴ）、特に２層〜３０層、好ましくは３層〜１５層カーボンナノチューブであることが望ましい。
【００４３】
本願発明によって使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、０．４〜５０ｎｍ、特に１〜１０ｎｍ、好ましくは２〜６ｎｍの平均内部径、且つ／又は１６０ｎｍ、特に５〜３０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの平均外部径を有することが望ましい。本願発明に使用されるカーボンナノチューブは、０．０１〜１０００μｍ、特に０．１〜５００μｍ、好ましくは０．５〜２００μｍ、より好ましくは１〜１００μｍの平均長さを有することが望ましい。
【００４４】
さらに、本願発明に使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、少なくとも１ＧＰａ、特に少なくとも５ＧＰａ、好ましくは少なくとも１０ＧＰａのカーボンナノチューブ当たりの引っ張り強さ、及び／若しくは、少なくとも０．１ＴＰａ、特に少なくとも０．５ＴＰａ、好ましくは少なくとも１ＴＰａのカーボンナノチューブ当たりの弾性率、及び／若しくは、少なくとも５００Ｗ／ｍＫ、特に少なくとも１，０００Ｗ／ｍＫ、好ましくは少なくとも２，０００Ｗ／ｍＫの熱伝導率、及び／若しくは、少なくとも１０３Ｓ／ｃｍ、特に少なくとも０．５×１０４Ｓ／ｃｍ、好ましくは少なくとも１０４Ｓ／ｃｍの導電率を有することが望ましい。
【００４５】
一般的に、使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、０．１〜０．３ｇ／ｃｍ３の範囲内、特に０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲内、好ましくは０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の嵩密度を有し、多数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の塊又は集塊の形、特に高い螺旋状の形で存在する。
【００４６】
発明に適したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、商業的に入手可能であり、たとえば、Bayer MaterialScience AG, Leverkusenから入手可能である商品シリーズBaytubes（商標）（たとえば、Baytubes（商標）C150P）である。
【００４７】
連続相又は分散媒体に関するかぎりでは、原則的に本願発明に関して、水性ベース、有機ベース又は水性−有機−ベースの分散媒体を使用することが可能であり、引例は有機分散媒体を使用することを提示する。一般的に、使用される連続相は、分散状態下で、特に大気圧（１０１．３２５ＫＰａ）下で、且つ１０〜１００℃、好ましくは１５〜７０℃の温度範囲内で、液体凝集状態で存在する分散媒体である。
【００４８】
本発明の好ましい方法において、連続相として使用される分散媒体は、下記する基から選択される分散媒体である；(i) アルコール、特に、メタノール、エタノール、ブタノール、エチルヘキサノール、デカノール、イソトリデシルアルコール、ベンジルアルコール、プロパルギルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、オキソ法アルコール、ネオペンチルアルコール、シクロヘキサノール、脂肪酸アルコール及びジオール等の直鎖、分枝又は環式の一価又は多価アルコール、及びグリコール等のポリオール；(ii) ２−メトキシエタノール、モノフェニルジグリコール、フェニルエタノール、エチレングリコール、及びプロピレングリコールのようなエーテルアルコール；(iii) トルエン、キシレン及び脂肪族及び／若しくは脂環式ベンジン画分のような炭化水素、クロロホルム及びトリクロロエタンのような塩素化炭化水素；(iv) エーテル、特にジオキサン、テトラヒドロフラン及びポリアルキレングリコールジアルキルエーテルのような環式及び非環式エーテル；(v) カルボン酸エステル、特にエチルアセテート及びブチルアセテートのようなモノカルボン酸エステル、且つＣ２からＣ４ジカルボン酸（「二塩基エステル」）のジアルキルエステルのようなジカルボン酸又はポリカルボン酸エステル；(vi) エーテルエステル、特にエチルグリコールアセテート及びメトキシプロピルアセテートのようなアルキルグリコールエステル；(vii) ブチロラクトンのようなラクトン；(viii) 特にフタレンのような可塑剤；(ix) メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、及びアセトンのようなアルデヒド及びケトン；(x) ジメチルホルムアミドのようなアミド；(xi) Ｎ−メチルピロリドン；及び上述した分散媒体の混合物。
【００４９】
さらに、原則的に、分散媒体として、イオン化した液体又は超臨界流体として知られるものを使用することができる。同様に水は、本願発明に関して適当な分散媒体である。
【００５０】
発明に使用される分散剤に関する限りでは、それは、高分子分散剤、特に機能性ポリマーに基づく高分子分散剤であり、少なくとも５００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは少なくとも１，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは２，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するものである。特に、本願発明に使用される分散剤は、官能基及び／若しくは顔料結合性を有する基を有するポリマー及びコポリマー、ポリマー及びコポリマーのアルキルアンモニウム塩、酸性基を有するポリマー及びコポリマー、顔料結合性を有する基、特に顔料結合性を有する塩基性の基を有するブロックコポリマーのようなコムコポリマー及びブロックコポリマー、任意に改質されたアクルラートブロックコポリマー、任意に改質されたポリウレタン、任意に改質され且つ／又は塩化されたポリアミン、リン酸エステル、エトキシラート、脂肪酸ラジカルを有するポリマー及びコポリマー、エステル交換ポリアクリラートのような付加的改質ポリアクリラート、酸官能性ポリエステル、ポリリン酸塩のような付加的改質ポリエステル、及びそれらの混合物からなる群から選択されることが望ましい。
【００５１】
さらに、原則として、本願発明に最適な分散剤として、その目的のために知られているすべての分散剤、界面活性剤、湿潤剤等を使用することが可能である。
【００５２】
本願発明の好ましい方法において、分散剤として選択された化合物は、公報ＥＰ１５９３７００Ｂ１、ＥＰ０１５４６７８Ｂ１、ＥＰ０３１８９９９Ｂ１、ＥＰ０２７０１２６Ｂ１、ＥＰ０８９３１５５Ｂ１、ＥＰ０４１７４９０Ｂ１、ＥＰ１０８１１６９Ｂ１、ＥＰ１６５０２４６Ａ１、ＥＰ１４８６５２４Ａ１、ＥＰ１６４０３８９Ａ１、ＥＰ０８７９８６０Ｂ１、ＷＯ２００５／０９７８７２Ａ１、及びＥＰ１４１６０１９Ａ１において記載された種類の化合物であり、たとえば、ａ）ウレタジオン基を有する１つ以上のポリイソシアナートと、ｂ）ＸＨがイソシアナート反応性基であり、且つ、Ｙが、イソシアナート反応性でなく、１つ以上の脂肪族、脂環式、脂肪族及び／若しくは芳香族基を具備するモノマー又はポリマー基であり、Yが、２０，０００ｇ／ｍｏｌ以下の数平均分子量を有し、且つ、ｎは、１，２又は３である化学式（Ｉ）
Ｙ−（ＸＨ）ｎ （Ｉ）
で示される１つ以上の化合物であって、ｎが化学式（Ｉ）の化合物の少なくとも５０モル％については１であり、前記ａ）で示される化合物の自由イソシアナート基のすべてが、化学式（Ｉ）の化合物と反応して、ウレタジオン基を有する中間媒体を得ることができると共に、該ウレタジオン基がそれに続いて、ｃ）Ｒが、水素又は１から４個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝アルキル基であり、且つ、Ｚが、脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族塩基性ラジカルである化学式（ＩＩ）
Ｚ−ＮＨＲ （ＩＩ）
で示される１つ以上の化合物と反応し、この反応の後、アミノ基に対して反応可能な化合物と反応する反応生成物に、反応性アミノ基がまだ存在する添加化合物から、且つ、これらの添加物の塩又は四級化生成物から、前記分散剤が選択されることが望ましい。
【００５３】
また、前記Ｙは、Ｏ、Ｓ及び／若しくはＮのヘテロ原子且つ／又はエーテル、ウレタン、炭酸塩、シロキサン及び／若しくはエステル基を有し、且つ水素がハロゲンの代わりに使用されることが望ましい。
【００５４】
さらに、前記Ｚは、
Ａ） 脂肪族及び／若しくは脂環式基が少なくとも１つの第三アミノ基を有すること、又は
Ｂ） ヘテロ環式基が、水素を有さない少なくとも１つの基礎環窒素原子を有し、ヘテロ環式基が、有機結合基を介して前記ＮＨＲに結合されること、又は
Ｃ） 任意に改質されたポリアミン及び／若しくはポリイミンのラジカルの少なくとも1つの限定を有することが望ましい。
【００５５】
さらにまた、Ｚ−ＮＨＲとして使用される化合物は、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ｎ＞５であるNH 2 -(C 2 H 4 NH) n -C 2 H 4 -NH 2 の化学式で示されるより高い線形凝縮物、分枝ポリ−（Ｃ ２ −Ｃ ４ ）−アルキレンアミン、第三アミノ基及び１，０００，０００ｇ／ｍｏｌまでの数平均分子量を有するポリ（Ｃ ２ −Ｃ ４ ）−アルキレンアミン、又はそれらアミンの混合物からなる群から選択される化合物であることが望ましい。
【００５６】
また、第三アミノ基を有する分枝ポリ−（Ｃ ２ −Ｃ ４ ）−アルキレンアミンの場合、前記化合物が、アジリジンポリマー（ポリポリエチレンエチレンイミン）であること、且つ／又は、存在する自由反応性アミノ基が、エポキシ基、炭酸塩、カルボン酸及び／若しくはα，β−不飽和化合物と反応されること、且つ／又は、使用される化学式（Ｉ）の化合物が、ヒドロキシ官能性ポリエーテル、ヒドロキシ官能性ポリエステルであり、及び／若しくは２〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかが、ハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換される脂肪族及び／若しくは脂環式アルコールであること、且つ／又は、ウレタジオン基を有するポリイソシアナートが、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート及び／若しくはトリレンジイソシアナートに基づいたジイソシアナートの環式二量化生成物であることが望ましい。
【００５７】
さらに、使用される分散剤は、溶剤の存在で、且つ付加的に反応性触媒の存在で、ポリイソシアナート、ヒドロキシ化合物、ツェレビチノフ水素及び少なくとも1つの窒素含有塩基性基を含む化合物、及びアミン水素を含む化合物を反応させることで得られる、付加化合物及びその塩であり、
これらの付加化合物が、
２．５〜６の平均官能価を有するポリイソシアナートと、
ａ） Ｙ’が、
（ｉ）８個〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかがハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換された脂肪族及び／若しくは脂環式炭化水素基、
（ｉｉ）少なくとも１つの−Ｏ−及び／若しくは−ＣＯＯ−基を有し且つ３５０〜８，０００の分子量を有し、水素原子のいくつかがハロゲンによって置換されることが可能である脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基、
のいずれかである化学式（Ｉ’）
Ｙ’−ＯＨ （Ｉ’）
で示される一価ヒドロキシ化合物とが、ＮＣＯ基の１５％〜５０％、好ましくは２０％〜４０％、より好ましくは２０％〜３５％が反応するような量において、反応することによって得られるものであり、
ｂ）結果として生じる反応生成物が、
Ｅが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 及び／若しくは−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）であり、且つ、Ｇが少なくとも２個の炭素原子を有し、３０００以下の分子量を有し、且つ−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｓ−及び／若しくは−ＳＯ ２ −基を有することができる脂肪族基である化学式（ＩＩ’）
Ｇ−（Ｅ）ｎ （ＩＩ’）
で示される化合物と、使用されるポリイソシアナートのＮＣＯ基の１５〜４５％、好ましくは２０％〜４０％、より好ましくは２０〜３５％が反応する量で、且つ、反応ａ）及びｂ）におけるＮＣＯ反応の合計が少なくとも４０％で且つ７５％未満、好ましくは４５％〜６５％、より好ましくは４５％〜５５％の量で、反応し、
ｃ） その結果として生じる生成物が、
Ｑが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）若しくは−ＳＨであり、且つ、Ｚが少なくとも１つの第三アミノ基と共に２〜１０個の炭素原子を有する脂肪族基であり、ヘテロ環式基が、１〜１０個までの炭素原子を有するアルキレン基を介して前記基Ｑに結合されることが可能である化学式（ＩＩＩ’）
Ｚ−Ｑ （ＩＩＩ’）
で示される化合物と、前記反応ａ）及びｂ）で残った未反応イソシアナート基について、少なくとも１つの化合物Ｚ−Ｑの分子が存在するような量で、反応することが望ましい。
【００５８】
さらに、使用される分散剤は、溶剤の存在において及び反応性触媒の存在において、２．５〜２０の平均官能基を有するポリイソシアナートを、
ａ）Ｙが、（ｉ）８個〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかがハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換された脂肪族及び／若しくは脂環式炭化水素基、（ｉｉ）少なくとも１つの−Ｏ−及び／若しくは−ＣＯＯ−基を有し且つ２００〜１０，０００の平均分子量を有し、水素原子のいくつかがハロゲンによって置換された脂肪族、脂環式及び若しくは芳香族基であるという限定を有する化学式（Ｉ”）
Ｙ−ＯＨ （Ｉ”）
で示される一価ヒドロキシ化合物と、
ＮＣＯ基の１０％〜７０％、好ましくは１５％〜４５％、より好ましくは２０％〜４０％が反応するような量で、反応させることによって得られる付加化合物及びその塩であり、
ｂ） Ｅが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）又は−ＳＨであり、ｎが２又は３であり、且つ、Ｇが、少なくとも２個の炭素原子を有し、３，０００以下の平均分子量を有し、且つ−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｓ−及び／若しくは−ＳＯ ２ −基を有することができる脂肪族、脂環式及び若しくは芳香族基である化学式（ＩＩ”）
Ｇ−（Ｅ）ｎ （ＩＩ”）
で示される化合物と、
使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の１％〜５０％、好ましくは５％〜４５％、より好ましくは１５％〜４０％が反応し、反応ａ），ｂ）が、全体的な反応において、使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の少なくとも２０％及び８５％未満、好ましくは３０％〜６５％、より好ましくは４０％〜６０％を生じる量において、反応されるものであり、
ｃ） Ｑが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）又は−ＳＨであり、且つ、Ｚが、少なくとも１つの第三アミノ基と共に２〜１０個の炭素原子を有する脂肪族基であり、又はＺが、水素原子を有しない少なくとも１つの塩基性リング窒素原子を有するヘテロ環式基であり、該ヘテロ環式基が、１０個までの炭素原子を有するアルキレン基を介して基Ｑに結合される可能性がある化学式（ＩＩＩ”）
Ｚ−Ｑ （ＩＩＩ”）
で示される化合物と、反応段階ａ），ｂ）において残った未反応イソシアナート基について、少なくとも１つのＺ−Ｑ化合物の分子が存在するような量において、反応されるものであり、前記化学式（ＩＩ”）に示される化合物の少なくとも１モル％が、
Ｙ’が、２００〜１０，０００の平均分子量を有し、水素原子のいくつかがハロゲンによって置換され、且つ少なくとも１つの−ＮＨＣＯＯ−基を有する脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基である化学式（Ｉａ）
Ｙ’−ＯＨ （Ｉａ）
で示される化合物によって置換され、及び／若しくは
前記化学式（ＩＩ”）で示される化合物の少なくとも１モル％が、モノマー単位に基づいて５０モル％までのコポリマー、特にビニルエステル、ビニルエーテル、スチレン、ビニルトルエン及び若しくはビニルチクロヘキサンを有し、１０，０００以下の平均分子量を有するモノヒドロキシ官能性ポリアクリル酸エステル及び／若しくはポリメタルクリル酸エステル及び／若しくはそのコポリマーによって置換され、及び／若しくは、前記化学式（ＩＩ”）に示される化合物の少なくとも１モル％が、
Ｇ’が、少なくとも２個の炭素原子を有し、３，０００以下の平均分子量を有し、少なくとも１つの−ＮＨＣＯＯ−及び／若しくは−Ｓｉ（ＣＨ ３ ） ２ Ｏ−基を有する脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基であり、且つｎが２〜３の数値である化学式（ＩＩａ）
Ｇ’−（ＯＨ）ｎ （ＩＩａ）
で示される化合物によって置換されたことが望ましい。
【００５９】
さらにまた、 使用される分散剤が、ポリイソシアナート、ヒドロキシ化合物、及びツェレビチノフ水素を有する化合物と、少なくとも１つの酸官能性成分又はアルコキシシリル基とを、反応性触媒の存在において反応させることによって得られ付加化合物及びその塩であり、これらの付加化合物が、２．５〜１０の平均官能基を有するポリイソシアナートと、
ａ） Ｙが、
（ｉ） ８個〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかがハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換された脂肪族及び／若しくは脂環式炭化水素基、
（ｉｉ） 少なくとも１つの−Ｏ−、−ＮＨＣＯＯ−及び／若しくは−ＣＯＯ−基を有し、２００〜１０，０００の平均分子量を有し、その水素原子のいくつかがハロゲンによって置換された脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基という限定を有する化学式（Ｉ”’）
Ｙ−ＯＨ （Ｉ”’）
に示されるモノヒドロキシ化合物と、
ＮＣＯ基の１０％〜７０％が反応するような量において反応することによって得ることができるものであり、
ｂ）Ｇが、少なくとも２個の炭素原子を有し、３，０００以下の平均分子量を有し、且つ−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯＯ−、−Ｓ−、−Ｓｉ（ＣＨ ３ ） ２ Ｏ−及び／若しくは−ＳＯ ２ −基を有することができる脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基であり、ｎが２又は３である化学式（ＩＩ”’）
Ｇ−（Ｅ）ｎ （ＩＩ”’）
であって、Ｇ−（Ｅ）ｎが、ジオール、トリオール、ジヒドロキシジアルキル硫化物又はジヒドルキシスルホンを示す化学式（ＩＩ”’）の化合物と、
使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の１％〜５０％が反応し、反応ａ）及びｂ）が、反応全体を通して、使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の少なくとも２０％及び８５％以下と反応するような量において、反応させられるものであり、
ｃ）Ｑが、−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）又は−ＳＨであり、同一又は異なるラジカルＺのそれぞれが、少なくとも１つの酸官能性ラジカルを有し且つ／又は少なくとも１つのＳｉ（ＯＲ） ｍ （Ｒ’） ３−ｍ 基（Ｒ及びＲ’が、１個から１０個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｍ＝１〜３である）を有する脂肪族及び／若しくは脂環式及び／若しくは芳香族ラジカルであり、又はＺ−Ｑが、第１アミノ基を有するモノ又はポリヒドロキシ化合物である化学式（ＩＩＩ”’）
Ｚ−Ｑ （ＩＩＩ”’）
で示される化合物、
又は、化学式（ＩＶ”’）
Ｚ−ＮＨ−Ｚ （ＩＶ”’）
で示される化合物の少なくとも１つと、
反応ａ）及びｂ）において残った未反応イソシアナート基のそれぞれについて、Ｚ−Ｑ化合物及び／若しくはＺ−ＮＨ−Ｚ化合物の少なくとも０．８分子が存在するような量において、反応され、
ｄ）その結果生じる反応生成物が、未反応ヒドロキシル基を有する場合、これらのヒドロキシル基が、少なくとも２つのカルボキシル基を有するポリカルボン酸又はそれらの無水物と、反応するＯＨ基のそれぞれについて、使用されたポリカルボン酸又はポリカルボン酸無水物の少なくとも０．８分子が存在するような量において反応されることが望ましい。
【００６０】
また、分散剤は、酸によってアミン官能性化合物を塩化することで得られるように使用され、使用される前記アミノ官能性化合物が、非改質脂肪族線形ポリアミン及び／若しくは非改質脂肪族分枝ポリアミン及び／若しくは改質ポリアミンの群から選択される少なくとも３個のアミノ基を有するポリアミンであり、後者はモノ又はポリイソシアナートと反応するポリアミン、エポキシ官能性物質と反応するポリアミン、環式炭酸塩と反応するポリアミン、α，β−不飽和化合物でのマイケル反応によって反応するポリアミン、アルキル化及び／若しくは四級化ポリアミン且つ／又はカルボン酸でアミド化された分枝脂肪族ポリアミンであり、改質の後、分子当たりに存在する３つの塩形成性のアミノ基が存在し、使用される酸は、少なくとも化学式（ＯＨ） ３−ｎ ＰＯ（ＯＲ １ ） ｎ （ｎ＝１又は２）の少なくとも１つのリン酸エステルであり、該化学式において、Ｒ １ が、少なくとも５個の炭素原子を有するアリール若しくはアラルキルラジカル、且つ／又は１００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有するオキシアルキル化されたアルコールのラジカル、且つ／又は少なくとも１つのカルボン酸エステル基及び／若しくは１００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有するウレタン基を有するラジカルであることが望ましい。
【００６１】
さらに、下記する化学式１
【００６２】
【化１】
で示されるリン酸エステル及びその塩が分散剤として使用され、前記化学式１において、Ｒは、少なくとも１つのエーテル酸素原子（−Ｏ−）及び少なくとも１つのカルボン酸エステル基（−ＣＯＯ−）及び／若しくはウレタン基（−ＮＨＣＯＯ−）を有し、２００〜１０，０００の平均分子量を有する脂肪族、脂環式及び若しくは芳香族ラジカルであり、脂肪族基の所定の水素原子がハロゲン原子で置換されることが可能であり、各々の基Ｒにおけるエーテル酸素原子の数に対するカルボン酸エステル基及び／若しくはウレタン基の数の比は、１：２０〜２０：１の範囲内であり、且つ、特にＲがモノ官能性脂肪酸及びポリオールのウレタン基自由モノエステルであるそれらリン酸エステルをのぞいては、ｎが１又は２であることが望ましい。
【００６３】
さらにまた、分枝ポリマーが、（Ａ）５０重量％〜９３重量％の少なくとも１つのエチレン化不飽和モノマー、（Ｂ）１，０００〜２０，０００の分子量を有する２重量％〜２５重量％の少なくとも１つのエチレン化不飽和マクロモノマー、（Ｃ）５重量％〜２５重量％の少なくとも１つのポリマー化イミダゾール誘導体、からなるモノマー混合物から由来する分散剤として使用され、成分（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）共に、１５，０００〜１００，０００分子量を有するポリマーを１００重量％とすると共に、所定の塩の形で存在させることが望ましい。
【００６４】
また、アルコキシル化されたエポキシド／アミン付加物は、５００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有し、且つ（Ａ）少なくとも８個の炭素原子を有するモノ及び／若しくはポリエポキシド、及び（Ｂ）１以上の第２ＯＨ基を有する付加物を形成するための第１及び／若しくは第２アミン且つ／又は第１及び／若しくは第２アルカノールアミド且つ／又は第２アルキルアルカノールアミンとの反応、且つ、（Ｃ）アルキレン酸化物とのそれにつづくアルコキシル化を介して得られる分散剤として使用されることが望ましい。
【００６５】
さらに、使用される分散剤は、（Ｉ）モノ又はポリ官能性芳香族エポキシドを、（ＩＩ）４００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有するポリオキシアルキレンモノアミン又は分子当たり少なくとも４個のエーテル酸素を有する第２アミノ基との反応を介して得られる付加化合物であり、開始材料の９０％〜１００％のエポキシ基が反応し、付加化合物の芳香族基の重量画分が、５０％以下であり、且つ前記付加化合物が分子当たり少なくとも１つの塩形成性アミノ基を有し、又は塩形状で存在することが望ましい。
【００６６】
さらにまた、コポリマーが、（ａ）１〜８０モル％の少なくとも１つのエチレン化された不飽和１，２−ジカルボン酸誘導体、（ｂ）１〜９０モル％の１２個から３０個の炭素原子を有する少なくとも１つの不飽和モノカルボン酸誘導体、（ｃ）１〜９０モル％の５，０００ｇ／ｍｏｌまでの数平均分子量を有する少なくとも１つのポリアルキレンオキシアルリルエーテル、及び（ｄ）０〜３０モル％の前記（ａ），（ｂ），（ｃ）によって包囲されなかった不飽和モノマーのコポリマー化によって得られ、さらに任意にこれらのコポリマーとアンモニア、水、アルコール、アミノアルコール、及び／若しくはアルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物と反応させることによって得られる分散剤として使用されることが望ましい。
【００６７】
また、アクリル酸アルキルエステルポリマーが、エポキシ官能性から自由である分散剤として使用され、１〜５０％のポリマーのエステル基が酸アミドを形成するために実行される反応を有し、前記アクリル酸アルキルエステルポリマーがアミンによってポリマーのエステル基のアミノリシスによって得られ、該アミノリシスが、（ａ）R 1 が２個〜４個の炭素原子を有する二価アルキレンラジカルであり、R 2 及びR 3 が１個〜１２個の炭素原子を有する脂肪族及び／若しくは脂肪族アルキルラジカルであり且つ同一又は異なるものである化学式NH 2 −R 1 -NR 2 R 3 で示されるアミン、及び、（ｂ）R 1 が２個〜４個の炭素原子を有する二価アルキレンラジカルであり、Zが2個までの窒素原子又は付加的な酸素を有する５−又は６−部分からなるＮ含有ヘテロ環である化学式NH 2 -R 1 -Zで示されるアミンの群から選択された少なくとも１つのアミンを使用することで実行されることが望ましい。
【００６８】
さらに、化学式２
【００６９】
【化２】
で示される分散剤が分散剤として使用され、その化学式において、R 1 が、分子当たり１〜３個のヒドロキシル基を有する化合物の有機ラジカル、又はシリコン原子に結合しない１〜３個のヒドロキシル基を有するポリシロキサンのラジカルであり、R 2 が、二価の直鎖又は分枝脂肪酸又はシクロ脂肪酸ラジカルであり、ｘが２〜８，ｎが１０〜５００，且つｍが１〜３であり、前記分散剤が、１，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量及び３〜１８０ｍｇＫＯＨ／Ｇの酸価を有し、室温時に固体であることが望ましい。
【００６９】
さらにまた、勾配コポリマーが、分散剤として使用され、該勾配コポリマーが、ポリマーでないモノ官能性発動因子を使用するエチレン化不飽和モノマーのリビング制御ポリマー化によって取得可能であり、且つ前記勾配コポリマーが、親水性から疎水性特性へ前記ポリマー鎖に沿った移行を所有し、そこで、ａ）モノマー（Ｉ）が反応下においてモノマー（ＩＩ）に連続的に変化し、又は、ｂ）モノマー（Ｉ）及びモノマー（ＩＩ）が反応のための反応容器へ、異なる計量率で連続的に変化し、前記モノマー（Ｉ）又はモノマー（ＩＩ）の一方が、勾配コポリマーの化学反応の後、分散されるカーボンナノチューブと反応する勾配コポリマーに基を導入し、且つ他方のモノマーが、連続相、特に分散媒体に適合する勾配コポリマーに基を導入し、且つ、前記モノマー（Ｉ）若しくはモノマー（Ｉ）の化学反応による生成物、又は、前記モノマー（ＩＩ）若しくはモノマー（ＩＩ）の化学反応による生成物の一方が疎水性特性を有し、且つ他方のモノマー若しくは他方のモノマーの化学反応による生成物が親水性特性を有し、疎水性及び親水性の特性は、親水性特性が２２J 1/2 /cm 3/2 以上の溶解度パラメータの場合に存在し、且つ疎水性特性が、２２J 1/2 /cm 3/2 未満の溶解度パラメータの場合に存在し、且つ、「モノマー（Ｉ）」及び「モノマー（ＩＩ）」という言葉が、一方でモノマー（Ｉ）とモノマー（ＩＩ）の混合物を含むことが望ましい。
【００７０】
本願発明の方法に関する限りでは、原則として、それは、連続した処理又は非連続の処理において実行され、相対的に短い時間で行われる。その低いレベルの複雑さのために、本願発明の方法は、工業的に容易に用いることができ、汎用的に且つ経済的に実行することが可能であり、且つトンスケールの製品まで適合させることが可能となるものである。
【００７１】
原則として、本願発明の方法は、広い範囲のいろいろな溶剤又は分散剤の分散媒体、且つカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に使用可能であり、さらなる方法又は方法ステップと容易に結合することができる。
【００７２】
最初に述べたように、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散は、たとえば３〜２５ｎｍの径範囲であるが、約１０ｎｍまでの長さ範囲であるカーボンナノチューブが大きなアスペクト比を有し且つ高螺旋化形状で存在することから、非常に難しい処理である。高いレベルの螺旋化に関して、大変高いエネルギー入力又は剪断力が、カーボンナノチューブを分離するために必要である。非螺旋化は適当な分散剤の同時の使用なしに高いエネルギー入力によってのみ達成されるので、カーボンナノチューブは単にサイズ減少であり、十分な安定性がなく、結果として生じる分散は、不均一で長時間の安定性に欠ける。分散剤の使用は、一方で、簡単に且つより優しい非螺旋化を確保するためにカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を湿潤することを目的とし、且つ他方で、分散剤でコーティングすることによって、結果として分解されたカーボンナノチューブを安定化することを目的とし、その結果として、本発明の方法で、安定して均一な分散が得られるものである。理論的にいえば、分散は、粘度の少しの上昇を示し、且つカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の高い活性化を示す。
【００７３】
これに対して、従来技術に開示された方法は、通常、長時間の安定性に欠ける不均一な分散を生じる。さらに、従来技術の分散は、約１％だけの低い粒子含有量で、粘度の高い上昇を示す。
【００７４】
本願発明に関して、適当な分散剤を高いエネルギー入力又は剪断力と結合させることによって、簡易でコスト効果の高い方法が、広い範囲のいろいろな媒体のいずれかで、且つ十分に高い濃度で、安定して分散するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を提供することが見いだされた。
【００７５】
本願発明の方法は、高いカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）含有量又は高い充填レベル（結果として生じる分散に基づいて約５重量％）を有し、且つ低い粘度と同じ時間でこれを達成し、これによって容易に管理することができるものである。
【００７６】
さらに、本願発明の方法によって取得可能な分散は、高い貯蔵安定性を示す。
【００７７】
したがって、本願発明の第２の様相によれば、本願発明は、上述したような本願発明の方法によって取得可能である連続相、特に少なくとも一つの分散媒体におけるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を提供する。
【００７８】
本願発明の分散に関するさらに関連した詳細については、分散自体を示す対応する請求項を参照することが望ましい。
【００７９】
本願発明の方法によって得られる本願発明による分散は、特別な安定性、特に貯蔵安定性を有する。特に、本願発明の分散は、少なくとも１週間、好ましくは少なくとも１ヶ月、より好ましくは少なくとも３ヶ月、もっとも好ましくは少なくとも６ヶ月に亘る貯蔵安定性を有する。上述したように、本願発明の分散は、室温で流体であり、これによって、容易に管理可能となる。本願発明よって調製された分散は、ニュートン又はほとんどチクソトロープ及び／若しくは構造的粘性反応、好ましくはニュートン反応を示す。
【００８０】
本願発明によって得られる分散は、さまざまな応用に適している。本願発明の第３の様相によれば、本願発明は、本願発明の方法によって得られる分散の特許的使用であり、対応する使用の請求項において定義される。
【００８１】
このように、たとえば、本願発明の分散は、電子工学の分野において、たとえばコンピュータ工学及びコンピュータ産業、半導体工学及び半導体産業、及び係属学及び計測産業の分野において、導体又は半導体構造、ナノ電子構造及び装置、トランジスター、不揮発性メモリ、ディスプレイ及びスクリーン及びそれらの構成要素、及び、回路、ダイオード等のような計測学的及びコンピュータ部品及び構成要素等の分野における応用について最適である。
【００８２】
さらに、本願発明の分散は、プラスチック及びポリマー合成物、コーティング、ペンキ、インク、合成構造物等における応用又は結合に最適である。
【００８３】
好ましくは上述した物質（たとえば、プラスチック及びポリマー合成物、コーティング、ペンキ、インク、合成構造物等）に関して、本願発明の分散は、伝導性を向上させるために、及び／若しくは、機械的特性、特に強度を改善するために使用される。このように、たとえば本願発明の分散は、上述した材料の補強された材料として適している。
【００８４】
さらに、本願発明によって用意された分散は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の束、繊維、マット、及び他の凝集性構造を生成するために適している（たとえば、分散媒体の除去後）。
【００８５】
その上、発明の分散は、航空宇宙工学の分野の応用に適している。
【００８６】
発明の分散の応用に関するさらなる分野は、冷却工学の分野であり、特に大変広い種類の応用のいずれかのためのヒートシンクの製造に関するものである（たとえば、ＣＰＵ冷却装置等のＧＳＭベースステーションに関する）。
【００８７】
最後に、本願発明の分散は、特に前述した材料（たとえば、プラスチック及びポリマー合成物、コーティング、ペンキ、インク、合成構造物等）において、電気及び／若しくは電磁放射線からシールドするために使用される。
【００８８】
本願発明のさらなる具体例、改良及び変形は、本願発明の範囲から離れることなしに、明細書を読むことにおいて当業者にとって、容易に明白且つ実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】 図１は、異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度を示す。
【図２】 図２は、ＣＮＴの濃度に対して異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度の対応する対数図を示す。
【図３】 図３は、ＤＩＳＰ−Ｉの異なる量を有するＰＭＡにおけるＣＮＴの１％分散の粘度の比較を示す。
【図４】 図４は、ＰＭＡにおける０．１％（最も下の曲線）及び１．０％（最も上の曲線）分散の粘度を示す。
【図５】 図５は、分散剤なしで超音波処理した後のＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍拡大図である。
【図６】 図６は、５０％の分散剤（ＤＩＳＰ−ＩＩ）の存在で超音波処理した後のＰＭＡにおけるＣＮＴ０．１％分散の１０倍拡大図である。
【図７】 図７は、１００％の分散剤（ＤＩＳＰ−Ｉ）の存在で超音波処理した後のＰＭＡにおけるＣＮＴ０．１％分散の１０倍拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９０】
本願発明は、下記する例を参照することによって説明されるが、それは本願発明を減縮するものではない。
【実施例１】
【００９１】
実施例A：
本願発明の特別な利点は、下記に記載され、たとえば、分散媒体としてＰＭＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテル又はメトキシプロピルアセテート）においてカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴ）の分散を使用すること、異なる分散剤及び超音波分散ユニットを使用することである。
【００９２】
最初に、分散機のみで、分散剤のあるなしでいろいろな比較実験が実行されるが、すべての場合において、その結果は失望するものであった。この分散は、大変な不均一であり、数時間から１日の時間の後で、完全に沈降する。
【００９３】
これに対して、超音波トランスデューサーでの同様の比較可能な実験は、良好な結果を示すものであり、これによって、ＣＮＴの０．１％分散がほんの少しの沈降で実行されるが、まだ不均一なままである。この場合、凝集物は事実粉砕されるが、ＣＮＴは、高い段階まで損傷され、且つ十分な安定性が得られない。この方法で用意された分散は、工業的使用に適していない。分散剤の付加は、結果を著しく上昇させる。
【００９４】
このように、超音波だけ又は分散剤だけが使用されるならば、実験は結果として不安定な且つ不均一な分散又は十分な沈降作用を有する懸濁を生じる。
【００９５】
本願発明の実験において、異なる分散剤が、異なる量において、超音波の入力とともに、使用され、所望の結果を生じた。
【００９６】
【表１】
【００９７】
第１の実験シリーズとして、メトキシプロパルアセテート（以下、ＰＭＡ）の多層カーボンナノチューブ（以下、ＭＷＣＮＴ）の１％分散が、超音波（表２）の使用で調製される。その結果は、分散処理の後の直接目視、沈降作用及び粘度に基づいて評価された。前記分散は、下記する例Ｂに記載される同じ方法で調製される。
【００９８】
【表２】
【００９９】
特に、沈降作用のより良い評価を得るために、第２段階は、より高い希釈分散が、これらの分散剤（表３）で調製されたことを調べる。０．１％の濃度で、DISP-Iで安定化された分散が最良の結果を示した。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
実験の途中で、ＤＩＳＰ−Ｉと超音波の結合が、大変良い結果を示したことが明確となった。その結果は、大変良好であり、その系が５％のＣＮＴ含有量まで上昇され、分散が顕著な特性を示し、且つ優れた貯蔵安定性を示した。さらに１０％以上のＣＮＴ含有量までの上昇が同様に得られた。
【０１０２】
さらに、ＣＮＴの調製方式に関係なく、本願発明の方法は、成功裏に達成された。言い換えると、本願発明の方法は、ＣＮＴの一般的な使用に適しており、且つＣＮＴの前表面改質を要求せず（本来のまま又は後合成）、それによって大きな省コストが達成される。
【０１０３】
これは、前記分散が下記する利点を有するので、多種多様な応用においてＣＮＴを産業的に使用する大きな機会をもたらす：
・高い充填量、又は５重量％以上のＣＮＴ
・長時間の安定性を有する均一な分散
・簡単な分散方法（ＣＮＴの優しい非螺旋化）
・すべての商業的に利用可能なＣＮＴについて一般的に使用可能であること
・バッチ及び連続した処理に等しく平均以上且つ最適である費用効果の高い分散方法
・さらなる加工段階と結合可能であること
・必要ならば、達成可能な低い粘度
・より機能的にする添加剤の付加を可能にすること
・分散剤の機能化を可能にすること
【０１０４】
さらになる実験において、本願発明の方法は、また別の溶剤に置き換えることも可能である。水又は極端に無極性の媒体を使用するときには、もちろん、分散剤の官能基に関する要求が異なるものである。
【０１０５】
さらに、本願発明によって調製された分散は、たとえば分散媒体マトリクスのＣＮＴの指向性についてさらに加工される。これによって、電界内において平行に整列したＣＮＴを実行することが可能となる。しかしながら、この目的のために、ＣＮＴは、個別化され均一化された分散状態、理想的には高い濃度で存在しなければならない。これは、本願発明の方法を会して最初に確保される。そのため、その後の平行指向性が可能であり、多くの応用についてもっとも重要なものである。
【０１０６】
対応する実験装置は、下記するように設計される。タンクにおいて、所望の分散媒体において凝集化されたＣＮＴが、分散剤とともに導入され、フローセルを介して回路にポンプで送られ、そこで分散処理が、超音波によって実行される。その結果として生じる分散は、所望のレベルの分散が達成される（バッチ処理）までタンクに再循環されて回路で分散されるか、超音波分散ユニットを有するさらなるフローセルにポンプで送られる（連続処理）。それから、これは、たとえば、樹脂（又は、ペンキ、コーティング液等）と混合することによって次に進み、電界を通る次の通路がＣＮＴの平行整列を提供する。平行整列は、二者択一的に、遅い時点で実行されることが望ましい。先行条件は、単に個別化されたＣＮＴの安定した分散であり、本願発明の方法によって確保されたものである。
【実施例２】
【０１０７】
実施例Ｂ：
１００％のＤＩＳＰ−Ｉを有するメトキシプロプルアセテート（ＰＭＡ）のＣＮＴ（Baytubes（商標）、たとえば、Baytubes（商標）Ｃ１５０Ｐ）１．０％分散の調製
３５０ｍｌＰＥビーカには、１９６ｇのＰＭＡと２ｇのＤＩＳＰ−Ｉが加えられ、この最初の充填が、歯付ディスク（ｄ＝４０ｍｍ）を有して１，０００ｒｐｍの回転速度の分散機を使用して均一化される。２ｇのＣＮＴが、前記混合物に加えられ、前記ＰＥビーカが、ステンレス鋼二重壁容器に入れられて、冷却媒体としての水によって５℃まで冷却される。分散は、媒体内に約２〜３ｃｍ延出するウルトラソノトロード（ｄ＝３８ｍｍ）を使用することで実行される。約５００±２０Ｗの電力で、懸濁は、温度が７０℃以下が保たれた状態で、１．５〜２分間分散される。その結果、均一化、貯蔵安定性、低い粘度のブラック分散を生じる。
【０１０８】
粘度
ＣＮＴ充填度の機能としての粘度
ＣＮＴ充填度を向上することで粘度を向上させることを説明するために、０．１％〜５％の範囲内のＣＮＴ含有量を有するＰＭＡにおける異なる分散の粘度が測定された（図１及び図２）。図１は、ＣＮＴに対して２００重量％の一定量の分散剤で、異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度を示しており（０．１％、０．５％、１．０％、２．０％、３．０％及び５．０％；順次下から上へ考慮される曲線）、図２は、ＣＮＴの濃度に対する異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度の対応する対数作図である。
【０１０９】
分散剤画分の機能としての粘度
ＣＮＴの大きな表面積及び螺旋を形成するためのそれらの付勢力について、高い分散画分が使用されなければならない。その結果として、５０重量％〜２００重量％（ＣＮＴに基づいて）の分散濃度が使用された。分散のための使用された測定は、粘度である。図３から、１５０％の分散濃度から、粘度は低いままであることが証明された。十分に低い濃度は、高い粘度を生じる。図３は、異なる量のＤＩＳＰ−Ｉ（ＣＮＴに基づいて５０重量％、１００重量％、１５０重量％及び２００重量％；順次上から下に考慮される曲線）を有するＰＭＡのＣＮＴ１％分散の濃度を比較したものである。
【０１１０】
異なるＣＮＴの比較
図４から明らかなように、分散するＣＮＴに関する本願発明の方法は、広い範囲のいろいろな異なる種類のＣＮＴに、ほとんど適用することが可能である。図４は、例によって、一方でBaytubes（商標）Ｃ１５０Ｐに関して、他方でＣＮＴ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．のＣＮＴに関して、ＰＭＡのＣＮＴの０．１％（一番下の曲線）及び１％（一番上の曲線）分散の粘度を示す。粘度は、ＣＮＴが製造される事業所に関係なく、事実上同一である。
【０１１１】
結果の概要
本結果は、サンプルの「壁すべり」を「迂回し」且つ低い濃度と高い濃度のＣＮＴ懸濁を比較させる測定状態下で測定される。その測定結果は、正直なところ絶対値として考えるべきではなく、前記サンプルの経験的な比較のための基礎として役立つものである。
【０１１２】
ＰＭＡにおいてBaytubes（商標）の０．１％と１．０％の分散剤なしの不安定懸濁は、沈降作用によって測定できない。
【０１１３】
本願発明の方法を介して、５重量％以上のCNT含有量を有する流体ペーストを調製することができる。
【０１１４】
テストされる湿潤剤について、ＤＩＳＰ−Ｉは、それ自体粘度レベルに関してもっとも効果であることを示した。
【０１１５】
粘度は、ＣＮＴの固体含有量の上昇に伴って且つ分散剤の同じ適用量（ＤＩＳＰ−Ｉの２００重量％）で、指数関数的に上昇する。
【０１１６】
測定条件
ＵＴＣＥ／Ｃ電気温度状態ユニットを有するＴｈｅｒｍｏＨａａｋｅＲＳ３００
測定装置：３５ｍｍ １°コーン／プレートシステム
実験モード：ＣＳＲ（Controlled Shear Rate)モードの回転
【０１１７】
サンプルのすべては、明らかに明白な降伏点を示す。さらに、視覚感覚テストは、サンプルの一部に、チキソトロピー又は構造的に粘着性作用を反映する。
【０１１８】
光学顕微鏡映像
凝集レベルの効果及び分散の品質を得るために、顕微鏡写真は異なる分散について示される。下記する写真は、特に良好で且つ特に良くない分散のサンプルを選択したものである。
【０１１９】
図５は、分散剤なしで、超音波処理した後、ＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍の拡大写真を示す（大変良くない分散、大きな凝集）。
【０１２０】
図６は、５０％の分散剤（ＤＩＳＰ−ＩＩ）の存在において超音波処理した後、ＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍の拡大写真を示す（良好で安定した分散、すこしの凝縮、十分な均一性）。
【０１２１】
図７は、１００％の分散剤（ＤＩＳＰ−Ｉ）の存在において超音波処理した後、ＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍の拡大写真を示す（大変良好で十分な均一性の分散、ほとんど凝集せず、安定）。
【０１２２】
安定性
本願発明によって調製された分散は、約４ヶ月間室温で安定し、ＣＮＴの沈降を示さなかった。３％以上のＣＮＴ含有量を有する分散ですら、むしろチキソトロピーであるが、相対的に長い期間にわたっていかなるＣＮＴの沈降も示さない。これに対して、別の方法で調製された分散は、数時間後に完全な相分離を示すものである。
【０００１】
本願発明は、連続相、特に少なくとも一つの分散媒に、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を分散させる方法に関すると共に、この方法において得られる分散自身、及びそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ:carbon nanotubes）は、微視的に小さいカーボンの管状構造（例えば、分子ナノチューブ）である。フラーレンの壁部又はグラファイトの平面のようなそれらの壁部は、カーボンから本質的に且つ排他的に構成され、六角形及びそれぞれの場合に３つの結合相手を有するハニカム状の構造を占有し、この構造は、炭素原子のｓｐ２交雑によって示される。
【０００３】
したがって、カーボンナノチューブは、いわゆるチューブを形成するために巻き上げられたグラファイトのカーボン面から得られる。前記炭素原子は、ハニカム状の六角形構造及びそれぞれの場合に３つの結合相手を形成する。理想的な六角形構造を有するチューブは、均等の厚さを有し、直線状であるが、曲げることも可能であり、五角形のカーボンリングを含む細くなるチューブであってもよい。グラファイトのハニカムネットワークがチューブ（「直線」又は「斜め」の）を形成するために巻かれる方法による螺旋状（例えば、ネジ状に巻かれたもの）及び非ミラー型対称構造、例えばキラル構造が存在する。
【０００４】
単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ又はＳＷＮＴ）と多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ又はＭＷＮＴ）の間、開放又は閉鎖カーボンナノチューブ（すなわちフラーレン構造の一部である「キャップ」を有するもの）の間、空又は充填（すなわち、例えば銀、液体鉛、希ガス等で）カーボンナノチューブの間が、区別される。
【０００５】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の直径は、数ナノメータ（例えば、１〜５０ｎｍ）の範囲内であるが、すでに唯一０．４ｎｍのチューブ直径を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が提供されている。それぞれのチューブについて数ミクロンから数ミリメータ以上及び管巣については数センチメートルの範囲内の長さが、既に得られている。
【０００６】
構造に詳細によって、カーボンナノチューブに関する電気的導通性は、金属的又は半導体的である。カーボンナノチューブが、低い温度で超伝導であることは公知である。
【０００７】
半導体性のカーボンナノチューブを有するトランジスター及び簡単な回路は、既に製造されている。さらに、異なるカーボンナノチューブから複雑な回路を特別に製造することが試みられてきた。
【０００８】
カーボンナノチューブの機械的特性は、優れている。カーボンナノチューブは、−例えば、１．３〜１．４ｇ／ｃｍ３の密度について−数メガパルカル（ＭＰａ）の大きな引っ張り強度を有する。これと比較して、鋼の場合、少なくとも７．８ｇ／ｃｍ３の密度で、単に約２ＭＰａの最大引っ張り強度を有するものである。このように、密度に対する引っ張り強度の比率を数学的に与えるならば、所定のカーボンナノチューブについて、鋼の場合の１３５倍以上である。
【０００９】
電子技術分野における特別な利点は、電流定格及び電気的熱的導通性である。電流定格は、銅線の場合に約１０００倍高いことが推定され、室温時の熱伝導は、ダイヤモンドよりも約２倍である。カーボンナノチューブは半導体でもあるので、それは高電圧及び高温に耐え−これによってシリコントランジスターよりも高いクロック周波数を有する−優れたトランジスターを製造するために使用される。機能的なトランジスターは、既にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）から製造されている。さらに、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、不揮発性メモリを得るために使用される。また、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は計測学の分野においても使用される（例えば、トンネル顕微鏡をスキャンすること）。
【００１０】
それらの機械的電気的特性に基づいて、カーボンナノチューブは、プラスチックにも適用できることがわかった。その結果として、たとえばプラスチックの機械的特性を大きく改善することができる。さらに、これによって、電気的に導通するプラスチックを製造することが可能となる。
【００１１】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、商業的に利用性が高く、大企業（たとえば、Bayer Material Science AG,ドイツ；CNT Co. Ltd.,中国；Cheap Tubes Inc. アメリカ；及びNanocyl S. A.;ベルギー）によって供給される。対応する製造工程は、熟練者のそれと類似する。たとえば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、カーボン電極間のアーク放電によって準備され、たとえばレーザー除去（蒸発作用）によって、又は炭化水素の触媒分解によってグラファイトから開始される（化学的真空メッキ、短縮形CVD）。
【００１２】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に関する上述した特性及びこれらの特性から生じる可能な応用は、大きな興味を生じた。特に、応用の範囲について、容易に扱いやすい形で、好ましくは分散の形で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が提供される必要がある。
【００１３】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、大変高いアスペクト比を有し、高い凝集した且つ/又は螺旋状の形で存在することから、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が安定した分散に変換するのが大変難しいので、大きな挑戦を提案する。
【００１４】
それゆえに、従来技術において、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を安定して分散させるためのたくさんの試みがあった。しかしながら、従来技術から知られた方法は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の安定した凝縮された分散を生じるために適切でない：多くの場合、従来技術の方法は、貯蔵安定分散を生じず、さらに、従来の分散におけるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の濃度は、通常極端に小さい。
【００１５】
このように、所定の従来技術による方法は、最初にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の表面を改質することを目的として、高価で不便な事前の前処理によって分散され、特に表面の極性を作成するために、連続した分散を促進する。カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を改質するために最適な方法は、たとえば、酸化加工、特に化学的前処理、ハロゲン化、又はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の表面を改質する別の極性化加工である。たとえば、それらの分散に先立つカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の表面の事前のフッ素処理を提供するこの種の方法は、たとえばアメリカ特許第６，８２７，９１８号に記載されている。
【００１６】
これらの方法の不利益点は、高価であり且つ不便な前処理であり、特に工業的スケールで実行されるとき、それは結果としてより困難な方法の実行を生じ、非常に高い費用を必要とすることである。
【００１７】
また、従来技術に記載された方法は、水溶性ポリマー材料の存在により、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を溶性分散に変換する（たとえば、アメリカ特許公開２００４／０１３１８５９及び国際公開ＷＯ０２／０７６８８８Ａ１）。しかしながら、これらの方法は、一方で広く使用されることがなく、代わりに溶性分散媒体に制限されること、それらが単に相対的に低いカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）含有量を有する分散を生じるという不具合点を有するものである。２つの上述した公報の一般的な目的は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の再分散粉末へのそこに記載された分散の転化である。
【００１８】
通常、上述した従来技術の方法は、結果としてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の均質でない分散を生じ、また長い期間の安定性の欠如を生じるとともに、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の低い濃度又は含有量を生じる。さらに、純粋の分散媒体と比較して、従来技術の分散は、粘度の極端に高い上昇を示すとともに、約１重量％までのカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の低い粒子含有量を示す。
【００１９】
工業的実行に関して、これら従来技術の分散は、大きな不利益点を伴うため、結果としていろいろな媒体においてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の改善された分散についての要求が増えてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】 アメリカ特許第６，８２７，９１８号
【特許文献２】 アメリカ特許公開２００４／０１３１８５９
【特許文献３】 国際公開ＷＯ０２／０７６８８８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
それゆえに、本願発明の目的は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を行う方法を提供することであり、上述した不利益点及び従来技術による不利益点を少なくとも実質的に防止し又は少なくとも抑制することを目的とするものである。
【００２２】
本願発明のさらなる目的は、対応する従来技術の分散と比較して改善された特性、特に貯蔵安定性、且つ／又は、有効な流動性のような良好な管理性を有するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本出願人は、もしカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、連続相、特に少なくとも一つの分散媒体において、少なくとも一つの溶剤（分散剤）の存在において、分散に十分なエネルギーの入力を導入することで、分散させるならば、上述した課題が十分に解決できることを見いだした。
【００２４】
高いエネルギー入力、特に高い剪断力と相互作用する適当な溶剤（分散剤）の組み合わせを介して、十分に高い濃度及びさまざまな分散媒体において、安定して分散するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の簡易で安価な方法を提供することが可能となることが、この方法において現実となったことが見いだされた。
【００２５】
そのため、上述された課題を解決するために、本願発明は、請求項１に記載された分散方法を提案する。さらに、本願発明の方法の利益的な特徴は、対応する従属請求項の主題である。
【００２６】
本願発明のさらなる主題は、本願発明の方法によって得られたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散であり、且つ分散自体を示す対応する請求項において定義され又は記載されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散である。
【００２７】
さらに、本願発明のさらなる主題は、本願発明の方法によって取得可能なカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散の使用であり、そのような使用は対応する請求項において定義され又は記載されたものである。
【００２８】
したがって、本願発明の第1の様相は、連続相、特に少なくとも一つの分散媒体においてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を分散する方法、言い換えると、連続相において、特に少なくとも一つの分散媒体において、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を準備する方法であり、前記カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の事前の前処理なしに、連続相、特に少なくとも一つの分散剤において、分散するのに十分なエネルギー入力の導入によって、少なくとも一つの溶剤（分散剤）の存在において、分散されるものである。
【００２９】
分散の概念に関して、本願発明の状況において使用されるように、分散の概念が、一つの相（いわゆる分散媒体）が連続し、且つ少なくとも一つのさらなる相（いわゆる分散された相又は分散質；この場合はカーボンナノチューブ）が微細に分割される２つ以上の相の系（すなわち分散系）に関する指摘であることによって、１９７２年7月のＤＩＮ５３９００で特に参照される。本願発明の状況において、分散の概念は、懸濁の状態、すなわち液体中に不溶性微粒子固体が分散している状態に関して排他的に指摘される。
【００３０】
本願発明に関して使用されるように、分散剤、分散添加剤、界面活性剤（湿潤剤）等として同義語として示される溶剤の概念は、一般的に、２つの成分−分散される粒子及び溶剤−の間の界面張力を低下させることによって、且つ界面活性を低下させることによって、分散媒体に粒子の分散を容易にする物質を示す。結果として、使用において溶剤（分散剤）には、たくさんの同義語的意味があり、たとえば、それは、分散添加剤、反沈降剤、界面活性剤、洗浄剤、懸濁又は分散補助剤、乳化剤等である。溶剤の概念は、分散媒体の概念と混合させるべきではなく、後者は分散の連続相を意味する（いわゆる液体、連続した分散媒体）。本願発明に関して、溶剤は、付加的に、分散された粒子（いわゆるカーボンナノチューブ）を安定化させるために、いわゆる分散においてそれらを安定した状態に保持するために、及び効果的な方法においてそれらの再集合化を避けること又は少なくとも最小限にするために働くものであり、これにより、結果として生じる分散の所望の粘度を生じ、分散されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の濃度が高い場合ですら、容易に管理可能な流体系を実際に生じることができるものである。反対に、溶剤の使用がない場合には、結果として生じる分散の粘度が上昇するものであり、少なくとも相対的に高いカーボンナノチューブ濃度において、分散されたカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の望まれない再凝集化を生じ、それらの系が、あまりに高い粘度又はあまりに低い流動性を有することから、結果として決して処理しやすい系を生じないといえるものである。
【００３１】
また、「分散質」、「分散する」、「溶剤（分散剤）」、「分散系」及び「分散」という言葉については、たとえばロンプ化学辞典、第１０版、ゲオルグシーメ出版、シュタットガルト／ニューヨーク、第２巻、１９９７年、１０１４頁／１０１５頁を参照するとよい。また、そこに参照された文献については、その全体的な開示内容が引例によって示されているものである。
【００３２】
本願発明の方法の特色は、本願発明によって、分散処理が十分なエネルギー入力で実行されるという事実にみることができる（たとえば、剪断エネルギーの入力）；一方で、導入されるエネルギーは、分散に必要とされるエネルギーを提供し、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）によって形成される塊、集塊、螺旋を粉砕するのに十分でなければならず、他方で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の破壊が開始される以上の所定のレベルを超えてはならず、且つこれは、個々のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を安定化し、再凝縮化の発生を防止し、且つそれに続く分散を容易にする適当な溶剤（分散剤）の存在において、結果として生じる分散を安定化させる場合でなければならない。
【００３３】
本願発明の方法において、結果として生じる分散においてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の相対的に高い濃度をえることが可能とする。特に、本願発明の方法は、結果として生じる分散に基づいて、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に関して、５重量％以上の固体含有量を有する分散を生成するために使用される。一般的に、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、連続相において、結果として生じる分散に基づいて、１×１０−５重量％〜３０重量％、特に１×１０−４重量％〜２０重量％、好ましくは１×１０−３重量％〜１０重量％、より好ましくは１×１０−２重量％〜７．５重量％、さらに好ましくは１×１０−１重量％〜５重量％の量で分散される。
【００３４】
経済的に合理的な応用をするために、本願発明の方法は、所定の相対的に短い時間で実行され終了するべきであり、単位時間当たり所定のエネルギー入力が要求される。一般的には、本願発明の方法又は分散処理は、０．０１〜３０分、特に０．１〜２０分、好ましくは０．２〜１５分、より好ましくは０．５〜１０分、さらに好ましくは０．５〜５分間内で実行される。それにもかかわらず、特定の場合によって又は応用に関連して、本願発明の範囲から離れることなしに、上記に特定した時間から逸脱することも必要である。
【００３５】
上述したように、分散処理を実行するために、分散媒体に十分なエネルギー入力を行う必要があり、それは一方でカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の確実な分散を確保するのに十分でなければならず、他方で、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）又はそれらの構造の破壊が生じるほど高くてはいけない。
【００３６】
要求されたエネルギー入力の供給は、超音波処理によって達成される。それにもかかわらず、他の可能性が本願発明により実施され、たとえばそれは高圧ノズルの応用であり、本願発明によれば超音波による処理が好ましい。
【００３７】
一般的に、導入されるエネルギー量は、広い範囲で変えることができる。特に、エネルギー量は、分散されるカーボンナノチューブの単位量当たりに導入されるエネルギーとして計算される導入されるように、５，０００〜５００，０００KJ/Kg、特に１０，０００〜５００，０００KJ/Kg、好ましくは１５，０００〜１００，０００KJ/Kg、より好ましくは２５，０００〜５０，０００KJ/Kgである。それにもかかわらず、その応用に関して、又は特定の場合の結果として、本願発明の範囲から離れることなしに、上述した数値から外れることも必要である。
【００３８】
一般的に、適切な分散処理は、結果として生じる分散のためのカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）が、連続相、特に分散媒体、及び溶剤（分散剤）と、且つまた、適切な場合、さらに分散の構成要素又は成分と接触する方法段階に先立つものであり、これらの構成要素がお互いに、対応するエネルギーの入力で、好ましくは各範囲によって均質化される。しかしながら、この目的のために要求されるエネルギー入力は、分散処理のためのものよりも小さいものであり、通常の攪拌又は混合処理は、この目的のためにそれで十分である。
【００３９】
一般的に、本願発明の方法は、連続相、特に分散媒体の沸点よりも低い温度で実行される。好ましくは、本願発明の方法は、１０℃〜１００℃、好ましくは１５℃〜７０℃の範囲内の温度で実行される。この場合、エネルギー入力は、結果として生じる分散の温度において増加するので、冷却することで分散処理を実行する必要がある。
【００４０】
上述したように、本願発明の利点は、分散処理が、分散されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の事前の前処理なしに、特に事前の酸化、化学処理（たとえば、硝酸、オゾン等のような酸化剤による）、熱処理、極性化、ハロゲン化等の処理なしに、実行されるという事実にみられる。
【００４１】
本発明の方法に関して、従来技術から知られた方法によって調製され、又は商業製品（たとえば、Bayer MaterialScience AG, Leverkusen）として入手可能な所望のカーボンナノチューブを事実上使用することが可能である。
【００４２】
本願発明に使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、たとえば、炭層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ又はＳＷＮＴ）又は多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ又はＭＷＮＴ）、特に２層〜３０層、好ましくは３層〜１５層カーボンナノチューブであることが望ましい。
【００４３】
本願発明によって使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、０．４〜５０ｎｍ、特に１〜１０ｎｍ、好ましくは２〜６ｎｍの平均内部径、且つ／又は１６０ｎｍ、特に５〜３０ｎｍ、好ましくは１０〜２０ｎｍの平均外部径を有することが望ましい。本願発明に使用されるカーボンナノチューブは、０．０１〜１０００μｍ、特に０．１〜５００μｍ、好ましくは０．５〜２００μｍ、より好ましくは１〜１００μｍの平均長さを有することが望ましい。
【００４４】
さらに、本願発明に使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、少なくとも１ＧＰａ、特に少なくとも５ＧＰａ、好ましくは少なくとも１０ＧＰａのカーボンナノチューブ当たりの引っ張り強さ、及び／若しくは、少なくとも０．１ＴＰａ、特に少なくとも０．５ＴＰａ、好ましくは少なくとも１ＴＰａのカーボンナノチューブ当たりの弾性率、及び／若しくは、少なくとも５００Ｗ／ｍＫ、特に少なくとも１，０００Ｗ／ｍＫ、好ましくは少なくとも２，０００Ｗ／ｍＫの熱伝導率、及び／若しくは、少なくとも１０３Ｓ／ｃｍ、特に少なくとも０．５×１０４Ｓ／ｃｍ、好ましくは少なくとも１０４Ｓ／ｃｍの導電率を有することが望ましい。
【００４５】
一般的に、使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、０．１〜０．３ｇ／ｃｍ３の範囲内、特に０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲内、好ましくは０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の嵩密度を有し、多数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の塊又は集塊の形、特に高い螺旋状の形で存在する。
【００４６】
発明に適したカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、商業的に入手可能であり、たとえば、Bayer MaterialScience AG, Leverkusenから入手可能である商品シリーズBaytubes（商標）（たとえば、Baytubes（商標）C150P）である。
【００４７】
連続相又は分散媒体に関するかぎりでは、原則的に本願発明に関して、水性ベース、有機ベース又は水性−有機−ベースの分散媒体を使用することが可能であり、引例は有機分散媒体を使用することを提示する。一般的に、使用される連続相は、分散状態下で、特に大気圧（１０１．３２５ＫＰａ）下で、且つ１０〜１００℃、好ましくは１５〜７０℃の温度範囲内で、液体凝集状態で存在する分散媒体である。
【００４８】
本発明の好ましい方法において、連続相として使用される分散媒体は、下記する基から選択される分散媒体である；(i) アルコール、特に、メタノール、エタノール、ブタノール、エチルヘキサノール、デカノール、イソトリデシルアルコール、ベンジルアルコール、プロパルギルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、オキソ法アルコール、ネオペンチルアルコール、シクロヘキサノール、脂肪酸アルコール及びジオール等の直鎖、分枝又は環式の一価又は多価アルコール、及びグリコール等のポリオール；(ii) ２−メトキシエタノール、モノフェニルジグリコール、フェニルエタノール、エチレングリコール、及びプロピレングリコールのようなエーテルアルコール；(iii) トルエン、キシレン及び脂肪族及び／若しくは脂環式ベンジン画分のような炭化水素、クロロホルム及びトリクロロエタンのような塩素化炭化水素；(iv) エーテル、特にジオキサン、テトラヒドロフラン及びポリアルキレングリコールジアルキルエーテルのような環式及び非環式エーテル；(v) カルボン酸エステル、特にエチルアセテート及びブチルアセテートのようなモノカルボン酸エステル、且つＣ２からＣ４ジカルボン酸（「二塩基エステル」）のジアルキルエステルのようなジカルボン酸又はポリカルボン酸エステル；(vi) エーテルエステル、特にエチルグリコールアセテート及びメトキシプロピルアセテートのようなアルキルグリコールエステル；(vii) ブチロラクトンのようなラクトン；(viii) 特にフタレンのような可塑剤；(ix) メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、及びアセトンのようなアルデヒド及びケトン；(x) ジメチルホルムアミドのようなアミド；(xi) Ｎ−メチルピロリドン；及び上述した分散媒体の混合物。
【００４９】
さらに、原則的に、分散媒体として、イオン化した液体又は超臨界流体として知られるものを使用することができる。同様に水は、本願発明に関して適当な分散媒体である。
【００５０】
発明に使用される分散剤に関する限りでは、それは、高分子分散剤、特に機能性ポリマーに基づく高分子分散剤であり、少なくとも５００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは少なくとも１，０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは２，０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するものである。特に、本願発明に使用される分散剤は、官能基及び／若しくは顔料結合性を有する基を有するポリマー及びコポリマー、ポリマー及びコポリマーのアルキルアンモニウム塩、酸性基を有するポリマー及びコポリマー、顔料結合性を有する基、特に顔料結合性を有する塩基性の基を有するブロックコポリマーのようなコムコポリマー及びブロックコポリマー、任意に改質されたアクルラートブロックコポリマー、任意に改質されたポリウレタン、任意に改質され且つ／又は塩化されたポリアミン、リン酸エステル、エトキシラート、脂肪酸ラジカルを有するポリマー及びコポリマー、エステル交換ポリアクリラートのような付加的改質ポリアクリラート、酸官能性ポリエステル、ポリリン酸塩のような付加的改質ポリエステル、及びそれらの混合物からなる群から選択されることが望ましい。
【００５１】
さらに、原則として、本願発明に最適な分散剤として、その目的のために知られているすべての分散剤、界面活性剤、湿潤剤等を使用することが可能である。
【００５２】
本願発明の好ましい方法において、分散剤として選択された化合物は、公報ＥＰ１５９３７００Ｂ１、ＥＰ０１５４６７８Ｂ１、ＥＰ０３１８９９９Ｂ１、ＥＰ０２７０１２６Ｂ１、ＥＰ０８９３１５５Ｂ１、ＥＰ０４１７４９０Ｂ１、ＥＰ１０８１１６９Ｂ１、ＥＰ１６５０２４６Ａ１、ＥＰ１４８６５２４Ａ１、ＥＰ１６４０３８９Ａ１、ＥＰ０８７９８６０Ｂ１、ＷＯ２００５／０９７８７２Ａ１、及びＥＰ１４１６０１９Ａ１において記載された種類の化合物であり、たとえば、ａ）ウレタジオン基を有する１つ以上のポリイソシアナートと、ｂ）ＸＨがイソシアナート反応性基であり、且つ、Ｙが、イソシアナート反応性でなく、１つ以上の脂肪族、脂環式、脂肪族及び／若しくは芳香族基を具備するモノマー又はポリマー基であり、Yが、２０，０００ｇ／ｍｏｌ以下の数平均分子量を有し、且つ、ｎは、１，２又は３である化学式（Ｉ）
Ｙ−（ＸＨ）ｎ （Ｉ）
で示される１つ以上の化合物であって、ｎが化学式（Ｉ）の化合物の少なくとも５０モル％については１であり、前記ａ）で示される化合物の自由イソシアナート基のすべてが、化学式（Ｉ）の化合物と反応して、ウレタジオン基を有する中間媒体を得ることができると共に、該ウレタジオン基がそれに続いて、ｃ）Ｒが、水素又は１から４個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝アルキル基であり、且つ、Ｚが、脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族塩基性ラジカルである化学式（ＩＩ）
Ｚ−ＮＨＲ （ＩＩ）
で示される１つ以上の化合物と反応し、この反応の後、アミノ基に対して反応可能な化合物と反応する反応生成物に、反応性アミノ基がまだ存在する添加化合物から、且つ、これらの添加物の塩又は四級化生成物から、前記分散剤が選択されることが望ましい。
【００５３】
また、前記Ｙは、Ｏ、Ｓ及び／若しくはＮのヘテロ原子且つ／又はエーテル、ウレタン、炭酸塩、シロキサン及び／若しくはエステル基を有し、且つ水素がハロゲンの代わりに使用されることが望ましい。
【００５４】
さらに、前記Ｚは、
Ａ） 脂肪族及び／若しくは脂環式基が少なくとも１つの第三アミノ基を有すること、又は
Ｂ） ヘテロ環式基が、水素を有さない少なくとも１つの基礎環窒素原子を有し、ヘテロ環式基が、有機結合基を介して前記ＮＨＲに結合されること、又は
Ｃ） 任意に改質されたポリアミン及び／若しくはポリイミンのラジカルの少なくとも1つの限定を有することが望ましい。
【００５５】
さらにまた、Ｚ−ＮＨＲとして使用される化合物は、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、ｎ＞５であるNH 2 -(C 2 H 4 NH) n -C 2 H 4 -NH 2 の化学式で示されるより高い線形凝縮物、分枝ポリ−（Ｃ ２ −Ｃ ４ ）−アルキレンアミン、第三アミノ基及び１，０００，０００ｇ／ｍｏｌまでの数平均分子量を有するポリ（Ｃ ２ −Ｃ ４ ）−アルキレンアミン、又はそれらアミンの混合物からなる群から選択される化合物であることが望ましい。
【００５６】
また、第三アミノ基を有する分枝ポリ−（Ｃ ２ −Ｃ ４ ）−アルキレンアミンの場合、前記化合物が、アジリジンポリマー（ポリポリエチレンエチレンイミン）であること、且つ／又は、存在する自由反応性アミノ基が、エポキシ基、炭酸塩、カルボン酸及び／若しくはα，β−不飽和化合物と反応されること、且つ／又は、使用される化学式（Ｉ）の化合物が、ヒドロキシ官能性ポリエーテル、ヒドロキシ官能性ポリエステルであり、及び／若しくは２〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかが、ハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換される脂肪族及び／若しくは脂環式アルコールであること、且つ／又は、ウレタジオン基を有するポリイソシアナートが、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート及び／若しくはトリレンジイソシアナートに基づいたジイソシアナートの環式二量化生成物であることが望ましい。
【００５７】
さらに、使用される分散剤は、溶剤の存在で、且つ付加的に反応性触媒の存在で、ポリイソシアナート、ヒドロキシ化合物、ツェレビチノフ水素及び少なくとも1つの窒素含有塩基性基を含む化合物、及びアミン水素を含む化合物を反応させることで得られる、付加化合物及びその塩であり、
これらの付加化合物が、
２．５〜６の平均官能価を有するポリイソシアナートと、
ａ） Ｙ’が、
（ｉ）８個〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかがハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換された脂肪族及び／若しくは脂環式炭化水素基、
（ｉｉ）少なくとも１つの−Ｏ−及び／若しくは−ＣＯＯ−基を有し且つ３５０〜８，０００の分子量を有し、水素原子のいくつかがハロゲンによって置換されることが可能である脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基、
のいずれかである化学式（Ｉ’）
Ｙ’−ＯＨ （Ｉ’）
で示される一価ヒドロキシ化合物とが、ＮＣＯ基の１５％〜５０％、好ましくは２０％〜４０％、より好ましくは２０％〜３５％が反応するような量において、反応することによって得られるものであり、
ｂ）結果として生じる反応生成物が、
Ｅが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 及び／若しくは−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）であり、且つ、Ｇが少なくとも２個の炭素原子を有し、３０００以下の分子量を有し、且つ−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｓ−及び／若しくは−ＳＯ ２ −基を有することができる脂肪族基である化学式（ＩＩ’）
Ｇ−（Ｅ）ｎ （ＩＩ’）
で示される化合物と、使用されるポリイソシアナートのＮＣＯ基の１５〜４５％、好ましくは２０％〜４０％、より好ましくは２０〜３５％が反応する量で、且つ、反応ａ）及びｂ）におけるＮＣＯ反応の合計が少なくとも４０％で且つ７５％未満、好ましくは４５％〜６５％、より好ましくは４５％〜５５％の量で、反応し、
ｃ） その結果として生じる生成物が、
Ｑが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）若しくは−ＳＨであり、且つ、Ｚが少なくとも１つの第三アミノ基と共に２〜１０個の炭素原子を有する脂肪族基であり、ヘテロ環式基が、１〜１０個までの炭素原子を有するアルキレン基を介して前記基Ｑに結合されることが可能である化学式（ＩＩＩ’）
Ｚ−Ｑ （ＩＩＩ’）
で示される化合物と、前記反応ａ）及びｂ）で残った未反応イソシアナート基について、少なくとも１つの化合物Ｚ−Ｑの分子が存在するような量で、反応することが望ましい。
【００５８】
さらに、使用される分散剤は、溶剤の存在において及び反応性触媒の存在において、２．５〜２０の平均官能基を有するポリイソシアナートを、
ａ）Ｙが、（ｉ）８個〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかがハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換された脂肪族及び／若しくは脂環式炭化水素基、（ｉｉ）少なくとも１つの−Ｏ−及び／若しくは−ＣＯＯ−基を有し且つ２００〜１０，０００の平均分子量を有し、水素原子のいくつかがハロゲンによって置換された脂肪族、脂環式及び若しくは芳香族基であるという限定を有する化学式（Ｉ”）
Ｙ−ＯＨ （Ｉ”）
で示される一価ヒドロキシ化合物と、
ＮＣＯ基の１０％〜７０％、好ましくは１５％〜４５％、より好ましくは２０％〜４０％が反応するような量で、反応させることによって得られる付加化合物及びその塩であり、
ｂ） Ｅが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）又は−ＳＨであり、ｎが２又は３であり、且つ、Ｇが、少なくとも２個の炭素原子を有し、３，０００以下の平均分子量を有し、且つ−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｓ−及び／若しくは−ＳＯ ２ −基を有することができる脂肪族、脂環式及び若しくは芳香族基である化学式（ＩＩ”）
Ｇ−（Ｅ）ｎ （ＩＩ”）
で示される化合物と、
使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の１％〜５０％、好ましくは５％〜４５％、より好ましくは１５％〜４０％が反応し、反応ａ），ｂ）が、全体的な反応において、使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の少なくとも２０％及び８５％未満、好ましくは３０％〜６５％、より好ましくは４０％〜６０％を生じる量において、反応されるものであり、
ｃ） Ｑが−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）又は−ＳＨであり、且つ、Ｚが、少なくとも１つの第三アミノ基と共に２〜１０個の炭素原子を有する脂肪族基であり、又はＺが、水素原子を有しない少なくとも１つの塩基性リング窒素原子を有するヘテロ環式基であり、該ヘテロ環式基が、１０個までの炭素原子を有するアルキレン基を介して基Ｑに結合される可能性がある化学式（ＩＩＩ”）
Ｚ−Ｑ （ＩＩＩ”）
で示される化合物と、反応段階ａ），ｂ）において残った未反応イソシアナート基について、少なくとも１つのＺ−Ｑ化合物の分子が存在するような量において、反応されるものであり、前記化学式（ＩＩ”）に示される化合物の少なくとも１モル％が、
Ｙ’が、２００〜１０，０００の平均分子量を有し、水素原子のいくつかがハロゲンによって置換され、且つ少なくとも１つの−ＮＨＣＯＯ−基を有する脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基である化学式（Ｉａ）
Ｙ’−ＯＨ （Ｉａ）
で示される化合物によって置換され、及び／若しくは
前記化学式（ＩＩ”）で示される化合物の少なくとも１モル％が、モノマー単位に基づいて５０モル％までのコポリマー、特にビニルエステル、ビニルエーテル、スチレン、ビニルトルエン及び若しくはビニルチクロヘキサンを有し、１０，０００以下の平均分子量を有するモノヒドロキシ官能性ポリアクリル酸エステル及び／若しくはポリメタルクリル酸エステル及び／若しくはそのコポリマーによって置換され、及び／若しくは、前記化学式（ＩＩ”）に示される化合物の少なくとも１モル％が、
Ｇ’が、少なくとも２個の炭素原子を有し、３，０００以下の平均分子量を有し、少なくとも１つの−ＮＨＣＯＯ−及び／若しくは−Ｓｉ（ＣＨ ３ ） ２ Ｏ−基を有する脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基であり、且つｎが２〜３の数値である化学式（ＩＩａ）
Ｇ’−（ＯＨ）ｎ （ＩＩａ）
で示される化合物によって置換されたことが望ましい。
【００５９】
さらにまた、 使用される分散剤が、ポリイソシアナート、ヒドロキシ化合物、及びツェレビチノフ水素を有する化合物と、少なくとも１つの酸官能性成分又はアルコキシシリル基とを、反応性触媒の存在において反応させることによって得られ付加化合物及びその塩であり、これらの付加化合物が、２．５〜１０の平均官能基を有するポリイソシアナートと、
ａ） Ｙが、
（ｉ） ８個〜３０個の炭素原子を有し、その水素原子のいくつかがハロゲン及び／若しくはアリールラジカルによって置換された脂肪族及び／若しくは脂環式炭化水素基、
（ｉｉ） 少なくとも１つの−Ｏ−、−ＮＨＣＯＯ−及び／若しくは−ＣＯＯ−基を有し、２００〜１０，０００の平均分子量を有し、その水素原子のいくつかがハロゲンによって置換された脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基という限定を有する化学式（Ｉ”’）
Ｙ−ＯＨ （Ｉ”’）
に示されるモノヒドロキシ化合物と、
ＮＣＯ基の１０％〜７０％が反応するような量において反応することによって得ることができるものであり、
ｂ）Ｇが、少なくとも２個の炭素原子を有し、３，０００以下の平均分子量を有し、且つ−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯＯ−、−Ｓ−、−Ｓｉ（ＣＨ ３ ） ２ Ｏ−及び／若しくは−ＳＯ ２ −基を有することができる脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族基であり、ｎが２又は３である化学式（ＩＩ”’）
Ｇ−（Ｅ）ｎ （ＩＩ”’）
であって、Ｇ−（Ｅ）ｎが、ジオール、トリオール、ジヒドロキシジアルキル硫化物又はジヒドルキシスルホンを示す化学式（ＩＩ”’）の化合物と、
使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の１％〜５０％が反応し、反応ａ）及びｂ）が、反応全体を通して、使用されたポリイソシアナートのＮＣＯ基の少なくとも２０％及び８５％以下と反応するような量において、反応させられるものであり、
ｃ）Ｑが、−ＯＨ、−ＮＨ ２ 、−ＮＨＲ（Ｒが、１〜４個の炭素原子を有するアルキル基である）又は−ＳＨであり、同一又は異なるラジカルＺのそれぞれが、少なくとも１つの酸官能性ラジカルを有し且つ／又は少なくとも１つのＳｉ（ＯＲ） ｍ （Ｒ’） ３−ｍ 基（Ｒ及びＲ’が、１個から１０個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｍ＝１〜３である）を有する脂肪族及び／若しくは脂環式及び／若しくは芳香族ラジカルであり、又はＺ−Ｑが、第１アミノ基を有するモノ又はポリヒドロキシ化合物である化学式（ＩＩＩ”’）
Ｚ−Ｑ （ＩＩＩ”’）
で示される化合物、
又は、化学式（ＩＶ”’）
Ｚ−ＮＨ−Ｚ （ＩＶ”’）
で示される化合物の少なくとも１つと、
反応ａ）及びｂ）において残った未反応イソシアナート基のそれぞれについて、Ｚ−Ｑ化合物及び／若しくはＺ−ＮＨ−Ｚ化合物の少なくとも０．８分子が存在するような量において、反応され、
ｄ）その結果生じる反応生成物が、未反応ヒドロキシル基を有する場合、これらのヒドロキシル基が、少なくとも２つのカルボキシル基を有するポリカルボン酸又はそれらの無水物と、反応するＯＨ基のそれぞれについて、使用されたポリカルボン酸又はポリカルボン酸無水物の少なくとも０．８分子が存在するような量において反応されることが望ましい。
【００６０】
また、分散剤は、酸によってアミン官能性化合物を塩化することで得られるように使用され、使用される前記アミノ官能性化合物が、非改質脂肪族線形ポリアミン及び／若しくは非改質脂肪族分枝ポリアミン及び／若しくは改質ポリアミンの群から選択される少なくとも３個のアミノ基を有するポリアミンであり、後者はモノ又はポリイソシアナートと反応するポリアミン、エポキシ官能性物質と反応するポリアミン、環式炭酸塩と反応するポリアミン、α，β−不飽和化合物でのマイケル反応によって反応するポリアミン、アルキル化及び／若しくは四級化ポリアミン且つ／又はカルボン酸でアミド化された分枝脂肪族ポリアミンであり、改質の後、分子当たりに存在する３つの塩形成性のアミノ基が存在し、使用される酸は、少なくとも化学式（ＯＨ） ３−ｎ ＰＯ（ＯＲ １ ） ｎ （ｎ＝１又は２）の少なくとも１つのリン酸エステルであり、該化学式において、Ｒ １ が、少なくとも５個の炭素原子を有するアリール若しくはアラルキルラジカル、且つ／又は１００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有するオキシアルキル化されたアルコールのラジカル、且つ／又は少なくとも１つのカルボン酸エステル基及び／若しくは１００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有するウレタン基を有するラジカルであることが望ましい。
【００６１】
さらに、下記する化学式１
【００６２】
【化１】
で示されるリン酸エステル及びその塩が分散剤として使用され、前記化学式１において、Ｒは、少なくとも１つのエーテル酸素原子（−Ｏ−）及び少なくとも１つのカルボン酸エステル基（−ＣＯＯ−）及び／若しくはウレタン基（−ＮＨＣＯＯ−）を有し、２００〜１０，０００の平均分子量を有する脂肪族、脂環式及び若しくは芳香族ラジカルであり、脂肪族基の所定の水素原子がハロゲン原子で置換されることが可能であり、各々の基Ｒにおけるエーテル酸素原子の数に対するカルボン酸エステル基及び／若しくはウレタン基の数の比は、１：２０〜２０：１の範囲内であり、且つ、特にＲがモノ官能性脂肪酸及びポリオールのウレタン基自由モノエステルであるそれらリン酸エステルをのぞいては、ｎが１又は２であることが望ましい。
【００６３】
さらにまた、分枝ポリマーが、（Ａ）５０重量％〜９３重量％の少なくとも１つのエチレン化不飽和モノマー、（Ｂ）１，０００〜２０，０００の分子量を有する２重量％〜２５重量％の少なくとも１つのエチレン化不飽和マクロモノマー、（Ｃ）５重量％〜２５重量％の少なくとも１つのポリマー化イミダゾール誘導体、からなるモノマー混合物から由来する分散剤として使用され、成分（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）共に、１５，０００〜１００，０００分子量を有するポリマーを１００重量％とすると共に、所定の塩の形で存在させることが望ましい。
【００６４】
また、アルコキシル化されたエポキシド／アミン付加物は、５００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有し、且つ（Ａ）少なくとも８個の炭素原子を有するモノ及び／若しくはポリエポキシド、及び（Ｂ）１以上の第２ＯＨ基を有する付加物を形成するための第１及び／若しくは第２アミン且つ／又は第１及び／若しくは第２アルカノールアミド且つ／又は第２アルキルアルカノールアミンとの反応、且つ、（Ｃ）アルキレン酸化物とのそれにつづくアルコキシル化を介して得られる分散剤として使用されることが望ましい。
【００６５】
さらに、使用される分散剤は、（Ｉ）モノ又はポリ官能性芳香族エポキシドを、（ＩＩ）４００ｇ／ｍｏｌ以上の数平均分子量を有するポリオキシアルキレンモノアミン又は分子当たり少なくとも４個のエーテル酸素を有する第２アミノ基との反応を介して得られる付加化合物であり、開始材料の９０％〜１００％のエポキシ基が反応し、付加化合物の芳香族基の重量画分が、５０％以下であり、且つ前記付加化合物が分子当たり少なくとも１つの塩形成性アミノ基を有し、又は塩形状で存在することが望ましい。
【００６６】
さらにまた、コポリマーが、（ａ）１〜８０モル％の少なくとも１つのエチレン化された不飽和１，２−ジカルボン酸誘導体、（ｂ）１〜９０モル％の１２個から３０個の炭素原子を有する少なくとも１つの不飽和モノカルボン酸誘導体、（ｃ）１〜９０モル％の５，０００ｇ／ｍｏｌまでの数平均分子量を有する少なくとも１つのポリアルキレンオキシアルリルエーテル、及び（ｄ）０〜３０モル％の前記（ａ），（ｂ），（ｃ）によって包囲されなかった不飽和モノマーのコポリマー化によって得られ、さらに任意にこれらのコポリマーとアンモニア、水、アルコール、アミノアルコール、及び／若しくはアルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物と反応させることによって得られる分散剤として使用されることが望ましい。
【００６７】
また、アクリル酸アルキルエステルポリマーが、エポキシ官能性から自由である分散剤として使用され、１〜５０％のポリマーのエステル基が酸アミドを形成するために実行される反応を有し、前記アクリル酸アルキルエステルポリマーがアミンによってポリマーのエステル基のアミノリシスによって得られ、該アミノリシスが、（ａ）R 1 が２個〜４個の炭素原子を有する二価アルキレンラジカルであり、R 2 及びR 3 が１個〜１２個の炭素原子を有する脂肪族及び／若しくは脂肪族アルキルラジカルであり且つ同一又は異なるものである化学式NH 2 −R 1 -NR 2 R 3 で示されるアミン、及び、（ｂ）R 1 が２個〜４個の炭素原子を有する二価アルキレンラジカルであり、Zが2個までの窒素原子又は付加的な酸素を有する５−又は６−部分からなるＮ含有ヘテロ環である化学式NH 2 -R 1 -Zで示されるアミンの群から選択された少なくとも１つのアミンを使用することで実行されることが望ましい。
【００６８】
さらに、化学式２
【００６９】
【化２】
で示される分散剤が分散剤として使用され、その化学式において、R 1 が、分子当たり１〜３個のヒドロキシル基を有する化合物の有機ラジカル、又はシリコン原子に結合しない１〜３個のヒドロキシル基を有するポリシロキサンのラジカルであり、R 2 が、二価の直鎖又は分枝脂肪酸又はシクロ脂肪酸ラジカルであり、ｘが２〜８，ｎが１０〜５００，且つｍが１〜３であり、前記分散剤が、１，０００〜２０，０００ｇ／ｍｏｌの分子量及び３〜１８０ｍｇＫＯＨ／Ｇの酸価を有し、室温時に固体であることが望ましい。
【００６９】
さらにまた、勾配コポリマーが、分散剤として使用され、該勾配コポリマーが、ポリマーでないモノ官能性発動因子を使用するエチレン化不飽和モノマーのリビング制御ポリマー化によって取得可能であり、且つ前記勾配コポリマーが、親水性から疎水性特性へ前記ポリマー鎖に沿った移行を所有し、そこで、ａ）モノマー（Ｉ）が反応下においてモノマー（ＩＩ）に連続的に変化し、又は、ｂ）モノマー（Ｉ）及びモノマー（ＩＩ）が反応のための反応容器へ、異なる計量率で連続的に変化し、前記モノマー（Ｉ）又はモノマー（ＩＩ）の一方が、勾配コポリマーの化学反応の後、分散されるカーボンナノチューブと反応する勾配コポリマーに基を導入し、且つ他方のモノマーが、連続相、特に分散媒体に適合する勾配コポリマーに基を導入し、且つ、前記モノマー（Ｉ）若しくはモノマー（Ｉ）の化学反応による生成物、又は、前記モノマー（ＩＩ）若しくはモノマー（ＩＩ）の化学反応による生成物の一方が疎水性特性を有し、且つ他方のモノマー若しくは他方のモノマーの化学反応による生成物が親水性特性を有し、疎水性及び親水性の特性は、親水性特性が２２J 1/2 /cm 3/2 以上の溶解度パラメータの場合に存在し、且つ疎水性特性が、２２J 1/2 /cm 3/2 未満の溶解度パラメータの場合に存在し、且つ、「モノマー（Ｉ）」及び「モノマー（ＩＩ）」という言葉が、一方でモノマー（Ｉ）とモノマー（ＩＩ）の混合物を含むことが望ましい。
【００７０】
本願発明の方法に関する限りでは、原則として、それは、連続した処理又は非連続の処理において実行され、相対的に短い時間で行われる。その低いレベルの複雑さのために、本願発明の方法は、工業的に容易に用いることができ、汎用的に且つ経済的に実行することが可能であり、且つトンスケールの製品まで適合させることが可能となるものである。
【００７１】
原則として、本願発明の方法は、広い範囲のいろいろな溶剤又は分散剤の分散媒体、且つカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）に使用可能であり、さらなる方法又は方法ステップと容易に結合することができる。
【００７２】
最初に述べたように、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散は、たとえば３〜２５ｎｍの径範囲であるが、約１０ｎｍまでの長さ範囲であるカーボンナノチューブが大きなアスペクト比を有し且つ高螺旋化形状で存在することから、非常に難しい処理である。高いレベルの螺旋化に関して、大変高いエネルギー入力又は剪断力が、カーボンナノチューブを分離するために必要である。非螺旋化は適当な分散剤の同時の使用なしに高いエネルギー入力によってのみ達成されるので、カーボンナノチューブは単にサイズ減少であり、十分な安定性がなく、結果として生じる分散は、不均一で長時間の安定性に欠ける。分散剤の使用は、一方で、簡単に且つより優しい非螺旋化を確保するためにカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を湿潤することを目的とし、且つ他方で、分散剤でコーティングすることによって、結果として分解されたカーボンナノチューブを安定化することを目的とし、その結果として、本発明の方法で、安定して均一な分散が得られるものである。理論的にいえば、分散は、粘度の少しの上昇を示し、且つカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の高い活性化を示す。
【００７３】
これに対して、従来技術に開示された方法は、通常、長時間の安定性に欠ける不均一な分散を生じる。さらに、従来技術の分散は、約１％だけの低い粒子含有量で、粘度の高い上昇を示す。
【００７４】
本願発明に関して、適当な分散剤を高いエネルギー入力又は剪断力と結合させることによって、簡易でコスト効果の高い方法が、広い範囲のいろいろな媒体のいずれかで、且つ十分に高い濃度で、安定して分散するカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を提供することが見いだされた。
【００７５】
本願発明の方法は、高いカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）含有量又は高い充填レベル（結果として生じる分散に基づいて約５重量％）を有し、且つ低い粘度と同じ時間でこれを達成し、これによって容易に管理することができるものである。
【００７６】
さらに、本願発明の方法によって取得可能な分散は、高い貯蔵安定性を示す。
【００７７】
したがって、本願発明の第２の様相によれば、本願発明は、上述したような本願発明の方法によって取得可能である連続相、特に少なくとも一つの分散媒体におけるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の分散を提供する。
【００７８】
本願発明の分散に関するさらに関連した詳細については、分散自体を示す対応する請求項を参照することが望ましい。
【００７９】
本願発明の方法によって得られる本願発明による分散は、特別な安定性、特に貯蔵安定性を有する。特に、本願発明の分散は、少なくとも１週間、好ましくは少なくとも１ヶ月、より好ましくは少なくとも３ヶ月、もっとも好ましくは少なくとも６ヶ月に亘る貯蔵安定性を有する。上述したように、本願発明の分散は、室温で流体であり、これによって、容易に管理可能となる。本願発明よって調製された分散は、ニュートン又はほとんどチクソトロープ及び／若しくは構造的粘性反応、好ましくはニュートン反応を示す。
【００８０】
本願発明によって得られる分散は、さまざまな応用に適している。本願発明の第３の様相によれば、本願発明は、本願発明の方法によって得られる分散の特許的使用であり、対応する使用の請求項において定義される。
【００８１】
このように、たとえば、本願発明の分散は、電子工学の分野において、たとえばコンピュータ工学及びコンピュータ産業、半導体工学及び半導体産業、及び係属学及び計測産業の分野において、導体又は半導体構造、ナノ電子構造及び装置、トランジスター、不揮発性メモリ、ディスプレイ及びスクリーン及びそれらの構成要素、及び、回路、ダイオード等のような計測学的及びコンピュータ部品及び構成要素等の分野における応用について最適である。
【００８２】
さらに、本願発明の分散は、プラスチック及びポリマー合成物、コーティング、ペンキ、インク、合成構造物等における応用又は結合に最適である。
【００８３】
好ましくは上述した物質（たとえば、プラスチック及びポリマー合成物、コーティング、ペンキ、インク、合成構造物等）に関して、本願発明の分散は、伝導性を向上させるために、及び／若しくは、機械的特性、特に強度を改善するために使用される。このように、たとえば本願発明の分散は、上述した材料の補強された材料として適している。
【００８４】
さらに、本願発明によって用意された分散は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の束、繊維、マット、及び他の凝集性構造を生成するために適している（たとえば、分散媒体の除去後）。
【００８５】
その上、発明の分散は、航空宇宙工学の分野の応用に適している。
【００８６】
発明の分散の応用に関するさらなる分野は、冷却工学の分野であり、特に大変広い種類の応用のいずれかのためのヒートシンクの製造に関するものである（たとえば、ＣＰＵ冷却装置等のＧＳＭベースステーションに関する）。
【００８７】
最後に、本願発明の分散は、特に前述した材料（たとえば、プラスチック及びポリマー合成物、コーティング、ペンキ、インク、合成構造物等）において、電気及び／若しくは電磁放射線からシールドするために使用される。
【００８８】
本願発明のさらなる具体例、改良及び変形は、本願発明の範囲から離れることなしに、明細書を読むことにおいて当業者にとって、容易に明白且つ実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】 図１は、異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度を示す。
【図２】 図２は、ＣＮＴの濃度に対して異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度の対応する対数図を示す。
【図３】 図３は、ＤＩＳＰ−Ｉの異なる量を有するＰＭＡにおけるＣＮＴの１％分散の粘度の比較を示す。
【図４】 図４は、ＰＭＡにおける０．１％（最も下の曲線）及び１．０％（最も上の曲線）分散の粘度を示す。
【図５】 図５は、分散剤なしで超音波処理した後のＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍拡大図である。
【図６】 図６は、５０％の分散剤（ＤＩＳＰ−ＩＩ）の存在で超音波処理した後のＰＭＡにおけるＣＮＴ０．１％分散の１０倍拡大図である。
【図７】 図７は、１００％の分散剤（ＤＩＳＰ−Ｉ）の存在で超音波処理した後のＰＭＡにおけるＣＮＴ０．１％分散の１０倍拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９０】
本願発明は、下記する例を参照することによって説明されるが、それは本願発明を減縮するものではない。
【実施例１】
【００９１】
実施例A：
本願発明の特別な利点は、下記に記載され、たとえば、分散媒体としてＰＭＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテル又はメトキシプロピルアセテート）においてカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴ）の分散を使用すること、異なる分散剤及び超音波分散ユニットを使用することである。
【００９２】
最初に、分散機のみで、分散剤のあるなしでいろいろな比較実験が実行されるが、すべての場合において、その結果は失望するものであった。この分散は、大変な不均一であり、数時間から１日の時間の後で、完全に沈降する。
【００９３】
これに対して、超音波トランスデューサーでの同様の比較可能な実験は、良好な結果を示すものであり、これによって、ＣＮＴの０．１％分散がほんの少しの沈降で実行されるが、まだ不均一なままである。この場合、凝集物は事実粉砕されるが、ＣＮＴは、高い段階まで損傷され、且つ十分な安定性が得られない。この方法で用意された分散は、工業的使用に適していない。分散剤の付加は、結果を著しく上昇させる。
【００９４】
このように、超音波だけ又は分散剤だけが使用されるならば、実験は結果として不安定な且つ不均一な分散又は十分な沈降作用を有する懸濁を生じる。
【００９５】
本願発明の実験において、異なる分散剤が、異なる量において、超音波の入力とともに、使用され、所望の結果を生じた。
【００９６】
【表１】
【００９７】
第１の実験シリーズとして、メトキシプロパルアセテート（以下、ＰＭＡ）の多層カーボンナノチューブ（以下、ＭＷＣＮＴ）の１％分散が、超音波（表２）の使用で調製される。その結果は、分散処理の後の直接目視、沈降作用及び粘度に基づいて評価された。前記分散は、下記する例Ｂに記載される同じ方法で調製される。
【００９８】
【表２】
【００９９】
特に、沈降作用のより良い評価を得るために、第２段階は、より高い希釈分散が、これらの分散剤（表３）で調製されたことを調べる。０．１％の濃度で、DISP-Iで安定化された分散が最良の結果を示した。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
実験の途中で、ＤＩＳＰ−Ｉと超音波の結合が、大変良い結果を示したことが明確となった。その結果は、大変良好であり、その系が５％のＣＮＴ含有量まで上昇され、分散が顕著な特性を示し、且つ優れた貯蔵安定性を示した。さらに１０％以上のＣＮＴ含有量までの上昇が同様に得られた。
【０１０２】
さらに、ＣＮＴの調製方式に関係なく、本願発明の方法は、成功裏に達成された。言い換えると、本願発明の方法は、ＣＮＴの一般的な使用に適しており、且つＣＮＴの前表面改質を要求せず（本来のまま又は後合成）、それによって大きな省コストが達成される。
【０１０３】
これは、前記分散が下記する利点を有するので、多種多様な応用においてＣＮＴを産業的に使用する大きな機会をもたらす：
・高い充填量、又は５重量％以上のＣＮＴ
・長時間の安定性を有する均一な分散
・簡単な分散方法（ＣＮＴの優しい非螺旋化）
・すべての商業的に利用可能なＣＮＴについて一般的に使用可能であること
・バッチ及び連続した処理に等しく平均以上且つ最適である費用効果の高い分散方法
・さらなる加工段階と結合可能であること
・必要ならば、達成可能な低い粘度
・より機能的にする添加剤の付加を可能にすること
・分散剤の機能化を可能にすること
【０１０４】
さらになる実験において、本願発明の方法は、また別の溶剤に置き換えることも可能である。水又は極端に無極性の媒体を使用するときには、もちろん、分散剤の官能基に関する要求が異なるものである。
【０１０５】
さらに、本願発明によって調製された分散は、たとえば分散媒体マトリクスのＣＮＴの指向性についてさらに加工される。これによって、電界内において平行に整列したＣＮＴを実行することが可能となる。しかしながら、この目的のために、ＣＮＴは、個別化され均一化された分散状態、理想的には高い濃度で存在しなければならない。これは、本願発明の方法を会して最初に確保される。そのため、その後の平行指向性が可能であり、多くの応用についてもっとも重要なものである。
【０１０６】
対応する実験装置は、下記するように設計される。タンクにおいて、所望の分散媒体において凝集化されたＣＮＴが、分散剤とともに導入され、フローセルを介して回路にポンプで送られ、そこで分散処理が、超音波によって実行される。その結果として生じる分散は、所望のレベルの分散が達成される（バッチ処理）までタンクに再循環されて回路で分散されるか、超音波分散ユニットを有するさらなるフローセルにポンプで送られる（連続処理）。それから、これは、たとえば、樹脂（又は、ペンキ、コーティング液等）と混合することによって次に進み、電界を通る次の通路がＣＮＴの平行整列を提供する。平行整列は、二者択一的に、遅い時点で実行されることが望ましい。先行条件は、単に個別化されたＣＮＴの安定した分散であり、本願発明の方法によって確保されたものである。
【実施例２】
【０１０７】
実施例Ｂ：
１００％のＤＩＳＰ−Ｉを有するメトキシプロプルアセテート（ＰＭＡ）のＣＮＴ（Baytubes（商標）、たとえば、Baytubes（商標）Ｃ１５０Ｐ）１．０％分散の調製
３５０ｍｌＰＥビーカには、１９６ｇのＰＭＡと２ｇのＤＩＳＰ−Ｉが加えられ、この最初の充填が、歯付ディスク（ｄ＝４０ｍｍ）を有して１，０００ｒｐｍの回転速度の分散機を使用して均一化される。２ｇのＣＮＴが、前記混合物に加えられ、前記ＰＥビーカが、ステンレス鋼二重壁容器に入れられて、冷却媒体としての水によって５℃まで冷却される。分散は、媒体内に約２〜３ｃｍ延出するウルトラソノトロード（ｄ＝３８ｍｍ）を使用することで実行される。約５００±２０Ｗの電力で、懸濁は、温度が７０℃以下が保たれた状態で、１．５〜２分間分散される。その結果、均一化、貯蔵安定性、低い粘度のブラック分散を生じる。
【０１０８】
粘度
ＣＮＴ充填度の機能としての粘度
ＣＮＴ充填度を向上することで粘度を向上させることを説明するために、０．１％〜５％の範囲内のＣＮＴ含有量を有するＰＭＡにおける異なる分散の粘度が測定された（図１及び図２）。図１は、ＣＮＴに対して２００重量％の一定量の分散剤で、異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度を示しており（０．１％、０．５％、１．０％、２．０％、３．０％及び５．０％；順次下から上へ考慮される曲線）、図２は、ＣＮＴの濃度に対する異なるＣＮＴ含有量を有するＰＭＡ分散の粘度の対応する対数作図である。
【０１０９】
分散剤画分の機能としての粘度
ＣＮＴの大きな表面積及び螺旋を形成するためのそれらの付勢力について、高い分散画分が使用されなければならない。その結果として、５０重量％〜２００重量％（ＣＮＴに基づいて）の分散濃度が使用された。分散のための使用された測定は、粘度である。図３から、１５０％の分散濃度から、粘度は低いままであることが証明された。十分に低い濃度は、高い粘度を生じる。図３は、異なる量のＤＩＳＰ−Ｉ（ＣＮＴに基づいて５０重量％、１００重量％、１５０重量％及び２００重量％；順次上から下に考慮される曲線）を有するＰＭＡのＣＮＴ１％分散の濃度を比較したものである。
【０１１０】
異なるＣＮＴの比較
図４から明らかなように、分散するＣＮＴに関する本願発明の方法は、広い範囲のいろいろな異なる種類のＣＮＴに、ほとんど適用することが可能である。図４は、例によって、一方でBaytubes（商標）Ｃ１５０Ｐに関して、他方でＣＮＴ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．のＣＮＴに関して、ＰＭＡのＣＮＴの０．１％（一番下の曲線）及び１％（一番上の曲線）分散の粘度を示す。粘度は、ＣＮＴが製造される事業所に関係なく、事実上同一である。
【０１１１】
結果の概要
本結果は、サンプルの「壁すべり」を「迂回し」且つ低い濃度と高い濃度のＣＮＴ懸濁を比較させる測定状態下で測定される。その測定結果は、正直なところ絶対値として考えるべきではなく、前記サンプルの経験的な比較のための基礎として役立つものである。
【０１１２】
ＰＭＡにおいてBaytubes（商標）の０．１％と１．０％の分散剤なしの不安定懸濁は、沈降作用によって測定できない。
【０１１３】
本願発明の方法を介して、５重量％以上のCNT含有量を有する流体ペーストを調製することができる。
【０１１４】
テストされる湿潤剤について、ＤＩＳＰ−Ｉは、それ自体粘度レベルに関してもっとも効果であることを示した。
【０１１５】
粘度は、ＣＮＴの固体含有量の上昇に伴って且つ分散剤の同じ適用量（ＤＩＳＰ−Ｉの２００重量％）で、指数関数的に上昇する。
【０１１６】
測定条件
ＵＴＣＥ／Ｃ電気温度状態ユニットを有するＴｈｅｒｍｏＨａａｋｅＲＳ３００
測定装置：３５ｍｍ １°コーン／プレートシステム
実験モード：ＣＳＲ（Controlled Shear Rate)モードの回転
【０１１７】
サンプルのすべては、明らかに明白な降伏点を示す。さらに、視覚感覚テストは、サンプルの一部に、チキソトロピー又は構造的に粘着性作用を反映する。
【０１１８】
光学顕微鏡映像
凝集レベルの効果及び分散の品質を得るために、顕微鏡写真は異なる分散について示される。下記する写真は、特に良好で且つ特に良くない分散のサンプルを選択したものである。
【０１１９】
図５は、分散剤なしで、超音波処理した後、ＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍の拡大写真を示す（大変良くない分散、大きな凝集）。
【０１２０】
図６は、５０％の分散剤（ＤＩＳＰ−ＩＩ）の存在において超音波処理した後、ＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍の拡大写真を示す（良好で安定した分散、すこしの凝縮、十分な均一性）。
【０１２１】
図７は、１００％の分散剤（ＤＩＳＰ−Ｉ）の存在において超音波処理した後、ＰＭＡにおけるＣＮＴの０．１％分散の１０倍の拡大写真を示す（大変良好で十分な均一性の分散、ほとんど凝集せず、安定）。
【０１２２】
安定性
本願発明によって調製された分散は、約４ヶ月間室温で安定し、ＣＮＴの沈降を示さなかった。３％以上のＣＮＴ含有量を有する分散ですら、むしろチキソトロピーであるが、相対的に長い期間にわたっていかなるＣＮＴの沈降も示さない。これに対して、別の方法で調製された分散は、数時間後に完全な相分離を示すものである。
Claims (6)
- 少なくとも１つの分散媒体にカーボンナノチューブを分散する方法において、
所定の分散処理前に、カーボンナノチューブが分散媒体及び下記のＡ又はＢから選択される少なくとも１つの高分子分散剤に接触して均一化されること、
前記高分子分散剤が、少なくとも２０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する機能性ポリマーであること、前記高分子分散剤が、分散されるカーボンナノチューブに基づいて２５重量％〜２００重量％の量で使用されること、
前記カーボンナノチューブが、分散媒体に分散するのに十分なエネルギー入力を導入し、結果として生じる分散に基づいて１×１０−１重量％〜１０重量％の量で、分散されるカーボンナノチューブの単位量当たりに導入されるエネルギーとして演算されるエネルギー量が、１５，０００〜１００，０００ＫＪ／Ｋｇである、
ことを特徴とする方法。
分散剤Ａ
ａ） ウレタジオン基を有する１つ以上のポリイソシアナートと、
ｂ） ＸＨがイソシアナート反応性基であり、且つ
Ｙが、イソシアナート反応性でなく、１つ以上の脂肪族、脂環式、脂肪族及び／若しくは芳香族基を具備するモノマー又はポリマー基であり、
Yは、２０，０００ｇ／ｍｏｌ以下の数平均分子量を有し、且つ
ｎは、１，２又は３である化学式（Ｉ）
Ｙ−（ＸＨ）ｎ （Ｉ）
で示される１つ以上の化合物であって、
ｎが化学式（Ｉ）の化合物の少なくとも５０モル％については１であり、
前記ａ）で示される化合物の自由イソシアナート基のすべてが、化学式（Ｉ）の化合物と反応して、ウレタジオン基を有する中間媒体を得えると共に、
該ウレタジオン基がそれに続いて
ｃ） Ｒが、水素又は１から４個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝アルキル基であり、且つ
Ｚが、脂肪族、脂環式及び／若しくは芳香族塩基性ラジカルである化学式（ＩＩ）
Ｚ−ＮＨＲ （ＩＩ）
で示される１つ以上の化合物と反応し、この反応の後、アミノ基に対して反応可能な化合物と反応する反応生成物に、反応性アミノ基がまだ存在する添加化合物から、且つ
これらの添加物の塩又は四級化生成物から、選択される分散剤
分散剤Ｂ
酸によってアミン官能性化合物を塩化することで得られるように使用され、使用される前記アミノ官能性化合物が、非改質脂肪族線形ポリアミン及び／若しくは非改質脂肪族分枝ポリアミン及び／若しくは改質ポリアミンの群から選択される少なくとも３個のアミノ基を有するポリアミンであり、後者はモノ又はポリイソシアナートと反応するポリアミン、エポキシ官能性物質と反応するポリアミン、環式炭酸塩と反応するポリアミン、α，β−不飽和化合物でのマイケル反応によって反応するポリアミン、アルキル化及び／若しくは四級化ポリアミン且つ／又はカルボン酸でアミド化された分枝脂肪族ポリアミンであり、改質の後、分子当たりに存在する３つの塩形成性のアミノ基が存在し、使用される酸は、少なくとも化学式（ＯＨ）３−ｎＰＯ（ＯＲ１）ｎ（ｎ＝１又は２）の少なくとも１つのリン酸エステルであり、
該化学式において、Ｒ１が、少なくとも５個の炭素原子を有するアリール若しくはアラルキルラジカル、且つ／又は１００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有するオキシアルキル化されたアルコールのラジカル、且つ／又は少なくとも１つのカルボン酸エステル基及び／若しくは１００〜５，０００ｇ／ｍｏｌの間の数平均分子量を有するウレタン基を有するラジカルである分散剤 - 分散媒体としての連続相におけるカーボンナノチューブの分散体であって、請求項１記載の方法によって得られるカーボンナノチューブの分散体。
- 前記分散は、少なくとも1週間の貯蔵安定性を有することを特徴とする請求項２記載の分散体。
- プラスチック及びポリマー混合物、コーティング、ペンキ、インキ又は混合材料における請求項２記載の分散体の使用。
- カーボンナノチューブの束、繊維、マット及び他の凝集性構造を製造するための請求項２記載の分散体の使用。
- 電子工学、航空宇宙工学及び冷却工学における請求項２記載の分散体の使用。
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