JPH11246806A - 水性顔料分散体およびインクジェット用記録液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】分散性に優れた水性顔料分散体、およびその水
性顔料分散体から成るノズルでの吐出安定性に優れ、目
詰まりを起こさず、十分な印字濃度のインクジェット用
インキを提供すること。 【解決手段】スルホン化表面処理カーボンブラックを含
有する水性顔料分散体において、カーボンブラック表面
に存在するスルホン酸基をアンモニア、もしくはアミン
化合物と塩形成させ水性媒体中に分散してなる水性顔料
分散体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スルホン化表面処
理カーボンブラックを用いた水分散性に優れた水性顔料
分散体、およびその水性顔料分散体から成るノズルでの
吐出安定性の良好なインクジェット用記録液に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりインクジェット用記録液として
は、特開昭５３−６１４１２号公報、特開昭５４−８９
８１１号公報、特開昭５５−６５２６９号公報に開示さ
れているように、酸性染料、直接染料、塩基性染料等の
水溶性染料をグリコール系溶剤と水に溶解したものがよ
く用いられている。しかし、水溶性染料としては、記録
液の安定性を得るため、水に対する溶解性の高いものが
一般的に用いられており、インクジェット記録物の耐水
性が悪く、水をこぼしたりすると容易に記録部分の染料
のにじみを生じるという問題があった。これら水性イン
クジェット用記録液に要求される項目としては、 ・にじみがなく高品位な記録画像が得られること、 ・記録液の乾燥、定着速度が速いこと、 ・ノズルや記録液流通経路で目詰まりせず、安定して記
録液が吐出すること、 ・記録液の保存安定性が良いこと、 ・記録濃度が高いこと、 ・印刷物の耐候性、耐水性が良いこと 等が特に重要である。

【０００３】このような耐水性の不良を改良するため、
特開昭５６−５７８６２号公報に開示されているよう
に、染料の構造を変えたり、塩基性の強い記録液を調製
することが試みられている。また、特開昭５０−４９０
０４号公報、特開昭５７−３６６９２号公報、特開昭５
９−２０６９６号公報、特開昭５９−１４６８８９号公
報に開示されているように、記録紙と記録液との反応を
うまく利用して耐水性の向上を図ることも行われてい
る。これらの方法は、特定の記録紙については著しい効
果をあげているが、記録紙の制約を受けるという点で汎
用性に欠け、特定の記録紙以外を用いた場合は、水溶性
染料を使用する記録液では記録物の充分な耐水性が得ら
れないことが多い。

【０００４】また、耐水性の良好な記録液としては、油
溶性染料を高沸点溶剤に分散ないし溶解したもの、油溶
性染料を揮発性の溶剤に溶解したものがあるが、溶剤の
臭気や溶剤の排出の問題があり、環境上好ましくない。
また、大量の記録を行う場合や装置の設置場所によって
は、溶剤回収等が必要になるという問題がある。そこ
で、記録物の耐水性をよくするために、水系媒体に顔料
を分散した記録液の開発が行われている。

【０００５】従来、カーボンブラックを水中に分散させ
るため界面活性剤や分散剤、分散樹脂を用いてカーボン
ブラック表面を修飾して水性インキや水性塗料としてい
る。しかしながら、酸化処理をしていないカーボンブラ
ックは親油性で、水性のビヒクルと分散状態を保持させ
るため、分散剤や界面活性剤を製法の異なるカーボンブ
ラックごとに選択し、分散条件を変えたり、前分散が必
要であり、分散が容易ではないという問題がある。ま
た、インクジェットの顔料型インキの場合、分散したイ
ンキがノズル部分で凝集し再分散が困難であり問題とな
っている。

【０００６】そのため、分散安定性を改良するために種
々の試みがなされており、その一つとしてカーボンブラ
ックの酸化処理による親水化の改良がある。従来から、
カーボンブラックの酸化処理法として、気相酸化として
はオゾン処理法やプラズマ処理法、液相酸化としては硝
酸や過酸化水素水、または過塩素酸ソーダによる処理法
が考案されている。一般的な酸化処理条件を比較すると
気相酸化より液相酸化の方が効果が高く、液相酸化では
過酸化水素水より硝酸の方が表面酸性度が増加し、親水
性度が向上することが知られている。しかしながら、液
相酸化では特に硝酸処理においてその処理されたカーボ
ンブラックについて変異原生の問題が指摘されている。
また、気相酸化においては、洗浄、濾過工程がないため
安易である特徴を持つが、酸性度が低いために親水化が
充分でないなど課題がある。

【０００７】一方、インクジェット用の記録液において
は、プリンターの高解像度化につれノズル径が細くなっ
てきており、これに伴い顔料の粒子径を微細化し、分散
安定化する必要が生じている。さらに、ノズルからの長
時間にわたる連続吐出及び高速印字における吐出安定
性、乾燥したインキの再溶解性も必要とされている。顔
料分散剤や界面活性剤、分散樹脂を用いた水性顔料タイ
プのインクジェット用記録液は、普通紙への印字濃度が
水性染料型記録液に比べ不十分であり、印字濃度を確保
するために顔料濃度を高める手段が高じられている。し
かしながら、記録液の粘度高や再溶解性、吐出安定性の
面で課題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た分散安定性を持った水性顔料分散体を提供することで
ある。さらに、その水性顔料分散体を用いたインクジェ
ット用記録液の場合、インクジェット用記録液として要
求されるノズルでの吐出安定性、再溶解性、さらに印字
した場合に十分な印字濃度のあるカーボンブラックの水
性インクジェット用記録液を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、カーボンブラックをスルホン化剤で処理するこ
とにより得られた、粒子表面にスルホン酸基などの酸性
基が導入された表面処理カーボンブラックをアミン化合
物ないしはアンモニアの何れか一つと塩形成させ水性媒
体中に分散してなる水性顔料分散体を提供するものであ
り、それにより優れた分散安定性を持った水性顔料分散
体および、その水性顔料分散体を用いたインクジェット
用記録液により、インクジェット用記録液として要求さ
れるノズルでの吐出安定性、再溶解性、さらに、印字し
た場合に十分な印字濃度のあるカーボンブラックの水性
インクジェット用記録液を提供することにある。

【００１０】

【発明の実施形態】本発明の水性顔料分散体またはイン
クジェット用記録液に使用されるカーボンブラックは、
カーボンブラックをスルホン化剤で処理することにより
得られた、粒子表面にスルホン酸基が導入された表面処
理カーボンブラックである。

【００１１】本発明に用いるカーボンブラッククとして
は、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネ
ルブラックのいずれも使用でき、特に限定はない。ま
た、通常行われているオゾン処理、プラズマ処理、液相
酸化処理されたカーボンブラックも使用することができ
る。カーボンブラックとして具体的には、三菱化学社製
のＭＡ−７、ＭＡ−８、ＭＡ−１００、＃２２００Ｂ、
＃２６００、ＭＣＦ８８、Ｎｏ．１０Ｂ、Ｎｏ．３３、
Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４０００Ｂ、Ｎｏ．５２、ＣＦ−９
等、キャボット社製のＲｅｇａｌ ４００Ｒ、６６０
Ｒ、３３０Ｒ、ＭＯＧＵＬ Ｌ等、デグサ社製のＣｏｌ
ｏｒ Ｂｌａｃｋ ＦＷ１、ＦＷ１８、Ｓ１７０、Ｓ１
５０、Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｕ、３５、５５、８５等、コロ
ンビアカーボン社製のＲＥＶＥＮ １２５５等、東海カ
ーボン社製の＃７３５０Ｆ、＃７４００、＃７５５０
Ｆ、＃８５００Ｆ、＃８３００Ｆ等を例示できる。

【００１２】使用するカーボンブラック粒子の粒径は通
常インキや塗料用として使用するカーボンブラックの粒
径範囲と同じであるが、好ましくは５０〜０．０１μ
ｍ、特に好ましくは１０〜０．０１μｍである。さら
に、インクジェット用記録液に用いる場合は、水に分散
させたときの平均粒径としての値は１０〜１５０ｎｍ
（レーザー散乱法による測定値）のものが良好である。

【００１３】本発明におけるカーボンブラックの処理方
法としては、カーボンブラックをスルホン化剤を用いて
溶剤中で湿式反応する。反応系の分散溶剤は、スルホン
化剤と反応することのない溶剤を選択すれば、通常の有
機反応で行えるスルホン化反応が利用できる。スルホン
化剤としては、硫酸、発煙硫酸、三酸化硫黄、クロロ硫
酸、フルオロ硫酸、アミド硫酸などが用いられる。その
他、三酸化硫黄自身では反応性が大きすぎて不適当であ
ったり、あるいは強酸の存在が好ましくない場合には、
三酸化硫黄と第三アミンとの錯体を用いてスルホン化を
行うことができる（新実験化学講座、１４巻、１７７３
項、丸善）。反応性と反応時の分散安定性の面からアミ
ド硫酸が特に望ましい。

【００１４】本発明における反応溶剤は、具体的には、
スルホラン、ジオキサン、ジメチルスルホキシド、ジメ
チルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどが挙げら
れ、スルホン化剤との組み合わせで使用する溶剤が異な
るが、カーボンブラックとの親和性、反応制御、反応時
の分散安定性の面で、特にスルホランが望ましい。反応
溶剤は場合により二種以上の溶剤を組み合わせることが
可能である。

【００１５】カーボンブラック粒子表面へのスルホン化
反応は、溶剤やスルホン化剤により大きく異なるが、ス
ルホン化剤としてアミド硫酸を使用する場合において
は、反応温度９５〜２００℃、反応時間３時間以上、好
ましくは１１０〜１６０℃、８時間以上で攪拌しながら
反応させる。その際、カーボンブラックは微分散された
状態で均一に反応させることが好ましいため、反応前に
カーボンブラックを溶剤中で粉砕、分散により一次粒子
程度までほぐすか、または反応中に分散と併用しながら
処理することが望ましい。

【００１６】一般に、反応処理前または反応中に用いる
粉砕装置および分散機としては、ペイントコンディショ
ナー（「レッドデビル」や「スキャンデックス」の商品
名で市販されているもの）、ボールミル、サンドミル
（「ダイノーミル」等）、アトライター、パールミル、
コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー（「クレ
アミックス」等）、マイクロフルイタイザー、ナノマイ
ザー等を用いることができるが、反応中で用いる場合
は、耐酸性構造の仕様にする必要がある。ミル媒体とし
ては、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビー
ズ、磁性ビーズ、ステンレスビーズ等が用いられるが、
特に反応中で分散機を用いる場合は分散装置と同様、酸
による腐食の心配がないセラミック系を用いる必要があ
る。

【００１７】本発明におけるカーボンブラックとスルホ
ン化剤の反応は、カーボンブラックの粒子表面に存在す
る化学構造中の芳香族環にスルホン基が導入されるＦｒ
ｉｅｄｅｌ−Ｃｒａｆｔｓ反応であると考えられる。こ
の反応で、カーボンブラック表面にスルホン基が導入さ
れた表面処理カーボンブラックは、親水性が著しく向上
し、表面処理カーボンブラック（明細書中の表面処理カ
ーボンブラックとは、本発明のカーボンブラック粒子表
面をスルホン化処理したものをさす。これ以降単に表面
処理カーボンブラックと略す。）自体で良好な水分散性
を示し、酸性染料の様な化学的性質を持つことによって
水分散性が向上したと考えられる。

【００１８】反応後の表面処理カーボンブラックは、反
応液を大量の水に投入することで、酸析により表面処理
カーボンブラックを取り出すことができる。その後の洗
浄、精製は、取り出したペーストを再分散し、鉱酸（硫
酸または、好ましくは塩酸）を用いてｐＨを２以下に調
整した水分散液として濾過、洗浄を繰り返す。次いで、
大量の水でスラリーを再分散させたものを、限外濾過等
の膜処理、または遠心分離装置により洗浄、精製した表
面処理カーボンブラックペーストとして得ることができ
る。この水易分散カーボンブラックペーストは、熱乾燥
により粉体顔料とすることが可能であるが、水分散体ま
たは水系インクジェット用記録液としては水ペーストま
たは水ウエットケーキの状態で用いることが望ましい。

【００１９】得られた表面処理カーボンブラックの水分
散体は、カーボンブラック表面の官能基が酸性基である
ことから、それ自体で優れた分散安定性を示すが、顔料
分散体に塩基性化合物を加え酸性基の少なくとも一部を
塩基性化合物で中和し、塩形成することにより分散安定
性がさらに向上する。この現象は、ＤＬＶＯ理論に基づ
いた電気二重層の重畳に伴う静電斥力によるもので、表
面電荷が負電荷の顔料の場合、塩基性側で分散安定化効
果が高まることを示唆している。塩基性化合物には、ア
ルカリ金属、アンモニア、アミン化合物などがあり、何
れの場合も水性顔料分散体の分散安定性が向上し、イン
クジェット記録液におけるノズルからの吐出安定性、ノ
ズルの目詰まり防止特性が向上する。

【００２０】しかしながら、紙に印字した後の耐水性の
面では、塩基性化合物としてはアルカリ金属よりもアン
モニアもしくはアミン化合物の方が望ましい。これは、
金属化合物の場合、揮発しないため紙に印字後も水への
溶解性が高く、耐水性が低くなるためである。そのため
塩基性化合物としては、アンモニア、水溶性アミン化合
物が好ましく、水溶性アミン化合物としてはアルキル置
換アミンとアルカノールアミンが挙げられる。具体的に
は、炭素数１〜４のアルキル基で置換されたアミン化合
物としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノ
エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プ
ロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミ
ン、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチル
アミン、ｓｅｃ−ブチルアミンが挙げられ、炭素数１〜
３のアルカノール基で置換されたアルカノールアミンと
しては、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、トリイソプロパノールアミン、
イソプロパノールアミンが挙げられ、炭素数１〜４のア
ルキル基及び炭素数１〜３のアルカノール基で置換され
たアルキルアルカノールアミンとしては、ジメチルエタ
ノールアミン、ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ブチル
ジエタノールアミンが挙げられる。その他の水溶性アミ
ン化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミ
ノプロパン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，３−ジアミノプロ
パンなどが挙げられる。

【００２１】これらの塩基性化合物は、二種以上組み合
わせて使用することが可能である。但し、カーボンブラ
ック表面に導入された全ての酸性基を中和する必要はな
く、使用するアミン化合物の揮発性や塩基性度、水溶解
性などを考慮して酸性基の一部を中和することで、分散
安定性とインキの再溶解性を維持しながら、印字後の耐
水性を向上させることが可能である。

【００２２】表面処理カーボンブラックの分散粒径は、
レーザー光散乱粒度分布計により測定した平均粒径が２
０〜３００ｎｍ、かつ５００ｎｍ以上の粗大粒子が全粒
子の３重量％以下、さらには平均粒径が５０〜２００ｎ
ｍ、５００ｎｍ以上の粗大粒子が２重量％以下であるこ
とが好ましい。平均粒径が小さすぎると記録液の粘度が
高くなったり、安定性を損なう危険があり、また、大き
すぎるとインクジェット用記録液としての吐出安定性を
損なったり、沈殿を生ずる等の欠点がある。また、粗大
粒子が多いと、インクジェット用記録液としてノズルの
詰まりや吐出の不安定性につながり、沈殿が生ずるなど
の問題が発生する。なお、粗大粒子は、少なければ少な
いほど良く、全く含まれていないことが最も好ましい。

【００２３】本発明の表面処理カーボンブラックは、イ
ンクジェット用記録液１００重量部中に０．５〜１０重
量部、さらには２〜５重量部含まれていることが好まし
い。カーボンブラックが少なすぎると記録液としての充
分な濃度が得られず、また、多すぎると記録液として要
求される吐出安定性、ノズルの耐目詰まり性が損なわれ
る。

【００２４】表面処理カーボンブラックの水系分散体
は、保存安定性、インクジェット用記録液としての吐出
安定性、再溶解性を有しているが、中和アミンを本発明
の水溶性アミンを用いて、印字後に揮発させることであ
る程度の耐水性を向上させても、顔料単体での紙上での
定着性は悪く、耐水性についても充分ではない。そこ
で、紙への定着性、インキ塗膜の耐水性を与えるため
に、バインダー樹脂の添加が必要になる。バインダー樹
脂としては、水溶性樹脂と水分散性樹脂に大別でき、そ
れぞれアクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、酢
酸ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ブタジエン系樹脂、
石油系樹脂、フッ素系樹脂等の樹脂および水分散性樹脂
が挙げられる。

【００２５】水分散性樹脂の分散粒径は、重合操作や界
面活性剤等により種々変えることができ、通常は数十〜
数千ｎｍの粒径のものが得られる。ノズルでの目詰まり
を無くすためには、レーザー光散乱粒度分布計により測
定した水分散性樹脂の平均粒径が２０〜３００ｎｍ、か
つ５００ｎｍ以上の粗大粒子が全樹脂粒子の３重量％以
下、さらには平均粒径が５０〜２００ｎｍ、かつ５００
ｎｍ以上の粗大粒子が全樹脂粒子の２重量％以下である
ことが好ましい。水溶性樹脂または水分散性樹脂は、イ
ンクジェット用記録液１００重量部中に０．０５〜５重
量部、さらには０．１〜３重量部含まれることが好まし
い。樹脂が少なすぎると満足な耐水性が得られ難く、ま
た、多すぎるとインクジェット用記録液として必要な吐
出安定性を損ない、また、ノズルの目詰まりなどの障害
がでる。

【００２６】本発明のインクジェット用記録液には、表
面張力調整用、紙への浸透性の調整用として、アニオン
性、カチオン性、ノニオン性、両性の界面活性剤や高分
子界面活性剤を用いることができる。界面活性剤は、界
面活性剤を用いてカーボンブラックの分散を行うインク
ジェット用記録液に対しては、記録液の安定性、紙に対
する浸透性に効果があったが、表面に酸性基導入の処理
をしたカーボンブラックに対しては、界面活性剤の添加
量が多いとカーボンブラックの分散安定性を損なうこと
がある。

【００２７】アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸
塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホ
ン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキル
スルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキル
ジアリールエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ナフ
タレンスルホン酸フォルマリン縮合物、ポリオキシエチ
レンアルキルリン酸エステル塩、グリセロールボレイト
脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロール脂肪
酸エステル等が例示できる。

【００２８】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
キルアリールエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロ
ピレンブロックコポリマー、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脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、フッ素系、シ
リコン系等の非イオン性界面活性剤が例示できる。

【００２９】カチオン性界面活性剤としては、アルキル
アミン塩、第４級アンモニウム塩、アルキルピリジニウ
ム塩、アルキルイミダゾリウム塩等が例示できる。両イ
オン性界面活性剤としては、アルキルベタイン、アルキ
ルアミンオキサイド、ホスファジルコリン等が例示でき
る。高分子界面活性剤としては、アクリル系水溶性樹
脂、スチレン／アクリル系水溶性樹脂、水溶性ポリエス
テル樹脂、水溶性ポリアミド樹脂等が例示できる。界面
活性剤は、必要に応じてアニオン性界面活性剤、カチオ
ン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、高分子界面活
性剤等の２種以上を併用しても良い。

【００３０】本発明の水性顔料分散体およびインクジェ
ット用記録液は、水系媒体中に、表面処理カーボンブラ
ック、水系樹脂、および必要に応じてその他の添加剤に
より構成される。水系媒体とは、水、水と混和可能な有
機溶媒およびそれらの混合物を表し、水としては、金属
イオン等を除去したイオン交換水ないし蒸留水を、水性
顔料分散体またはインクジェット用記録液の４９〜９５
重量％の範囲で用いられる。水性溶剤とは本明細書中で
水と混和可能な有機溶剤を表し、インクジェット用記録
液としてのノズル部分での乾燥、記録液の固化を防止
し、安定な記録液の噴射およびノズルでの経時の乾燥を
防止するものであり、単独ないし混合して記録液の１〜
５０重量％、好ましくは２〜２５重量％の範囲で用いら
れる。

【００３１】水性溶剤としては、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３
−プロパンジオール、トリエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、グリセリン、テトラエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、ケトンアルコール、ジ
エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエ
チルエーテル、１，２−ヘキサンジオール、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、置換ピロリドン、２，４，６−ヘキ
サントリオール、テトラフルフリルアルコール、４−メ
トキシ−４メチルペンタノン等を例示できる。また、記
録液の乾燥を速める目的においては、メタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類も用
いることができる。

【００３２】本発明のインクジェット用記録液には、必
要に応じて下記の様な種々の添加剤を用いることができ
る。記録液の被印刷体が紙のような浸透性のある材料の
ときは、紙への記録液の浸透を早め見掛けの乾燥性を早
くするため浸透剤を加えることができる。浸透剤として
は、水性溶剤で例示したジエチレングリコールモノブチ
ルエーテル等のグリコールエーテル、アルキレングリコ
ール、ポリエチレングリコールモノラウリルエーテル。
ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ジオクチルスルホ
コハク酸ナトリウム等を用いることができる。これら
は、記録液の０〜５重量％、好ましくは０．１〜５重量
％の範囲で用いられる。浸透剤は上記使用量で十分な効
果があり、これよりも多いと印字の滲み、紙抜け（プリ
ントスルー）を起こし好ましくない。

【００３３】防腐剤は、記録液への黴や細菌の発生を防
止する目的で添加し、防黴剤としては、デヒドロ酢酸ナ
トリウム、安息香酸ナトリウム、ソジウムピリジンチオ
ン−１−オキサイド、ジンクピリジンチオン−１−オキ
サイド、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、１
−ベンズイソチアゾリン−３−オンのアミン塩等が用い
られる。これらは、記録液中に０．０５〜１．０重量％
の範囲で含まれることが好ましい。

【００３４】キレート剤は、記録液中の金属イオンを封
鎖するものであり、ノズル部での金属の析出や記録液中
での不溶解性物の析出等を防止するものであり、エチレ
ンジアミンテトラアセティックアシド、エチレンジアミ
ンテトラアセティックアシドのナトリウム塩、エチレン
ジアミンテトラアセティックアシドのジアンモニウム
塩、エチレンジアミンテトラアセティックアシドのテト
ラアンモニウム塩等が用いられる。これらは、記録液中
に０．００５〜０．５重量％の範囲で用いられる。

【００３５】また、記録液のｐＨを調整し、記録液の安
定ないし、記録装置中の記録液配管との安定性を得るた
め、アミン、無機塩、アンモニア等のｐＨ調整剤、リン
酸等の緩衝液を用いることができる。また、記録液の吐
出時あるいは配管内部での循環、移動、あるいは記録液
の製造時の泡の発生を防止するため消泡剤を添加するこ
ともできる。

【００３６】本発明のインクジェット用記録液は、表面
処理カーボンブラックおよび水系樹脂を水系媒体中に分
散し、適宜水で希釈、他の添加剤を混合することにより
製造できる。分散は、ディスパー、サンドミル、ホモジ
ナイザー、ボールミル、ペイントシェーカー、超音波分
散機等を用いて行うことができる。また、混合攪拌は通
常の羽を用いた攪拌機による攪拌のほか、高速の分散
機、乳化機等により行うことができる。

【００３７】混合された記録液は、希釈の前または後
に、孔径０．６５μｍ以下のフィルター、さらには孔径
０．４５μｍ以下のフィルターにて十分濾過することが
好ましい。フィルター濾過に先立ち遠心分離による濾過
を行うこともでき、これにより、フィルター濾過におけ
る目詰まりを少なくし、フィルター交換を少なくでき
る。記録液は、記録装置の方式にもよるが、粘度０．８
〜１５ｃｐｓ（２５℃）の液体として調整することが好
ましい。表面張力は、２５〜６０ｄｙｎ／ｃｍに調整す
ることが好ましい。ｐＨは、特に制約されないが４〜１
２の範囲が好ましく、７〜９の弱アルカリ性が特に好ま
しい。

【００３８】本発明の水性顔料分散体は、インクジェッ
ト用記録液の他、印刷インキ、塗料、化粧品、筆記用イ
ンキ、トナー、液体現像剤、電子写真用材料など広範囲
の分野に利用が可能である。

【００３９】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明は実施例に特に限定されるものでは
ない。実施例中、部および％は、それぞれ重量部および
重量％を表す。なお、実施例、比較例で得られた水性顔
料分散体の粒径および粘度の測定方法、保存安定性、乾
燥粉体の再溶解性、インクジェット用記録液の粒径、粘
度、保存安定性、吐出安定性、耐水性、耐目詰まり性の
評価は下記の方法で行った。

【００４０】（１）粒径 レーザー回折方式の粒度分布計（日機装社製「マイクロ
トラックＵＰＡ」）を用いて測定し、平均粒径、５００
ｎｍ以上の粗大粒子の含有率を算出した。 （２）粘度 振動式粘度計（山一電気社製「ＶＭ−１Ａ」）で２５℃
における粘度を測定した。

【００４１】（３）保存安定性 水性顔料分散体またはインクジェット用記録液を５０℃
で３ヶ月保存後の粒径および粘度の変化から保存安定性
を評価した（○：粒径の変化１５ｎｍ未満かつ粘度の変
化０．２ｃｐｓ未満、×：粒径の変化１５ｎｍ以上また
は粘度の変化０．２ｃｐｓ以上）。 （４）起泡性 ５０ｍｌの蓋付きスクリュー管に水性顔料分散体を３０
ｍｌ加え、上下に２０回程激しく振り、３分後の泡の状
態で起泡性を評価した（◎：泡が消失、○：泡がスクリ
ュー管内面に少し、△：泡が全面にあり起泡高さ３ｍｍ
未満、×：泡が全面にあり起泡高さ３ｍｍ以上）。 （５）吐出安定性 インクジェット用記録液をインクジェットプリンター
（エプソン社製「ＨＧ−５１３０」）のカートリッジに
詰めて、普通紙（ゼロックス社製「Ｋ」）に印字を行
い、吐出安定性を評価した。（○：ノズルから１２０分
以上安定に連続吐出する、△：連続吐出１２０分以内で
液滴の着弾位置に乱れが生ずる、×：ノズルから安定に
吐出しない）。

【００４２】（６）耐水性 （４）で得られた印字物を、水に濡らしたのち指で擦
り、印字物の変化を目視で評価した（○：インキの滲
み、剥がれが認められない、×：インキの滲み、剥がれ
が認められる）。 （７）耐目詰まり性 （５）と同様にして印字後にプリンタのキャップを外
し、１時間後に再度印字を行い、目詰まりの有無を評価
した（○：ノズルの目詰まり無し、×：ノズルの目詰ま
り有り）。

【００４３】実施例１ カーボンブラック顔料（東海カーボン（株）社製「＃７
５５０Ｆ」）２００ｇをスルホラン３００ｍｌ中に良く
混合し、ビーズミルで微分散後、アミド硫酸１０ｇを添
加して１４０〜１５０℃で１０時間攪拌した。得られた
スラリーをイオン交換水１０００ｍｌ中に投入し、１２
０００ｒｐｍで遠心分離機により表面処理カーボンブラ
ックウエットケーキを得る。このカーボンブラックウエ
ットケーキを２０００ｍｌのイオン交換水中に再分散
し、限外濾過により顔料濃度２０重量％に濃縮した。こ
の水性顔料分散体は、ｐＨ４．５〜５．５と弱酸性を示
した。

【００４４】実施例２ 実施例１で得られた顔料分散体に、ジメチルアミノエタ
ノールを加え、ｐＨを９〜１０に調製し、限外濾過によ
り顔料濃度２０重量％に濃縮した。

【００４５】実施例３ カーボンブラック顔料（三菱化学（株）社製「三菱カー
ボン＃２６００」）２００ｇをスルホラン４００ｍｌ中
に良く混合し、ビーズミルで微分散後、アミド硫酸１０
ｇを添加して１４０〜１５０℃で１２時間攪拌した。得
られたスラリーをイオン交換水１０００ｍｌ中に投入
し、１２０００ｒｐｍで遠心分離機により表面処理カー
ボンブラックウエットケーキを得る。このカーボンブラ
ックウエットケーキを２０００ｍｌのイオン交換水中に
再分散し、限外濾過により顔料濃度２０重量％に濃縮し
た。この水性顔料分散体は、ｐＨ４．５〜５．５と弱酸
性を示した。

【００４６】実施例４ 実施例３で得られた顔料分散体に、アンモニア水を加
え、ｐＨを９〜１０に調製し、限外濾過により顔料濃度
２０重量％に濃縮した。

【００４７】実施例５ カーボンブラック顔料（デグサ社製「プリンテックス＃
８５」）１５０ｇをスルホラン４００ｍｌ中に良く混合
し、ビーズミルで微分散後、アミド硫酸１５ｇを添加し
て１４０〜１５０℃で１０時間攪拌した。得られたスラ
リーをイオン交換水１０００ｍｌ中に投入し、１２００
０ｒｐｍで遠心分離機により表面処理カーボンブラック
ウエットケーキを得る。このカーボンブラックウエット
ケーキを２０００ｍｌのイオン交換水中に再分散し、限
外濾過により顔料濃度１０重量％に濃縮した。この水性
顔料分散体は、ｐＨ４．５〜５．５と弱酸性を示した。

【００４８】実施例６ 実施例５で得られた顔料分散体に、モノエタノールアミ
ンを加え、ｐＨを９〜１０に調製し、限外濾過により顔
料濃度２０重量％に濃縮した。

【００４９】比較例１ カーボンブラック顔料（東海カーボン（株）社製「＃７
５５０Ｆ」）１００ｇ、高分子界面活性剤（ジョンソン
ポリマー（株）製「ジョンクリルＰＤＸ−６１０１」、
アクリル系水溶性樹脂水溶液、固形分２７．５％）１０
０ｇ、イオン交換水３００ｇを横型サンドミルにて５時
間分散して、顔料濃度２０％、の水性顔料分散体を得
た。

【００５０】比較例２ カーボンブラック顔料（三菱化学（株）社製「三菱カー
ボン＃２６００」）１００ｇ、アニオン界面活性剤（花
王（株）製「エマール２０Ｃ」、固形分約２５％）８０
ｇ、イオン交換水３２０ｇを、横型サンドミルにて５時
間分散して、顔料濃度２０％の水性顔料分散体を得た。

【００５１】比較例３ カーボンブラック顔料（デグサ社製「プリンテックス＃
８５」）１００ｇ、アニオン界面活性剤（花王（株）製
「エマール２０ＣＭ」、固形分約２５％）８０ｇ、イオ
ン交換水３２０ｇを、横型サンドミルにて５時間分散し
て、顔料濃度２０％の水性顔料分散体を得た。

【００５２】

【表１】

【００５３】（実施例７〜９、比較例４〜６）表２に示
す組成の原料を攪拌槽に仕込み、ディスパーにより攪
拌、混合を行った後、０．４５μｍのメンブランフィル
ターで濾過し、インクジェット用記録液を得た。得られ
たインクジェット用記録液について、粒径および粘度を
測定し、保存安定性、吐出安定性、耐水性、耐目詰まり
性を評価した。結果を表２に示す。

【００５４】

【表２】

【００５５】水溶性樹脂溶液：ジョンソンポリマー
（株）製スチレン／アクリル系水溶性樹脂水溶液、「ジ
ョンクリルＪ−６２」、固形分約３４％ 活性剤Ａ：花王（株）製アニオン性界面活性剤「エマー
ル２０Ｃ」、固形分約２５％ 活性剤Ｂ：花王（株）製アニオン性界面活性剤「ペレッ
クス０Ｔ−Ｐ」、固形分約７０％ 防黴剤：ゼネカ（株）製「プラクセルＧＸＬ」

【００５６】

【発明の効果】本発明の水性顔料分散体は、インクジェ
ット用記録液に用いた場合に、優れた耐水性、保存安定
性を有し、ノズルでの目詰まりが無く、長期にわたり安
定な吐出を与える。また、紙に印字した印字品位におい
て充分な濃度を有し、染料タイプと比べて耐光性に優れ
ている。そのため、オフィスにおける書類作成、郵便物
の宛名書き、ダンボールのマーキング、ナンバーリン
グ、バーコード付与等の分野でカラー化印字物として広
範囲な分野で利用できる。さらに、水性顔料分散体は、
グラビアインキ、水性塗料、その他印刷インキ分野にも
分散剤を含まない状態で用いることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦木 久嗣 東京都中央区京橋二丁目３番13号 東洋イ ンキ製造株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーボンブラックをスルホン化剤で処理す
   ることにより得られた粒子表面にスルホン酸基が導入さ
   れた表面処理カーボンブラックをアミン化合物もしくは
   アンモニアと塩形成させ水性媒体中に分散してなる水性
   顔料分散体。
2. 【請求項２】請求項１記載のカーボンブラックの平均粒
   径が５００ｎｍ以下である請求項１記載の水性顔料分散
   体。
3. 【請求項３】アミン化合物が水溶性アミン化合物である
   請求項１ないし２記載の水性顔料分散体。
4. 【請求項４】アミン化合物がジメチルアミノエタノー
   ル、ジエチルアミノエタノール、モノエタノールアミ
   ン、トリエチルアミンおよびトリメチルアミンからなる
   群から選ばれた少なくとも一種である請求項３記載の水
   性顔料分散体。
5. 【請求項５】請求項１〜４何れか記載の水性顔料分散体
   から成るインクジェット用記録液。