JP2017141315A - Hydrophilic carbon black aqueous dispersion, hydrophilic carbon black aqueous dispersion and manufacturing method of hydrophilic carbon black aqueous dispersion - Google Patents

Hydrophilic carbon black aqueous dispersion, hydrophilic carbon black aqueous dispersion and manufacturing method of hydrophilic carbon black aqueous dispersion Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrophilic carbon black capable of suitably used for an inkjet printer ink by exhibiting excellent dispersibility in an aqueous medium, a hydrophilic carbon black dispersion and a manufacturing method of the hydrophilic carbon black dispersion.SOLUTION: There is provided hydrophilic carbon black having spin-spin relaxation time ofH nuclear T2, measured by a CPMG method of pulse NMR at a state dispersed in water of 500 ms or less and average particle diameter Dupaof agglomerates at the state dispersed in water of 70 to 200 nm. There is provided a hydrophilic carbon black aqueous dispersion containing the hydrophilic carbon black. There is provided a manufacturing method of the hydrophilic carbon black aqueous dispersion which is a method for hydrophilic treatment of carbon black by using an oxidant, an azotization, a surfactant and a hydrophilic agent such as microcapsule or the like and preferably by oxidizing by an oxidant.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、親水化カーボンブラック水性分散体、親水化カーボンブラック水性分散体および親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法に関する。   The present invention relates to a hydrophilic carbon black aqueous dispersion, a hydrophilic carbon black aqueous dispersion, and a method for producing a hydrophilic carbon black aqueous dispersion.

近年、水性インクはその安全性と環境負荷が少ないことから幅広い分野で有機溶剤系インクに取って代わり普及している。特にビジネス用途などではオフィスにおいて各種印刷に使用されるインクとして臭いのない水性色材が必要不可欠であり、産業用途でも作業環境、インクや塗料の取り扱いの安全性、廃液処理の問題から有機溶剤の使用をできる限り少なくする傾向が強まっている。また、水性着色材は、有機溶剤型着色材に比べ、製造時に防爆設備、排気設備、有機溶剤回収装置などの特別な装置が要らず製造コストが安価であることも普及の要因となっている。   In recent years, water-based inks have become widespread replacing organic solvent-based inks in a wide range of fields because of their safety and low environmental impact. Especially for business use, water-based color materials that do not smell are essential as inks used for various printing in offices, and for industrial use, organic solvents are used due to problems in the working environment, safety of ink and paint handling, and waste liquid treatment. There is an increasing tendency to use as little as possible. In addition, water-based colorants are also more popular than organic solvent-type colorants because they do not require special equipment such as explosion-proof equipment, exhaust equipment, and organic solvent recovery equipment during production. .

水性着色材としては主に染料と顔料の二つが用途に応じて使い分けられており、染料は階調性に優れ高解像度の画像形成がしやすい反面、耐光性が低く実用上問題がある。これに対して、顔料は、耐水性、耐光性が極めて優れていることから、現在では、顔料インクが数多く提供されるようになっている。   As the water-based coloring material, two dyes and pigments are mainly used depending on the application. The dye has excellent gradation and easily forms a high-resolution image, but has low light resistance and has a practical problem. On the other hand, since pigments are extremely excellent in water resistance and light resistance, many pigment inks are now provided.

印刷製版を経て印刷されるグラビアインク、オフセット印刷用の水性リキッドインクも開発されているが、水性インクを用いるオフィス向けの記録方法として最も普及し始めているものはインクジェット記録方法である。   Gravure inks that are printed via printing plate making and water-based liquid inks for offset printing have been developed, but the most popular recording method for offices that uses water-based inks is the ink jet recording method.

インクジェット記録方法は、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や画像を紙などの記録媒体の表面に記録する方法であり、非接触で記録することにより、普通紙をはじめ多種多様な記録媒体にフルカラーで印刷版をおこすことなくオンデマンドで容易に印刷可能であることから広く普及し始めている。   The ink jet recording method is a method in which ink droplets are ejected from a fine nozzle head and characters and images are recorded on the surface of a recording medium such as paper. Since it can be easily printed on demand without making a full color printing plate on a simple recording medium, it has begun to spread widely.

インクジェット記録方法を採用したインクジェットプリンターは、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や画像を紙などの記録媒体の表面に記録する方法であり、代表的な記録方式としてバブルジェット(登録商標)方式とピエゾ方式とがある。前者はノズルヘッドまで導いたインクをヒーターで瞬間的に加熱して泡を発生させ、その泡による体積膨張でインク液を断続的に吐出する記録方式であり、後者は電歪素子(圧電素子)を用いて電気信号を機械信号に変換し、ノズルヘッド部分に貯えたインク液滴を断続的に吐出する記録方式であり、このような記録方法に対応した種々の顔料が提案されるようになっている(例えば、特許文献1(特開2000-319572号公報)参照)。   An ink jet printer that employs an ink jet recording method is a method in which ink droplets are ejected from a fine nozzle head and characters and images are recorded on the surface of a recording medium such as paper. (Registered trademark) method and piezo method. The former is a recording method that instantaneously heats the ink guided to the nozzle head with a heater to generate bubbles, and the ink expansion is intermittently ejected by volume expansion due to the bubbles, the latter is an electrostrictive element (piezoelectric element) Is a recording system that converts electrical signals into mechanical signals and intermittently ejects ink droplets stored in the nozzle head portion, and various pigments corresponding to such recording methods have been proposed. (For example, refer to Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-319572)).

特開2000−319572号公報JP 2000-319572 A

このようなインクジェットプリンターインクとして、カーボンブラックの水性分散体が使用されるようになっているが、カーボンブラックの表面には水分子との親和性が高い官能基が極めて少ないことから、疎水性で水に対する濡れ性が低く水中に高濃度で安定に分散させることは極めて困難である。このため、黒色顔料としてカーボンブラックを水中に分散させたインクジェットプリンターインク等の水性黒色インクに使用する場合には、カーボンブラックの表面性状を改質して水分散性能の向上を図る必要がある。   As such an ink jet printer ink, an aqueous dispersion of carbon black has been used, but since the surface of carbon black has very few functional groups having high affinity with water molecules, it is hydrophobic. It is extremely difficult to stably disperse in water at a high concentration because of low wettability with water. For this reason, when used in an aqueous black ink such as an ink jet printer ink in which carbon black is dispersed in water as a black pigment, it is necessary to improve the water dispersibility by modifying the surface properties of the carbon black.

このような改質方法として、カーボンブラックを酸化処理して表面に親水性の官能基を形成することによりカーボンブラックの水中への分散性能を改良する方法が知られており、例えば、カーボンブラックを次亜ハロゲン酸塩の水溶液で酸化処理する方法や、カーボンブラックを低温酸素プラズマによって酸化処理する方法が知られている。   As such a modification method, there is known a method for improving the dispersion performance of carbon black in water by forming a hydrophilic functional group on the surface by oxidizing carbon black. A method of oxidizing with an aqueous solution of hypohalite and a method of oxidizing carbon black with low-temperature oxygen plasma are known.

一方、上記酸化処理を施すことにより、カーボンブラックの水中での分散性は一定程度向上するものの、インクジェットプリンターインクに使用する水性分散体としてはさらに分散性(水中での安定性)に優れたものが求められるようになっている。   On the other hand, the above-mentioned oxidation treatment improves the dispersibility of carbon black in water to a certain extent, but as an aqueous dispersion used for ink jet printer ink, it is further excellent in dispersibility (stability in water). Is now required.

インクジェットプリンターインクに使用するカーボンブラック水性分散体において、カーボンブラックの分散性を評価する方法としては、特許文献1に記載されている表面に結合している親水性官能基量を測定する方法が挙げられる。   Examples of a method for evaluating the dispersibility of carbon black in an aqueous carbon black dispersion used in an ink jet printer ink include a method for measuring the amount of hydrophilic functional groups bonded to the surface described in Patent Document 1. It is done.

しかしながら、本発明者の検討によれば、上記親水性官能基量の測定方法は、水中におけるカーボンブラックの分散性への寄与が低いヒドロキシル基量も同時に測定するものであることから、上記方法により測定される親水性官能基量とカーボンブラックの分散性とは必ずしも相関しないことが判明した。   However, according to the inventor's study, the method for measuring the amount of the hydrophilic functional group is to simultaneously measure the amount of hydroxyl groups that contribute to the dispersibility of carbon black in water. It was found that the amount of the hydrophilic functional group to be measured does not necessarily correlate with the dispersibility of carbon black.

このような状況下、本発明は、水性媒体中で優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインクに好適に使用することができる親水化カーボンブラック、親水化カーボンブラック水性分散体および親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法を提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention provides a hydrophilic carbon black, a hydrophilic carbon black aqueous dispersion, and a hydrophilic carbon that exhibit excellent dispersibility in an aqueous medium and can be suitably used for ink jet printer inks. It aims at providing the manufacturing method of a black aqueous dispersion.

上記技術課題を解決するために、本発明者がさらに検討したところ、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG(Carr−Purcell−Meiboom−Gill)法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70〜200nmである親水化カーボンブラックが、極めて優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインク等に好適に使用し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above technical problem, the present inventors have further studied. The spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei measured by the CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) method of pulsed NMR in a state dispersed in water. Is 500 ms or less, and the hydrophilized carbon black having an agglomerate average particle size Dupa 50% of 70 to 200 nm in a state of being dispersed in water exhibits extremely excellent dispersibility and is suitably used for ink jet printer inks, etc. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、
(1)水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、
水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmである
ことを特徴とする親水化カーボンブラック、
(2)上記(1)に記載の親水化カーボンブラックを含むことを特徴とする親水化カーボンブラック水性分散体、
(3)固形分濃度が3質量%〜25質量%である上記(2)に記載の親水化カーボンブラック水性分散体、
(4)pHが6.0〜9.0である上記(2)または(3)に記載の親水化カーボンブラック水性分散体、
(5)固形分濃度15質量%における電気伝導度が3mS/cm以下である上記(2)〜(4)の何れかに記載の親水化カーボンブラック水性分散体、
(6)インクジェットプリンターインク用である上記(2)〜(5)のいずれかに記載の親水化カーボンブラック水性分散体、
(7)水性媒体中で、カーボンブラック100質量部に対し、30〜500質量部の親水化剤を少量ずつ順次添加することにより親水化処理して親水化処理物を得た後、
得られた親水化処理物を遠心分離して、
水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、
水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmである
親水化カーボンブラックの水性分散体を得る
ことを特徴とする親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) The spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by the CPMG method of pulse NMR in a state dispersed in water is 500 ms or less,
Hydrophilized carbon black characterized in that the average particle diameter Dupa 50% of agglomerates in a state dispersed in water is 70 nm to 200 nm,
(2) A hydrophilized carbon black aqueous dispersion comprising the hydrophilized carbon black described in (1) above,
(3) The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to (2), wherein the solid content concentration is 3% by mass to 25% by mass,
(4) The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the above (2) or (3) having a pH of 6.0 to 9.0,
(5) The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to any one of (2) to (4), wherein the electrical conductivity at a solid content concentration of 15% by mass is 3 mS / cm or less,
(6) The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to any one of (2) to (5) above, which is for inkjet printer ink,
(7) In an aqueous medium, with respect to 100 parts by mass of carbon black, 30 to 500 parts by mass of a hydrophilizing agent is sequentially added in small amounts to obtain a hydrophilized product,
Centrifuge the resulting hydrophilized product,
The spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by the CPMG method of pulse NMR in a state dispersed in water is 500 ms or less,
A method for producing an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black, characterized in that an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black having an average particle diameter Dupa 50% of agglomerates in a state dispersed in water of 70 nm to 200 nm is obtained,
Is to provide.

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインクに好適に使用することができる親水化カーボンブラック、親水化カーボンブラック水性分散体および親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, hydrophilized carbon black, hydrophilized carbon black aqueous dispersion, and hydrophilized carbon black aqueous dispersion that exhibit excellent dispersibility in an aqueous medium and can be suitably used for inkjet printer inks The manufacturing method of can be provided.

先ず、本発明に係る親水化カーボンブラックについて説明する。
本発明に係る親水化カーボンブラックは、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmであることを特徴とするものである。
First, the hydrophilic carbon black according to the present invention will be described.
The hydrophilized carbon black according to the present invention has a 1 H nucleus spin-spin relaxation time T2 of 500 ms or less as measured by a pulsed NMR CPMG method in a state of being dispersed in water, and an average particle diameter of agglomerates in a state of being dispersed in water. Dupa 50% is 70 nm to 200 nm.

本発明に係る親水化カーボンブラックとしては、表面に酸性基を有する酸化カーボンブラック等を挙げることができる。   Examples of the hydrophilic carbon black according to the present invention include oxidized carbon black having an acidic group on the surface.

本発明者は、水性媒体中における分散性に優れた親水化カーボンブラックを開発すべく鋭意検討したところ、酸化カーボンブラックの水性媒体中での分子運動性に着目するに至り、さらに、驚くべきことに、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2により上記分子運動性を尺度化することができ、水性媒体中における分散性と相関することを見出して、本発明を完成するに至った。 The present inventor has intensively studied to develop a hydrophilic carbon black excellent in dispersibility in an aqueous medium, and has come to focus on the molecular mobility of oxidized carbon black in an aqueous medium. In addition, the molecular mobility can be measured by the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by the CPMG method of pulsed NMR in a state of being dispersed in water, and it is found that it correlates with dispersibility in an aqueous medium. Thus, the present invention has been completed.

パルス法NMRは、高分解能NMRとは異なり化学シフト情報は与えないが、代わりに分子運動性と密接な関係のあるH核の緩和時間(スピン−格子緩和時間T1、及びスピン−スピン緩和時間T2)を迅速に測定できる手法である。
パルス法NMRは、近年その使用が急速に広がっており、パルス法NMRにおける測定法としては、ハーンエコー法、ソリッドエコー法、CPMG法あるいは90°パルス法などが挙げられ、いずれも好適に用いることができるが、本発明における緩和時間T2はCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2を意味する。
Unlike high-resolution NMR, pulsed NMR does not give chemical shift information, but instead, relaxation times of 1 H nuclei (spin-lattice relaxation time T1 and spin-spin relaxation time) that are closely related to molecular mobility. This is a technique capable of quickly measuring T2).
In recent years, the use of pulsed NMR has been rapidly expanding. Examples of measuring methods in pulsed NMR include the Hahn echo method, the solid echo method, the CPMG method, and the 90 ° pulse method. However, the relaxation time T2 in the present invention means the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by the CPMG method.

本発明に係る親水化カーボンブラックにおいて、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2は、親水化カーボンブラック粒子表面に束縛された水分子の状態に関与する特性と考えられ、この値が小さい程粒子表面に束縛された水分子が多いため(水和層が厚いため)、親水化カーボンブラックの水分散性が向上して、濾過性能が向上し易くなると考えられる。 In the hydrophilized carbon black according to the present invention, the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei measured by the pulsed NMR CPMG method in a state dispersed in water is in the state of water molecules bound to the surface of the hydrophilized carbon black particles. The smaller the value, the more water molecules bound to the particle surface (because the hydration layer is thick), which improves the water dispersibility of hydrophilized carbon black and improves filtration performance. It will be easier.

本発明に係る親水化カーボンブラックは、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、450ms以下であることが好ましく、400ms以下であることがより好ましい。
上記緩和時間T2の下限値は特に制限されないが、緩和時間T2は、通常、0.01ms以上である。
In the hydrophilized carbon black according to the present invention, the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei measured by the pulsed NMR CPMG method in a state dispersed in water is 500 ms or less, preferably 450 ms or less, preferably 400 ms or less. More preferably.
The lower limit value of the relaxation time T2 is not particularly limited, but the relaxation time T2 is usually 0.01 ms or longer.

上記スピンースピン緩和時間T2が500ms以下である場合、親水化カーボンブラックが水性媒体中で特に優れた分散性を発揮することができ、上記スピン−スピン緩和時間T2が500ms超である場合、粒子表面に束縛された水分子数は少ないため(水和層が薄いため)、凝集しやすい表面となり親水化カーボンブラックの分散性が低下して濾過性能が低下し易くなる。   When the spin-spin relaxation time T2 is 500 ms or less, the hydrophilic carbon black can exhibit particularly excellent dispersibility in an aqueous medium, and when the spin-spin relaxation time T2 exceeds 500 ms, Since the number of water molecules constrained is small (because the hydration layer is thin), the surface tends to aggregate and the dispersibility of the hydrophilized carbon black is lowered, and the filtration performance is easily lowered.

本出願書類において、H核のスピンースピン緩和時間T2は、水中に分散した状態で、XiGo Nanotools社製「Acron Area」を用いたパルスNMRのCPMG(Carr−Purcell−Meiboom−Gill)法により測定される値を意味する。 In this application document, the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei is measured by the CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) method of pulsed NMR using “Acron Area” manufactured by XiGo Nanotools, in a state dispersed in water. Value.

本発明に係る親水化カーボンブラックは、水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が、70nm〜200nmであり、90nm〜160nmであることが好ましく、100nm〜150nmであることがより好ましい。 In the hydrophilized carbon black according to the present invention, the average particle size Dupa 50% of the agglomerate in a state dispersed in water is 70 nm to 200 nm, preferably 90 nm to 160 nm, and more preferably 100 nm to 150 nm. .

なお、本出願書類において、上記親水化カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Dupa50%は、水分散液の状態でレーザー回折・散乱方式粒子径分布測定装置を用いてレーザー光を照射し、散乱光の周波数変調度合から得られるアグロメレート粒径の累積度数分布曲線において、累積度数50%の値を意味する。 In this application document, the average particle diameter Dupa 50% of the above-mentioned hydrophilized carbon black agglomerate is irradiated with laser light using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device in the state of an aqueous dispersion, and the scattered light In the cumulative frequency distribution curve of the agglomerate particle diameter obtained from the frequency modulation degree, a value of 50% cumulative frequency is meant.

上述したアグロメレートの平均粒径Dupa50%が上記範囲内であれば、水性媒体中で好適に分散して、水性インクジェットプリンターインク等の水性黒色インクに好適に使用することができる。
上記アグロメレートの平均粒径Dupa50%は水性媒体に分散した状態における親水化カーボンブラック粒子の凝集体の大きさに関連する特性と考えられる。上記親水化カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm未満であると、インクジェットプリンターインク等の水性黒色インクに用いた場合に、粒径が小さく、紙の繊維間に沈降して印字濃度が低くなり易くなり、カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Dupa50%が200nmを超えると、水性媒体中で親水化カーボンブラックのアグロメレートが接触する確率が高くなり、水性分散体中で親水化カーボンブラックが凝集し易くなることから、インクジェットプリンターインク等の水性黒色インクに用いた場合に、印刷時にインクジェットプリンターのヘッド等から吐出することが困難になり易く、ノズル閉塞等のインク詰まりを生じ易くなる。
If the above-mentioned average particle diameter Dupa 50% of the agglomerate is within the above range, it can be suitably dispersed in an aqueous medium and used suitably for an aqueous black ink such as an aqueous inkjet printer ink.
The average particle diameter Dupa 50% of the agglomerate is considered to be a characteristic related to the size of the aggregate of the hydrophilic carbon black particles dispersed in the aqueous medium. When the average particle diameter Dupa 50% of the agglomerate of the above-mentioned hydrophilic carbon black is less than 70 nm, when used for aqueous black ink such as ink jet printer ink, the particle diameter is small, and the print density is settled between paper fibers. When the average particle size Dupa 50% of the carbon black agglomerate exceeds 200 nm, the probability of contact of the agglomerate of the hydrophilic carbon black in the aqueous medium increases, and the hydrophilic carbon black in the aqueous dispersion increases. Therefore, when used for water-based black ink such as ink jet printer ink, it is difficult to discharge from the head of the ink jet printer during printing, and ink clogging such as nozzle clogging is likely to occur.

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインクに好適に使用することができる親水化カーボンブラックを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydrophilic carbon black which exhibits the outstanding dispersibility in an aqueous medium and can be used conveniently for inkjet printer ink can be provided.

次に、本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体について説明する。
本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、本発明に係る親水化カーボンブラックを含むことを特徴とするものである。
Next, the aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention will be described.
The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention is characterized by including the hydrophilized carbon black according to the present invention.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、その固形分濃度が、3質量%〜25質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがより好ましく、6〜15質量%であることがさらに好ましい。   The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention preferably has a solid content concentration of 3 to 25% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and 6 to 15% by mass. More preferably it is.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、その固形分濃度が上記範囲内にあることにより、インクジェットプリンターインク等の水性インクに用いたときに、好適な分散性を容易に発揮することができる。   The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention can easily exhibit suitable dispersibility when used in water-based inks such as ink jet printer ink because the solid content concentration is in the above range. it can.

なお、本出願書類において、水性媒体中における親水化カーボンブラックの固形分濃度は、吸光光度計を用い、最大吸収波長500nmで測定した値を意味する。   In the present application documents, the solid content concentration of the hydrophilic carbon black in the aqueous medium means a value measured at a maximum absorption wavelength of 500 nm using an absorptiometer.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体において、水性媒体としては、水や、水を主成分としさらに水溶性有機溶剤を含むものを挙げることができ、水のみからなるものが好ましい。
水性媒体を構成する水としては、イオン交換水(脱イオン水)や蒸留水等の精製水が挙げられる。
In the aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention, examples of the aqueous medium include water and those containing water as a main component and further containing a water-soluble organic solvent, and those containing only water are preferable.
Examples of water constituting the aqueous medium include purified water such as ion exchange water (deionized water) and distilled water.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、そのpHが、6.0〜9.0であるものが好ましく、6.5〜8.5であるものがより好ましく、7.0〜8.0であるものがさらに好ましい。   The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention preferably has a pH of 6.0 to 9.0, more preferably 6.5 to 8.5, and 7.0 to 8. More preferred is 0.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、そのpHが上記範囲内にあることにより、インクジェットプリンターインク等の水性インクに好適に使用することができる。
親水化カーボンブラック水性分散体のpHが6.0未満であると、親水化カーボンブラック表面に付与した酸性官能基の解離が妨げられ、粒子表面の電気的な反発作用が失われ凝集しやすくなるとともに、インクジェットプリンターインク等の水性インクに使用した場合に酸性度が高いために、印刷機のヘッド等が損耗し易くなる。
また、親水化カーボンブラック水性分散体のpHが9.0を超えると、分散体中のイオン濃度が過剰となり、塩析により凝集しやすくなるとともに、空気中の炭酸ガスを吸引し易くなって、分散体のpHが不安定になり易くなる。
The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention can be suitably used for aqueous inks such as inkjet printer inks because the pH is within the above range.
When the pH of the aqueous hydrophilized carbon black dispersion is less than 6.0, dissociation of acidic functional groups imparted to the hydrophilized carbon black surface is hindered, and the electric repulsive action on the particle surface is lost and aggregation tends to occur. At the same time, when used in water-based inks such as ink jet printer ink, the acidity of the ink is high, so that the heads of the printing press are easily worn out.
Further, when the pH of the hydrophilic carbon black aqueous dispersion exceeds 9.0, the ion concentration in the dispersion becomes excessive, and it becomes easy to aggregate due to salting out, and it is easy to suck carbon dioxide in the air, The pH of the dispersion tends to become unstable.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、固形分濃度15質量%における電気伝導度が、3mS/cm以下であるものが好ましく、2mS/cm以下であるものがより好ましく、1mS/cm以下であるものがさらに好ましい。
本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体において、固形分濃度15質量%における電気伝導度の下限は特に制限されないが、通常、0.5mS/cm以上である。
The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention preferably has an electrical conductivity of 3 mS / cm or less, more preferably 2 mS / cm or less, and more preferably 1 mS / cm or less at a solid content concentration of 15% by mass. Is more preferred.
In the hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the lower limit of the electric conductivity at a solid content concentration of 15% by mass is not particularly limited, but is usually 0.5 mS / cm or more.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、固形分濃度15質量%における電気伝導度が上記範囲内であることによっても、好適な分散性を発揮することができる。
本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体において、上記電気伝導度は、水性媒体中に分散した状態における分散液中のイオン濃度に関連する特性であると考えられ、本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、固形分濃度15質量%における電気伝導度が3mS/cmを超えると、分散液中のイオン濃度が過剰となり、分散体中に共存する雑塩の影響で、塩析によるフロック(凝集体)を形成し易くなる。
The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention can exhibit suitable dispersibility even when the electric conductivity at a solid content concentration of 15% by mass is within the above range.
In the hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the electrical conductivity is considered to be a property related to the ion concentration in the dispersion in a state dispersed in the aqueous medium, and the hydrophilized carbon according to the present invention. When the black aqueous dispersion has an electric conductivity of more than 3 mS / cm at a solid concentration of 15% by mass, the ionic concentration in the dispersion becomes excessive, and the flocs caused by salting out are affected by the salt that coexists in the dispersion. It becomes easy to form (aggregate).

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体は、インクジェットプリンターインク用途に好適に使用することができる。   The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to the present invention can be suitably used for ink jet printer ink applications.

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインクに好適に使用することができる親水化カーボンブラックの水性分散体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aqueous dispersion of the hydrophilic carbon black which exhibits the outstanding dispersibility in an aqueous medium and can be used conveniently for an inkjet printer ink can be provided.

次に、本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法について説明する。
本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法は、水性媒体中で、カーボンブラック100質量部に対し、30〜500質量部の親水化剤を少量ずつ順次添加することにより親水化処理して親水化処理物を得た後、得られた親水化処理物を遠心分離して、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmである親水化カーボンブラックの水性分散体を得ることを特徴とするものである。
Next, the manufacturing method of the hydrophilic carbon black aqueous dispersion which concerns on this invention is demonstrated.
The method for producing an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black according to the present invention comprises hydrophilizing treatment by sequentially adding 30 to 500 parts by mass of a hydrophilizing agent in small amounts to 100 parts by mass of carbon black in an aqueous medium. The obtained hydrophilized product is centrifuged, and the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei measured by the CPMG method of pulsed NMR in a state dispersed in water is 500 ms or less. In addition, an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black having an agglomerate average particle diameter Dupa 50% in a state dispersed in water of 70 nm to 200 nm is obtained.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法において、親水化処理されるカーボンブラックは、特に制限されない。
例えば、東海カーボン(株)製シースト5H、3H、NH、116HM、116、トーカブラック#5500、#4500、#4400や、旭カーボン(株)製F−200、SUNBLACK 270や、三菱化学(株)製ダイヤブラックSA、N234、II(IISAF)、N(N339)、SH(HAF)、MA600、#20、#3050、#3230や、キャボット社製ショウブラック N234、N339、MAF、VULCAN XC 72、BLACK PEARLS 480や、新日化カーボン(株)製ニテロン#200IS、#10や、デンカ(株)製デンカブラックFX−35、HS−100や、エボニックデグサ社製Colour Black FW200、FW2、FW285、FW1、FW18、S170、S160、Special Black 6、5、4、4A、Printex U、V、140U、140V、L6、3、HIBLACK 40B1、40B2、420B、150B、Corax HP1107、HP130、N234、N339、N351、MAF、N550、Purex HS55、HS45や、コロンビアン社製Raven 820、Conductex 7055ULTRA等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
In the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the carbon black to be hydrophilized is not particularly limited.
For example, Toast Carbon Co., Ltd. Seest 5H, 3H, NH, 116HM, 116, Talker Black # 5500, # 4500, # 4400, Asahi Carbon Co., Ltd. F-200, SUNBLACK 270, Mitsubishi Chemical Corporation Diamond Black SA, N234, II (IISAF), N (N339), SH (HAF), MA600, # 20, # 3050, # 3230, Cabot Show Black N234, N339, MAF, VULCAN XC 72, BLACK PEARLS 480, Nihon Kasei Carbon Corporation Niteron # 200IS, # 10, Denka Corporation Denka Black FX-35, HS-100, Evonik Degussa Color Black FW200, FW2, FW285, FW1, FW18, S170, S160, Sp Cial Black 6, 5, 4, 4A, Printex U, V, 140U, 140V, L6, 3, HIBLACK 40B1, 40B2, 420B, 150B, Colax HP1107, HP130, N234, N339, N351, MAF, N550, Purex HS55, One or more types selected from HS45, Columbian Raven 820, Conductex 7055ULTRA and the like can be mentioned.

カーボンブラックの親水化処理方法も、特に制限されず、親水化剤として、酸化剤、アゾ化剤、界面活性剤またはマイクロカプセルを用いた方法を挙げることができる。   The method for hydrophilizing carbon black is not particularly limited, and examples of the hydrophilizing agent include a method using an oxidizing agent, an azotizing agent, a surfactant, or microcapsules.

例えば、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過硫酸塩、過硼酸塩、過炭酸塩等のアルカリ金属塩やアンモニウム塩等の酸化剤の水溶液中にカーボンブラックを添加して酸化する方法を挙げることができる。
また、カーボンブラックの親水化処理方法としては、過酸化水素、オゾン、オゾン水あるいはM(Mはアルカリ金属)、重クロム酸塩、過マンガン酸塩等の酸化剤で処理する方法を挙げることができる。
さらに、カーボンブラックの親水化処理方法としては、ジアゾカップリング処理を実行する方法等を挙げることができ、例えば、p−ニトロ安息香酸を亜硝酸でアゾ化し、それをカーボンブラックの表面にアゾ化して結合させるアゾ化剤を用いた方法を挙げることができる。
その他、カーボンブラックの親水化処理方法としては、カーボンブラックを界面活性剤で処理する界面活性剤を用いた方法や、カーボンブラックの表面に高分子をマイクロカプセル化して水中に分散させるマイクロカプセルを用いた方法等を挙げることができる。
カーボンブラックの親水化処理方法は、得られる親水化処理物を水性媒体中に良好に分散させ得るものであればいずれの親水化方法であってもよく、酸化剤で酸化する方法が好ましい。
For example, carbon black is added to an aqueous solution of an oxidizing agent such as an alkali metal salt or ammonium salt such as hypochlorite, chlorite, chlorate, persulfate, perborate or percarbonate. The method of oxidizing can be mentioned.
Moreover, as a hydrophilic treatment method of carbon black, a method of treating with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, ozone, ozone water or M 2 O 2 (M is an alkali metal), dichromate, permanganate, etc. Can be mentioned.
Furthermore, examples of the hydrophilic treatment method of carbon black include a method of performing a diazo coupling treatment. For example, p-nitrobenzoic acid is azotized with nitrous acid and azotized on the surface of carbon black. And a method using an azotating agent to be bonded.
In addition, as a method for hydrophilizing carbon black, a method using a surfactant that treats carbon black with a surfactant or a microcapsule in which a polymer is microencapsulated on the surface of carbon black and dispersed in water are used. And the like.
The hydrophilic treatment method of carbon black may be any hydrophilic method as long as the resulting hydrophilized product can be satisfactorily dispersed in an aqueous medium, and a method of oxidizing with an oxidizing agent is preferred.

水性媒体としては、水や、水を主成分としさらに水溶性有機溶剤を含むものを挙げることができ、水のみからなるものが好ましい。
水性媒体を構成する水としては、イオン交換水(脱イオン水)や蒸留水等の精製水が挙げられる。
Examples of the aqueous medium include water and those containing water as a main component and further containing a water-soluble organic solvent, and those consisting only of water are preferable.
Examples of water constituting the aqueous medium include purified water such as ion exchange water (deionized water) and distilled water.

また、分散性を向上させるため、必要に応じて水性媒体に界面活性剤を添加してもよい。
界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系、カチオン系いずれのものも使用することができる。
Moreover, in order to improve dispersibility, you may add surfactant to an aqueous medium as needed.
As the surfactant, any of anionic, nonionic, and cationic surfactants can be used.

カーボンブラックの親水化処理は、親水化剤と水性媒体とを攪拌混合してなる親水化溶液とカーボンブラックとを分散機で攪拌混合し、スラリー化することにより行うことが好ましい。   The hydrophilization treatment of carbon black is preferably performed by stirring and mixing a hydrophilizing solution obtained by stirring and mixing a hydrophilizing agent and an aqueous medium with a disperser to form a slurry.

分散機としては、高圧ホモジナイザー、サンドミル、ダイノーミル、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波分散機、高圧の室内にてキャビテーション効果で分散する分散機等を挙げることができる。また、通常の撹拌羽を用いた攪拌機や、高速の分散機、乳化機等によって分散処理を施してもよい。   Examples of the disperser include a high-pressure homogenizer, a sand mill, a dyno mill, a ball mill, a paint shaker, an ultrasonic disperser, and a disperser that disperses by a cavitation effect in a high-pressure chamber. Further, the dispersion treatment may be performed by a stirrer using a normal stirring blade, a high-speed disperser, an emulsifier, or the like.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、水性媒体中で、カーボンブラック100質量部に対し、30〜500質量部の親水化剤を少量ずつ順次添加しつつ酸化処理して酸化処理物を得ることが好ましい。
カーボンブラック100質量部に対する親水化剤の添加量は、30〜500質量部であり、100〜500質量部であることが好ましく、150〜500質量部であることがより好ましい。
In the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, an oxidizing treatment is carried out while sequentially adding 30 to 500 parts by mass of a hydrophilizing agent in small amounts to 100 parts by mass of carbon black in an aqueous medium. It is preferable to obtain an oxidized product.
The addition amount of the hydrophilizing agent with respect to 100 parts by mass of carbon black is 30 to 500 parts by mass, preferably 100 to 500 parts by mass, and more preferably 150 to 500 parts by mass.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法において、カーボンブラック100質量部に対する親水化剤の添加量が上記範囲内にあることにより、カーボンブラックの表面を好適に親水化することができる。   In the method for producing a hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the amount of the hydrophilizing agent added to 100 parts by mass of the carbon black is within the above range, whereby the surface of the carbon black can be suitably hydrophilized. .

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、カーボンブラック100質量部に対し、上記親水化剤を少量ずつ順次添加する。
親水化剤は、カーボンブラックに対し、少量ずつ連続して加えてもよいし、少量ずつ時間間隔を空けて(断続的に)添加してもよい。
親水化剤は、上述したように少量ずつ連続して加えてもよいが、少量ずつ断続的に添加する場合は、添加する総量の1/10〜1/2ずつ加えることが好ましく、添加する総量の1/10〜1/3ずつ加えることがより好ましく、添加する総量の1/10〜1/5ずつ加えることがさらに好ましい。
In the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the hydrophilizing agent is sequentially added little by little to 100 parts by mass of carbon black.
The hydrophilizing agent may be added continuously in small amounts to the carbon black, or may be added in small portions at intervals (intermittently).
As described above, the hydrophilizing agent may be added continuously in small portions, but when added intermittently in small portions, it is preferable to add 1/10 to 1/2 of the total amount to be added. It is more preferable to add 1/10 to 1/3 each, and it is more preferable to add 1/10 to 1/5 each of the total amount to be added.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、カーボンブラック100質量部に対し、上述したように親水化剤を少量ずつ連続して(回数に依らずに)添加してもよいが、少量ずつ断続的に添加する場合は、上記親水化剤を2〜10回に分けて添加することが好ましく、3〜10回に分けて添加することがより好ましく、5〜10回に分けて添加することがさらに好ましい。   In the method for producing a hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, as described above, the hydrophilizing agent may be added in small portions continuously (regardless of the number of times) to 100 parts by mass of carbon black. However, when intermittently adding a small amount, it is preferable to add the hydrophilic agent in 2 to 10 times, more preferably in 3 to 10 times, and more preferably in 5 to 10 times. More preferably, it is added.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、カーボンブラック100質量部に対し、上記親水化剤を少量ずつ順次添加する。
上記親水化剤は、上述したように少量ずつ連続して添加してもよいが、少量ずつ断続的に添加する場合は、5〜90分間毎に1回添加することが好ましく、5〜60分間毎に1回添加することがより好ましく、5〜30分間毎に1回添加することがさらに好ましい。
In the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the hydrophilizing agent is sequentially added little by little to 100 parts by mass of carbon black.
The hydrophilizing agent may be added continuously in small portions as described above, but when intermittently added in small portions, it is preferably added once every 5 to 90 minutes, for 5 to 60 minutes. More preferably, it is added once every time, and more preferably once every 5 to 30 minutes.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、上記のとおりカーボンブラック100質量部に対し、上記親水化剤の全量を一度に加えることなく少量ずつ順次加えることにより、酸化剤等の親水化剤の添加に伴う発熱暴走を抑制し、親水化剤を有効に使用して効果的に親水化することができる。また、親水化剤の濃度を低く保つことが出来るため酸化反応速度等の親水化反応速度を遅くすることが可能となり、親水化剤がカーボンブラック表面と接触する前に分解したり、局所的に親水化反応が進むことを抑制することができる。   In the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, as described above, the total amount of the hydrophilizing agent is added little by little to 100 parts by mass of carbon black at a time, thereby oxidizing the Exothermic runaway associated with the addition of the hydrophilizing agent can be suppressed, and the hydrophilizing agent can be effectively used to effectively hydrophilize. In addition, since the concentration of the hydrophilizing agent can be kept low, it is possible to slow down the hydrophilization reaction rate such as the oxidation reaction rate, and the hydrophilizing agent decomposes before contacting the carbon black surface or locally. Progress of the hydrophilization reaction can be suppressed.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法において、酸化処理時の温度は、50〜100℃が好ましく、60〜90℃がより好ましく、60〜80℃がさらに好ましい。   In the method for producing a hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the temperature during the oxidation treatment is preferably 50 to 100 ° C, more preferably 60 to 90 ° C, and further preferably 60 to 80 ° C.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法において、酸化処理時間は、2〜24時間が好ましく、3〜12時間がより好ましく、4〜10時間がさらに好ましい。   In the method for producing a hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the oxidation treatment time is preferably 2 to 24 hours, more preferably 3 to 12 hours, and further preferably 4 to 10 hours.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、上記酸化処理後に、さらに限外濾過膜を用いて残塩を分離処理してもよい。   In the method for producing a hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, after the oxidation treatment, the residual salt may be further separated using an ultrafiltration membrane.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、上記処理によって得られた親水化処理物を、3kg/分間〜8kg/分間の流量で送液して遠心分離することが好ましく、3.5kg/分間〜7.5kg/分間の流量で送液して遠心分離することがより好ましく、4.0kg/分間〜7.0kg/分間の流量で送液して遠心分離することがさらに好ましい。   In the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, the hydrophilized product obtained by the above treatment is preferably sent at a flow rate of 3 kg / min to 8 kg / min and centrifuged. More preferably, the solution is fed at a flow rate of 3.5 kg / min to 7.5 kg / min and centrifuged, and further sent at a flow rate of 4.0 kg / min to 7.0 kg / min and further centrifuged. preferable.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、親水化処理物を上記流量で送液して遠心分離することにより、カーボンブラックに含まれるグリットと呼ばれるカーボンブラック以外の粒子を除去することができる。   In the method for producing an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black according to the present invention, particles other than carbon black called grit contained in carbon black are removed by feeding the hydrophilized product at the above flow rate and centrifuging. can do.

上記遠心分離処理により得られた上澄み液をそのまま目的とする親水化カーボンブラック水性分散体としてもよいし、さらに限外濾過膜によって処理することにより、上澄み液中の余剰の塩類を除去するとともに、水性媒体を除去して所望濃度まで濃縮処理を施してもよい。
なお、さらに濃縮処理を施すことにより、本発明に係る親水化カーボンブラックを単離することもできる。
The supernatant obtained by the above centrifugation treatment may be used as the desired hydrophilized carbon black aqueous dispersion as it is, and further by treating with an ultrafiltration membrane to remove excess salts in the supernatant, The aqueous medium may be removed and a concentration treatment may be performed to a desired concentration.
In addition, the hydrophilic carbon black which concerns on this invention can also be isolated by performing a further concentration process.

従来、親水化カーボンブラック水性分散体は、一旦調製した後に濾過試験等を行い、適度な分散性を有する親水化カーボンブラック水性分散体が得られるまで一定程度繰り返し調製して好適な製造条件を決定する必要があったが、濾過試験に所定の時間を要することから、製造条件の決定までに一定程度の時間を要し、例えば小ロットの製品を製造する場合等において、製造時間全体の増大を招き易かった。
これに対して本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法においては、製造後にパルスNMRおよびレーザー回折・散乱方式粒子径分布測定装置等の光学的手段を用いた装置により、分散性に影響する因子であるH核のスピンースピン緩和時間T2やアグロメレートの平均粒径Dupa50%を迅速かつ的確に測定することができる。
このため、本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインクに好適に使用することができる酸化カーボンブラック水性分散体を簡便かつ迅速に製造する方法を提供することができる。
Conventionally, a hydrophilized carbon black aqueous dispersion is prepared once and then subjected to a filtration test, etc., and repeatedly prepared to a certain extent until a hydrophilized carbon black aqueous dispersion having an appropriate dispersibility is obtained, and suitable manufacturing conditions are determined. However, since a certain amount of time is required for the filtration test, it takes a certain amount of time to determine the manufacturing conditions. For example, when manufacturing a small lot of products, the overall manufacturing time is increased. It was easy to invite.
On the other hand, in the method for producing a hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to the present invention, after the production, the dispersibility is improved by an apparatus using optical means such as pulse NMR and a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus. It is possible to quickly and accurately measure the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei and the agglomerate average particle size Dupa 50% , which are influential factors.
Therefore, according to the present invention, there is provided a method for easily and rapidly producing an oxidized carbon black aqueous dispersion that exhibits excellent dispersibility in an aqueous medium and can be suitably used for an ink jet printer ink. be able to.

本発明に係る親水化カーボンブラック水性分散体を用いてインクジェットプリンターインクを調製する場合、親水化カーボンブラック水性分散体に加える添加剤としては、湿潤剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤、pH調整剤、浸透剤、定着剤、消泡剤等を挙げることができる。   When preparing an inkjet printer ink using the hydrophilic carbon black aqueous dispersion according to the present invention, as additives to be added to the hydrophilic carbon black aqueous dispersion, wetting agents, preservatives, antifungal agents, rust preventives, A pH adjusting agent, a penetrating agent, a fixing agent, an antifoaming agent and the like can be mentioned.

湿潤剤としては、各種水溶性有機溶剤を挙げることができ、具体的には、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、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−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−へキサンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2,4−ブタントリオ−ル、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコ−ル類、エチレングリコールモノエチルエ−テル、エチレングリコ−ルモノブチルエーテル、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、テトラエチ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等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル類、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、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、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
これらの水溶性有機溶剤は、水とともに単独もしくは複数混合して用いることができる。
Examples of the wetting agent include various water-soluble organic solvents. Specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,3 -Propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 2 -Polyhydric alcohols such as ethyl-1,3-hexanediol, 1,2,4-butanol, 1,2,3-butanetriol, petriol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol -Rumonobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethyl Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as monohydric alcohol aryl ethers, N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, formamide Amides such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine One or more selected from amines such as ethylene, diethylamine and triethylamine, sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane and thiodiethanol, propylene carbonate, ethylene carbonate, and γ-butyrolactone.
These water-soluble organic solvents can be used alone or in combination with water.

防腐剤、防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、イソチアゾリン系化合物、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、プロキセルXL−2等から選ばれる一種以上を挙げることができる。   As preservatives and antifungal agents, one or more selected from sodium dehydroacetate, sodium sorbate, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, isothiazoline compounds, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, proxel XL-2, etc. Can be mentioned.

防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、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等から選ばれる一種以上を挙げることができる。   Examples of the rust inhibitor include one or more selected from acidic sulfites, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, dicyclohexylammonium nitrite, benzotriazole, and the like.

pH調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等から選ばれる一種以上を挙げることができる。   Examples of the pH adjuster include hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, quaternary phosphonium hydroxide, lithium carbonate, Examples include one or more selected from alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, amines such as diethanolamine and triethanolamine, boric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid and the like.

浸透剤としては、低臭気性かつ低蒸気圧の多価アルコールアルキルエーテルを使用することが好ましく、多価アルコールアルキルエーテルの中でも、紙などの被記録材へのインク浸透速度を効果的に速めることにより、被記録材上でインクの速乾性を向上させ、遅乾性に起因するブリーディングを防止し、かつ浸透にともなう滲みを起こしにくいものを選択して使用することが好ましい。このような多価アルコールアルキルエーテルの具体例としては、例えば、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールイソブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールイソプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル等から選ばれる一種以上を挙げることができる。   As the penetrant, polyhydric alcohol alkyl ethers having low odor and low vapor pressure are preferably used, and among polyhydric alcohol alkyl ethers, the ink penetration rate into a recording material such as paper can be effectively increased. Therefore, it is preferable to select and use a material that improves the quick drying property of the ink on the recording material, prevents bleeding due to the slow drying property, and hardly causes bleeding due to penetration. Specific examples of such polyhydric alcohol alkyl ether include, for example, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol butyl ether, diethylene glycol isobutyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol propyl ether, dipropylene glycol isopropyl ether, dipropylene glycol butyl ether, One or more selected from triethylene glycol methyl ether, triethylene glycol butyl ether, tripropylene glycol methyl ether, tripropylene glycol butyl ether and the like can be mentioned.

インクジェットプリンター用インクを調製する場合、例えば、攪拌容器中に、攪拌しながら、親水化カーボンブラック水性分散体を加えつつ、さらに湿潤剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤、pH調整剤、浸透剤、定着剤、消泡剤等の添加剤や、公知任意の水溶性樹脂、水に分散したワックス、樹脂エマルション等を添加して、攪拌し、必要に応じて水、水溶性有機溶媒で粘度を調整して、公知任意の濾過方法により濾過することにより製造することができる。   When preparing an ink for an inkjet printer, for example, while stirring, adding a hydrophilic carbon black aqueous dispersion while stirring, a wetting agent, preservative, antifungal agent, rust preventive agent, pH adjuster, Add additives such as penetrating agent, fixing agent, antifoaming agent, etc., any known water-soluble resin, wax dispersed in water, resin emulsion, etc., stir, and if necessary with water, water-soluble organic solvent It can manufacture by adjusting a viscosity and filtering by the well-known arbitrary filtration methods.

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this is only an illustration and does not restrict | limit this invention.

(実施例1)
純水660Lに対し、東海カーボン(株)製カーボンブラック(窒素吸着比表面積135m/g、DBP吸収量140cm/100g)を50kg投入し、攪拌速度100rpmで攪拌混合したのち、過硫酸ナトリウムを10kg投入して65℃まで加温し、65℃に到達した後、温度を保持しながら30分毎に過硫酸ナトリウムを10kgずつ計10回投入して、合計で100kgの過硫酸ナトリウムを投入した後、65℃で6時間保持することにより酸化処理を施した。
上記酸化処理を施した処理液を、限外濾過膜(旭化成(株)製、AHP−1010、分画分子量 50000)にて残塩分離処理を施し、次いで水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH10に調整した。
上記pH10に調整した処理液において、処理液中の凝集体の平均粒径の調整を行うため、遠心分離機(三菱化工機(株)製、SJ−30F)へ3.0kg/分間の流量で送液して遠心分離し、上澄み液を回収した。
得られた上澄み液中の余剰の塩類の除去精製と水分除去による濃縮を行うため、再度上記限外濾過膜による処理を行い、固形分濃度(酸化カーボンブラック濃度)21質量%の分散液を得た。得られた分散液に精製水を添加して固形分濃度を20質量%に調整することにより目的とする酸化カーボンブラック水分散体を得た。
Example 1
To pure water 660 L, Tokai Carbon Co., Ltd. Carbon black (nitrogen adsorption specific surface area 135m 2 / g, DBP absorption 140cm 3/100 g) was 50kg charged, after stirring and mixing at a stirring speed of 100 rpm, the sodium persulfate 10 kg was added and heated to 65 ° C., and after reaching 65 ° C., 10 kg of sodium persulfate was added 10 times every 30 minutes while maintaining the temperature, and a total of 100 kg of sodium persulfate was added. Then, oxidation treatment was performed by holding at 65 ° C. for 6 hours.
The treatment solution subjected to the above oxidation treatment is subjected to residual salt separation treatment with an ultrafiltration membrane (AHP-1010, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., molecular weight cut off 50000), and then an aqueous sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to 10. It was adjusted.
In the treatment liquid adjusted to pH 10, the average particle size of the aggregates in the treatment liquid is adjusted at a flow rate of 3.0 kg / min to a centrifuge (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, SJ-30F). The solution was sent and centrifuged, and the supernatant was collected.
In order to carry out concentration by removing and purifying excess salts in the resulting supernatant and removing water, the above ultrafiltration membrane was again treated to obtain a dispersion having a solid content (oxidized carbon black concentration) of 21% by mass. It was. Purified water was added to the resulting dispersion to adjust the solid content concentration to 20% by mass, thereby obtaining the target oxidized carbon black aqueous dispersion.

(実施例2)
遠心分離機への送液量を3.0kg/分間から5.0kg/分間に変更した以外は、実施例1と同様の方法で酸化カーボンブラック水分散体を得た。
(Example 2)
An oxidized carbon black aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of liquid fed to the centrifuge was changed from 3.0 kg / min to 5.0 kg / min.

(実施例3)
過硫酸ナトリウムを10kgずつ計10回投入することに代えて、過硫酸ナトリウムを15kgずつ計10回投入して、合計で150kgの過硫酸ナトリウムを投入した以外は、実施例1と同様の方法で酸化カーボンブラック水分散体を得た。
(Example 3)
Instead of adding 10 kg of sodium persulfate 10 times in total, sodium persulfate was added 10 times in total 15 kg of sodium persulfate in the same manner as in Example 1 except that 150 kg of sodium persulfate was added in total. An oxidized carbon black aqueous dispersion was obtained.

(実施例4)
遠心分離機への送液量を3.0kg/分間から5.0kg/分間に変更した以外は実施例3と同様の方法で酸化カーボンブラック水分散体を得た。
Example 4
An oxidized carbon black aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 3 except that the amount fed to the centrifuge was changed from 3.0 kg / min to 5.0 kg / min.

(実施例5)
過硫酸ナトリウムを10kgずつ計10回投入することに代えて、過硫酸ナトリウムを12.5kgずつ計10回投入して、合計で125kgの過硫酸ナトリウムを投入するとともに、遠心分離機への送液量を3.0kg/分間から4.0kg/分間に変更した以外は実施例1と同様の方法でカーボンブラック水分散体を得た。
(Example 5)
Instead of adding 10 kg of sodium persulfate a total of 10 times, 12.5 kg of sodium persulfate was added a total of 10 times, a total of 125 kg of sodium persulfate was added, and the solution was sent to the centrifuge A carbon black water dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was changed from 3.0 kg / min to 4.0 kg / min.

実施例1〜実施例5における製造条件を表1に示す。   The production conditions in Examples 1 to 5 are shown in Table 1.

Figure 2017141315
Figure 2017141315

(比較例1)
純水660Lに対し、東海カーボン(株)製カーボンブラック(窒素吸着比表面積135m/g、DBP吸収量140cm/100g)を50kg投入し、攪拌速度100rpmで攪拌混合したのち、酸化剤として過硫酸ナトリウムを100kg投入して65℃まで加温し、65℃で6時間保持することにより酸化処理を施した。
上記酸化処理を施した処理液を、限外濾過膜(旭化成(株)製、AHP−1010、分画分子量 50000)にて残塩分離処理を施し、次いで水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH10に調整した。
上記pH10に調整した処理液において、処理液中の凝集体の平均粒径の調整を行うため、遠心分離機(三菱化工機(株)製、SJ−30F)へ3.0kg/分の流量で送液して遠心分離し、上澄み液を回収した。
得られた上澄み液中の余剰の塩類の除去精製と水分除去による濃縮を行うため、再度上記限外濾過膜による処理を行い、固形分濃度(酸化カーボンブラック濃度)21質量%の分散液を得た。得られた分散液に精製水を添加して固形分濃度を20質量%に調整することにより目的とする酸化カーボンブラック水分散体を得た。
(Comparative Example 1)
To pure water 660 L, after Tokai Carbon Co., Ltd. Carbon black (nitrogen adsorption specific surface area 135m 2 / g, DBP absorption 140cm 3/100 g) was 50kg charged, and stirred and mixed at a stirring rate of 100 rpm, peroxide as an oxidizing agent 100 kg of sodium sulfate was added and the mixture was heated to 65 ° C. and held at 65 ° C. for 6 hours for oxidation treatment.
The treatment solution subjected to the above oxidation treatment is subjected to residual salt separation treatment with an ultrafiltration membrane (AHP-1010, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., molecular weight cut off 50000), and then an aqueous sodium hydroxide solution is added to adjust the pH to 10. It was adjusted.
In the treatment liquid adjusted to pH 10, the average particle size of aggregates in the treatment liquid is adjusted at a flow rate of 3.0 kg / min to a centrifuge (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, SJ-30F). The solution was sent and centrifuged, and the supernatant was collected.
In order to carry out concentration by removing and purifying excess salts in the resulting supernatant and removing water, the above ultrafiltration membrane was again treated to obtain a dispersion having a solid content (oxidized carbon black concentration) of 21% by mass. It was. Purified water was added to the resulting dispersion to adjust the solid content concentration to 20% by mass, thereby obtaining the target oxidized carbon black aqueous dispersion.

(比較例2)
遠心分離機への送液量を3.0kg/分間から5.0kg/分間に変更した以外は、比較例1と同様の方法で酸化カーボンブラック水分散体を得た。
(Comparative Example 2)
An oxidized carbon black water dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of liquid fed to the centrifuge was changed from 3.0 kg / min to 5.0 kg / min.

(比較例3)
遠心分離機への送液量を3.0kg/分間から5.5kg/分間に変更した以外は、比較例1と同様の方法で酸化カーボンブラック水分散体を得た。
(Comparative Example 3)
An oxidized carbon black water dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of liquid fed to the centrifuge was changed from 3.0 kg / min to 5.5 kg / min.

(比較例4)
過硫酸ナトリウムの投入量を100kgから50kgに変更し、遠心分離機への送液量を3.0kg/分間から2.0kg/分間に変更した以外は、比較例1と同様の方法で酸化カーボンブラック水分散体を得た。
(Comparative Example 4)
The carbon oxide was oxidized in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of sodium persulfate input was changed from 100 kg to 50 kg and the amount of liquid fed to the centrifuge was changed from 3.0 kg / min to 2.0 kg / min. A black water dispersion was obtained.

比較例1〜比較例4における製造条件を表2に示す。   The production conditions in Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 2.

Figure 2017141315
Figure 2017141315

実施例1〜実施例5および比較例1〜比較例4で各々得られた酸化カーボンブラック水性分散液を用い、以下の方法で、水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2、アグロメレートの平均粒径Dupa50%、電気伝導度、pH、濾過性、印字濃度を測定した。結果を表4および表5に示す。 Using the oxidized carbon black aqueous dispersions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, respectively, measured by the CPMG method of pulse NMR in the state of being dispersed in water by the following method 1 The spin-spin relaxation time T2 of H nuclei, the average particle diameter Dupa 50% , electrical conductivity, pH, filterability, and print density were measured. The results are shown in Table 4 and Table 5.

<パルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2>
得られた各酸化カーボンブラック水分散体から所定量を測定試料として採取し、XiGo Nanotools社製「Acron Area」を用いて、測定核を水素核とし、測定温度30℃、周波数13MHzの測定条件で、CPMG法からスピン−スピン緩和時間T2を求めた。
<Spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by CPMG method of pulse NMR>
A predetermined amount is collected as a measurement sample from each of the obtained oxidized carbon black aqueous dispersions, and using “Acron Area” manufactured by XiGo Nanotools, the measurement nucleus is a hydrogen nucleus, under measurement conditions of a measurement temperature of 30 ° C. and a frequency of 13 MHz. The spin-spin relaxation time T2 was determined from the CPMG method.

<酸化カーボンブラック粒子のアグロメレートの平均粒径Dupa50%
各酸化カーボンブラック水分散体において、ヘテロダインレーザードップラー方式粒度分布測定装置「マイクロトラック社製、UPA model 9340」を用いてカーボンブラック粒子凝集体の粒径を測定して累積度数分布曲線を作成し、この累積度数分布曲線から50%累積度数の値をカーボンブラック粒子凝集体の平均粒径(D50)として求めた。
<Average Agglomerate Particle Size Dupa 50% of Oxidized Carbon Black Particles>
In each oxidized carbon black aqueous dispersion, a heterodyne laser Doppler type particle size distribution measuring device "UPA model 9340, manufactured by Microtrac Co., Ltd." is used to measure the particle size of the carbon black particle aggregate to create a cumulative frequency distribution curve. From this cumulative frequency distribution curve, the value of 50% cumulative frequency was determined as the average particle size (D50) of the carbon black particle aggregates.

<電気伝導度>
各酸化カーボンブラック水分散体の液温を25℃に保ち、東亜ディーケーケー(株)製「電気伝導率計 CM−30G」を用いて電気伝導度を測定した。
<Electrical conductivity>
The liquid temperature of each oxidized carbon black aqueous dispersion was kept at 25 ° C., and the electric conductivity was measured using “Electric conductivity meter CM-30G” manufactured by Toa DKK Co., Ltd.

<pH>
各酸化カーボンブラック水分散体の液温を25℃に保ち、東亜ディーケーケー(株)製「pH Meter HM−30G」を用いてpHを測定した。
<PH>
The liquid temperature of each oxidized carbon black aqueous dispersion was kept at 25 ° C., and the pH was measured using “pH Meter HM-30G” manufactured by Toa DKK Corporation.

<濾過性>
各酸化カーボンブラック水分散体100gを測定試料とし、直径25mmのセルロース混合エステルメンブレンフィルター(膜孔径1μm)を用いて、2666.4Paの減圧下でろ過試験を行い、濾過通過量を測定した。
<Filterability>
Using 100 g of each oxidized carbon black aqueous dispersion as a measurement sample, a filtration test was conducted under a reduced pressure of 2666.4 Pa using a cellulose mixed ester membrane filter (membrane pore diameter: 1 μm) having a diameter of 25 mm, and the amount of filtration passing was measured.

<印字濃度>
表3に示す含有割合になるように、各酸化カーボンブラックに対し、さらに、グリセリン、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、アセチルグリコール、ベンゾトリアゾール、防腐剤(アビシア(株)製プロキセルXL−2)、トリエタノールアミンを加えることにより、インクジェットプリンター用水性インクを各々調製し、インクジェットプリンターエプソン社製「EM−930C」用カートリッジに充填し、印字試験を行った。印字メディアは普通紙(Xerox4024)を用いた。
印字後、各印字濃度をマクベス濃度計「コールモーゲン社製、RD-927」を用いて反射光学濃度(O.D.値)を測定した。
<Print density>
In order to achieve the content ratio shown in Table 3, glycerin, diethylene glycol monobutyl ether, acetyl glycol, benzotriazole, preservative (Proxel XL-2 manufactured by Avicia Co., Ltd.) and triethanolamine are further added to each oxidized carbon black. By adding each, the water-based ink for inkjet printers was prepared, it filled in the cartridge for "EM-930C" by an inkjet printer Epson company, and the printing test was done. Plain paper (Xerox 4024) was used as the print medium.
After printing, each print density was measured for reflection optical density (OD value) using a Macbeth densitometer “RD-927, manufactured by Colemorgen”.

Figure 2017141315
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Figure 2017141315
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表4より、実施例1〜実施例5においては、酸化カーボンブラックのパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmであることにより、各酸化カーボンブラック水分散体100gの全量が、膜孔径1μmのフィルターを通過し得る濾過性(分散性)に優れたものであるとともに、係る酸化カーボンブラックを用いて調製されたインクジェットプリンターインクが優れた印字濃度を発揮し得ることが分かる。 From Table 4, in Examples 1 to 5, the average of agglomerates in a state where the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nuclei measured by the pulsed NMR CPMG method of oxidized carbon black is 500 ms or less and dispersed in water. When the particle size Dupa 50% is 70 nm to 200 nm, the total amount of each oxidized carbon black aqueous dispersion 100 g is excellent in filterability (dispersibility) that can pass through a filter having a membrane pore diameter of 1 μm. It can be seen that the ink jet printer ink prepared using oxidized carbon black can exhibit excellent print density.

一方、表5より、酸化カーボンブラックのパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms超である場合(比較例1〜比較例4)、各酸化カーボンブラック水分散体100gのうち一部しか膜孔径1μmのフィルターを通過し得ず、濾過性(分散性)に劣るものであることが分かる。
また、表5より、水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmの範囲外である場合(比較例3および比較例4)、印字自体不可能なものであったり(比較例3)、印字濃度が非常に低い(比較例4)ことが分かる。
表2および表5より、比較例1〜比較例4では、カーボンブラックに対し酸化剤を一回で投入したため、反応温度が急激に上昇し、カーボンブラックを酸化する前に自己分解する量が大半を占めてしまい、カーボンブラック表面に酸性官能基を均一に付与し得ず、緩和時間が500ms超になったと考えられる。
また、表2および表5より、比較例3および比較例4においては、分級条件を厳しくしたためにDupa50%が70〜200nmの範囲外になったと考えられる。
On the other hand, from Table 5, when the spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by CPMG method of pulsed NMR of oxidized carbon black is more than 500 ms (Comparative Example 1 to Comparative Example 4), each oxidized carbon black aqueous dispersion It can be seen that only a part of 100 g can pass through a filter having a membrane pore diameter of 1 μm and the filterability (dispersibility) is poor.
Further, from Table 5, when the average particle diameter Dupa 50% of the agglomerate in the state dispersed in water is out of the range of 70 nm to 200 nm (Comparative Example 3 and Comparative Example 4), the printing itself is impossible ( Comparative Example 3) shows that the print density is very low (Comparative Example 4).
From Table 2 and Table 5, in Comparative Examples 1 to 4, since the oxidizing agent was added to the carbon black at a time, the reaction temperature increased rapidly, and the amount of self-decomposition before oxidizing the carbon black was mostly It is considered that the acidic functional group could not be uniformly imparted to the carbon black surface, and the relaxation time was over 500 ms.
From Tables 2 and 5, it is considered that in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, Dupa 50% was out of the range of 70 to 200 nm because classification conditions were strict.

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性を発揮して、インクジェットプリンターインクに好適に使用することができる親水化カーボンブラック、親水化カーボンブラック水性分散体および親水化カーボンブラックの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, hydrophilized carbon black, hydrophilized carbon black aqueous dispersion, and method for producing hydrophilized carbon black that exhibit excellent dispersibility in an aqueous medium and can be suitably used for inkjet printer inks Can be provided.

Claims (7)

水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、
水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmである
ことを特徴とする親水化カーボンブラック。
The spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by the CPMG method of pulse NMR in a state dispersed in water is 500 ms or less,
Hydrophilic carbon black characterized in that the average particle diameter Dupa 50% of agglomerates in a state dispersed in water is 70 nm to 200 nm.
請求項1に記載の親水化カーボンブラックを含むことを特徴とする親水化カーボンブラック水性分散体。   A hydrophilized carbon black aqueous dispersion comprising the hydrophilized carbon black according to claim 1. 固形分濃度が3質量%〜25質量%である請求項2に記載の親水化カーボンブラック水性分散体。   The aqueous hydrophilized carbon black dispersion according to claim 2, wherein the solid content concentration is 3% by mass to 25% by mass. pHが6.0〜9.0である請求項2または請求項3に記載の親水化カーボンブラック水性分散体。   The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to claim 2 or 3, wherein the pH is 6.0 to 9.0. 固形分濃度15質量%における電気伝導度が3mS/cm以下である請求項2〜請求項4の何れかに記載の親水化カーボンブラック水性分散体。   The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to any one of claims 2 to 4, wherein the electrical conductivity at a solid content concentration of 15% by mass is 3 mS / cm or less. インクジェットプリンターインク用である請求項2〜請求項5のいずれかに記載の親水化カーボンブラック水性分散体。   The hydrophilized carbon black aqueous dispersion according to any one of claims 2 to 5, which is used for ink jet printer ink. 水性媒体中で、カーボンブラック100質量部に対し、30〜500質量部の親水化剤を少量ずつ順次添加することにより親水化処理して親水化処理物を得た後、
得られた親水化処理物を遠心分離して、
水中に分散した状態でパルスNMRのCPMG法により測定されるH核のスピンースピン緩和時間T2が500ms以下であり、
水中に分散した状態におけるアグロメレートの平均粒径Dupa50%が70nm〜200nmである
親水化カーボンブラックの水性分散体を得る
ことを特徴とする親水化カーボンブラック水性分散体の製造方法。
In an aqueous medium, with respect to 100 parts by mass of carbon black, a hydrophilization treatment was performed by sequentially adding 30 to 500 parts by mass of a hydrophilizing agent little by little.
Centrifuge the resulting hydrophilized product,
The spin-spin relaxation time T2 of 1 H nucleus measured by the CPMG method of pulse NMR in a state dispersed in water is 500 ms or less,
A method for producing an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black, characterized in that an aqueous dispersion of hydrophilized carbon black having an average particle size Dupa 50% of agglomerates in a state of being dispersed in water of 70 nm to 200 nm is obtained.
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