WO2023149488A1 - 分散組成物の製造方法 - Google Patents

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WO2023149488A1
WO2023149488A1 PCT/JP2023/003286 JP2023003286W WO2023149488A1 WO 2023149488 A1 WO2023149488 A1 WO 2023149488A1 JP 2023003286 W JP2023003286 W JP 2023003286W WO 2023149488 A1 WO2023149488 A1 WO 2023149488A1
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WO
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raw material
material composition
liquid medium
dispersion
cooling
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PCT/JP2023/003286
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English (en)
French (fr)
Inventor
友明 枡岡
優 青谷
Original Assignee
東洋インキＳｃホールディングス株式会社
トーヨーカラー株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/10—Maintenance of mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a dispersion composition.
  • Methods for dispersing dispersoids in a non-aqueous dispersion medium include stirrers, ball mill dispersers, bead mill dispersers, ultrasonic dispersers, single-screw kneaders, multi-screw kneaders, roll mill dispersers, and high-pressure homogenizers. .
  • a bead mill disperser is widely used from the viewpoint of dispersion efficiency.
  • the bead mill has the advantage of finely dispersing the dispersoids by applying an impact to the dispersoids. properties may be degraded.
  • a high-pressure homogenizer can uniformly disperse a processing liquid by a method of discharging the processing liquid from a nozzle, a method of passing the processing liquid through a homogenization valve, or the like. Since the treatment liquid is supplied at high pressure to increase the dispersion efficiency, the dispersoids can be finely dispersed by shear force and collision between the treatment liquids, collision with the wall surface of the homogenization valve, and the like.
  • the valve-type high-pressure homogenizer can increase the flow rate of the treatment liquid and eliminates the need for nozzles that cause clogging. ing.
  • Dairy products and the like have a low solid content and are water-based, so they have little effect on the components of the dispersing device.
  • the packing of the high-pressure pump or the like deteriorates and the treatment liquid leaks out, it can be recovered and easily treated because it is a water-based treatment liquid.
  • Some high-pressure pumps are equipped with a cooling mechanism using cooling water because high pressure is applied to them and heat is generated. Even if the water-based treatment liquid leaks from the high-pressure pump, it is recovered together with the cooling water, so there is little problem.
  • high-pressure homogenizers have also been used as solvent-based dispersing devices for inks and the like, and particularly used as solvent-based dispersing devices for carbon materials including carbon nanotubes.
  • Solvent-based treatment liquids tend to act on the packing of high-pressure pumps and the like, and deterioration of the packing shortens the time required to replace the packing, which may reduce work efficiency. Furthermore, there is also the problem of increased solvent leakage from the high-pressure pump due to deterioration of the packing.
  • Patent Document 1 the organic solvent is removed from a mixture containing water and an organic solvent solution of a polymer, and the desolvated product is subjected to dispersion treatment to produce an aqueous dispersion of pigment-containing polymer particles.
  • Patent Document 2 describes a method in which a coarse dispersion containing carbon nanotubes and a solvent is stored in a tank, and the coarse dispersion is sent to a dispersing device by a high-pressure pump for dispersion treatment. Cooling the liquid prevents the formation of bubbles in the dispersion, and reducing the back pressure of the dispersion in multiple stages prevents the formation of bubbles in the dispersion when the atmospheric pressure is released. It has been proposed to prevent and enhance the dispersibility of carbon nanotubes.
  • the non-aqueous dispersion medium is mixed with the dispersoid in the waste liquid of the cooling water. , it becomes difficult to reuse or dispose of the cooling water as water. If water is mixed into a system in which the dispersion stability of dispersoids is maintained in a non-aqueous dispersion medium, the stability of the system may be lost, and the dispersoids may aggregate to form aggregates. Liquid leakage contains dispersoids as well as non-aqueous dispersion medium, so in order to reuse the cooling water, a process to remove solids by filtration, etc. is additionally provided, but aggregates are generated. , there is a problem that it is difficult to remove the solid content.
  • the cooling efficiency of the high-pressure pump will decrease, and the components of the high-pressure pump may be exposed to high temperatures and deteriorate.
  • sealing members such as packings of high-pressure pumps may deteriorate due to high temperatures, causing pressure loss in the high-pressure pumps. Deterioration of the packing causes a decrease in operating efficiency, shortening of replacement period, etc., and is a factor in a decrease in productivity.
  • Patent Document 1 the deterioration of the packing of the high-pressure homogenizer is prevented by previously removing the organic solvent contained in the aqueous dispersion of the pigment-containing polymer particles. Problems that cause deterioration are not resolved.
  • Patent Document 2 a coarse dispersion is supplied to a high-pressure homogenizer by a high-pressure pump, and attention is focused on improving dispersibility by cooling the dispersion after being dispersed by the high-pressure homogenizer to prevent the generation of air bubbles.
  • no consideration has been given to the reduction in productivity due to the high temperature of the high-pressure pump.
  • the pressurization mechanism of the high-pressure homogenizer applies pressure to the processing liquid in the cylinder with a plunger, and supplies the high-pressure processing liquid to the dispersing part consisting of a nozzle or a homogenization valve. Since frictional heat is generated on the sliding surface with the plunger, there is a method of cooling the plunger to prevent deterioration of the seal member. Furthermore, since the plunger reciprocates within the cylinder, the processing liquid tends to leak as the plunger reciprocates, and the above problem may occur when the processing liquid is a non-aqueous dispersion medium.
  • One object of the present invention is to prevent a decrease in the cooling efficiency of the plunger portion, enhance the dispersibility of the dispersion composition, and improve productivity.
  • the present inventors have made intensive studies with the aim of solving the above problems, and found that in the step of applying the cooling liquid medium to the plunger portion, the cooling liquid medium has a thickness of 10 ⁇ m or more in a predetermined aggregation test. Since the liquid medium has 0 to 50 particles, it has a high affinity with the raw material composition as a cooling liquid medium for cooling the plunger part in the method for producing a dispersion composition containing a non-aqueous dispersion medium. By selecting the liquid medium, even if the raw material composition leaks from the cylinder portion and comes into contact with the cooling liquid medium, it is possible to suppress the generation of aggregates due to dispersoids, dispersants, and the like.
  • the cooling liquid medium when the cooling liquid medium is reused and circulated, it is possible to prevent a decrease in cooling efficiency, prevent deterioration of sealing members such as packing, extend the life of the sealing members, and enable long-term operation. do. Also, the replacement period of the seal member is lengthened, and workability can be improved. In addition, it is possible to suppress a decrease in pressure loss due to deterioration of the sealing member, supply the processing liquid at high pressure from the high-pressure pump to the dispersion mechanism, and improve the dispersibility of the dispersion composition.
  • the present invention includes the following embodiments. Embodiments of the present invention are not limited to the following.
  • ⁇ 1> A dispersing mechanism that disperses a raw material composition, a supply mechanism that includes a plunger portion and supplies the raw material composition to the dispersing mechanism, and a cooling mechanism that cools the plunger portion using a cooling liquid medium.
  • the raw material composition contains a non-aqueous dispersion medium and dispersoids, and the cooling liquid medium has zero particles of 10 ⁇ m or more in the aggregation test described below.
  • the same composition as the raw material composition is dispersed with a bead mill or a high-pressure homogenizer, and a test dispersion having a particle size of less than 10 ⁇ m is prepared with a grindometer (0 to 100 ⁇ m).
  • a test sample is prepared by mixing the liquid and the cooling liquid medium at a mass ratio of 1:1, and the number of particles of 10 ⁇ m or more in the test sample is confirmed with a grindometer (0 to 100 ⁇ m).
  • ⁇ 2> The method for producing a dispersion composition according to ⁇ 1>, wherein the non-aqueous dispersion medium of the raw material composition and the liquid medium for cooling contain the same liquid medium.
  • ⁇ 3> The dispersion composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the leakage rate of the raw material composition from the supply mechanism represented by the following formula (1) is 0.2% or less per 100 hours of operation time.
  • Leakage rate (%) (amount of raw material composition leaked from supply mechanism (L)/amount of raw material composition supplied (L)) x 100 (1)
  • a dispersing mechanism that disperses a raw material composition, a supply mechanism that includes a plunger portion and supplies the raw material composition to the dispersing mechanism, and a cooling mechanism that cools the plunger portion using a cooling liquid medium.
  • the raw material composition contains a dispersoid, a non-aqueous dispersion medium, and a dispersant
  • the cooling liquid medium contains 5% by mass of the dispersant
  • a dispersing mechanism for dispersing a raw material composition a supply mechanism including a plunger portion and supplying the raw material composition to the dispersing mechanism, and a cooling mechanism for cooling the plunger portion using a cooling liquid medium.
  • the raw material composition contains a dispersoid, a non-aqueous dispersion medium, and a dispersant, and at 25 ° C.
  • the cooling liquid medium is the raw material composition
  • a method for producing a dispersion composition which is a liquid medium that dissolves 0.1% by mass or more of the dispersant contained in.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a high-pressure pump and a cooling mechanism of an example of a dispersion device
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a homogenizing valve of a dispersing section of an example of a dispersing device.
  • a method for producing a dispersion composition which is an embodiment of the present invention, will be described in detail below.
  • the present invention is not limited to the following embodiments, and the present invention also includes embodiments carried out without changing the gist of the invention.
  • the non-aqueous dispersion medium may further contain a dispersant.
  • the dispersion composition includes a dispersion mechanism for dispersing the raw material composition, a supply mechanism for supplying the raw material composition to the dispersion mechanism, and a cooling mechanism for cooling the plunger using a cooling liquid medium.
  • a raw material composition is a composition containing a mixture of raw materials for a dispersion composition.
  • the raw material composition may be a composition in a mixed state, or a composition in a coarsely dispersed state after mixing.
  • the high-pressure homogenizer can supply the raw material composition to the dispersing section at high pressure from the high-pressure pump by reciprocating movement of the plunger, and disperse the raw material composition in the dispersing section.
  • the raw material composition can be injected at high pressure from a fine opening at the tip of the nozzle, and the dispersoids can be dispersed in the non-aqueous dispersion medium by collision and shearing force between the raw material compositions.
  • the raw material composition is supplied to the homogenizing valve at high pressure, and the raw material composition collides with the wall surface of the homogenizing valve to give an impact to disperse the dispersoids in the non-aqueous dispersion medium.
  • the method of performing dispersion treatment using a homogenizing valve can increase the flow rate of the raw material composition, avoid problems such as nozzle clogging, and is suitable for mass production.
  • the pressure of the raw material composition when supplied to the dispersing section is preferably 10 to 150 MPa.
  • the pressure of the raw material composition when supplied to the dispersing part is preferably 60 to 150 MPa, more preferably 80 to 150 MPa, and even more preferably 100 to 150 MPa in the usual range.
  • the pressure of the raw material composition when supplied to the disperser is preferably 10 to 150 MPa, more preferably 40 to 150 MPa, and even more preferably 80 to 150 MPa in the usual range. .
  • a bulb-type homogenizer and a nozzle-type homogenizer may be used together for dispersion, and from the viewpoint of adjusting the dispersion state, a bead mill or a high-shear mixer other than a high-pressure homogenizer may be used together for dispersion. good too.
  • Fig. 1 shows a schematic diagram of an example of a dispersing device.
  • the dispersing device 100 includes a plunger 10 , a high pressure pump 20 , a dispersing section 30 and a cooling mechanism 40 .
  • the raw material composition tank 50 is a container that stores the raw material composition to be supplied to the high-pressure pump 20 .
  • the high-pressure pump 20 includes a supply port portion 22 to which the raw material composition is supplied from the raw material composition tank 50 and a discharge port portion 23 to which the raw material composition is discharged to the dispersing portion 30 .
  • the high-pressure pump 20 includes a cylinder portion 21 that supports the plunger 10 in an axially reciprocating manner.
  • the cylinder part 21 is preferably provided with a sealing mechanism so that the raw material composition and pressure from the high-pressure pump 20 do not leak out to the outside.
  • the sealing mechanism includes a sealing member or the like that is arranged along the entire circumference of the inner circumference of the cylinder portion 21 in the circumferential direction.
  • a gland packing which is an example of a sealing member, is composed of organic fibers such as aramid fibers, PTFE fibers, and carbonized fibers, inorganic fibers such as carbon fibers and metal fibers, and natural fibers such as ramie fibers, either alone or in combination.
  • the plunger 10 has one end inserted into the high-pressure pump 20 and the other end extending outside the high-pressure pump 20 and supported by the cylinder portion 21 . It is preferable that the sliding surface between the plunger 10 and the cylinder portion 21 is slidably sealed to prevent leakage of the raw material composition from the high-pressure pump 20, and air from the high-pressure pump 20 to the outside is preferably prevented. It is preferred that no pressure loss is caused by the outflow of the As the plunger 10 reciprocates in the axial direction, the volume of the pressure chamber of the high-pressure pump 20 changes.
  • the raw material composition is sucked from 22 , and the plunger 10 is pushed out to the high-pressure pump 20 to reduce the volume of the pressure chamber, and the raw material composition is discharged from the discharge port 23 of the high-pressure pump 20 .
  • the supply port 22 and the discharge port 23 of the high-pressure pump 20 may each be provided with a valve to prevent backflow of the material composition.
  • the raw material composition discharged from the high-pressure pump 20 is supplied to the dispersing section 30 at high pressure.
  • the dispersing section 30 may be of a nozzle type or a valve type. Since the plunger 10 can be used to supply a large amount of the raw material composition to the dispersing section 30 under high pressure, the dispersing section 30 is preferably of a valve type, and more specifically a homogenization valve.
  • a dispersion composition in which dispersoids are dispersed in a non-aqueous dispersion medium is obtained.
  • the dispersed composition that has undergone dispersion processing can be recovered from the discharge port of the dispersion unit 30 to a dispersion composition tank through a pipe.
  • the cooling mechanism 40 includes a cooling liquid medium tank 41 and a cooling section 42 .
  • the cooling mechanism 40 includes a pipe 40 a for supplying the liquid medium from the cooling liquid medium tank 41 to the cooling section 42 and a pipe 40 b for discharging the liquid medium from the cooling section 42 .
  • the pipe 40 b is connected to a collection container 43 , and the used liquid medium can be collected in the collection container 43 .
  • the liquid medium collected in the collection container 43 may be filtered and the liquid medium from which the solid content has been removed may be recycled to the cooling liquid medium tank 41 through the pipe 40c for reuse.
  • the cooling part 42 is a member that cools the plunger 10 that extends from the high-pressure pump 20 to the outside.
  • the cooling part 42 is, for example, a member that surrounds the outer periphery of the plunger 10 extending to the outside of the high-pressure pump 20 and liquid-tightly covers the opening of the cylinder part 21 .
  • the cooling liquid medium comes into direct contact with the openings of the plunger 10 and the cylinder section 21 to perform cooling.
  • the outer peripheral surface of the plunger 10 is cooled, and the plunger 10 continues to reciprocate, so that the cooled outer peripheral surface portion of the plunger 10 enters the inside of the cylinder portion 21 of the high-pressure pump 20 and reaches the inside of the cylinder portion 21. Allow to cool.
  • the cooling liquid medium is supplied to the cooling unit 42 from the cooling liquid medium tank 41 through the pipe 40a, and the cooling liquid medium is discharged from the cooling unit 42 to the collection container 43 through the pipe 40b.
  • the cooling liquid medium discharged from the cooling unit 42 may be dropped into the collection container 43 or the receiving tray and collected without providing the pipe 40b from the cooling unit 42 to the collection container 43. good.
  • the cooling liquid medium discharged from the cooling unit 42 may be returned to the cooling liquid medium tank 41 as it is without providing the collection container 43 .
  • a cooling liquid medium supply port is provided at the top of the plunger extending from the high-pressure pump, and the cooling liquid medium is dropped directly onto the plunger for cooling. may be performed.
  • the cooling liquid medium that drops after dripping onto the plunger can be recovered by a recovery container, a receiving pan, or the like.
  • a cooling pipe for the cooling liquid medium may be arranged inside the cylinder portion.
  • a cooling liquid medium is supplied to this cooling pipe, and the inside of the cylinder portion is cooled by the cooling pipe, thereby cooling the seal member arranged on the inner peripheral surface of the cylinder portion and the plunger sliding therewith.
  • the cooling liquid medium supplied to the cooling pipe inside the cylinder portion is discharged from the opening of the cylinder portion.
  • the cooling liquid medium discharged from the cooling pipe may be discharged to the cooling unit 42 described above, may be collected to the collection container 43 through a separate pipe, or may be directly dropped into the collection container 43 or the receiving tray. You can collect it.
  • the cooling liquid medium directly contacts the plunger, so when the raw material composition leaks from the high-pressure pump through the cylinder portion, the raw material composition comes into contact with the cooling liquid medium. there is a possibility.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the high-pressure pump 20 and the cooling mechanism 40 of the dispersing device.
  • the high-pressure pump 20 includes a cylinder portion 21, a gland packing 24 disposed on the inner peripheral surface of the cylinder portion 21, and ball valves 22' and 23 disposed at the supply port portion 22 and the discharge port portion 23, respectively.
  • the cooling mechanism 40 includes a cooling liquid medium tank 41 , a cooling section 42 , a pump 44 and a heat exchanger 45 .
  • the plunger 10 is reciprocally movable, and is liquid-tightly slidably supported by a gland packing 24 in the cylinder portion 21 .
  • the raw material composition is supplied to and discharged from the high-pressure pump 20 in the direction of the arrow in the figure.
  • the cooling liquid medium is sent from a cooling liquid medium tank 41 by a pump 44 in the direction of the arrow in the drawing to fill the cooling section 42, and then the heated cooling liquid medium after cooling is cooled.
  • the liquid is discharged from the upper portion of the portion 42, sent to the cooling liquid medium tank 41, and circulated.
  • a heat exchanger 45 can be provided between the pipes from the cooling unit 42 to the cooling liquid medium tank 41 to cool the heated cooling liquid medium and then circulate it.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the homogenizing valve of the dispersing section 30.
  • the homogenizing valve of the dispersing section 30 comprises a valve seat 31 , an impact ring 32 and a homo valve 33 .
  • the raw material composition supplied from the high-pressure pump 20 is supplied to the homogenizing valve at high pressure in the direction of the arrow in the figure, finely dispersed, and then discharged from the outlet as shown.
  • valve-type high-pressure homogenizer which is an example of a dispersing device
  • "HC3 Series” manufactured by Sanmaru Kikai Kogyo Co., Ltd., "HV-H Series” manufactured by Izumi Food Machinery Co., Ltd., "R-Model” manufactured by SPX Flow Co., etc. can be used.
  • Another example of a dispersing device can be a nozzle type high pressure homogenizer.
  • “Genus PY” manufactured by Genus, “Starburst” manufactured by Sugino Machine, “Nanomizer” manufactured by Nanomizer, etc. can be used, but the homogenizer is not limited to these.
  • a nozzle-type high-pressure homogenizer comprises a pump and one or more nozzles, and there are various nozzle shapes for dispersion treatment.
  • nozzles for example, there are a type in which raw materials are collided with each other under high pressure, a type in which high pressure raw materials are collided with ceramic balls or passed through slits and treated by the shear force, and a type in which cavitation is used by jets of high pressure raw materials. It is not limited.
  • ⁇ Agglutination test> In the production of a dispersion composition containing a non-aqueous dispersion medium, when the liquid medium for cooling is water and leakage of the raw material composition occurs, the stability of the system of the dispersoid of the raw material composition and the non-aqueous dispersion medium is reduced. Mixing with water may cause dispersoids to aggregate and form aggregates. Furthermore, when the raw material composition contains a dispersoid together with a dispersoid, the stability of the system is likely to be disrupted by water, and aggregates are more likely to occur. These aggregates accumulate and clog the pipes and tanks for discharging the cooling liquid medium, reducing the cooling efficiency of the plunger and exposing the plunger and its surrounding members to high temperatures.
  • sealing member It may cause deterioration of the sealing member. Deterioration of the sealing member causes pressure loss, lowers the pressure load of the plunger, lowers the pressure of the raw material composition supplied to the dispersing section, and may deteriorate the dispersibility.
  • replacement work of the seal member is carried out after stopping the operation of the dispersing device and discharging the raw material composition, which lengthens the work time and causes a decrease in productivity. In particular, since gland packing is expensive, frequent replacement leads to a decrease in production efficiency.
  • the cooling liquid medium is preferably a liquid medium in which the number of particles of 10 ⁇ m or more is 0 to 50 in the aggregation test described below.
  • the same composition as the raw material composition is dispersed with a bead mill or a high-pressure homogenizer, and a test dispersion having a particle size of less than 10 ⁇ m is prepared with a grindometer (0 to 100 ⁇ m).
  • the number of particles of 10 ⁇ m or more in the cooling liquid medium is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, still more preferably 10 or less, and even more preferably 3 or less in the aggregation test. More preferably, the cooling liquid medium has no particles of 10 ⁇ m or more in the aggregation test, that is, no particles are observed.
  • the same composition as the raw material composition is subjected to dispersion treatment, and the dispersion treatment is performed with a grindometer (0 to 100 ⁇ m) until the particle size becomes less than 10 ⁇ m.
  • the dispersion treatment of the raw material composition may be carried out until the degree of dispersion reaches a particle size of less than 10 ⁇ m with a grindometer.
  • a raw material composition with low cohesiveness may be prepared by roughly dispersing it in a bead mill, and a raw material composition with high cohesiveness may be finely dispersed using a high-pressure homogenizer.
  • a grindometer with a groove depth of 0 ⁇ m to 100 ⁇ m and a scale interval of 10 ⁇ m is used to measure the particle size of the test dispersion.
  • a test sample is prepared by mixing a test sample and a cooling liquid medium at a mass ratio of 1:1 at 25°C.
  • the mixing method the test sample and the cooling liquid medium may be mixed as a whole, and may be mixed using a stirring device.
  • the stirring device it is preferable to use a rotation-revolution type stirring device because it can remove bubbles generated during mixing. For example, it is preferable to stir at 2000 rpm for 30 seconds using a rotation-revolution stirrer.
  • the number of particles of 10 ⁇ m or more in the obtained test sample is confirmed at 25° C. with a grindometer (0 to 100 ⁇ m).
  • a grindometer with a groove depth of 0 ⁇ m to 100 ⁇ m and a scale interval of 10 ⁇ m is used to confirm the number of particles of 10 ⁇ m or more in the test sample. After preparation of the test sample, the number of particles of 10 ⁇ m or more is measured with a grindometer within 60 seconds. Aggregation test is performed under conditions of 25° C. and 1 atm.
  • the cooling liquid medium may be a single-component liquid, or a combination of two or more liquids.
  • the cooling liquid medium used in the aggregation test is a mixture of two or more liquids at the same mass ratio as the cooling liquid medium used in the dispersing device.
  • the type of cooling liquid medium is not particularly limited as long as it satisfies the above aggregation test, but a non-aqueous liquid medium is preferred, and an organic solvent is more preferred. Specifically, it can be used by selecting from organic solvents for raw material compositions described below.
  • the liquid medium for cooling is preferably a liquid medium that does not contain water as a main component.
  • the cooling liquid medium preferably contains water in an amount of 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and still more preferably substantially free of water.
  • a non-aqueous liquid medium that has a high affinity for the raw material composition is selected to prevent the raw material composition from leaking from the cylinder. Even if it comes into contact with the cooling liquid medium, it is possible to suppress the generation of aggregates due to dispersoids, dispersants, and the like.
  • the cooling liquid medium may be any medium as long as it satisfies the above aggregation test, but it is preferable that it satisfies the following conditions in addition to satisfying the aggregation test.
  • the liquid medium for cooling is preferably the same as the non-aqueous dispersion medium of the raw material composition.
  • the liquid medium for cooling may be a single component selected from the plurality of non-aqueous media of the raw material composition, or two or more components may be used.
  • the mixing ratio of each component may be the same as or different from that of the non-aqueous dispersion medium of the raw material composition.
  • the liquid medium for cooling is a liquid medium containing the plurality of non-aqueous dispersion media of the raw composition in the same mixing ratio.
  • the leakage rate of the raw material composition from the supply mechanism represented by the following formula (1) is 0.2% or less per 100 hours of operation.
  • Leakage rate (%) (amount of raw material composition leaked from supply mechanism (L)/amount of raw material composition supplied (L)) x 100 (1)
  • the amount of raw material composition leaked from the supply mechanism is the amount of raw material composition that leaked from the supply mechanism to the cooling mechanism during 100 hours of operation, and the supply amount of the raw material composition is , is the total amount discharged from the dispersion section during the 100 hours of operation.
  • the gland packing of the dispersing device is replaced once a month or less.
  • the life of the gland packing is desired to be several hundred hours or more, and the amount of leakage of the raw material composition from the supply mechanism per 100 hours of operation, which is the early to middle period of the replacement interval, is the life of the gland packing. is an important index for estimating
  • the cooling of the plunger part is efficiently performed by having a leakage rate of 0.2% or less per 100 hours of operation, and the deterioration of the gland packing is further prevented during subsequent operation. can be expected to be
  • the leakage rate represented by formula (1) is preferably 0.2% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.05% or less. If the deterioration of the seal member is prevented and the sealing performance of the sliding surface between the cylinder portion and the plunger of the high-pressure pump is ensured, the leakage rate represented by formula (1) can be close to 0%. preferable.
  • the raw material composition supplied to the dispersing device is not particularly limited as long as it contains dispersoids and a non-aqueous dispersion medium.
  • the raw material composition may further contain a dispersant in order to obtain dispersion stability of the dispersoid.
  • the raw material composition may contain optional components such as a resin emulsion, a surfactant, a binder resin, a wetting agent, a wetting agent, and a leveling agent, if necessary.
  • the dispersoid may be an inorganic particle, an organic particle, an inorganic-organic composite particle, or a combination thereof. Particles that are dispersible in a non-aqueous dispersion medium are preferred, and particles that are insoluble in a non-aqueous dispersion medium are preferred.
  • inorganic particles include carbon materials, ceramics, and metals. Carbon materials such as carbon black, carbon nanotubes, fullerenes, graphene, multi-layer graphene, and graphite can be used as carbon materials. Examples of carbon black include acetylene black, furnace black, hollow carbon black, and ketjen black. These carbon materials may be neutral, acidic or basic, and may be oxidized or graphitized.
  • Ceramics include metal oxides, carbonates, nitrides, phosphates, carbides, etc. Examples include calcium oxide, calcium carbonate, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium phosphate, aluminum oxide, aluminum nitride, phosphorus aluminum oxide, boron nitride, silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, zirconium oxide, titanium oxide, kaolin clay, indium tin oxide (ITO) and the like. Metals include zinc, lead, titanium, cadmium, iron, copper, cobalt, etc., or alloys thereof.
  • resin particles are preferable, and examples include polystyrene, polyurethane, polyester, polyamide, vinyl-based polymers, acrylic-based polymers, composite polymers thereof; cellulose, pulp fibers, and the like.
  • An inorganic pigment or an organic pigment may be used as the dispersoid.
  • organic pigments include azo, phthalocyanine, anthraquinone, perylene, perinone, quinacridone, thioindigo, dioxazine, isoindolinone, quinophthalone, azomethineazo, ditopyrrolopyrrole, and isoindoline pigments. pigments.
  • carmine 6B lake red C, permanent red 2B, disazo yellow, pyrazolone orange, carmine FB, chromophthal yellow, chromophthal red, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, dioxazine violet, quinacridone magenta, quinacridone red, Indanthrone blue, pyrimidine yellow, thioindigo Bordeaux, thioindigo magenta, perylene red, perinone orange, isoindolinone yellow, diketopyrrolopyrrole red, aniline black, daylight fluorescent pigments, and the like.
  • organic pigment C.I. I. pigment black, C.I. I. pigment blue, C.I. I. pigment green, C.I. I. pigment red, C.I. I. pigment violet, C.I. I. pigment yellow, C.I. I. pigment orange, C.I. I. pigment brown and the like.
  • inorganic pigments examples include white pigments such as titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, barium sulfate, calcium carbonate, chromium oxide, and silica; Non-white pigments such as cadmium red, aluminum hydroxide, ultramarine blue, Prussian blue, red iron oxide, yellow iron oxide, iron black, titanium oxide, zinc oxide, and the like.
  • the dispersoids described above may be surface-treated.
  • the dispersoids described above may be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the dispersoid in the raw material composition is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the non-aqueous dispersion medium and the material of the dispersoid as long as the dispersoid can be dispersed in the non-aqueous dispersion medium after the dispersion treatment.
  • a solvent capable of dispersing the dispersoid may be used according to the type of dispersoid, and an organic solvent is preferable.
  • the organic solvent may be either a non-polar solvent or a polar solvent, and may be used in combination within a miscible range.
  • Non-polar solvents include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane and paraffin, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene, and other petroleum hydrocarbon solvents.
  • Polar solvents include ester solvents, ether solvents, alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, heterocyclic solvents, sulfoxide solvents, sulfone solvents, carbonate solvents and the like.
  • the non-aqueous dispersion medium includes amides (N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP), N,N-dimethylformamide, N,N-dimethyl acetamide, N,N-diethylacetamide, N-methylcaprolactam, etc.), heterocyclic ring system (cyclohexylpyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, ⁇ -butyrolactone, etc.), sulfoxide system (dimethyl sulfoxide etc.), sulfones (hexamethylphosphorotriamide, sulfolane, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), carbonates (diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, fluoroethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate), In
  • non-aqueous dispersion media examples include formic acid, acetic acid, methanol, ethanol, propanol, methyl acetate, ethyl acetate, diethyl ether, ⁇ -terpineol, and the like.
  • the above non-aqueous dispersion medium may be used singly or in combination of two or more.
  • dispersant either a resin-type dispersant or a surfactant can be used, and a suitable type of dispersant is used in a suitable blending amount according to the properties required for dispersing the dispersoid. be able to.
  • (meth)acrylic polymers polymers derived from ethylenically unsaturated hydrocarbons, cellulose derivatives, copolymers thereof, and the like can be used.
  • Polymers derived from ethylenically unsaturated hydrocarbons include polyvinyl alcohol-based resins, polyvinylpyrrolidone-based resins, polyacrylonitrile-based resins, nitrile rubbers, and the like.
  • polyvinyl alcohol-based resins examples include polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol having functional groups other than hydroxyl groups (e.g., acetyl group, sulfo group, carboxy group, carbonyl group, amino group), polyvinyl alcohol modified with various salts, and other anions. Modified or cation-modified polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal (polyvinyl acetoacetal, polyvinyl butyral, etc.) acetal-modified (acetoacetal-modified or butyral-modified, etc.) with aldehydes, and the like can be mentioned.
  • modified polyvinyl alcohol having functional groups other than hydroxyl groups e.g., acetyl group, sulfo group, carboxy group, carbonyl group, amino group
  • the polyacrylonitrile-based resin may be a homopolymer of polyacrylonitrile, a copolymer of polyacrylonitrile, a modified product thereof, or the like.
  • a polyacrylonitrile-based resin or the like having at least one selected from the group consisting of a hydrogen group, a basic group, an alkyl group derived from (meth)acrylic acid alkyl ester, an ⁇ -olefin, or the like is preferable, such as An acrylonitrile copolymer described in JP-A-2020-163362 can be used.
  • nitrile rubbers include acrylonitrile-butadiene rubber and hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber.
  • Cellulose derivatives include cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose butyrate, cyanoethyl cellulose, ethylhydroxyethyl cellulose, nitrocellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc., or these copolymers, and the like.
  • WO 2008/108360 pamphlet JP 2018-192379, JP 2019-087304, JP 6524479, JP 2009-026744 may be used dispersants described in, but these is not limited to Particularly preferred are methyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyacrylonitrile homopolymers, polyacrylonitrile copolymers, and hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber. Polymers obtained by introducing other substituents into some of these polymers, modified polymers, and the like may also be used.
  • the surfactant may be an anionic, cationic, amphoteric ionic surfactant, or nonionic surfactant.
  • the amount of the dispersant is preferably 5 to 300 parts by mass, more preferably 10 to 200 parts by mass, even more preferably 15 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the dispersoid.
  • the content of the dispersoids varies depending on the specific gravity of the dispersoids, but is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.5 to 60% by mass, and 0.7 to 50% by mass. is more preferred.
  • the raw material composition preferably has a solid content of 0.5 to 80% by mass, more preferably 0.7 to 60% by mass, and even more preferably 1 to 50% by mass.
  • the dispersing device can disperse particles by high-pressure treatment without applying mechanical impact to the particles, it is suitable for use in dispersing particles while maintaining their shape. Furthermore, it is suitable for use in defibrating aggregates such as fibrous particles to improve dispersibility. For example, it can be suitably used in a method for producing a carbon nanotube dispersion.
  • the carbon nanotube is also referred to as CNT.
  • the above non-aqueous dispersion medium can be used as the non-aqueous dispersion medium.
  • the non-aqueous dispersion medium preferably contains an aprotic solvent and a non-polar solvent, more preferably contains an aprotic solvent, and may contain an aprotic polar solvent. More preferred.
  • the aprotic polar solvent can further prevent the carbon nanotubes from aggregating, and has excellent solubility of the resin-type dispersant suitable for dispersing the carbon nanotubes.
  • it preferably contains an amide solvent, specifically, at least one selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone and 1-n-octyl-2-pyrrolidone It is more preferred to contain seeds.
  • the carbon nanotubes have the following characteristics before being dispersed in the raw material composition.
  • the CNT has a shape in which planar graphite is rolled into a cylindrical shape, and includes single-walled CNTs and multi-walled CNTs, and these may be mixed.
  • Single-walled CNTs have a structure in which a single layer of graphite is wound.
  • Multilayer CNTs have a structure in which two or more layers of graphite are wound.
  • the side wall of the CNT may not have a graphite structure.
  • CNTs with sidewalls having, for example, an amorphous structure are also CNTs herein.
  • the shape of CNT is not limited. Such shapes include a variety of shapes including needles, cylindrical tubes, fish bones (fish bones or cup stacks), tramp (platelets) and coils. Among others, the shape of the CNT is preferably needle-like or cylindrical tube-like. CNTs may be of a single shape or a combination of two or more shapes.
  • CNTs include, for example, graphite whiskers, filamentous carbon, graphite fibers, ultrafine carbon tubes, carbon tubes, carbon fibrils, carbon microtubes, and carbon nanofibers.
  • Carbon nanotubes may have a single form or a form in which two or more of these forms are combined.
  • the average outer diameter of CNTs is preferably 1 nm or more, more preferably 1.2 nm or more. Also, it is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 15 nm or less.
  • the average outer diameter of the CNTs is calculated by first observing and imaging the CNTs with a transmission electron microscope, selecting arbitrary 300 CNTs in the observation photograph, measuring the respective outer diameters, and averaging them. can.
  • the average fiber length of CNTs is preferably 0.5 ⁇ m or longer, more preferably 0.8 ⁇ m or longer, and even more preferably 1.0 ⁇ m or longer. Moreover, it is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the average fiber length of CNT is calculated by first observing and imaging the CNT with a scanning electron microscope, selecting arbitrary 300 CNTs in the observation photograph, measuring the fiber length of each, and averaging. can.
  • the aspect ratio is the value obtained by dividing the CNT fiber length by the outer diameter. Using the average fiber length and average outer diameter values, a representative aspect ratio can be determined. A conductive material having a higher aspect ratio can provide a higher conductivity when an electrode is formed.
  • the aspect ratio of CNTs is preferably 30 or more, more preferably 50 or more, and even more preferably 80 or more. Also, it is preferably 100,000 or less, more preferably 30,000 or less, even more preferably 10,000 or less.
  • the specific surface area of CNTs is preferably 100 m 2 /g or more, more preferably 150 m 2 /g or more, and even more preferably 200 m 2 /g or more. Also, it is preferably 1200 m 2 /g or less, more preferably 1000 m 2 /g or less.
  • the specific surface area of CNT is calculated by the BET method based on nitrogen adsorption measurement.
  • Carbon nanotubes may be surface-treated carbon nanotubes.
  • the carbon nanotube may be a carbon nanotube derivative provided with a functional group typified by a carboxyl group.
  • a carbon nanotube encapsulating a substance typified by an organic compound, a metal atom, or fullerene can also be used.
  • a raw material composition containing carbon nanotubes may contain a dispersant, and the above-described dispersant can be used.
  • a resin-type dispersant Particularly preferred are methyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyacrylonitrile homopolymers, polyacrylonitrile copolymers, and hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber.
  • the raw material composition containing carbon nanotubes may further contain optional components such as the binder resin described above.
  • the content of carbon nanotubes is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, and even more preferably 0.7 to 10% by mass, relative to the total amount of the raw material composition.
  • the dispersant is preferably contained in a mass ratio of 5.0 to 300 parts by mass with respect to the carbon nanotube.
  • the raw material composition containing carbon nanotubes preferably has a solid content of 0.5 to 50% by mass, more preferably 0.7 to 30% by mass, and even more preferably 1 to 20% by mass.
  • ⁇ Other embodiments> Another embodiment of a method for producing a dispersion composition containing a dispersoid, a non-aqueous dispersion medium and a dispersant using a dispersing device will be described below.
  • the raw material composition contains a dispersoid, a non-aqueous dispersion medium and a dispersant, and the raw material composition is supplied from a supply mechanism to a dispersion mechanism and subjected to dispersion treatment to obtain a dispersion composition.
  • the dispersing device for producing the dispersing composition the one described above can be used.
  • a dispersoid In a dispersion composition in which a dispersoid is dispersed in a non-aqueous dispersion medium using a dispersant, the dispersant exhibits solubility in the non-aqueous dispersion medium and has the property of being adsorbed to the dispersoid in the non-aqueous dispersion medium.
  • each type of non-aqueous dispersion medium, dispersoid, and dispersant is appropriately selected for dispersion stability.
  • dispersoids tend to aggregate.
  • the liquid medium for cooling is a state in which a solution of a non-aqueous dispersion medium containing a dispersant of 5% by mass and the liquid medium for cooling are mixed at a mass ratio of 1:1, and solid precipitates do not occur at 25 ° C.
  • a liquid medium is preferred.
  • a non-aqueous dispersion medium solution containing 5% by mass of a dispersant contained in the raw material composition and a cooling liquid medium are mixed at a mass ratio of 1:1 at 25 ° C. and 1 atmospheric pressure.
  • the mixture is stirred at 2000 rpm for 30 seconds using a rotation and revolution stirrer, filtered through a 30 ⁇ m mesh filter, and then the solid content (X% by mass) of the filtrate is measured. Precipitation can be judged to have occurred when the solid content of the filtrate is reduced by 5% or more from the theoretical solid content (2.5% by mass). Specifically, it is determined that solid precipitates do not occur when the formula “(2.5% by mass-X% by mass)/2.5% by mass) ⁇ 100” is satisfied by less than 5%. If the dispersant does not dissolve in the non-aqueous dispersion medium at 5% by mass, the above test is performed at the maximum dissolvable concentration, and precipitation is determined when the solid content is reduced by 5% or more from the theoretical solid content.
  • the cooling liquid medium is preferably a liquid medium that dissolves 0.1% by mass or more of the dispersant contained in the raw material composition at 25°C.
  • the cooling fluid medium is evaluated for dispersant solubility at 25° C. and 1 atmosphere.
  • the solubility of the dispersant in the cooling liquid medium is expressed as a percentage of the mass of the dispersant relative to the combined mass of the dispersant and the cooling liquid medium.
  • the solubility of the dispersant in the cooling liquid medium is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 1.0% by mass or more.
  • the solubility of the dispersant in the cooling liquid medium can be determined according to the following procedure.
  • (1) Prepare a liquid medium containing a predetermined amount (Y% by mass) of a dispersant with respect to the total amount of the liquid medium for cooling and the dispersant, and stir with a high-speed disperser Homodisper at 1500 rpm for 24 hours. to mix. If the mass of the dispersant is large, cut it into pieces of 1 cm square or less before use.
  • a dispersing mechanism that disperses the raw material composition, a supply mechanism that is provided with a plunger portion and supplies the raw material composition to the dispersing mechanism, and a cooling device that cools the plunger portion using a cooling liquid medium
  • a method for producing a dispersed composition using a dispersing device comprising a mechanism, wherein at least one of the following (i), (ii) and (iii) is satisfied.
  • the raw material composition contains a non-aqueous dispersion medium and a dispersoid
  • the cooling liquid medium is a liquid medium containing 0 to 50 particles of 10 ⁇ m or more in the aggregation test described below.
  • the same composition as the raw material composition is dispersed with a bead mill or a high-pressure homogenizer, and a test dispersion with a particle size of less than 10 ⁇ m is prepared with a grindometer (0 to 100 ⁇ m). and a cooling liquid medium at a mass ratio of 1:1 to prepare a test sample, and confirm the number of particles of 10 ⁇ m or more in the test sample with a grindometer (0 to 100 ⁇ m).
  • the raw material composition contains a dispersoid, a non-aqueous dispersion medium, and a dispersant
  • the cooling liquid medium is a solution of the non-aqueous dispersion medium containing 5% by mass of the dispersant and the cooling liquid medium by mass. It is a liquid medium that does not form a solid precipitate at 25° C. when mixed in a 1:1 ratio.
  • the raw material composition contains a dispersoid, a non-aqueous dispersion medium, and a dispersant, and at 25 ° C., the cooling liquid medium is a liquid medium that dissolves 0.1% by mass or more of the dispersant contained in the raw material composition. is.
  • At least one of (i), (ii) and (iii) should be satisfied.
  • (i) is satisfied.
  • the raw material composition contains a dispersant, it is more preferable to satisfy (ii) or (iii) together with (i), and it is even more preferable to satisfy (ii) and (iii) together with (i).
  • Example 1 dispersion was performed using a valve-type high-pressure homogenizer “HC3-5” (trade name) manufactured by Sanmaru Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • Example 2 using a nozzle-type high-pressure homogenizer "Star Burst 100" (trade name) manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., the dispersion composition was dispersed in one pass under the operating conditions of a single nozzle chamber of 100 MPa.
  • Dispersion was carried out using a valve-type high-pressure homogenizer manufactured by HC3-5 (trade name). Dispersion conditions were as shown in Table 1. Ex. indicates the example number, and No. indicates the prescription number.
  • the cooling mechanism is as shown in FIG. The cooling liquid medium was supplied to the cooling liquid medium tank of the cooling mechanism, and the cooling liquid medium was circulated at a flow rate of 2 L/H while the dispersion device was operating.
  • each component was mixed according to the following recipe.
  • Formula 1 Carbon nanotube (“Product name: 100P” manufactured by Kumho) 3% by mass N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 96% by mass Dispersing agent (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. “trade name: Zetpol2010L”) 1% by mass
  • Carbon black (“Product name: Denka Black Granular” manufactured by Denka) 20% by mass N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 78.95% by mass Dispersant (manufactured by Sigma-Aldrich “trade name: polyacrylonitrile Mw150,000” 1% by mass pH adjuster (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. “Product name: sodium hydroxide”) 0.05% by mass
  • Titanium oxide (“Product name: CR-95” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) 50% by mass Methyl ethyl ketone 44.0% by mass Dispersing agent (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd. "Product name: DISPERBYK182" solid content 43%) 6.0% by mass
  • Carbon nanotube manufactured by Kumho "Product name: 100P"
  • MEK Methyl ethyl ketone
  • Dispersant manufactured by BASF "trade name: EFKA PX4320” solid content 50%
  • Cooling liquid media shown in Table 1 were prepared.
  • Aggregation tests were carried out according to the following procedure for the combinations of the raw material composition and cooling liquid medium shown in Table 1. Aggregation tests were conducted in an environment of 25°C. (1) The same composition as the raw material composition is dispersed in a bead mill to prepare a test dispersion having a particle size of less than 10 ⁇ m with a grindometer (0 to 100 ⁇ m). As a dispersing device, "Starmill LMZ2" manufactured by Ashizawa Fine Tech Co., Ltd. is used. The dispersion conditions are a peripheral speed of 12 m/s and pass dispersion until the particle diameter becomes less than 10 ⁇ m.
  • ⁇ Grind meter> The grindometers used in aggregation tests (1) and (3) are as follows. Gauge model number: "GS0-100" manufactured by Taiyu Kizai Co., Ltd. Groove depth: 0 ⁇ m to 100 ⁇ m, scale interval: 10 ⁇ m
  • precipitation tests were conducted according to the following procedure.
  • the precipitation test was conducted in an environment of 25°C.
  • a dispersant contained in a raw material composition is dissolved in a non-aqueous dispersion medium at a concentration of 5% by mass.
  • (2) Weigh 30 g of a non-aqueous dispersion medium solution in which a dispersant is dissolved at a concentration of 5% by mass and 30 g of a cooling liquid medium in a stirring vessel ("001 stirring vessel" manufactured by Kinki Yoki Co., Ltd.). Stir for 30 seconds.
  • Dissolution test A dissolution test was performed on the combinations of the dispersant and cooling liquid medium shown in Table 1 according to the following procedure. The dissolution test was performed in an environment of 25°C. (1) 499.5 g of the liquid medium for cooling and 0.5 g of the dispersant contained in the raw material composition were weighed into a 1 L container, and stirred at 1500 rpm for 24 hours using a high-speed disperser, Homodisper, to add 0.5 g of the dispersant. A cooling liquid medium containing 1% by mass is prepared. (2) Measure the solid content of the filtrate after filtration using a filter with an opening of 30 ⁇ m.
  • the non-aqueous dispersion medium containing 5% by mass of the dispersant and the cooling liquid medium were mixed at a mass ratio of 1:1, and in the example evaluated that solid precipitates did not occur, the life of the gland packing was long. I know it will be. It can be seen from the agglomeration test that the life of the gland packing is extended in the case where the cooling liquid medium containing 0.1% by mass of the dispersant is evaluated as dissolving the dispersant.

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Abstract

原料組成物を分散させる分散機構と、プランジャー部を備え、分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、原料組成物は、非水分散媒及び分散質を含み、冷却用液媒体は、下記凝集試験において１０μｍ以上の粒子数が０～５０個である液媒体である、分散組成物の製造方法が提供される。　（凝集試験）　原料組成物と同じ組成物をビーズミル又は高圧ホモジナイザーにて分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となる試験用分散液を調製し、　２５℃において、試験用分散液と冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合し試験用試料を調製し、試験用試料の１０μｍ以上の粒子数をグラインドメーター（０～１００μｍ）にて確認する方法。

Description

分散組成物の製造方法
　本発明は、分散組成物の製造方法に関する。
　非水分散媒に分散質を分散させる方法としては、撹拌機、ボールミル分散機、ビーズミル分散機、超音波分散機、単軸混練機、多軸混錬機、ロールミル分散機、高圧ホモジナイザー等がある。分散効率の観点からビーズミル分散機が広く使われるが、ビーズミルは、衝撃を分散質に与えて分散質が微分散されるという利点があるが、衝撃によって分散質が損傷することで分散質の本来の特性が低下することもある。高圧ホモジナイザーは、処理液をノズルから吐出させる方法、あるいは処理液を均質化バルブに通す方法等によって、処理液を均質に分散することができる。分散効率を高めるために処理液を高圧で供給することから、処理液同士の剪断力及び衝突、均質化バルブの壁面との衝突等によって分散質を微分散させることができる。
　バルブ型高圧ホモジナイザーは、処理液の流量を多くすることができ、さらに詰まりの原因となるノズルを不要とすることから大量生産に適し、乳製品、飲料品等の水系の均質化装置として用いられている。乳製品等は固形分が少なく水系であることから分散装置の部材への作用が小さく、例えば、高圧ポンプのパッキン等の劣化が遅く交換期間が長いという利点がある。また、高圧ポンプのパッキン等が劣化して処理液が漏れ出たとしても、水系の処理液であることから回収して簡単に処理することができる。高圧ポンプは高圧が負荷されて熱が発生することから、冷却水による冷却機構を備えるものがある。水系の処理液は、高圧ポンプから液漏れしたとしても、冷却水とともに回収されるため問題が少ない。
　近年、高圧ホモジナイザーは、インク等の溶剤系の分散装置としても用いられ、特にカーボンナノチューブを含む炭素材料の溶剤系の分散装置として用いられている。溶剤系の処理液は、高圧ポンプのパッキン等に作用しやすく、パッキンの劣化によってパッキンの交換期間が短くなり、作業効率が低下することがある。さらに、パッキンの劣化によって、高圧ポンプから溶剤の液漏れが増加する問題もある。
　特許文献１には、水と、ポリマーの有機溶媒溶液とを含む混合物から有機溶媒を除去し、脱溶媒物を分散処理して、顔料含有ポリマー粒子水分散体を製造することで、分散処理とともに、分散装置の分解洗浄において有機溶媒の揮発を防止して作業性を改善し、分散装置のパッキンの劣化を防止することが提案されている。
　特許文献２には、カーボンナノチューブと溶媒とを含む粗分散液をタンクに貯留し、高圧ポンプによって粗分散液を分散器へ送り分散処理する方法において、分散器から排出される高温のカーボンナノチューブ分散液を冷却することで、分散液中で気泡が発生することを防止し、分散液の背圧を多段階で降圧することで、大気圧開放の際に分散液中で気泡が発生することを防止し、カーボンナノチューブの分散性を高めることが提案されている。
特開２００１－２４７８１０号公報 国際公開２０１５／０１５７５８号
　非水分散組成物を製造する場合において、高圧ポンプを冷却する冷却水が、高圧ポンプから漏れ出た原料組成物と混ざり合うと、冷却水の排液に分散質とともに非水分散媒が混入し、冷却水を水として再利用又は廃棄処理することが難しくなる。非水分散媒中において分散質の分散安定性が維持されている系に水が混入すると系の安定性が崩れて、分散質が凝集して凝集物が発生することがある。液漏れの中には非水分散媒とともに分散質も含まれるため、冷却水を再利用するために、ろ過等で固形分を除去する工程を追加的に設けるが、凝集物が発生していると、固形分の除去が難しい問題がある。
　このような不具合によって冷却水を再利用するための循環効率が低下すると、高圧ポンプの冷却効率が低下し、高圧ポンプの部材が高温にさらされて劣化することがある。例えば、高圧ポンプのパッキン等のシール部材が高温によって劣化し、高圧ポンプの圧力損失を引き起こすことがある。パッキンの劣化は、運転効率の低下、交換期間の短縮等を引き起こし、生産性の低下の要因となる。
　特許文献１では、顔料含有ポリマー粒子水分散体に含まれる有機溶媒を予め除去することで高圧ホモジナイザーのパッキンの劣化を防止しているが、分散組成物が非水分散媒である場合はパッキンの劣化を引き起こす問題が解消されない。特許文献２では、高圧ポンプによって高圧ホモジナイザーに粗分散液を供給するが、高圧ホモジナイザーによって分散処理された後の分散液を冷却して気泡の発生を防止して分散性を改善することに着目されるのみであり、高圧ポンプの高温によって生産性が低下することについては検討されていない。
　高圧ホモジナイザーの加圧機構は、シリンダー内の処理液にプランジャーによって圧力を負荷し、高圧の処理液をノズルあるいは均質化バルブ等からなる分散部に供給するものであり、シリンダー内のシールとプランジャーとの摺動面に摩擦熱が発生することから、プランジャーを冷却しシール部材の劣化を防止する方法がある。さらに、シリンダー内でプランジャーが往復移動することから、処理液がプランジャーの往復移動にともなって液漏れしやすく、処理液が非水分散媒である場合は上記した問題が生じ得る。
　本発明の一目的としては、プランジャー部の冷却効率の低下を防止し、分散組成物の分散性を高め、生産性を改善することである。
　本発明者らが、上記課題を解決することを目的として鋭意検討したところによると、プランジャー部に冷却用液媒体を付与する工程において、冷却用液媒体は、所定の凝集試験において１０μｍ以上の粒子数が０～５０個である液媒体であることによって、非水分散媒を含む分散組成物の製造方法では、プランジャー部を冷却する冷却用液媒体として、原料組成物と親和性が高い液媒体を選択することで、原料組成物がシリンダー部から液漏れして冷却用液媒体と接触しても、分散質、分散剤等による凝集物の発生を抑制することができる。これによって、冷却用液媒体を再利用して循環させる場合は、冷却効率の低下を防止し、例えばパッキン等のシール部材の劣化を防止し、シール部材の寿命を延ばし、長時間運転を可能にする。また、シール部材の交換期間が長くなり作業性を改善することができる。また、シール部材の劣化による圧力損失の低下を抑制し、高圧ポンプから分散機構へ高圧で処理液を供給することができ、分散組成物の分散性を向上させることができる。
　すなわち、本発明は、以下の実施形態を含む。本発明の実施形態は以下に限定されない。
　＜１＞原料組成物を分散させる分散機構と、プランジャー部を備え、前記分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、前記プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、前記原料組成物は、非水分散媒及び分散質を含み、前記冷却用液媒体は、下記凝集試験において１０μｍ以上の粒子数が０～５０個である液媒体である、分散組成物の製造方法。
　（凝集試験）
　原料組成物と同じ組成物をビーズミル又は高圧ホモジナイザーにて分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となる試験用分散液を調製し、２５℃において、前記試験用分散液と前記冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合し試験用試料を調製し、前記試験用試料の１０μｍ以上の粒子数をグラインドメーター（０～１００μｍ）にて確認する方法。
　＜２＞前記原料組成物の非水分散媒と前記冷却用液媒体とは同一の液媒体を含む、＜１＞に記載の分散組成物の製造方法。
　＜３＞１００時間の運転時間当たり、下記式（１）で表される供給機構からの原料組成物の漏れ率が０．２％以下である、＜１＞又は＜２＞に記載の分散組成物の製造方法。
　漏れ率（％）＝（供給機構からの原料組成物の漏れ量（Ｌ）／原料組成物の供給量（Ｌ））×１００　　　（１）
　＜４＞原料組成物を分散させる分散機構と、プランジャー部を備え、前記分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、前記プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、前記原料組成物は、分散質、非水分散媒、及び分散剤を含み、前記冷却用液媒体は、５質量％の前記分散剤を含む前記非水分散媒の溶液と前記冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合した状態で、２５℃で固体析出物が生じない液媒体である、分散組成物の製造方法。
　＜５＞原料組成物を分散させる分散機構と、プランジャー部を備え、前記分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、前記プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、前記原料組成物は、分散質、非水分散媒、及び分散剤を含み、２５℃において、前記冷却用液媒体は前記原料組成物に含まれる前記分散剤を０．１質量％以上溶解する液媒体である、分散組成物の製造方法。
　本発明の一実施形態によれば、プランジャー部の冷却効率の低下を防止し、分散組成物の分散性を高め、生産性を改善することができる。
分散装置の一例を示す模式図である。 分散装置の一例の高圧ポンプと冷却機構とを模式的に示す断面図である。 分散装置の一例の分散部の均質化バルブを模式的に示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態である分散組成物の製造方法について詳しく説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明には要旨を変更しない範囲において実施される実施形態も含まれる。
　＜分散装置＞
　以下、分散装置を用いて分散質及び非水分散媒を含む分散組成物を製造する方法について説明する。非水分散媒には分散剤がさらに含まれてもよい。分散組成物は、原料組成物を分散させる分散機構と、プランジャー部を備え、分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いて製造することができる。原料組成物は、分散組成物の原料が混合されて含まれる組成物である。原料組成物は、混合した状態の組成物であってもよく、混合後に粗分散された状態の組成物であってよい。このような分散装置の一例として、高圧ホモジナイザーを挙げることができる。高圧ホモジナイザーは、プランジャーの往復移動によって高圧ポンプから分散部に原料組成物を高圧で供給し、分散部において原料組成物を分散処理することができる。分散部の一例では、ノズルの先端の微小口部から高圧で原料組成物を噴射させて、原料組成物同士の衝突及び剪断力によって非水分散媒に分散質を分散させることができる。分散部の他の例では、均質化バルブに高圧で原料組成物を供給し、均質化バルブの壁面へ原料組成物を衝突させて衝撃を与えることで非水分散媒に分散質を分散させることができる。分散処理を均質化バルブを用いて行う方法は、原料組成物の流量を多くすることができ、ノズル目詰まり等の不具合を回避することができ、大量生産に適する。分散部に供給されるときの原料組成物の圧力は、１０～１５０ＭＰａであることが好ましい。分散部がノズル型である場合は、分散部に供給されるときの原料組成物の圧力は通常の範囲で６０～１５０ＭＰａであることが好ましく、８０～１５０ＭＰａがより好ましく、１００～１５０ＭＰａが更に好ましい。分散機がバルブ型である場合は、分散機に供給されるときの原料組成物の圧力は通常の範囲で１０～１５０ＭＰａであることが好ましく、４０～１５０ＭＰａがより好ましく、８０～１５０ＭＰａが更に好ましい。更に、分散効率の観点からバルブ型ホモジナイザーとノズル型ホモジナイザーを併用して分散してもよく、更に、分散状態の調整の観点から高圧ホモジナイザー以外のビーズミルや高せん断ミキサー等を併用して分散してもよい。
　図１に、分散装置の一例の模式図を示す。分散装置１００は、プランジャー１０と、高圧ポンプ２０と、分散部３０と、冷却機構４０とを備える。原料組成物タンク５０は、高圧ポンプ２０に供給される原料組成物が収容される容器である。高圧ポンプ２０は、原料組成物タンク５０から原料組成物が供給される供給口部２２と、原料組成物が分散部３０へ排出される排出口部２３とを備える。高圧ポンプ２０は、プランジャー１０を軸方向に往復移動可能に支持するシリンダー部２１を備える。シリンダー部２１には、高圧ポンプ２０から原料組成物及び圧力が外部に漏れ出さないように密閉機構が設けられるとよい。密閉機構は、シリンダー部２１の内周において、周方向の全周に渡って配置されるシール部材等が挙げられる。シール部材の一例であるグランドパッキンは、アラミド繊維、ＰＴＦＥ繊維、炭化繊維等の有機繊維、炭素繊維、金属繊維等の無機繊維、ラミ―繊維等の自然繊維の単独または併用で構成される。
　プランジャー１０は、その一方端が高圧ポンプ２０に挿入され、他方端が高圧ポンプ２０の外側に延出して、シリンダー部２１に支持される。プランジャー１０とシリンダー部２１との摺動面は、摺動可能に密閉されることで高圧ポンプ２０から原料組成物の液漏れが防止されることが好ましく、さらに高圧ポンプ２０から外部への空気の流出によって圧力損失が発生しないことが好ましい。プランジャー１０は、軸方向に往復移動することで、高圧ポンプ２０の圧力室の容積が変化し、プランジャー１０が高圧ポンプ２０から引き出され圧力室の容積が増加すると高圧ポンプ２０の供給口部２２から原料組成物が吸い込まれ、プランジャー１０が高圧ポンプ２０に押し出され圧力室の容積が減少すると高圧ポンプ２０の排出口部２３から原料組成物が吐き出される。高圧ポンプ２０の供給口部２２及び排出口部２３には原料組成物の逆流を防止するためにそれぞれ弁が設けられるとよい。
　高圧ポンプ２０から排出される原料組成物は高圧で分散部３０へ供給される。分散部３０は、ノズル型であってもバルブ型であってもよい。分散部３０にはプランジャー１０を用いて大量の原料組成物を高圧で供給することが可能であるため、分散部３０はバルブ型が好ましく、具体的には均質化バルブが好ましい。分散処理後に、非水分散媒に分散質が分散された分散組成物が得られる。不図示であるが、分散処理された分散組成物は、分散部３０の排出口部から配管によって分散組成物タンクに回収することができる。
　冷却機構４０は、冷却用液媒体タンク４１と、冷却部４２とを備える。冷却機構４０は、冷却用液媒体タンク４１から冷却部４２に液媒体を供給する配管４０ａと、冷却部４２から液媒体を排出する配管４０ｂとを備える。配管４０ｂは回収容器４３に接続され、回収容器４３に使用済みの液媒体を回収することができる。他の例では、回収容器４３に回収された液媒体をろ過し、固形分が除去された液媒体を配管４０ｃを通して冷却用液媒体タンク４１に再循環させて再利用してもよい。冷却部４２は、高圧ポンプ２０から外部に延出するプランジャー１０を冷却する部材である。冷却部４２は、例えば、高圧ポンプ２０の外部に延出するプランジャー１０の外周を囲み、シリンダー部２１の開口部を液密に覆う部材である。冷却部４２の内部に冷却用液媒体が充填されることで、冷却用液媒体がプランジャー１０及びシリンダー部２１の開口部に直接接触して冷却が行われる。プランジャー１０の外周面が冷却され、プランジャー１０が往復移動を続けることで、冷却されたプランジャー１０の外周面部分が高圧ポンプ２０のシリンダー部２１の内部に入り、シリンダー部２１の内部まで冷却することができる。これによって、シリンダー部２１の内周面に配置されるグランドパッキン等のシール部材を冷却することができる。冷却部４２には、冷却用液媒体タンク４１から配管４０ａを通して冷却用液媒体が供給され、冷却部４２から、配管４０ｂを通して回収容器４３に冷却用液媒体が排出される。不図示であるが、冷却部４２から回収容器４３への配管４０ｂを設けずに、冷却部４２から排出される冷却用液媒体を、そのまま回収容器４３又は受け皿等に落下させて回収してもよい。また、回収容器４３を設けずに、冷却部４２から排出される冷却用液媒体を、そのまま冷却用液媒体タンク４１へ戻し入れてもよい。
　冷却機構の他の例示としては、不図示であるが、高圧ポンプから延出するプランジャーの上部に冷却用液媒体の供給口部を設け、プランジャーに冷却用液媒体を直接滴下して冷却を行ってもよい。この場合、プランジャーに滴下した後に落下する冷却用液媒体は、回収容器又は受け皿等によって回収することができる。
　冷却機構のさらに他の例示としては、不図示であるが、シリンダー部の内部に冷却用液媒体用の冷却配管が配置されてもよい。この冷却配管に冷却用液媒体が供給され、シリンダー部の内部が冷却配管によって冷却されることで、シリンダー部の内周面に配置されるシール部材と、これと摺動するプランジャーとが冷却され得る。シリンダー部の内部の冷却配管に供給された冷却用液媒体は、シリンダー部の開口部から排出される。例えば、冷却配管から排出される冷却用液媒体は、上記した冷却部４２に排出してもよいし、別途の配管によって回収容器４３に回収してもよいし、そのまま回収容器４３又は受け皿に落下させて回収してもよい。上記いずれの冷却機構の方法においても、冷却用液媒体がプランジャーに直接接触するため、高圧ポンプからシリンダー部を介して原料組成物が液漏れすると、原料組成物が冷却用液媒体と接触する可能性がある。
　分散装置の具体例を図２及び図３を用いて説明する。図１と共通する部材には同一の符号を付し、特に説明がない部分については上記図１で説明した通りである。図２は、分散装置の高圧ポンプ２０と冷却機構４０とを模式的に示す断面図である。図２において、高圧ポンプ２０は、シリンダー部２１と、シリンダー部２１の内周面に配置されるグランドパッキン２４と、供給口部２２及び排出口部２３にそれぞれ配置されるボール弁２２’及び２３’とを備える。冷却機構４０は、冷却用液媒体タンク４１と、冷却部４２と、ポンプ４４と、熱交換器４５とを備える。プランジャー１０は、往復移動可能であって、シリンダー部２１においてグランドパッキン２４によって液密に摺動可能に支持される。プランジャー１０の往復移動によって、高圧ポンプ２０には図中矢印方向に原料組成物が供給され排出される。冷却機構４０では、冷却用液媒体は、図中矢印方向に、冷却用液媒体タンク４１からポンプ４４によって送液され冷却部４２に充填され、次いで冷却後の加熱された冷却用液媒体が冷却部４２の上部から排出され、冷却用液媒体タンク４１に送液されて循環される。冷却部４２から冷却用液媒体タンク４１への配管の間に熱交換器４５を設けて、加熱された冷却用液媒体を冷却してから循環させることができる。
　図３は、分散部３０の均質化バルブを模式的に示す断面図である。図３において、分散部３０の均質化バルブは、バルブシート３１と、インパクトリング３２と、ホモバルブ３３とを備える。高圧ポンプ２０から供給される原料組成物は、図中矢印方向に高圧で均質化バルブに供給され微分散処理され、その後付図示であるが排出口部から排出される。
　分散装置の一例であるバルブ型高圧ホモジナイザーとしては、三丸機械工業製「ＨＣ３シリーズ」、イズミフードマシナリー製「ＨＶ－Ｈシリーズ」、ＳＰＸフロー社製「Ｒ―Ｍｏｄｅｌ」等を使用することができる。分散装置の他の例としてはノズル型高圧ホモジナイザーを使用することができる。ノズル型高圧ホモジナイザーとしては、ジーナス社製「ジーナスＰＹ」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。ノズル型高圧ホモジナイザーはポンプ及び１つ以上のノズルを含んでなり、分散処理をするためのノズル形状は様々なものがある。例えば、原料同士を高圧衝突させるタイプ、高圧原料をセラミックボールへ衝突させたり、スリットを通過させ、そのせん断力で処理するタイプ、高圧原料の噴流によるキャビテーションを利用するタイプなどがあるが、これらに限定されるものではない。
　＜凝集試験＞
　非水分散媒を含む分散組成物の製造において、冷却用液媒体が水である場合に原料組成物の液漏れが発生すると、原料組成物の分散質及び非水分散媒の系の安定性が水との混和によって崩れて、分散質が凝集して凝集物が発生することがある。さらに、原料組成物に分散質とともに分散剤が含まれる場合では、水によって系の安定性が崩れやすく、凝集物の発生がより発生しやすくなる。この凝集物は、冷却用液媒体の排出用の配管やタンクに堆積して詰まるため、プランジャーの冷却効率が低下し、プランジャー及びその周囲の部材が高温にさらされ、特にグランドパッキン等のシール部材の劣化を引き起こすことがある。シール部材の劣化によって圧力損失が発生し、プランジャーによる圧力負荷が低下し、分散部に供給される原料組成物の圧力が低下して、分散性が低下することがある。また、シール部材の交換作業は、分散装置の運転を停止し、原料組成物を排出して行われることから、作業時間が長くなり生産性の低下の要因になる。特にグランドパッキンは高価であることから、交換が頻繁になると生産効率の低下につながる。
　そこで、冷却用液媒体は、下記凝集試験において１０μｍ以上の粒子数が０～５０個である液媒体であることが好ましい。
　（凝集試験）
　原料組成物と同じ組成物をビーズミル又は高圧ホモジナイザーにて分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となる試験用分散液を調製し、２５℃において、前記試験用分散液と前記冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合し試験用試料を調製し、前記試験用試料の１０μｍ以上の粒子数をグラインドメーター（０～１００μｍ）にて確認する方法。
　冷却用液媒体は、凝集試験において、１０μｍ以上の粒子数が５０個以下が好ましく、３０個以下がより好ましく、１０個以下がさらに好ましく、３個以下が一層好ましい。より好ましくは、冷却用液媒体は、凝集試験において、１０μｍ以上の粒子数が０個、すなわち観察されないことが好ましい。この条件を満たすことで、分散装置の運転の間に、原料組成物が供給機構から液漏れし、原料組成物が冷却用液媒体と接触したとしても、冷却用液媒体の排出用配管、回収容器等において凝集物の発生を防止することができる。
　試験用分散液は、原料組成物と同じ組成物を分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となるまで分散処理を行う。原料組成物の種類によって分散処理の条件は異なるが、原料組成物を分散処理することで、結果として、グラインドメーターにて粒子径が１０μｍ未満となる分散度まで分散処理を行えばよい。例えば、凝集性が低い原料組成物では、ビーズミルにて粗分散することで作製し、凝集性が高い原料組成物では高圧ホモジナイザーを用いて微分散するとよい。試験用分散液の粒子径の測定には、溝深さ０μｍ～１００μｍ、目盛間隔１０μｍのグラインドメーターを用いる。
　試験用試料は、２５℃において試験用試料と冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合して調製される。混合方法は、試験用試料と冷却用液媒体とが全体的に混合すればよく、撹拌装置を用いて混合するとよい。撹拌装置には、混合の際に発生する泡を脱泡可能であることから、自転公転式撹拌装置を用いるとよい。例えば、自転公転式撹拌装置を用いて、２０００ｒｐｍで３０秒間の撹拌をするとよい。得られた試験用試料の１０μｍ以上の粒子数を２５℃においてグラインドメーター（０～１００μｍ）にて確認する。試験用試料の１０μｍ以上の粒子数の確認には、溝深さ０μｍ～１００μｍ、目盛間隔１０μｍのグラインドメーターを用いる。試験用試料の作製後、６０秒以内にグラインドメーターにて１０μｍ以上の粒子数を測定する。凝集試験は、２５℃及び１気圧の条件で行う。
　冷却用液媒体は単一成分の液体であってもよく、２種以上の液体を組み合わせたものであってよい。２種以上の液体を組み合わせた冷却用液媒体である場合は、凝集試験で用いる冷却用液媒体として、分散装置で用いる冷却用液媒体と同一の質量比で２種以上の液体を混合したものを用いる。
　冷却用液媒体は、上記凝集試験を満たすものであれば、その種類は特に限定されないが、非水系液媒体が好ましく、有機溶剤がより好ましい。具体的には、以下で説明する原料組成物用の有機溶剤の中から選択して用いることができる。冷却用液媒体は、水を主成分としない液媒体であることが好ましく、具体的には水の割合が５０質量％未満であることが好ましい。冷却用液媒体は、水の割合が１０質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましく、水を実質的に含まないことが一層好ましい。プランジャー部を冷却する冷却用液媒体として、従来広く用いられてきた水に代わり、原料組成物と親和性が高い非水系液媒体を選択することで、原料組成物がシリンダー部から液漏れして冷却用液媒体と接触しても、分散質、分散剤等による凝集物の発生を抑制することができる。
　冷却用液媒体は、上記凝集試験を満たすものであればよいが、凝集試験を満たしたうえで、下記条件を満たすものであることが好ましい。冷却用液媒体は、原料組成物の非水分散媒と同一であることが好ましい。例えば、原料組成物が単一成分の非水分散媒を含む場合は、この非水分散媒を冷却用液媒体として用いることが好ましい。原料組成物が複数の非水分散媒を含む場合は、冷却用液媒体としては、原料組成物の複数の非水媒体の中から、単一成分を用いてもよく、２種以上の成分を組み合わせて用いてもよく、全ての成分を組み合わせて用いてもよく、全ての成分を用いる場合は各成分の配合割合は原料組成物の非水分散媒と同一であっても異なってもよい。好ましくは、原料組成物が複数の非水分散媒を含む場合は、冷却用液媒体は、原料組成物の複数の非水分散媒を同一の配合割合で含む液媒体である。
　一実施形態の方法では、１００時間の運転時間あたり、下記式（１）で表される供給機構からの原料組成物の漏れ率が０．２％以下であることが好ましい。
　漏れ率（％）＝（供給機構からの原料組成物の漏れ量（Ｌ）／原料組成物の供給量（Ｌ））×１００　　　（１）
　式（１）において、供給機構からの原料組成物の漏れ量は、１００時間の運転の間に、原料組成物が供給機構から冷却機構に漏れ出した量であり、原料組成物の供給量は、１００時間の運転の間に分散部から排出された総量である。供給機構からの原料組成物の漏れ量は、以下の手順に従って求める。
　（１）グランドパッキンを交換する際に冷却用液媒体も交換する。このときの冷却用液媒体をＸ（Ｌ）とする。
　（２）合計運転時間が１００時間になった際に冷却用液媒体タンク内に回収される液体をＹ（Ｌ）とする。下記式より、供給機構からの原料組成物の漏れ量を求める。
　供給機構からの原料組成物の漏れ量（Ｌ）＝Ｙ（Ｌ）－Ｘ（Ｌ）
　分散装置を用いた分散組成物の生産効率の観点からは、分散装置のグランドパッキンの交換は、１か月当たり１回以下の回数頻度であることが好ましい。分散装置の運転時間としては数百時間以上のグランドパッキンの寿命が所望され、交換間隔の初期から中期である運転時間１００時間当たりの供給機構からの原料組成物の漏れ量は、グランドパッキンの寿命を見積もる上で重要な指標となる。１００時間の運転時間の間に、シール部材の劣化の開始が確認されないことで、その後の運転において供給機構からの原料組成物の液漏れの防止を予測することができる。そのため、１００時間の運転時間あたりの漏れ率が０．２％以下であることで、プランジャー部の冷却が効率良く行われていることが確認され、その後の運転においてグランドパッキンの劣化がより防止されると予測することができる。
　式（１）で表される漏れ率は、０．２％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましく、０．０５％以下がさらに好ましい。シール部材の劣化が防止され、高圧ポンプのシリンダー部とプランジャーとの摺動面の密閉性がより確保されるならば、式（１）で表される漏れ率は０％に近くなることが好ましい。
　＜原料組成物＞
　分散装置に供給される原料組成物は、分散質及び非水分散媒を備えるものであれば、特に限定されない。原料組成物には、分散質の分散安定性を得るために分散剤がさらに含まれてもよい。原料組成物には、必要に応じて、樹脂エマルション、界面活性剤、バインダー樹脂、湿潤剤、濡れ浸透剤、レベリング剤等の任意成分が含まれてもよい。
　分散質は、無機粒子、有機粒子、無機－有機複合粒子等、これらの組み合わせであってよく、非水分散媒に分散可能である粒子が好ましく、非水分散媒に不溶性を示すものが好ましい。無機粒子としては、例えば、炭素材料、セラミックス、金属等が挙げられる。炭素材料としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、多層グラフェン、グラファイト等の炭素材料等が挙げられる。カーボンブラックとしては、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、中空カーボンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらの炭素材料は、中性、酸性、塩基性のいずれでもよく、酸化処理又は黒鉛化処理されていてもよい。セラミックスとしては、金属の酸化物、炭酸塩、窒化物、リン酸塩、炭化物等が挙げられ、例えば、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、リン酸アルミニウム、窒化ホウ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、カオリンクレー、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等が挙げられる。金属としては、亜鉛、鉛、チタン、カドミウム、鉄、銅、コバルト等、又はこれらの合金が挙げられる。
　有機粒子としては、樹脂粒子が好ましく、例えば、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等、これらの複合ポリマー；セルロース、パルプ繊維等が挙げられる。
　分散質として、無機顔料又は有機顔料を用いてもよい。有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、アゾメチンアゾ系、ジクトピロロピロール系、イソインドリン系等の顔料が挙げられる。より具体的には、カーミン６Ｂ、レーキレッドＣ、パーマネントレッド２Ｂ、ジスアゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、カーミンＦＢ、クロモフタルイエロー、クロモフタルレッド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイオレット、キナクリドンマゼンタ、キナクリドンレッド、インダンスロンブルー、ピリミジンイエロー、チオインジゴボルドー、チオインジゴマゼンタ、ペリレンレッド、ペリノンオレンジ、イソインドリノンイエロー、ジケトピロロピロールレッド、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられる。さらに、有機顔料として、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｕｒ　Ｉｎｄｅｘ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，　略称　Ｃ．Ｉ．）に記載の着色剤のうち、有機化合物または有機金属錯体であるＣ．Ｉ．ピグメントブラック、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン等が挙げられる。
　無機顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、シリカ等の白色顔料；アルミニウム粉、マイカ（雲母）、ブロンズ粉、クロムバーミリオン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、水酸化アルミニウム、群青、紺青、ベンガラ、黄色酸化鉄、鉄黒、酸化チタン、酸化亜鉛等の白色以外の顔料等が挙げられる。
　上記した分散質は、表面処理されたものであってもよい。上記した分散質は、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。原料組成物中の分散質の含有量は非水分散媒及び分散質の材料に応じて分散処理後に非水分散媒中に分散質が分散可能な範囲で適宜調節すればよく特に限定されない。
　非水分散媒としては、分散質の種類に応じて、分散質を分散可能な溶剤を用いればよく、有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、非極性溶剤及び極性溶剤のいずれであってもよく、混和可能な範囲でこれらを組み合わせて用いてもよい。非極性溶剤としては、ヘキサン、シクロヘキサン、パラフィン等の脂肪族炭化水素溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤、その他の石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。極性溶剤としては、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤、複素環系溶剤、スルホキシド系溶剤、スルホン系溶剤、カーボネート系溶剤等が挙げられる。
　より具体的には、非水分散媒としては、アミド系（Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ－エチル－２－ピロリドン（ＮＥＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド、Ｎ－メチルカプロラクタムなど）、複素環系（シクロヘキシルピロリドン、２－オキサゾリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、γ－ブチロラクトンなど）、スルホキシド系（ジメチルスルホキシドなど）、スルホン系（ヘキサメチルホスホロトリアミド、スルホランなど）、低級ケトン系（アセトン、メチルエチルケトンなど）、カーボネート系（ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート）、その他テトラヒドロフラン、アセトニトリルなどを使用することができる。
　さらに、非水分散媒としては、ギ酸、酢酸、メタノール、エタノール、プロパノール、酢酸メチル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、α－テルピネオール等が挙げられる。上記した非水分散媒は、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　分散剤は、樹脂型分散剤及び界面活性剤のいずれも使用することができるが、分散質の分散に要求される特性に応じて適宜好適な種類の分散剤を、好適な配合量で使用することができる。
　樹脂型分散剤としては、（メタ）アクリル系ポリマー、エチレン性不飽和炭化水素由来のポリマー、セルロース系誘導体、これらのコポリマー等が使用できる。エチレン性不飽和炭化水素由来のポリマーとしては、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ニトリルゴム類等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリビニルアルコール、水酸基以外の官能基（例えば、アセチル基、スルホ基、カルボキシ基、カルボニル基、アミノ基）を有する変性ポリビニルアルコール、各種塩によって変性されたポリビニルアルコール、その他アニオン変性またはカチオン変性されたポリビニルアルコール、アルデヒド類によってアセタール変性（アセトアセタール変性またはブチラール変性等）されたポリビニルアセタール（ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルブチラール等）等が挙げられる。ポリアクリロニトリル系樹脂としては、ポリアクリロニトリルのホモポリマー、ポリアクリロニトリルのコポリマー、これらの変性体等であってよく、ヒドロキシル基、カルボキシ基、１級アミノ基、２級アミノ基、及びメルカプト基等の活性水素基、塩基性基、（メタ）アクリル酸アルキルエステルまたはα―オレフィン等に由来して導入されるアルキル基等からなる群から選択される少なくとも１種を有するポリアクリロニトリル系樹脂等が好ましく、例えば特開２０２０－１６３３６２号公報記載のアクリロニトリル共重合体を用いることができる。ニトリルゴム類としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。セルロース系誘導体としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースブチレート、シアノエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等、またはこれらのコポリマー等が挙げられる。また、国際公開２００８／１０８３６０号パンフレット、特開２０１８－１９２３７９号公報、特開２０１９－０８７３０４号公報、特許６５２４４７９号公報、特開２００９－０２６７４４号公報に記載の分散剤を用いてよいが、これらに限定されるものではない。特にメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリルのホモポリマー、ポリアクリロニトリルのコポリマー、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムが好ましい。これらのポリマーの一部に他の置換基を導入したポリマー、変性させたポリマー等を用いてもよい。
　界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、両性のイオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤のいずれであってもよい。分散剤は、分散質１００質量部に対し５～３００質量部が好ましく、１０～２００質量部がより好ましく、１５～１００質量部であることがさらに好ましい。
　原料組成物全量に対し、分散質の含有量は、分散質の比重によって異なるが、０．１～８０質量％が好ましく、０．５～６０質量％がより好ましく、０．７～５０質量％がさらに好ましい。原料組成物は、固形分量が０．５～８０質量％が好ましく、０．７～６０質量％がより好ましく、１～５０質量％がさらに好ましい。
　＜カーボンナノチューブを含む原料組成物＞
　一実施形態による分散装置は、粒子に機械的衝撃を与えずに高圧処理によって分散可能であることから、粒子の形状を維持して分散する用途に適する。さらに、繊維状の粒子のように塊状物を解繊して分散性を高める用途に適する。例えば、カーボンナノチューブ分散液の製造方法に好適に用いることができる。以下、カーボンナノチューブをＣＮＴとも記す。
　カーボンナノチューブを含む原料組成物において、非水分散媒は、上記した非水分散媒を用いることができる。カーボンナノチューブを含む原料組成物において、非水分散媒は、非プロトン性溶剤及び非極性溶剤を含むことが好ましく、非プロトン性溶剤を含むことがより好ましく、非プロトン性の極性溶剤を含むことがさらに好ましい。非プロトン性の極性溶剤は、カーボンナノチューブの凝集をより防ぐことができ、カーボンナノチューブの分散に適する樹脂型分散剤の溶解性にも優れる。なかでもアミド系溶剤を含むことが好ましく、具体的には、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、Ｎ－エチル－２－ピロリドンおよび１－ｎ－オクチル－２－ピロリドンからなる群から選択される少なくとも１種を含むことがより好ましい。
　原料組成物に用いられる分散前の状態でカーボンナノチューブは下記の特性を備えることが好ましい。ＣＮＴは、平面的なグラファイトを円筒状に巻いた形状であり、単層ＣＮＴ、多層ＣＮＴを含み、これらが混在してもよい。単層ＣＮＴは一層のグラファイトが巻かれた構造を有する。多層ＣＮＴは、二または三以上の層のグラファイトが巻かれた構造を有する。また、ＣＮＴの側壁はグラファイト構造でなくともよい。また、例えば、アモルファス構造を有する側壁を備えるＣＮＴも本明細書ではＣＮＴである。
　ＣＮＴの形状は限定されない。かかる形状としては、針状、円筒チューブ状、魚骨状（フィッシュボーン又はカップ積層型）、トランプ状（プレートレット）及びコイル状を含む様々な形状が挙げられる。中でも、ＣＮＴの形状は、針状、又は、円筒チューブ状であることが好ましい。ＣＮＴは、単独の形状、または２種以上の形状の組合せであってもよい。
　ＣＮＴの形態は、例えば、グラファイトウィスカー、フィラメンタスカーボン、グラファイトファイバー、極細炭素チューブ、カーボンチューブ、カーボンフィブリル、カーボンマイクロチューブ及びカーボンナノファイバー等が挙げられる。カーボンナノチューブは、これらの単独の形態又は２種以上を組み合わせた形態を有していてもよい。
　ＣＮＴの平均外径は１ｎｍ以上であることが好ましく、１．２ｎｍ以上であることがより好ましい。また、３０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましく、１５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。なお、ＣＮＴの平均外径は、まず透過型電子顕微鏡によって、ＣＮＴを観測するとともに撮像し、観測写真において、任意の３００個のＣＮＴを選び、それぞれの外径を計測し、平均することで算出できる。
　ＣＮＴの平均繊維長は０．５μｍ以上であることが好ましく、０．８μｍ以上であることがより好ましく、１．０μｍ以上であることがさらに好ましい。また、２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。なお、ＣＮＴの平均繊維長は、まず走査型電子顕微鏡によって、ＣＮＴを観測するとともに撮像し、観測写真において、任意の３００個のＣＮＴを選び、それぞれの繊維長を計測し、平均することで算出できる。
　ＣＮＴの繊維長を、外径で除した値がアスペクト比である。平均繊維長と平均外径の値を用いて、代表的なアスペクト比を求めることができる。アスペクト比が高い導電材ほど、電極を形成した際に高い導電性を得ることができる。ＣＮＴのアスペクト比は、３０以上であることが好ましく、５０以上であることがより好ましく、８０以上であることがさらに好ましい。また、１００，０００以下であることが好ましく、３０，０００以下であることがより好ましく、１０，０００以下であることがさらに好ましい。
　ＣＮＴの比表面積は１００ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、１５０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましく、２００ｍ２／ｇ以上であることがさらに好ましい。また、１２００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１０００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。ＣＮＴの比表面積は窒素吸着測定によるＢＥＴ法で算出する。
　カーボンナノチューブは、表面処理を行ったカーボンナノチューブでもよい。カーボンナノチューブは、カルボキシ基に代表される官能基が付与されたカーボンナノチューブ誘導体であってもよい。また、有機化合物、金属原子、又はフラーレンに代表される物質を内包させたカーボンナノチューブも用いることができる。
　カーボンナノチューブを含む原料組成物は分散剤が含まれてもよく、分散剤として上記したものを用いることができる。非水分散媒中でのカーボンナノチューブの分散安定性をより高めるために、樹脂型分散剤を用いることが好ましい。特にメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリルのホモポリマー、ポリアクリロニトリルのコポリマー、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴムが好ましい。カーボンナノチューブを含む原料組成物には上記したバインダー樹脂等の任意成分がさらに含まれてもよい。
　カーボンナノチューブの含有量は、原料組成物全量に対し、０．１～２０質量％が好ましく、０．５～１５質量％がより好ましく、０．７～１０質量％がさらに好ましい。分散剤は、カーボンナノチューブに対し質量比で、５．０～３００質量部が好ましい。カーボンナノチューブを含む原料組成物は、固形分量が０．５～５０質量％が好ましく、０．７～３０質量％がより好ましく、１～２０質量％がさらに好ましい。
　＜他の実施形態＞
　以下、分散装置を用いて分散質、非水分散媒及び分散剤を含む分散組成物を製造する方法の他の実施形態について説明する。この方法では、原料組成物は分散質、非水分散媒及び分散剤を含み、原料組成物を供給機構から分散機構に供給し分散処理することで分散組成物を得ることができる。分散組成物を製造するための分散装置は上記したものを用いることができる。
　非水分散媒中に分散質を分散剤を用いて分散させる分散組成物では、分散剤は非水分散媒に溶解性を示し、非水分散媒中で分散質に吸着する特性を備えるものが好ましい。このような分散組成物では、分散安定性のために、非水分散媒、分散質、及び分散剤のそれぞれの種類が適切に選択されている。一方で、分散組成物が水等のその他の溶剤に添加される場合に、その他の溶剤への分散剤の溶解性が低い等の要因によって、分散質から分散剤が離脱し分散安定性が低下して分散質が凝集しやすくなることがある。
　そこで、冷却用液媒体は、５質量％の分散剤を含む非水分散媒の溶液と冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合した状態で、２５℃で固体析出物が生じない液媒体であることが好ましい。具体的な判断基準としては、２５℃及び１気圧において、原料組成物に含まれる分散剤を５質量％で含む非水分散媒の溶液と冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合し、自転公転撹拌装置を用いて、２０００ｒｐｍ３０秒間撹拌し、３０μｍ目開きのフィルター濾過した後に、ろ液の固形分（Ｘ質量％）を測定する。ろ液の固形分が理論固形分（２．５質量％）より５％以上減少した場合に析出が起きたと判断できる。具体的には、式「（２．５質量％－Ｘ質量％）／２．５質量％）×１００」が５％未満を満たす場合に固形析出物が生じないと判断する。なお、分散剤が非水分散媒に５質量％溶解しない場合は、溶解できる最大濃度で上記試験を実施し、同様に理論固形分より５％以上減少した場合に析出した判断する。
　さらに別の実施形態では、２５℃において、冷却用液媒体は原料組成物に含まれる分散剤を０．１質量％以上溶解する液媒体であることが好ましい。冷却用液媒体は、２５℃及び１気圧において分散剤の溶解性が評価される。冷却用液媒体に対する分散剤の溶解性は、分散剤と冷却用液媒体の合計質量に対する分散剤の質量の百分率で表される。分散剤の冷却用液媒体に対する分散剤の溶解性は、０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上がさらに好ましい。冷却用液媒体が原料組成物の分散剤を溶解することで、供給機構から液漏れした原料組成物が冷却用液媒体と接触しても、分散剤の機能の低下を抑制し、系の安定性が維持され、分散質の凝集を防止することができる。
　具体的には、以下の手順にしたがって冷却用液媒体に対する分散剤の溶解性を判断することができる。
　（１）冷却用液媒体と分散剤の合計量に対し分散剤を所定量（Ｙ質量％）で含む液媒体を用意し、高速分散機ホモディスパーで、１５００ｒｐｍ、２４時間撹拌を行い、液媒体を混合する。なお、分散剤の塊が大きい場合は、あらかじめ、１ｃｍ角以下に切断して使用する。
　（２）３０μｍ目開きのフィルターを用いて濾過した後に、ろ液の固形分（Ｘ質量％）を測定する。ろ液の固形分（Ｘ質量％）が理論固形分（Ｙ質量％）より減少する割合「（Ｙ質量％－Ｘ質量％）／Ｙ質量％）×１００」が２０％未満である場合に溶解すると判断する。
　＜さらに他の実施形態＞
　以下、分散装置を用いて分散組成物を製造する方法のさらに他の実施形態について説明する。分散組成物を製造するための分散装置は上記したものを用いることができる。
　この実施形態によれば、原料組成物を分散させる分散機構と、プランジャー部を備え、分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、以下の（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の少なくとも１つを満たす、分散組成物の製造方法が提供される。
　（ｉ）原料組成物は、非水分散媒及び分散質を含み、冷却用液媒体は、下記凝集試験において１０μｍ以上の粒子数が０～５０個である液媒体である。
　（凝集試験）
　原料組成物と同じ組成物をビーズミル又は高圧ホモジナイザーにて分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となる試験用分散液を調製し、２５℃において、試験用分散液と冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合し試験用試料を調製し、試験用試料の１０μｍ以上の粒子数をグラインドメーター（０～１００μｍ）にて確認する方法。
　（ｉｉ）原料組成物は、分散質、非水分散媒、及び分散剤を含み、冷却用液媒体は、５質量％の分散剤を含む非水分散媒の溶液と冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合した状態で、２５℃で固体析出物が生じない液媒体である。
　（ｉｉｉ）原料組成物は、分散質、非水分散媒、及び分散剤を含み、２５℃において、冷却用液媒体は原料組成物に含まれる分散剤を０．１質量％以上溶解する液媒体である。
　この実施形態では、（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の少なくとも１つを満たせばよい。好ましくは（ｉ）を満たす。原料組成物が分散剤を含む場合は、（ｉ）とともに（ｉｉ）又は（ｉｉｉ）を満たすとより好ましく、（ｉ）とともに（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）を満たすとさらに好ましい。
　以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、「部」は「質量部」、「％」は「質量％」を表す。
　（分散装置）
　実施例１では、三丸機械工業社製「ＨＣ３－５」（商品名）のバルブ型高圧ホモジナイザーを用いて分散を行った。実施例２では、株式会社スギノマシン製「スターバースト１００」（商品名）のノズル型高圧ホモジナイザーを用いて、シングルノズルチャンバー１００ＭＰａの運転条件にて１パス分散した分散組成物を、三丸機械工業社製「ＨＣ３－５」（商品名）のバルブ型高圧ホモジナイザーを用いて分散を行った。分散条件は表１に示す通りとした。表中においてＥｘ．は実施例番号を示し、Ｎｏ．は処方番号を示す。冷却機構は図２に示す通りである。冷却機構の冷却用液媒体タンクに冷却用液媒体を供給し、分散装置が作動する間、冷却用液媒体を流量２Ｌ／Ｈで循環させた。
　（原料組成物）
　原料組成物として下記処方で各成分を混合した。
　処方１；
　カーボンナノチューブ（クムホ社製「商品名：１００Ｐ」）　　３質量％
　Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）　　９６質量％
　分散剤（日本ゼオン社製「商品名：Ｚｅｔｐｏｌ２０１０Ｌ」）　　１質量％
　処方２；
　カーボンナノチューブ（クムホ社製「商品名：１００Ｐ」）　　２質量％
　酢酸ブチル　　　　　９０質量％
　分散剤（ＢＹＫ製「商品名：ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１１」固形分９５％）　　８質量％
　処方３；
　カーボンブラック（デンカ社製「商品名：デンカブラック粒状」）　　２０質量％
　Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）　　７８．９５質量％
　分散剤（シグマアルドリッチ社製「商品名：ポリアクリロニトリルＭｗ１５０，０００」１質量％
　ｐＨ調整剤（富士フィルム和光純薬社製「商品名：水酸化ナトリウム」）０．０５質量％
　処方４；
　酸化チタン（石原産業社製「商品名：ＣＲ－９５」）　　５０質量％
　メチルエチルケトン　　４４．０質量％
　分散剤（日本ルーブリゾール社製「商品名：ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８２」固形分４３％）　６．０質量％
　処方５；
　ＩＴＯ（三菱マテリアル社製「商品名　Ｅ－ＩＴＯ」）　９質量％
　αテルピネオール　　８７質量％
　分散剤（ＢＹＫ製「商品名：ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１１」固形分９５％）　　１質量％
　処方６；
　カーボンナノチューブ（クムホ社製「商品名：１００Ｐ」）　　１質量％
　メチルエチルケトン（ＭＥＫ）　　８９質量％
　分散剤（ＢＡＳＦ社製「商品名：ＥＦＫＡ　ＰＸ４３２０」固形分５０％）　　１０質量％
　（冷却用液媒体）
　表１に示す冷却用液媒体を用意した。
　（凝集試験）
　表１に示す原料組成物と冷却用液媒体の組み合わせについて、以下の手順に従って凝集試験を行った。凝集試験は２５℃の環境で行った。
　（１）原料組成物と同じ組成物をビーズミルにて分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となる試験用分散液を調製する。分散装置には、アシザワ・ファインテック社製「スターミルＬＭＺ２」を用いる。分散条件は、周速１２ｍ／ｓで、粒子径が１０μｍ未満になるまでパス分散を行う。
　（２）撹拌容器（近畿容器製「００１撹拌容器」）に試験用分散液１０ｇと、冷却用液媒体１０ｇとを計量し、シンキーミキサーで２０００ｒｐｍ、３０秒間撹拌し、試験用試料を調製する。
　（３）試験用試料の作製後、６０秒以内にグラインドメーター（０～１００μｍ）にて、試験用試料の１０μｍ以上の粒子数を確認する。
　＜グラインドメーター＞
　凝集試験の（１）及び（３）にて用いたグラインドメーターは以下の通りである。
　ゲージ型番：太佑機材株式会社製「ＧＳ０－１００」
　溝深さ：０μｍ～１００μｍ、目盛間隔：１０μｍ
　＜判定基準＞
　試験用試料において確認された１０μｍ以上の粒子数から、以下の判定基準で凝集試験の結果を評価した。結果を表１に示す。
　〇：１０μｍ以上の粒子無し（凝集は起こっていない）
　△：１０μｍ以上の粒子が１個以上５０個以下（凝集が少し起こっている）
　×：１０μｍ以上の粒子が５１個以上（凝集が起こっている）
　（グランドパッキンの寿命評価）
　表１に示す原料組成物と冷却用液媒体の組み合わせを用いて、分散装置を使用して１００時間の運転を行った。１００時間の運転時間当たり、供給機構（プランジャー部）からの原料組成物の漏れ量と、原料組成物の供給量とを計測し、下記式（１）から漏れ率（％）を計算した。
　漏れ率（％）＝（供給機構からの原料組成物の漏れ量（Ｌ）／原料組成物の処理量（Ｌ））×１００　（１）
　供給機構からの原料組成物の漏れ量は、以下の手順に従って求めた。
　（１）グランドパッキンを交換する際に冷却用液媒体も交換する。このときの冷却用液媒体をＸ（Ｌ）とする。
　（２）合計運転時間が１００時間になった際に冷却用液媒体タンク内に回収される液体をＹ（Ｌ）とする。下記式より、供給機構からの原料組成物の漏れ量を求める。
　供給機構からの原料組成物の漏れ量（Ｌ）＝Ｙ（Ｌ）－Ｘ（Ｌ）
　上記求めた漏れ率から、以下の判定基準で凝集試験の結果を評価した。結果を表1に示す。
　＜判定基準＞
　〇：漏れ率０．１０％以下
　△：漏れ率０．１０％超過０．２０％以下
　×：漏れ率０．２０％超過
　（析出試験）
　表１に示す分散剤と冷却用液媒体の組み合わせについて、以下の手順に従って析出試験を行った。析出試験は２５℃の環境で行った。
　（１）原料組成物に含まれる分散剤を５質量％の濃度で非水分散媒に溶解する。
　（２）撹拌容器（近畿容器製「００１撹拌容器」）に分散剤を５質量％の濃度で溶解した非水分散媒の溶液３０ｇと冷却用液媒体３０ｇとを計量し、シンキーミキサーで２０００ｒｐｍ、３０秒間撹拌する。
　（３）３０μｍ目開きのフィルターを用いて濾過した後に、ろ液の固形分を測定する。ろ液の固形分（Ｘ質量％）が理論固形分（２．５質量％）より５％以上減少した場合、具体的には式「（（２．５質量％－Ｘ質量％）／２．５質量％）×１００」が５％以上を満たす場合に析出が起きたと判断する。なお、ろ液の固形分測定は、アルミ皿にろ液を５ｇ計量し、オーブンにて、２００℃２時間乾燥させた前後の質量を用いて下記式から算出する。
　固形分（質量％）＝（（２００℃２時間後のアルミ皿＋ろ液の質量）／（アルミ皿＋ろ液の質量））×１００
　＜判定基準＞
　以下の判定基準で析出試験の結果を評価した。結果を表１に示す。
　〇：ろ液の固形分が理論固形分（２．５質量％）より５％未満減少するか、又は減少しない（析出が起こっていない）
　×：ろ液の固形分が理論固形分（２．５質量％）より５％以上減少する（析出が起こっている）
　（溶解試験）
　表１に示す分散剤と冷却用液媒体の組み合わせについて、以下の手順に従って溶解試験を行った。溶解試験は２５℃の環境で行った。
　（１）１Ｌ容器に冷却用液媒体４９９．５ｇと原料組成物に含まれる分散剤を０．５ｇを計量し、高速分散機ホモディスパーで、１５００ｒｐｍ、２４時間撹拌を行い、分散剤を０．１質量％で含む冷却用液媒体を作製する。
　（２）３０μｍ目開きのフィルターを用いて濾過した後に、ろ液の固形分を測定する。ろ液の固形分（Ｘ質量％）が理論固形分（０．１質量％）より２０％以上減少した場合、具体的には式「（（０．１質量％－Ｘ質量％）／０．１質量％）×１００」が２０％以上を満たす場合に溶解していないと判断する。なお、ろ液の固形分測定は、アルミ皿にろ液を５ｇ計量し、オーブンにて、２００℃２時間乾燥させた前後の質量を用いて下記式から算出する。
　固形分（質量％）＝（（２００℃２時間後のアルミ皿＋ろ液の質量）／（アルミ皿＋ろ液の質量））×１００
　＜判定基準＞
　以下の判定基準で溶解試験の結果を評価した。結果を表１に示す。
　〇：ろ液の固形分が理論固形分（０．１質量％）より２０％未満で減少するか、又は減少しない（溶解している）
　×：ろ液の固形分が理論固形分（０．１質量％）より２０％以上減少する（溶解していない）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表より、凝集試験の結果で、凝集物が発生しなかった例では、プランジャー部からの冷却用液媒体の漏れ率が低減され、グランドパッキンの寿命が長くなることがわかる。また、凝集物の発生数が少ない例においても、プランジャー部からの冷却用液媒体の漏れ率が低減され、グランドパッキンの寿命が長くなることがわかる。凝集試験の結果で、凝集物が多数発生した例では、プランジャー部からの冷却用液媒体の漏れ率が増大し、グランドパッキンの寿命が短くなることがわかる。
　析出試験より、分散剤を５質量％含む非水分散媒と冷却用液媒体とを１：１の質量比で混合し固形析出物が生じないと評価された例では、グランドパッキンの寿命が長くなることがわかる。凝集試験より、分散剤を０．１質量％で含む冷却用液媒体について、分散剤が溶解していると評価された例では、グランドパッキンの寿命が長くなることがわかる。
　上記いくつかの実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記いくつかの実施形態によって限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で様々な変更をすることができる。
　本願の開示は、２０２２年２月２日に出願された特願２０２２－０１４９０７号に記載の主題と関連しており、そのすべての開示内容は引用によりここに援用される。
　１０　プランジャー、２０　高圧ポンプ、２１　シリンダー部、２４　グランドパッキン、３０　分散部、３１　バルブシート、３２　インパクトリング、３３　ホモバルブ、４０　冷却機構、４１　冷却用液媒体タンク、４２　冷却部、４３　回収容器、５０　原料組成物タンク、１００　分散装置

Claims (5)

  1. 　原料組成物を分散させる分散機構と、
    　プランジャー部を備え、前記分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、
    　前記プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、
    　前記原料組成物は、非水分散媒及び分散質を含み、
    　前記冷却用液媒体は、下記凝集試験において１０μｍ以上の粒子数が０～５０個である液媒体である、分散組成物の製造方法。
    　（凝集試験）
    　原料組成物と同じ組成物をビーズミル又は高圧ホモジナイザーにて分散処理し、グラインドメーター（０～１００μｍ）にて粒子径が１０μｍ未満となる試験用分散液を調製し、
    　２５℃において、前記試験用分散液と前記冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合し試験用試料を調製し、前記試験用試料の１０μｍ以上の粒子数をグラインドメーター（０～１００μｍ）にて確認する方法。
  2. 　前記原料組成物の非水分散媒と前記冷却用液媒体とは同一の液媒体を含む、請求項１に記載の分散組成物の製造方法。
  3. 　１００時間の運転時間当たり、下記式（１）で表される供給機構からの原料組成物の漏れ率が０．２％以下である、請求項１又は２に記載の分散組成物の製造方法。
    　漏れ率（％）＝（供給機構からの原料組成物の漏れ量（Ｌ）／原料組成物の供給量（Ｌ））×１００　　　（１）
  4. 　原料組成物を分散させる分散機構と、
    　プランジャー部を備え、前記分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、
    　前記プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、
    　前記原料組成物は、分散質、非水分散媒、及び分散剤を含み、前記冷却用液媒体は、５質量％の前記分散剤を含む前記非水分散媒の溶液と前記冷却用液媒体とを質量比で１：１で混合した状態で、２５℃で固体析出物が生じない液媒体である、分散組成物の製造方法。
  5. 　原料組成物を分散させる分散機構と、
    　プランジャー部を備え、前記分散機構に原料組成物を供給する供給機構と、
    　前記プランジャー部を冷却用液媒体を用いて冷却する冷却機構とを備える分散装置を用いる分散組成物の製造方法であって、
    　前記原料組成物は、分散質、非水分散媒、及び分散剤を含み、
    　２５℃において、前記冷却用液媒体は前記原料組成物に含まれる前記分散剤を０．１質量％以上溶解する液媒体である、分散組成物の製造方法。

     
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