JP6280595B2 - 高構造カーボンブラック - Google Patents
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Description
OAN≧170mL/100g、および
160〜220m2/gの範囲のSTSA
OAN≧170mL/100g、および
0.7〜1の範囲のSTSA/BET比
OAN≧170mL/100g、
160〜220m2/gの範囲のSTSA、および
190〜275m2/gの範囲のBET表面積
OAN≧170mL/100g、
BET表面積≧150m2/g、および
少なくとも130m2/gのCOAN
顔料を含む分散体を含有し、それを撹拌するためのタンクであって、水性分散体は、pHプローブと分散体に塩基を供給するための第一のポンプとに流体連結されている、タンク、
第一の配管を通ってベンチュリ管へ水性分散体を引き出し、供給するための、タンクと流体連結された第二のポンプであって、水性分散体は、ベンチュリ管の絞り領域を通って送られる、第二のポンプ、
絞り領域の、またはその上流の入り口部を介してベンチュリ管と気体連結されているオゾン源であって、オゾンは、絞り領域を通って送られる間に顔料と接触する、オゾン源、ならびに、
オゾンおよび水性分散体を含む混合物をタンクへ運ぶための第二の配管、
を含む。
OAN≧170mL/100g、および
160〜220m2/gの範囲のSTSA
OAN≧170mL/100g、および
0.7〜1の範囲のSTSA/BET比
OAN≧170mL/100g、および
160〜220m2/gの範囲のSTSA、および
190〜275m2/gの範囲のBET表面積
OAN≧170mL/100g、
BET表面積≧150m2/g、および
少なくとも130m2/gのCOAN
OAN≧170mL/100g、
BET表面積≧150m2/g、および
130〜145m2/gの範囲のCOAN
本明細書で開示されるカーボンブラックは、本技術分野にて公知のいかなる方法によって酸化されてもよいが(本明細書で述べるように)、別の実施形態は、本明細書で開示されるカーボンブラックなどの顔料を酸化する方法を提供する。別の選択肢として、開示されるオゾン酸化法は、本明細書で開示されるカーボンブラックに限定されず、その他のカーボンブラックまたは有機顔料を例とするいかなる顔料の酸化にも用いることができる。1つの実施形態は、顔料を含む水性分散体へ、水性分散体のpHを少なくとも8.5に維持した状態でオゾンを添加することを含む、顔料を酸化する方法を提供する。1つの実施形態では、pHは、少なくとも8.6、少なくとも8.7、少なくとも8.8、少なくとも8.9、少なくとも9.0、少なくとも9.1、少なくとも9.2、少なくとも9.3、少なくとも9.4、または少なくとも9.5の値で維持される。1つの実施形態では、混合物のpHは、8.5〜10、8.5〜9.5、8.6〜10、8.6〜9.5、8.7〜10、8.7〜9.5、8.8〜10、8.8〜9.5、8.9〜10、8.9〜9.5、9.0〜10、または9.0〜9.5の範囲の値で維持される。1つの実施形態では、酸化および維持は、水性分散体が循環経路を流れている状態で実施される。
顔料を含む分散体を含有し、それを撹拌するためのタンクであって、水性分散体は、pHプローブと分散体に塩基を供給するための第一のポンプとに流体連結されている、タンク、
第一の配管を通ってベンチュリ管へ水性分散体を引き出し、供給するための、タンクと流体連結された第二のポンプであって、ここで、水性分散体は、ベンチュリ管の絞り領域を通って送られる、第二のポンプ、
絞り領域の、またはその上流の入り口部を介してベンチュリ管と気体連結されているオゾン源であって、ここで、オゾンは、絞り領域を通って送られる間に顔料と接触する、オゾン源、ならびに、
オゾンおよび水性分散体を含む混合物をタンクへ運ぶための第二の配管、
を含む。
1つの実施形態では、カーボンブラックは、少なくとも1つの結合された有機基を持つ修飾カーボンブラックである。
Aは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、ならびにこれらの塩から選択される。
Rは、カーボンブラックに結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、水素、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキレンオキシド(例:エチレンまたはプロピレンオキシド)、カルボン酸エステル、およびグリコールから選択される。
Rは、カーボンブラックに結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、ポリマーから選択される。
組成物のコロイド安定性をさらに高めるために、またはインクと印刷紙などの印刷基材との、もしくはインクプリントヘッドとの相互作用を改変するために、分散剤(界面活性剤および/または分散剤)が添加されてよい。種々のアニオン性、カチオン性、および非イオン性分散剤が、本発明のインク組成物と合わせて用いられてよく、これらは、未希釈で、または水溶液として用いられてよい。
この実施例では、ベンチュリ管を備えた図2のオゾン反応器アセンブリーを用いることによる実施例1のカーボンブラックサンプルA〜Gのオゾン化について記載する。
この実施例では、4−アミノ安息香酸(pABA)による実施例1のカーボンブラックサンプルA〜Fの修飾について記載する。この修飾は原料カーボンブラックに対して実施したが、同じ処理を、実施例2の酸化カーボンブラックに対して実施してもよい。
この実施例では、2−(4−アミノフェニル)−1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ビスホスホン酸(EBP)による実施例1のカーボンブラックサンプルA〜Fの修飾について記載する。実施例1からのカーボンブラックの分量(500g)、EBP(50〜75g)、および水(1〜2L)を含む混合物を、Processall反応器へ添加した。温度を55℃まで上げ、亜硝酸ナトリウム(20%、150〜220g)を、20分間かけてこの混合へ添加した。反応は、65℃にて1〜2時間実施した。
この実施例では、実施例2〜4の酸化/処理カーボンブラック材料を用いた分散体の作製について記載する。Pall Microza(登録商標)限外ろ過膜(SLP−1053)を用いて、15%の分散体固形分にて、150uS/cm未満の透過水導電率または1000uS/cm未満の濃縮水導電率までダイアフィルトレーションを実施した(G−O−SおよびG−O−Uサンプルの場合、ダイアフィルトレーション前に、得られた分散体に対して、分散体をマグネティックまたはオーバーヘッドスターラーで撹拌しながら少なくとも75℃まで2時間加熱する熱処理を施した)。次に、サンプルを5%固形分まで希釈し、Carr(登録商標)Powerfuge(登録商標)により、300または600mL/分の流速、13276RPMにて遠心分離を行った。サンプルを、Pall Microza(登録商標)限外ろ過膜(SLP−1053)を用いて固形分16%に再濃縮し、冷却管を取り付けた容器中、マグネティックスターラーで撹拌しながら、Misonix(登録商標)Labプローブソニケーターで超音波処理して、D50目標粒子サイズ140nmとした(比較のために、オゾン酸化カーボンブラックサンプルの第二のセットには、この超音波工程を施さなかった)。殺生物剤を添加し(0.2重量/重量% Proxel(登録商標))、0.3または0.5μmのPallデプスフィルターに通した。水を加えることで、サンプルを固形分15%に調節した。
分散体の沈澱率は、ラフグラビティセディメンテーション手順(Rough Gravity Sedimentation procedure)によって得た。
・分散体を水で希釈して固形分3%とした、
・固形分3%の分散体の0.100mLを、メスフラスコで100mLに希釈した、 ・この希釈分散体の吸光度を、UV−可視光分光光度計を用いて550nmで測定した(Abs1)、
・固形分3%の分散体の7mLを、Beckman超遠心分離チューブに充填した、 ・チューブをシールし、Beckman遠心分離機により、20700RPMで10分間(立ち上がり時間(ramp-up time)を含む)の遠心分離に掛けた、
・サンプルチューブからすべての上澄をバイアルへ回収した、
・回収した上澄の0.100mLを、メスフラスコで100mLに希釈した、そして ・この希釈分散体の吸光度を、UV−可視光分光光度計を用いて550nmの波長で測定する(Abs2)。
沈澱%=100×((Abs1−Abs2)/Abs1)
実施例7のインクジェット製剤AおよびBを、Xerox 4200およびHPMP紙に印刷した。製剤Aの印刷には、Epson C88+インクジェットプリンターを用い、製剤Bの印刷には、Canon iP 4000インクジェットプリンターを用いた。得られた光学密度値と共に以下の表10に挙げるように、ベストおよびノーマルモードで印刷を行った。「A」は、製剤Aを示し、「B」は、製剤Bを示す。
本発明は次の態様を含む。
[1]以下の特性:
OAN≧170mL/100g、および
160〜220m 2 /gの範囲のSTSA、
を有するカーボンブラック。
[2]以下の特性:
OAN≧170mL/100g、および
0.7〜1の範囲のSTSA/BET表面積比、
を有するカーボンブラック。
[3]前記OANが、170〜220m 2 /gの範囲である、[1]または[2]に記載のカーボンブラック。
[4]前記OANが、170〜210m 2 /gの範囲である、[1]または[2]に記載のカーボンブラック。
[5]前記カーボンブラックが、190〜275m 2 /gの範囲のBET表面積を有する、[1]〜[4]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[6]前記BET表面積が、200〜270m 2 /gの範囲である、[1]〜[5]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[7]前記BET表面積が、200〜260m 2 /gの範囲である、[1]〜[5]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[8]前記カーボンブラックが、少なくとも120m 2 /gのCOANを有する、[1]〜[7]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[9]前記カーボンブラックが、少なくとも130m 2 /gのCOANを有する、[1]〜[7]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[10]前記カーボンブラックが、1.30〜1.50の範囲のOAN/COAN比を有する、[1]〜[9]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[11]前記カーボンブラックが、0.7〜1の範囲のSTSA/BET表面積比を有する、[1]および[3]〜[10]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[12]前記カーボンブラックが、0.7〜0.9の範囲のSTSA/BET表面積比を有する、[1]〜[10]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[13]前記カーボンブラックが、ファーネスブラックである、[1]〜[12]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[14]前記カーボンブラックが、少なくとも1つの結合された有機基で修飾されている、[1]〜[13]のいずれかに記載のカーボンブラック。
[15]前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、前記カーボンブラックと結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、ならびにこれらの塩から選択される、
[14]に記載のカーボンブラック。
[16]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、−CO 2 −、−O 2 C−、−CO−、−OSO 2 −、−SO 3 −、−SO 2 −、−SO 2 C 2 H 4 −O−、−SO 2 C 2 H 4 S−、−SO 2 C 2 H 4 NR″−、−O−、−S−、−NR″−、−NR″CO−、−CONR″−、−NR″CO 2 −、−O 2 CNR″−、−NR″CONR″−、−N(COR″)CO−、−CON(COR″)−、−NR″COCH(CH 2 CO 2 R″)−およびそれからの環状イミド、−NR″COCH 2 CH(CO 2 R″)−およびそれからの環状イミド、−CH(CH 2 CO 2 R″)CONR″−およびそれからの環状イミド、−CH(CO 2 R″)CH 2 CONR″およびそれからの環状イミド、(これらのフタルイミドおよびマレイミドを含む)、スルホンアミド基(−SO 2 NR″−および−NR″SO 2 −基を含む)、アリーレン基、アルキレン基から選択されるスペーサーであり、ならびにR″は、同一であっても、もしくは異なっていてもよく、水素、置換および無置換C 5 −C 20 アリール基、および置換および無置換C 1 −C 6 アルキル基から選択される、[15]に記載のカーボンブラック。
[17]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、−CO 2 −、−O 2 C−、−O−、−NR″−、−NR″CO−もしくは−CONR″−、−SO 2 NR″−、−SO 2 CH 2 CH 2 NR″−、−SO 2 CH 2 CH 2 O−、および−SO 2 CH 2 CH 2 S−から選択されるスペーサーであり、ここで、R″は、HおよびC 1 −C 6 アルキル基から選択される、[15]に記載のカーボンブラック。
[18]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、カルボン酸もしくはエステル、酸塩化物、塩化スルホニル、アシルアジド、イソシアネート、ケトン、アルデヒド、酸無水物、アミド、イミド、イミン、α,β−不飽和ケトン、アルデヒド、もしくはスルホン、ハロゲン化アルキル、エポキシド、アルキルスルホネートもしくは(2−サルフェートエチル)−スルホン基などのサルフェート、アミン、ヒドラジン、アルコール、チオール、ヒドラジド、オキシム、トリアゼン、カルバニオン、芳香族化合物、ならびにこれらの塩および誘導体、またはこれらのいずれかの組み合わせから選択される反応性基を有する化合物から誘導されるスペーサーである、[15]に記載のカーボンブラック。
[19]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、4−アミノベンジルアミン(4−ABA)、3−アミノベンジルアミン(3−ABA)、2−アミノベンジルアミン(2−ABA)、2−アミノフェニルエチルアミン、4−アミノフェニル−(2−スルファトエチル)−スルホン(APSES)、p−アミノ安息香酸(PABA)、4−アミノフタル酸(4−APA)、および5−アミノベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸から選択される化合物から誘導されるスペーサーである、[15]に記載のカーボンブラック。
[20]前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、前記カーボンブラックと結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、水素、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキレンオキシド(例えば、エチレンまたはプロピレンオキシド)、カルボン酸エステル、およびグリコールから選択される、
[14]に記載のカーボンブラック。
[21]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、−CO 2 −、−O 2 C−、−CO−、−OSO 2 −、−SO 3 −、−SO 2 −、−SO 2 C 2 H 4 −O−、−SO 2 C 2 H 4 S−、−SO 2 C 2 H 4 NR″−、−O−、−S−、−NR″−、−NR″CO−、−CONR″−、−NR″CO 2 −、−O 2 CNR″−、−NR″CONR″−、−N(COR″)CO−、−CON(COR″)−、−NR″COCH(CH 2 CO 2 R″)−およびそれからの環状イミド、−NR″COCH 2 CH(CO 2 R″)−およびそれからの環状イミド、−CH(CH 2 CO 2 R″)CONR″−およびそれからの環状イミド、−CH(CO 2 R″)CH 2 CONR″およびそれからの環状イミド、(これらのフタルイミドおよびマレイミドを含む)、スルホンアミド基(−SO 2 NR″−および−NR″SO 2 −基を含む)、アリーレン基、アルキレン基から選択されるスペーサーであり、ならびにR″は、同一であっても、もしくは異なっていてもよく、水素、置換および無置換C 5 −C 20 アリール基、および置換および無置換C 1 −C 6 アルキル基から選択される、[20]に記載のカーボンブラック。
[22]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、−CO 2 −、−O 2 C−、−O−、−NR″−、−NR″CO−もしくは−CONR″−、−SO 2 NR″−、−SO 2 CH 2 CH 2 NR″−、−SO 2 CH 2 CH 2 O−、および−SO 2 CH 2 CH 2 S−から選択されるスペーサーであり、ここで、R″は、HおよびC 1 −C 6 アルキル基から選択される、[20]に記載のカーボンブラック。
[23]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、カルボン酸もしくはエステル、酸塩化物、塩化スルホニル、アシルアジド、イソシアネート、ケトン、アルデヒド、酸無水物、アミド、イミド、イミン、α,β−不飽和ケトン、アルデヒド、もしくはスルホン、ハロゲン化アルキル、エポキシド、(2−スルファトエチル)−スルホン基などのアルキルスルホネートもしくはサルフェート、アミン、ヒドラジン、アルコール、チオール、ヒドラジド、オキシム、トリアゼン、カルバニオン、芳香族化合物、ならびにこれらの塩および誘導体、またはこれらのいずれかの組み合わせから選択される反応性基を有する化合物から誘導されるスペーサーである、[20]に記載のカーボンブラック。
[24]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、4−アミノベンジルアミン(4−ABA)、3−アミノベンジルアミン(3−ABA)、2−アミノベンジルアミン(2−ABA)、2−アミノフェニルエチルアミン、4−アミノフェニル−(2−スルファトエチル)−スルホン(APSES)、p−アミノ安息香酸(PABA)、4−アミノフタル酸(4−APA)、および5−アミノベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸から選択される化合物から誘導されるスペーサーである、[20]に記載のカーボンブラック。
[25]前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、前記カーボンブラックと結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、ポリマーから選択される、
[14]に記載のカーボンブラック。
[26]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、−CO 2 −、−O 2 C−、−CO−、−OSO 2 −、−SO 3 −、−SO 2 −、−SO 2 C 2 H 4 −O−、−SO 2 C 2 H 4 S−、−SO 2 C 2 H 4 NR″−、−O−、−S−、−NR″−、−NR″CO−、−CONR″−、−NR″CO 2 −、−O 2 CNR″−、−NR″CONR″−、−N(COR″)CO−、−CON(COR″)−、−NR″COCH(CH 2 CO 2 R″)−およびそれからの環状イミド、−NR″COCH 2 CH(CO 2 R″)−およびそれからの環状イミド、−CH(CH 2 CO 2 R″)CONR″−およびそれからの環状イミド、−CH(CO 2 R″)CH 2 CONR″およびそれからの環状イミド(これらのフタルイミドおよびマレイミドを含む)、スルホンアミド基(−SO 2 NR″−および−NR″SO 2 −基を含む)、アリーレン基、アルキレン基から選択されるスペーサーであり、ならびにR″は、同一であっても、もしくは異なっていてもよく、水素、置換および無置換C 5 −C 20 アリール基、および置換および無置換C 1 −C 6 アルキル基から選択される、[25]に記載のカーボンブラック。
[27]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、−CO 2 −、−O 2 C−、−O−、−NR″−、−NR″CO−もしくは−CONR″−、−SO 2 NR″−、−SO 2 CH 2 CH 2 NR″−、−SO 2 CH 2 CH 2 O−、および−SO 2 CH 2 CH 2 S−から選択されるスペーサーであり、ここで、R″は、HおよびC 1 −C 6 アルキル基から選択される、[25]に記載のカーボンブラック。
[28]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、カルボン酸もしくはエステル、酸塩化物、塩化スルホニル、アシルアジド、イソシアネート、ケトン、アルデヒド、酸無水物、アミド、イミド、イミン、α,β−不飽和ケトン、アルデヒド、もしくはスルホン、ハロゲン化アルキル、エポキシド、(2−スルファトエチル)−スルホン基などのアルキルスルホネートもしくはサルフェート、アミン、ヒドラジン、アルコール、チオール、ヒドラジド、オキシム、トリアゼン、カルバニオン、芳香族化合物、ならびにこれらの塩および誘導体、またはこれらのいずれかの組み合わせから選択される反応性基を有する化合物から誘導されるスペーサーである、[25]に記載のカーボンブラック。
[29]Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、4−アミノベンジルアミン(4−ABA)、3−アミノベンジルアミン(3−ABA)、2−アミノベンジルアミン(2−ABA)、2−アミノフェニルエチルアミン、4−アミノフェニル−(2−スルファトエチル)−スルホン(APSES)、p−アミノ安息香酸(PABA)、4−アミノフタル酸(4−APA)、および5−アミノベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸から選択される化合物から誘導されるスペーサーである、[25]に記載のカーボンブラック。
[30]前記ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、アクリレートエステル、メタクリレートエステル、アクリルアミドおよびメタクリルアミド、アクリロニトリル、シアノアクリレートエステル、マレイン酸およびフマル酸ジエステル、ビニルピリジン、ビニルN−アルキルピロール、酢酸ビニル、ビニルオキサゾール、ビニルチアゾール、ビニルピリミジン、ビニルイミダゾール、ビニルケトン、ビニルエーテル、ならびにスチレンから選択されるモノマーから誘導される、[25]に記載のカーボンブラック。
[31]前記ポリマーが、アクリル酸メチル(MA)、メタクリル酸メチル(MMA)、アクリル酸エチル(EA)、メタクリル酸エチル(EMA)、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸2−エチルヘキシル(EHA)、アクリロニトリル(AN)、メタクリロニトリル、スチレン、およびこれらの誘導体から選択されるモノマーから誘導される、[25]に記載のカーボンブラック。
[32][1]〜[31]のいずれかに記載のカーボンブラックを酸化することによって作製される酸化カーボンブラック。
[33]前記酸化カーボンブラックが、フェノール、ラクトン、カルボニル、カルボキシル、酸無水物、エーテル、およびキノンから選択される少なくとも1つの基を含む表面を有する、[32]に記載の酸化カーボンブラック。
[34]以下の特性:
OAN≧170mL/100g、
BET表面積≧150m 2 /g、および
少なくとも130m 2 /gのCOAN、
を有するカーボンブラック。
[35][1]〜[34]のいずれかに記載のカーボンブラックを含む分散体。
[36]前記カーボンブラックが、0.1〜0.18μmの範囲の平均体積を有する、[35]に記載の分散体。
[37]前記カーボンブラックが、0.05〜0.1μmの範囲のD10を有する、[35]または[36]に記載の分散体。
[38]前記カーボンブラックが、0.06〜0.1μmの範囲のD10を有する、[35]または[36]に記載の分散体。
[39]前記カーボンブラックが、0.07〜0.1μmの範囲のD10を有する、[35]または[36]に記載の分散体。
[40]前記カーボンブラックが、0.1〜0.16μmの範囲のD50を有する、[35]〜[39]のいずれかに記載の分散体。
[41]前記カーボンブラックが、0.18〜0.25μmの範囲のD90を有する、[35]〜[40]のいずれかに記載の分散体。
[42]前記カーボンブラックが、0.15〜0.24μmの範囲のD90を有する、[35]〜[40]のいずれかに記載の分散体。
[43]前記カーボンブラックが、0.18〜0.24μmの範囲のD90を有する、[35]〜[40]のいずれかに記載の分散体。
[44][1]〜[34]のいずれかに記載のカーボンブラックを含むインクジェットインク組成物。
[45][35]〜[43]のいずれかに記載の分散体を含むインクジェットインク組成物。
[46]顔料を含む水性分散体に、前記水性分散体のpHを少なくとも8.5に維持しながらオゾンを添加することを含む、顔料を酸化する方法。
[47]前記維持が、前記pHレベルが8.5未満のレベルまで低下した場合に、前記水性分散体に塩基を添加することを含む、[46]に記載の方法。
[48]前記水性分散体のpHが、少なくとも9.0に維持され、ここで、前記維持が、前記pHレベルが9.0未満のレベルまで低下した場合に、前記水性分散体に塩基を添加することを含む、[46]に記載の方法。
[49]前記水性懸濁体が、ベンチュリ管を通る循環流として送られ、および前記添加が、前記ベンチュリ管の入り口部へオゾンを導入することを含み、ここで、前記入り口部は、前記ベンチュリ管の絞り領域に、または絞り領域の上流に配置される、[46]〜[48]のいずれかに記載の方法。
[50]前記顔料が、カーボンブラックである、[46]〜[49]のいずれかに記載の方法。
[51]顔料を酸化するためのオゾン反応器アセンブリーであって、循環経路を有し、
顔料を含む分散体を含有し、撹拌するためのタンクであって、前記水性分散体は、pHプローブと前記分散体に塩基を供給するための第一のポンプとに流体連結されている、タンク、
第一の配管を通ってベンチュリ管へ水性分散体を引き出し、供給するための、前記タンクと流体連結された第二のポンプであって、前記水性分散体は、前記ベンチュリ管の絞り領域を通って送られる、第二のポンプ、
前記絞り領域に、または前記絞り領域の上流にある入り口部を介して前記ベンチュリ管と気体連結されているオゾン源であって、オゾンは、前記絞り領域を通って送られる間に前記顔料と接触する、オゾン源、ならびに、
オゾンおよび前記水性分散体を含む混合物を前記タンクへ運ぶための第二の配管、
を含む、オゾン反応器アセンブリー。
Claims (40)
- 以下の特性:
OAN≧170mL/100g、
160〜220m2/gの範囲のSTSA、
0.7〜1の範囲のSTSA/BET表面積比、および
少なくとも120mL/100gのCOAN
を有する、インクジェットインク製造用カーボンブラック。 - 前記OANが、170〜220mL/100gの範囲である、請求項1に記載のカーボンブラック。
- 前記OANが、170〜210mL/100gの範囲である、請求項1に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、190〜275m2/gの範囲のBET表面積を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記BET表面積が、200〜270m2/gの範囲である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記BET表面積が、200〜260m2/gの範囲である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、少なくとも130mL/100gのCOANを有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、1.30〜1.50の範囲のOAN/COAN比を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、0.7〜0.9の範囲のSTSA/BET表面積比を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、ファーネスブラックである、請求項1〜9のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、少なくとも1つの結合された有機基で修飾されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、前記カーボンブラックと結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、ならびにこれらのエステル、アミド、および塩から選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつ−CO2−、−O2C−、−CO−、−OSO2−、−SO3−、−SO2−、−SO2C2H4−O−、−SO2C2H4S−、−SO2C2H4NR″−、−O−、−S−、−NR″−、−NR″CO−、−CONR″−、−NR″CO2−、−O2CNR″−、−NR″CONR″−、−N(COR″)CO−、−CON(COR″)−、−NR″COCH(CH2CO2R″)−およびそれからの環状イミド、−NR″COCH2CH(CO2R″)−およびそれからの環状イミド、−CH(CH2CO2R″)CONR″−およびそれからの環状イミド、−CH(CO2R″)CH2CONR″およびそれからの環状イミド、スルホンアミド基、アリーレン基、アルキレン基から選択されるスペーサーであり、ならびにR″は、同一であっても、もしくは異なっていてもよく、水素、置換および無置換C5−C20アリール基、および置換および無置換C1−C6アルキル基から選択され、及び
Aは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、ならびにこれらのエステル、アミド、および塩から選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - Spは、−CO2−、−O2C−、−O−、−NR″−、−NR″CO−もしくは−CONR″−、−SO2NR″−、−SO2CH2CH2NR″−、−SO2CH2CH2O−、および−SO2CH2CH2S−から選択されるスペーサーであり、ここで、R″は、HおよびC1−C6アルキル基から選択される、請求項13に記載のカーボンブラック。
- 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつカルボン酸もしくはエステル、酸塩化物、塩化スルホニル、アシルアジド、イソシアネート、ケトン、アルデヒド、酸無水物、アミド、イミド、イミン、α,β−不飽和ケトン、アルデヒド、もしくはスルホン、ハロゲン化アルキル、エポキシド、アルキルスルホネートもしくは(2−スルファトエチル)−スルホン基などのサルフェート、アミン、ヒドラジン、アルコール、チオール、ヒドラジド、オキシム、トリアゼン、カルバニオン、芳香族化合物、ならびにこれらの塩および誘導体、またはこれらのいずれかの組み合わせから選択される反応性基を有する化合物から誘導されるスペーサーであり、及び
Aは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、ならびにこれらのエステル、アミド、および塩から選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつ4−アミノベンジルアミン(4−ABA)、3−アミノベンジルアミン(3−ABA)、2−アミノベンジルアミン(2−ABA)、2−アミノフェニルエチルアミン、4−アミノフェニル−(2−スルファトエチル)−スルホン(APSES)、p−アミノ安息香酸(PABA)、4−アミノフタル酸(4−APA)、および5−アミノベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸から選択される化合物から誘導されるスペーサーであり、及び
Aは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、ならびにこれらのエステル、アミド、および塩から選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、前記カーボンブラックと結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、水素、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキレンオキシド、カルボン酸エステル、およびグリコールから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつ−CO2−、−O2C−、−CO−、−OSO2−、−SO3−、−SO2−、−SO2C2H4−O−、−SO2C2H4S−、−SO2C2H4NR″−、−O−、−S−、−NR″−、−NR″CO−、−CONR″−、−NR″CO2−、−O2CNR″−、−NR″CONR″−、−N(COR″)CO−、−CON(COR″)−、−NR″COCH(CH2CO2R″)−およびそれからの環状イミド、−NR″COCH2CH(CO2R″)−およびそれからの環状イミド、−CH(CH2CO2R″)CONR″−およびそれからの環状イミド、−CH(CO2R″)CH2CONR″およびそれからの環状イミド、スルホンアミド基、アリーレン基、アルキレン基から選択されるスペーサーであり、ならびにR″は、同一であっても、もしくは異なっていてもよく、水素、置換および無置換C5−C20アリール基、および置換および無置換C1−C6アルキル基から選択され、及び
Aは、水素、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキレンオキシド、カルボン酸エステル、およびグリコールから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - Spは、−CO2−、−O2C−、−O−、−NR″−、−NR″CO−もしくは−CONR″−、−SO2NR″−、−SO2CH2CH2NR″−、−SO2CH2CH2O−、および−SO2CH2CH2S−から選択されるスペーサーであり、ここで、R″は、HおよびC1−C6アルキル基から選択される、請求項18に記載のカーボンブラック。
- 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつカルボン酸もしくはエステル、酸塩化物、塩化スルホニル、アシルアジド、イソシアネート、ケトン、アルデヒド、酸無水物、アミド、イミド、イミン、α,β−不飽和ケトン、アルデヒド、もしくはスルホン、ハロゲン化アルキル、エポキシド、アルキルスルホネートもしくはサルフェート、アミン、ヒドラジン、アルコール、チオール、ヒドラジド、オキシム、トリアゼン、カルバニオン、芳香族化合物、ならびにこれらの塩および誘導体、またはこれらのいずれかの組み合わせから選択される反応性基を有する化合物から誘導されるスペーサーであり、及び
Aは、水素、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキレンオキシド、カルボン酸エステル、およびグリコールから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつ4−アミノベンジルアミン(4−ABA)、3−アミノベンジルアミン(3−ABA)、2−アミノベンジルアミン(2−ABA)、2−アミノフェニルエチルアミン、4−アミノフェニル−(2−スルファトエチル)−スルホン(APSES)、p−アミノ安息香酸(PABA)、4−アミノフタル酸(4−APA)、および5−アミノベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸から選択される化合物から誘導されるスペーサーであり、及び
Aは、水素、アルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキレンオキシド、カルボン酸エステル、およびグリコールから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rは、前記カーボンブラックと結合されており、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびに、
Aは、ポリマーから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつ−CO2−、−O2C−、−CO−、−OSO2−、−SO3−、−SO2−、−SO2C2H4−O−、−SO2C2H4S−、−SO2C2H4NR″−、−O−、−S−、−NR″−、−NR″CO−、−CONR″−、−NR″CO2−、−O2CNR″−、−NR″CONR″−、−N(COR″)CO−、−CON(COR″)−、−NR″COCH(CH2CO2R″)−およびそれからの環状イミド、−NR″COCH2CH(CO2R″)−およびそれからの環状イミド、−CH(CH2CO2R″)CONR″−およびそれからの環状イミド、−CH(CO2R″)CH2CONR″およびそれからの環状イミド、スルホンアミド基、アリーレン基、アルキレン基から選択されるスペーサーであり、ならびにR″は、同一であっても、もしくは異なっていてもよく、水素、置換および無置換C5−C20アリール基、および置換および無置換C1−C6アルキル基から選択され、及び
Aは、ポリマーから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - Spは、−CO2−、−O2C−、−O−、−NR″−、−NR″CO−もしくは−CONR″−、−SO2NR″−、−SO2CH2CH2NR″−、−SO2CH2CH2O−、および−SO2CH2CH2S−から選択されるスペーサーであり、ここで、R″は、HおよびC1−C6アルキル基から選択される、請求項23に記載のカーボンブラック。
- 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつカルボン酸もしくはエステル、酸塩化物、塩化スルホニル、アシルアジド、イソシアネート、ケトン、アルデヒド、酸無水物、アミド、イミド、イミン、α,β−不飽和ケトン、アルデヒド、もしくはスルホン、ハロゲン化アルキル、エポキシド、アルキルスルホネートもしくはサルフェート、アミン、ヒドラジン、アルコール、チオール、ヒドラジド、オキシム、トリアゼン、カルバニオン、芳香族化合物、ならびにこれらの塩および誘導体、またはこれらのいずれかの組み合わせから選択される反応性基を有する化合物から誘導されるスペーサーであり、及び
Aは、ポリマーから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記少なくとも1つの結合された有機基が、式−[R(A)]−を含み、式中、
Rが、式R′−Spを含み、式中、R′は、アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、ならびにSpは、Aに結合しており、かつ4−アミノベンジルアミン(4−ABA)、3−アミノベンジルアミン(3−ABA)、2−アミノベンジルアミン(2−ABA)、2−アミノフェニルエチルアミン、4−アミノフェニル−(2−スルファトエチル)−スルホン(APSES)、p−アミノ安息香酸(PABA)、4−アミノフタル酸(4−APA)、および5−アミノベンゼン−1,2,3−トリカルボン酸から選択される化合物から誘導されるスペーサーであり、及び
Aは、ポリマーから選択される、請求項11に記載のカーボンブラック。 - 前記ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、アクリレートエステル、メタクリレートエステル、アクリルアミドおよびメタクリルアミド、アクリロニトリル、シアノアクリレートエステル、マレイン酸およびフマル酸ジエステル、ビニルピリジン、ビニルN−アルキルピロール、酢酸ビニル、ビニルオキサゾール、ビニルチアゾール、ビニルピリミジン、ビニルイミダゾール、ビニルケトン、ビニルエーテル、ならびにスチレンから選択されるモノマーから誘導される、請求項22〜26のいずれか一項に記載のカーボンブラック。
- 前記ポリマーが、アクリル酸メチル(MA)、メタクリル酸メチル(MMA)、アクリル酸エチル(EA)、メタクリル酸エチル(EMA)、アクリル酸ブチル(BA)、アクリル酸2−エチルヘキシル(EHA)、アクリロニトリル(AN)、メタクリロニトリル、スチレン、およびこれらの誘導体から選択されるモノマーから誘導される、請求項22〜26のいずれか一項に記載のカーボンブラック。
- 前記カーボンブラックが、フェノール、ラクトン、カルボニル、カルボキシル、酸無水物、エーテル、およびキノンから選択される少なくとも1つの基を含む表面を有する、請求項1〜28のいずれか1項に記載のカーボンブラック。
- 請求項1〜29のいずれか1項に記載のカーボンブラックを含む分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.1〜0.18μmの範囲の体積平均径を有する、請求項30に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.05〜0.1μmの範囲のD10を有する、請求項30または31に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.06〜0.1μmの範囲のD10を有する、請求項30または31に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.07〜0.1μmの範囲のD10を有する、請求項30または31に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.1〜0.16μmの範囲のD50を有する、請求項30〜34のいずれか1項に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.18〜0.25μmの範囲のD90を有する、請求項30〜35のいずれか1項に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.15〜0.24μmの範囲のD90を有する、請求項30〜35のいずれか1項に記載の分散体。
- 前記カーボンブラックが、0.18〜0.24μmの範囲のD90を有する、請求項30〜35のいずれか1項に記載の分散体。
- 請求項1〜29のいずれか1項に記載のカーボンブラックを含むインクジェットインク組成物。
- 請求項30〜38のいずれか1項に記載の分散体を含むインクジェットインク組成物。
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