JP2000017187A - Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same - Google Patents

Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same

Info

Publication number
JP2000017187A
JP2000017187A JP18253898A JP18253898A JP2000017187A JP 2000017187 A JP2000017187 A JP 2000017187A JP 18253898 A JP18253898 A JP 18253898A JP 18253898 A JP18253898 A JP 18253898A JP 2000017187 A JP2000017187 A JP 2000017187A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon black
ink
aqueous
dispersion
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18253898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobutake Mise
信猛 見勢
Kenichi Sugimoto
賢一 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP18253898A priority Critical patent/JP2000017187A/en
Publication of JP2000017187A publication Critical patent/JP2000017187A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an aqueous pigment-dispersed ink exhibiting excellent dispersion stability, capable of inhibiting the clogging of nozzles and pen tips and useful for ink jet printers, writing tools, etc., by limiting the surface zeta potential of the dispersed pigment below a specific value. SOLUTION: This aqueous ink contains (A) a pigment and (B) an aqueous medium. Therein, the component A dispersed at pH 3 has a surface zeta potential of <0 mV. The aqueous ink preferably has pH 5-10 and a component B content of 0.5-50 wt.%. The component B is preferably subjected to an ozone oxidation treatment in the presence of water, and has total acidic groups of >=3 μequ/m2, an active hydrogen content of <=2 mmol/g, a particle diameter of 10-30 nm and a DBP oil absorption volume of 50-180 cc/100 g.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特にインクジェッ
ト用インキ並びに筆記用インキの顔料として好適に使用
されるカーボンブラック、水性媒体中にカーボンブラッ
クを含有する水性分散液並びに、水性インキに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to carbon black, which is preferably used as a pigment for inks for ink jet and writing inks, an aqueous dispersion containing carbon black in an aqueous medium, and an aqueous ink.

【0002】[0002]

【従来技術】インクジェット記録は、記録時の騒音が小
さい、カラー印刷が可能、高速印字が可能、普通紙に印
刷が可能で高品位であることと言った特徴を持つことか
らパーソナル用、オフィス用を問わずコンピュータの印
刷用に巾広く使用されている。このインクジェット印刷
は種々の方式があり、記録ヘッドの中にある細いノズル
中のインクを静電エネルギーにより吐出させる方法、及
び記録ヘッド内においた発熱帯に電流を流し、その発熱
により気泡を発生させてノズルからインキを吐出させる
ことにより、印刷を行う方法が挙げられる。
2. Description of the Related Art Ink-jet recording has characteristics such as low noise during recording, color printing, high-speed printing, printing on plain paper and high quality. It is widely used for computer printing, regardless of the type. There are various types of this ink jet printing, a method of discharging ink in thin nozzles in the print head by electrostatic energy, and a method of flowing a current to a tropical zone in the print head and generating bubbles by generating heat. A method of performing printing by ejecting ink from a nozzle.

【0003】このようなインクジェット記録に用いられ
るインキとしては、従来は染料を水に溶解または分散し
た水性インキが用いられてきた。この様な水性インキは
万年筆、ボールペン等の筆記具にも用いられている。こ
れらの用途に用いられる記録用のインキに要求される性
能としては、次の様な項目が上げられる。
[0003] As an ink used for such an ink jet recording, an aqueous ink in which a dye is dissolved or dispersed in water has conventionally been used. Such water-based inks are also used for writing instruments such as fountain pens and ballpoint pens. The performance required for the recording ink used in these applications includes the following items.

【0004】 (1)印字または筆記物に滲みが生じないこと (2)印字または筆記物が光、または熱により退色しな
いこと (3)長期間放置したときでも記録ヘッド内のノズルや
ペン先に目詰まりを生じないこと (4)保存安定性が良いこと (5)インキの粘度が低いこと
[0004] (1) No bleeding of printed or written matter (2) No fading of printed or written matter due to light or heat (3) Even if left for a long time, the nozzle or pen tip in the recording head No clogging (4) Good storage stability (5) Low ink viscosity

【0005】上述のように従来、これらの用途のインキ
では着色剤として染料を、水に溶解または分散したイン
キが用いられてきたが、染料を用いた場合、印字または
筆記物に滲みが出やすく光により退色するという問題を
有することから、最近カーボンブラックを黒色顔料とし
て使用したインキが注目されている。
[0005] As described above, conventionally, inks for these uses have been used in which a dye is dissolved or dispersed in water as a colorant. However, when a dye is used, bleeding tends to appear on printed or written matter. Due to the problem of fading due to light, inks using carbon black as a black pigment have recently attracted attention.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのカー
ボンブラックをインキ用顔料として用いた場合、カーボ
ンブラックの表面が親油性であるために、カーボンブラ
ックの水中での分散性が悪く、ノズルやペン先にカーボ
ンブラックが目に詰まったり、保存中に凝集物を生じ使
用不可能となる。このため、各種の分散剤の添加が必要
とされている。ここで分散剤としては、カーボンブラッ
クと馴染みの良い親油性基と、水と馴染みの良い親水基
との両方の基を分子内に含有する分散剤、具体的には主
に樹脂分散剤が、分散性あるいは分散安定性を改良する
ために用いられている。
However, when this carbon black is used as a pigment for ink, the dispersibility of the carbon black in water is poor because the surface of the carbon black is lipophilic, so that the carbon black cannot be used in a nozzle or a pen tip. The carbon black becomes clogged with eyes and aggregates during storage, making it unusable. For this reason, it is necessary to add various dispersants. Here, as the dispersant, a dispersant containing both a lipophilic group that is familiar with carbon black and a hydrophilic group that is familiar with water in the molecule, specifically, mainly a resin dispersant, It is used to improve dispersibility or dispersion stability.

【0007】しかしながら、このような樹脂分散剤はカ
ーボンブラック表面に結合させることによりその効果を
期待するものであるため、カーボンブラック表面に結合
する量以上に添加しないと分散効果が得られない。この
ため液中に余分な分散剤が残り、それがノズルやペン先
のインクが乾燥したときに、再溶解性の乏しい固形物と
なり、目詰まりの原因となる。また、分散剤を添加する
ことによりインキの粘度が高くなり、安定したインキの
吐出性が得られないという問題も生ずる。本発明は、上
記の従来技術における問題を解決し、分散安定性に優
れ、ノズルやペン先での目詰まりの発生が抑えられ、吐
出安定性に優れた水性インキ用顔料並びにインキを提供
することを目的とする。
However, since such a resin dispersant is expected to have its effect by binding to the surface of carbon black, a dispersing effect cannot be obtained unless it is added in an amount larger than the amount capable of binding to the surface of carbon black. For this reason, an extra dispersant remains in the liquid, and when the ink at the nozzle or the pen tip dries, it becomes a solid with poor resolubility and causes clogging. In addition, the addition of the dispersant increases the viscosity of the ink, which causes a problem that stable ink ejection properties cannot be obtained. The present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, and provides a pigment and an ink for water-based ink having excellent dispersion stability, suppressing occurrence of clogging at a nozzle or a pen tip, and having excellent ejection stability. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、カーボンブ
ラックを特定方法により酸化処理して得た酸化処理カー
ボンブラックを用いることにより、著しく分散安定性の
よいカーボンブラック水分散体を提供できることを見出
し本発明に到達した。このような簡易な操作により驚く
べきことに水分散性が極めて良好なカーボンブラックを
得ることができるとの知見を得たものである。すなわち
本発明は、
Means for Solving the Problems The present inventor has proposed that an oxidized carbon black obtained by oxidizing carbon black by a specific method can be used to provide a water dispersion of carbon black having extremely excellent dispersion stability. Heading reached the present invention. It has been surprisingly found that such a simple operation makes it possible to obtain carbon black having extremely good water dispersibility. That is, the present invention

【0009】(1)少なくとも顔料及び水性媒体を含有
する水性インキであって、pH3としたときに、分散し
ている顔料表面のゼータ電位が0mV未満である顔料分
散水性インキ、(2)少なくともカーボンブラック及び
水性媒体を含有するカーボンブラック水性分散液であっ
て、pH3としたときのカーボンブラック表面のゼータ
電位が0mV未満であるカーボンブラック水性分散液、
(3)少なくともカーボンブラック及び水性媒体を含有
するカーボンブラック水性分散液であって、pH7とし
たときのカーボンブラック表面のゼータ電位が−15m
V以下であるカーボンブラック水性分散液、(4)少な
くともカーボンブラック及び水性媒体を含有し、分散剤
を含まないカーボンブラック水性分散液であって、pH
3としたときのカーボンブラック表面のゼータ電位が0
mV未満であり、pH7としたときのカーボンブラック
表面のゼータ電位が−15mV以下であるカーボンブラ
ック水性分散液、(5)分散剤を含有しないことを特徴
とする(2)〜(4)のいずれかのカーボンブラック水
性分散液、
(1) A water-based ink containing at least a pigment and an aqueous medium, wherein at a pH of 3, the zeta potential of the surface of the dispersed pigment is less than 0 mV; An aqueous carbon black dispersion containing black and an aqueous medium, wherein the zeta potential of the carbon black surface at pH 3 is less than 0 mV,
(3) A carbon black aqueous dispersion containing at least carbon black and an aqueous medium, wherein the zeta potential of the carbon black surface at pH 7 is −15 m
(4) an aqueous carbon black dispersion containing at least carbon black and an aqueous medium and containing no dispersant,
When the zeta potential on the surface of carbon black is 3
(5) an aqueous dispersion of carbon black having a zeta potential of −15 mV or less when the pH of the carbon black is less than mV and a pH of 7, and (5) containing no dispersant. An aqueous dispersion of carbon black,

【0010】(6)カーボンブラックの濃度が5重量%
以上である(2)〜(5)のいずれかのカーボンブラッ
ク水性分散液、(7)カーボンブラックの全酸性基が3
μequ/m2以上である(2)〜(6)のいずれかの
カーボンブラック水性分散液、(8)カーボンブラック
の活性水素含有量が2.0mmol/g以下である
(2)〜(7)のいずれかのカーボンブラック水性分散
液、(9)カーボンブラックが、水の存在下で酸化処理
されたものである(2)〜(8)のいずれかのカーボン
ブラック水性分散液、(10)酸化処理がオゾンを用い
て行われたものである上記(9)のカーボンブラック水
性分散液、
(6) The concentration of carbon black is 5% by weight.
(2) The aqueous dispersion of carbon black according to any one of (2) to (5);
is μequ / m 2 or more (2) to any of the carbon black aqueous dispersion of (6), (8) an active hydrogen content of carbon black is not more than 2.0 mmol / g (2) - (7) (9) The carbon black aqueous dispersion according to any of (2) to (8), wherein the carbon black has been oxidized in the presence of water. The carbon black aqueous dispersion according to the above (9), wherein the treatment is performed using ozone;

【0011】(11)pHが5〜10である上記(2)
〜(10)のいずれかのカーボンブラック水性分散液、
(12)カーボンブラックの粒子径が10〜30nmで
かつDBP吸油量が50〜180cc/100gで有る
ことを特徴とする上記(2)〜(11)のいずれかの水
性分散液、(13)カーボンブラックの含有量が0.5
〜50重量%で有ることを特徴とする上記(2)〜(1
2)のいずれかのカーボンブラック水性分散液、(1
4)上記(2)〜(13)のいずれかに記載のカーボン
ブラック水性分散液を用いた水性インキ、(15)イン
クジェット用インキである上記(1)又は(14)の水
性インキ、(16)カーボンブラックを水に分散し、p
H3、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分
散液としたとき、ゼータ電位が0mV未満となるカーボ
ンブラック、
(11) The above (2) wherein the pH is 5 to 10.
An aqueous dispersion of carbon black according to any one of (1) to (10),
(12) The aqueous dispersion according to any of (2) to (11) above, wherein the carbon black has a particle size of 10 to 30 nm and a DBP oil absorption of 50 to 180 cc / 100 g. 0.5 black content
(2) to (1)
2) The aqueous dispersion of carbon black according to any one of (1)
4) an aqueous ink using the aqueous carbon black dispersion described in any of the above (2) to (13); (15) an aqueous ink according to the above (1) or (14), which is an inkjet ink; Disperse carbon black in water, p
H3, a carbon black having a zeta potential of less than 0 mV as an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid;

【0012】(17)カーボンブラックを水に分散し、
pH7、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性
分散液としたとき、ゼータ電位が−15mV以下となる
カーボンブラック、(18)カーボンブラックを水に分
散し、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分
散液としたとき、pH3のとき0mV未満、pH7のと
き−15mV以下となるカーボンブラック、(19)カ
ーボンブラックを水に分散し、pH3、液中のカーボン
ブラック濃度が5重量%の水性分散液であって分散剤を
含まない水性分散液としたとき、ゼータ電位が0mV未
満となるカーボンブラック、
(17) Dispersing carbon black in water,
When an aqueous dispersion having a pH of 7 and a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid was prepared, carbon black having a zeta potential of −15 mV or less, (18) carbon black was dispersed in water, and the carbon black concentration in the liquid was 5%. When an aqueous dispersion of weight% is used, carbon black having a pH of less than 0 mV at pH 3 and -15 mV or less at pH 7 and (19) carbon black are dispersed in water, and the carbon black concentration in the liquid at pH 3 is 5% by weight. A carbon black having a zeta potential of less than 0 mV when the aqueous dispersion is a dispersion containing no dispersant;

【0013】(20)カーボンブラックを水に分散し、
pH7、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性
分散液であって分散剤を含まない水性分散液としたと
き、ゼータ電位が−15mV以下となるカーボンブラッ
ク、(21)カーボンブラックを水に分散し、液中のカ
ーボンブラック濃度が5重量%の水性分散液であって分
散剤を含まない水性分散液としたとき、分散液をpH3
としたときのゼータ電位が0mV未満、分散液のpH7
をとしたときのゼータ電位が−15mV以下となるカー
ボンブラック、
(20) Dispersing carbon black in water,
When an aqueous dispersion having a pH of 7 and a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid and containing no dispersant is used, a carbon black having a zeta potential of -15 mV or less, and (21) carbon black in water When an aqueous dispersion containing 5% by weight of carbon black in the dispersion and containing no dispersant was dispersed, the dispersion was adjusted to pH 3
Is less than 0 mV and the pH of the dispersion is 7
A carbon black having a zeta potential of −15 mV or less when

【0014】(22)上記(16)〜(21)のうちい
ずれかのカーボンブラックを水性媒体に分散してなる水
性分散液、(23)上記(22)の水性分散液を用いた
水性インキ、(24)上記(1)、(14)又は(1
5)の水性インキを含浸させたインキ吸収体、(25)
上記(24)のインキ吸収体を収納するインキタンク、
(26)上記(25)のインキタンクを有するインキカ
ートリッジ、(27)少なくともブラックインクとカラ
ーインクとを含む2色以上のインクを用いてカラー画像
を被記録材上に記録するためのインクジェット記録用イ
ンクセットにおいて、ブラックインク中に、上記(1
6)〜(21)のいずれかのカーボンブラックが含有さ
れ、且つ、カラーインク中に、少なくとも色材と界面活
性剤が含まれ、且つ、カラーインク中に、少なくとも色
材と界面活性剤とが含まれ、更に、少なくとも1のカラ
ーインクに含まれる色材の極性が、前記ブラックインク
に対して逆極性であることを特徴とするインクジェット
記録用インクセット、
(22) an aqueous dispersion obtained by dispersing the carbon black of any of the above (16) to (21) in an aqueous medium; (23) an aqueous ink using the aqueous dispersion of the above (22); (24) The above (1), (14) or (1)
5) an ink absorber impregnated with the water-based ink, (25)
An ink tank containing the ink absorber of the above (24),
(26) An ink cartridge having the ink tank of (25), (27) for ink jet recording for recording a color image on a recording material using two or more colors of ink including at least black ink and color ink. In the ink set, (1)
6) to (21), wherein the color ink includes at least a colorant and a surfactant, and the color ink includes at least a colorant and a surfactant. An ink set for inkjet recording, wherein the polarity of the color material contained in the at least one color ink is opposite to that of the black ink.

【0015】(28)インク滴を記録信号に応じてオリ
フィスから吐出させて、被記録材に記録を行うインクジ
ェット記録方法において、インクが上記(27)のイン
クセットであることを特徴とするインクジェット記録方
法、(29)インクを収容したインク収容部、該インク
をインク滴として吐出させるためのヘッド部を備えた記
録ユニットにおいて、前記インクが請求項27に記載の
インクセットであることを特徴とする記録ユニット、
(30)インクを収容したインク収容部を備えたインク
カートリッジにおいて、上記(27)のインクセットで
あることを特徴とするインクカートリッジ、(31)上
記(26)又は(30)記載のインキカートリッジを用
いたインクジェット記録方法、
(28) In an ink jet recording method for recording on a recording material by discharging ink droplets from an orifice according to a recording signal, the ink is the ink set described in (27) above. 29. A method according to claim 29, wherein the ink is the ink set according to claim 27, in a recording unit including an ink storage unit storing the ink and a head unit for discharging the ink as ink droplets. Recording unit,
(30) An ink cartridge provided with an ink containing section containing ink, wherein the ink set described in (27) is provided, and (31) the ink cartridge described in (26) or (30) is provided. Inkjet recording method used,

【0016】(32)インクを収容したインク収容部、
該インクをインク滴として吐出させるためのヘッド部を
有する記録ユニットを備えたインクジェット記録装置に
おいて、該インクが上記(27)のインクセットである
インクジェット記録装置、(33)上記(31)のイン
キカートリッジを用いたインクジェット記録用機器、に
存する。
(32) an ink containing section containing the ink,
An ink jet recording apparatus comprising a recording unit having a head unit for discharging the ink as ink droplets, wherein the ink is the ink set of the above (27), (33) the ink cartridge of the above (31) And an inkjet recording device using the same.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】まず本発明で用いるカーボンブラ
ックは特に制限されず、従来よりインキ用顔料として用
いられているカーボンブラックを含め、いずれも用いる
ことができるが、特に好ましいカーボンブラックとし
て、各種の表面処理、特に酸化処理により表面に酸性官
能基を付与して分散剤の存在なしでも水性媒体中での分
散しうるものとした、酸化処理カーボンブラックが好適
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, carbon black used in the present invention is not particularly limited, and any carbon black can be used, including carbon black conventionally used as an ink pigment. Oxidized carbon black is preferred, in which an acidic functional group is imparted to the surface by a surface treatment, particularly an oxidation treatment, so that the surface can be dispersed in an aqueous medium without the presence of a dispersant.

【0018】カーボンブラックの粒子径は限定されない
が100nm以下、さらには30nm以下のものが粒子
の沈降が特に抑えられ最適である。これは、カーボンブ
ラックの粒子径としては、ファーネス法では一般に10
〜100nmの範囲で製造することができるが、DBP
吸油量が100cc/100g以上では、粒子径は印字
濃度にはほとんど影響をせず、高い印字濃度が得られ
る。
The particle size of the carbon black is not limited, but is preferably 100 nm or less, more preferably 30 nm or less, because the sedimentation of the particles is particularly suppressed. This means that the particle size of carbon black is generally 10 in the furnace method.
Can be manufactured in the range of
When the oil absorption is 100 cc / 100 g or more, the particle size hardly affects the print density, and a high print density can be obtained.

【0019】粒子径は100nm以下、特に30nm以
下であれば特に粒子の沈降が抑えられるので好適であ
り、保存安定性、吐出安定性、印字濃度の点で好適な粒
子径は30nm以下で、さらに好適な粒子径は20nm
以下である。中でも18nm以下、特に15nm以下の
ものが最適である。なお、1次粒子径は電子顕微鏡によ
る算術平均径算出法で測定される。また、比表面積は原
料カーボンブラックと若干変動することもあるが、通常
20〜500m2 /g、中でも100〜450m2 /g
となる。
The particle diameter is preferably 100 nm or less, particularly preferably 30 nm or less, because the sedimentation of particles is particularly suppressed, and the particle diameter is preferably 30 nm or less in terms of storage stability, ejection stability and print density. Preferred particle size is 20 nm
It is as follows. Among them, those having a size of 18 nm or less, particularly 15 nm or less are most suitable. The primary particle diameter is measured by an arithmetic mean diameter calculation method using an electron microscope. Further, although the specific surface area is also varied raw carbon black and slightly usually 20 to 500 m 2 / g, inter alia 100~450m 2 / g
Becomes

【0020】カーボンブラックのDBP吸油量は特に制
限されないが、特に、DBP吸油量と酸性官能基とが特
定範囲にあるカーボンブラックにより、水性分散液とし
た場合に印字濃度が高く、分散性とノズルやペン先での
目詰まりの発生を押さえ、吐出安定性の優れた水性イン
キを提供することができる上、インクジェット記録にお
いて、専用紙に印字記録したときだけでなく普通紙に記
録しても高い印字濃度を得ることができる高性能のカー
ボンブラック及びそれを用いた水性インクを得ることが
できる。
The DBP oil absorption of carbon black is not particularly limited. In particular, carbon black having a specific range of DBP oil absorption and acidic functional groups has a high print density when used as an aqueous dispersion, and has a high dispersibility and a high nozzle density. And can provide a water-based ink with excellent ejection stability, and can be used not only when printing on special paper but also when printing on plain paper. A high-performance carbon black capable of obtaining a print density and an aqueous ink using the same can be obtained.

【0021】すなわち、DBP吸油量が95cc/10
0g以上で、全酸性基が500μequ/g以上のファー
ネスカーボンブラックである。DBP吸油量の高いカー
ボンブラックを製造できる方法としては、ファーネス法
以外に、チャンネル法、ローラ法、アセチレン法がある
が、チャンネル法やローラ法では原料に対する製品の歩
留まりが低く、そのため、原料中の不純物が濃縮され、
とくに、硫黄は酸化により硫酸に変わり、分散性の悪い
ものしか得られない。また、アセチレン法のカーボンブ
ラックは、カーボンブラックの結晶化度が高いため、酸
化剤の反応する活性点が少なく、酸化が十分に進まず好
ましくないため、ファーネス法で製造した、DBP吸油
量が95cc/100g以上で全酸性基が500μequ
/g以上のカーボンブラックが、上記目的には特に好ま
しい。
That is, the DBP oil absorption is 95 cc / 10
Furnace carbon black having 0 g or more and all acidic groups of 500 μequ / g or more. As a method for producing carbon black having a high DBP oil absorption, besides the furnace method, there are a channel method, a roller method, and an acetylene method. In the channel method and the roller method, however, the yield of the product relative to the raw material is low. Impurities are concentrated,
In particular, sulfur is converted to sulfuric acid by oxidation, and only those having poor dispersibility can be obtained. In addition, carbon black obtained by the acetylene method has a high crystallinity of the carbon black, has a small number of active sites where an oxidizing agent reacts, and is not preferable because oxidation does not proceed sufficiently. Therefore, the DBP oil absorption obtained by the furnace method is 95 cc. / 100g or more and all acidic groups are 500μequ
/ G or more of carbon black is particularly preferred for the above purpose.

【0022】DBP吸油量が高い程水性分散液にしてイ
ンキとして用いた場合に印字濃度が高くなるが、その一
方、DBP吸油量が高くなると、得られる水性インキの
粘度が高くなる。このため、DBP吸油量は95cc/
100g以上、好ましくは100cc/100g以上、
更に好ましくは120〜200cc/100g、中でも
120〜180cc/100g、特に140〜180c
c/100gが最適である。また、吸油量として、弱い
結合性で形成されているストラクチャーを取り除いた2
4M4吸油量の測定も、カーボンブラックの特性として
一般的に用いられているが、DBP吸油量が120cc
/100g以上では、DBP吸油量より5〜50cc/
100g程度低い値となっている。この24M4吸油量
としては、通常、90cc/g以上、より好ましくは1
10cc/g以上である。
The higher the DBP oil absorption, the higher the print density when used as an aqueous dispersion and used as an ink. On the other hand, the higher the DBP oil absorption, the higher the viscosity of the resulting aqueous ink. Therefore, the DBP oil absorption is 95 cc /
100 g or more, preferably 100 cc / 100 g or more,
More preferably, 120 to 200 cc / 100 g, especially 120 to 180 cc / 100 g, particularly 140 to 180 c
c / 100 g is optimal. Also, as the oil absorption, the structure formed by weak bonding was removed.
Measurement of 4M4 oil absorption is also commonly used as a characteristic of carbon black, but DBP oil absorption is 120 cc.
/ 100 g or more, 5 to 50 cc /
The value is about 100 g lower. The 24M4 oil absorption is usually 90 cc / g or more, more preferably 1 cc / g or more.
10 cc / g or more.

【0023】これらDBP吸油量並びに24M4DBP
吸油量の測定はJIS K−6221による。
These DBP oil absorptions and 24M4DBP
The measurement of the oil absorption is based on JIS K-6221.

【0024】また、カーボンブラック中の硫黄や硫黄化
合物は酸化剤で酸化されて溶液中で硫酸イオンとなる
が、本発明者の検討により、硫酸イオンがカーボンブラ
ックの分散液中での再凝集に関与していることがわかっ
た。このため、カーボンブラック中の硫黄分は、極力、
少ないことが望まれるが、全硫黄分析値で各々0.5重
量%、好ましくは0.1%重量以下が好ましい。硫黄含
有量を低下するには、カーボンブラックの原料として用
いる芳香族炭化水素、燃料として用いる液体炭化水素や
気体炭化水素として低硫黄含有量の物を用いることで可
能である。カーボンブラック中の硫黄量は、例えばカー
ボンブラックを0.1g精秤し、ベストフ社製「SUL
MHOGRAPH12A」にて測定することが出来る。
Further, sulfur and sulfur compounds in carbon black are oxidized by an oxidizing agent to form sulfate ions in a solution. According to the study of the present inventor, sulfate ions cause re-aggregation in a carbon black dispersion. It was found to be involved. For this reason, the sulfur content in carbon black is as low as possible.
It is desired that the amount is small, but it is preferably 0.5% by weight, preferably 0.1% by weight or less in total sulfur analysis value. In order to reduce the sulfur content, it is possible to use an aromatic hydrocarbon used as a raw material for carbon black, a liquid hydrocarbon used as a fuel, or a low hydrocarbon content gaseous hydrocarbon as a gaseous hydrocarbon. The amount of sulfur in carbon black can be determined, for example, by precisely weighing 0.1 g of carbon black and using "SUL"
MHOGRAPH12A ".

【0025】また、カーボンブラック中のハロゲンイオ
ン、硝酸イオンも又、再凝集に関与していることが本発
明者の検討により強く推量されている。ハロゲンイオン
としては主に塩素イオンが多いが、カーボンブラック製
造時の反応を停止する冷却水から由来すると考えられ、
冷却水として用いる水として純水を使用することによ
り、カーボンブラックに含有するハロゲンイオンを低下
させることができる。また硝酸イオンはカーボンブラッ
クを製造する際に使用する燃焼ガス中に発生するNOx
に由来すると考えられる。この燃焼ガス中のNOxを極
端に減少する事は、現在の技術では困難であるため、分
散液調製後等に、イオン交換等で適宜除去するのが望ま
しい。ハロゲンイオンは三菱化学(株)製のTOXー1
50で測定することが可能である。
It has been strongly inferred by the present inventors that the halogen ions and nitrate ions in the carbon black are also involved in the re-aggregation. Most of the halogen ions are mainly chloride ions, but it is thought to be derived from cooling water that stops the reaction during carbon black production,
By using pure water as water used as cooling water, halogen ions contained in carbon black can be reduced. In addition, nitrate ions are NOx generated in the combustion gas used when producing carbon black.
It is thought to be derived from Extreme reduction of NOx in the combustion gas is difficult with current technology, so it is desirable to appropriately remove it by ion exchange or the like after the preparation of the dispersion. Halogen ions are TOX-1 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
It is possible to measure at 50.

【0026】これらの不純物の含有量は、硫酸イオンが
好ましくは25ppm以下、特に好ましくは10ppm
以下、更に好ましくは5ppm以下である。ハロゲンイ
オンは好ましくは20ppm以下、特に好ましくは10
ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下である。硫
酸イオンとハロゲンイオンと硝酸イオンとの合計量は、
好ましくは50ppm以下、特に好ましくは30ppm
以下、さらに好ましくは10ppm以下である。これら
のイオンの分散液中での濃度は、イオンクロマトグラム
で簡単に測定が出来、その条件は以下のものを用いるこ
とが出来る。 イオンクロマトグラムの装置 DIONEX製 DX−AQ カラム AG12A、AS12A 溶離液 2.7mM Na2CO3ー0.3mM NaHCO3 試料溶液量 200μl
The content of these impurities is preferably 25 ppm or less, more preferably 10 ppm, for sulfate ions.
Or less, more preferably 5 ppm or less. Halogen ions are preferably at most 20 ppm, particularly preferably 10 ppm.
ppm or less, more preferably 5 ppm or less. The total amount of sulfate, halogen and nitrate ions is
Preferably 50 ppm or less, particularly preferably 30 ppm
Or less, more preferably 10 ppm or less. The concentration of these ions in the dispersion can be easily measured by an ion chromatogram, and the following conditions can be used. Ion chromatogram apparatus DX-AQ column made by DIONEX AG12A, AS12A Eluent 2.7 mM Na2CO3-0.3 mM NaHCO3 Sample solution volume 200 μl

【0027】陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両
方を詰めてイオン交換をすれば、これらの陰イオンの除
去に加えてさらに陽イオンまで除去でき、分散安定性に
は効果的である。このようなイオン除去処理を行うと分
散液のpHは低くなり、通常、液中のpHが1〜3とな
る。このような水分散液は常温放置では分散安定性が良
いが、60℃に放置した時にはすぐに凝集することか
ら、水分散液にNaOH、またはアミン類等のアルカリ
を添加し、pHを5から10に調整するのが望ましい。
またpHが10以上になっても60℃での分散安定性が
劣る。
If both the cation exchange resin and the anion exchange resin are packed and ion exchanged, not only these anions but also cations can be further removed, which is effective for dispersion stability. When such an ion removal treatment is performed, the pH of the dispersion becomes low, and the pH in the liquid usually becomes 1 to 3. Such an aqueous dispersion has good dispersion stability when left at room temperature, but immediately agglomerates when left at 60 ° C., so that an alkali such as NaOH or amines is added to the aqueous dispersion to adjust the pH from 5 to 5. It is desirable to adjust to 10.
Even when the pH is 10 or more, the dispersion stability at 60 ° C. is poor.

【0028】カーボンブラックの酸化処理方法として特
に以下のものが好ましい。すなわち、水にカーボンブラ
ックを懸濁した後に、酸化剤を反応させ酸化を行う。水
の量は、カーボンブラックと水の比率(重量)で95:
5〜0.5:99.5が適当であり、より好ましくは5
0:50〜2:98、さらに好ましくは20:80〜
5:95の範囲がよい。
The following method is particularly preferable as a method for oxidizing carbon black. That is, after suspending carbon black in water, oxidation is performed by reacting with an oxidizing agent. The amount of water is 95:
5 to 0.5: 99.5 is suitable, more preferably 5
0:50 to 2:98, more preferably 20:80 to
A range of 5:95 is preferred.

【0029】酸化剤はカーボンブラックに酸性官能基を
増加する物で有れば特に限定しないが、一般には、酸化
剤が酸化をした後に水中に残存しない物が好ましく、こ
のようなものとしてオゾンが好適に用いられる。具体的
にはオゾン及び/又はオゾン含有ガスを通じてカーボン
ブラックの酸化処理を行うことができる。ここで酸化剤
であるオゾンは、オゾン発生機により発生させることが
できる。このオゾン発生機としては、空気や酸素中で放
電することによりオゾンを発生させるものが一般的であ
るが、水を電気分解することにより発生させることも可
能である。本発明で用いるオゾンを発生させるための発
生機としては、方式に関わらずいずれも使用することが
できるが、オゾンの発生濃度が高いほどカーボンブラッ
クの酸化の反応効率が良いので好ましい。一般的にはオ
ゾン濃度1〜20重量%のオゾン含有ガスを発生させる
発生機が市販されておりこれらで充分である。
The oxidizing agent is not particularly limited as long as it increases the number of acidic functional groups in the carbon black. In general, it is preferable that the oxidizing agent does not remain in water after the oxidizing agent is oxidized. It is preferably used. Specifically, carbon black can be oxidized through ozone and / or an ozone-containing gas. Here, the oxidant, ozone, can be generated by an ozone generator. This ozone generator generally generates ozone by discharging in air or oxygen, but it can also be generated by electrolyzing water. As the generator for generating ozone used in the present invention, any generator can be used irrespective of the system. However, a higher ozone generation concentration is preferable because the reaction efficiency of oxidation of carbon black is higher. Generally, generators for generating an ozone-containing gas having an ozone concentration of 1 to 20% by weight are commercially available, and these are sufficient.

【0030】このように、水の存在下でオゾンによりカ
ーボンブラックの酸化を行い、後述のようにカーボンブ
ラックの表面の全酸性基量が特定量となるか、あるいは
活性水素含有量が特定量となるまで酸化することによ
り、特に水性媒体中での分散性の良好なカーボンブラッ
クとすることができる。最も好ましくは、全酸性基の量
及び活性水素含有量の双方が、以下に説明する範囲内と
なるまで酸化することにより、水性媒体中での分散性が
非常に良好なものとなる。このような簡易な操作により
特性の優れた酸化カーボンブラックが得られる機構は明
らかではないが、カーボンブラックの表面に水が存在す
ると、オゾンがカーボンブラック表面に直接反応しない
で、オゾンは一担水に溶解し、水分子と共に反応するこ
とにより、生じる官能基も水との馴染みが良く、分散安
定性を発揮するものとなることも考えられる。
As described above, the carbon black is oxidized with ozone in the presence of water, and the total amount of acidic groups on the surface of the carbon black becomes a specific amount, or the active hydrogen content becomes a specific amount, as described later. By oxidizing to the extent possible, carbon black having particularly good dispersibility in an aqueous medium can be obtained. Most preferably, by oxidizing both the amount of total acidic groups and the content of active hydrogen within the ranges described below, the dispersibility in the aqueous medium becomes very good. The mechanism by which such a simple operation provides oxidized carbon black with excellent properties is not clear, but if water is present on the surface of the carbon black, the ozone does not directly react with the surface of the carbon black. It is also conceivable that, by dissolving in water and reacting with water molecules, the resulting functional groups also have good compatibility with water and exhibit dispersion stability.

【0031】これらの理由により、気相でのオゾン酸化
により同程度の全酸性基を有する程度にまで酸化された
カーボンブラックに比べてもなお、水中での分散性が大
きく向上した酸化処理されたカーボンブラックとなると
いう意外な効果を発揮するものと推測される。尚、上記
の水存在下でのオゾンによる酸化処理に供するカーボン
ブラックはあらかじめ酸化したものである必要は無い
が、水存在下での酸化に先立ち、従来公知である硝酸や
気相のオゾンで処理をしたカーボンブラックを上記の方
法により酸化処理してもかまわない。
For these reasons, even when compared with carbon black which has been oxidized by ozone oxidation in the gas phase to a level having all the same acidic groups, the oxidization treatment which has greatly improved dispersibility in water has been carried out. It is supposed that carbon black exerts an unexpected effect. The carbon black to be subjected to the above-described oxidation treatment with ozone in the presence of water does not need to be oxidized in advance, but prior to oxidation in the presence of water, the carbon black is treated with conventionally known nitric acid or gas-phase ozone. The oxidized carbon black may be subjected to the oxidation treatment by the above method.

【0032】以上説明した水存在下でのオゾンによる酸
化処理により、カーボンブラックの全酸性基が3μeq
u/m2以上となるまで酸化処理するのが望ましい。全
酸性基の量は、NaOHやKOH等の強アルカリと反応
した量として求めることができる。この全酸性基を求め
る方法としては以下の通りである。酸化処理したカーボ
ンブラックを、0.1ミクロンのメンブランフィルターを
用いて濾過を行い水と分離する。この分離したカーボン
ブラックを60℃の乾燥機で1昼夜乾燥した後、メノウ
乳鉢で粉砕する。この乾燥後のカーボンブラックを0.
2〜0.5g取り、0.01NのNaOHを60cc入
れた三角フラスコに入れ、窒素を三角フラスコに流し、
スターラで6時間撹拌をして反応させる。この反応物を
再び0.1ミクロンのメンブランフィルターを用い濾過
を行い、濾過液を得る。
By the above-described oxidation treatment with ozone in the presence of water, all the acidic groups of carbon black are reduced to 3 μeq.
It is desirable to carry out the oxidation treatment until it becomes u / m 2 or more. The amount of all acidic groups can be determined as the amount reacted with a strong alkali such as NaOH or KOH. The method for obtaining the total acidic group is as follows. The oxidized carbon black is filtered through a 0.1 micron membrane filter to separate it from water. The separated carbon black is dried all day and night with a dryer at 60 ° C., and then pulverized in an agate mortar. The carbon black after drying is used in 0.1 g.
Take 2 to 0.5 g, place in a Erlenmeyer flask containing 60 cc of 0.01 N NaOH, and flush nitrogen into the Erlenmeyer flask.
The mixture is stirred for 6 hours to react. The reaction product is filtered again using a 0.1 micron membrane filter to obtain a filtrate.

【0033】この濾過液を40cc取り、0.025N
塩酸を用い自動中和滴定装置で滴定を行い濾過液のNa
OH濃度を求める。カーボンブラックの全酸性基は次の
計算により求めることが出来る。
Take 40 cc of this filtrate and add 0.025N
Titration with an automatic neutralization titrator using hydrochloric acid
Determine the OH concentration. The total acidic group of carbon black can be determined by the following calculation.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】全酸性基が3μequ/m2未満では水性
媒体への分散が困難となる場合がある。より好ましくは
6μequ/m2以上とすれば、水性媒体への分散性が
非常に良好となる。また、カーボンブラックとして活性
水素含有量が2.0mmol/g以下、特に好ましくは
1.5mmol/g以下のものを用いるのが好適であ
る。
If the total acidic group content is less than 3 μequ / m 2 , dispersion in an aqueous medium may be difficult. If it is more preferably at least 6 μequ / m 2 , the dispersibility in an aqueous medium will be very good. It is preferable to use carbon black having an active hydrogen content of 2.0 mmol / g or less, particularly preferably 1.5 mmol / g or less.

【0036】活性水素含有量を特定量以下に抑えたカー
ボンブラックが、意外なことに水性媒体中での分散性に
特に優れており、分散安定性のよいカーボンブラック水
分散体を提供できることを本発明者は見出した。従来、
例えば特開平8−3498号公報記載の方法におけるよ
うに、酸化処理によりカーボンブラック表面の酸性官能
基が増加し、それが親水性につながり水性媒体中での安
定性に単純に寄与すると考えられてきたようである。こ
れに対し本発明者は、意外にも、酸化処理により付与さ
れる官能基は全酸性基として検出されるが必ずしも活性
水素含有量として検出される官能基の増加に結びついて
いるとは言えないこと、さらには活性水素含有量の多い
カーボンブラックが必ずしも水性媒体中での分散に優れ
ているとは言えず、活性水素含有量を増加させることが
分散性向上につながらず、かえって低下させることを見
出したのである。そして、活性水素含有量が2.0mm
ol/g以下のカーボンブラックを用い水性分散液を調
製すれば、水性媒体中でのカーボンブラックの分散性が
特に優れたものとなることがわかった。
It has been surprisingly found that carbon black having an active hydrogen content of not more than a specific amount is particularly excellent in dispersibility in an aqueous medium and can provide an aqueous dispersion of carbon black having excellent dispersion stability. The inventor has found. Conventionally,
For example, as in the method described in JP-A-8-3498, it has been considered that the acid treatment increases the number of acidic functional groups on the surface of carbon black due to the oxidation treatment, which leads to hydrophilicity and simply contributes to stability in an aqueous medium. It seems. On the other hand, the present inventors surprisingly found that the functional group imparted by the oxidation treatment is detected as a total acidic group, but is not necessarily linked to an increase in the functional group detected as the active hydrogen content. Further, carbon black having a high active hydrogen content is not always said to be excellent in dispersion in an aqueous medium, and increasing the active hydrogen content does not lead to improvement in dispersibility, but rather lowers. I found it. And the active hydrogen content is 2.0 mm
It was found that when an aqueous dispersion was prepared using carbon black of ol / g or less, the dispersibility of carbon black in an aqueous medium was particularly excellent.

【0037】活性水素含有量は、以下の方法により求ま
る。カーボンブラックにジアゾメタンのジエチルエーテ
ル溶液を滴下させることによりカーボンブラック上の活
性水素をメチル基に交換する。この処理をしたカーボン
ブラックに、比重1のヨウ化水素酸を加え、加熱してメ
チル基をヨウ化メチルとして気化させる。このヨウ化メ
チルの気体を硝酸銀溶液でトラップしてヨウ化メチル銀
として沈殿させる。このヨウ化銀の重量より元のメチル
基の量、すなわち活性水素の量を測定する。
The active hydrogen content is determined by the following method. The active hydrogen on the carbon black is exchanged for a methyl group by dropping a diethyl ether solution of diazomethane on the carbon black. Hydrogen iodide having a specific gravity of 1 is added to the carbon black thus treated, and heated to vaporize the methyl group as methyl iodide. This gas of methyl iodide is trapped by a silver nitrate solution and precipitated as methyl silver iodide. From the weight of the silver iodide, the amount of the original methyl group, that is, the amount of active hydrogen is measured.

【0038】カーボンブラックが酸化処理等の処理を施
されたものであり例えば次亜塩素酸ソーダでの処理によ
る場合等、残存イオンを多く含んでいる場合には脱塩、
中和処理を行うことにより正確な活性水素含有量を求め
る。この脱塩を行う方法として簡単には、陽イオン交換
樹脂と陰イオン交換樹脂の入ったカラムにカーボンブラ
ック分散液を通す方法が使用できる。このような処理に
より、官能基と結びついていた陽イオンは除去でき、分
散液のpHは酸性を示すため、カーボンブラックの有す
る活性水素量を正確に示すことができる。このような前
処理は、カーボンブラック中の陽イオン量が1000p
pm以上の場合に行うべきである。より具体的には、カ
ーボンブラック分散液(カーボンブラックが乾燥状態で
あれば、これを一旦水に分散して得られた分散液)を、
陰イオン交換樹脂、陽イオン交換樹脂を混合したものを
詰めたカラムを通して、陽イオンを取り除いた後、0.
1μmのメンブランフィルターで濾過をして、カーボン
ブラックを取り出す。このカーボンブラックを100℃
の乾燥機の中で1昼夜乾燥した後、乳鉢で粉砕しをし、
サンプルを得る。このサンプル1.0gを取り、過剰量
のヨウ化水素溶液の入ったフラスコに入れ、加熱沸騰さ
せ、ヨウ化メチルを発生させ、この発生したヨウ化メチ
ルを窒素ガスで搬送して、硝酸銀溶液で捕集、沈殿させ
る。捕集液を硝酸酸性にした後、メンブランフィルター
で濾過して沈殿物を捕集する。この沈殿物を50℃で乾
燥後、重量測定して活性水素量を求める。
When carbon black has been subjected to a treatment such as an oxidation treatment and contains a large amount of residual ions, for example, by treatment with sodium hypochlorite, desalting is performed.
An accurate active hydrogen content is obtained by performing a neutralization treatment. As a simple method of performing this desalting, a method of passing a carbon black dispersion through a column containing a cation exchange resin and an anion exchange resin can be used. By such a treatment, the cations associated with the functional groups can be removed, and the pH of the dispersion is acidic, so that the amount of active hydrogen contained in the carbon black can be accurately indicated. In such a pretreatment, the amount of cations in the carbon black is 1000 p.
pm or more. More specifically, a carbon black dispersion (if the carbon black is in a dry state, a dispersion obtained by once dispersing it in water)
After removing the cations through a column packed with a mixture of an anion exchange resin and a cation exchange resin, 0.1 g of the mixture was added.
The mixture is filtered through a 1 μm membrane filter to take out carbon black. 100 ° C
After drying all day and night in a dryer, pulverize in a mortar,
Get a sample. Take 1.0 g of this sample, place it in a flask containing an excess amount of hydrogen iodide solution, heat and boil to generate methyl iodide, transport the generated methyl iodide with nitrogen gas, and use a silver nitrate solution Collect and sediment. After the collected liquid is made acidic with nitric acid, the precipitate is collected by filtration through a membrane filter. After drying the precipitate at 50 ° C., the weight is measured to determine the amount of active hydrogen.

【0039】水の存在下でオゾンによりカーボンブラッ
クの酸化を行い、後述のようにカーボンブラックの表面
の活性水素含有量が特定量以下となるまで酸化処理を行
うことにより水性媒体中での分散性に優れ、高い印字濃
度を発現するカーボンブラックを得ることができる。か
かる酸化方法を採用すると、意外にも、活性水素含有量
として検出される官能基は減少し、全酸性基として検出
される酸性官能基が増加することが判明した。このよう
な簡易な酸化処理操作により水への分散性に寄与する酸
性官能基がバランスよく付与され、特性の優れたカーボ
ンブラックが得られる機構は明らかではないものの、以
下のように推測される。カーボンブラックは原料炭化水
素が熱分解を受けて、脱水素しながら炭化をしてできた
粒子からなっているが、その粒子には、脱水素されなか
った水素が、活性水素として残っている。このカーボン
ブラックを水の存在下でオゾン酸化するとオゾンと水と
が一担反応したラジカルが生じるために、本来水となじ
みの悪い活性水素を置き換えて水となじみの良い官能基
が生成するために、水への分散性の良好なカーボンブラ
ックが得られるものと考えられる。
The carbon black is oxidized with ozone in the presence of water, and the carbon black is oxidized until the active hydrogen content on the surface of the carbon black becomes a specific amount or less as described later. Carbon black which exhibits excellent print density and high print density can be obtained. It has been found that when such an oxidation method is employed, the number of functional groups detected as active hydrogen content decreases and the number of acidic functional groups detected as total acidic groups increases, surprisingly. Although the mechanism by which the acidic functional groups contributing to the dispersibility in water are imparted in a well-balanced manner by such a simple oxidation treatment operation to obtain carbon black with excellent properties is not clear, it is presumed as follows. Carbon black is composed of particles obtained by subjecting a raw material hydrocarbon to thermal decomposition and carbonizing while dehydrogenating, and hydrogen that has not been dehydrogenated remains in the particles as active hydrogen. When this carbon black is oxidized with ozone in the presence of water, radicals are generated by the reaction of ozone and water, and a functional group that is compatible with water is generated by replacing active hydrogen, which is originally unfamiliar with water. It is considered that carbon black having good dispersibility in water can be obtained.

【0040】以上説明した特定範囲の全酸性基量を有す
るカーボンブラック、あるいは特定範囲の活性水素含有
量を有するカーボンブラックは、上述したように分散剤
を含有しない水性媒体中でも良好な分散安定性を発揮
し、その分散安定性に寄与する表面官能基の生成機構に
ついては上述のように推測される。一方、このカーボン
ブラックの分散安定化機構に関して解明を試みたとこ
ろ、以下の事実が判明した。すなわち、これらのカーボ
ンブラックを水に分散し、pH3、液中のカーボンブラ
ック濃度が5重量%の水性分散液としたとき、ゼータ電
位が0mV未満とすることができることがわかった。ま
た、これらのカーボンブラックを水に分散し、pH7、
液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分散液と
したとき、ゼータ電位が−15mV以下とすることがで
きる。さらに、分散液のpH3のとき0mV未満、かつ
pH7のとき−15mV以下とすることができる。
As described above, carbon black having a specific range of total acidic group content or carbon black having a specific range of active hydrogen content has good dispersion stability even in an aqueous medium containing no dispersant as described above. The mechanism for producing the surface functional group which exerts and contributes to its dispersion stability is presumed as described above. On the other hand, an attempt was made to elucidate the dispersion stabilizing mechanism of the carbon black, and the following facts were found. That is, when these carbon blacks were dispersed in water to form an aqueous dispersion having a pH of 3 and a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid, the zeta potential was found to be less than 0 mV. Further, these carbon blacks are dispersed in water to have a pH of 7,
When an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid is used, the zeta potential can be -15 mV or less. Further, when the pH of the dispersion liquid is 3, it can be less than 0 mV, and when the pH is 7, it can be -15 mV or less.

【0041】ゼータ電位の測定は、例えば、セントラル
科学「AP8000」(音波減衰法)等、各種のゼータ
電位測定機器を用いて測定すればよい。本発明のカーボ
ンブラックは上述のように分散剤を存在させることなく
表面のゼータ電位を上記の範囲とすることができる。こ
こで、分散剤とは、カーボンブラック表面と反応あるい
は吸着して、カーボンブラックを水性媒体中に分散させ
る機能を有する化合物(高分子化合物を含む)をいい、
例えばアニオン性物質、カチオン性界面活性剤、高分子
分散剤が挙げられる。具体例は、例えば特開平8−14
3803等に開示されている。
The zeta potential may be measured by using various kinds of zeta potential measuring devices such as, for example, Central Science “AP8000” (sonic attenuation method). As described above, the carbon black of the present invention can have a surface zeta potential within the above range without the presence of a dispersant. Here, the dispersant refers to a compound (including a polymer compound) having a function of reacting or adsorbing with the carbon black surface and dispersing the carbon black in an aqueous medium,
For example, an anionic substance, a cationic surfactant, and a polymer dispersant can be used. A specific example is disclosed in, for example, JP-A-8-14
3803 and the like.

【0042】本発明のカーボンブラックを用いれば、こ
れら分散剤を含まない状態で、カーボンブラック水性分
散液におけるカーボンブラック表面のゼータ電位を幅広
いpHにおいて0mV未満とすることができる。すなわ
ち、液をpH3としたときのカーボンブラックの表面の
ゼータ電位が、0mV未満である。ゼータ電位は、液の
pHによって変化するが、pHが増加すれば、ゼータ電
位が減少、つまりpH3で負の値をとっていることか
ら、pHが増加すれば、ゼータ電位の絶対値は増加す
る。本発明のカーボンブラックが、このような特性を有
する機構は明らかではないが、おそらく、水中で酸化を
するため解離度の大きい官能基が生成しているために低
いPHでも負のゼータ電位を示すものと考えられる。
When the carbon black of the present invention is used, the zeta potential of the carbon black aqueous dispersion in the aqueous carbon black dispersion can be reduced to less than 0 mV in a wide pH range without using these dispersants. That is, the zeta potential of the surface of the carbon black when the pH of the liquid is 3 is less than 0 mV. The zeta potential changes depending on the pH of the liquid. However, as the pH increases, the zeta potential decreases, that is, a negative value is obtained at pH 3. Therefore, as the pH increases, the absolute value of the zeta potential increases. . Although the mechanism by which the carbon black of the present invention has such properties is not clear, it probably exhibits a negative zeta potential even at a low PH due to the formation of a functional group having a high degree of dissociation due to oxidation in water. It is considered something.

【0043】なお、顔料分散記録液における顔料表面の
ゼータ電位に関しては、特開平10−46076号公報
では記録液のpHは不明ではあるもののゼータ電位が−
34.8mV、−35.1mV、−41.9mV、−4
6.4mVのものを得、そのうち−34.8mV、−3
5.1mVのものは、50℃、100時間放置により顔
料の沈降を生じ保存安定性が劣っているため、ゼータ電
位として絶対値が38mV以上のものが好適である、と
している。しかしながら、本発明の水性分散液は、ゼー
タ電位の絶対値は38mV未満のものであっても長時間
安定な分散状態を保つ。その理由は、おそらく、以下の
ように考えられる。まず、顔料の分散状態には、立体障
害による反発と、電気的な反発とが影響するとされる
(Surface Coatings International 1997 (9) p.414-42
0)。つまり、粒子の分散安定性には粒子間の総合的な
反発力を考慮せねばならず、単にある特定の状態でのゼ
ータ電位の絶対値が大きければ大きい程、分散安定性に
優れている、というわけではないのである。さらに、本
発明のカーボンブラック水性分散液は、幅広いpHの範
囲においてゼータ電位が負の値を保つことができる。こ
のため、pHの変化による凝集が抑えられ、分散安定性
が良好であることが推測される。
Regarding the zeta potential on the surface of the pigment in the pigment-dispersed recording liquid, the pH of the recording liquid is unknown in JP-A-10-46076, but the zeta potential is-.
34.8 mV, -35.1 mV, -41.9 mV, -4
6.4 mV, of which -34.8 mV, -3
It is said that a 5.1 mV zeta potential having an absolute value of 38 mV or more is preferable because the pigment has sedimentation when left at 50 ° C. for 100 hours and has poor storage stability. However, the aqueous dispersion of the present invention maintains a stable dispersion state for a long time even if the absolute value of the zeta potential is less than 38 mV. The reason is probably as follows. First, repulsion due to steric hindrance and electrical repulsion are thought to affect the pigment dispersion state (Surface Coatings International 1997 (9) p.414-42).
0). In other words, the total repulsive force between the particles must be considered in the dispersion stability of the particles, and the larger the absolute value of the zeta potential in a specific state is, the better the dispersion stability is. That is not to say. Further, the aqueous carbon black dispersion of the present invention can maintain a negative zeta potential in a wide pH range. Therefore, it is presumed that aggregation due to a change in pH is suppressed and dispersion stability is good.

【0044】さらに、本発明の水性分散液では、分散剤
の存在なしでも顔料であるカーボンブラックの表面を上
記のようなゼータ電位とすることができるため、分散剤
を存在させた場合の問題も解決される。
Further, in the aqueous dispersion of the present invention, the surface of the carbon black, which is a pigment, can be maintained at the zeta potential as described above without the presence of a dispersant. Will be resolved.

【0045】以上説明したようにして作った水性分散液
に極性溶媒を混合することにより、優れた性能を有する
水性インキとすることができる。なおここでカーボンブ
ラック水性分散液とはカーボンブラックが水又は水と水
溶性溶媒との混合液に分散しているものをいう。また極
性溶媒の具体例としてはエタノール、イソプロパノール
等の低級アルコール、グリセリン、ジエチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール等のグリコール系溶剤、N
−メチルピロリドン、2−ピロリドン等の含N系溶剤の
他尿素等が代表的である。
By mixing a polar solvent with the aqueous dispersion prepared as described above, an aqueous ink having excellent performance can be obtained. Here, the aqueous carbon black dispersion refers to a dispersion of carbon black in water or a mixture of water and a water-soluble solvent. Specific examples of the polar solvent include lower alcohols such as ethanol and isopropanol; glycol solvents such as glycerin, diethylene glycol and polyethylene glycol;
Representative examples include N-containing solvents such as -methylpyrrolidone and 2-pyrrolidone and urea.

【0046】水性分散液中の酸化処理カーボンブラック
の濃度は用途に応じて適宜選択すればよいが、好ましく
は0.5〜50重量%、特に好ましくは0.5〜20重
量%含有させたカーボンブラック水性分散液とするのが
好ましい。この範囲であればインキとした場合の印字濃
度が良好で、しかもインキの粘度が抑えられ、優れた特
性のインキを得ることができる。こうして得られるカー
ボンブラック水性分散液は、例えばカーボンブラックの
濃度が20wt%を超える場合等には必要に応じて分散
剤を添加する等、各種の添加剤を加え水性インキとして
使用することができる。また必要に応じ濃縮、乾燥し、
その後別途希釈してインキとして使用することもでき
る。この場合カーボンブラックを水に添加し、ビーズミ
ル、ボールミル、衝撃性分散機等による分散処理を用い
ることもできる。
The concentration of the oxidized carbon black in the aqueous dispersion may be appropriately selected according to the application, but is preferably 0.5 to 50% by weight, particularly preferably 0.5 to 20% by weight. Preferably, it is a black aqueous dispersion. In this range, the printing density of the ink is good, and the viscosity of the ink is suppressed, so that an ink having excellent characteristics can be obtained. The aqueous carbon black dispersion thus obtained can be used as an aqueous ink by adding various additives such as adding a dispersant as needed when the concentration of carbon black exceeds 20 wt%, for example. If necessary, concentrate and dry,
Thereafter, it can be separately diluted and used as an ink. In this case, carbon black may be added to water, and a dispersion treatment using a bead mill, a ball mill, an impact disperser or the like may be used.

【0047】インキ化する際の添加剤としては例えば浸
透剤、定着剤、防かび剤等が挙げられる。浸透剤として
は、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル等の
ノニオン系界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩
等のアニオン系界面活性剤の他、フッ素系界面活性剤、
ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどを使用す
ることができる。定着剤としては、水溶性樹脂(ポリビ
ニルアルコール、ポリアクリルアミドなどのノニオン系
水溶性樹脂、ポリアクリル酸、スチレン/アクリル系水
溶性樹脂などのアニオン系水溶性樹脂等)の他、水性エ
マルジョンも使用できる。一般にインクジェット用のイ
ンクとして使用する際には、カーボンブラック濃度とし
て1〜20重量%、好ましくは5〜10重量%のものが
使用される。インクジェット用インクとして使用する際
は、pH7〜10に整えて用いるのが望ましい。
Examples of additives for forming an ink include a penetrating agent, a fixing agent, a fungicide and the like. Examples of the penetrant include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylaryl ether, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonate, and fluorine surfactants.
Diethylene glycol monobutyl ether and the like can be used. As the fixing agent, in addition to water-soluble resins (nonionic water-soluble resins such as polyvinyl alcohol and polyacrylamide, anionic water-soluble resins such as polyacrylic acid and styrene / acrylic water-soluble resins), aqueous emulsions can also be used. . In general, when used as an inkjet ink, a carbon black concentration of 1 to 20% by weight, preferably 5 to 10% by weight is used. When used as an inkjet ink, it is desirable to adjust the pH to 7 to 10 before use.

【0048】こうして得られる本発明の水性インキは、
インクジェット用のインクとして必要な、液滴形成の安
定性吐出安定性、長時間の吐出安定性、長時間休止後の
吐出安定性、保存安定性、被記録材への定着性、記録画
像の耐候性等いずれもバランスのとれたものとなる。し
たがって、本発明の水性インキを、インキ吸収体に含浸
させ、このインキ吸収体をインキタンクに収納し、さら
にこのインキタンクを有するインキカートリッジを得る
ことができる。
The aqueous ink of the present invention thus obtained is
Droplet stability, ejection stability for a long time, ejection stability after a long pause, storage stability, fixability to recording material, weather resistance of recorded images required for inkjet inks Both sexes are balanced. Therefore, it is possible to impregnate the ink absorber with the aqueous ink of the present invention, store the ink absorber in an ink tank, and obtain an ink cartridge having the ink tank.

【0049】また、本発明の水性インキは、分散剤を含
まないものとすることができるため、分散剤を用いた場
合の問題、例えば印字濃度低下、にじみの発生等の印字
品位の劣化も抑えられる。従って、例えば、ブラックイ
ンクとカラーインクの少なくとも2色以上のインクを用
いてカラー画像を被記録材上に記録するためのインクジ
ェット記録用インクセットにおいて、ブラックインク中
に、本発明のカーボンブラックが含有され、且つ、カラ
ーインク中に、少なくとも色材と界面活性剤が含まれ、
且つ、カラーインク中に、少なくとも色材と界面活性剤
とが含まれ、更に、少なくとも1のカラーインクに含ま
れる色材の極性が、前記ブラックインクに対して逆極性
であるものとすれば、多色印刷時のブリードを低減させ
ることができ、好適である。
Since the aqueous ink of the present invention can be free of a dispersant, problems with the use of the dispersant, such as deterioration of print quality such as reduction in print density and occurrence of bleeding, can be suppressed. Can be Therefore, for example, in an ink jet recording ink set for recording a color image on a recording material using at least two inks of a black ink and a color ink, the black ink contains the carbon black of the present invention. Is, and, in the color ink, at least a colorant and a surfactant are included,
And, if the color ink contains at least a colorant and a surfactant, and the polarity of the colorant contained in at least one color ink is opposite to the black ink, This is preferable because bleeding during multicolor printing can be reduced.

【0050】このようなインクセットを用い、インク滴
を記録信号に応じてオリフィスから吐出させて、被記録
材に記録を行うインクジェット記録を行うことができ、
さらに、このようなインクセットを用い、インクを収容
したインク収容部、該インクをインク滴として吐出させ
るためのヘッド部を備えた記録ユニットを形成すること
ができ、このようなインクセットを用い、インクを収容
したインク収容部、該インクをインク滴として吐出させ
るためのヘッド部を有する記録ユニットを備えたインク
ジェット記録装置を形成することができ、このようなイ
ンクセットを収容したインク収容部を備えたインクカー
トリッジを形成することができ、このインキカートリッ
ジを用いてインクジェット記録を行うことができ、この
ようなインキカートリッジを用いてインクジェット記録
用機器を形成することができる。
Using such an ink set, ink-jet recording can be performed in which an ink droplet is ejected from an orifice in accordance with a recording signal to perform recording on a recording material.
Further, by using such an ink set, an ink storage section containing ink, and a recording unit including a head section for discharging the ink as ink droplets can be formed. It is possible to form an ink jet recording apparatus having an ink storage section containing ink, and a recording unit having a head section for discharging the ink as ink droplets, comprising an ink storage section containing such an ink set. Ink cartridge can be formed, ink jet recording can be performed using the ink cartridge, and an ink jet recording device can be formed using such an ink cartridge.

【0051】これらインクセットの形成、インクカート
リッジの形成、インクジェット記録方法は、例えば特開
平10−140063号公報、特開平10−14006
4号公報に記載されたもの等、当技術分野に関する公知
技術を適宜採用することができる。
The formation of the ink set, the formation of the ink cartridge, and the ink jet recording method are described in, for example, JP-A-10-140063 and JP-A-10-14006.
Known techniques in this technical field, such as those described in Japanese Patent Publication No. 4 (KOKAI) No. 4 can be appropriately adopted.

【0052】[0052]

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。尚、%は特にことわりのない限り重量%を表
す。なお、ゼータ電位は、セントラル科学製「AP80
00」(音波減衰法)を用いて測定した。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. In addition,% represents weight% unless otherwise specified. The zeta potential was measured using the “AP80” manufactured by Central Science.
00 "(sound attenuation method).

【0053】実施例1 市販カーボンブラック(三菱化学(株)製「#47」粒
子径23nm、硫黄量0.5%、塩素量220ppm)
を50g、水500ccに入れ、家庭用ミキサーで5分
間分散した。得られた液を、攪拌機の付いた3リットル
のガラス容器に入れた。攪拌機で攪拌しながら、オゾン
濃度10重量%のオゾン含有ガスを500cc/分で5
時間導入した。この際オゾン発生器としてPCI社の電
気放電発生型のオゾナイザーを用い、酸素を原料として
てオゾンを発生させた。
Example 1 Commercially available carbon black ("# 47" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, particle size 23 nm, sulfur content 0.5%, chlorine content 220 ppm)
Was placed in 50 g of water and 500 cc of water, and dispersed with a household mixer for 5 minutes. The obtained liquid was put into a 3 liter glass container equipped with a stirrer. While stirring with an agitator, an ozone-containing gas having an ozone concentration of 10% by weight was supplied at 500 cc / min.
Time introduced. At this time, an ozone generator of an electric discharge generation type manufactured by PCI was used as an ozone generator, and ozone was generated using oxygen as a raw material.

【0054】オゾン処理後の分散液を取り出しpHを測
定したところ2.3であった。(pHの測定は、JIS
K 6221による。) また、この分散液中の粒度分布を日機装社製マイクロト
ラックUPAで測定したところ平均50%分散径で80
nmであり、この液を取り、光学顕微鏡を用い、400
倍の倍率で確認したところ良好な分散状態で全体がミク
ロブラウン運動をしており分散性が良好であることがわ
かった。
The dispersion after the ozone treatment was taken out, and the pH was measured to be 2.3. (Measurement of pH is based on JIS
K6221. Also, the particle size distribution in this dispersion was measured with a Nikkiso Co., Ltd. Microtrac UPA.
of this solution, and using an optical microscope,
When the magnification was doubled, it was found that the whole was in micro-Brownian motion in a good dispersion state and the dispersibility was good.

【0055】次いで、この分散液を0.1ミクロンの径
を有するミクロポアーフィルターでカーボンブラックを
濾過し、この濡れたカーボンブラックを60℃で乾燥を
し、全酸性基を測定したところ、480μequ/gであ
った。また窒素吸着比表面積は120m2/gであっ
た。したがって単位面積あたりの全酸性基は4.00μ
equ/gであった。また、カーボンブラックの活性水
素含有量を測定したところ、1.22mmol/gであ
った。このとき同時に得られた濾過液をそのままイオン
クロマトグラムにかけ液中の硫酸イオン、ハロゲンイオ
ン、硝酸イオン量を求めたところ、硫酸イオンの濃度は
300ppm、塩素イオン濃度は30ppm、硝酸イオ
ン濃度は113ppmであった。
Next, the carbon black was filtered through a micropore filter having a diameter of 0.1 μm, and the wet carbon black was dried at 60 ° C., and the total acid groups were measured. g. The nitrogen adsorption specific surface area was 120 m 2 / g. Therefore, the total acidic groups per unit area is 4.00 μm.
equ / g. The active hydrogen content of the carbon black was measured and found to be 1.22 mmol / g. At this time, the filtrate obtained at the same time was directly subjected to ion chromatography to determine the amounts of sulfate ions, halogen ions, and nitrate ions in the solution. The sulfate ion concentration was 300 ppm, the chloride ion concentration was 30 ppm, and the nitrate ion concentration was 113 ppm. there were.

【0056】上記の酸化処理で得られた分散液100c
cをビーカに入れ、このビーカに陰イオン交換樹脂(三
菱化学(株)製「SAN UP」)を20CC入れて、
50℃に加温した後、スターラにより撹拌を3時間行っ
た。その後、室温まで冷却をし、これを5000rpm
30分遠心沈降を行い、イオン交換樹脂並びにその他の
異物を除去した。この上澄み液に0.1NのNaOH溶
液を少しずついれ、pHを3と7に調整し最後にカーボ
ンブラック濃度が5wt%になるようにイオン交換水を
添加してゼータ電位を測定した。このときのゼータ電位
は各々−15mV、−23mVであった。イオン交換後
の上澄み液に、0.1NのNaOH溶液を少量ずつ添加
しpHを8に調整をした。このときの分散径は75nm
で、光学顕微鏡で分散液を観察したところ、分散性は良
好であることが判った。また、この上澄み液からカーボ
ンブラックを分離した液から求めた硫酸イオン濃度は7
ppm、ハロゲンイオンは3ppm、硝酸イオンは10
ppmであった。
The dispersion 100c obtained by the above oxidation treatment
c into a beaker and 20 CC of an anion exchange resin (“SAN UP” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) into the beaker.
After heating to 50 ° C., the mixture was stirred with a stirrer for 3 hours. Then, it was cooled to room temperature,
Centrifugation was performed for 30 minutes to remove the ion exchange resin and other foreign substances. A 0.1N NaOH solution was gradually added to the supernatant, the pH was adjusted to 3 and 7, and finally, ion-exchanged water was added so that the carbon black concentration became 5 wt%, and the zeta potential was measured. The zeta potential at this time was -15 mV and -23 mV, respectively. A 0.1N NaOH solution was added little by little to the supernatant after ion exchange to adjust the pH to 8. The dispersion diameter at this time is 75 nm
When the dispersion was observed with an optical microscope, it was found that the dispersibility was good. The sulfate ion concentration obtained from the liquid obtained by separating carbon black from the supernatant was 7%.
ppm, halogen ion is 3 ppm, nitrate ion is 10 ppm
ppm.

【0057】このpHを調整した分散液を100ccの
蓋付き瓶に70cc取り、60℃に保った乾燥機の中に
放置した。3ヶ月後にこの瓶を取り出し、冷却後、分散
径を測定したところ、80nmでほとんど変化が無く、
また光学顕微鏡でも良好な分散が確認出来た。一方この
分散液を、(株)NEC製のカートリッジに詰めNEC
(株)製プリンター「PR101」を用いて印字をした
ところにじみやかすれの無い良好な印字物が得られた。
70 cc of the pH-adjusted dispersion was placed in a 100 cc bottle with a lid, and left in a dryer maintained at 60 ° C. Three months later, the bottle was taken out, and after cooling, the dispersion diameter was measured.
Also, good dispersion was confirmed by an optical microscope. On the other hand, this dispersion is packed into a cartridge manufactured by NEC Corporation
When printing was performed using a printer “PR101” manufactured by K.K., good printed matter without blurring or blurring was obtained.

【0058】実施例2 実施例1でのオゾン反応時間を10時間に変更した以外
は同様に処理を行った。得られた分散液のpHは2.2
で、平均50%分散径は73nmであり、単位比表面積
当たりの全酸性基は7.5μequ/m2であった。実
施例1と同様に求めた、この分散液のゼータ電位はpH
3、7各々−23mV、−29mVであった。この分散
液中の硫酸イオン濃度は430ppmであった。この分
散液も実施例1と同様な前処理をして、60℃で3ヶ月
放置した。この分散液も、実施例1と同様に分散径が7
8nmと変化が少なく、(株)NEC製のカートリッジ
にインキを詰めて印字を実行したところ、にじみやかす
れの無い良好な印字物が得られた。また、このイオン交
換処理後の分散液中の硫酸イオン濃度は7ppm、ハロ
ゲンイオンは1ppm、硝酸イオンは0ppmであっ
た。
Example 2 The same treatment was performed as in Example 1 except that the ozone reaction time was changed to 10 hours. The pH of the resulting dispersion is 2.2.
The average 50% dispersion diameter was 73 nm, and the total acidic groups per unit specific surface area was 7.5 μequ / m 2 . The zeta potential of this dispersion, determined in the same manner as in Example 1, was pH
3, 7 were -23 mV and -29 mV, respectively. The sulfate ion concentration in this dispersion was 430 ppm. This dispersion was subjected to the same pretreatment as in Example 1 and left at 60 ° C. for 3 months. This dispersion also has a dispersion diameter of 7 as in Example 1.
The change was as small as 8 nm, and printing was performed by filling the ink into a cartridge manufactured by NEC Corporation. As a result, a good printed matter without bleeding or blurring was obtained. After the ion exchange treatment, the dispersion had a sulfate ion concentration of 7 ppm, a halogen ion of 1 ppm, and a nitrate ion of 0 ppm.

【0059】比較例1 実施例1での条件のうち、オゾンの処理時間のみ1時間
とした。このカーボンブラック分散液のゼータ電位を実
施例1と同様に測定したところ、pH3で+5mV、p
H7で−12mVであった。この分散液を実施例1と同
様に印字を試みたが、インクが出ず、印字が出来なかっ
た。
Comparative Example 1 Of the conditions in Example 1, only the ozone treatment time was 1 hour. When the zeta potential of this carbon black dispersion was measured in the same manner as in Example 1, it was +5 mV at pH 3 and p
It was -12 mV at H7. Printing was attempted on this dispersion in the same manner as in Example 1, but no ink was produced and printing was not possible.

【発明の効果】以上の実施例及び比較例からも明らかな
ように、本願で説明するように水とカーボンブラックが
共存する状態で、酸化処理をすれば、本発明で規定する
所定の全酸性基、あるいは活性水素含有量のカーボンブ
ラックを得ることができる。そしてこのカーボンブラッ
クを水性媒体に分散すれば、その表面は特定のゼータ電
位とすることができ、良好な分散安定性を発揮するた
め、インクジェット記録において、極めて有用であり、
その工業的価値は大きい。
As is clear from the above Examples and Comparative Examples, if the oxidation treatment is carried out in a state where water and carbon black coexist as described in the present application, the predetermined total acidity defined in the present invention can be obtained. It is possible to obtain a carbon black having a basic or active hydrogen content. If this carbon black is dispersed in an aqueous medium, its surface can be set to a specific zeta potential, and exhibits excellent dispersion stability.
Its industrial value is great.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J037 AA02 CA08 DD05 DD12 DD17 DD20 DD27 DD30 EE19 EE43 EE46 FF05 FF09 FF15 FF22 FF23 4J039 BA04 BE01 CA06 DA02 EA41 EA44 EA46 GA24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4J037 AA02 CA08 DD05 DD12 DD17 DD20 DD27 DD30 EE19 EE43 EE46 FF05 FF09 FF15 FF22 FF23 4J039 BA04 BE01 CA06 DA02 EA41 EA44 EA46 GA24

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも顔料及び水性媒体を含有する水
性インキであって、pH3としたときに、分散している
顔料表面のゼータ電位が0mV未満である顔料分散水性
インキ。
1. An aqueous ink containing at least a pigment and an aqueous medium, wherein the zeta potential of the surface of the dispersed pigment at pH 3 is less than 0 mV.
【請求項2】少なくともカーボンブラック及び水性媒体
を含有するカーボンブラック水性分散液であって、pH
3としたときのカーボンブラック表面のゼータ電位が0
mV未満であるカーボンブラック水性分散液。
2. An aqueous carbon black dispersion containing at least carbon black and an aqueous medium, wherein
When the zeta potential on the surface of carbon black is 3
An aqueous carbon black dispersion that is less than mV.
【請求項3】少なくともカーボンブラック及び水性媒体
を含有するカーボンブラック水性分散液であって、pH
7としたときのカーボンブラック表面のゼータ電位が−
15mV以下であるカーボンブラック水性分散液。
3. An aqueous dispersion of carbon black containing at least carbon black and an aqueous medium, wherein
When the zeta potential of the carbon black surface is set to −7,
An aqueous carbon black dispersion having a viscosity of 15 mV or less.
【請求項4】少なくともカーボンブラック及び水性媒体
を含有するカーボンブラック水性分散液であって、pH
3としたときのカーボンブラック表面のゼータ電位が0
mV未満であり、pH7としたときのカーボンブラック
表面のゼータ電位が−15mV以下であるカーボンブラ
ック水性分散液。
4. An aqueous carbon black dispersion containing at least carbon black and an aqueous medium, wherein
When the zeta potential on the surface of carbon black is 3
An aqueous carbon black dispersion having a zeta potential of −15 mV or less at a pH of less than 7 mV and a pH of 7.
【請求項5】分散剤を含有しないことを特徴とする請求
項2〜4のいずれかに記載のカーボンブラック水性分散
液。
5. The aqueous carbon black dispersion according to claim 2, which does not contain a dispersant.
【請求項6】カーボンブラックの全酸性基が3μequ
/m2以上である請求項2〜5のいずれかに記載のカー
ボンブラック水性分散液。
6. The carbon black according to claim 1, wherein all the acidic groups are 3 μequ.
/ M 2 or more, the aqueous carbon black dispersion according to any one of claims 2 to 5.
【請求項7】カーボンブラックの活性水素含有量が2.
0mmol/g以下である請求項2〜6のいずれかに記
載のカーボンブラック水性分散液。
7. The carbon black having an active hydrogen content of 2.
The aqueous carbon black dispersion according to any one of claims 2 to 6, which is 0 mmol / g or less.
【請求項8】カーボンブラックが、水の存在下で酸化処
理されたものである請求項2〜7のいずれかに記載のカ
ーボンブラック水性分散液。
8. The aqueous carbon black dispersion according to claim 2, wherein the carbon black has been oxidized in the presence of water.
【請求項9】酸化処理がオゾンを用いて行われたもので
ある請求項8記載のカーボンブラック水性分散液。
9. The carbon black aqueous dispersion according to claim 8, wherein the oxidation treatment is performed using ozone.
【請求項10】pHが5〜10である請求項2〜9のい
ずれかに記載のカーボンブラック水性分散液。
10. The aqueous carbon black dispersion according to claim 2, which has a pH of 5 to 10.
【請求項11】カーボンブラックの粒子径が10〜30
nmでかつDBP吸油量が50〜180cc/100g
で有ることを特徴とする請求項2〜10のいずれかに記
載の水性分散液。
11. The carbon black having a particle size of 10 to 30.
nm and DBP oil absorption of 50-180cc / 100g
The aqueous dispersion according to any one of claims 2 to 10, wherein
【請求項12】カーボンブラックの含有量が0.5〜5
0重量%で有ることを特徴とする請求項2〜11のいず
れかに記載のカーボンブラック水性分散液。
12. A carbon black content of 0.5 to 5
The aqueous carbon black dispersion according to any one of claims 2 to 11, wherein the amount is 0% by weight.
【請求項13】請求項2〜12のいずれかに記載のカー
ボンブラック水性分散液を用いた水性インキ。
13. An aqueous ink using the aqueous carbon black dispersion according to claim 2. Description:
【請求項14】インクジェット用インキである請求項1
又は13記載の水性インキ。
14. An ink jet ink according to claim 1.
Or the aqueous ink according to 13.
【請求項15】カーボンブラックを水に分散し、pH
3、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分散
液としたとき、ゼータ電位が0mV未満となるカーボン
ブラック。
15. A method of dispersing carbon black in water,
3. A carbon black having a zeta potential of less than 0 mV when an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid is used.
【請求項16】カーボンブラックを水に分散し、pH
7、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分散
液としたとき、ゼータ電位が−15mV以下となるカー
ボンブラック。
16. Dispersing carbon black in water and adjusting the pH
7. A carbon black having a zeta potential of −15 mV or less when an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid is used.
【請求項17】カーボンブラックを水に分散し、液中の
カーボンブラック濃度が5重量%の水性分散液としたと
き、pH3のとき0mV未満、pH7のとき−15mV
以下となるカーボンブラック。
17. When carbon black is dispersed in water to form an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight, the pH is less than 0 mV at pH 3 and -15 mV at pH 7
The following carbon black.
【請求項18】カーボンブラックを水に分散し、pH
3、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分散
液であって分散剤を含まない水性分散液としたとき、ゼ
ータ電位が0mV未満となるカーボンブラック。
18. A method of dispersing carbon black in water,
3. A carbon black having a zeta potential of less than 0 mV when an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid and containing no dispersant.
【請求項19】カーボンブラックを水に分散し、pH
7、液中のカーボンブラック濃度が5重量%の水性分散
液であって分散剤を含まない水性分散液としたとき、ゼ
ータ電位が−15mV以下となるカーボンブラック。
19. A method of dispersing carbon black in water,
7. A carbon black having a zeta potential of -15 mV or less as an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight in the liquid and containing no dispersant.
【請求項20】カーボンブラックを水に分散し、液中の
カーボンブラック濃度が5重量%の水性分散液であって
分散剤を含まない水性分散液としたとき、分散液をpH
3としたときのゼータ電位が0mV未満、分散液のpH
7をとしたときのゼータ電位が−15mV以下となるカ
ーボンブラック。
20. When carbon black is dispersed in water to form an aqueous dispersion having a carbon black concentration of 5% by weight and containing no dispersant, the dispersion is adjusted to pH.
3, the zeta potential is less than 0 mV, and the pH of the dispersion is
A carbon black having a zeta potential of −15 mV or less when 7 is used.
【請求項21】請求項16〜20のうちいずれかに記載
のカーボンブラックを水性媒体に分散してなる水性分散
液。
21. An aqueous dispersion obtained by dispersing the carbon black according to any one of claims 16 to 20 in an aqueous medium.
【請求項22】請求項21記載の水性分散液を用いた水
性インキ。
22. An aqueous ink using the aqueous dispersion according to claim 21.
【請求項23】請求項1、13又は14に記載の水性イ
ンキを含浸させたインキ吸収体。
23. An ink absorber impregnated with the aqueous ink according to claim 1, 13 or 14.
【請求項24】請求項23記載のインキ吸収体を収納す
るインキタンク。
24. An ink tank containing the ink absorber according to claim 23.
【請求項25】請求項24記載のインキタンクを有する
インキカートリッジ。
25. An ink cartridge having the ink tank according to claim 24.
【請求項26】少なくともブラックインクとカラーイン
クとを含む2色以上のインクを用いてカラー画像を被記
録材上に記録するためのインクジェット記録用インクセ
ットにおいて、ブラックインク中に、請求項15〜20
のいずれかに記載のカーボンブラックが含有され、且
つ、カラーインク中に、少なくとも色材と界面活性剤が
含まれ、且つ、カラーインク中に、少なくとも色材と界
面活性剤とが含まれ、更に、得な区とも1のカラーイン
クに含まれる色材の極性が、前記ブラックインクに対し
て逆極性であることを特徴とするインクジェット記録用
インクセット。
26. An ink jet recording ink set for recording a color image on a recording material using two or more colors of ink including at least a black ink and a color ink, wherein the black ink comprises: 20
The carbon black according to any of the above, and, in the color ink, at least a colorant and a surfactant are included, and, in the color ink, at least a colorant and a surfactant are included, furthermore An ink set for ink-jet recording, wherein the polarity of the color material contained in one color ink is opposite to that of the black ink.
【請求項27】インク滴を記録信号に応じてオリフィス
から吐出させて、被記録材に記録を行うインクジェット
記録方法において、インクが請求項26記載のインクセ
ットであることを特徴とするインクジェット記録方法。
27. An ink jet recording method in which an ink droplet is ejected from an orifice according to a recording signal to perform recording on a recording material, wherein the ink is the ink set according to claim 26. .
【請求項28】インクを収容したインク収容部、該イン
クをインク滴として吐出させるためのヘッド部を備えた
記録ユニットにおいて、前記インクが請求項26に記載
のインクセットであることを特徴とする記録ユニット。
28. A recording unit comprising an ink containing section containing ink and a head section for discharging the ink as ink droplets, wherein the ink is the ink set according to claim 26. Recording unit.
【請求項29】インクを収容したインク収容部を備えた
インクカートリッジにおいて、請求項26記載のインク
セットであることを特徴とするインクカートリッジ。
29. An ink cartridge provided with an ink storage portion for storing ink, wherein the ink set is the ink set according to claim 26.
【請求項30】請求項25又は29記載のインキカート
リッジを用いたインクジェット記録方法。
30. An ink jet recording method using the ink cartridge according to claim 25.
【請求項31】インクを収容したインク収容部、該イン
クをインク滴として吐出させるためのヘッド部を有する
記録ユニットを備えたインクジェット記録装置におい
て、該インクが請求項26記載のインクセットであるイ
ンクジェット記録装置。
31. An ink jet recording apparatus, comprising: a recording unit having an ink container containing ink and a head for discharging the ink as ink droplets, wherein the ink is an ink set according to claim 26. Recording device.
【請求項32】請求項30記載のインキカートリッジを
用いたインクジェット記録用機器。
32. An apparatus for ink-jet recording using the ink cartridge according to claim 30.
JP18253898A 1998-06-29 1998-06-29 Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same Pending JP2000017187A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18253898A JP2000017187A (en) 1998-06-29 1998-06-29 Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18253898A JP2000017187A (en) 1998-06-29 1998-06-29 Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000017187A true JP2000017187A (en) 2000-01-18

Family

ID=16120054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18253898A Pending JP2000017187A (en) 1998-06-29 1998-06-29 Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000017187A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10235027A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-12 Degussa Ag Aqueous colloidal frozen gas black suspension of mean particle size less than 200 nm useful for inks, ink jet inks, paints and printing colorants
JP2012224772A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Riso Kagaku Corp Nonaqueous ink set
JP2013500354A (en) * 2009-07-24 2013-01-07 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Self-dispersing pigment dispersions and inkjet inks containing them
JP2013056965A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Ricoh Co Ltd Pigment dispersion, recording ink, ink cartridge, and inkjet recording apparatus
JP2013159644A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Ricoh Co Ltd Inkjet ink and method for producing the same
JP2014055267A (en) * 2012-09-13 2014-03-27 Ricoh Co Ltd Ink for inkjet recording, ink cartridge, inkjet recording device, image forming method, and product with formed image
JP2014172963A (en) * 2013-03-07 2014-09-22 Ricoh Co Ltd Ink for inkjet recording, ink cartridge, inkjet recording method, inkjet recording device and ink printed matter

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10235027A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-12 Degussa Ag Aqueous colloidal frozen gas black suspension of mean particle size less than 200 nm useful for inks, ink jet inks, paints and printing colorants
JP2013500354A (en) * 2009-07-24 2013-01-07 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Self-dispersing pigment dispersions and inkjet inks containing them
JP2012224772A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Riso Kagaku Corp Nonaqueous ink set
JP2013056965A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Ricoh Co Ltd Pigment dispersion, recording ink, ink cartridge, and inkjet recording apparatus
JP2013159644A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Ricoh Co Ltd Inkjet ink and method for producing the same
JP2014055267A (en) * 2012-09-13 2014-03-27 Ricoh Co Ltd Ink for inkjet recording, ink cartridge, inkjet recording device, image forming method, and product with formed image
JP2014172963A (en) * 2013-03-07 2014-09-22 Ricoh Co Ltd Ink for inkjet recording, ink cartridge, inkjet recording method, inkjet recording device and ink printed matter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100536796B1 (en) Carbon black, process for producing the same, and aqueous dispersion and water-base ink both containing the same
JP5057261B2 (en) Carbon black aqueous dispersion and method for producing the same
JPH10237349A (en) Oxidation-treated carbon black, its production, aqueous dispersion containing the same and aqueous ink
JP3521665B2 (en) Process for producing oxidized carbon black, aqueous dispersion and aqueous ink
WO2004094537A1 (en) Modified carbon black dispersion liquid and water base ink containing the same
JP3933303B2 (en) Carbon black, method for producing the same, carbon black aqueous dispersion, and water-based ink using the same
JP2000017187A (en) Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same
JP2000017189A (en) Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same
JP3691947B2 (en) Easily water dispersible carbon black and method for producing the same
JP3521669B2 (en) Oxidized carbon black, carbon black dispersion and method for producing the same
JP2000017191A (en) Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same
JP2000017185A (en) Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same
JP3874538B2 (en) Carbon black aqueous dispersion and water-based ink using the same
JPH10324818A (en) Carbon black, aqueous dispersion and water-base ink using them
JP6570051B2 (en) Method for producing surface-modified carbon black aqueous dispersion
JP4771247B2 (en) Carbon black pigment for water-based ink and water-based ink using the same
JP4099263B2 (en) Process for producing easily dispersible carbon black
JP2003096333A (en) Carbon black pigment and water-base ink using the same
JP2000017192A (en) Aqueous carbon black dispersion and its production and aqueous ink using the same
JP4208221B2 (en) Carbon black for water-based ink and water-based pigment ink using the same
JP2000017190A (en) Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same
JPH11166131A (en) Carbon black dispersed liquid, manufacture thereof and ink composition
JP2000017188A (en) Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same
JP2017132868A (en) Black pigment for inkjet printer and black pigment aqueous dispersant for inkjet printer
JP2005255705A (en) Water-dispersible carbon black pigment

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050405

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051004