JP2010508426A - 変性顔料並びにそれを製造及び使用する方法 - Google Patents

Abstract

顔料をスルホン化し、次に顔料を酸化することによって変性顔料を製造する方法。変性顔料は、顔料の表面に付加しているスルホン酸及びカルボキシル表面変性基を有することができる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｈ^＋（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、独立して、Ｈ又はＣ_１〜Ｃ_５アルキル基である）のような電荷平衡化対イオンを、表面変性基に結合させることができる。変性顔料を水と配合して、被覆、塗料、紙、接着剤、ラテックス、トナー、編織製品、繊維、プラスチック、及びインクのような用途において用いることができる分散液を製造する。

Description

本出願は、35 U.S.C. §119(e)に基づいて、２００６年１０月３１日出願の米国仮特許出願６０／８５５，５７３（その内容は全て参照として本明細書中に包含する）の優先権を主張する。

本発明は、自己分散性顔料を製造する方法に関する。より詳しくは、本発明は、願料の表面変性、並びに表面変性顔料を含むインクジェットインクのようなインクに関する。

顔料は、インクジェットインクに関して言えば水溶性染料を凌ぐ幾つかの有利性を与える。顔料は、水溶性染料よりも優れた耐光性、耐水性、光学濃度、及びエッジ鮮鋭度の少なくとも１つを示すことができる。残念なことに、顔料は、また、貯蔵中に沈降するより大きな傾向も有しており、したがって当初においてはインクジェットインクにおけるそれらの使用が限定されている。コロイド安定性のための化学添加剤と組み合わせて顔料粒子をサブミクロンのレベルに粉砕する媒体ミルの登場により、インクジェットインク配合物における顔料分散液の使用が推進された。しかしながら、化学添加剤は、分散液の粘度を上昇させて、インクジェットプリントヘッド内の小さなオリフィスからインクを噴射するのが困難になる可能性がある。更に、化学添加剤は、インクジェットの製造に関するコストを大きく増加させる可能性があり、したがって経済的にも好ましくない。

概要：
現在の染料ベースの系、及び化学添加剤を用いる顔料系に通常関連する問題点を克服する、特にインクジェットプリンターにおいて用いるための改良されたインク組成物に関する必要性が未だ存在する。

一態様においては、本発明は、顔料をスルホン化し；次に顔料を酸化して変性顔料を製造する；ことを含む、顔料を変性する方法を提供する。

他の態様においては、本発明は、表面を有する顔料；顔料の表面に結合しているスルホン酸表面変性基及びカルボキシル表面変性基；並びに、表面変性基に結合している電荷平衡化対イオン；を含み、変性顔料が顔料１ｇあたり約０．０２〜約１．０ミリモルのＳ及び約０．２〜約２．０ミリモルの活性水素を含む、変性顔料を提供する。

更に他の態様においては、本発明は、顔料１ｇあたり約０．０２〜約１．０ミリモルのＳ及び約０．２〜約２．０ミリモルの活性水素を含む自己分散性顔料；及び、水；を含む分散液を提供する。

本発明の他の特徴は、詳細な説明及び特許請求の範囲を考察することによって明らかとなるであろう。

図１は、実施例２０において示す、カーボンブラック（試料１）、カルボキシ変性カーボンブラック（試料２）、スルホン化カーボンブラック（試料３）、及びスルホン化カルボキシ変性カーボンブラック（試料４）に関する低分解能Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）スペクトルを示す。 図２は、図１における試料に関する高分解能ＸＰＳ Ｃ１ｓスペクトルを示す。 図３は、図１における試料に関する高分解能ＸＰＳ Ｏ１ｓスペクトルを示す。 図４は、図１における試料に関する高分解能ＸＰＳ Ｓ２ｐスペクトルを示す。 図５は、実施例２１において示す、それぞれ室温で乾燥した、（ａ）およそ３９．３±３ｎｍの平均粒径を有するカーボンブラック；（ｂ）およそ３１．１±３ｎｍの平均粒径を有するカルボキシ変性カーボンブラック；及び（ｃ）およそ３８．７±２ｎｍの平均粒径を有するスルホン化カルボキシ変性カーボンブラック；の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像（１５．０ｋＶ×５００Ｋ，６００ｎｍ）を示す。 図６は、実施例２２において示す、カーボンブラック、カルボキシ変性カーボンブラック、及びスルホン化カルボキシ変性カーボンブラックに関する、熱重力分析（ＴＧＡ）によって得られた温度（℃）（ｘ軸）対重量％（ｙ軸）のグラフである。 図７は、実施例２２において示す、スルホン化カルボキシ変性カーボンブラックに関する、ＴＧＡによって得られた温度（℃）（ｘ軸）対重量％（ｙ軸、左側）及び差温／差重（ｙ軸、右側）のグラフである。 図８は、実施例２２において示す、カルボキシ変性カーボンブラックに関する、ＴＧＡによって得られた温度（℃）（ｘ軸）対重量％（ｙ軸、左側）及び差温／差重（ｙ軸、右側）のグラフである。 図９は、カーボンブラックに関する、ＴＧＡによって得られた温度（℃）（ｘ軸）対重量％（ｙ軸、左側）及び差温／差重（ｙ軸、右側）のグラフである。

詳細な説明：
本発明の態様を詳細に説明する前に、本発明はその適用において、以下の記載において示される構造の詳細及び構成要素の配置に限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の態様をとることができ、種々の方法で実施及び実行することができる。また、ここで用いる表現及び用語は、説明の目的のものであり、限定としてみなすべきではないことを理解すべきである。「包含する」、「含む」、又は「有する」、並びにこれらの変形の使用は、本発明において、その後に列記する事項及びその均等物並びに更なる事項を包含することを意味する。

また、ここで示す全ての数値範囲は、最小値から最大値までの全ての値を包含すると理解される。例えば、濃度範囲が１％〜５０％と規定されている場合には、２％〜４０％、１０％〜３０％、又は１％〜３％等のような値が本明細書において明白に列記されていると意図される。具体的に意図するものの幾つかの例しか存在せず、列記された最小値と最大値の間及びこれらの値を包含する数値の全ての可能な組み合わせが本明細書において明白に示されていると考察すべきである。

表面変性顔料：
本発明の一態様は、安定な自己分散性顔料を製造する方法に関する。

本明細書において用いる「顔料」という用語は、普通紙又はコート紙、フィルム、及び他のタイプの受容媒体のような基材に色を付与するのに用いる溶媒媒体中に不溶の着色材料を意味する。

本明細書において用いる「自己分散性顔料」という用語は、その表面に共有結合している安定化基を有していて、顔料が更なる分散剤の不存在下で安定な水性分散液を形成する顔料を意味する。

本明細書において用いる「安定」という用語は、分散液を雰囲気温度において、少なくとも約３月間、少なくとも約６月間、又は少なくとも約２年間貯蔵した際、或いは分散液を７０℃において、少なくとも約１週間、少なくとも約２週間、少なくとも約３週間、又は少なくとも約４週間貯蔵した際に、分散液が、経時変化によって、平均粒径、大粒子カウント、粘度、表面張力、又はｐＨのような測定される重要な性質において１０％未満の変化によって示される最小の変化を受けることを意味する。

自己分散性顔料を製造する方法は、概して、（１）スルホン化によって顔料の表面に親水性基を結合させ；（２）次に顔料の表面を酸化して、粒子の周りにより大きな電荷密度を与える；ことを含む。酸化工程によって、カルボキシル基、ラクトン基、フェノール基、キノン基、及びこれらの組み合わせを挙げることができる表面変性基が付加される。より詳しくは、酸化工程によって、カルボキシル基を含む表面変性基が付加される。

顔料：
本発明にしたがって表面変性することのできる顔料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、チオインディゴ顔料、トリフェニルメタンレーキ顔料、及びオキサジンレーキ顔料を挙げることができるが、これらに限定されない。具体的には、黄色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、６５、７４、８３、９７、１３８、及び１５５が挙げられる。赤色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４９、５０、５１、５２、５３、５５、６０、６４、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、及び１６３が挙げられる。青色の色調を有するものとしては、例えば、ソルベントブルー６７、並びにＣ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１６、２２、及び２５が挙げられる。黒色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１及び７が挙げられる。商業的に入手できる着色顔料としては、例えば、ピグメントレッド１２２（Lansco Colors, Montvale, NJから入手できる）、ピグメントレッド１２２（BASF Color, Charlotte, NCから入手できる）、ピグメントレッド１２２（Clariant Colors, Charlotte, NCから入手できる）、ピグメントレッド１２２（Sun Chemical, Cincinnati, OHから入手できる）、ピグメントブルー１５：１（Fanwood Chemical, Fanwood, NJから入手できる）、ピグメントブルー１５：３（BASF Corporation, Charlotte, NCから入手できる）、及びソルベントイエロー３３（Rainbow Chemicals, Northbrook, ILから入手できる）が挙げられる。

また、好適な顔料としてはカーボンブラックも挙げられる。カーボンブラックは、天然ガス、並びにコールタール由来の芳香族油、鉱油、コールタール蒸留物、及びアセチレンのような炭化水素の熱分解又は不完全燃焼から誘導される炭素粒子に関する総称である。今日においては、それぞれがその独自の別個の特徴及び性質の組を有する１００を超える個別のグレードのカーボンブラックを市場において入手することができる。任意の酸性カーボンブラック、中性カーボンブラック、及びアルカリ性カーボンブラックを、本発明において開示されている処理に有益にかけることができる。これとしては、チャンネルブラック、ガスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、及びファーネスブラックが挙げられる。より詳しくは、好適なカーボンブラックとしては、チャンネルブラックが挙げられる。用いるカーボンブラックの品質は、平均粒径、不透明度、色合い、安定性等のような分散液の重要な特性に影響を与える。商業的に入手できるカーボンブラックの例としては、Cabotから入手できるもの（Elftex 8、Black Pearls（登録商標） 490、Black Pearls 120、Monarch （登録商標） 120、Monarch 700、Monarch 880、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400、Mogul （登録商標） L、Regal（登録商標） 99R、Regal 250R、Regal 300R、Regal 330R、Regal 400R、Regal 500R、Regal 660R）、Degussaから入手できるもの（NIPex （登録商標） 150IQ、NIPex 150、Printex （登録商標） 55、Printex 80、Printex 90、Printex A、Printex G、Printex U、Printex V、Printex 140U、Printex 140V、Purex （登録商標） LS35、Corax （登録商標） HP160、Thermal Black N990、NIPex 160IQ、NIPex 90、Special black 4、Special black 4A、Special black 5、Special black 6、Special black 100、Special black 250、Color black FW1、Color black FW2、Color black FW2V、Color black FW18、Color black FW200、Color black S150、Color black S160、及びColor black S170）、Columbianから入手できるもの（Raven （登録商標） 780、Raven 5000UII、Raven 1255、Raven 2500U、Raven 3600U、Raven 3500、Raven 7000、Raven 1220、及びRaven 1225）、及びMitsubishi Kagaku K.K.から入手できるもの（MA8、MA11、MA77、MA100、MA220、MA230、MA600、MCF88、#10B、#20B、#30、#33、#40、#44、#45、#45L、#50、#55、#95、#260、#900、970#、#1000、#2200B、#2300、#2350、#2400B、#2650、#2700、#4000B、及びCF9）が挙げられるが、これらに限定されない。

カーボンブラックは種々の粒径で入手できる。一般に、より小さい粒径はより大きな表面積と結びついており、より大きな表面積は親水性表面基のより高い濃度を伴う可能性があり、これは最終的には水性媒体中でのカーボンブラックの分散性を向上させる。したがって、粒径は表面変性顔料の分散性に影響を与える可能性がある。本発明におけるカーボンブラックの平均一次粒子径は、約３０ｎｍ未満、特に約２０ｎｍ未満、とりわけ約１０ｎｍ未満であってよい。カーボンブラック粒子の凝集体は、約２００ｎｍ未満、特に約１５０ｎｍ未満、とりわけ約１００ｎｍ未満であってよい。カーボンブラック粒子の表面積は、約１００ｍ^２／ｇより大きく、特に約１５０ｍ^２／ｇより大きく、とりわけ約２００ｍ^２／ｇより大きくてよい。より大きな寸法を有するカーボンブラック粒子は、当業者に公知の任意の数の技術を用いる表面変性の前又はその間のいずれかにおいて所望の寸法に粉砕することができる。かかる技術としては、ボールミル、摩砕器、フロージェットミキサー、インペラーミル、コロイダルミル、及びサンドミル（例えば、「Super Mill」、「Agitator Mill」、「Dyno-mill」、又は「Beads Mill」の商品名で市販されているもの）を挙げることができるが、これらに限定されない。ミル媒体としては、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、及びステンレススチールビーズを挙げることができるが、これらに限定されない。ミル媒体は、約０．０１ｍｍ〜約５ｍｍ、とりわけ約０．１ｍｍ〜約０．３ｍｍの寸法範囲の粒子を含んでいてよい。カーボンブラックが容易に崩壊する場合には、ロータリーホモジナイザー又は超音波ホモジナイザーを用いて粒径を減少させることができる。一態様においては、表面変性黒色顔料は、約３０ｎｍ未満の径の一次粒子、及び約２００ｎｍ以下の凝集体から構成され、約１００ｍ^２／ｇより大きな表面積を有する市販グレードのカーボンブラック顔料から製造される。

一例として、以下においてカーボンブラックの表面変性を概略的に説明する。しかしながら、表面変性は、上記で言及し下記の実施例部分において記載するような他の着色顔料に同様に適用することができる。

スルホン化：
硫酸、オレウム（発煙硫酸）、又はこれらの組み合わせを用いるスルホン化によって、スルホン酸を含む親水性基がカーボンブラックに付加される。また、クロロスルホン酸のような他の公知の化学薬品を用いるスルホン化、或いはハロゲンのような顔料に結合している脱離基を重亜硫酸ナトリウムのような好適な薬剤で置換することによって、カーボンブラック顔料の表面上にスルホン酸基を直接付加することもできる。

硫酸、発煙硫酸、又はこれらの組み合わせを用いてカーボンブラックをスルホン化する場合には、スルホン化のために好適な酸濃度は、約８５％〜約１０４％（硫酸の重量／全重量）の範囲、特に約９０％〜約１０２％（硫酸の重量／全重量）の範囲、とりわけ約９９％〜約１０１％（硫酸の重量／全重量）の範囲である。酸濃度、反応温度、及び持続時間の組み合わせによって、顔料の表面にどのくらい多くのスルホン酸基が付加されるかが決定し、したがって、本発明において用いる硫酸の濃度は他の重要なパラメーターと関連して最良に決定される。一態様においては、実施例２によって示されるように、スルホン化は、カーボンブラックと等量の濃硫酸及び発煙硫酸（２０％過剰のＳＯ_３）との混合物を用いて行う。他の態様においては、実施例１によって示されるように、スルホン化は、カーボンブラックと２０％発煙硫酸との混合物を用いて行う。更に他の態様においては、実施例３によって示されるように、スルホン化は、カーボンブラックと９９．４％硫酸との混合物を用いて行う。カーボンブラック以外の顔料のスルホン化において同等の酸濃度を用いることができる。一態様においては、実施例１２によって示されるように、スルホン化は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２と９０％硫酸との混合物を用いて行う。

カーボンブラックと酸との比（重量基準）は、主として、混合、輸送の容易さ、及びコストなどの運転効率の関数として決定される。約４：１（ｗｔ／ｗｔ）の酸：カーボンの最小の比が、反応全体にわたって良好な混合を得るために必要である。約２０：１（ｗｔ／ｗｔ）の比のような大過剰は、大きな利益を与えないが、材料及び廃棄物取扱いの両方のコストを増大させる。

カーボンブラックのスルホン化は、昇温温度において、約２日以下の間行う。スルホン化中の反応温度は、少なくとも約２５℃、特に少なくとも約８０℃、とりわけ少なくとも約１２０℃であってよい。更に、スルホン化中の反応温度は、約１６０℃以下、特に約１４０℃以下、とりわけ約１２０℃以下であってよい。これは、スルホン化中の反応温度が約８０℃〜約１２０℃である態様を包含する。一般に、より高い温度では、カーボンブラックの表面上のスルホン酸基の所望の濃度を達成するために必要な反応時間はより短い。例えば、１４０℃の反応温度における所望のスルホン化は約２時間かかる可能性があり、これに対して８０℃における同等程度のスルホン化は２時間超かかると考えられる。幾つかの態様においては、好適な反応時間は、少なくとも約１２時間、他の場合においては少なくとも約２４時間、更に他の場合においては少なくとも約４０時間であってよい。他の態様においては、好適な反応時間は、約４８時間以下、他の場合においては約３０時間以下、更に他の場合においては約２０時間以下であってよい。これは、好適な反応時間が約２時間〜約４８時間である態様を包含する。スルホン化中は反応容器の内容物を撹拌して適度な混合を確保する。

スルホン化の後、反応混合物を水中で急冷することができる。幾つかの態様においては、反応混合物を、急冷前に約１００℃未満の温度、他の場合においては急冷前に約８０℃未満の温度、更に他の場合においては急冷前に約６０℃未満の温度に冷却することができる。これは、反応混合物を急冷前に約６０℃〜約６５℃の温度に冷却する態様を包含する。その中に反応混合物を加える水は、例えば氷、冷却装置、又はこれらの組み合わせを用いて約１０℃の温度又はそれ以下にすることができる。カーボンスルホン化ケーキと称されるスルホン化生成物は、濾過及び洗浄して過剰の反応物質及び水溶性生成物を除去することによって水から単離することができる。

酸化：
カーボンスルホン化ケーキは、次に、カルボキシル基、ラクトン基、フェノール基、キノン基、及びこれらの組み合わせのような親水性基を付加することによってカーボンの表面を変性することが知られている酸化剤によって酸化する。酸化法としては、空気との接触、窒素酸化物又はオゾンとの反応を用いる気相酸化法、硝酸、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、過塩素酸、次亜ハロゲン酸塩、過酸化水素、臭素水溶液、又はオゾン水溶液を用いる液相酸化法を挙げることができるが、これらに限定されない。一態様においては、カーボンブラックの酸化は次亜ハロゲン酸及び／又はその塩を用いて行う。好適な次亜ハロゲン酸又はその塩としては、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）、次亜塩素酸カリウム（ＫＯＣｌ）、次亜臭素酸ナトリウム（ＮａＯＢｒ）、及び次亜臭素酸カリウム（ＫＯＢｒ）が挙げられるが、これらに限定されない。とりわけ、酸化剤はＮａＯＣｌを含む。

幾つかの態様においては、カーボンスルホン化ケーキの酸化は、水性媒体中でカーボンブラックを次亜ハロゲン酸塩と反応させることを含む。カーボンスルホン化ケーキは、次亜ハロゲン酸塩を加える前に脱イオン水中に分散させることができる。反応混合物中の次亜ハロゲン酸塩の初期濃度（重量基準）は、少なくとも約１％、特に少なくとも約５％、とりわけ少なくとも約１０％である。更に、次亜ハロゲン酸塩の濃度は、約１４％以下、特に約１２％又は約１０％以下、とりわけ約７％又は約５％以下であってよい。これは、次亜ハロゲン酸塩の濃度が約５％〜約１０％である態様を包含する。次亜ハロゲン酸塩：カーボンスルホン化ケーキの割合（重量基準）は、約１：２０〜約１：５、特に約１：１５〜約１：８、とりわけ約１：１１〜約１：９である。カーボンブラック以外の顔料に関しては、次亜ハロゲン酸塩：スルホン化ケーキの割合（重量基準）は約１：５〜約１：１である。

カーボンスルホン化ケーキと酸化剤との間の反応は、混合しながら約１〜約２時間の間行うことができる。必要な場合には、次亜塩素酸塩の全てを消費するために、酸化反応を、約３０℃〜約９０℃の昇温温度において行うことができる。幾つかの態様においては、反応を約８０℃において行うことができる。他の態様においては、反応を約６０℃において行うことができる。酸化工程は、必要ではないが、１回以上繰り返すことができる。

カーボンブラックの酸化によって酸性表面基が生成し、これにより反応混合物のｐＨが低下する可能性がある。ｐＨの低下は、酸化処理中の変性顔料分散液を不安定にする可能性があり、また、粘度を上昇させる可能性もある。したがって、必要に応じて、酸化の前又は酸化中に塩基性薬剤を用いてｐＨを調節することができる。酸化前の反応混合物のｐＨは、約７以上、特に約１０又は約１１以上、とりわけ約１２以上であってよい。酸化中の反応混合物のｐＨは、約９以上、特に約１０以上、とりわけ約１１以上であってよい。ｐＨは、例えば、塩基の添加などの当該技術において公知の任意の方法によって調節することができる。好適な塩基としては、アルカリ水酸化物及びカルシウムフリーのアルカリ水酸化物（例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、及びＬｉＯＨ）、アルカリ炭酸塩及び重炭酸塩（例えば、ＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３）、並びに有機塩基（例えば、ジメチルエタノールアミン及びトリエタノールアミン）を挙げることができるが、これらに限定されない。特に、好適なｐＨ調節剤はカルシウムフリーの水酸化ナトリウムを含む。

表面変性顔料の単離：
酸化の後、上記に記載の変性カーボンブラックのような変性顔料を、乾燥粉末として反応混合物から単離することができる。得られる変性顔料は、当業者に公知の任意の数の技術を用いることによって精製して、未反応の原材料、副生成物塩、及び他の反応不純物を除去することができる。精製法としては、濾過、遠心分離、又はこの２つの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。また、変性顔料は、例えば蒸発によって単離することもでき、或いは当業者に公知の技術を用いて濾過及び乾燥することによって回収することができる。

また、変性顔料は濃縮水性顔料分散液として産出することができる。本発明の顔料の分散液は、精製して、不純物、並びに製造プロセスの結果として分散液中に共存している可能性のある他の望ましくない遊離種を除去することができる。精製法としては、水洗浄、逆浸透、及び限外濾過を挙げることができるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、溶解した不純物は、１０％の固形分に調節した供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが、約１５０ｐｐｍ未満、特に約１００ｐｐｍ未満、とりわけ約１０ｐｐｍ未満になるまで限外濾過することによって除去することができる。必要な場合には、精製の前に分散液のｐＨを調節することができる。分散液のｐＨを少なくとも約７、特に少なくとも約８、とりわけ少なくとも約９に調節するのに十分な量の酸又は塩基を加えることができる。これは、分散液のｐＨが約７〜約９である態様を包含する。分散液は、所望の場合には水の一部を除去することによって濃縮することができる。幾つかの態様においては、分散液を、少なくとも約８％又は約１０％の固形分、他の場合には少なくとも約１８％の固形分、更に他の場合には少なくとも約２０％の固形分に濃縮する。これは、分散液を約１４％〜約１６％の固形分に濃縮する態様を包含する。

また、分散液に殺生物剤を加えて微生物の成長を抑制することができる。好適な殺生物剤の例としては、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−オキシドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ベンズイソチアゾリノン、１，２−ジベンゾチアゾリン−３−オン、メチルイソチアゾリノン、及びクロロメチルイソチアゾリノンが挙げられるが、これらに限定されない。商業的に入手できる殺生物剤としては、Proxel （登録商標） CRL、Proxel BDN、Proxel GXL、Proxel XL-2、及びProxel TN（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）が挙げられる。

分散液は、分散液の所定の最終用途に関する要求に応じて、フィルターカートリッジを通して濾過することができる。幾つかの態様においては、フィルターカートリッジの公称孔径は、約５ミクロン以下、特に約１ミクロン以下、とりわけ約０．５又は約０．３ミクロン以下である。

粉末及び分散液に加えて、変性顔料はまた、水湿プレスケーキとして単離することもできる。プレスケーキ形態においては、変性顔料は乾燥形態におけるほどには凝集しておらず、したがって変性顔料は例えばインクの製造において用いる際に多量の解凝集を必要としない。

所望の場合には、スルホン化／酸化プロセスの結果として表面変性基と結合している対イオンを、限外濾過、逆浸透、中間体としての酸形態への転化などのような公知のイオン交換法を用いて他の好適なカチオンで交換又は置換することができる。交換することのできる好適なカチオンの例としては、アルカリ金属イオン（例えば、Ｋ^＋及びＬｉ^＋）、アルカリ土類金属（例えば、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋、及びＢａ^２＋）、及びＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｈ^＋（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、独立して、Ｈ、或いは置換又は非置換であってよいＣ_１〜Ｃ_５アルキル基であってよい）が挙げられるが、これらに限定されない。代表的なカチオンとしては、テトラエチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡ）、エタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム（ＴＥＡ）、モノエタノールアンモニウム（ＭＥＡ）、テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）等が挙げられるが、これらに限定されない。一態様においては、実施例１９によって示されるように、表面カルボキシルとスルホニル基との間のｐＫａの差を、対イオンの部分的交換のために有益に利用することができる。

変性顔料の特性：
スルホン化及びその後の酸化により顔料を変性する方法によって、スルホン化又は酸化単独で処理した顔料を凌ぐ幾つかの有利性を提供することができるが、その必然性はない。例えば、本発明の変性顔料はより優れた分散性を示すことができる。実施例部分において示されるように、市販のピグメントレッド１２２を、スルホン化及び酸化（実施例１０〜１３）、酸化のみ（比較例１）、及びスルホン化のみ（比較例２）によって変性した。比較例は、それぞれ米国特許６，５９６，０６８及び６，６４８，９５４において開示されている。比較例１における酸化顔料は、雰囲気温度において３日間以内静置することによって沈降し始めた。比較例２におけるスルホン化顔料は、７０℃のオーブン内において１週間配置した後に容器の底部に激しい沈降を示した。これに対して、実施例１０〜１３のスルホン化／酸化顔料は、７０℃において２週間配置した後に観察できる沈降を示さなかった。より一般的には、本発明の分散液は、７０℃において貯蔵して、少なくとも約１週間、とりわけ少なくとも約３週間、更にとりわけ少なくとも約４週間の間沈降しない可能性がある。

他の有利性としては、表面変性基のより大きな濃度を挙げることができる。実施例２２は、スルホン化カルボキシ変性カーボンブラック（実施例７の手順から得られた）に関するＴＧＡスペクトルを、カルボキシ変性カーボンブラック（即ち、Sensijet Black SDP 1000、Sensient Colors, Inc., St. Loius, MOから入手できる）と対比している。いずれの変性カーボンブラックも、３つの別個の重量損失領域を示す。スルホン化カルボキシ変性カーボンブラックは、１０３〜３１３℃において、顔料１ｇあたり１４２４マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失を示す。これに対して、カルボキシ変性カーボンブラックは、１０１〜３０８℃において、顔料１ｇあたり１２３９マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失を示す。カルボキシ変性カーボンブラックと同様の温度範囲にわたって重量損失がより大きいことは、カルボキシ変性カーボンブラックと比較して表面変性基の濃度がより大きいことを示唆している。

水性分散液中の本発明の変性顔料は、２．０Ｎ−ＨＣｌで滴定した際に約０．１〜約１．７ミリモルのＨＣｌを吸収する。カーボンブラックの場合には、この範囲は、通常、実施例２３において示されるように、２．０Ｎ−ＨＣｌで滴定した際に約１．４〜約１．７ミリモルのＨＣｌである。

本発明にしたがって変性したカーボンブラックは、顔料１ｇあたり約０．３〜約１．０ミリモルのＳ、特に顔料１ｇあたり約０．５〜約０．８ミリモルのＳを含むことができる。カーボンブラック以外の着色顔料（例えば、イエロー、マゼンタ、及びシアン）は、顔料１ｇあたり約０．０２〜約０．９ミリモルのＳ、特に顔料１ｇあたり約０．０３〜約０．２ミリモルのＳを含むことができる。

変性カーボンブラックは、顔料１ｇあたり約１．０〜約２．０ミリモルの活性水素、特に顔料１ｇあたり約１．５〜約１．８ミリモルの活性水素を含むことができる。カーボンブラック以外の着色顔料（例えば、イエロー、マゼンタ、及びシアン）は、顔料１ｇあたり約０．２〜約１．５ミリモルの活性水素、特に顔料１ｇあたり約０．３〜約１．０ミリモルの活性水素を含むことができる。

本発明の分散液は、約１．５〜約３．０ｃＰ、特に約１．８〜約２．６ｃＰの範囲の粘度を有することができる。表面張力は、約６０ダイン／ｃｍ〜約７２ダイン／ｃｍ、特に約６７ダイン／ｃｍ〜約７２ダイン／ｃｍの範囲であることができる。ｐＨ値は、約７〜約９、特に約７．４〜約８．５の範囲であることができる。

本発明の自己分散性顔料は、また、長期間高温安定性、付加スルホン酸又はカルボン酸基を有する含量の予測値よりも高い耐水性及び蛍光マーカー耐性を示すこともでき、通常は「粉砕」のような粒子縮小プロセスの後にのみ得られる製品に匹敵する粒径分布を有することもできる。

本発明による変性顔料は、数多くの最終使用用途において用いることができる。これらの用途としては、被覆、塗料、紙、接着剤、ラテックス、トナー、編織製品、繊維、プラスチック、及びインクが挙げられるが、これらに限定されない。本発明方法によって製造される変性顔料は、インクジェットインクにおいて用いるのに特に適している。

インクジェットインク：
本発明の他の態様は、上記に記載の表面変性顔料を用いるインクジェットインク配合物に関する。かかる変性顔料を含むインクジェット配合物又はかかる変性顔料を含む分散液は、以下の少なくとも１つの機能を有することができる：（１）無地及び着色の背景のいずれの上に印刷した際にも、印刷媒体上に高分解能及び高濃度の均一でブリードのない画像を与える；（２）通常ノズルの先端でのインクの乾燥によって起こるノズルの目詰まりを起こさない；（３）紙の上で迅速に乾燥する；（４）良好な耐光性及び耐水性を示す；（５）良好な長期間貯蔵安定性を示す；（６）紙の品質に関係ない印刷特性を示す；及び（７）印刷後に蛍光マーカーに対する耐性を与える。

本発明のインク組成物は、上記の変性顔料を水性ビヒクル及び任意の好適な添加剤と配合することによって製造することができる。インク組成物中の変性顔料の量（重量基準）は、好適には少なくとも約０．１％、特に少なくとも約１．５％、特に少なくとも約２．０％、とりわけ少なくとも約２．５％又は約５．０％である。更に、インク組成物中の変性顔料の量（重量基準）は、約１２％又は約１０％以下、特に約１０％又は約８％以下、とりわけ約５．５％又は約５％以下である。これは、インク組成物中の変性顔料の量（重量基準）が、約０．５％〜約１０％の範囲の量、及び約２％〜約５％の範囲の量で存在する態様を包含する。

水性ビヒクルは、水、又は１種類以上の水溶性有機溶媒と組み合わせて水を含んでいてよい。インク組成物中において用いる水のタイプは限定されない。しかしながら、蒸留水、脱イオン水、超純水、及び限外濾過水を用いて、不純物の導入を最小にすることができる。また、ＵＶ照射及び／又は過酸化水素の添加によって水を滅菌することもできる。インク組成物中の水の量（重量基準）は、少なくとも約４０％、特に少なくとも約５０％、とりわけ少なくとも約６０％である。更に、インク組成物中の水の量（重量基準）は、約９０％以下、特に約８５％以下、とりわけ約８０％又は約７０％以下である。これは、インク組成物中の水の量（重量基準）が約４０％〜約８５％である態様を包含する。

水溶性有機溶媒を水と配合して水性ビヒクルを形成することができる。水溶性有機溶媒としては、１〜５個の炭素原子を有するアルコール、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、及びｎ−ペンタノール；多価アルコール、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、ブチレングリコール、イソブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−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−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリエチレングリコール、メソエリトリトール、及びペンタエリトリトール；ケトン及びケトンアルコール、例えば、アセトン及びジアセトンアルコール；エーテル、例えば、テトラヒドロフラン及びジオキサン；多価アルコールの低級アルキルエステル、例えば、エチレングリコールモノメチル（又はモノエチル）エーテル、ジエチレングリコールモノメチル（又はモノエチル）エーテル、及びトリエチレングリコールモノメチル（又はモノエチル）エーテル；多価アルコールの低級ジアルキルエーテル、例えば、トリエチレングリコールジメチル（又はジエチル）エーテル及びテトラエチレングリコールジメチル（又はジエチル）エーテル；窒素含有溶媒、例えば、ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、シクロヘキシルピロリドン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルホルムアミド、及びジメチルアセトアミド；イオウ含有溶媒、例えば、チオジエタノール、チオジグリセロール、スルホラン、及びジメチルスルホキシド；プロピレンカーボネート、及びエチレンカーボネート；糖類及びその誘導体、例えば、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、及びキシロース；糖−アルコール；グリセリンのオキシエチレン付加体；及びジグリセリンのオキシエチレン付加体；を挙げることができる。水溶性有機溶媒は単独か又は組み合わせて用いることができる。水及び水溶性有機溶媒の混合物を用いる場合には、インク組成物中の水溶性有機溶媒の量（重量基準）は、少なくとも約１％又は約５％、特に少なくとも約１５％、とりわけ少なくとも約２０％又は約２５％である。更に、インク組成物中の水溶性有機溶媒の量（重量基準）は、約８０％又は約５０％以下、特に約６０％又は約３０％以下、とりわけ約４０％又は約１５％以下である。これは、インク組成物中の水溶性有機溶媒の量（重量基準）が、約５％〜約３０％、より好ましくは約１％〜約２５％である態様を包含する。

添加剤を水性ビヒクル中に含ませて、特定のインクジェットプリンターの要求にインクを適合させるのに必要である可能性があるもののような任意の数の所望の特性を付与するか、或いは、光安定性、耐スミア性、粘度、表面張力、被覆浸透性、光学濃度、接着力、蛍光マーカー耐性、又は耐クラスト性のバランスを提供することができる。例えば、浸透剤を加えて、ブリードを減少し、印刷媒体の湿潤性を向上させ、或いは印刷画像の全体の特性を向上させることができる。浸透剤の例としては、１〜４個の炭素原子を有するアルキルアルコール、例えば、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、及びイソプロパノール；グリコールエーテル、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、１−メチル−１−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｔ−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、及びジプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ブチルオキシトールグリコールエーテル；ジオール、例えば、１，２−アルキルジオール；ホルムアミド；アセトアミド；ジメチルスルホキシド；ソルビトール；ソルビタン；アセチン；ジアセチン；トリアセチン；及びスルホラン；を挙げることができるが、これらに限定されない。浸透剤は、単独か又は組み合わせて用いることができる。インク組成物中における浸透剤の量（重量基準）は、０％〜約６０％、特に約０％又は約２％〜約４０％、とりわけ約０．５％〜約１５％、又は約５％〜約２０％、或いは約１０％〜約１５％の範囲である。

界面活性剤を水性媒体に加えて、インク組成物の表面張力を減少させることができる。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び／又はカチオン性界面活性剤であってよい。好適な界面活性剤としては、以下において、且つ１９９２年５月２６日に発行の米国特許５，１１６，４０９、１９９９年１月１９日に発行の米国特許５，８６１，４４７、及び２００５年２月１日に発行の米国特許６，８４９，１１１（これらはそれぞれ参照として本明細書中に包含する）に列記されているものを挙げることができる。

アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホネート、アルキルフェニルスルホネート、アルキルナフタレンスルホネート、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルのスルフェートエステル、高級脂肪酸エステルのスルホネート、高級アルコールエーテルのスルフェートエステル及びスルホネート、高級アルキルスルホスクシネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボキシレート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフェート、アルキルホスフェート、及びポリオキシエチレンアルキルエーテルホスフェートを挙げることができる。アニオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホネート、イソプロピルナフタレンスルホネート、モノブチルフェニルフェノールスルホネート、モノブチルビフェニルスルホネート、モノブチルビフェニルスルホネート、及びジブチルフェニルフェノールジスルホネートが挙げられる。

非イオン性界面活性剤としては、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アルキルアルカノールアミド、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール、及びアセチレングリコールのポリオキシエチレン付加体を挙げることができ、非イオン性界面活性剤の具体例としては、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エーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、ポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロックコポリマー、アセチレングリコール、及びアセチレングリコールのポリオキシエチレン付加体が挙げられる。

本発明において用いる水溶性カチオン性界面活性剤の具体例としては、脂肪族第１級アミン、例えばオクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ココナッツアミン、ココナッツアルキルアミン、タローアミン、硬化タローアルキルアミン、大豆アルキルアミンなどの無機又は有機酸塩；脂肪族第２級アミン、例えばジステアリルアミン、ジオレイルアミン、ジココナッツアルキルアミン、ジ硬化タローアルキルアミンなどの無機又は有機酸塩；脂肪族第３級アミン、例えばジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジオレイルモノメチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルココナッツアミン、ココナッツアルキルジメチルアミン、タローアルキルジメチルアミン、硬化タローアルキルジメチルアミン、大豆アルキルジメチルアミン、ジココナッツアルキルモノメチルアミン、ジ硬化タローアルキルモノメチルアミンなどの無機又は有機酸塩；脂肪族第４級アンモニウム塩、例えばテトラメチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラプロピルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、ドコセニルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ココナッツアルキルトリメチルアンモニウムクロリド、タローアルキルトリメチルアンモニウムクロリド、オクタデシルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）アンモニウムクロリドなど；芳香族第４級アンモニウム塩、例えばベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、フェニルトリメチルアンモニウムクロリド、セチルジメチルベンジルアンモニウムクロリドなど；ピリジニウム塩タイプの化合物（例えば、オクチルピリジニウムクロリド、セチルピコリニウムクロリド）、イミダゾリンタイプのカチオン性化合物（例えば２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリウムクロリド）、ベンゾトニウムクロリド、エチレンオキシド付加タイプの第４級アンモニウム塩（例えばポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロリド）、脂肪族アミドの塩酸塩又は酢酸塩；ポリエチレンポリアミン脂肪族アミドの塩；ポリエチレンポリアミン脂肪族アミドの尿素縮合物の塩；ポリエチレンポリアミン脂肪族アミドの尿素縮合物の第４級アンモニウム塩；及びＮ，Ｎ−ジアルキルモルホニウム塩；などを挙げることができる。

他の界面活性剤としては、ポリシロキサンのオキシエチレン付加体のようなシリコーン界面活性剤、ペルフルオロアルキルカルボキシレート、ペルフルオロアルキルスルホネート、又はオキシエチレンペルフルオロアルキルエーテルのようなフッ素化界面活性剤が挙げられる。また、スピクリスポール酸、ラムノ脂質、又はリゾレシチンのような生物界面活性剤を用いることもできる。

上記に記載の界面活性剤の中で、それぞれが不飽和結合を有する界面活性剤、及びそれぞれが第２級若しくは第３級アルキル基を有する界面活性剤を用いることができる。それぞれが不飽和結合を有する界面活性剤の例としては、不飽和アルコール、例えばオレイルアルコール、エライジルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、２−ヘプタデセン−１−オール、及びアセチレンアルコールのアルキルエーテル誘導体；並びに、不飽和脂肪酸、例えばラウロレイン酸、ミリストレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ドデシン酸、及びオクタドデシン酸のアルキルエステル誘導体；が挙げられる。

それぞれが第２級若しくは第３級アルキル基を有する界面活性剤の例としては、分岐アルコール、例えば２−エチルヘキシルアルコール、２−オクタノール、２−ヘキサデカノール、及び２−オクタデカノールのアルキルエーテル誘導体；並びに、分岐脂肪酸、例えばメチルヘプタデカン酸、メチルペンタデカン酸、及びメチルオクタデカン酸のアルキルエステル；が挙げられる。

界面活性剤は、PLURONIC（登録商標）シリーズ（BASF Corporation, Parsippany, NJ）、TETRONIC（登録商標）シリーズ（BASF Corporation, Parsippany, NJ）、ARQUAD（登録商標）シリーズ（Akzo Chemical Inc., Chicago, Ill）、TRITON（登録商標）シリーズ（Union Carbide Corp., Danbury, Conn.）、SURFONIC（登録商標）シリーズ（Texaco Chemical Company, Houston, Tex.）、ETHOQUAD（登録商標）シリーズ（Akzo Chemical Inc., Chicago, Ill）、ARMEEN（登録商標）シリーズ（Akzo Chemical Inc., Chicago, Ill）、ICONOL（登録商標）シリーズ（BASF Corporation, Parsippany, NJ）、SURFYNOL（登録商標）シリーズ（Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, Pa）、及びETHOMEEN（登録商標）シリーズ（Akzo Chemical Inc., Chicago, Ill）などのような種々の周知の商品名で商業的に入手できる。

界面活性剤は、単独か又は組み合わせて用いることができる。インク組成物中の界面活性剤の量（重量基準）は、０％〜約１０％、特に約０．１％〜約３％、とりわけ約０．０５又は約１．５％〜約３％又は約５％の範囲であってよい。これは、インク組成物中の界面活性剤の量（重量基準）が約０％又は約０．１％〜約８％の範囲であってよい態様を包含する。

１種類以上の保湿剤を水性ビヒクルに加えて、待ち時間中の乾燥によって引き起こされるインクジェットノズルの閉塞を防止することができる。保湿剤は、高い吸湿性及び水溶性を有する物質から選択することができる。保湿剤の例としては、ポリオール、例えば、グリセロール、エチレングリコール、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、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、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、１，８−オクタンジオール、１，２，４−ブテントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、及びペンタエリトリトール；ラクタム、例えば、２−ピロリドン、１−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、及びＦ−カプロラクタム；尿素化合物、例えば、尿素、チオ尿素、エチレン尿素、及び１，３−ジメチルイミダゾリジノン、；糖類、例えばマルチトール、ソルビトール、グルコノラクトン、及びマルトース；１，４−シクロヘキサンジメタノール；１−メチル−２−ピペリドン；Ｎ−エチルアセトアミド；Ｎ−メチルプロピオンアミド；Ｎ−アセチルエタノールアミン；Ｎ−メチルアセトアミド；ホルムアミド；３−アミノ−１，２−プロパンジオール；２，２−チオジエタノール；３，３−チオジプロパノール；テトラメチレンスルホン；ブタジエンスルホン；エチレンカーボネート；ブチロールアセトン；テトラヒドロフルフリルアルコール；トリメチルプロパン；パントテノール；及びLiponic EG-1；が挙げられるが、これらに限定されない。保湿剤の使用量に関しては特に制限はないが、一般に、インク組成物中の保湿剤の量（重量基準）は、０％〜約３０％、特に約１％〜約１５％又は約２０％、とりわけ約４％又は約５％〜約１０％又は約１５％の範囲であってよい。

ポリマーをインク組成物に加えて、印刷媒体上での画像の耐水性、耐摩擦性、及び蛍光マーカー耐性を向上させることができる。好適なポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエステルメラミン、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー、スチレン−マレイン酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−メタクリル酸コポリマー、スチレン−メタクリル酸−アルキルアクリレートコポリマー、スチレン−マレイン酸半エステルコポリマー、ビニル−ナフタレン−アクリル酸コポリマー、ビニルナフタレン−マレイン酸コポリマー及びその塩を挙げることができるが、これらに限定されない。更なるポリマーとしては、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルイミダゾールの誘導体、ビニルイミダゾールのコポリマー、ビニルイミダゾール誘導体のコポリマー、ポリビニルピリジン、ポリビニルピリジンの誘導体、ビニルピリジンのコポリマー、ビニルピリジン誘導体のコポリマー、ポリエチレンイミン、及びポリエチレンイミンの誘導体が挙げられる。ポリマーは、単独か又は組み合わせて用いることができる。インク組成物中のポリマーの量（重量基準）は、０％〜約５％、特に約０．１％〜約３％、とりわけ約０．２％〜約２．５％の範囲であってよい。これは、インク組成物中のポリマーの量（重量基準）が約０％又は約０．１％〜約３．０％の範囲であってよい態様を包含する。

本発明のインク組成物は、任意の数のｐＨ調整剤を用いて所望のｐＨに緩衝することができる。好適なｐＨ調整剤としては、アルカリ水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、及び水酸化カリウム）、アルカリ炭酸塩及び重炭酸塩（例えば、炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウム）、水酸化アンモニウム、フタル酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、四ホウ酸ナトリウム、酒石酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、及びトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンヒドロクロリド、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、鉱酸、塩酸、並びに硫酸を挙げることができる。ｐＨ調整剤は、単独か又は組み合わせて用いることができる。インク組成物中のｐＨ調節剤の量（重量基準）は、０％〜約３．０％、特に約０．１％〜約２．０％、とりわけ約０．０５％又は約０．５％〜約１．０％又は約１．５％の範囲であってよい。これは、インク組成物中のｐＨ調節剤の量（重量基準）が約０．０５％又は約０．２％〜約１．５％又は約２．５％の範囲である態様を包含する。

また、殺生物剤及び殺菌剤のような防腐剤をインク組成物に加えることもできる。好適な防腐剤の例としては、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−オキシドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム、ベンズイソチアゾリノン、１，２−ジベンゾチアゾリン−３−オン、メチルイソチアゾリノン、及びクロロメチルイソチアゾリノンが挙げられる。商業的に入手できる殺生物剤としては、UCARCIDE （登録商標） 250（Union Carbide Companyから入手できる）、Proxel（登録商標） CRL、Proxel BDN、Proxel GXL、Proxel XL-2、Proxel TN（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）、Dowicides（登録商標）（Dow Chemical, Midland, Mich）、Nuosept（登録商標）（Huls America, Inc., Piscataway, NJ）、Omidines（登録商標）（Olin Corp., Cheshire, Conn）、Nopcocides（登録商標）（Henkel Corp., Ambler, Pa）、XBINX（登録商標） 19G（PMC Specialties Group, Inc., Cincinnati, OH）、Bioban（Dow Chemical, Midland, Michから入手できる）、及びTroysans（登録商標）（Troy Chemical Corp., Newark, NJから入手できる）が挙げられる。防腐剤は、単独か又は組み合わせて用いることができる。インク組成物中の防腐剤の量（重量基準）は、０％〜約１．５％、特に約０．０５％〜約１．０％、とりわけ約０．１％〜約０．３％の範囲であってよい。これは、インク組成物中の防腐剤の量（重量基準）が約０．０５％〜約０．５％の範囲であってよい態様を包含する。

インク組成物には１種類以上の粘度調整剤を含ませることができる。粘度調整剤としては、ロジン化合物、アルギン酸化合物、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、ポリアクリル酸の塩、ポリビニルピロリドン、アラビアガム、及びスターチを挙げることができる。インク組成物中の粘度調整剤の量（重量基準）は、０％〜約１０％、特に約０．５％〜約８％、とりわけ約１％〜約５％の範囲であってよい。これは、インク組成物中の粘度調整剤の量（重量基準）が約０％又は約１％〜約７％の範囲であってよい態様を包含する。

水性ビヒクル中に含ませることができる他の添加剤としては、また、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート化剤、腐食抑制剤、導電性調節剤、粘度調整剤、酸素吸収剤、抗コゲーション剤、抗カーリング剤、抗ブリード剤、消泡剤、及び緩衝剤を挙げることもできる。

好適な腐食抑制剤の例としては、限定なしに、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオグリコール酸アンモニウム、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、ペンタエリトリトールテトラニトレート、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、及びナトリウムトリルトリアゾールを挙げることができる。腐食抑制剤は、単独か又は組み合わせて用いることができる。インク組成物中の腐食抑制剤の量（重量基準）は、０％〜約１．０％、特に約０．０５％〜約０．５％、とりわけ約０．１％〜約０．３％の範囲であってよい。

本発明のインク組成物には、本発明の顔料分散液に加えて１種類以上の着色剤を含ませることができる。かかる着色剤は、インクジェット印刷において一般的に有用な顔料及び染料の群から選択することができる。かかる染料の例としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、１９、３２、５１、７１、１０８、１４６、１５４、１６８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー６、２２、２５、７１、８６、９０、１０６、１９９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、４、１７、２８、８３、２２７；Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１２、２４、２６、８６、９８、１３２、１４２；Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ３４、３９、４４、４６、６０；Ｃ．Ｉ．ダイレクトバイオレット４７、４８；Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラウン１０９；Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン５９；Ｃ．Ｉ．アシッドブラック２、７、２４、２６、３１、５２、６３、１１２、１１８；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、２２、４０、５９、９３、１０２、１０４、１１３、１１７、１２０、１６７、２２９、２３４；Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、３２、３７、５１、５２、８０、８５、８７、９２、９４、１１５、１８１、２５６、２８９、３１５、３１７；Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１１、１７、２３、２５、２９、４２、６１、７１；Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ７、１９；及びＣ．Ｉ．アシッドバイオレット４９；を挙げることができるが、これらに限定されない。上記に記載の染料は単独で用いることができる。或いは、上記に記載の２種類以上の染料を組み合わせて用いることができる。

有機顔料の任意の１つを着色剤として用いることができる。顔料は特に限定されない。かかる顔料の例としては、カーボンブラック、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、チオインディゴ顔料、トリフェニルメタンレーキ顔料、及びオキサジンレーキ顔料を挙げることができるが、これらに限定されない。具体的には、黄色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１９、６５、７４、及び８３、並びにソルベントイエロー３３が挙げられる。赤色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２１、２２、２３、３０、３１、３２、３７、３８、３９、４０、４９、５０、５１、５２、５３、５５、６０、６４、８３、８７、８８、８９、９０、１１２、１１４、１２２、１２３、及び１６３が挙げられる。青色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２、３、１５、１６、２２、及び２５が挙げられる。黒色の色調を有するものとしては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１及び７が挙げられる。自己分散することができ、表面変性処理にかけられていて、分散剤を用いない場合においても安定に分散させることのできるものが、顔料として好ましい。

本発明のインク組成物は、当該技術において公知の種々の方法を用いて配合することができる。一態様においては、インクは２容器法を用いて配合することができる。この方法においては、第１の容器を用いてインク基剤又は希釈剤を製造する。第２の容器を用いて、通常「レットダウン(letdown)」と呼ばれるプロセス中において顔料分散液をゆっくりと希釈する。インクを製造する方法において用いる装置は、ガラス製、ポリプロピレン製、ポリエチレン製、又はステンレススチール製であってよい。また、インク成分に対して不活性の他の材料を用いることもできる。

第１に、適当量の水を第１の容器に加える。次に、容器の内部に混合装置を配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与える。混合は、磁気撹拌機構又はモーター駆動撹拌ブレードのいずれかによって行うことができる。次に、共溶媒を加える前に、任意のキレート化剤を第１の容器に加えて溶解させる。次に、任意の所望の共溶媒を加えて溶解させる。次に、任意の所望のｐＨ調整剤を加えて溶解させることができる。最後に、限定なしに界面活性剤及び腐食抑制剤などの望ましい可能性のある任意の他の官能性成分を加えて溶解させることができる。

適当量の顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製する。次に、混合装置を容器中に配置する。希釈剤中の全ての成分が溶解した後、希釈剤を第２の容器内の顔料分散液にゆっくりと加える。このプロセス中は分散液を混合する。他の態様においては、顔料分散液を希釈剤にゆっくりと加える。全ての希釈剤及び分散液を加えた後、インクを、約１５分〜約１時間、或いは完全に均一になるまで混合する。混合の後、インクを濾過する。

本発明のインク組成物は、インク組成物の液滴を印刷装置から噴射して基材上に堆積させて画像を形成するインクジェット印刷用のインク組成物として用いるのに特に適している。好適な印刷装置としては、コンティニュアスインクジェット（ＣＩＪ）、ドロップオンデマンドバルブ（ＤｏＤバルブ）、ドロップオンデマンド圧電（ＤｏＤ圧電）、Memjet及びサーマルインクジェット（ＴＩＪ）が挙げられるが、これらに限定されない。同様に、普通紙、ボンド紙、コート紙、透明材料、編織材料、プラスチック、ポリマーフィルム、及び無機基材などの任意の好適な基材を用いることができる。しかしながら、上記のインク組成物は、一般的な筆記用具用途及びスタンプ用途など（但しこれらに限定されない）の他の分野においても用途を有する可能性があることが当業者によって認識される。

本発明の黒色インク組成物は、単独か又は下地色と共に用いて黒色の画像を形成するか、或いは他のインク組成物と組み合わせて用いて着色画像を形成することができる。幾つかの態様においては、本発明のインク組成物は、黒色インク、シアンインク、マゼンタインク、及び／又は黄色インクのような他の１種類又は複数のインク組成物と組み合わせて用いる。他の態様においては、シアンインク、マゼンタインク、及び黄色インクを刷り重ねして黒色画像を形成し、この印刷を本発明の黒色インクの印刷と組み合わせて用いる。

本発明のインク組成物は特定のプリント性能特性を有することができる。これらのプリント性能特性は以下のようにして測定される。

プリント性能試験：
耐水性試験手順；分光濃度計試験手順：
耐水性を試験するために、幅１／２インチ×長さ３インチの試料を調製する。上半分を印刷しないままにし、一方下半分を対象のインクで印刷する。Ｄ６５光源及び１０°の標準観察装置を有するX-Rite 938分光濃度計（X-Rite Inc., Grand Rapids, MIから入手できる）を用いて、試料の印刷ブロック部分を初期光学濃度読み値に関して走査する。試料の印刷ブロックの半分を、ＤＩ水下に６０秒間浸漬する。試料を取り出し、硬質の表面上に横たえて完全に乾燥する。試料を浸漬光学濃度読み値に関して再び走査する。データは、光学濃度読み値における差として記録する。

本発明の黒色及び着色インクは、約０．００〜約２．００の耐水性値（光学濃度における差として測定）、好ましくは約０．００〜約０．２０の値、より好ましくは約０．０５未満の値を有することができる。

蛍光マーカー耐性試験手順；分光濃度計試験手順：
幅２インチの黒色又は着色の四角形を有する印刷試験画像を形成する。蛍光マーカーに均一な圧をかけ、頁の空白部分において前後に動かして蛍光マーカー領域のベースラインを形成する。この手順を、黒色又は着色の四角形を出たり入ったりして前後に移動させて繰り返す。Ｄ６５光源及び１０°の標準観察装置を有するX-Rite 938分光濃度計を用い、蛍光マーカーのベースライン領域内、及び蛍光マーカーが通過する黒色又は着色の四角形に隣接する領域の両方において走査する。データは、光学濃度読み値における差として記録する。

本発明の黒色インク組成物は、約０．００〜約２．００の蛍光マーカー耐性値（光学濃度における差として測定）、好ましくは約０．００〜約０．１０の値、より好ましくは約０．０４未満の値を有することができる。

本発明の着色インク組成物は、約０．００〜約０．１０の蛍光マーカー耐性値（光学濃度における差として測定）、より好ましくは約０．０４未満の値を有することができる。

耐摩擦性試験手順：Sutherland Rub Tester 2000（Danilee Company, San Antonio, TXから入手できる）、１００サイクル、速度１、８つの試料、４ポンド、RF １．４版試験ファイルからの試験パターン９：分光濃度計試験手順：
幅２インチの黒色又は着色の四角形を有する印刷試験画像を形成する。丸めた柔らかい実験室用ティッシュを用いて均一な圧をかけ、黒色又は着色の四角形を出たり入ったりして前後に擦る。Ｄ６５光源及び１０°の標準観察装置を有するX-Rite 938分光濃度計を用い、ベースラインとしての頁の空白部分、及び擦りを行った黒色又は着色の四角形に隣接する領域の両方において走査する。データは、光学濃度読み値における差として記録する。

本発明の黒色又は着色インク組成物は、約０．００〜約２．００の耐摩擦性値（光学濃度における差として測定）、好ましくは約０．００〜約０．２５の値、より好ましくは約０．１０未満の値を有することができる。

ImageXpert装置試験手順（線幅、エッジ鮮鋭度、色間ブリード、モットル）：
ImageXpert SN1試験画像を印刷する。ImageXpert Xaminer JRソフトウエア（ImageXpert, Nashua, NHから入手できる）を用いて、水平及び垂直方向の線幅、エッジ鮮鋭度、色間ブリード、及びモットルを走査する。線幅及びエッジ鮮鋭度はミクロンで記録する。モットルは、対象のべた塗りカラーブロックからの灰色の平均密度からの標準偏差として記録する。

本発明の黒色又は着色インク組成物は、約０ミクロン〜約５０ミクロンのエッジ鮮鋭度値、より好ましくは約２５ミクロン未満の値を有することができる。

本発明の黒色又は着色インク組成物は、約２００ミクロン〜約３５０ミクロンの線幅値、より好ましくは約２２５ミクロン〜約３００ミクロンの値を有することができる。

本発明の黒色又は着色インク組成物は、約０ミクロン〜約１００ミクロンのブリード値、より好ましくは約２５ミクロン未満の値を有することができる。

本発明の黒色インク組成物は、約０．００〜約３．００のモットル値、より好ましくは約１．７５未満の値を有することができる。

本発明の着色インク組成物は、約０．００〜約６．００のモットル値、より好ましくは約２．００未満の値を有することができる。

光学濃度試験手順：
光学濃度（ＯＤ）は、X-Rite 938分光濃度計を用いて記録する。ＯＤは、インク試料から０°において標準光源Ｄ６５を供することによって測定する。インク試料から４５°において反射を測定する。ＯＤは、インク試料からの反射率の負の対数として算出する。Ｄ６５標準光源はＣＩＥ（Commission Internationale de l'eclairage）にしたがって定義される。

本発明の黒色又は着色インク組成物は、約１．００〜約３．００の光学濃度（反射率の負の対数として測定）、より好ましくは約１．３０〜約２．００の値を有することができる。

ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊ 色空間座標測定手順：
X-Rite 938分光濃度計を用いて色空間座標を測定する。Ｄ６５光源を用い、光源からセンサーへの０／４５°の角度を用いる。更に、分光濃度計を用いてこれらの測定値をとる場合には、色の解釈において「CIE 1964 10°標準観察装置」を用いる。

カートリッジ始動試験手順：
カートリッジ始動試験を用いてカートリッジ内のインクの印刷可能性を評価する。まず、インクを印刷する。次に、プリントヘッドを保護せずにカートリッジを雰囲気条件中に３日間放置する。次に、カートリッジをプリンター中に戻し、インクを再び印刷する。印刷物を、現れる滲み、モットル、バンディング、又はライニングに関して視覚評価する。

耐光性試験手順：
耐光性は、一定時間の曝露の前後の試料の測定値である。時間の長さは、実験において測定するそれぞれの試料に関して同等である。実験の間の時間の長さは、曝露の１２０時間〜１６８時間で変化させることができる。試料を、Suntest CPS+フェードメーター（Atlas Material Testing Technology, Chicago, ILから入手できる）内において７６５Ｗ／ｍ^２のキセノンアークランプに曝露する。Altasの室内光フィルターを用いてキセノンアークランプのスペクトル分布を変化させて、室内光のスペクトル分布をシミュレートする。

CPS+フェードメーター（Atlas Material Testing Technology, Chicago, ILから入手できる）を用いて、曝露の前後における試料のＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊座標を測定する。２つの色空間座標の間の距離（ΔＥ）をピタゴラスの定理によって算出し、３次元に展開する。

（式中、Ｌ１、ａ１、及びｂ１はＬ＊ａ＊ｂ＊座標の第１の組を指し、Ｌ２、ａ２、ｂ２はＬ＊ａ＊ｂ＊座標の第２の組を指す）
７０℃での加熱−粒子カウント試験手順：
インク試料を７０℃に加熱し、開始時、１週間、及び２３日において粒子をカウントする。Accusizer 780A装置（Partical Sizing Systems, Santa Barbara, CAから入手できる）を用いて粒径を測定する。顔料含有インクを小さな「光学領域」に流す。「光学領域」は、レーザーダイオードからの光によって生成する均一な照射の狭い領域である。

０．３ｍＬのインクを１００ｍＬのメスフラスコ中に配し、ＤＩ水で印の位置まで希釈する。０．２ｍＬの試料希釈の生成物を、６０ｍＬのＤＩ水を含む試料容器に加える。試料容器内に含まれている撹拌棒によって、試料希釈の生成物を十分に混合する。下式を用いて粒子の数を計算する。

凍結／解凍／加熱サイクル手順：
顔料の１００ｇの試料を調製する。第１に、試料を−１５℃において８時間凍結する。次に、室温において８時間解凍する。最後に、試料を７０℃のオーブン内において８時間加熱した。これらの３つの工程は単一のサイクルを構成する。このサイクルを３回繰り返す。Accusizer 780A装置を用いて、当初の試料と３サイクル後の試料との間の粒子寸法の変化を測定した。

上記に定義の試験を行うことができる紙の例は、HP Multipurpose（重量２０ポンド、白色度値９２）、HP Multipurpose ColorLok（重量２０ポンド、白色度値９６）、Office Depot 104、Xerox 4200（重量２０ポンド、白色度値９２）、Epson Photo Paper Glossy S041649、Epson Premium Photo Paper Glossy 2041667（重量６８ポンド）、Office Depot Premium White Copy（重量２０ポンド、白色度値９２）、及びHammerill Great White Copy（重量２０ポンド、白色度値９２）である。

紙への非依存性：
本発明のインクは広範囲の紙の上で作用する。言い換えれば、本インクは、用いる特定の紙と関係なく良好に作用させることができる。これらのインクは、ポリマー安定化分散液及び他の変性顔料含有分散液を含む他のインクに勝る。例えば、本インクは、他のインクとは異なり、広範囲の普通紙の全体にわたって特定の印刷品質特性に関する以下の許容範囲内に包含される。

一態様においては、本発明は、顔料をスルホン化し；顔料を酸化して変性顔料を形成し；顔料をインク中に含ませることを含み、本インクから形成した印刷物は、以下の許容範囲の少なくとも１つ：印刷物を印刷する紙のタイプにかかわらず９５％の信頼レベル；０．１６（±０．０８）の光学濃度；２２．８８ミクロン（±１１．４４）の線幅；０．７０（±０．３５）のモットル；及び６．６ミクロン（±３．３）のブリード；の範囲内に包含される。

分散液の実施例：
下記の実施例に関する粒径は以下の手順にしたがって測定した。１滴の試料を１５ｍＬの脱イオン水に希釈し、気泡を避けながら１ｃｍの使い捨てキュベット中に装填することによって、８〜１５％の固形分を含む試料を調製した。次に、Malvern Zetasizer NanoシリーズモデルZEN3600を用いて試料における平均粒径を測定した。

実施例１−黒色顔料分散液（発煙硫酸によってスルホン化）：
１３ｎｍの一次粒子径及び２０６ｍ^２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する４０ｇの市販のファーネスカーボンブラック（Columbian Chemicals, Marietta, GAから入手できる）を、２０％の発煙硫酸（２００ｇ）によって、１２０℃において２０時間スルホン化した。反応混合物を９０℃に冷却し、氷水中で急冷し、急冷温度を６５℃に上昇させた。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。次に、生成物ケーキ（１０８ｇ）を次亜塩素酸ナトリウム（Fisherからの実験用グレード、１３％溶液、３７８ｇ）によって酸化して、発熱によって温度を６０℃に上昇させた。酸化混合物を６０℃において１時間保持した後、更に３７７ｇの次亜塩素酸ナトリウム（１３％溶液）を加え、反応混合物を６０℃において更に１時間保持した。反応混合物を沈降させ、次に濾過して８６ｇのケーキを得た。ケーキを脱イオン水中に再分散し、分散液のｐＨを９．０に調節した。０．３ｍｍのＹＴＺ（登録商標）媒体（Quackenbush Co., Ltd., Crystal Lake, ILから入手できる）を有するHockmeyer媒体ミル（Hockmeyer Equipment Corp., Elizabeth City, NCから入手できる）を用いて分散液を粉砕した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが５０ｐｐｍ未満になるまで、限外濾過によって溶解した不純物を除去した。次に生成物を固形分８％に濃縮し、０．３％（ｗｔ／ｗｔ）のProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、８．３％の固形分含量及び９．０のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、３ｐｐｍのＣｌ、３８ｐｐｍのＳＯ_４、１３ｐｐｍのＣａ、３８ｐｐｍのＦｅ、２ｐｐｍのＭｇ、及び４２４９ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は９５．６ｎｍであった。

実施例２−黒色顔料分散液（発煙硫酸及び硫酸の混合物によってスルホン化）：
２０ｎｍの一次粒子径及び１５０ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する１６０ｇの市販のガスカーボンブラック（Degussa, Akron, OHから入手できる）を、８００ｇの実験用グレード（９５％）の硫酸及び８００ｇの２０％試薬グレード発煙硫酸によって、１２０℃において２１時間スルホン化した。反応混合物を６０℃に冷却し、氷水中で急冷した。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。次に、生成物ケーキ（８２６ｇ）を、約１０．９％の次亜塩素酸ナトリウム溶液（１４６１ｇ）によって、８０℃において１時間酸化して、微細カーボン懸濁液を得た。固形分１０％に調節した供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１００ｐｐｍ未満になるまで、限外濾過によって溶解した不純物を除去した。上記に記載の精製工程が完了する前に、塩酸又は水酸化ナトリウムのいずれかを加えることによってｐＨを７．５に調節した。次に生成物を固形分１６％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、１６．１％の固形分含量、３．２ｃＰの粘度、及び８．２のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、６ｐｐｍのＣｌ、７１ｐｐｍのＳＯ_４、２．１ｐｐｍのＣａ、３．６ｐｐｍのＦｅ、０．９ｐｐｍのＭｇ、及び６５７１ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は１１６．５ｎｍであった。

実施例３−黒色顔料分散液（硫酸によってスルホン化）：
３３０ポンドの９９．４％硫酸、並びに、１５０ｍ^２／ｇの表面積及び２０ｎｍの一次粒子径を有する２２ポンドのガスカーボンブラック（Degussa, Akron, OHから入手できる）を、よく混合しながら３０ガロンのPfaudler反応器内で配合した。カーボンが硫酸中に分散したら、混合物を約１２０℃に加熱した。反応混合物の温度を約１２０〜１２５℃に保持しながら、反応混合物を約２０〜２４時間撹拌した。撹拌を停止し、反応器を約６０〜６５℃に冷却した。

反応器を冷却しながら、急冷タンクを約１００ガロンの脱イオン水及び約５０ガロンの氷で満たして、脱イオン水／氷混合物を形成した。急冷タンクを１０℃未満に冷却した。

反応器温度が約６０〜６５℃に達したら、反応器の内容物を、飛散を避けながら急冷タンクにゆっくりと移した。反応器を脱イオン水ですすぎ、すすぎ液を急冷タンク内の混合物に加えた。急冷タンク内の混合物を約２０〜２５℃に加熱した。急冷タンクからの物質を、フィルタープレスを通して濾過した。急冷タンクが固形分を含まなくなるまで、濾液を急冷タンクに再循環した。濾過されたカーボンスルホン化ケーキを約１００ガロンの脱イオン水で洗浄し、カーボンスルホン化ケーキをプレスから脱離させた。この時点でのカーボンスルホン化ケーキは、使用するまで貯蔵することができる。

３２．５ポンドのカーボンスルホン化ケーキを６０ポンドの脱イオン水と配合し、一晩混合した。次の日、混合物を３０℃に冷却し、１６．５ポンドの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを約１１．９にした。混合物を更に２８℃に冷却し、１１９ポンドの次亜塩素酸ナトリウムを混合物に加えた。更に１９．５ポンドの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを１３．３にした。蓋を閉じて混合物を約８０℃において約１時間加熱し、次に１７℃の温度に冷却した。次に、混合物を限外濾過供給タンクに移した。供給タンク内の混合物に約０．５Ｌの６．３％塩酸を加えて、ｐＨを約７．８に低下させた。所望の塩レベル及び濃度が達成された時点で約１３時間で限外濾過を完了した。次に、１．０ＧＦ及び０．４５μＧＦのフィルターを通して溶液を固形分１５．６％で濾過し、１４．８％の固形分含量にするために４１．３ポンドに希釈した。最後に、３ポンドの脱イオン水及び５５．８ｇのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GA、及びAvecia, Billingham, UKから入手できる）を混合物に加えた。

得られた分散液は、１４．９％の固形分含量、６９ダイン／ｃｍの表面張力、８．１のｐＨ、１．４５ｍＳの導電度、及び３．０ｃＰの粘度を有していた。７０℃において３週間貯蔵した分散液の粘度、ｐＨ、及び表面張力における変化を下記にまとめる。

分散液中の成分の分析は、１４ｐｐｍのＣｌ、１５１ｐｐｍのＳＯ_４、４．２ｐｐｍのＣａ、４．８ｐｐｍのＦｅ、１．８ｐｐｍのＭｇ、及び５０３５ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は１１９．３ｎｍであった。

実施例４−黒色顔料分散液（粉砕によって１６ｎｍの一次粒子径を有するファーネスカーボンブラックのスルホン化／酸化）：
１６ｎｍの一次粒子径及び２５５ｍ^２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する４０ｇのファーネスカーボンブラック（Cabot Corporation, Billerica, MAから入手できる）を用いて実施例２の手順を繰り返した。市販グレード（９３〜９８％）の硫酸（２００ｇ）及び２０％発煙硫酸（２０９ｇ）の１：１混合物によって、１２０℃において最小で１８時間、カーボンブラックをスルホン化した。実施例１に記載するミルを用いて次亜塩素酸ナトリウム（約８％溶液、４０６ｇ）による酸化を行い、次によく混合しながら８０℃に１時間加熱することによって酸化を完了させた。実施例１において詳細に説明するようにして反応の生成物を処理した。かくして得られたカーボン分散液を、０．７ミクロンのＧＦフィルターディスクを通して濾過すると、室温において安定な分散液であることが分かった。

得られた分散液は、固形分１１．３％の固形分含量、及び８．４２のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、１１ｐｐｍのＣｌ、１７３ｐｐｍのＳＯ_４、２．６ｐｐｍのＣａ、１６ｐｐｍのＦｅ、及び５３２０ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は１２９ｎｍであった。

実施例５−黒色顔料分散液（粉砕によって１３ｎｍの一次粒子径を有するファーネスカーボンブラックのスルホン化／酸化）：
１３ｎｍの一次粒子径及び２０６ｍ^２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する４０ｇのファーネスカーボンブラック（Columbian Chemicals, Marietta, GAから入手できる）を用いて実施例４を繰り返した。

得られた分散液は、固形分１２．１％の固形分含量、及び７．８のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、１０ｐｐｍのＣｌ、７２ｐｐｍのＳＯ_４、２．８ｐｐｍのＣａ、１７ｐｐｍのＦｅ、及び４３４９ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は８９．１ｎｍであった。

実施例６−黒色顔料分散液（増加した表面酸性基を有するスルホン化／酸化）：
精製の前に第１の酸化工程において加えたものと同等量の更なる水酸化ナトリウムを加えることによって第２の酸化工程を行った他は、実施例３の手順を繰り返した。今回は、第２段階の酸化の後に、混合物を８０℃に加熱し、混合物の温度及びｐＨをそれぞれ８０℃及び９．０超に合計で４８時間保持した。

得られた分散液は、固形分１０．５６％の固形分含量、６８．７ダイン／ｃｍの表面張力、１．９２ｃＰの粘度、及び１．２３ｍＳの導電度を有していた。分散液中の成分の分析は、１０ｐｐｍのＣｌ、５６ｐｐｍのＳＯ_４、９．９ｐｐｍのＣａ、６．４ｐｐｍのＦｅ、１．０ｐｐｍのＭｇ、及び４３３０ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は１０６．８ｎｍであった。

実施例７（昇温温度におけるスルホン化／酸化及び精製）：
それぞれの工程を８０℃において１時間行う２段階酸化を用いて実施例６を繰り返した。第２の酸化及び加熱時間の後、反応混合物を６０℃に冷却し、限外濾過によって精製した。限外濾過は、供給試料の塩化物及び硫酸塩の含量が１００ｐｐｍ未満になるまで５０〜６０℃の温度において行った。次に、生成物を固形分１４．１％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、１４．１％の固形分含量、７．６のｐＨ、６８．８ダイン／ｃｍの表面張力、１．２０ｍＳの導電度、及び２．４５ｃＰの粘度を有していた。７０℃において３週間貯蔵した分散液の粘度、ｐＨ、及び表面張力における変化を下記にまとめる。

混合物中の成分の分析は、２０ｐｐｍのＣｌ、３３ｐｐｍのＳＯ_４、８．４ｐｐｍのＣａ、１２．５ｐｐｍのＦｅ、４８７５ｐｐｍのＮａ、及び２５８４ｐｐｍのイオウを示した。分散液の粒径は１１９ｎｍであった。

実施例８−黒色顔料分散液（粉砕及び昇温温度における精製を伴うスルホン化／酸化）：
実施例３からのスルホン化ケーキ（６７６．４ｇ）を、脱イオン水中で約１８００ｍＬの体積に再分散させた。このスラリーにＮａＯＨを加えて＞１０．５のｐＨに到達させた。次に、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いてケーキスラリーを２時間粉砕した。粉砕プロセス中に、追加の脱イオン水によって体積を約３５００ｍＬに増加させた。２時間の粉砕時間の後、分散液を酸化のために半分に分けた。分散液のそれぞれの半分を、９５４ｇの次亜塩素酸ナトリウム（１０％溶液）によって酸化した。水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてそれぞれのｐＨを９．０より高く保持した。次に、分散液を８０℃において１時間加熱し、次に３５℃に冷却した。冷却後、次亜塩素酸ナトリウムの第２の部分（１０％で９５４ｇ）をそれぞれの分散液に加えた。再び、水酸化ナトリウムを加えてｐＨを９．０より高く保持した。次に、分散液を８０℃に更に１時間加熱した。

このプロセスを合計で３回繰り返して大量の生成物を得た。全ての酸化生成物（合計で６つ）を限外濾過のために合わせた。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１００ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。分散液を採取し、次に８０℃に一晩加熱した。一晩の撹拌時間の後、分散液を再び限外濾過によって精製して塩を除去した。分散液を再び８０℃の温度において一晩加熱した。第２の加熱工程の後、供給試料の塩化物含量及び塩含量のそれぞれが５０ｐｐｍ未満になるまで、５０〜６０℃の昇温温度で運転する限外濾過によって分散液を精製した。次に、生成物を固形分１５．９％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、深さ０．３ミクロンのポリプロピレンフィルター（Ball Corporation, Port Washington, NYから入手できる）を通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、固形分１５．９１％の固形分含量、８．５のｐＨ、７０．５ダイン／ｃｍの表面張力、２．６５ｃＰの粘度、及び１．２２ｍＳの導電度を有していた。７０℃において３週間貯蔵した分散液の粘度、ｐＨ、及び表面張力における変化を下記にまとめる。

分散液中の成分の分析は、４ｐｐｍのＣｌ、７ｐｐｍのＳＯ_４、８．３ｐｐｍのＣａ、１６．１ｐｐｍのＦｅ、１．０ｐｐｍのＭｇ、及び５０６５ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は９７．８ｎｍであった。

実施例９−黒色顔料分散液（増加した表面酸性基を有する、粉砕による粒径減少を伴うスルホン化／酸化）：
スルホン化ケーキによる第１の酸化工程中において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填したミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いた他は実施例６を繰り返した。

得られた分散液は、１６．９％の固形分含量、６９．９ダイン／ｃｍの表面張力、１．５３ｍＳの導電度、及び３．０ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、１２ｐｐｍのＣｌ、６５ｐｐｍのＳＯ_４、７．８ｐｐｍのＣａ、０．６ｐｐｍのＭｇ、９．７ｐｐｍのＦｅ、及び６０９６ｐｐｍのＮａを示した。平均粒径は９８．１ｎｍであった。

実施例１０−マゼンタ顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２のスルホン化／酸化）：
８０ｇの市販のピグメントレッド１２２（Lansco Colors, Montvale, NJから入手できる）を、９５％硫酸（３９４ｇ）によって、６０℃において２０分間スルホン化した。反応混合物を４１℃に冷却し、氷水中で急冷した。最終的な急冷温度は０℃であった。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。実験室において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Millを用いて、２８００ｒｐｍにおいて、生成物ケーキの一部（５５ｇ、１４．３％）を次亜塩素酸ナトリウム（市販グレード、１２％溶液、５６ｇを脱イオン水によって１２０ｇに希釈）によって酸化した。２．９２ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを１０より高く保持した。３時間後、更なる次亜塩素酸ナトリウム（上記のように２０ｇを５５ｇに希釈）を加え、更に１３５分間粉砕した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが５０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分４．８％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、４．８％の固形分含量、及び１．３４ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、８２ｐｐｍのＣｌ、５３８ｐｐｍのＳＯ_４、１０．０ｐｐｍのＣａ、３．５ｐｐｍのＭｇ、８．２ｐｐｍのＦｅ、及び５３９ｐｐｍのＮａを示した。

実施例１１−マゼンタ顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２のスルホン化／酸化）：
６０ｇの市販のピグメントレッド１２２（Lansco Colors, Montvale, NJから入手できる）を、９０％硫酸（５２５ｇ）によって、８０℃において５時間スルホン化した。反応混合物を氷水中で急冷した。最終的な急冷温度は０℃であった。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。生成物ケーキを脱イオン水中でスラリー化し、実験室において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Mill）を用いて、２８００ｒｐｍにおいて、２４０ｇの次亜塩素酸ナトリウム（市販グレード、１２％溶液）によって酸化した。２．９７ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを９より高く保持した。３時間後、１０．３６ｇの更なる水酸化ナトリウムを加え、更に２時間粉砕した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分１１％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、１１．７０％の固形分含量、及び２．８８ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、９ｐｐｍのＣｌ、６ｐｐｍのＳＯ_４、４．１ｐｐｍのＣａ、１．２ｐｐｍのＭｇ、２．７ｐｐｍのＦｅ、１７９ｐｐｍのＳ、及び５６８ｐｐｍのＮａを示した。分散液のｐＨは８．５１であった。

実施例１２−マゼンタ顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２のスルホン化／酸化）：
６０ｇの市販のピグメントレッド１２２（BASF Colors, Charlotte, NCから入手できる）を、９０％硫酸（５２４ｇ）によって、８０℃において５時間スルホン化した。反応混合物を氷水中で急冷した。最終的な急冷温度は０℃であった。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。生成物ケーキを脱イオン水中でスラリー化し、実験室において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Mill）を用いて、２８００ｒｐｍにおいて、３５０ｇの次亜塩素酸ナトリウム（市販グレード、１２％溶液）によって酸化した。２．９ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを９より高く保持した。３時間後、１４．９ｇの更なる水酸化ナトリウムを加え、更に２時間粉砕した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分１０％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、９．８１％の固形分含量、及び２．０１ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、１６ｐｐｍのＣｌ、７ｐｐｍのＳＯ_４、３．２ｐｐｍのＣａ、１ｐｐｍのＭｇ、１ｐｐｍのＦｅ、２３９ｐｐｍのＳ、及び６０５ｐｐｍのＮａを示した。分散液のｐＨは８．１９であった。

実施例１３−マゼンタ顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２のスルホン化／酸化）：
６０ｇの市販のピグメントレッド１２２（Clariant Colors, Charlotte, NCから入手できる）を、９０％硫酸（４７５ｇ）によって、８０℃において５時間スルホン化した。反応混合物を氷水中で急冷した。最終的な急冷温度は０℃であった。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。生成物ケーキを脱イオン水中でスラリー化し、実験室において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いて、２８００ｒｐｍにおいて、３５０ｇの次亜塩素酸ナトリウム（市販グレード、１２％溶液）によって酸化した。２．６ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを９より高く保持した。３時間後、１２．６ｇの更なる水酸化ナトリウムを加え、更に２時間粉砕した。供給試料の塩化物及び硫酸塩含量のそれぞれが１０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分１１％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、１１．０７％の固形分含量、及び２．１ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、７ｐｐｍのＣｌ、５ｐｐｍのＳＯ_４、３．４ｐｐｍのＣａ、０．９ｐｐｍのＭｇ、１．２ｐｐｍのＦｅ、１３３ｐｐｍのＳ、及び７７７ｐｐｍのＮａを示した。分散液のｐＨは８．０９であった。乾燥試料の元素分析（Schwarskopf Microanalytical Laboratory, Woodside, NYによる）によって、スルホン化によるＳの導入（試料１ｇあたり０．３４４ミリモルのＳ）が確認された。

実施例１４−マゼンタ顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２のスルホン化／酸化）：
６０ｇの市販のピグメントレッド１２２（Sun Chemical, Cincinnati, OHから入手できる）を、９０％硫酸（５２５ｇ）によって、８０℃において５時間スルホン化した。反応混合物を氷水中で急冷した。最終的な急冷温度は０℃であった。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。生成物ケーキを脱イオン水中でスラリー化し、実験室において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いて、２８００ｒｐｍにおいて、２８０ｇの次亜塩素酸ナトリウム（市販グレード、１２％溶液）によって酸化した。１．７８ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを９より高く保持した。３時間後、１０ｇの更なる水酸化ナトリウムを加え、更に２時間粉砕した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分１１％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、１１．７０％の固形分含量、及び２．８８ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、９ｐｐｍのＣｌ、５ｐｐｍのＳＯ_４、１．８ｐｐｍのＣａ、０．４ｐｐｍのＭｇ、０．６ｐｐｍのＦｅ、７１．３ｐｐｍのＳ、及び４６０ｐｐｍのＮａを示した。分散液のｐＨは８．７５であった。

比較例１−マゼンタ顔料分散液（米国特許６，５９６，０６８に開示のようにして行うＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２の酸化）：
２５ｇの市販のピグメントレッド１２２（Lansco Colors, Montvale, NJから入手できる）を５００ｍＬの脱イオン水に加え、１０００ｒｐｍで混合して顔料を湿潤させた。次に、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Mill）を用いて、混合物を３０００ｒｐｍで１．５時間粉砕した。次亜塩素酸ナトリウム（１２５ｇ、市販グレード、１０％溶液）を加えた後、更に１時間粉砕を継続した。粉砕した生成物を一晩撹拌した後、湿潤ケーキとして単離した。まずケーキを脱イオン水で洗浄し次に限外濾過することによって、供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが５０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を除去した。次に、生成物を固形分７．７４％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。生成物は安定な分散液ではなく、雰囲気温度で３日間放置すると沈降が認められた。

得られた分散液は、７．７４％の固形分含量、７０．９の表面張力、１．９１ｃＰの粘度、及び０．９８０ｍＳの導電度を有していた。分散液中の成分の分析は、５７ｐｐｍのＣｌ、４７４ｐｐｍのＳＯ_４、２４ｐｐｍのＣａ、２．３ｐｐｍのＭｇ、８．３ｐｐｍのＦｅ、及び３３５．７ｐｐｍのＮａを示した。

比較例２−マゼンタ顔料分散液（米国特許６，６４８，９５４に開示されたようにして行うＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２のスルホン化）：
２０ｇの市販のピグメントレッド１２２（Lansco Colors, Montvale, NJから入手できる）を９５％硫酸（２００ｇ）に加え、８０℃に加熱した。８０℃において２時間後、氷／水混合物中に急冷した。単離した湿潤ケーキを脱イオン水で洗浄して過剰の酸を除去し、次に２００ｇの脱イオン水中に再分散させた。ｐＨを約１０にするのに十分な量のカルシウムフリーの水酸化ナトリウムを加えた。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが５０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分７．３５％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。生成物は、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して濾過することができなかった。７０℃のオーブン内で１週間後、物質は容器の底部に激しい沈降を示した。

得られた分散液は、７．３５％の固形分含量、７０．５ダイン／ｃｍの表面張力、２．２７ｃＰの粘度、及び０．３９ｍＳの導電度を有していた。分散液中の成分の分析は、１０ｐｐｍのＣｌ、５０ｐｐｍのＳＯ_４、０．９ｐｐｍのＣａ、３．９ｐｐｍのＦｅ、０．２ｐｐｍのＭｇ、及び３２４．７ｐｐｍのＮａを示した。

実施例１５−シアン顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１を用いるスルホン化／酸化の実施例）：
８０ｇの市販のピグメントブルー１５：１（Fanwood Chemical, Fanwood, NJから入手できる）を、９９．５％硫酸（４２４ｇ）によって、１１４〜１２０℃において１６０分間スルホン化した。反応混合物を１００℃に冷却し、氷水中で急冷した。最終的な急冷温度は２５℃であった。沈殿した生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。生成物ケーキの一部（１６０ｇ、４８％）を、実験室において、０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Baske Mill）を用いて、２８００ｒｐｍにおいて分散させた。４７．４ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを１０より高く保持した。３．５時間後、この分散液の１／２を、ミル内において、次亜塩素酸ナトリウム（市販グレード、１２％溶液、５６ｇを脱イオン水で１２６ｇに希釈）によって更に１時間酸化した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが５０ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。次に、生成物を固形分４．８％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、４．８％の固形分含量、及び１．３４ｃＰの粘度を有していた。分散液中の成分の分析は、８２ｐｐｍのＣｌ、５３８ｐｐｍのＳＯ_４、１０．０ｐｐｍのＣａ、３．５ｐｐｍのＭｇ、８．２ｐｐｍのＦｅ、及び５３９ｐｐｍのＮａを示した。

実施例１６−シアン顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を用いるスルホン化／酸化の実施例）：
１２０ｇの市販のピグメントブルー１５：３（BASF Corporation, Charlotte, NCから入手できる）を、３００ｇの硫酸（９５％）及び３００ｇの２０％発煙硫酸の混合物によって、１２０℃において６時間スルホン化した。反応混合物を１００℃に冷却し、氷水中で急冷した。固体生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いて、３０００ｒｐｍにおいてケーキを分散させた。６０ｇのカルシウムフリーの水酸化ナトリウム（２５％溶液）を加えてｐＨを９．０より高く保持した。ミル上で２時間後、分散液を、ミル内において、３７１．６ｇの次亜塩素酸ナトリウム（１０．９％）によって更に３時間酸化した。次に、得られた生成物を８０℃に１時間加熱した。次に、供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１００ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。生成物を固形分７．７％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、０．７ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、固形分７．７３％の固形分含量、及び８．２４のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、２３ｐｐｍのＣｌ、２１ｐｐｍのＳＯ_４、１．７ｐｐｍのＣａ、１．５ｐｐｍのＦｅ、１８３０ｐｐｍのＮａ、及び１５６０ｐｐｍのイオウを示した。また、分散液は、２．１０ｃＰの粘度、６９．１ダイン／ｃｍの表面張力、及び２．４ｍＳの導電度を有していた。乾燥試料の元素分析（Schwarskopf Microanalytical Laboratory, Woodside, NYによる）によって、スルホン化によるＳの導入（試料１ｇあたり０．８９４ミリモルのＳ）が確認された。

実施例１７−シアン顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を用いるスルホン化／酸化の実施例）：
４０ｇの市販のピグメントブルー１５：３（BASF Corporation, Charlotte, NCから入手できる）を、２００ｇの硫酸（９５％）によって、１２０℃において２４時間スルホン化した。反応混合物を１００℃に冷却し、氷水中で急冷した。固体生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。酸性のケーキを８．０のｐＨにし、脱イオン水中に再分散させた。得られた混合物を濾過してケーキを単離した。０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いて、３０００ｒｐｍにおいてケーキを分散させた。ミル上で２時間後、分散液を、ミル内において、５５ｇの１０．９％次亜塩素酸ナトリウムによって更に２時間酸化した。次に、得られた生成物を６５℃に１時間加熱した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１００ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。生成物を固形分７％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、深さ９〜０．８ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、６．３８％の固形分含量、及び７．５のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、１６０ｐｐｍのＣｌ、２１ｐｐｍのＳＯ_４、２．７ｐｐｍのＣａ、２．９ｐｐｍのＦｅ、７１３ｐｐｍのＮａ、及び１５２９ｐｐｍのイオウを示した。また、分散液は、６．９ｃＰの粘度、６８．８ダイン／ｃｍの表面張力、及び１．３８ｍＳの導電度を有していた。

実施例１８−黄色顔料分散液（ソルベントイエロー３３を用いるスルホン化／酸化の実施例）：
４０ｇの市販のソルベントイエロー３３（Rainbow Chemicals Co., Northbrook, ILから入手できる）を、２００ｇの硫酸（９５％）を用いて、１２０℃において６時間スルホン化した。反応混合物を１００℃に冷却し、氷水中で急冷した。固体生成物を濾過によって単離し、洗浄して溶解物質を除去した。得られた混合物を濾過してケーキを単離した。０．４ｍｍのＹＴＺビーズ（Quackenbush Co., Inc., Crystal Lake, ILから入手できる）を充填した媒体ミル（Hockmeyer Basket Mill）を用いて、３０００ｒｐｍにおいてケーキを分散させた。ミル上で３．５時間後、分散液を、ミル内において、６５ｇの１０．９％次亜塩素酸ナトリウムによって更に１時間酸化した。次に、得られた生成物を６０℃に１時間加熱した。供給試料の塩化物含量及び硫酸塩含量のそれぞれが１００ｐｐｍ未満になるまで、溶解した不純物を限外濾過によって除去した。生成物を固形分２．１７％に濃縮し、０．３％ｗｔ／ｗｔのProxel GXL（Arch Chemicals, Smyrna, GAから入手できる）と混合した。最後に、深さ９〜０．８ミクロンのＧＦフィルターを通して生成物を濾過した。

得られた分散液は、２．１７％の固形分含量、及び６．９９のｐＨを有していた。分散液中の成分の分析は、４ｐｐｍのＣｌ、６８ｐｐｍのＳＯ_４、２．３ｐｐｍのＣａ、１５．２ｐｐｍのＦｅ、１８７ｐｐｍのＮａ、及び２７８ｐｐｍのイオウを示した。分散液は、１．５５ｃＰの粘度、５７．７ダイン／ｃｍの表面張力、及び０．５７８ｍＳの導電度を有していた。

実施例１９−表面変性基と結合している対イオンの置換
顔料の表面変性基と結合している対イオンは、以下の手順によって例示されるように、他の好適なカチオンで置換することができる。

顔料分散液に衝撃を与えずに希次亜塩素酸によって生成物のｐＨをゆっくりと下向きに調節しながら（数時間にわたって１回で１ｐＨ単位）、実施例３から得られる分散液（３２００ｇ、固形分１４．８５％、ｐＨ＝８．１）を限外濾過によって更に精製した。合計で３４．７ｇの２５％ＨＣｌを用いてｐＨを５．５に下げた。生成物が溶解不純物を含んでいないことが分かったら、２６９３．１ｇに濃縮した（固形分１４％、１２ｐｐｍのＣｌ及び４５ｐｐｍのＳＯ_４）。

モノエタノールアンモニウム（ＭＥＡ）、トリエタノールアンモニウム（ＴＥＡ）、テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡ）、テトラブチルアンモニウム（ＴＢＡ）、リチウム、カリウム、及びアンモニウムとの異なる混合塩（約５０％のナトリウム）を、対応する塩基（例えば、ＫＯＨ、ＮＨ_４ＯＨ等）でｐＨを約８．０に調節することによって、３００ｇの部分で形成した。得られた分散液の特性を表１にまとめる。

衝撃を与えずに希塩酸によってｐＨを２．０の安定なｐＨに下向きに調節した他は、混合塩（約５０％のナトリウム）と同様の方法で混合塩（＜２０％のナトリウム）を調製した。得られた分散液の特性を表２にまとめる。

実施例２０−Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）分析：
試料１〜４に関してＸＰＳデータを集め、分析した（表３）。

収束単色ＡｌＫ_α １４８６．６ｅＶ照射線のプローブビームを有するPhysical Electronics Quantum 2000走査ＸＰＳ装置を用いて、EAG実験室（Chanhassen, MN）によってＸＰＳデータを得た。分析は、１．５ｍｍ×０．３ｍｍの分析領域において、４５°の補正角で、電荷補正又は電荷中和を行わずに行った。Ｘ線によって光電子を生成させ、これをエネルギー分析及び計数して試料表面の原子組成及び化学的性質を明らかにした。光電子の脱出深さによって分析深さが約５０Åの外径に限定された。図１に、０〜１１００ｅＶの範囲の結合エネルギーの低分解能探査走査を与える。図２〜４は、化学的状態の情報を与える選択された元素からの高分解能スペクトルである。

試料１及び３は、粉末形態で直接載置した。試料２及び４（分散液体）は、窒素雰囲気下で少量の液体を乾燥し、次に得られたフィルムを粉末に粉砕することによって調製した。

全ての試料に関して検出された元素は、Ｃ、Ｏ、Ｓ、及びＣｌを含んでいた。試料２及び４は、Ｎａも有していた。試料４には微量の有機Ｎが存在していた。

図２に示されるように、全ての試料のＣ１ｓスペクトルは、約２８４．５ｅＶにおける主非対称Ｃ−Ｃ,Ｈピーク、及び不飽和結合による強い付随ピークを含む主要なカーボンブラックの寄与と一致していた。いずれもカルボキシ変性されている試料２及び４は、ＣＯＯＮａ結合に一致する約２８８．３ｅＶの結合エネルギーにおける強いＣ１ｓ成分も有している。全ての試料に関して有機Ｃｌが検出されたが、存在する低いレベルのＣｌによって、Ｃ１ｓスペクトルにおけるＣ−Ｃｌ結合ピークの観察が排除される。潜在的なＣ−Ｓ結合及びＣ−Ｎ結合に関しては、これらの元素の低い濃度のために同じことが言える。アモルファス炭素のベースラインの形へのフィッティングに伴うエラーは、予想される炭素官能基（明瞭なＣＯＯＮａピーク以外）の殆どの強度においても同様であるので、Ｃ１ｓピークにカーブフィットは行わなかった。

図３に示されるように、全ての試料のＯ１ｓスペクトルは、およそ５３１及び５３３ｅＶにおいてＣ＝Ｏ及びＣ−Ｏ結合と一致する２つの成分を有していた。Ｃ−Ｏピークは、ヒドロキシル、エーテル、及びカルボン酸基のような種を含む。Ｃ＝Ｏピークは、ケトン、エステル、アクリレート、及びカルボン酸基を含む。スルホン又はスルフェート酸素寄与は、いずれもＣＯＯＮａ寄与と同じようにＣ＝Ｏ寄与と重なる。約５３５ｅＶの結合エネルギーにおける明らかな第３の成分は、実際には、試料２及び４に関して存在する重なるＮａＫＬＬの特徴によるものであった。この成分は、原子濃度を算出するために参照ＮａＣｌＮａＫＬＬスペクトルを減じ、化学状態の分析のためにカーブフィッとを行うことによって、スペクトルから除去した。

試料４においては窒素は低レベルでのみ検出され、高分解能スペクトルは得られなかった。探査スペクトルにおけるその結合エネルギーは有機形態を示唆する。

図４に示されるように、全ての試料についてイオウが少なくとも２つの形態で存在していた。還元形態はスペクトルプロットにおいてスルフィドとして示し、酸化形態はプロットにおいてＳＯ_ｘ（スルフェート／スルホン）として示した。潜在的なスルフェート及びスルホン寄与を分離するスペクトルの徴候はなかった。スルフィドのピーク強度は４つの試料全てに関して同等であり、一方、スルフェート／スルホンのピーク強度は劇的に変化していた。スルフィド寄与は、幾つかの場合においては、良好なカーブフィットのためには２つの成分を必要とした。複数のスルフィド成分の性質は理解されていないが、異なるスルフィド形態の存在によるものであるか、或いはひょっとしたらカーボンブラックマトリクス内の光電子エネルギー損失メカニズムによる複合ピーク形状を反映している可能性がある。全ての試料に関して同等量のスルフィドイオウが観察されるので、明らかにスルフィド種は非常に安定で、カルボキシ変性又はスルホン化プロセスのいずれによっても影響を受けない。カルボキシ変性カーボンブラック試料に関して、酸化イオウ（ＳＯ_ｘ）に関する徴候は観察されない。酸化イオウ（ＳＯ_ｘ）を示す試料は、スルホン化カーボンブラック試料、及びスルホン化カルボキシ変性カーボンブラック試料のみである。

高分解能スペクトルを用いて、光電子ピーク下の領域を積分し、経験的感度因子を適用することによって表面組成を得た。それぞれの試料に関する、原子％（表４）、検出された元素の％（表５）、及び化学的状態による原子％（表６）を、下記に示す。

実施例２１−走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）分析：
Hitachi S-4500電界放出走査電子顕微鏡を用いて、ベースとなるカーボンブラック（試料１、表３）、カルボキシ変性カーボンブラック（酸化）（試料２、表３）、及びスルホン化カルボキシ変性カーボンブラック（試料４、表３）に関してＳＥＭ分析を行った。分析前に試料を室温において乾燥した。

（ａ）約３９．３±３ｎｍの平均径を有するカーボンブラック；（ｂ）約３１．１±３ｎｍの平均径を有するカルボキシ変性カーボンブラック；及び（ｃ）約３８．７±２ｎｍの平均径を有するスルホン化カルボキシ変性カーボンブラック；のＳＥＭ画像（１５．０ｋＶ×５００Ｋ,６０ｎｍ）を図５に示す。画像を画素化し、コントラストを用いて境界を確認することによって寸法を求めた。図５（ａ）において示されるように、全ての表面変性によって予想されるように、ベースとなるカーボンブラックの全体的形態における認めうる変化はない。

実施例２２−ＴＧＡ分析：
TA InstrumentsのＴＧＡ装置上で、窒素雰囲気下において１０℃／分の速度で３０℃から８００℃に加熱してＴＧＡを行った。図６に示されるように、ベースとなるカーボンブラック（試料１、表３）は、５５０℃まで緩やかな重量損失、及びその後は非常に早い重量損失を有していた。これに対して、カルボキシ変性カーボンブラック（試料２、表３）、及びスルホン化カルボキシ変性カーボンブラック（試料４、表３）は、約７００℃まで、より大きいが緩やかな重量損失を有していた。スルホン化カルボキシ変性カーボンブラックに関する７００℃におけるより大きな重量損失と比較してカルボキシ変性カーボンブラックに関する７８０℃における迅速な重量損失により、２つのタイプの表面変性が区別される。いずれの変性カーボンブラックに関しても、約３００℃において傾斜（重量損失速度）の僅かなシフトがあった。１００〜７００℃の範囲における緩やかな重量損失は、カルボキシル及びラクトンのような表面基の損失に起因するものである。スルホン化カルボキシ変性カーボンブラックの場合において見られる７００℃より高い温度での著しい重量損失は、ＳＯ_３表面基の損失に起因するものである。

それぞれの変性カーボンブラックは、３つの別個の重量損失領域を示す。これらの領域全体での重量損失を、放出されたＣＯ_２ガスに等しいものとして計算することができる。図７において示され、表７において要約されているように、スルホン化カルボキシ変性カーボンブラックは、１０３〜３１３℃において顔料１ｇあたり１４２４マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失、３１３〜４６３℃において顔料１ｇあたり８０６マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失、及び４６３〜７７３℃において顔料１ｇあたり１７５１マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失を示す。

図８において示され、表８において要約されているように、カルボキシ変性カーボンブラックは、１０１〜３０８℃において顔料１ｇあたり１２３９マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失、３０８〜４４１℃において顔料１ｇあたり７８２マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失、及び４４１〜６５１℃において顔料１ｇあたり９６４マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失を示す。

これに対して、図９において示され、表９において要約されているように、カーボンブラックは、１０３〜３００℃において顔料１ｇあたり１６５マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失、及び３００〜６６０℃において顔料１ｇあたり４４７マイクロモルのＣＯ_２に等しい重量損失を示す。

実施例２３−表面活性水素の分析：
０．１ｍＬに較正した５０ｍＬのビュレットからの未希釈の２．０００Ｎ−ＨＣｌで試料（水性分散液として）を滴定した。試料及び滴定液は希釈していないので、適度な量の滴定液を用いて２．０のｐＨを達成することができ、滴定工程全体での体積変化はより小さかった（滴定工程中に体積がおよそ１０％増加）。カーボン分散液及び脱イオン水に関して、１０．２から２．０のｐＨ間隔にわたる酸吸収量に関するデータを表１０に要約する。第１欄はこのｐＨ間隔にわたるＨＣｌの全吸収量（マイクロモル）を示し、第２欄は固形分（％）を基準とするマイクロモル／ｇに変換した吸収量を示す。予想したように、１ｇあたりの吸収量は、実施例７に記載する生成物に関して最も大きかった。酸化による実施例及びカーボンブラック原材料を比較のために含ませる。

実施例２４−元素分析：
実施例２及び８にしたがって製造した表面変性カーボンブラック分散液（スルホン化カルボキシ変性カーボンブラック）を、乾燥粉末（７０℃のオーブン内において一定重量まで乾燥）として、Schwarskopf Microanalytical Laboratory, Woodside, NYによって分析し、元のカーボンブラック粉末、及びオーブンで乾燥し十分に洗浄したスルホン化酸ケーキと比較した。表面変性ピグメントブルー１５（実施例１６）及びピグメントレッド１２２（実施例１３）を同様に乾燥粉末として分析した。元素分析の結果を表１１に要約する。

元素分析の結果は、実施例８において、カーボン１ｇあたり０．４７８ミリモルのＳ及び１．５１ミリモルの活性水素を有する変性カーボンブラックが得られることを示す。

元素分析の結果は、実施例２において、カーボン１ｇあたり０．７３８ミリモルのＳ及び１．７７ミリモルの活性水素を有する変性カーボンブラックが得られることを示す。

元素分析の結果は、実施例１６において、顔料１ｇあたり０．８９４ミリモルのＳ及び１．０３ミリモルの活性水素を有する変性ピグメントブルー１５が得られることを示す。

元素分析の結果は、実施例１３において、顔料１ｇあたり０．０３４ミリモルのＳ及び０．３０４ミリモルの活性水素を有する変性ピグメントレッド１２２が得られることを示す。

インクの実施例：
以下の実施例においては、インクの印刷性能特性を、上記記載の耐水性試験手順、蛍光マーカー耐性試験手順、耐摩擦性試験手順、ImageXpert装置試験手順（線幅、エッジ鮮鋭度、色間ブリード、モットル）、光学濃度試験手順、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間座標試験手順、カートリッジ始動試験手順、及び耐光性試験手順にしたがって分析した。

実施例２５：
下記の組成物は、実施例７にしたがって製造した自己分散性顔料を含ませたインク配合物である。

２容器法を用いてインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いて行った。次に、２−ピロリドン、ジエチレングリコール、及び無水ＩＰＡを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、ＰＥＧ６００及びProxel GXLを加え、溶解させた。

実施例７にしたがって調製した顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

印刷性能試験：
上記記載のインクの印刷性能を、Sensient Colors Inc. (St. Louis, MO）から入手できるSensijet（登録商標） Black SDP 100及び1000を含むインクと比較した。対照インクは、インクＡ配合物においてSensijet Black SDP 100及び1000を用いて調製した。３種類の通常用いられているコピー紙：Hewlett Packard Multipurpose Paper、Office Depot 104 paper、及びXerox 4200 multipurpose paperの上にカーボンブラックインクを印刷した。蛍光マーカー試験においては、２種類の蛍光マーカー：Sharpie Accent (H1)及びEberhard Faber 4009 (H2)を用いた。

印刷の分析により、インクＡはSensijet Black SDP 100及び1000を含む対照インクと比較して全ての試験において優れていることが示された。

実施例２６：
下記は、＜５０％のＮａ塩を含む混合塩に転化し、下記に記載する手順を用いて下記のインク配合物中に含ませた、実施例３にしたがって調製した黒色分散液の異なる塩形態である。

２容器法を用いて上記表に記載したインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、適当量の水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いることによって行った。次に、適当量の２−ピロリドン、ＰＥＧ４００、１，２−ヘキサンジオール、及びブチルオキシトールグリコールエーテルを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、適当量のトリエタノールアミンを加え、溶解させた。最後に、適当量のCobratec溶液及びBiobanを加え、溶解させた。

実施例３にしたがって調製した適当量の顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

Xerox 4200 paperの上での上記のインクの印刷性能特性を下記に示す。

実施例２７：
実施例１３（インクＩ）及び１６（インクＪ）にしたがって調製した着色顔料分散液を含むインク配合物を下記に示す。

２容器法を用いて上記表に記載したインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いることによって行った。次に、グリセリン、ＰＥＧ６００、ブチルカルビトール、エタノール、及びブタノールを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、トリエタノールアミンを加え、溶解させた。最後に、Cobratec溶液及びXbinx 19Gを加え、溶解させた。

実施例１３又は実施例１６にしたがって調製した顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

HP Multipurpose paperの上でのこれらのインクの印刷性能特性を下記に示す。

実施例２８：
下記に記載のようにして下記のインク配合物を調製し、実施例１６にしたがって調製した自己分散性顔料を含ませた。

２容器法を用いて上記表に記載したインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いることによって行った。次に、グリセリン、ＰＥＧ６００、ブチルカルビトール、エタノール、及びブタノールを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、トリエタノールアミンを加え、溶解させた。最後に、Cobratec溶液及びXbinx 19Gを加え、溶解させた。

実施例１６にしたがって調製した顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

HP Multipurpose paperの上でのこのインクの印刷性能特性を下記に示す。

実施例２９：
実施例２８にしたがって下記のインク配合物を調製し、実施例１３にしたがって調製した自己分散性顔料を含ませた。

HP Multipurpose paper上でのこのインクの印刷性能特性を下記に示す。

実施例３０：
下記に記載する手順にしたがって下記のインク配合物を調製し、実施例１０にしたがって調製した自己分散性顔料を含ませた。

２容器法を用いて上記表に記載したインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いることによって行った。次に、グリセリン、ＰＥＧ６００、グリコールエーテルＤＢ、無水ＩＰＡ、及びＮ−ブタノールEastmanを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、トリエタノールアミン８５を加え、溶解させた。最後に、Cobratec溶液及びNipacide BIT20を加え、溶解させた。

実施例１０にしたがって調製した顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

このインクの物理的パラメーターを下記に示す。

このインクの印刷性能特性を下記に示す。

実施例３１：
下記に記載する手順にしたがって下記のインク配合物を調製し、実施例７にしたがって調製した自己分散性顔料を含ませた。

２容器法を用いて上記表に記載したインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いることによって行った。次に、２−ピロリドン、ＰＥＧ６００、及び無水ＩＰＡを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、トリエタノールアミン８５を加え、溶解させた。最後に、Nipacide BIT20を加え、溶解させた。

実施例７にしたがって調製した顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

このインクの物理的パラメーターを下記に示す。

このインクの印刷性能特性を下記に示す。

実施例３２：
下記に記載する手順にしたがって下記のインク配合物を調製し、実施例７にしたがって調製した自己分散性顔料を含ませた。

２容器法を用いて上記表に記載したインク組成物を配合した。第１の容器はインク基剤又は希釈剤を製造するために用いた。第２の容器は、通常「レットダウン」と呼ばれるプロセス中に顔料分散液をゆっくりと希釈するために用いた。インクを製造する方法において用いた装置はガラス製であった。

第１に、水を第１の容器に加えた。次に、混合装置を容器の内部に配置して、他の成分を加えながら水を撹拌して混合を与えた。混合は磁気撹拌装置を用いることによって行った。次に、２−ピロリドン、１，５−ペンタンジオール、ＰＥＧ６００、及び１，２−ヘキサンジオールを容器に加えた。これらを溶解させた。次に、Surfynol 104E溶液及びNipacide BIT20を加え、溶解させた。

実施例７にしたがって調製した顔料分散液を容器に加えることによって第２の容器を調製した。次に、磁気撹拌装置を容器中に配置した。希釈剤中の全ての成分が溶解した後に、分散液及び希釈剤を一緒に混合した。希釈剤及び分散液が混合した後、インクを、約１時間又は均一になるまで混合した。混合の後、１ミクロンのガラスフィルター（Whatman, Kent, 英国から入手できる）を用いてインクを濾過した。

このインクの物理的パラメーターを下記に示す。

このインクの印刷性能特性を下記に示す。

而して、本発明は、とりわけ、表面変性顔料及びインク、並びにそれを製造及び使用する方法を提供する。本発明の種々の特徴及び有利性は、特許請求の範囲において示される。

Claims (35)

1. 顔料をスルホン化し；そして
   次に顔料を酸化して変性顔料を製造する；
   ことを含む、顔料を変性する方法。
2. 変性顔料が自己分散性顔料を含む、請求項１に記載の方法。
3. 顔料が、カーボンブラック、ピグメントレッド１２２、ピグメントイエロー１９、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１５５、ピグメントブルー１５：１、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー６７、ソルベントイエロー３３、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
4. 顔料がカーボンブラックを含む、請求項１に記載の方法。
5. 顔料が、ピグメントレッド１２２、ピグメントイエロー１９、ピグメントブルー１５：１、ピグメントブルー１５：３、及びソルベントイエロー３３の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
6. 顔料の平均一次粒子径が約３０ｎｍ未満である、請求項４に記載の方法。
7. 顔料の表面積が約１００ｍ^２／ｇより大きい、請求項４に記載の方法。
8. スルホン化を、硫酸、発煙硫酸、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む酸を用いて行う、請求項１に記載の方法。
9. スルホン化中の酸と顔料との比が少なくとも約４：１（ｗｔ／ｗｔ）である、請求項８に記載の方法。
10. 酸の濃度が約８５％〜約１０４％（スルホン酸の重量／全重量）である、請求項８に記載の方法。
11. スルホン化を約２５℃〜約１６０℃の温度で行う、請求項１に記載の方法。
12. 酸化を次亜ハロゲン酸塩を用いて行う、請求項１に記載の方法。
13. 次亜ハロゲン酸塩と顔料との重量割合が約１：２０〜約１：１である、請求項１２に記載の方法。
14. 酸化の前、酸化中、酸化の後、又はこれらの任意の組み合わせにおいて顔料を粉砕することを更に含む、請求項１に記載の方法。
15. スルホン化及び酸化によって顔料の表面に表面変性基が付加され、表面変性基が電荷平衡化対イオンと結合し、変性顔料の対イオンを、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｈ^＋（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、独立して、Ｈ、或いは置換又は非置換のＣ_１〜Ｃ_５アルキル基である）、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つによって少なくとも部分的に置換することを更に含む、請求項１に記載の方法。
16. スルホン化及び酸化によって顔料の表面に表面変性基が付加され、表面変性基が電荷平衡化対イオンと結合し、変性顔料の対イオンを、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、ＮＨ_４ ^＋、モノエタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つによって少なくとも部分的に置換することを更に含む、請求項１に記載の方法。
17. 変性顔料が顔料の水性分散液として得られる、請求項１に記載の方法。
18. 分散液を少なくとも約８％の固形分に濃縮することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
19. 変性顔料が、顔料１ｇあたり約０．０２〜約１．０ミリモルのＳ及び約０．２〜約２．０ミリモルの活性水素を含む、請求項１に記載の方法。
20. 変性顔料が、水性分散液として、２．０Ｎ−ＨＣｌで滴定した際に約１．４〜約１．７ミリモルのＨＣｌを吸収する、請求項４に記載の方法。
21. 顔料が、熱重量分析の間に約１００℃〜約８００℃の３つの重量損失領域が現れ、ここで３つの領域全体での全重量損失は少なくとも３，５００マイクロモル−ＣＯ_２／ｇ−カーボンに等しい、請求項４に記載の方法。
22. 表面を有する顔料；
    顔料の表面に結合しているスルホン酸表面変性基；
    顔料の表面に結合しているカルボキシル表面変性基；及び
    表面変性基に結合している電荷平衡化対イオン；
    を含み、変性顔料が顔料１ｇあたり約０．０２〜約１．０ミリモルのＳ及び約０．２〜約２．０ミリモルの活性水素を含む、変性顔料。
23. 顔料が自己分散性である、請求項２２に記載の変性顔料。
24. 電荷平衡化対イオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｈ^＋（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、独立して、Ｈ、或いは置換又は非置換のＣ_１〜Ｃ_５アルキル基である）、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の変性顔料。
25. 電荷平衡化対イオンが、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、ＮＨ_４ ^＋、モノエタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の変性顔料。
26. 変性顔料が、水性分散液として、２．０Ｎ−ＨＣｌで滴定した際に約０．１〜約１．７ミリモルのＨＣｌを吸収する、請求項２２に記載の変性顔料。
27. 顔料がカーボンブラックを含む、請求項２２に記載の変性顔料。
28. 顔料１ｇあたり約０．０２〜約１．０ミリモルのＳ及び約０．２〜約２．０ミリモルの活性水素を含む自己分散性顔料；及び
    水；
    を含む分散液。
29. 顔料が、スルホン酸表面変性基、カルボキシル表面変性基、及び表面変性基に結合している電荷平衡化対イオンを更に含み、電荷平衡化対イオンが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＮＲ_１Ｒ_２Ｒ_３Ｈ^＋（式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３は、独立して、Ｈ、或いは置換又は非置換のＣ_１〜Ｃ_５アルキル基である）、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の分散液。
30. 顔料が、スルホン酸表面変性基、カルボキシル表面変性基、及び表面変性基に結合している電荷平衡化対イオンを更に含み、電荷平衡化対イオンが、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、ＮＨ_４ ^＋、モノエタノールアンモニウム、トリエタノールアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項２８に記載の分散液。
31. 自己分散性顔料が、２．０Ｎ−ＨＣｌで滴定した際に約０．１〜約１．７ミリモルのＨＣｌを吸収する、請求項２８に記載の分散液。
32. 分散液が、７０℃において少なくとも２週間貯蔵した際に、１０％未満の、平均粒径、粘度、表面張力、及びｐＨの少なくとも１つにおける変化を受ける、請求項２８に記載の分散液。
33. 分散液が、少なくとも３週間で１０％未満の変化を受ける、請求項３２に記載の分散液。
34. 分散液が、７０℃において少なくとも４週間貯蔵した際に、１０％未満の粘度における変化を受ける、請求項３２に記載の分散液。
35. 分散液が、１０％未満未満の表面張力における変化を受ける、請求項３２に記載の分散液。

Images