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公開番号2025107901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-22
出願番号2024001446
出願日2024-01-09
発明の名称カーボンブラック分散液及びその製造方法
出願人大日精化工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C09C 1/48 20060101AFI20250714BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤を実質的に用いなくても、カーボンブラックの分散性に優れたカーボンブラック分散液を提供する。
【解決手段】その平均一次粒子径が5～45nmのカーボンブラック、アルカリ、及び親水性極性溶媒を含有し、カーボンブラックのpHが、8.0以下であり、カーボンブラック100質量部に対する、アルカリの含有量が、0.5～5質量部であり、カーボンブラックを分散させるための分散剤を含有しないカーボンブラック分散液である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
その平均一次粒子径が５～４５ｎｍのカーボンブラック、アルカリ、及び親水性極性溶媒を含有し、
前記カーボンブラックのｐＨが、８．０以下であり、
前記カーボンブラック１００質量部に対する、前記アルカリの含有量が、０．５～５質量部であり、
前記カーボンブラックを分散させるための分散剤を含有しないカーボンブラック分散液。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記カーボンブラックの含有量が、５～１５質量％である請求項１に記載のカーボンブラック分散液。
【請求項３】
前記アルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種の無機アルカリ、又は
トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、及び２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールからなる群より選択される少なくとも一種の有機アルカリである請求項１に記載のカーボンブラック分散液。
【請求項４】
前記親水性極性溶媒が、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、及びＮ－メチル－２－ピロリドンからなる群より選択される少なくとも一種である請求項１～３のいずれか一項に記載のカーボンブラック分散液。
【請求項５】
その平均一次粒子径が５～４５ｎｍのカーボンブラック、アルカリ、及び親水性極性溶媒を含有する原料混合物を分散処理して、前記カーボンブラックを分散させるための分散剤を含有しないカーボンブラック分散液を得る工程を有し、
前記カーボンブラックのｐＨが、８．０以下であり、
前記原料混合物中、前記カーボンブラック１００質量部に対する、前記アルカリの含有量が、０．５～５質量部であるカーボンブラック分散液の製造方法。
【請求項６】
前記原料混合物中、前記カーボンブラックの含有量が、５～１５質量％である請求項５に記載のカーボンブラック分散液の製造方法。
【請求項７】
前記アルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種の無機アルカリ、又は
トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、及び２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールからなる群より選択される少なくとも一種の有機アルカリである請求項５に記載のカーボンブラック分散液の製造方法。
【請求項８】
前記親水性極性溶媒が、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、及びＮ－メチル－２－ピロリドンからなる群より選択される少なくとも一種である請求項５～７のいずれか一項に記載のカーボンブラック分散液の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンブラック分散液及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンブラック等のカーボン材料は、導電性や伝熱性等の種々の特性が発揮される材料であり、幅広い分野でその特性を活かすための方法が検討されている。例えば、電気的性質、熱的性質、及びフィラーとしての性質に注目し、帯電防止剤、導電材料、プラスチック補強材、半導体、電池電極、及びディスプレーの陰極線等にカーボンブラックを用いることが検討されている。
【０００３】
これらの用途には、カーボンブラックの分散性が良好であるとともに、分散性が長期間にわたって維持されるカーボンブラック分散液が必要である。但し、ナノサイズのカーボン材料は表面エネルギーが高く、強いファンデルワールス力が働いているために凝集しやすい。そこで、カーボンブラックを液媒体に安定に分散させるために、さまざまな検討がなされている。
【０００４】
例えば、アルカリで中和したカルボキシ基を有する（メタ）アクリル系ポリマーを分散剤として使用し、水溶性有機溶剤を含む液媒体中にカーボンブラックを分散させた顔料分散液が提案されている（特許文献１）。また、カーボンブラック、各種の界面活性剤、ポリマー系の分散剤、及び水を含む分散媒を含有する、電極の導電性結着層を形成するための分散液が提案されている（特許文献２）。さらに、カーボンブラック、二種以上の共重合体を含む分散剤、及びＮ－メチルピロリドン等の分散媒を含有する、電極の活物質層を形成するための分散液が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７２８１０１３号公報
国際公開第２０１８／１０１２９４号
特表２０２２－５３００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カーボンブラックを液媒体中に安定して分散させるには、通常、特許文献１～３で提案されているように、各種の界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤が用いられる。但し、カーボンブラックを液媒体中に分散させるためのこれらの分散剤は、得られた分散液を用いて電極層やインク等の物品を製造する際に不純物となることがあった。このため、これらの分散剤の含有量を低減する、又はこれらの分散剤を使用せずにカーボンブラックを液媒体中に分散させることが求められていた。しかしながら、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤を実質的に用いることなくカーボンブラックを液媒体中に分散させることは困難であった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤を実質的に用いなくても、カーボンブラックの分散性に優れたカーボンブラック分散液を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤を実質的に用いなくても、カーボンブラックの分散性に優れたカーボンブラック分散液を簡便に得ることが可能なカーボンブラック分散液の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明によれば、以下に示すカーボンブラック分散液が提供される。
［１］その平均一次粒子径が５～４５ｎｍのカーボンブラック、アルカリ、及び親水性極性溶媒を含有し、前記カーボンブラックのｐＨが、８．０以下であり、前記カーボンブラック１００質量部に対する、前記アルカリの含有量が、０．５～５質量部であり、前記カーボンブラックを分散させるための分散剤を含有しないカーボンブラック分散液。
［２］前記カーボンブラックの含有量が、５～１５質量％である前記［１］に記載のカーボンブラック分散液。
［３］前記アルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種の無機アルカリ、又はトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、及び２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールからなる群より選択される少なくとも一種の有機アルカリである前記［１］又は［２］に記載のカーボンブラック分散液。
［４］前記親水性極性溶媒が、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、及びＮ－メチル－２－ピロリドンからなる群より選択される少なくとも一種である前記［１］～［３］のいずれかに記載のカーボンブラック分散液。
【０００９】
また、本発明によれば、以下に示すカーボンブラック分散液の製造方法が提供される。
［５］その平均一次粒子径が５～４５ｎｍのカーボンブラック、アルカリ、及び親水性極性溶媒を含有する原料混合物を分散処理して、前記カーボンブラックを分散させるための分散剤を含有しないカーボンブラック分散液を得る工程を有し、前記カーボンブラックのｐＨが、８．０以下であり、前記原料混合物中、前記カーボンブラック１００質量部に対する、前記アルカリの含有量が、０．５～５質量部であるカーボンブラック分散液の製造方法。
［６］前記原料混合物中、前記カーボンブラックの含有量が、５～１５質量％である前記［５］に記載のカーボンブラック分散液の製造方法。
［７］前記アルカリが、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種の無機アルカリ、又はトリエタノールアミン、ジエタノールアミン、及び２－アミノ－２－メチル－１－プロパノールからなる群より選択される少なくとも一種の有機アルカリである前記［５］又は［６］に記載のカーボンブラック分散液の製造方法。
［８］前記親水性極性溶媒が、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、及びＮ－メチル－２－ピロリドンからなる群より選択される少なくとも一種である前記［５］～［７］のいずれかに記載のカーボンブラック分散液の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤を実質的に用いなくても、カーボンブラックの分散性に優れたカーボンブラック分散液を提供することができる。また、本発明によれば、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤を実質的に用いなくても、カーボンブラックの分散性に優れたカーボンブラック分散液を簡便に得ることが可能なカーボンブラック分散液の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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