JP2000017188A - Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same - Google Patents

Aqueous carbon black dispersion and aqueous ink using the same

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JP2000017188A
JP2000017188A JP18253998A JP18253998A JP2000017188A JP 2000017188 A JP2000017188 A JP 2000017188A JP 18253998 A JP18253998 A JP 18253998A JP 18253998 A JP18253998 A JP 18253998A JP 2000017188 A JP2000017188 A JP 2000017188A
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aqueous
ink
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JP18253998A
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Nobutake Mise
信猛 見勢
Masahiro Yamada
昌宏 山田
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an aqueous carbon black dispersion exhibiting excellent dispersion stability, even when left at a high temperature for a long time, capable of inhibiting the clogging of nozzles and pen tips, and useful as an aqueous ink for ink jet printers, writing tools, etc., by limiting the iron content of the aqueous dispersion to a specific value or smaller. SOLUTION: This aqueous dispersion is obtained by dispersing (B) carbon black in (A) an aqueous medium. Therein, the iron content of the aqueous dispersion is controlled to <=5 ppm, and, if necessary, the silicon content is also controlled to <=5 ppm. The aqueous dispersion is preferably controlled to 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。染料系インクジェ
ット用インク組成物においては、インクの吐出条件、長
期保存安定性、記録時の画像の鮮明さと濃度等、種々の
条件を満足させるために、いくつかの添加剤が必要とさ
れるが、これらの添加剤や、使用する染料中にも種々の
不純物が含有されているため、インクジェットプリンタ
ーのヘッドの先端部やインク流路内で目詰まりが生じた
り、長期保存中に沈殿物が生じる等の問題があった。ま
た、熱エネルギーを用いるインクジェット方式において
は、発熱素子の表面に沈着物が生じてしまうといった問
題もあった。
[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. In a dye-based inkjet ink composition, some additives are required to satisfy various conditions such as ink ejection conditions, long-term storage stability, image clarity and density during recording, and the like. Since these additives and the dyes used also contain various impurities, clogging occurs at the tip of the ink jet printer head or in the ink flow path, or precipitates are generated during long-term storage. And so on. Further, in the ink jet system using thermal energy, there is a problem that a deposit is generated on the surface of the heating element.

【0006】これらの問題の原因は完全には明らかとな
ってはいないが、例えば特開平8−311377号公報
には、一定量以上のケイ素の存在が、長期保存中の沈殿
物発生、ノズルでの目詰まり、発熱素子の表面への沈着
物の生成といった問題を生ずると記載されており、保存
中に沈殿物が発生することから、ケイ素と染料との相互
作用が強く推測される。そしてこれらの不純物の混入源
としては染料、あるいは各種の添加剤が推定されてい
る。また、鉄とケイ素の合計量に関しては特公平3−4
8951号公報では、ケイ素、鉄は、熱エネルギーを用
いるインクジェット方式において、発熱ヘッドの表面の
異物の沈着と関係するとされ、これら不純物の混入源
は、染料自体あるいは使用する水からと推測されてい
る。染料は、有機物であり熱に弱く、これらケイ素、鉄
といった不純物と一緒になって、発熱素子の上で炭化、
堆積することが考えられる。
Although the causes of these problems have not been completely elucidated, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-31377 discloses that the presence of silicon in a certain amount or more causes precipitation during long-term storage, and And the formation of deposits on the surface of the heat-generating element, and precipitates are generated during storage, which strongly suggests an interaction between silicon and the dye. Dyes or various additives have been estimated as sources of these impurities. Regarding the total amount of iron and silicon,
In JP-A-8951, silicon and iron are related to the deposition of foreign matter on the surface of a heating head in an ink jet system using thermal energy, and it is speculated that the source of these impurities is from the dye itself or water used. . Dyes are organic substances and weak to heat, and together with these impurities such as silicon and iron, carbonize on the heating element,
It is conceivable to deposit.

【0007】これに対し、本発明者は、カーボンブラッ
クを顔料として用い、特にカーボンブラックとして特定
の表面官能基を所定量有するものを用いることにより、
水性媒体中での分散安定性が良好なものとし、さらに高
印字濃度と耐水性を達成している(特願平8−3475
29)。これは、水の存在下でオゾンを用いて酸化した
カーボンブラック、及び全酸性基の量が3μequ/m
2以上のカーボンブラックを、水性媒体中に分散して、
インクジェット用インク等の水性インクを調製するもの
である。しかも、上記の特定のカーボンブラックは、分
散剤を添加しなくとも、水性媒体中で良好な分散状態を
得ることができる画期的なものである。したがって、例
えばこの特定のカーボンブラックを用いる場合等、カー
ボンブラックを顔料として用いた水性インク組成物にお
いては、叙上のような、染料を用いることによる問題は
解決され、したがって、上述のような染料系水性インク
組成物において問題となる不純物の存在には注意が払わ
れてはおらず、これら不純物低減の努力もされてはいな
かった。
On the other hand, the present inventor has used carbon black as a pigment, and in particular, using carbon black having a specific surface functional group in a predetermined amount,
It has good dispersion stability in an aqueous medium and achieves high printing density and water resistance (Japanese Patent Application No. 8-3475).
29). This is because carbon black oxidized with ozone in the presence of water and the amount of all acidic groups is 3 μequ / m
Disperse two or more carbon blacks in an aqueous medium,
A water-based ink such as an ink-jet ink is prepared. In addition, the above-mentioned specific carbon black is an epoch-making one that can obtain a good dispersion state in an aqueous medium without adding a dispersant. Therefore, for example, in the case of using this specific carbon black, in the aqueous ink composition using carbon black as a pigment, as described above, the problem of using a dye is solved, and therefore, the dye as described above No attention has been paid to the presence of impurities that are problematic in the aqueous based ink composition, and no effort has been made to reduce these impurities.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者が
開発した上記特願平8−347529に開示された、全
酸性基が3μequ/m2以上のカーボンブラックを用
いて水性分散液を作製すると分散性の良好なものを得る
ことができるのであるが、これを用いた水性インクの吐
出安定性向上を検討する中で、意外にも、鉄とケイ素と
を一定量以下とすることが、吐出安定性に寄与すること
を見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、
鉄、ケイ素の含有量の合計が10ppm以下であるカー
ボンブラック水性分散液に存する。
By the way, when an aqueous dispersion is prepared using carbon black having a total acidic group of 3 μequ / m 2 or more disclosed in Japanese Patent Application No. 8-347529 developed by the present inventors. Although it is possible to obtain a good dispersibility, while studying the improvement of the ejection stability of the aqueous ink using this, surprisingly, it is necessary to reduce the amount of iron and silicon to a certain amount or less. They have found that they contribute to stability, and have reached the present invention. That is, the present invention
It is present in an aqueous carbon black dispersion having a total content of iron and silicon of 10 ppm or less.

【0009】[0009]

【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。本発明で用いることのできるカーボンブ
ラックは特に限定されないものの、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。これは、おそらくこれらの酸化
処理カーボンブラックにおいて表面に存在するカルボキ
シル基等の酸性官能基と、ケイ素、鉄又はケイ素(原
子、イオン、あるいはこれら元素を含有する化合物)と
の間の相互作用が、本発明の効果に何らかの関連がある
ため上記酸化処理カーボンブラックを用いて本発明を実
施した場合に極めて顕著な効果を得ることができるもの
と推測される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION First, the carbon black used in the present invention is not particularly limited, and any carbon black including carbon black conventionally used as a pigment for inks can be used. The carbon black that can be used in the present invention is not particularly limited, but as a particularly preferred carbon black, various surface treatments, particularly in an aqueous medium even without the presence of a dispersant by imparting an acidic functional group to the surface by oxidation treatment. Oxidized carbon black, which can be dispersed, is preferred. This is probably due to the interaction between acidic functional groups such as carboxyl groups present on the surface of these oxidized carbon blacks and silicon, iron or silicon (atoms, ions or compounds containing these elements). Since the effects of the present invention have some relation, it is presumed that extremely remarkable effects can be obtained when the present invention is carried out using the oxidized carbon black.

【0010】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。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ことから、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。またハ
ロゲンイオン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がこれ
を減らすには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、主
に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。
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. Further, since sulfur and sulfur compounds in carbon black are oxidized by an oxidizing agent to form sulfate ions in a solution, it is desired that the amount is as small as possible. 0.1% by weight or less is preferred. 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. Although halogen ions are mainly chlorine ions, they are derived from cooling water that stops the reaction during carbon black production.To reduce this, pure water is used as cooling water, and halogen ions are contained in carbon black. Halogen ions can be reduced. It is considered that nitrate ions are mainly derived from NOx generated in a combustion gas used when producing carbon black. Extreme reduction of NOx in the combustion gas is difficult with current technology.

【0011】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「SU
LMHOGRAPH12A」にて測定することが出来
る。また、カーボンブラック中のハロゲンイオン量は三
菱化学製のTOXー150で測定することが可能であ
る。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50:50
〜2:98、さらに好ましくは20:80〜5:95の
範囲がよい。
The amount of sulfur in carbon black can be determined, for example, by precisely weighing 0.1 g of carbon black and using SUSU manufactured by Vestuf.
LMHOGRAPH12A ". The amount of halogen ions in the carbon black can be measured by TOX-150 manufactured by Mitsubishi Chemical. The following is particularly preferred 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 in the ratio (weight) of carbon black and water.
5: 99.5 is suitable, more preferably 50:50.
To 2:98, more preferably 20:80 to 5:95.

【0012】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 acidic functional group 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.

【0013】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
極めて良好なものとなる。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。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。
As described above, carbon black is oxidized by 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 an aqueous medium becomes extremely 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. For these reasons, compared to carbon black that has been oxidized by ozone oxidation in the gaseous phase to the extent that it has the same total acid groups, it is still an oxidized carbon black that has greatly improved dispersibility in water. It is presumed to exhibit an unexpected effect of becoming.

【0014】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。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3μequ/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。
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 the oxidation in the presence of water, prior to oxidation in the presence of water, nitric acid or a gaseous phase known in the art is used. The carbon black treated with ozone may be oxidized by the above method. By the above-described oxidation treatment with ozone in the presence of water, all the acidic groups of carbon black are reduced to 3 μequ / m 2.
It is desirable to perform the oxidation treatment until the above is reached. The amount of all acidic groups can be determined as the amount reacted with a strong alkali such as NaOH or KOH.

【0015】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。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NaOH濃度
を求める。
The method for determining the total acidic groups 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. Take 0.2-0.5 g of this dried carbon black,
The flask is placed in an Erlenmeyer flask containing 60 cc of 0.01 N NaOH, and nitrogen is flowed 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. Take 40 cc of this filtrate and titrate with 0.025 N hydrochloric acid using an automatic neutralization titrator to determine the NaOH concentration of the filtrate.

【0016】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。
The total acidic groups of carbon black can be determined by the following calculation.

【数1】 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。
(Equation 1) If the total acidic group is less than 3 μequ / m 2 , dispersion in an aqueous medium may be difficult.

【0017】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2.0mmo
l/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。
More preferably, if it is at least 6 μequ / m 2 , the dispersibility in an aqueous medium will be very good. Also,
Active hydrogen content of 2.0mmo as carbon black
1 / g or less, particularly preferably 1.5 mmol / g or less is suitably used.

【0018】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.

【0019】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.

【0020】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 the 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.

【0021】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たカーボンブ
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 by ozone in the presence of water, and is oxidized until the active hydrogen content on the surface of the carbon black becomes a specific amount or less, as described later, thereby dispersing the carbon black in an aqueous medium. Excellent carbon black 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 formed by carbonizing raw hydrocarbons while undergoing thermal decomposition and dehydrogenation.
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.

【0022】この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 thus prepared, 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, N-containing solvents such as N-methylpyrrolidone and 2-pyrrolidone, and urea. is there.

【0023】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.

【0024】ここで、本発明においては、分散液中の鉄
の量を、5ppm以下とする。あるいは、ケイ素の量
を、5ppm以下とする。あるいは、ケイ素と鉄との合
計量を、10ppm以下とする。本発明者の検討によ
り、ケイ素の含有量がインキの吐出安定性に影響を与え
ること、鉄の含有量がインキの吐出安定性に影響を与え
ること、及びケイ素の含有量と鉄の含有量とが吐出安定
性に影響を与えることが判明した。そして、鉄とケイ素
の各々について、一定の上限以下としてものはその上限
を超えるものに比較してインキの吐出安定性が優れてい
る。つまり、鉄の含有量が5ppm以下のカーボンブラ
ック水性分散液、ケイ素の含有量が5ppm以下のカー
ポンブラック水性分散液、及び鉄とケイ素の含有量の合
計が10ppm以下のカーボンブラック水性分散液は、
各々、吐出安定性に優れている。
Here, in the present invention, the amount of iron in the dispersion is 5 ppm or less. Alternatively, the amount of silicon is set to 5 ppm or less. Alternatively, the total amount of silicon and iron is set to 10 ppm or less. According to the study of the present inventor, that the silicon content affects the ejection stability of the ink, that the iron content affects the ejection stability of the ink, and that the silicon content and the iron content Was found to affect the ejection stability. For each of iron and silicon, those below a certain upper limit have better ink ejection stability than those above that upper limit. In other words, an aqueous carbon black dispersion having an iron content of 5 ppm or less, an aqueous carpon black dispersion having a silicon content of 5 ppm or less, and an aqueous carbon black dispersion having a total iron and silicon content of 10 ppm or less,
Each is excellent in ejection stability.

【0025】鉄の含有量は、原子吸光光度計を用いて測
定することができる。ケイ素の含有量は、ICP法によ
り測定することができる。ケイ素、鉄の含有量が本発明
で規定する範囲を超えている場合には、イオン交換樹脂
での処理をして、10ppm以下とすればよい。あるい
は、ケイ素を低減する手段としてカーボンブラックを製
造する際の原料炭化水素としてケイ素量の低いものを厳
選し、カーボンブラック生成反応を停止するのに用いる
冷却水として純水を用いればよい。また、鉄の低減方法
としては、カーボンブラックの磁選工程を適宜行えばよ
い。さらに、カーボンブラックを酸化処理する際、また
インキを調製する際に使用する水、添加剤等として、鉄
及びケイ素の含有量の低いものを用いるのが好適であ
る。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。
The iron content can be measured using an atomic absorption spectrophotometer. The silicon content can be measured by the ICP method. When the content of silicon or iron exceeds the range specified in the present invention, the treatment with an ion exchange resin may be carried out to 10 ppm or less. Alternatively, as a means for reducing silicon, a raw material hydrocarbon having a low silicon content is carefully selected as a raw material hydrocarbon when producing carbon black, and pure water may be used as cooling water used to stop the carbon black generation reaction. Further, as a method for reducing iron, a magnetic separation step of carbon black may be appropriately performed. Further, it is preferable to use water and additives having low iron and silicon contents when oxidizing carbon black and when preparing ink. Examples of the additive for forming an ink include a penetrant, a fixing agent, a fungicide, and the like.

【0026】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。
As the penetrating agent, a nonionic surfactant such as polyoxyethylene alkylaryl ether, an anionic surfactant such as alkylbenzene sulfonate, a fluorine surfactant, diethylene glycol monobutyl ether, and the like can be used. Can be. 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.

【0027】こうして得られる本発明のインキは、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。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。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。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10−1400
63号公報、特開平10−140064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。さらに、色調の調整等の目的により、
染料を配合することも差し支えない。例えば、特開平8
−92512号公報、特開平2−276872号公報、
特開平2−276873号公報、特開平2−27687
5号公報、特開平3−66768号公報、特開平3−1
40377号公報、特開平4−57859〜57865
号公報等に記載されているような、公知の手法を採用す
ればよい。
The ink of the present invention obtained in this manner is required to be used as an ink for ink-jet printing, and has stability for forming droplets, ejection stability for a long time, ejection stability after a long pause, storage stability, and the like. Both the fixing property to the recording material, the weather resistance of the recorded image, and the like 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. Further, since the water-based ink of the present invention does not contain a dispersant, problems in the case of using a dispersant, for example, deterioration of print quality such as reduction in print density and occurrence of bleeding can be suppressed. 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. By using such an ink set, ink droplets can be ejected from an orifice in accordance with a recording signal to perform ink jet recording for recording on a recording material, and ink can be stored using such an ink set. A recording unit including a head unit for discharging the ink as ink droplets, and an ink container containing ink using such an ink set. It is possible to form an ink jet recording apparatus having a recording unit having a head section for discharging ink as an ink cartridge, and to form an ink cartridge having an ink storage section storing such an ink set. Inkjet recording can be performed by using such an ink cartridge. It is possible to form the device for an ink jet recording Te. 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-10-1400.
Known techniques in the art, such as those described in JP-A-63-63 and JP-A-10-140064, can be appropriately employed. Furthermore, for the purpose of color tone adjustment, etc.,
A dye may be added. For example, JP-A-8
-92512, JP-A-2-276872,
JP-A-2-276873, JP-A-2-27687
No. 5, JP-A-3-66768, JP-A-3-3-1
40377, JP-A-4-57859-57865
A known method, such as that described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, may be employed.

【0028】[0028]

【実施例】実施例1 三菱化学製カーボンブラック#960を70gを、イオ
ン交換水1000ccに入れ、家庭用ミキサーで5分間
分散した。得られた液を、1mm径のジルコニアビーズ
を1リットル入れている3リットルのステンレス容器に
入れた。オゾン濃度10重量%のオゾン含有ガスを3リ
ットル/分で5時間導入した。また、この容器の中に回
転機を有する3枚の100mm径の円盤を取りつけた撹
拌機を入れ、分散を同時に行った。この際オゾン発生器
として米国PCI社のオゾナイザーを用いてオゾンを発
生させた。オゾン処理後の分散液を取り出しpHを測定
した。(pHの測定は、JISK 6221による。) これらの液を取り、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。
Example 1 70 g of Mitsubishi Chemical carbon black # 960 was placed in 1000 cc of ion-exchanged water and dispersed with a household mixer for 5 minutes. The obtained liquid was placed in a 3 liter stainless steel container containing 1 liter of zirconia beads having a diameter of 1 mm. An ozone-containing gas having an ozone concentration of 10% by weight was introduced at a rate of 3 L / min for 5 hours. In addition, a stirrer equipped with three 100 mm-diameter disks having a rotating machine was placed in the container, and the dispersion was performed simultaneously. At this time, ozone was generated using an ozonizer manufactured by PCI Corporation in the United States as an ozone generator. The dispersion after the ozone treatment was taken out and the pH was measured. (The pH was measured according to JIS K 6221.) These liquids were taken, and confirmed under an optical microscope at a magnification of 400 times. I understand.

【0029】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。単位面積あたりの全酸性基は
を求めた。また、カーボンブラックの活性水素含有量を
も測定した。この分散液中の鉄、シリカ量は各々1ppm
以下であった。上記の酸化処理で得られた分散液100
0cc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200CC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5000
rpm30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N
aOH溶液を少量ずつ添加しpHを8に調整をした。
Next, the carbon black was filtered from the dispersion with a micropore filter having a diameter of 0.1 μm, and the wet carbon black was dried at 60 ° C. to measure the total acidic groups. Total acidic groups per unit area were determined. The active hydrogen content of carbon black was also measured. The amount of iron and silica in this dispersion is 1 ppm each.
It was below. Dispersion 100 obtained by the above oxidation treatment
0 cc was placed in a beaker, 200 cc of an anion exchange resin (“SAN UP” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was placed in the beaker, heated to 50 ° C., and stirred with a stirrer for 3 hours. Then, it was cooled to room temperature,
Centrifugal sedimentation was performed for 30 minutes at rpm to remove ion exchange resin and other foreign substances. 0.1N N was added to the supernatant.
The pH was adjusted to 8 by adding the aOH solution little by little.

【0030】このカーボンブラックの全酸性基は3.8
μequ/m2、活性水素量は1.7mmol/gであ
った。 これらの調整液100ccに対してイソプロピ
ルアルコールを10cc、メチルエタノールアミンを5
cc加え、(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、印刷物は100枚以上かすれがなく良好であっ
た。
The total acidic groups of this carbon black are 3.8
μequ / m 2 and the amount of active hydrogen were 1.7 mmol / g. 10 cc of isopropyl alcohol and 5 cc of methylethanolamine are added to 100 cc of these prepared solutions.
cc, packed in NEC cartridges NEC
When printing was performed using a printer “PR101” manufactured by Co., Ltd., the printed matter was good with no blurring of 100 sheets or more.

【0031】実施例2 実施例1で得られたカーボンブラック分散液に塩化鉄を
鉄として5ppmになるように、また水ガラスをケイ素
として4ppmになるように添加して、実施例と同様に
印字をしたところ、実施例1と同様に100枚以上かす
れずに印字ができた。
Example 2 To the carbon black dispersion obtained in Example 1, iron chloride was added so as to be 5 ppm as iron, and water glass was added so as to be 4 ppm as silicon, and printing was performed in the same manner as in Example. As a result, as in Example 1, printing was performed without blurring 100 or more sheets.

【0032】比較例1 実施例1のジルコニアビーズの代わりに、スチールビー
ズを用いて処理を行った。さらに実施例1で行ったイオ
ン交換処理を実施しなかったことを除いて、同様の処理
を行った。この分散液中の鉄の濃度は21ppmであっ
た。この分散液に実施例と同様に印字したところ、50
枚目から、白い斑点が見えるようになった。
Comparative Example 1 A treatment was carried out using steel beads instead of the zirconia beads of Example 1. Further, the same processing was performed except that the ion exchange processing performed in Example 1 was not performed. The concentration of iron in this dispersion was 21 ppm. When this dispersion was printed in the same manner as in the example, 50
From the first sheet, white spots became visible.

【0033】比較例2 実施例1の#960の代わりに工業用水で冷却して作っ
たカーボンブラックを用い、イオン交換水の代わりに、
一般の工業用水を用いて処理を行った。このカーボンブ
ラック中のケイ素含有量は30ppmで工業用水中のケ
イ素量は11ppmであった。さらに実施例1で行った
イオン交換処理を実施しなかったことを除いて、同様の
処理を行った。この分散液中のケイ素の濃度は13pp
mであった。この分散液に実施例と同様に印字したとこ
ろ、70枚目から、白い斑点が見えるようになった
Comparative Example 2 Carbon black produced by cooling with industrial water was used in place of # 960 in Example 1, and instead of ion-exchanged water,
The treatment was performed using general industrial water. The silicon content in this carbon black was 30 ppm, and the silicon content in industrial water was 11 ppm. Further, the same processing was performed except that the ion exchange processing performed in Example 1 was not performed. The concentration of silicon in this dispersion was 13 pp
m. When printing was performed on this dispersion in the same manner as in the example, white spots became visible from the 70th sheet.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明により特にインクジェット用又は
筆記用のインキに使用した場合にノズルのオリフィス中
またはその先端での目詰まりや沈降物発生が無く、長時
間、高温下で放置した後でも、安定したインキの吐出安
定性が得られる水性分散液並びに水性インキを得られ
る。
According to the present invention, there is no clogging or sediment generation in the orifice of the nozzle or at the tip thereof especially when used for ink jet or writing ink, and even after being left at a high temperature for a long time, An aqueous dispersion and an aqueous ink that provide stable ejection stability of the ink can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J037 AA02 AA14 AA17 CA07 CA08 DD05 DD17 DD20 EE19 EE43 FF23 FF30 4J039 BA04 BC07 BC09 BE01 BE22 EA29 EA34 EA41 EA43 EA44 EA46 EA47 GA24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4J037 AA02 AA14 AA17 CA07 CA08 DD05 DD17 DD20 EE19 EE43 FF23 FF30 4J039 BA04 BC07 BC09 BE01 BE22 EA29 EA34 EA41 EA43 EA44 EA46 EA47 GA24

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】鉄の含有量が5ppm以下であるカーボン
ブラック水性分散液。
1. An aqueous carbon black dispersion having an iron content of 5 ppm or less.
【請求項2】ケイ素の含有量が5ppm以下であるカー
ボンブラック水性分散液。
2. An aqueous carbon black dispersion having a silicon content of 5 ppm or less.
【請求項3】鉄、ケイ素の含有量の合計が10ppm以
下であるカーボンブラック水性分散液。
3. A carbon black aqueous dispersion having a total content of iron and silicon of 10 ppm or less.
【請求項4】カーボンブラックの全酸性基が3μequ
/m2以上である請求項1〜3のいずれかに記載のカー
ボンブラック水性分散液。
4. The method according to claim 1, wherein all the acidic groups of the carbon black are 3 μequ.
Carbon black aqueous dispersion according to claim 1 is / m 2 or more.
【請求項5】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1〜4のいずれかに記
載のカーボンブラック水性分散液。
5. The carbon black having an active hydrogen content of 2.
The aqueous carbon black dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount is 0 mmol / g or less.
【請求項6】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1〜5のいずれかに記載のカ
ーボンブラック水性分散液。
6. The aqueous carbon black dispersion according to claim 1, wherein the carbon black has been oxidized in the presence of water.
【請求項7】酸化処理がオゾンを用いて行われたもので
ある請求項6記載のカーボンブラック水性分散液。
7. The aqueous carbon black dispersion according to claim 6, wherein the oxidation treatment is performed using ozone.
【請求項8】pHが5〜10である請求項1〜7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 1, which has a pH of 5 to 10.
【請求項9】カーボンブラックの粒子径が10〜30n
m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1〜8のいずれかに記載の
水性分散液。
9. A carbon black having a particle size of 10 to 30 n.
The aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 8, wherein m and the DBP oil absorption are 50 to 180 cc / 100 g.
【請求項10】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1〜9のいずれ
かに記載のカーボンブラック水性分散液。
10. A carbon black content of 0.5 to 5
The aqueous carbon black dispersion according to any one of claims 1 to 9, wherein the amount is 0% by weight.
【請求項11】請求項1〜10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。
11. An aqueous ink using the aqueous carbon black dispersion according to claim 1.
【請求項12】インクジェット用インキである請求項1
1記載の水性インキ。
12. The ink according to claim 1, which is an ink for ink jet.
2. The aqueous ink according to 1.
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JP7499126B2 (en) 2020-09-10 2024-06-13 リファインホールディングス株式会社 Method for removing foreign matter from carbonaceous material dispersion

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