JP2006219584A - Water-based carbon black dispersion, method for producing the same and water-based ink - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-based carbon black dispersion imparting a high O. D. (optical density) value to a regular paper, also imparting a high luster to a single-purpose paper, especially paper including a material having the luster, or a film, and not changing the properties largely even after leaving the product for a long period, i.e. having excellent temporal stability; and to provide a method for producing the carbon black dispersion. <P>SOLUTION: The water-based carbon black dispersion comprises at least (A) a surface-modified carbon black, and (B) a nonionic surfactant having an HLB value within a range of 7-18, and an acetylene skeleton. The 50%-average particle diameter of the surface-modified carbon black is within the range of 40-90 nm, the content of solid components of the surface-modified carbon black is 10-30 wt.%, and the surface tension at 25°C is within the range of 30-55 mN/m. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、表面改質水性カーボンブラック分散液およびその製造方法に関する。より詳細には、普通紙に対しては高いO.D.値を与え、専用紙、特に光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムに対しては高い光沢性を与え、かつ長期放置しても物性が大きく変化することのない、すなわち経時安定性に優れる表面改質水性カーボンブラック分散液およびその製造方法に関する。またその水性カーボンブラック分散液を使用して調整された水性インク、ならびにそのインクを使用してなされることを特徴とする記録方法および記録物に関する。   The present invention relates to a surface-modified aqueous carbon black dispersion and a method for producing the same. More specifically, a high OD value is given to plain paper, a high gloss is given to special paper, particularly paper or film having a glossy base material, and the paper is left for a long time. Further, the present invention relates to a surface-modified aqueous carbon black dispersion having no significant change in physical properties, that is, excellent in stability over time, and a method for producing the same. The present invention also relates to a water-based ink prepared using the water-based carbon black dispersion, and a recording method and recorded matter characterized by being made using the ink.

カラー用カーボンブラックは、筆記具や転写記録、インクジェットインク、電子写真トナーなどに幅広く使用されているが、その各々の用途に対して、より好ましい特性を得るための改良が続けられている。例えばインクジェット記録用色剤として用いられるカーボンブラックを例に取ると、耐水性、耐候性を染料インクに対して飛躍的に向上させる目的で種々開発、実用化がなされている。例えば、カーボンブラックを界面活性剤や高分子分散剤で分散した水性顔料インクが提案されている。しかしながらこれらのインクでは、記録物の印字濃度を上げる為に着色剤のインク含有量を増やすと、それに伴いインク粘度も急激に増加してしまう場合がある。またカーボンブラックをインク中に安定に分散させるためには過剰の界面活性剤または高分子分散剤が必要であり、起泡発生や消泡性低下を原因とする印字安定性の悪化を引き起こす場合がある、という課題を有する。   Carbon black for color is widely used for writing instruments, transfer recording, inkjet inks, electrophotographic toners, and the like, but improvements for obtaining more favorable characteristics are being continued for each application. For example, when carbon black used as a colorant for ink jet recording is taken as an example, various developments and practical applications have been made for the purpose of dramatically improving water resistance and weather resistance with respect to dye ink. For example, an aqueous pigment ink in which carbon black is dispersed with a surfactant or a polymer dispersant has been proposed. However, in these inks, when the ink content of the colorant is increased in order to increase the print density of the recorded matter, the ink viscosity may increase rapidly accordingly. In addition, in order to stably disperse carbon black in the ink, an excessive surfactant or polymer dispersant is required, which may cause deterioration in printing stability due to foaming or defoaming deterioration. There is a problem of being.

一方で、カーボンブラック表面に一定量以上の表面活性水素あるいはその塩を導入して、界面活性剤や高分子分散剤等の分散剤がなくてもカーボンブラック単独で水系溶媒に分散させることができる、表面改質カーボンブラック分散液や、カーボンブラック表面にスルホン酸基を導入する方法が開示されている(例えば、特許文献1〜3参照)。このような分散剤を必要としない、いわゆる自己分散型顔料は、着色剤としてインクに用いた場合、画像のO.D.値(光学濃度)が高くなる、またインク中の粘度を適正な範囲に合わせやすいため取り扱いが容易である、分散剤と種々の添加溶媒との相溶性を考慮する必要がない、等のメリットが大きい。カーボンブラック表面に結合してなる親水性官能基としては、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基、アンモニウム基等が提案されている。   On the other hand, a certain amount or more of surface active hydrogen or a salt thereof is introduced on the surface of carbon black, and carbon black alone can be dispersed in an aqueous solvent without a dispersant such as a surfactant or a polymer dispersant. Also disclosed are surface-modified carbon black dispersions and methods for introducing sulfonic acid groups into the surface of carbon black (see, for example, Patent Documents 1 to 3). A so-called self-dispersing pigment that does not require such a dispersant, when used in an ink as a colorant, exhibits an O.D. D. The value (optical density) is high, the viscosity in the ink is easily adjusted to an appropriate range, and handling is easy.There is no need to consider the compatibility between the dispersant and various added solvents. large. As hydrophilic functional groups formed on the surface of carbon black, carbonyl groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, sulfone groups, ammonium groups, and the like have been proposed.

一方近年になり、普通紙の高O.D.値化のみならず専用紙、特に光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムに対して高い光沢性を与えるインクが求められている。一般に、上述した高分子分散剤で分散した水性顔料分散液を使用すると、その成膜性に由来して、高い光沢性を与え易いが、逆に普通紙のO.D.値が低下し易い。また、表面改質顔料であっても、その顔料粒子の平均粒子径を120nm以下、より好ましくは90nm以下にすることで、普通紙のO.D.値を大きくは下げずに光沢性を与えることが知られている。   On the other hand, in recent years, there has been a demand for inks that give high gloss to not only high OD value of plain paper but also special paper, particularly paper or film having a glossy base material. In general, when an aqueous pigment dispersion dispersed with the above-described polymer dispersant is used, high glossiness is easily obtained due to the film-forming property, but conversely, the OD value of plain paper is likely to decrease. . Further, even in the case of a surface modified pigment, the average particle size of the pigment particles is set to 120 nm or less, more preferably 90 nm or less, thereby giving gloss without greatly reducing the OD value of plain paper. It is known.

表面改質顔料において顔料粒子の平均粒子径を小さくすることは、単位重量あたりの表面積が増大し、その結果として、水系分散において重要な役割を果たしている表面官能基の単位表面積あたりの存在量が低下することを意味する。したがって、低粒子径の表面改質顔料は、分散が不安定になりやすく経時的に増粘・増粒・沈降等の問題が発生する場合があった。特に近年のインクジェット用インクに適用されるカーボンブラックの場合、普通紙上の高O.D.値化の要求に対する方策として、インク中の顔料濃度が増加する傾向がある。この場合は、カーボンブラック粒子間の平均距離が急激に小さくなるため、さらに分散が不安定になりやすいという課題がある。   Reducing the average particle size of the pigment particles in the surface-modified pigment increases the surface area per unit weight, and as a result, the abundance per unit surface area of surface functional groups that play an important role in aqueous dispersion. It means to decline. Therefore, the surface modified pigment having a low particle diameter tends to be unstable in dispersion, and may cause problems such as thickening, granulating and sedimentation over time. In particular, in the case of carbon black applied to ink-jet inks in recent years, the pigment concentration in the ink tends to increase as a measure for the demand for high OD value on plain paper. In this case, since the average distance between the carbon black particles is rapidly reduced, there is a problem that dispersion tends to become unstable.

特公平6−8437号公報Japanese Patent Publication No. 6-8437 特公平8−30200号公報Japanese Patent Publication No. 8-30200 特開平4−261476号公報JP-A-4-261476

本発明は前記の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の目的とするところは、普通紙に対しては高いO.D.値を与え、専用紙、特に光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムに対しては高い光沢性を与える水性インクに好適に適用される表面改質カーボンブラック分散液、およびその製造方法を提供することにある。本発明のカーボンブラック分散液は顔料粒子の平均粒子径が40〜90nmと小さいにも関わらず優れた経時安定性を示すものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. That is, the object of the present invention is to give a high OD value to plain paper and to give high gloss to special paper, especially paper or film having a glossy base material. An object of the present invention is to provide a surface-modified carbon black dispersion that is suitably applied to an aqueous ink, and a method for producing the same. The carbon black dispersion of the present invention exhibits excellent temporal stability despite the small average particle diameter of pigment particles being 40 to 90 nm.

本発明者らは鋭意検討の結果、平均粒子径が特定の範囲である表面改質カーボンブラックと特定要件の界面活性剤とを少なくとも含有し、かつ表面張力を特定の範囲に調整することで、前記課題を解決するカーボンブラック分散液を製造し得るとの知見を得た。本発明はかかる知見に基づくものである。すなわち本発明の構成は以下の通りである。   As a result of intensive studies, the inventors have at least a surface-modified carbon black having an average particle size in a specific range and a surfactant having specific requirements, and adjusting the surface tension to a specific range. The present inventors have found that a carbon black dispersion that can solve the above problems can be produced. The present invention is based on such knowledge. That is, the configuration of the present invention is as follows.

(1)本発明の水性カーボンブラック分散液は、少なくともA)表面改質カーボンブラック、B)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤、とを含有する水性カーボンブラック分散液であって、上記表面改質カーボンブラックの50%平均粒子径が40〜90nmの範囲であり、上記表面改質カーボンブラックの固形分含有量が10〜30wt%であり、かつ25℃における表面張力が30〜55mN/mの範囲であることを特徴とする。   (1) The aqueous carbon black dispersion of the present invention contains at least A) surface-modified carbon black, B) a nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton. An aqueous carbon black dispersion, wherein the surface-modified carbon black has a 50% average particle size in the range of 40 to 90 nm, the surface-modified carbon black has a solid content of 10 to 30 wt%, and The surface tension at 25 ° C. is in the range of 30 to 55 mN / m.

(2)本発明の水性カーボンブラック分散液は、前記(1)に記載の水性カーボンブラック分散液であって、前記ノニオン系界面活性剤が、その分子中にエチレンオキサイドの繰り返し構造を有し、かつそのエチレンオキサイドの分子中の含有割合が35〜90wt%であることを特徴とする。   (2) The aqueous carbon black dispersion of the present invention is the aqueous carbon black dispersion described in (1) above, wherein the nonionic surfactant has a repeating structure of ethylene oxide in its molecule, And the content rate in the molecule | numerator of the ethylene oxide is 35-90 wt%, It is characterized by the above-mentioned.

(3)本発明の水性カーボンブラック分散液は、前記(1)または(2)に記載の水性カーボンブラック分散液であって、前記表面改質カーボンブラックとノニオン系界面活性剤の重量比率が、90:1〜3:2の範囲であることを特徴とする。   (3) The aqueous carbon black dispersion of the present invention is the aqueous carbon black dispersion according to the above (1) or (2), wherein the weight ratio of the surface-modified carbon black to the nonionic surfactant is It is the range of 90: 1-3: 2.

(4)本発明の水性カーボンブラック分散液は、前記(1)〜(3)に記載の水性カーボンブラック分散液であって、グリセリン、アルキレングリコール、アルキレングリコールアルキルエーテルからなる群より選ばれる1種または2種以上の水溶性有機溶剤をさらに含有することを特徴とする。   (4) The aqueous carbon black dispersion of the present invention is the aqueous carbon black dispersion described in the above (1) to (3), and one kind selected from the group consisting of glycerin, alkylene glycol, and alkylene glycol alkyl ether. Or it contains the 2 or more types of water-soluble organic solvent further.

(5)本発明の水性カーボンブラック分散液の製造方法は、水性カーボンブラック分散液を製造する方法であって、少なくともa)カーボンブラックを酸化処理して表面改質する工程、b)得られたスラリを濃縮または希釈して顔料濃度を調整する工程、c)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤を添加・混合する工程、とを別個に、または並行して行うことを特徴とする。   (5) The method for producing an aqueous carbon black dispersion according to the present invention is a method for producing an aqueous carbon black dispersion, wherein at least a) a step of oxidizing the surface of carbon black to modify the surface, b) obtained A step of adjusting the pigment concentration by concentrating or diluting the slurry, and c) a step of adding and mixing a nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton, or It is characterized by being performed in parallel.

(6)本発明の水性インクは、前記(1)〜(4)に記載の水性カーボンブラック分散液を用いて製造される水性インクであって、全インク量に対する表面改質カーボンブラックの配合量が1〜12wt%の範囲であることを特徴とする。   (6) The water-based ink of the present invention is a water-based ink produced using the water-based carbon black dispersion described in the above (1) to (4), and the blending amount of the surface-modified carbon black with respect to the total ink amount Is in the range of 1 to 12 wt%.

(7)本発明の水性インクは、前記(6)に記載の水性インクであって、インクジェット記録用であることを特徴とする。   (7) The water-based ink of the present invention is the water-based ink as described in (6) above, and is for inkjet recording.

(8)本発明の記録方法は、インクを付着させて記録媒体に印字を行う記録方法であって、インクとして前記(6)または(7)のいずれかに記載の水性インクを用いることを特徴とする。   (8) The recording method of the present invention is a recording method for printing on a recording medium by attaching ink, wherein the water-based ink according to any one of (6) and (7) is used as the ink. And

(9)本発明のインクジェット記録方法は、インクの液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、インクとして前記(7)に記載の水性インクを用いることを特徴とする。   (9) The ink jet recording method of the present invention is an ink jet recording method in which ink droplets are ejected and the droplets are attached to a recording medium for printing, and the water-based ink described in (7) above It is characterized by using.

(10)本発明の記録方法は、前記(8)または(9)に記載の記録方法であって、前記記録媒体が光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムであることを特徴とする。   (10) The recording method of the present invention is the recording method according to (8) or (9), wherein the recording medium is a paper or a film having a glossy base material.

(11)本発明の記録物は、前記(8)〜(10)のいずれかに記載の記録方法によって記録が行われたことを特徴とする。   (11) The recorded matter of the present invention is characterized in that recording is performed by the recording method according to any one of (8) to (10).

以下、本発明について、その好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments thereof.

本発明の水性カーボンブラック分散液は、少なくともA)表面改質カーボンブラック、B)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤、とを含有する水性カーボンブラック分散液であって、上記表面改質カーボンブラックの50%平均粒子径が40〜90nmの範囲であり、上記表面改質カーボンブラックの固形分含有量が10〜30wt%であり、かつ25℃における表面張力が30〜55mN/mの範囲であることを特徴とする。   The aqueous carbon black dispersion of the present invention comprises at least A) a surface-modified carbon black, and B) a nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton. A dispersion, wherein the surface-modified carbon black has a 50% average particle size in the range of 40 to 90 nm, the solid content of the surface-modified carbon black is 10 to 30 wt%, and at 25 ° C. The surface tension is in the range of 30 to 55 mN / m.

以下、各構成要素について詳細に説明する。   Hereinafter, each component will be described in detail.

本発明における表面改質カーボンブラックとは、着色剤として水性分散液中に含有されるものであり、カーボンブラック表面に多数の親水性官能基および/またはその塩(以降、分散性付与基という)を、直接またはアルキル基、アルキルエーテル基、アリール基等を介して間接的に結合させたもので、分散剤なしに水性媒体中に分散および/または溶解することが可能なカーボンブラックである。ここで「分散剤なしに水性媒体中に分散および/または溶解」とは、顔料が前述のような分散剤を用いなくても水性媒体中に分散可能な最小粒子径で安定に存在している状態をいう。ここで「分散可能な最小粒子径」とは、分散時間を増してもそれ以上小さくならない顔料の粒子径をいう。   The surface-modified carbon black in the present invention is contained in an aqueous dispersion as a colorant, and has a number of hydrophilic functional groups and / or salts thereof (hereinafter referred to as dispersibility-imparting groups) on the surface of the carbon black. Is a carbon black that can be directly or indirectly bonded via an alkyl group, an alkyl ether group, an aryl group or the like, and can be dispersed and / or dissolved in an aqueous medium without a dispersant. Here, “dispersed and / or dissolved in an aqueous medium without a dispersant” means that the pigment is stably present at the minimum particle size that can be dispersed in an aqueous medium without using a dispersant as described above. State. Here, the “minimum particle size that can be dispersed” refers to the particle size of the pigment that does not become smaller even if the dispersion time is increased.

前記表面改質カーボンブラックの表面に結合される分散性付与基としては、カルボキシル基、カルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン基、燐酸基および第4級アンモニウム、およびそれらの塩が例示できる。また前記表面改質カーボンブラックの原料となるカーボンブラックとしてはカラー用カーボンブラックとして一般に市販されているものを使用することができる。具体的には、pHによって分類すると酸性カーボンブラック、中性カーボンブラック、塩基性カーボンブラックであり、また製造法で分類すると、ファーネス式カーボンブラック、チャンネル式カーボンブラック、アセチレン式カーボンブラック、サーマル式カーボンブラックのいずれをも用いることが可能である。本発明における前記表面改質カーボンブラックは、前記のカーボンブラックの分類の中でも特に酸性カーボンブラックを酸化処理して得られたものであることが好ましい。通常カーボンブラックの酸化処理は、原料カーボンブラックを粉砕する工程と、粉砕されたカーボンブラックを酸化する工程が引き続いて、または、ほぼ同時に行われ、両方の工程で酸化剤が必要となる。酸性カーボンブラックは表面にカルボキシル基等の親水性基が多いため、水系媒体になじみやすく粉砕が容易である。そのため、粉砕時の酸化剤が不要であり、酸化処理に使用する酸化剤の量を少なくすることができる。   Examples of the dispersibility-imparting group bonded to the surface of the surface-modified carbon black include a carboxyl group, a carbonyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, a phosphoric acid group, a quaternary ammonium, and salts thereof. As the carbon black used as the raw material for the surface-modified carbon black, those generally commercially available as color carbon black can be used. Specifically, acidic carbon black, neutral carbon black, and basic carbon black are classified according to pH, and furnace type carbon black, channel type carbon black, acetylene type carbon black, and thermal type carbon are classified according to manufacturing method. Any of black can be used. The surface-modified carbon black in the present invention is preferably obtained by oxidizing acidic carbon black among the above-mentioned classification of carbon black. Usually, the oxidation treatment of carbon black is performed continuously or almost simultaneously with the step of pulverizing the raw material carbon black and the step of oxidizing the pulverized carbon black, and an oxidant is required in both steps. Since acidic carbon black has many hydrophilic groups such as carboxyl groups on its surface, it is easily compatible with aqueous media and pulverized easily. Therefore, an oxidizing agent at the time of pulverization is unnecessary, and the amount of the oxidizing agent used for the oxidation treatment can be reduced.

また、本発明の表面改質カーボンブラックは、50%平均粒子径が40〜90nmの範囲に調整されることが好ましい。50%平均粒子径は、たとえば以下のようにして測定される。すなわち、水性カーボンブラック分散液を、表面改質カーボンブラックの濃度が0.02重量%程度になるようにイオン交換水で希釈・調整した希薄水分散体を用いて、粒度分布計MICROTRAC UPA−150(マイクロトラック社製)で粒度分布を測定する。得られた粒度分布において、累積分率が50%となるときの粒子径を求めて、その値を50%平均粒子径とする。50%平均粒子径が40nmに満たない場合、普通紙や再生紙等に記録した場合のO.D.値が低くなり好ましくない。また、カーボンブラックの単位重量あたりの相対的な表面積が急激に大きくなることによって、分散を安定状態に保つことが難しくなる場合がある。この場合は、経時的に物性が大きく変動したり、例えばインクジェット用インクに適用した場合にノズル細孔を目詰まりさせたりする、などの重大な不具合が発生する恐れがある。一方で50%平均粒子径が90nmを超えた場合、専用紙、特に光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムに対して記録を行った際に、十分な光沢性が得られない恐れがある。すなわち、50%平均粒子径を40〜90nmの範囲に調整することによって、普通紙上でのO.D.値と専用紙上での光沢性とをバランスよく両立することができる。また、後述するように、特定要件の界面活性剤をさらに含有し、表面張力を特定範囲内に調整することにより、上記の記録品質の両立に加えて、カーボンブラックの分散安定性を高いレベルで付与することが可能となる。   Moreover, it is preferable that the surface modified carbon black of the present invention has a 50% average particle diameter adjusted to a range of 40 to 90 nm. The 50% average particle diameter is measured as follows, for example. That is, the particle size distribution meter MICROTRAC UPA-150 was prepared using a dilute water dispersion obtained by diluting and adjusting the aqueous carbon black dispersion with ion-exchanged water so that the concentration of the surface-modified carbon black was about 0.02% by weight. The particle size distribution is measured with (Microtrac). In the obtained particle size distribution, the particle diameter when the cumulative fraction is 50% is determined, and the value is taken as the 50% average particle diameter. When the 50% average particle diameter is less than 40 nm, the OD value when recording on plain paper, recycled paper, etc. is lowered, which is not preferable. In addition, since the relative surface area per unit weight of carbon black increases rapidly, it may be difficult to keep the dispersion in a stable state. In this case, there may be a serious problem that the physical properties greatly change over time or the nozzle pores are clogged when applied to ink jet ink. On the other hand, when the 50% average particle diameter exceeds 90 nm, there is a possibility that sufficient glossiness may not be obtained when recording is performed on special paper, particularly paper or film having a glossy base material. . That is, by adjusting the 50% average particle size within the range of 40 to 90 nm, the OD value on plain paper and the glossiness on special paper can be balanced. Further, as described later, by further containing a surfactant having specific requirements and adjusting the surface tension within a specific range, in addition to the above-mentioned recording quality compatibility, the dispersion stability of carbon black is at a high level. It becomes possible to grant.

表面改質カーボンブラックの50%平均粒子径の調整は、表面改質を施すカーボンブラック原末の種類、分散機種や分散強度、分散時間などの分散条件、表面改質剤種や量などの表面改質条件等を適宜組み合わせて調整することで達成される。特にカーボンブラック原末のパラメータ、中でも1次粒子径、比表面積、吸油量等が大きな因子であると考えられる。本発明において好適に使用されるカーボンブラック原末の具体的な例としては、#45、#45L、#47(以上、三菱化学株式会社製)、プリンテックス75(以上、デグサ社製)などが挙げられる。なお、これら記載は本発明に好適に使用されうるカーボンブラック原末の一例であり、これらの例示によって本発明が限定されるものではない。   Adjustment of 50% average particle size of surface-modified carbon black depends on the type of carbon black powder to be surface-modified, dispersion conditions such as dispersion model, dispersion strength, dispersion time, surface modification agent type and amount, etc. This can be achieved by appropriately adjusting the reforming conditions and the like. In particular, it is considered that the parameters of the carbon black bulk powder, among others, the primary particle diameter, specific surface area, oil absorption amount and the like are the major factors. Specific examples of carbon black powder suitably used in the present invention include # 45, # 45L, # 47 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Printex 75 (manufactured by Degussa), and the like. Can be mentioned. These descriptions are examples of the raw material of carbon black that can be suitably used in the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

本発明の水性カーボンブラック分散液に含有される表面改質カーボンブラックの固形分含有量は10〜30wt%の範囲であることが好ましい。この値が10wt%未満と低い場合には、該分散液と後述するその他の添加剤等を併用して水性インク組成物を調整する際に、固形分濃度の制約からその他の添加剤の添加量に制限が生じて、目的に合致する好ましいインクが配合しにくい、という課題が発生する場合がある。また一方で、この値が30wt%よりも大きい場合、後述するある特定範囲のHLB値を有するアセチレン骨格ノニオン系界面活性剤の分散安定化効果を持ってしても、十分な安定性が発現しにくくなり、凝集、沈降等の不具合が起きる恐れがある。   The solid content of the surface-modified carbon black contained in the aqueous carbon black dispersion of the present invention is preferably in the range of 10 to 30 wt%. When this value is as low as less than 10 wt%, when adjusting the aqueous ink composition by using the dispersion and other additives described later in combination, the amount of other additives added due to restrictions on the solid content concentration This may cause a problem that it is difficult to mix a preferable ink that matches the purpose. On the other hand, when this value is larger than 30 wt%, sufficient stability is exhibited even if the dispersion stabilizing effect of the acetylene skeleton nonionic surfactant having an HLB value in a specific range described later is provided. It becomes difficult to cause problems such as aggregation and sedimentation.

前記表面改質カーボンブラックを着色剤として含有する水性分散液は、通常のカーボンブラックを分散させるために含有させる前述のような分散剤を含む必要が無いため、分散剤に起因する消泡性の低下や発泡がほとんど無く取り扱いが容易である。   The aqueous dispersion containing the surface-modified carbon black as a colorant does not need to contain the above-described dispersant added to disperse ordinary carbon black, and therefore has a defoaming property caused by the dispersant. It is easy to handle with almost no drop or foaming.

前記表面改質カーボンブラックは、例えば、カーボンブラックに物理的処理または化学的処理を施すことで、前記分散性付与基または前記分散性付与基を有する活性種を顔料の表面に結合(グラフト)させることによって製造される。前記物理的処理としては、例えば真空プラズマ処理等が例示できる。また前記化学的処理としては、例えば水中で酸化剤により顔料表面を酸化する湿式酸化法や、気相中でオゾン等の酸化剤により表面を酸化する乾式酸化法、p−アミノ安息香酸を顔料表面に結合させることによりフェニル基を介してカルボキシル基を結合させる方法等が例示できる。   The surface-modified carbon black, for example, bonds (grafts) the dispersibility-imparting group or the active species having the dispersibility-imparting group to the surface of the pigment by subjecting the carbon black to physical treatment or chemical treatment. Manufactured by. Examples of the physical treatment include vacuum plasma treatment. Examples of the chemical treatment include a wet oxidation method in which the pigment surface is oxidized with an oxidizing agent in water, a dry oxidation method in which the surface is oxidized with an oxidizing agent such as ozone in the gas phase, and p-aminobenzoic acid is added to the pigment surface. Examples thereof include a method of bonding a carboxyl group via a phenyl group by bonding to a carbonyl group.

本発明において、前記表面改質カーボンブラックの水性分散液中に占める含有量は12〜30wt%であることがより好ましい。さらに好ましい含有量は15〜25wt%の範囲である。近年になり、より高画質でかつ高品質なインクが求められるようになっているが、このひとつの方策としてより少ないインク使用量でより高いO.D.値を実現させるべく要求が高まってきており、この要求に伴い、インク中におけるカーボンブラック含有量は次第に大きくなる傾向にある。一方通常水性インクは、ハンドリング性等を考慮して、特定の顔料濃度を有する水性顔料分散液に、保湿剤、浸透促進剤、pH調整剤、粘度調整剤等の機能性材料を加えて混合することで製造される。上述のようなインク中のカーボンブラック含有量の増大に伴い、上記顔料分散液中のカーボンブラック含有量はさらに高いことが求められる。表面改質カーボンブラックの水性分散液中に占める含有量が12%以上である場合、上記の要求に応え易い。一方で、水性分散液中の表面改質カーボンブラック含有量が高い場合、カーボンブラック粒子間平均距離の急激な減少により分散状態が不安定となり、増粘・増粒・沈降等の不具合が発生しやすくなる。本発明においては後述する特定要件を有する界面活性剤を併用し、かつ表面張力を特定の範囲内に調整することでこの課題の解決を図ったものであるが、カーボンブラック含有量が30wt%を超えるとき、その効果が発揮されにくく、場合によっては吐出ノズル目詰まり等の不具合を生じさせる懸念がある。   In the present invention, the content of the surface-modified carbon black in the aqueous dispersion is more preferably 12 to 30 wt%. A more preferable content is in the range of 15 to 25 wt%. In recent years, there has been a demand for higher quality and higher quality ink, but as one of these measures, there has been an increasing demand to achieve higher OD values with less ink usage. With this requirement, the carbon black content in the ink tends to gradually increase. On the other hand, ordinary water-based inks are mixed by adding functional materials such as a humectant, a penetration accelerator, a pH adjuster, and a viscosity adjuster to an aqueous pigment dispersion having a specific pigment concentration in consideration of handling properties and the like. It is manufactured by. As the carbon black content in the ink increases as described above, the carbon black content in the pigment dispersion is required to be higher. When the content of the surface-modified carbon black in the aqueous dispersion is 12% or more, it is easy to meet the above requirements. On the other hand, when the content of surface-modified carbon black in the aqueous dispersion is high, the dispersion state becomes unstable due to a rapid decrease in the average distance between carbon black particles, and problems such as thickening, granulation and sedimentation occur. It becomes easy. In the present invention, a surfactant having specific requirements described later is used in combination and the surface tension is adjusted within a specific range to solve this problem. However, the carbon black content is 30 wt%. When exceeding, the effect is hard to be exhibited, and in some cases, there is a concern of causing problems such as clogging of the discharge nozzle.

本発明の態様によれば、本発明の水性カーボンブラック分散液は、HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤を含有してなることが好ましい。また前記ノニオン系界面活性剤が、その分子中にエチレンオキサイドの繰り返し構造を有し、かつそのエチレンオキサイドの分子中の含有割合が35〜90wt%であることがより好ましい。このような界面活性剤の例として、例えば式(1)〜式(4)の一般式で表される化合物が挙げられるが、これらの例示により本発明は何ら限定されるものではない。   According to the aspect of the present invention, the aqueous carbon black dispersion of the present invention preferably contains a nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton. More preferably, the nonionic surfactant has a repeating structure of ethylene oxide in the molecule, and the content of the ethylene oxide in the molecule is 35 to 90 wt%. Examples of such surfactants include, for example, compounds represented by the general formulas of Formula (1) to Formula (4), but the present invention is not limited to these examples.

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これらの特定構造のノニオン系界面活性剤が、本発明の表面改質カーボンブラック分散液中で分散安定に大きく寄与する要因は明らかではないが、以下のように推察される。すなわち、本発明の上記ノニオン系界面活性剤はその分子構造中に非常に疎水性の強いアセチレン骨格を有しているにも関わらず、HLBが7〜18であり化合物として比較的高い親水性を示す。すなわち非常に高い親水性ユニットと疎水性ユニットが分子構造中で比較的明確に分かれて存在していることがその大きな特徴の一つである。本発明で着色剤として含有される表面改質カーボンブラックは特に分散剤を必要とすることなく、カーボンブラック表面の親水性官能基と周囲の水分子との相互作用および/またはカーボンブラック表面上の電荷による粒子同士の静電反発力の作用によって、水系で分散安定を保っていると考えられる。50%平均粒径が40〜90nmの範囲である本発明の表面改質カーボンブラックにおいて、本発明の上記ノニオン系界面活性剤はその特徴的な分子構造により効率的にカーボンブラック表面に吸着し、カーボンブラックと周囲の水分子の間および/またはカーボンブラック粒子間の相互作用を安定化に向けて補助する働きをするものと考えられる。また上記ノニオン系界面活性剤は一般の高分子分散剤等に比較して非常に分子量が小さいことが、そのもう一つの構造的特長である。このため分散液中での移動がしやすく、カーボンブラック表面への効率的な吸着に寄与していると予想される。その結果として本発明のの分散系においても安定な分散状態を保ち、経時による増粘・増粒・沈降等の不具合を有効に解消し得る。本発明においては、要件を満たす界面活性剤を単独で使用することもでき、また2種類以上の化合物を併用してもよい。   The factor that these nonionic surfactants having a specific structure greatly contribute to dispersion stability in the surface-modified carbon black dispersion of the present invention is not clear, but is presumed as follows. That is, the nonionic surfactant of the present invention has an HLB of 7 to 18 and a relatively high hydrophilicity as a compound despite having a very hydrophobic acetylene skeleton in its molecular structure. Show. That is, one of the major features is that very high hydrophilic units and hydrophobic units are relatively clearly separated in the molecular structure. The surface-modified carbon black contained as a colorant in the present invention does not particularly require a dispersant, and the interaction between the hydrophilic functional group on the surface of the carbon black and surrounding water molecules and / or on the surface of the carbon black. It is thought that dispersion stability is maintained in the aqueous system by the action of electrostatic repulsion between particles due to electric charges. In the surface-modified carbon black of the present invention having a 50% average particle size in the range of 40 to 90 nm, the nonionic surfactant of the present invention is efficiently adsorbed on the carbon black surface due to its characteristic molecular structure, It is considered that the interaction between carbon black and surrounding water molecules and / or between carbon black particles assists in stabilizing. Another structural feature of the nonionic surfactant is that it has a very low molecular weight compared to general polymer dispersants. For this reason, it is easy to move in the dispersion, and it is expected that it contributes to efficient adsorption to the carbon black surface. As a result, even in the dispersion system of the present invention, a stable dispersion state can be maintained, and problems such as thickening / granulation / sedimentation with time can be effectively eliminated. In the present invention, a surfactant satisfying the requirements can be used alone, or two or more kinds of compounds may be used in combination.

本発明に適用されるノニオン系界面活性剤は市販品をそのまま使用することもできる。好適な例として、サーフィノール440、465、485(Air Products社製)、オルフィンE1004、E1010(日信化学社製)、等が挙げられる。   As the nonionic surfactant applied to the present invention, a commercially available product can be used as it is. Preferable examples include Surfynol 440, 465, 485 (Air Products), Orphine E1004, E1010 (Nisshin Chemical).

本発明の態様によれば、本発明の水性カーボンブラック分散液は25℃における表面張力が30〜55mN/mの範囲に調整されることが好ましい。表面張力がこの範囲内に調整されることにより、前記アセチレングリコール系界面活性剤の分散安定化効果がより効果的に発現される。表面張力の上記範囲内への調整は、本発明の上記アセチレングリコール系界面活性剤のみの添加で行われてもよく、また一般に水系において表面張力を調整する目的で使用される界面活性剤等をさらに適用しても良い。表面張力を調整する目的で使用される界面活性剤としては、一般的なアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤から選択できるが、発泡・起泡の少ない水性分散液を得るという観点からノニオン性界面活性剤が特に好ましい。ノニオン性界面活性剤のさらなる具体例として、アセチレンアルコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルなどのエーテル系、ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系、ジメチルポリシロキサン等のシリコン系界面活性剤、その他フッ素アルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等の含フッ素系界面活性剤等が挙げられる。   According to the aspect of the present invention, the aqueous carbon black dispersion of the present invention is preferably adjusted to have a surface tension at 25 ° C. of 30 to 55 mN / m. By adjusting the surface tension within this range, the dispersion stabilizing effect of the acetylene glycol surfactant is more effectively expressed. The adjustment of the surface tension within the above range may be performed by adding only the acetylene glycol surfactant of the present invention, and a surfactant used for the purpose of adjusting the surface tension in an aqueous system is generally used. Furthermore, you may apply. The surfactant used for adjusting the surface tension can be selected from general anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and nonionic surfactants. Nonionic surfactants are particularly preferred from the viewpoint of obtaining an aqueous dispersion having a low content. Further specific examples of nonionic surfactants include acetylene alcohol surfactants, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene oleyl. Ethers such as ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene oleic acid, polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene distearate, sorbitan laurate, sorbitan mono Stearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate, polyoxyethylene monooleate, polyoxy Esters such as ethylene stearate-based, silicon-based surfactants dimethylpolysiloxane, other fluorine alkyl esters, fluorine-containing surfactants such as perfluoroalkyl carboxylic acid salts, and the like.

本発明の態様によれば、本発明の水性カーボンブラック分散液中の前記表面改質カーボンブラックと前記ノニオン系界面活性剤の重量比率が、90:1〜3:2の範囲であることが好ましい。前記ノニオン系界面活性剤の比率がカーボンブラックに対して90:1よりも小さいとき、上述した分散安定化の効果が発現しにくくなる場合がある。また3:2よりも大きいときは、それ以上添加しても期待される効果が頭打ちになる場合が多く、また本発明の水性分散液を使用して製造される水性インクの組成を制限する可能性がある。   According to the aspect of the present invention, the weight ratio of the surface-modified carbon black and the nonionic surfactant in the aqueous carbon black dispersion of the present invention is preferably in the range of 90: 1 to 3: 2. . When the ratio of the nonionic surfactant is smaller than 90: 1 with respect to carbon black, the above-mentioned dispersion stabilization effect may be difficult to express. In addition, when the ratio is larger than 3: 2, the effect expected even when added more often reaches the peak, and the composition of the aqueous ink produced using the aqueous dispersion of the present invention can be limited. There is sex.

本発明の水性カーボンブラック分散液はさらに、グリセリン、アルキレングリコール、アルキレングリコールアルキルエーテルからなる群より選ばれる1種または2種以上の水溶性有機溶剤をさらに含有することが好ましい。これらの水溶性有機溶剤をさらに含有することにより、上記表面改質カーボンブラックの分散を安定化する効果をより一層高めることができる。これは、これらの水溶性有機溶剤が、上述した前記ノニオン系界面活性剤が水系を移動して顔料表面に吸着する作用をより効率的に起させるためであると推察される。また一方で、一般に粒子を水に分散させている系が氷点下環境に放置された場合、凍結および/または融解の過程において分散が極端に不安定となり、解凍後に増粘・増粒等の不具合が生じることが多い。しかしながら本発明においては、上記水溶性有機溶剤をさらに含有することで、本発明の水性分散液が氷点下環境に放置された場合にも、凍結しにくくなり、また万が一凍結した場合でも分散が不安定になることを抑制する効果が期待できる。   The aqueous carbon black dispersion of the present invention preferably further contains one or more water-soluble organic solvents selected from the group consisting of glycerin, alkylene glycol, and alkylene glycol alkyl ether. By further containing these water-soluble organic solvents, the effect of stabilizing the dispersion of the surface-modified carbon black can be further enhanced. This is presumably because these water-soluble organic solvents cause the above-described nonionic surfactant to move more efficiently in the aqueous system and adsorb on the pigment surface. On the other hand, in general, when a system in which particles are dispersed in water is left in a sub-freezing environment, the dispersion becomes extremely unstable in the process of freezing and / or thawing, and problems such as thickening and particle size increase after thawing. Often occurs. However, in the present invention, by further containing the above-mentioned water-soluble organic solvent, even when the aqueous dispersion of the present invention is left in a sub-freezing environment, it is difficult to freeze, and even if it is frozen, the dispersion is unstable. The effect which suppresses becoming can be expected.

本発明に好適に使用できる上記水溶性有機溶剤は具体的に、グリセリン類として、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパンなどの固体グリセリン、アルキレングリコール類として、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが、またアルキレングリコールアルキルエーテル類として、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルなどが例示できる。   Specific examples of the water-soluble organic solvent that can be preferably used in the present invention include glycerins, solid glycerin such as glycerin, trimethylolpropane, and triethylolpropane, and alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and triethylene. Examples thereof include glycol, tetraethylene glycol, and dipropylene glycol. Examples of the alkylene glycol alkyl ethers include diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol monobutyl ether.

本発明に適用される上記水溶性有機溶剤の添加量に特に制限はなく、期待される分散安定効果、分散液を使用して製造される水性インクの組成による制約等を考慮して適宜決定されうる。   The amount of the water-soluble organic solvent added to the present invention is not particularly limited, and is appropriately determined in consideration of the expected dispersion stability effect, restrictions on the composition of the aqueous ink produced using the dispersion, and the like. sell.

本発明においては、好ましい水性カーボンブラックの製造方法も開示される。すなわち、本発明の水性カーボンブラック分散液の製造方法は、少なくともa)カーボンブラックを酸化処理して表面改質する工程、b)得られたスラリを濃縮または希釈して顔料濃度を調整する工程、c)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤を添加・混合する工程、とを別個に、または並行して行うことを特徴とする。   In the present invention, a preferred method for producing aqueous carbon black is also disclosed. That is, the method for producing an aqueous carbon black dispersion of the present invention includes at least a) a step of oxidizing carbon black to modify the surface, b) a step of adjusting the pigment concentration by concentrating or diluting the obtained slurry, c) The step of adding and mixing the nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton is performed separately or in parallel.

a)カーボンブラックを酸化処理して表面改質する工程においては、例えば、空気接触による酸化法、窒素酸化物、オゾンとの反応による気相酸化法、硝酸、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、亜塩素酸、過塩素酸、次亜ハロゲン酸塩、過酸化水素、臭素水溶液、オゾン水溶液等の酸化剤を用いる液相酸化法、プラズマ処理等により表面を改質する方法等が例示でき、そのいずれをも好適に利用することができる。この工程ではより均一にカーボンブラックの粉砕・表面改質処理を行うために、負荷の高い分散機や高速攪拌機などを用いることができる。具体的な分散機または粉砕機としては、ジェットミル、ボールミル、アトライター、フーロジェットミキサー、インペラーミル、コロイダルミル、サンドミル(例えば、「スーパーミル」、「アジテーターミル」、「ダイノーミル」、「ビーズミル」の商品名で市販のもの)等が例示できる。得られた分散体は、粗大粒子や不純物等を取り除くために、金属メッシュ濾過、限外濾過、遠心分離機やフィルター等を用いて精製しても良い。特にインクジェット用水性インクの製造を目的とした水性カーボンブラック分散液を製造する場合、微細なノズル目詰まり等の不具合の要因となり得るため、このような精製工程を行うことがより好ましい。また、得られた表面改質カーボンブラックの表面にはカルボキシル基やスルホン酸基などのイオン性官能基が多く存在する。得られた分散体のpH調整や上記イオン性官能基の中和の目的で、アルカリ金属の水酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等)、アンモニア(水)、各種のアミン化合物(ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン等)等を使用した中和工程を引き続き行うことも有用である。   a) In the step of surface modification by oxidizing carbon black, for example, an oxidation method by contact with air, a gas phase oxidation method by reaction with nitrogen oxides, ozone, nitric acid, potassium permanganate, potassium dichromate Illustrative examples include liquid phase oxidation methods using oxidants such as chlorous acid, perchloric acid, hypohalite, hydrogen peroxide, aqueous bromine solution, and aqueous ozone solution, methods for modifying the surface by plasma treatment, etc. Any of them can be used suitably. In this step, a disperser or a high-speed stirrer having a high load can be used to pulverize and surface-modify carbon black more uniformly. Specific examples of the disperser or pulverizer include a jet mill, a ball mill, an attritor, a furo jet mixer, an impeller mill, a colloidal mill, and a sand mill (for example, “super mill”, “agitator mill”, “dyno mill”, “bead mill”. (Commercially available product name) and the like. The obtained dispersion may be purified using metal mesh filtration, ultrafiltration, a centrifuge, a filter, or the like in order to remove coarse particles and impurities. In particular, when producing a water-based carbon black dispersion for the purpose of producing a water-based ink for inkjet, it is preferable to carry out such a purification step because it may cause problems such as fine nozzle clogging. Further, the surface of the obtained surface-modified carbon black has many ionic functional groups such as carboxyl groups and sulfonic acid groups. For the purpose of pH adjustment of the obtained dispersion and neutralization of the ionic functional group, alkali metal hydroxides (for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide), ammonia (water), various types It is also useful to continue the neutralization step using an amine compound (diethanolamine, triethanolamine, tripropanolamine, etc.).

b)得られたスラリを濃縮または希釈して顔料濃度を調整する工程では、水相酸化法においては、得られた水分散体を濃縮または希釈して最終的なカーボンブラック分散液中のカーボンブラック濃度が所望の範囲になるように調整する。また気相酸化法においては、得られた表面改質カーボンブラックを水に分散し所望の濃度に調整することもできる。なお、上記工程a)で記載した中和工程を本工程b)において行うことも可能である。   b) In the step of adjusting the pigment concentration by concentrating or diluting the obtained slurry, in the aqueous phase oxidation method, the obtained water dispersion is concentrated or diluted to obtain carbon black in the final carbon black dispersion. Adjust the concentration to be in the desired range. In the gas phase oxidation method, the obtained surface-modified carbon black can be dispersed in water and adjusted to a desired concentration. It is also possible to carry out the neutralization step described in step a) above in this step b).

c)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤を添加・混合する工程では、上述した特定の界面活性剤を、製造した水性分散液に添加し十分に混合する。これにより50%平均粒径が40〜90nmの範囲である本発明の表面改質カーボンブラックにおいても、経時による増粘・増粒・沈降などの不具合を抑制することができる。上記特定のノニオン系界面活性剤は1種類を単独で使用してもよく、また2種類以上を併用することも可能である。ここで使用する混合機としてはディゾルバなどの混合機のほかに、上述したジェットミル、ボールミル、アトライター、フーロジェットミキサー、インペラーミル、コロイダルミル、サンドミル等の分散機、粉砕機も好適に使用できる。混合時間、温度等の条件はカーボンブラックの種類と使用する界面活性剤との組み合わせや製造スケール等により適宜決定される。   c) In the step of adding and mixing the nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton, the above-mentioned specific surfactant is sufficiently added to the produced aqueous dispersion. Mix. Thereby, also in the surface-modified carbon black of the present invention having a 50% average particle size in the range of 40 to 90 nm, it is possible to suppress problems such as thickening / granulation / sedimentation with time. One of the specific nonionic surfactants may be used alone, or two or more of them may be used in combination. As a mixer used here, in addition to a mixer such as a dissolver, a dispersing machine such as a jet mill, a ball mill, an attritor, a furo jet mixer, an impeller mill, a colloidal mill, or a sand mill, or a pulverizer can be suitably used. . Conditions such as mixing time and temperature are appropriately determined depending on the combination of the type of carbon black and the surfactant used, the production scale, and the like.

以上詳細に説明した工程a)、b)およびc)は、別個順次に行われてもよく、または並行同時に行われても良い。いずれの場合でも本発明の好ましい表面改質カーボンブラック分散液を好適に製造できる。   The steps a), b) and c) described in detail above may be performed separately or in parallel. In any case, the preferred surface-modified carbon black dispersion of the present invention can be suitably produced.

本発明においては、好ましい水性インクについても開示される。すなわち本発明の水性インクは、以上詳細に説明してきた表面改質カーボンブラック分散液を用いて製造される水性インクであって、全インク量に対する表面改質カーボンブラックの配合量が1〜12wt%の範囲であることを特徴とする。本発明の水性分散液を使用することで、容易に表面改質カーボンブラックの配合量が1〜12wt%の水性インクを設計、調整することができる。本発明において、表面改質カーボンブラックの配合量を1〜12wt%の範囲に調整することによって、普通紙上でのO.D.値と専用紙上での光沢性とをバランスよく両立することができる。ここでインク中のカーボンブラック配合量が1wt%未満であるとき、プリントしたときのO.D.値が低く、所望の品質に満たない場合がある。また12wt%よりも大きいとき、それ以上カーボンブラックを増やしてもO.D.値は頭打ちになり上がらない場合があることに加え、専用紙上に記録した際の光沢性が大きく劣化する場合がある。また、急激なインクの初期粘度上昇によるプリント時吐出不安定等の不具合が発生する場合がある。   In the present invention, preferred aqueous inks are also disclosed. That is, the water-based ink of the present invention is a water-based ink produced using the surface-modified carbon black dispersion liquid described in detail above, and the blending amount of the surface-modified carbon black with respect to the total ink amount is 1 to 12 wt%. It is the range of these. By using the aqueous dispersion of the present invention, it is possible to easily design and adjust an aqueous ink having a surface-modified carbon black content of 1 to 12 wt%. In the present invention, by adjusting the blending amount of the surface-modified carbon black in the range of 1 to 12 wt%, the OD value on the plain paper and the glossiness on the special paper can be balanced. . Here, when the amount of carbon black in the ink is less than 1 wt%, the O.D. D. The value is low and may not meet the desired quality. Moreover, when larger than 12 wt%, even if carbon black is increased further, O.D. D. The value may reach a peak and may not increase, and the glossiness when recorded on dedicated paper may be greatly degraded. In addition, problems such as unstable ejection during printing due to a sudden increase in the initial viscosity of ink may occur.

本発明の水性インクは、上述した本発明の表面改質カーボンブラック分散液に、必要に応じて保湿剤、浸透促進剤、定着剤、pH調整剤、粘度調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐剤等を適宜添加・混合することで製造される。   The water-based ink of the present invention comprises the above-described surface-modified carbon black dispersion of the present invention, if necessary, a moisturizing agent, a penetration accelerator, a fixing agent, a pH adjusting agent, a viscosity adjusting agent, an antioxidant, and an ultraviolet absorber. It is manufactured by adding and mixing preservatives and the like as appropriate.

保湿剤は一般に耐目詰まり性や間欠印刷時の吐出不良を抑止することを目的に添加される材料であり、一般に水溶性かつ吸湿性の高い材料から選ばれる。保湿剤の例としては、前述したグリセリン、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパンなどの固体グリセリン等のグリセリン類や、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどのアルキレングリコール類がこの目的に対しても有効に機能することが知られている他、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等のポリオール類、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ε−カプロラクタム等のラクラム類、尿素、チオ尿素、エチレン尿素、1,3−ジメチルイミダゾリジノン類等の尿素類、マルチトール、ソルビトール、グルコノラクトン、マルトース等の糖類、等が例示できる。これらの保湿剤の使用量は特に限定されないが、一般には0.5〜50重量%の範囲である。   A humectant is generally a material added for the purpose of suppressing clogging resistance and ejection failure during intermittent printing, and is generally selected from water-soluble and highly hygroscopic materials. Examples of the humectant include glycerins such as glycerin, trimethylolpropane and triethylolpropane as described above, and alkylenes such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and dipropylene glycol. Glycols are known to function effectively for this purpose, and 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1 , 2,6-hexanetriol, polyols such as pentaerythritol, lactams such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, and ε-caprolactam, urea, thiourea, ethyleneurea, 1,3-dimethylimidazolide Non-type urine S, maltitol, sorbitol, gluconolactone, maltose, etc., etc. may be exemplified. The amount of these humectants used is not particularly limited, but is generally in the range of 0.5 to 50% by weight.

浸透促進剤は、記録媒体への濡れ性を向上することで浸透性を早めることを目的に添加される材料であり、一般に水溶液の表面張力が小さくなる水溶性有機溶剤や界面活性剤等から選ばれる。浸透促進剤の添加により高速印刷に対応することが可能になる他、普通紙や再生紙等の様々な紙種に対して同様に優れた印刷品質を与えるインクを提供できる。浸透促進剤の例としては、前述したジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコールアルキルエーテル類がこの目的に対しても有効に機能することが知られている他、エタノール、プロパノール等の低級アルコール、1,2−ヘキサンジオ−ル、1,2−オクタンジオール等の1,2−アルキルジオール類等が例示できる。また、界面活性剤としては、本発明の要件であるアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤がこの目的に対しても有効に機能することが知られている他、脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル等のノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤等を用いることもできる。   Penetration accelerator is a material added for the purpose of speeding up the penetration by improving the wettability to the recording medium, and is generally selected from water-soluble organic solvents and surfactants that reduce the surface tension of the aqueous solution. It is. In addition to being able to cope with high-speed printing by the addition of a penetration accelerator, it is possible to provide ink that gives excellent print quality to various paper types such as plain paper and recycled paper. As examples of penetration enhancers, alkylene glycol alkyl ethers such as diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether and dipropylene glycol monobutyl ether described above are known to function effectively for this purpose. And lower alcohols such as ethanol and propanol, 1,2-alkyldiols such as 1,2-hexanediol and 1,2-octanediol, and the like. In addition, as surfactants, nonionic surfactants having an acetylene skeleton, which is a requirement of the present invention, are known to function effectively for this purpose, as well as fatty acid salts, alkyl sulfate esters, etc. Anionic surfactants, nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene phenyl ether, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and the like can also be used.

定着剤は本発明のインクを用いて印刷を行った際の印刷物の耐水性、耐摩擦性、耐溶剤性等を高めることを目的に添加される材料であり、一般に水溶性の樹脂類や水性エマルジョン、水性ポリマー微粒子等から選ばれる。水溶性の樹脂類としては、水溶性ロジン類、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、スチレン−アクリル酸樹脂、スチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−マレイン酸半エステル樹脂、アクリル酸−アクリル酸エステル樹脂、イソブチレン−マレイン酸樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチ、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン等が例示できる。水性エマルジョンや水性ポリマー微粒子としては、スチレン−アクリル酸エマルジョン、アクリル酸エマルジョン等が例示できる。これらの定着剤の使用量は特に限定されないが、一般には0.5〜50重量%の範囲である。   The fixing agent is a material added for the purpose of improving the water resistance, friction resistance, solvent resistance, etc. of the printed matter when printing using the ink of the present invention, and is generally a water-soluble resin or water-based resin. It is selected from emulsion, aqueous polymer fine particles and the like. Water-soluble resins include water-soluble rosins, alginic acids, polyvinyl alcohol, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, styrene-acrylic acid resin, styrene-acrylic acid-acrylic acid ester resin, styrene-maleic acid. Examples include acid resins, styrene-maleic acid half ester resins, acrylic acid-acrylic acid ester resins, isobutylene-maleic acid resins, rosin-modified maleic acid resins, polyvinyl pyrrolidone, gum arabic starch, polyallylamine, polyvinylamine, and polyethyleneimine. . Examples of the aqueous emulsion and aqueous polymer fine particles include styrene-acrylic acid emulsion and acrylic acid emulsion. The amount of these fixing agents used is not particularly limited, but is generally in the range of 0.5 to 50% by weight.

pH調整剤はインクのpHを所望の範囲内に設定する目的で添加される材料であり、従来から水性インクに用いられているものを特に制限なく利用することができる。具体的には、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニア、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン類等が例示できる。これらは前述した顔料の中和工程で使用される材料と同じ例示であるが、同種のものを使用してもよく、また異種の材料を組み合わせて使用することも可能である。また、この目的に対して、上述の材料の他にも、一般にpH緩衝剤として知られているコリジン、イミダゾール、燐酸、3−(N−モルホリノ)プロパンスルホン酸、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、ほう酸等も好適に使用可能である。これらの材料を使用して調整されるインクのpHは、他部材とのマッチングや印刷品質等を考慮して適宜決定される。   The pH adjuster is a material added for the purpose of setting the pH of the ink within a desired range, and those conventionally used for water-based inks can be used without particular limitation. Specific examples include hydroxides of alkali metals such as lithium hydroxide, potassium hydroxide and sodium hydroxide, and amines such as ammonia, triethanolamine, triisopropanolamine and diethanolamine. These are the same examples as the materials used in the above-described pigment neutralization step, but the same materials may be used, or different materials may be used in combination. For this purpose, in addition to the above-mentioned materials, collidine, imidazole, phosphoric acid, 3- (N-morpholino) propanesulfonic acid, tris (hydroxymethyl) aminomethane, which are generally known as pH buffering agents, Boric acid or the like can also be suitably used. The pH of the ink adjusted using these materials is appropriately determined in consideration of matching with other members, print quality, and the like.

酸化防止剤・紫外線吸収剤としては、アロハネート、メチルアロハネートなどのアロハネート類、ビウレット、ジメチルビウレット、テトラメチルビウレットなどのビウレット類など、L−アスコルビン酸およびその塩等、チバガイギー社製のTinuvin328、900、1130、384、292、123、144、622、770、292、Irgacor252、153、Irganox1010、1076、1035、MD1024など、あるいはランタニドの酸化物等が用いられる。   Antioxidants and ultraviolet absorbers include allophanates such as allophanate and methyl allophanate, biurets such as biuret, dimethylbiuret and tetramethylbiuret, L-ascorbic acid and its salts, etc. Tinuvin 328, 900 manufactured by Ciba Geigy 1130, 384, 292, 123, 144, 622, 770, 292, Irgacor 252, 153, Irganox 1010, 1076, 1035, MD1024, or the like, or a lanthanide oxide or the like is used.

防腐剤・防かび剤としては、例えば安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、1,2−ジベンジソチアゾリン−3−オン(アビシア社のプロキセルCRL、プロキセルBDN、プロキセルGXL、プロキセルXL−2、プロキセルTN)などの中から選ぶことができる。   Examples of antiseptics and fungicides include sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium sorbate, sodium dehydroacetate, 1,2-dibenzisothiazolin-3-one ( Avicia's Proxel CRL, Proxel BDN, Proxel GXL, Proxel XL-2, Proxel TN) and the like can be selected.

本発明の水性インキは、筆記具用、スタンプ用等のような各種のインキとしても用いられる。特に、水性ボールペン等の筆記用インキ組成物として使用した場合に記録・筆記特性が良好で筆跡ムラのない筆記ができ、また、速記した場合に文字がかすれることはない。また本発明の水性インキは、インキの液滴を吐出し、前記液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録用インキとして、更に好適に使用することができる。   The water-based ink of the present invention is also used as various inks for writing instruments, stamps and the like. In particular, when used as a writing ink composition such as a water-based ballpoint pen, the recording / writing characteristics are good and writing can be performed without unevenness of writing, and characters are not faded when written quickly. The water-based ink of the present invention can be more suitably used as an ink for ink jet recording in which ink droplets are ejected and the droplets are adhered to a recording medium for recording.

本発明のインクジェット記録方法は、インキを微細なノズルより液滴として吐出して、その液滴を記録媒体に付着させるいかなる方式も使用することができる。   The ink jet recording method of the present invention can use any method in which ink is ejected as droplets from a fine nozzle and the droplets are attached to a recording medium.

その幾つかを説明する。先ず静電吸引方式がある。この方式はノズルとノズルの前方に置いた加速電極の間に強電界を印可し、ノズルからインキを液滴状で連続的に噴射させ、インキ滴が偏向電極間を飛翔する間に印刷情報信号を偏向電極に与えて記録する方式、あるいはインキ滴を偏向することなく印刷情報信号に対応して噴射させる方式がある。   Some of them will be explained. First, there is an electrostatic suction method. In this method, a strong electric field is applied between the nozzle and the acceleration electrode placed in front of the nozzle, ink is continuously ejected from the nozzle in the form of droplets, and a print information signal is output while the ink droplets fly between the deflection electrodes. There is a method of recording by applying to the deflecting electrode, or a method of ejecting ink droplets corresponding to the print information signal without deflecting.

第二の方法としては、小型ポンプでインキ液に圧力を加え、ノズルを水晶振動子等で機械的に振動させることにより、強制的にインキ滴を噴射させる方式である。噴射したインキ滴は噴射と同時に帯電させ、インキ滴が偏向電極間を飛翔する間に印刷情報信号を偏向電極に与えて記録する。   The second method is a method in which ink droplets are forcibly ejected by applying pressure to the ink liquid with a small pump and mechanically vibrating the nozzle with a crystal resonator or the like. The ejected ink droplets are charged simultaneously with the ejection, and a printing information signal is applied to the deflection electrodes and recorded while the ink droplets fly between the deflection electrodes.

第三の方法は圧電素子を用いる方式であり、インキに圧電素子で圧力と印刷情報信号を同時に加え、インキ滴を噴射・記録させる方式である。   The third method is a method using a piezoelectric element, in which pressure and a print information signal are simultaneously applied to ink with a piezoelectric element, and ink droplets are ejected and recorded.

第四の方式は熱エネルギーの作用によりインキを急激に体積膨張させる方式であり、インキを印刷情報信号に従って微小電極で加熱発泡させ、インキ滴を噴射・記録させる方式である。   The fourth method is a method in which the ink is rapidly volume-expanded by the action of heat energy, and is a method in which ink is heated and foamed with a microelectrode in accordance with a print information signal, and ink droplets are ejected and recorded.

以上のいずれの方式も本発明の水性インキを用いたインクジェット記録方法に使用することができる。   Any of the above methods can be used in the ink jet recording method using the water-based ink of the present invention.

本発明の記録方法は、光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムからなる記録媒体を用いて行われることがより好ましい。本発明に適用される平均粒子径が40〜90nmの範囲である表面改質カーボンブラックは、上記光沢性記録媒体に記録した際の光沢性が優れる。   The recording method of the present invention is more preferably carried out using a recording medium made of paper or film having a glossy base material. The surface-modified carbon black having an average particle diameter in the range of 40 to 90 nm applied to the present invention is excellent in gloss when recorded on the glossy recording medium.

本発明の記録物は、少なくとも上記水性インクを用いて記録が行われて得られたものである。この記録物は、本発明の水性インクを用いることにより、普通紙である場合には高いO.D.値を示し、専用紙、特に光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムである場合には高い光沢性を示す。   The recorded matter of the present invention is obtained by recording at least using the water-based ink. By using the water-based ink of the present invention, this recorded matter shows a high OD value when it is plain paper, and is a special paper, particularly a paper or film having a glossy base material. Indicates high gloss.

<実施例>
以下、本発明の水性カーボンブラック分散液および水性インクについて実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<Example>
Hereinafter, the water-based carbon black dispersion and the water-based ink of the present invention will be described in detail using examples, but the present invention is not limited to these examples.

(水性カーボンブラック分散液の製造)   (Production of aqueous carbon black dispersion)

(カーボンブラック分散液1;本発明の適用範囲内のカーボンブラック分散液)
市販の酸性カーボンブラックであるPrintex75(Degusa社製) 400gをイオン交換水4400gに加え、ディゾルバーで30分間攪拌した。その後攪拌速度を上げながら、5.5〜6.0wt%濃度に調整されたオゾンガスを毎分4.5リットルの流速で容器内に注入して、約3時間反応を行った。この反応液にNaOHを添加・攪拌してpHを約7に調整した後、マイクロフルイダイザー(Microfluidics社製)で約5時間循環させて分散を行った。ここで得られた分散液にさらにNaOHを添加してpHを7付近に調整した後、金属メッシュフィルター(400メッシュ)および限外濾過膜による精製を経てから、顔料濃度が13wt%になるまで濃縮した。この濃縮液100部に対してそれぞれ1.95部および28.05部のサーフィノール465(Air Products社製)およびイオン交換水を添加・攪拌して、顔料濃度10wt%、サーフィノール465濃度1.5wt%の最終分散液を得た。これをカーボンブラック分散液1とする。分散液1の表面張力を25℃環境において測定したところ39mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、71nmであった。なお、ここで使用したサーフィノール465は、分子中にエチレンオキサイドの繰り返し構造を65wt%の割合で含有し、HLB値が13であるアセチレン骨格のノニオン系界面活性剤である。
(Carbon black dispersion 1; carbon black dispersion within the scope of the present invention)
400 g of Printex75 (manufactured by Degusa), which is a commercially available acidic carbon black, was added to 4400 g of ion-exchanged water, and the mixture was stirred for 30 minutes with a dissolver. Thereafter, while increasing the stirring speed, ozone gas adjusted to a concentration of 5.5 to 6.0 wt% was injected into the container at a flow rate of 4.5 liters per minute, and the reaction was performed for about 3 hours. After adding and stirring NaOH to this reaction liquid and adjusting pH to about 7, it was circulated by a microfluidizer (made by Microfluidics) for about 5 hours, and was disperse | distributed. After further adding NaOH to the dispersion obtained here to adjust the pH to around 7, it was purified by a metal mesh filter (400 mesh) and an ultrafiltration membrane, and then concentrated until the pigment concentration became 13 wt%. did. 1.95 parts and 28.05 parts of Surfinol 465 (produced by Air Products) and ion-exchanged water were added and stirred to 100 parts of this concentrated solution, respectively, to obtain a pigment concentration of 10 wt% and a Surfinol 465 concentration of 1. A final dispersion of 5 wt% was obtained. This is designated as carbon black dispersion 1. It was 39 mN / m when the surface tension of the dispersion liquid 1 was measured in a 25 degreeC environment. Moreover, it was 71 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method. Surfynol 465 used here is a nonionic surfactant having an acetylene skeleton containing a repeating structure of ethylene oxide in the molecule at a ratio of 65 wt% and an HLB value of 13.

(カーボンブラック分散液2;本発明の適用範囲内のカーボンブラック分散液)
反応液の濃縮工程まではカーボンブラック分散液1と同様の製法にて、顔料濃度が20wt%の濃縮液を得た。この濃縮液100部に対してそれぞれ6.67部、2.00部、4.00部、20.66部のグリセリン、サーフィノール465、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、およびイオン交換水を添加・攪拌して、顔料濃度15wt%、グリセリン濃度5wt%、サーフィノール465濃度1.5wt%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル濃度3wt%の最終分散液を得た。これをカーボンブラック分散液2とする。分散液2の表面張力を25℃環境において測定したところ33mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、70nmであった。
(Carbon black dispersion 2; carbon black dispersion within the scope of the present invention)
A concentrated solution having a pigment concentration of 20 wt% was obtained by the same production method as in the carbon black dispersion 1 until the concentration step of the reaction solution. 6.67 parts, 2.00 parts, 4.00 parts, 20.66 parts of glycerin, Surfynol 465, triethylene glycol monobutyl ether, and ion-exchanged water were added to 100 parts of the concentrated solution and stirred. Thus, a final dispersion having a pigment concentration of 15 wt%, a glycerin concentration of 5 wt%, a surfinol 465 concentration of 1.5 wt%, and a triethylene glycol monobutyl ether concentration of 3 wt% was obtained. This is designated as carbon black dispersion 2. It was 33 mN / m when the surface tension of the dispersion liquid 2 was measured in a 25 degreeC environment. Moreover, it was 70 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method.

(カーボンブラック分散液3;本発明の適用範囲内のカーボンブラック分散液)
市販の酸性カーボンブラックである#45(三菱化学社製)100gを水1kgに混合して、ジルコニアビーズによるボールミルにて粉砕した。この粉砕原液に次亜塩素酸ナトリウム(有効塩素濃度 12%)1400gを滴下して、ボールミルで粉砕しながら5時間反応させ、さらに攪拌しながら4時間煮沸して湿式酸化を行った。得られた分散原液をガラス繊維ろ紙GA−100(商品名、アドバンテック東洋株式会社製)でろ過して、さらに水で洗浄した。このウェットケーキを水5kgに再分散して、逆浸透膜にて電導度2mS/cmまで脱塩・精製して、さらに顔料濃度13wt%まで濃縮した。この濃縮液100部に対してそれぞれ6.50部、1.30部、22.2部のトリエチレングリコール、サーフィノール485およびイオン交換水を添加・攪拌して、顔料濃度10wt%、トリエチレングリコール濃度5wt%、サーフィノール485濃度1.0wt%の最終分散液を得た。これをカーボンブラック分散液3とする。分散液3の表面張力を25℃環境において測定したところ42mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、55nmであった。なお、ここで使用したサーフィノール485は、分子中にエチレンオキサイドの繰り返し構造を85wt%の割合で含有し、HLB値が17であるアセチレン骨格のノニオン系界面活性剤である。
(Carbon black dispersion 3; carbon black dispersion within the scope of the present invention)
100 g of commercially available acidic carbon black # 45 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed with 1 kg of water and pulverized by a ball mill using zirconia beads. 1400 g of sodium hypochlorite (effective chlorine concentration 12%) was added dropwise to this pulverized stock solution, reacted for 5 hours while pulverizing with a ball mill, and further boiled for 4 hours with stirring to perform wet oxidation. The obtained dispersion stock solution was filtered with glass fiber filter paper GA-100 (trade name, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) and further washed with water. This wet cake was redispersed in 5 kg of water, desalted and purified to a conductivity of 2 mS / cm with a reverse osmosis membrane, and further concentrated to a pigment concentration of 13 wt%. 6.50 parts, 1.30 parts, 22.2 parts of triethylene glycol, Surfynol 485 and ion-exchanged water were added and stirred to 100 parts of this concentrated solution, respectively, and the pigment concentration was 10 wt%, triethylene glycol. A final dispersion having a concentration of 5 wt% and Surfynol 485 concentration of 1.0 wt% was obtained. This is designated as carbon black dispersion 3. It was 42 mN / m when the surface tension of the dispersion liquid 3 was measured in a 25 degreeC environment. Moreover, it was 55 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method. Surfynol 485 used here is a nonionic surfactant having an acetylene skeleton containing an ethylene oxide repeating structure in the molecule at a ratio of 85 wt% and an HLB value of 17.

(カーボンブラック分散液4;本発明の適用範囲内のカーボンブラック分散液)
市販の酸性カーボンブラックである#45(三菱化学社製)25gをスルホラン250g中に混合し、アイガーモーターミル(アイガージャパン社製)で約1時間製粒分散した。この混合液からエバポレータで水分を除去した後、反応槽内で三酸化硫黄250gを加えて6時間反応させた。この反応液を過剰なスルホランおよびイオン交換水で洗浄したのち濾過を行い、スルフィン基またはスルホン酸基をカーボンブラック表面に持つ表面改質顔料スラリーを得た。次いで、イオン交換水400gにp−アミノ安息香酸エチル5g、濃硝酸3gを添加して攪拌しながら5℃に冷却した。この懸濁液に上記顔料スラリーを添加し、水50g、亜硝酸ナトリウム2gからなる水溶液をゆっくり添加して10時間攪拌した後、水洗と濾過を繰り返すことで、フェニル基を介してカルボン酸エチル基を導入した表面改質カーボンブラック顔料のスラリーを得た。さらに、ポリエチレングリコール(Mw:5,000)40gとジアザビシクロウンデセン(DBU)0.5gをエタノール200gに溶かし、上記で合成した表面改質カーボンブラックをゆっくり添加攪拌した。混合物のpHを10に調製して24時間還流した後、得られた混合物をエタノールによる洗浄、濾過を繰り返して、最終的に硫黄含有分散性付与基を表面に直接導入し、さらにフェニル基を介してポリエチレンオキシドプロピレンオキシドベンズアミドを導入した表面改質カーボンブラックを得た。この表面改質カーボンブラックをイオン交換水中に分散し濃度調整をして、顔料濃度13wt%の分散体を得た。この分散体100部に対してそれぞれ1.95部、3.90部、24.15部のオルフィンE1010(日信化学株式会社製)、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、およびイオン交換水を添加・攪拌して、顔料濃度10wt%、オルフィンE1010濃度1.5wt%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル濃度3wt%の最終分散液を得た。これをカーボンブラック分散液4とする。分散液4の表面張力を25℃環境において測定したところ34mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、58nmであった。なお、ここで使用したオルフィンE1010は、分子中にエチレンオキサイドの繰り返し構造を65wt%の割合で含有し、HLB値が13であるアセチレン骨格のノニオン系界面活性剤である。
(Carbon black dispersion 4; carbon black dispersion within the scope of the present invention)
25 g of commercially available acidic carbon black # 45 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed in 250 g of sulfolane, and granulated and dispersed with an Eiger motor mill (Eiger Japan) for about 1 hour. After removing water from this mixed solution with an evaporator, 250 g of sulfur trioxide was added in the reaction vessel and reacted for 6 hours. The reaction solution was washed with excess sulfolane and ion-exchanged water and then filtered to obtain a surface-modified pigment slurry having sulfine groups or sulfonic acid groups on the surface of carbon black. Next, 5 g of ethyl p-aminobenzoate and 3 g of concentrated nitric acid were added to 400 g of ion-exchanged water and cooled to 5 ° C. with stirring. The above pigment slurry is added to this suspension, an aqueous solution consisting of 50 g of water and 2 g of sodium nitrite is slowly added and stirred for 10 hours. A slurry of surface-modified carbon black pigment into which was introduced was obtained. Furthermore, 40 g of polyethylene glycol (Mw: 5,000) and 0.5 g of diazabicycloundecene (DBU) were dissolved in 200 g of ethanol, and the surface-modified carbon black synthesized above was slowly added and stirred. After adjusting the pH of the mixture to 10 and refluxing for 24 hours, the resulting mixture was repeatedly washed with ethanol and filtered to finally introduce a sulfur-containing dispersibility-imparting group directly onto the surface, and further via a phenyl group. Thus, a surface-modified carbon black into which polyethylene oxide propylene oxide benzamide was introduced was obtained. This surface-modified carbon black was dispersed in ion-exchanged water and the concentration was adjusted to obtain a dispersion having a pigment concentration of 13 wt%. 1.95 parts, 3.90 parts, 24.15 parts of Orphine E1010 (manufactured by Nissin Chemical Co., Ltd.), triethylene glycol monobutyl ether, and ion-exchanged water are added to 100 parts of this dispersion and stirred. Thus, a final dispersion having a pigment concentration of 10 wt%, an orphine E1010 concentration of 1.5 wt%, and a triethylene glycol monobutyl ether concentration of 3 wt% was obtained. This is designated as carbon black dispersion 4. It was 34 mN / m when the surface tension of the dispersion liquid 4 was measured in a 25 degreeC environment. Moreover, it was 58 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method. Note that Olfine E1010 used here is a nonionic surfactant having an acetylene skeleton containing a repeating structure of ethylene oxide at a ratio of 65 wt% in the molecule and an HLB value of 13.

(カーボンブラック分散液5;本発明の適用範囲内のカーボンブラック分散液)
市販の酸性カーボンブラックである#47(三菱化学社製)300gをイオン交換水4400gに加え、ディゾルバーで30分間攪拌した。その後攪拌速度を上げながら、5.5〜6.0wt%濃度に調整されたオゾンガスを毎分4.5リットルの流速で容器内に注入して、約3時間反応を行った。この反応液にNaOHを添加・攪拌してpHを約7に調整した後、マイクロフルイダイザー(Microfluidics社製)で約5時間循環させて分散を行った。ここで得られた分散液にさらにNaOHを添加してpHを7付近に調整した後、金属メッシュフィルター(400メッシュ)および限外濾過膜による精製を経てから、顔料濃度が20wt%になるまで濃縮した。この濃縮液100部に対してそれぞれ5.56部、1.67部、3.33部、0.55部のグリセリン、サーフィノール465、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、およびイオン交換水を添加・攪拌して、顔料濃度18wt%、グリセリン濃度5wt%、サーフィノール465濃度1.5wt%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル濃度3wt%の最終分散液を得た。これをカーボンブラック分散液5とする。分散液5の表面張力を25℃環境において測定したところ33mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、84nmであった。
(Carbon black dispersion 5; carbon black dispersion within the scope of the present invention)
300 g of commercially available acidic carbon black # 47 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to 4400 g of ion-exchanged water and stirred with a dissolver for 30 minutes. Thereafter, while increasing the stirring speed, ozone gas adjusted to a concentration of 5.5 to 6.0 wt% was injected into the container at a flow rate of 4.5 liters per minute, and the reaction was performed for about 3 hours. After adding and stirring NaOH to this reaction liquid and adjusting pH to about 7, it was circulated by a microfluidizer (made by Microfluidics) for about 5 hours, and was disperse | distributed. After further adding NaOH to the dispersion obtained here to adjust the pH to around 7, it is refined with a metal mesh filter (400 mesh) and an ultrafiltration membrane, and then concentrated until the pigment concentration reaches 20 wt%. did. 5.56 parts, 1.67 parts, 3.33 parts, 0.55 parts of glycerin, Surfynol 465, triethylene glycol monobutyl ether, and ion-exchanged water are added to 100 parts of the concentrated solution and stirred. Thus, a final dispersion having a pigment concentration of 18 wt%, a glycerin concentration of 5 wt%, a surfinol 465 concentration of 1.5 wt%, and a triethylene glycol monobutyl ether concentration of 3 wt% was obtained. This is designated as carbon black dispersion 5. It was 33 mN / m when the surface tension of the dispersion liquid 5 was measured in a 25 degreeC environment. Moreover, it was 84 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method.

〔比較例1〕
(カーボンブラック分散液6;本発明の適用範囲外のカーボンブラック分散液)
市販の酸性カーボンブラックであるMA600(三菱化学社製) 400gをイオン交換水4400gに加え、ディゾルバーで30分間攪拌した。その後攪拌速度を上げながら、5.5〜6.0wt%濃度に調整されたオゾンガスを毎分4.5リットルの流速で容器内に注入して、約3時間反応を行った。この反応液にNaOHを添加・攪拌してpHを約7に調整した後、マイクロフルイダイザー(Microfluidics社製)で約5時間循環させて分散を行った。ここで得られた分散液にさらにNaOHを添加してpHを7付近に調整した後、金属メッシュフィルター(400メッシュ)および限外濾過膜による精製を経てから、顔料濃度が13wt%になるまで濃縮した。この濃縮液100部に対してそれぞれ1.95部および28.05部のサーフィノール465(Air Products社製)およびイオン交換水を添加・攪拌して、顔料濃度10wt%、サーフィノール465濃度1.5wt%の最終分散液を得た。これをカーボンブラック分散液6とする。分散液6の表面張力を25℃環境において測定したところ39mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、172nmであった。
[Comparative Example 1]
(Carbon black dispersion 6; carbon black dispersion outside the scope of the present invention)
400 g of commercially available acidic carbon black MA600 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was added to 4400 g of ion-exchanged water, and the mixture was stirred for 30 minutes with a dissolver. Thereafter, while increasing the stirring speed, ozone gas adjusted to a concentration of 5.5 to 6.0 wt% was injected into the container at a flow rate of 4.5 liters per minute, and the reaction was performed for about 3 hours. After adding and stirring NaOH to this reaction liquid and adjusting pH to about 7, it was circulated by a microfluidizer (made by Microfluidics) for about 5 hours, and was disperse | distributed. After further adding NaOH to the dispersion obtained here to adjust the pH to around 7, it was purified by a metal mesh filter (400 mesh) and an ultrafiltration membrane, and then concentrated until the pigment concentration became 13 wt%. did. 1.95 parts and 28.05 parts of Surfinol 465 (produced by Air Products) and ion-exchanged water were added and stirred to 100 parts of this concentrated solution, respectively, to obtain a pigment concentration of 10 wt% and a Surfinol 465 concentration of 1. A final dispersion of 5 wt% was obtained. This is designated as carbon black dispersion liquid 6. It was 39 mN / m when the surface tension of the dispersion 6 was measured in a 25 ° C. environment. Moreover, it was 172 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method.

〔比較例2〕
(カーボンブラック分散液7;本発明の適用範囲外のカーボンブラック分散液)
反応液の濃縮工程まではカーボンブラック分散液1と同様の製法にて、顔料濃度が10wt%の濃縮液を得た。この濃縮液をカーボンブラック分散液7とする。分散液7の表面張力を25℃環境において測定したところ69mN/mであった。また、前述の方法で50%平均粒子径を測定したところ、71nmであった。
[Comparative Example 2]
(Carbon black dispersion 7; carbon black dispersion outside the scope of the present invention)
A concentrated solution having a pigment concentration of 10 wt% was obtained by the same production method as in the carbon black dispersion 1 until the concentration step of the reaction solution. This concentrated liquid is designated as carbon black dispersion liquid 7. The surface tension of the dispersion 7 was measured in an environment of 25 ° C. and found to be 69 mN / m. Moreover, it was 71 nm when the 50% average particle diameter was measured by the above-mentioned method.

(分散液の保存安定性評価)
上記実施例1〜5および比較例1〜2で調整したカーボンブラック分散液1〜7各60gをそれぞれ100gプラスティックボトルに入れた後、密栓してから50℃環境下で1ヶ月放置した。放置前後のカーボンブラック分散液の粘度および平均粒子径を測定し、その変化率から以下の基準に基づいて保存安定性を判定した。
判定A; 放置による粘度、平均粒子径の変化率がともに±5%以内である場合
判定B; 放置による粘度、平均粒子径の変化率がともに±10%以内である場合
判定C; 放置による粘度、平均粒子径の変化率のいずれか一つでも±10%を超える場合
評価結果を表1に示す。
(Evaluation of storage stability of dispersion)
60 g of each of the carbon black dispersions 1 to 7 prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were put into 100 g plastic bottles, sealed, and left in a 50 ° C. environment for 1 month. The viscosity and average particle size of the carbon black dispersion before and after standing were measured, and the storage stability was judged from the rate of change based on the following criteria.
Judgment A: When the change in viscosity and average particle diameter are both within ± 5% Judgment B; When both the change in viscosity and average particle diameter are within ± 10% Judgment C; Viscosity after leaving When any one of the change rates of the average particle diameter exceeds ± 10%, the evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2006219584
Figure 2006219584

表1から明らかなように、本発明の適用範囲内であるカーボンブラック分散液1〜5(実施例1〜5)は判定AまたはBを与え、優れた保存安定性を示す。中でもグリセリン、アルキレングリコール、アルキレングリコールアルキルエーテルからなる群より選ばれる1種または2種以上の水溶性有機溶剤をさらに含んでなるカーボンブラック分散液2〜5は判定Aを与え、さらに優れた保存安定性を示す。一方、本発明の要件であるHLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤を含まないカーボンブラック分散液7(比較例2)は判定Cを与え、保存安定性に劣る結果となった。   As is clear from Table 1, carbon black dispersions 1 to 5 (Examples 1 to 5) which are within the scope of application of the present invention give a judgment A or B, and show excellent storage stability. Among them, the carbon black dispersions 2 to 5 further comprising one or two or more water-soluble organic solvents selected from the group consisting of glycerin, alkylene glycol, and alkylene glycol alkyl ethers give judgment A, and further excellent storage stability. Showing gender. On the other hand, the carbon black dispersion liquid 7 (Comparative Example 2) that has an HLB value of 7 to 18 as a requirement of the present invention and does not contain a nonionic surfactant having an acetylene skeleton gives a judgment C, and is stable in storage. The result was inferior.

(水性インクの調整)   (Adjustment of water-based ink)

(水性インク1;本発明の適用範囲内の水性インク)
実施例1で調整したカーボンブラック分散液1 60部、グリセリン12部、トリエタノールアミン1部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル10部、およびイオン交換水17部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度6wt%の水性インクを得た。これを水性インク1とする。
(Water-based ink 1; water-based ink within the scope of the present invention)
After mixing and stirring 60 parts of carbon black dispersion 1 prepared in Example 1, 12 parts of glycerin, 1 part of triethanolamine, 10 parts of triethylene glycol monobutyl ether, and 17 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoroethylene And filtered through a membrane filter (made by Millipore) having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 6 wt%. This is referred to as water-based ink 1.

(水性インク2;本発明の適用範囲内の水性インク)
実施例2で調整したカーボンブラック分散液2 40部、グリセリン9.5部、トリエタノールアミン1部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル8.5部、およびイオン交換水41部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度6wt%の水性インクを得た。これを水性インク2とする。
(Water-based ink 2; water-based ink within the scope of the present invention)
After mixing and stirring 40 parts of the carbon black dispersion 2 prepared in Example 2, 9.5 parts of glycerin, 1 part of triethanolamine, 8.5 parts of diethylene glycol monobutyl ether, and 41 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoro The resultant was filtered through a membrane filter (manufactured by Millipore) made of ethylene and having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 6 wt%. This is referred to as water-based ink 2.

(水性インク3;本発明の適用範囲内の水性インク)
実施例3で調整したカーボンブラック分散液3 60部、グリセリン10部、トリイソプロパノールアミン1部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル10部、およびイオン交換水19部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度6wt%の水性インクを得た。これを水性インク3とする。
(Water-based ink 3; water-based ink within the scope of the present invention)
After mixing and stirring 60 parts of the carbon black dispersion liquid 3 prepared in Example 3, 10 parts of glycerin, 1 part of triisopropanolamine, 10 parts of triethylene glycol monobutyl ether, and 19 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoroethylene And filtered through a membrane filter (made by Millipore) having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 6 wt%. This is designated as water-based ink 3.

(水性インク4;本発明の適用範囲内の水性インク)
実施例4で調整したカーボンブラック分散液4 60部、グリセリン12部、トリエタノールアミン1部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル10部、およびイオン交換水17部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度6wt%の水性インクを得た。これを水性インク4とする。
(Water-based ink 4; water-based ink within the scope of the present invention)
After mixing and stirring 60 parts of carbon black dispersion 4 prepared in Example 4, 12 parts of glycerin, 1 part of triethanolamine, 10 parts of triethylene glycol monobutyl ether, and 17 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoroethylene And filtered through a membrane filter (made by Millipore) having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 6 wt%. This is designated as water-based ink 4.

(水性インク5;本発明の適用範囲内の水性インク)
実施例5で調整したカーボンブラック分散液5 50部、グリセリン10部、トリエタノールアミン1部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル2部、およびイオン交換水37部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度9wt%の水性インクを得た。これを水性インク5とする。
(Water-based ink 5; water-based ink within the scope of the present invention)
After mixing and stirring 50 parts of carbon black dispersion 5 prepared in Example 5, 10 parts of glycerin, 1 part of triethanolamine, 2 parts of triethylene glycol monobutyl ether, and 37 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoroethylene And filtered through a membrane filter (made by Millipore) having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 9 wt%. This is designated as water-based ink 5.

〔比較例3〕
(水性インク6;本発明の適用範囲外の水性インク)
比較例1で調整したカーボンブラック分散液6 60部、グリセリン12部、トリエタノールアミン1部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル10部、およびイオン交換水17部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度6wt%の水性インクを得た。これを水性インク6とする。
[Comparative Example 3]
(Water-based ink 6; water-based ink outside the scope of the present invention)
After mixing and stirring 60 parts of carbon black dispersion 6 prepared in Comparative Example 1, 12 parts of glycerin, 1 part of triethanolamine, 10 parts of triethylene glycol monobutyl ether, and 17 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoroethylene And filtered through a membrane filter (made by Millipore) having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 6 wt%. This is designated as water-based ink 6.

〔比較例4〕
(水性インク7;本発明の適用範囲外の水性インク)
比較例2で調整したカーボンブラック分散液7 60部、グリセリン12部、トリエタノールアミン1部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル10部、およびイオン交換水17部を混合・攪拌した後、ポリテトラフルオロエチレン製で孔径5μmのメンブランフィルター(ミリポア社製)により濾過して、カーボンブラック濃度6wt%の水性インクを得た。これを水性インク7とする。
[Comparative Example 4]
(Water-based ink 7; water-based ink outside the scope of the present invention)
After mixing and stirring 760 parts of the carbon black dispersion liquid prepared in Comparative Example 2, 12 parts of glycerin, 1 part of triethanolamine, 10 parts of triethylene glycol monobutyl ether, and 17 parts of ion-exchanged water, polytetrafluoroethylene And filtered through a membrane filter (made by Millipore) having a pore diameter of 5 μm to obtain an aqueous ink having a carbon black concentration of 6 wt%. This is referred to as water-based ink 7.

(水性インクの評価)
上記実施例6〜10および比較例3〜4で調整した水性インク1〜7をそれぞれ、オンデマンド型インクジェットプリンタであるPX−V700(セイコーエプソン株式会社製)に充填した後、普通紙−はやいモードで100%ベタ印刷を行った。記録媒体として、中性普通紙としてゼロックスP、ゼロックス4024(以上、富士ゼロックス株式会社製)、酸性普通紙としてEPP(セイコーエプソン株式会社製)、再製紙としてゼロックスR(富士ゼロックス株式会社製)の4種類の紙を用い、記録物を得た。印刷後、記録物を一般環境で1時間放置した後、グレタグ濃度計(グレタグマクベス社製)を用いてベタ部分のO.D.値を測定した。測定した結果を以下の基準に基づいて判定した。
判定A; O.D.値が1.35以上である場合
判定B; O.D.値が1.25以上1.35未満である場合
判定C; O.D.値が1.25未満である場合
(Evaluation of water-based ink)
After filling the water-based inks 1 to 7 prepared in Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 and 4 into an on-demand type ink jet printer PX-V700 (manufactured by Seiko Epson Corporation), plain paper-fast mode 100% solid printing was performed. As recording media, Xerox P and Xerox 4024 (made by Fuji Xerox Co., Ltd.) as neutral plain paper, EPP (made by Seiko Epson Corporation) as acidic plain paper, and Xerox R (made by Fuji Xerox Co., Ltd.) as recycled paper. A recorded material was obtained using four types of paper. After printing, the recorded matter is allowed to stand for 1 hour in a general environment, and then a solid portion O.D. is measured using a Gretag densitometer (manufactured by Gretag Macbeth). D. The value was measured. The measurement results were judged based on the following criteria.
Determination A; D. When the value is 1.35 or more Decision B; D. When the value is not less than 1.25 and less than 1.35: Determination C; D. If the value is less than 1.25

さらに、水性インク1〜7をそれぞれ、上記のプリンタPX−V700に充填した後、MC光沢紙−きれいモードで印刷を行った。記録媒体として、写真用紙<光沢>(セイコーエプソン社製)を用い、記録物を得た。印刷後、記録物を一般環境で1時間放置した後、記録物表面への移りこみ(写像)のシャープさ、および光沢の好ましさを目視により主観評価した。評価した結果を以下の基準に基づいて判定した。
判定A; 写像物のエッジがシャープに見え、好ましい光沢を与える場合
判定B; 写像物のエッジが若干ぼやけて見えるものの、比較的好ましい光沢を与える場合
判定C; 写像物のエッジが不明瞭であり、光沢が好ましくない場合
上記O.D.値と光沢感の評価結果をまとめて表2に示す。
Further, each of the water-based inks 1 to 7 was filled in the printer PX-V700, and then printed in MC glossy paper-clean mode. As a recording medium, photographic paper <glossy> (manufactured by Seiko Epson Corporation) was used to obtain a recorded matter. After printing, the recorded material was allowed to stand in a general environment for 1 hour, and then the sharpness of transfer (mapping) onto the surface of the recorded material and the favorableness of gloss were visually evaluated. The evaluation result was determined based on the following criteria.
Judgment A: When the edge of the mapping object looks sharp and gives a favorable glossiness Judgment B: When the edge of the mapping object looks slightly blurred but gives a relatively favorable glossiness Judgment C: The edge of the mapping object is unclear When gloss is not preferred, the above O.D. D. Table 2 summarizes the values and evaluation results of glossiness.

Figure 2006219584
Figure 2006219584

表2から明らかなように、本発明の適用範囲内である水性インク1〜5(実施例6〜10)は判定AまたはBを与え、優れたO.D.値および光沢感を示す。一方、表面改質カーボンブラックの50%平均粒子径が本発明の適用範囲外である水性インク6(比較例3)は光沢感の評価において判定Cを与えた。このように、表面改質カーボンブラックの50%平均粒子径が90nmを超える場合には、好ましい光沢感が得られにくい。   As is apparent from Table 2, aqueous inks 1 to 5 (Examples 6 to 10) that are within the scope of application of the present invention gave a determination A or B, and had excellent O.D. D. Shows value and gloss. On the other hand, the water-based ink 6 (Comparative Example 3) in which the 50% average particle diameter of the surface-modified carbon black is outside the scope of application of the present invention gave a judgment C in the glossiness evaluation. Thus, when the 50% average particle diameter of the surface-modified carbon black exceeds 90 nm, it is difficult to obtain a preferable glossiness.

以上詳細に述べてきたように、本発明によれば、普通紙に対しては高いO.D.値を与え、専用紙、特に光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムに対しては高い光沢性を与える水性インクに好適に適用される表面改質カーボンブラック分散液、およびその製造方法を提供される。また本発明のカーボンブラック分散液は、顔料粒子の平均粒子径が40〜90nmと小さいにも関わらず優れた経時安定性を示すものである。   As described in detail above, according to the present invention, a high OD value is given for plain paper, and high for special paper, particularly paper or film having a glossy base material. Provided are a surface-modified carbon black dispersion that is suitably applied to water-based inks that impart gloss, and a method for producing the same. In addition, the carbon black dispersion of the present invention exhibits excellent temporal stability although the average particle diameter of the pigment particles is as small as 40 to 90 nm.

Claims (11)

少なくともA)表面改質カーボンブラック、B)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤、とを含有する水性カーボンブラック分散液であって、上記表面改質カーボンブラックの50%平均粒子径が40〜90nmの範囲であり、上記表面改質カーボンブラックの固形分含有量が10〜30wt%であり、かつ25℃における表面張力が30〜55mN/mの範囲であることを特徴とする水性カーボンブラック分散液。   An aqueous carbon black dispersion containing at least A) a surface-modified carbon black and B) a nonionic surfactant having an HLB value in the range of 7 to 18 and having an acetylene skeleton, The 50% average particle diameter of carbon black is in the range of 40 to 90 nm, the solid content of the surface-modified carbon black is 10 to 30 wt%, and the surface tension at 25 ° C. is in the range of 30 to 55 mN / m. An aqueous carbon black dispersion characterized by 前記ノニオン系界面活性剤が、その分子中にエチレンオキサイドの繰り返し構造を有し、かつそのエチレンオキサイドの分子中の含有割合が35〜90wt%であることを特徴とする請求項1に記載の水性カーボンブラック分散液。   2. The aqueous solution according to claim 1, wherein the nonionic surfactant has a repeating structure of ethylene oxide in the molecule, and the content of ethylene oxide in the molecule is 35 to 90 wt%. Carbon black dispersion. 前記表面改質カーボンブラックとノニオン系界面活性剤の重量比率が、90:1〜3:2の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の水性カーボンブラック分散液。   3. The aqueous carbon black dispersion according to claim 1, wherein a weight ratio of the surface-modified carbon black to the nonionic surfactant is in a range of 90: 1 to 3: 2. グリセリン、アルキレングリコール、アルキレングリコールアルキルエーテルからなる群より選ばれる1種または2種以上の水溶性有機溶剤をさらに含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水性カーボンブラック分散液。   The aqueous carbon according to any one of claims 1 to 3, further comprising one or more water-soluble organic solvents selected from the group consisting of glycerin, alkylene glycol, and alkylene glycol alkyl ethers. Black dispersion. 水性カーボンブラック分散液を製造する方法であって、少なくともa)カーボンブラックを酸化処理して表面改質する工程、b)得られたスラリを濃縮または希釈して顔料濃度を調整する工程、c)HLB値が7〜18の範囲であり、かつアセチレン骨格を有するノニオン系界面活性剤を添加・混合する工程、とを別個に、または並行して行うことを特徴とする水性カーボンブラック分散液の製造方法。   A method for producing an aqueous carbon black dispersion, wherein at least a) a step of oxidizing carbon black to modify the surface, b) a step of adjusting the pigment concentration by concentrating or diluting the resulting slurry, c) Production of an aqueous carbon black dispersion characterized in that the step of adding and mixing a nonionic surfactant having an HLB value of 7 to 18 and having an acetylene skeleton is performed separately or in parallel. Method. 請求項1〜4に記載の水性カーボンブラック分散液を用いて製造される水性インクであって、全インク量に対する表面改質カーボンブラックの配合量が1〜12wt%の範囲であることを特徴とする水性インク。   A water-based ink produced using the water-based carbon black dispersion according to claim 1, wherein the amount of the surface-modified carbon black based on the total ink amount is in the range of 1 to 12 wt%. Water-based ink. インクジェット記録用であることを特徴とする請求項6に記載の水性インク。   The water-based ink according to claim 6, which is for inkjet recording. インクを付着させて記録媒体に印字を行う記録方法であって、インクとして請求項6または7のいずれかに記載の水性インクを用いることを特徴とする、記録方法。   A recording method for performing printing on a recording medium by attaching ink, wherein the water-based ink according to claim 6 is used as the ink. インクの液滴を吐出し、該液滴を記録媒体に付着させて印字を行うインクジェット記録方法であって、インクとして請求項7に記載の水性インクを用いることを特徴とする、インクジェット記録方法。   An inkjet recording method for performing printing by ejecting ink droplets and attaching the droplets to a recording medium, wherein the water-based ink according to claim 7 is used as the ink. 前記記録媒体が光沢を有する基材を具備する紙もしくはフィルムであることを特徴とする、請求項8または9のいずれかに記載の記録方法。   10. The recording method according to claim 8, wherein the recording medium is a paper or a film having a glossy base material. 請求項8〜10のいずれかに記載の記録方法によって記録が行われたことを特徴とする記録物。
A recorded matter recorded by the recording method according to claim 8.
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