JP2007084597A

JP2007084597A - 表面処理カーボンブラック組成物およびその製造方法

Info

Publication number: JP2007084597A
Application number: JP2005271603A
Authority: JP
Inventors: Shinya Ueno; 慎也植野; Shiro Mori; 史郎森; Tsutomu Ueda; 勉上田
Original assignee: Fuji Pigment Co Ltd
Current assignee: Fuji Pigment Co Ltd
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】沈殿が少なく、高収率で分散体を得ることができ、かつ、該分散体が長期保存安定性の点においても良好であるカーボンブラックの酸化反応方法、および、該反応方法により酸化された自己分散型カーボンブラック、および、該自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物を得ることにより、特に分散安定性とインクの吐出安定性がともに優れた水性顔料系ジェットインクの確立が本発明の課題である。
【解決手段】水中でカーボンブラック(a)を分散剤(c)を用いて事前粉砕した後、次亜塩素酸塩溶液(b)を用いて液相酸化することを特徴とする表面処理カーボンブラックの製造方法、および酸化による表面処理を行ったカーボンブラックを含むスラリーから、遠心分離法かつ／または、デカンテーション法により、反応上澄み液の５０％以上を除去し、残りのカーボンブラックを含むスラリーを脱イオン水により稀釈し、限外濾過法により脱イオンを行う。

Description

本発明は、表面処理カーボンブラックの製造方法、および、該製造方法により製造されたカーボンブラックを用いた自己分散型カーボンブラック分散体、および、該カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物に関するものである。

カーボンブラックは、多環芳香族をコアとし、端部にアルキル基、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基等の置換基を持つ構造であり、着色顔料や遮光材として、印刷インキ、塗料等の幅広い分野で使用されている。従来、これらの用途では、カーボンブラックを、有機媒体に分散させて使用することが一般的に行われてきた。しかし、近年、環境問題の観点から、有機媒体から水性媒体への転換が進められようとしている。

水性媒体にカーボンブラックを分散させるためには、界面活性剤や、高分子分散剤等が用いられているが、経時変化による界面活性剤や高分子分散剤の変質から分散性能を安定的に維持することが困難であり、カーボンブラック自体を化学的に処理して、分散性の安定化を図る試みがなされている。

具体的には、特開昭４８−０１８１８６号、特許公報３３７２１６３号、特許公報３４０５８１７号、特開平０９−１５７５７５号、特開平０９−２８６９３８号、特開平１０−００７９６８号、特開平１０−０３６７２７号、特開平１０−１２０９５８号、特開平１１−０９２７０３号、特開２０００−２５６９５８号、特開２０００−３４５９０４号、特開２０００−３４５９０５号において次亜ハロゲン酸塩による酸化反応が、特公昭３３−００２４７１、特開平０５−１７１０５６号、特開平０５−１７１０５８号、特開平０５−１８６７０４号、特開平０８−２８３５９６号、特開平１１−０９２６８６号、特開平１１−１８１３２４号、特開平１１−１８１３２６号、特開２００２−１２９０６５号、特開２００３−２０１４１９号、特開２００５−０９７４２０号において過酸化水素による酸化反応が、特開平１１−０９２６８６号、特開２００１−１６４１４７号、特開２００２−３２２３８８号、特開２００４−１０７５１３号、特開２００４−１９７０７６号において過硫酸塩による酸化反応が、特開平０５−１７１０５６号、特開平０５−１７１０５８号、特開平０５−１８６７０４号、特許公報３０７９２６０号において硝酸による酸化反応が、特開平０５−１７１０５６号、特開平０５−１７１０５８号、特開平１０−２１２４２６号、特開平１１−１８１３２４号、特開平１１−１８１３２６号、特開２００１−１６４１４８号、特開２００３−２０１４１９号においてオゾンによる酸化反応が、特開平１１−０９２６８６号において有機過酸化物、過リン酸による酸化反応が開示されており、この他に酸化反応に関しては亜ハロゲン酸塩、ハロゲン酸塩、過硼酸塩、硫酸、発煙硫酸、過炭酸塩等の酸化剤を用いるものが開示されている。他にも特開平１０−１１０１２７号において極性基としてスルフォン基を導入したり、特開２００１−１３９８３９号においてジアゾカップリング等によりフェノール性水酸基やカルボキシル基、スルフォン基等を付加させる方法が開示されている。

これらのなかで特に次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いる酸化反応は、精製が比較的簡便である点と、重金属等を用いることも無く、廃液の環境汚染問題も大きくないこともあり、多くの出願がなされている。しかし、次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いる酸化反応を含む上記反応は、固体のカーボンブラックに対して反応剤が何れも液体あるいは気体であり、固／液、または、固／気の反応となるため、カーボンブラックが十分に粉砕された状態でないと、カーボンブラック単位重量当たりの表面積、すなわち、反応点が小さく、分散に十分な極性基、具体的にはカルボキシル基を付与させることが困難である。

上記先行特許には、実際に、酸化処理に前にビーズミル等で事前にカーボンブラックを粉砕することを開示しているものもあるが、何れも単にカーボンブラックを水中で物理的に粉砕していることに留まっている。従って酸化処理の段階では、疎水性のカーボンブラックは再凝集により粉砕前と殆ど同程度の表面積状態となってしまい、最終生成物である分散体に関しても事前粉砕を行ったものと、行っていないもので大きな差異はなくなってしまい、全般に平均粒径が大きく、長期間の貯蔵により沈殿を生じたり、遠心分離工程や濾過工程での沈殿が多く、収率が低くなったりするという問題がある。一方、酸化反応自体をビーズミル処理しながら行うという製造方法も開示されているが、物理的な粉砕だけでは安定な分散性を得られるに十分な表面積の確保は困難であるし、酸化反応反応中の激しい発泡や、発熱を考慮すると、該製造方法は実生産の場面では採用することが困難である。
特開昭４８−０１８１８６号公報特開平０５−１７１０５６号公報特開平０５−１７１０５８号公報特開平０５−１８６７０４号公報特開平０８−２８３５９６号公報特開平０９−１５７５７５号公報特開平０９−２８６９３８号公報特開平１０−００７９６８号公報特開平１０−０３６７２７号公報特開平１０−１１０１２７号公報特開平１０−１２０９５８号公報特開平１０−２１２４２６号公報特開平１１−０９２７０３号公報特開平１１−０９２６８６号公報特開平１１−１８１３２４号公報特開平１１−１８１３２６号公報特開２０００−２５６９５８号公報特開２０００−３４５９０４号公報特開２０００−３４５９０５号公報特開２００１−１３９８３９号公報特開２００１−１６４１４７号公報特開２００１−１６４１４８号公報特開２００２−１２９０６５号公報特開２００２−３２２３８８号公報特開２００４−１０７５１３号公報特開２００４−１９７０７６号公報特開２００５−０９７４２０号公報特公昭３３−００２４７１号公報特許３０７９２６０号公報特許３３７２１６３号公報特許３４０５８１７号公報

本発明の目的は、分散剤を用いて事前粉砕を行うことで、安定な分散状態を得るのに十分な量の極性基、具体的にはカルボキシル基を酸化反応により付与させうる表面積をカーボンブラック表面に確保することにより、遠心分離工程や濾過工程での沈殿が少なく、高収率で分散体を得ることができ、かつ、該分散体が長期保存安定性の点においても良好であるカーボンブラックの酸化反応方法、および、該反応方法により酸化された自己分散型カーボンブラック、および、該自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、水中でカーボンブラック(a)を分散剤(c)を用いて事前粉砕した後、次亜塩素酸塩溶液(b)を用いて液相酸化することを特徴とする表面処理カーボンブラックの製造方法を提供するに至った。

すなわち、本発明は、水中でカーボンブラック(a)を分散剤(c)を用いて事前粉砕した後、次亜塩素酸塩溶液(b)を用いて液相酸化することを特徴とする表面処理カーボンブラックの製造方法、および、酸化による表面処理を行ったカーボンブラックを含むスラリーから、遠心分離法、かつ／または、デカンテーション法により、カーボンを含まない反応上澄み液の５０％以上を除去した後、残りのカーボンブラックを含むスラリーを脱イオン水により稀釈し、限外濾過法により脱イオンを行うことを特徴とする自己分散型カーボンブラック分散体の製造方法、および、該自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物に関するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。
本発明(a)成分のカーボンブラックとは、すでに工業製品として入手可能なものであれば、酸性、アルカリ性等、特に限定されるものではないが、平均粒子径が４０ｎｍ未満であることが好ましく、３０ｎｍ以下であることがより好ましい。

本発明(a)成分のカーボンブラックを具体的に説明すると、＃３０、＃４０、＃４４、＃４５、＃４５Ｌ、＃９００、＃９６０、＃９７０、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ７７、ＭＡ１００、ＭＡ２３０（以上三菱化学）、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１６０、Ｓ１７０、ＦＷ２００、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、Ｐｒｉｎｔｅｘ６０、７５、Ｌ、ＮＩＰｅｘ６０、１５０、１８０ＩＱ（以上デグサ）、Ｒｅｇａｌ６６０Ｒ、Ｍｏｎａｒｃｈ８００、８８０、１０００、１１００、１３００、１４００（以上キャボット）等を挙げることができ、通常これらのなかから選ばれた１種を単独で用いるが、２種以上を併用することも可能である。

本発明 (b) 成分の次亜塩素酸塩溶液について詳しく説明する。本発明 (b) 成分の次亜塩素酸塩溶液とは、本発明 (a)成分のカーボンブラックを酸化するための酸化剤として用いられるものであり、工業製品として入手可能という点で、次亜塩素酸ナトリウム溶液が最も好ましい。なお、本発明(b)
成分の次亜塩素酸塩溶液について、有効塩素濃度等は特に限定されるものではない。

本発明 (c) 成分の分散剤について詳しく説明する。本発明 (c) 成分の分散剤とは、(a)成分のカーボンブラックを(b)成分の次亜塩素酸塩を用いた酸化反応に供する前に、予備的に粉砕し、被酸化表面積を大きくするために用いられる分散剤であり、分子内に新油性と親水性の相反する性質を持つ一種の界面活性剤で、液体中に分散しにくい無機、有機顔料などの固体粒子を均一に分散させて、固体粒子の沈降や凝集を防止するものである。分散剤の作用として、固体粒子に吸着し、凝集している固体粒子を液体で濡れやすくするため、粉砕による接触面積の増加とともに、水に対する濡れ性の向上により固／液反応である(a)成分のカーボンブラックの(b)成分の次亜塩素酸塩による酸化反応の頻度因子を大きくすることができ、酸化反応の反応速度向上効果が期待できる。(c) 成分の分散剤は、アニオン、カチオン、ノニオン、高分子系何れでも特に限定されるものではない。

本発明 (c) 成分の分散剤の使用量について説明する。本発明 (c) 成分の分散剤の使用量は、本発明(a)成分のカーボンブラック１００重量部に対し、好ましくは０．５〜１０重量部であり、より好ましくは、２〜５重量部である。(c)
成分の分散剤が０．５重量部未満では十分な事前粉砕状態が得られにくく、１０重量部を超えると、酸化反応後の最終分散体の分散安定性に悪影響を及ぼす危険性が高く、好ましくない。

本発明で用いる水について説明する。本発明で用いる水は、本発明 (a)成分のカーボンブラックの、(b)成分の次亜塩素酸塩による酸化反応の溶媒、ならびに本発明 (a)成分のカーボンブラックを分散させるための分散媒として用いられるものであり、イオン交換樹脂、かつ／または、ＲＯ膜等により脱イオンを行い、電気伝導度を好ましくは２００μS／cm以下に、より好ましくは２０μS／cm以下まで脱イオンを行った脱イオン水が好ましい。イオン、特にカルシウムイオンの様な２価のカチオンを含む水を用いると、場合によって分散体の分散安定性を低下させる危険性が高く、好ましくない。

本発明請求項１記載の本発明(c)成分の分散剤を用いて水中で本発明(a)成分のカーボンブラックを事前粉砕する工程について詳しく説明する。本発明請求項１記載の本発明(c)成分の分散剤を用いて水中で本発明(a)成分のカーボンブラックを事前粉砕する工程とは、安定な分散状態を得るのに十分な量の極性基、具体的にはカルボキシル基を酸化反応により付与させうる表面積を本発明 (a)成分のカーボンブラック表面に確保するために行われるものであり、本工程で本発明 (a)成分のカーボンブラックが必ずしも分散状態になる必要はない。粉砕はビーズミルを用いて行うのが好ましく、反応は０．５〜２時間行えば十分である。

本発明請求項１記載の本発明(b)成分の次亜塩素酸塩溶液を用いて本発明(a)成分のカーボンブラックを水中で液相酸化する工程について詳しく説明する。本発明請求項１記載の本発明(b)成分の次亜塩素酸塩溶液を用いて本発明(a)成分のカーボンブラックを水中で液相酸化する工程とは、本発明(a)成分のカーボンブラックを液相酸化する事により分散に十分な極性基、具体的にはカルボキシル基を付与させるために行われるものであり、事前粉砕工程により粉砕された本発明(a)成分のカーボンブラック表面の全ての被酸化基、具体的にはアルキル基、アルデヒド基を酸化する事が望ましい。

本発明請求項１記載の本発明(b)成分の次亜塩素酸塩溶液を用いて本発明(a)成分のカーボンブラックを水中で液相酸化する工程における本発明(b)成分の次亜塩素酸塩溶液の使用量は事前粉砕工程により粉砕された本発明(a)成分のカーボンブラック表面の全ての被酸化基、具体的にはアルキル基、アルデヒド基を酸化するのに必要な量であることが好ましく、これは、本発明(a)成分のカーボンブラックの種類と、事前粉砕により露出した被酸化基の量に依存するが、炭素数２以上のアルキル基酸化反応中に副生する二酸化炭素の泡が発生しなくなるまで添加することが好ましい。

本発明請求項２記載の酸化による表面処理を行ったカーボンブラックを含むスラリーから遠心分離法、かつ／または、デカンテーション法により、カーボンを含まない反応上澄み液の５０％以上を除去した後、残りのカーボンブラックを含むスラリーを脱イオン水により稀釈し、限外濾過法により脱イオンを行う工程について説明する。本発明請求項２記載の酸化による表面処理を行ったカーボンブラックを含むスラリーから、遠心分離法、かつ／または、デカンテーション法により、カーボンを含まない反応上澄み液の５０％以上を除去した後、残りのカーボンブラックを含むスラリーを脱イオン水により稀釈する工程は、次工程の限外濾過による脱イオン工程を効率的に進めるために行われるものであり、酸化反応の副生物である反応液に溶解した塩化物、酸化剤が次亜塩素酸ナトリウムの場合は塩化ナトリウムを事前に除去することを目的として行われるものである。酸化反応終了後の反応液は、酸化反応に使用した次亜塩素酸塩と等モルの塩化物が含まれており、該塩化物の影響で、この段階ではカーボンブラックは分散状態になく、デカンテーションにより容易にカーボンと反応上澄み液とを分離することができ、５０％以上の反応上澄み液を除去するということは、約５０％の塩化物を除去できたものと考えられる。なお、遠心分離法を用いれば、デカンテーションと比較し、より多くの反応上澄み液、すなわち塩化物を除去することができ、より好ましい。

次に本発明請求項２記載の限外濾過による脱イオン工程について説明する。本発明請求項２記載の限外濾過による脱イオン工程は、イオンの存在下では十分な分散状態とならないカーボンブラックスラリーから、酸化反応の副生物である塩化物、酸化剤が次亜塩素酸ナトリウムの場合は塩化ナトリウム、を除去することにより、安定な分散体を得るために行われるものであり、分散液中のイオンはできるだけ除去することが望ましい。また、限外濾過工程は通常の濃縮方法と異なり、イオン濃度を上げずに液量を減らし、最適なカーボンブラック濃度に調整することができ、好ましい。

本発明請求項２記載の限外濾過による脱イオン工程についてさらに詳しく説明する。本発明請求項２記載の限外濾過による脱イオン工程では、電気伝導度により、脱イオンの度合いを追跡することができ、電気伝導度は好ましくは１ｍＳ／ｃｍ以下、より好ましくは０．２ｍＳ／ｃｍ以下とすることで、安定なカーボンブラック分散体を得ることができる。

次に本発明請求項３記載の自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物について説明する。本発明請求項３記載の自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物とは、本発明請求項２記載の自己分散型カーボンブラック分散体に保湿剤、浸透剤、界面活性剤、防腐剤等を添加して調製されるもので、用途毎に添加剤の種類、量等は調整できるが、カーボンブラックの含有量は好ましくは３〜１０％、より好ましくは５〜７％に調整される。

なお、本発明請求項３記載の自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物には、必要に応じて、粘度調整剤、電荷制御剤等の性能付与剤を、インキの性能を崩さない範囲で添加することも可能である。

水中でカーボンブラック(a)を分散剤(c)を用いて事前粉砕した後、次亜塩素酸塩溶液(b)を用いて液相酸化し、さらにこの酸化カーボンブラックスラリーを限外濾過することにより、自己分散型カーボンブラック分散体の製造を可能にした。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また文章中「部」とあるのは、重量部を示すもので「％」は特に断わりのない限り重量基準である。

実施例１カーボンブラック（デグサ製：カラーブラックＳ１７０）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、１５００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら２５０部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を徐々に加え、全量投入後１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより８００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体１を得た。

実施例２カーボンブラック（三菱化学製：ＭＡ−１００）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、１５００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら１５０部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を徐々に加え、全量投入後１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより８００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体２を得た。

実施例３カーボンブラック（三菱化学製：ＭＡ−２３０）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、１５００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら１５０部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を徐々に加え、全量投入後１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより９００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体３を得た。

実施例４カーボンブラック（デグサ製：ＮＩＰｅｘ６０）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、１５００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら２００部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を徐々に加え、全量投入後１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより８００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体４を得た。

実施例５カーボンブラック（三菱化学製：＃９７０）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、１５００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら１５０部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を徐々に加え、全量投入後１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより９００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体５を得た。

実施例６カーボンブラック（デグサ：スペシャルブラック４Ａ）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、１５００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら３００部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を徐々に加え、全量投入後１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより９００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体６を得た。

実施例７カーボンブラック（デグサ製：カラーブラックＳ１７０）１０部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．５部と８５部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、２００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら２００部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を一括投入し、１２時間反応を行った。反応終了後、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより１００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体７を得た。

実施例８カーボンブラック（三菱化学製：ＭＡ−１００）１６部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．０．３２部と８０．８部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、２００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら２００部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を一括投入し、１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより１００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体８を得た。

実施例９カーボンブラック（三菱化学製：ＭＡ−１１）１６部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．３２部と８０．８部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、２００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら２００部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を一括投入し、１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより１００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体９を得た。

実施例１０カーボンブラック（三菱化学製：＃３０）１６部、β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．３２部と８０．８部の脱イオン水を、０．６〜０．８ｍｍのジルコンビーズとともに容器に仕込み、ペイントシェーカーにて１時間事前粉砕を行った。この事前粉砕液を反応容器に移し、２００部の脱イオン水を加え、攪拌を行いながら２００部の次亜塩素酸ナトリウム溶液（和光純薬製：有効塩素濃度５％）を一括投入し、１００℃で２時間反応を行った。反応終了後、室温まで冷却し、カーボンブラックの沈降した反応液から、デカンテーションにより１００部の上澄み液を除去した。残液に再度脱イオン水５０００部を加え、限外濾過装置で液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｃｍ以下になるまで脱塩を行った後、カーボンブラック含有量２０％まで濃縮した。濃縮液を６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離機により粗大粒子等を除去し、保留粒子径１．０μｍのメンブランフィルターで濾過し、分散体１０を得た。

比較例１ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例１と同様の反応、処理により、分散体１１を得た。

比較例２ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例２と同様の反応、処理により、分散体１２を得た。

比較例３ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例３と同様の反応、処理により、分散体１３を得た。

比較例４ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例４と同様の反応、処理により、分散体１４を得た。

比較例５ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例５と同様の反応、処理により、分散体１５を得た。

比較例６ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例６と同様の反応、処理により、分散体１６を得た。

比較例７ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）５部を脱イオン水５部と置換するほかは、実施例７と同様の反応、処理により、分散体１７を得た。

比較例８ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．３２部を脱イオン水０．３２部と置換するほかは、実施例８と同様の反応、処理により、分散体１８を得た。

比較例９ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．３２部を脱イオン水０．３２部と置換するほかは、実施例９と同様の反応、処理により、分散体１９を得た。

比較例１０ β−ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩分散剤（花王製：デモールＮ）０．３２部を脱イオン水０．３２部と置換するほかは、実施例１０と同様の反応、処理により、分散体２０を得た。

カーボンブラック含有量を２０％に調整した分散体１〜２０各５０部にグリセリン２５部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル１８部、水７３．７部を加え、カーボンブラック含有量６％のインキ組成物を作製し、６０００ｒｐｍで３０分間遠心分離を行い、カーボンブラックの沈降度合いにより、分散体の安定性を比較した。
結果を表１に示す。

Claims

水中でカーボンブラック(a)を分散剤(c)を用いて事前粉砕した後、次亜塩素酸塩溶液(b)を用いて液相酸化することを特徴とする表面処理カーボンブラックの製造方法。
請求項１記載の酸化による表面処理を行ったカーボンブラックを含むスラリーから、遠心分離法、かつ／または、デカンテーション法により、カーボンを含まない反応上澄み液の５０％以上を除去した後、残りのカーボンブラックを含むスラリーを脱イオン水により稀釈し、限外濾過法により脱イオンを行うことを特徴とする自己分散型カーボンブラック分散体の製造方法。
請求項２記載の自己分散型カーボンブラック分散体を主成分とするインキ組成物。