JPH11323176A

JPH11323176A - カーボンブラック及び記録用インク

Info

Publication number: JPH11323176A
Application number: JP13478398A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tabata; 賢一田畑; Noboru Ueda; 昇上田; Yoshikazu Saito; 美和斎藤; Takamasa Ueda; 隆正上田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】水系媒体中におけるカーボンブラックの分散
安定性を向上させ、カーボンブラックを色材に用いた記
録用インクの保存安定性を改善すると共に、記録用イン
クをインク記録装置に用いた場合に、インクがノズルに
目詰まりするのを防止し、インクが安定して吐出され
て、画像の乱れや濃度ムラ等の発生が少ない良好な画像
が安定して得られるようにする。【解決手段】カーボンブラックの表面にアゾニトリル
化合物からなるラジカル発生剤の分解によって発生した
官能基を化学結合させ、このように官能基が表面に結合
されたカーボンブラックを色材として水系媒体中に分散
させて記録用インクを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インク等の色材
として使用されるカーボンブラック及びこのようなカー
ボンブラックを用いた記録用インクに係り、特に、カー
ボンブラックを改質して、水系媒体中におけるカーボン
ブラックの分散安定性を向上させ、カーボンブラックを
色材に用いた記録用インクの保存安定性等を向上させ
て、安定した良好な記録が行えるようにした点に特徴を
有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ等のイン
ク記録装置に使用されるインクとしては、油性のインク
の他に、取扱いの容易性や安全性等の面から水性のイン
クが広く用いられていた。

【０００３】ここで、水性のインクとしては、一般に色
材に水溶性の染料を用い、この水溶性の染料を水系媒体
中に溶解させたものが広く使用されていた。

【０００４】しかし、このような水性のインクは耐水性
が悪く、普通紙等の記録媒体に供給して画像を形成した
場合、ブリーディングやフェザリングと呼ばれるインク
のにじみが生じ、また水との接触によってインクが流れ
るという問題があった。

【０００５】このため、近年においては、インクにおけ
る色材にカーボンブラック等の顔料を用い、このカーボ
ンブラック等の顔料を水系媒体中に分散させたインクを
使用することが検討されるようになった。

【０００６】しかし、このようにカーボンブラックを水
系媒体中に分散させた場合、カーボンブラックの水系媒
体中における分散安定性が充分ではなく、このようなイ
ンクをインクジェットプリンタ等のインク記録装置に使
用すると、このインク中におけるカーボンブラックが次
第に凝集し、これによりインクがインク記録装置のノズ
ルに目詰まりして、インクの吐出安定性が悪くなり、形
成される画像が乱れたり、形成される画像の濃度にバラ
ツキが生じたりして、良好な記録を安定して行うことが
できないという問題があった。

【０００７】このため、従来においては、上記のように
カーボンブラックを分散させたインク中にトリエチレン
グリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールのア
ルキルエーテル誘導体や、グリセリルモノアセテート等
の多価アルコールのエステル誘導体等の分散剤を添加さ
せて、インク中におけるカーボンブラックの分散安定性
を向上させることが試みられた。

【０００８】しかし、インク中におけるカーボンブラッ
クの分散安定性を向上させるため、上記のような分散剤
を多く添加すると、この分散剤によってインク記録装置
のノズルにインクが目詰まりし易くなり、インクの吐出
安定性が逆に悪化するという問題があり、また分散剤の
添加によりインク中における色材の濃度が低下して、形
成された画像の濃度が低下するという問題もあった。

【０００９】また、近年においては、特開平５−２３０
４１０号公報に示されるように、カーボンブラックを用
いたインクにおける保存安定性を向上させるため、アク
リルアミド誘導体をグラフト重合させて表面処理したカ
ーボンブラックを用いるようにしたものや、特開平５−
３３９５１６号公報及び特開平６−２５５７２号公報に
示されるように、カーボンブラックを用いたインクの保
存安定性や分散性を向上させるために、ビニル基を有す
るモノマーをカーボンブラックにグラフト重合させたも
のを用いることが提案されている。

【００１０】しかし、これらの公報に示されるように、
カーボンブラックの表面にアクリルアミド誘導体やビニ
ル基を有するモノマーを重合させたカーボンブラックを
使用した場合においても、インクがインク記録装置のノ
ズルに目詰まりし易くなり、安定したインクの吐出が行
えなくなるという問題が存在した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、インクジ
ェットプリンタ等のインク記録装置に用いられる記録用
インクにおいて、色材としてカーボンブラックを使用す
る場合における上記のような問題を解決することを課題
とするものである。

【００１２】すなわち、この発明においては、カーボン
ブラックを改質し、このカーボンブラックを色材に用い
た記録用インク中において、カーボンブラックが適切に
分散された状態で維持され、インクの保存安定性に優れ
ると共に、このような記録用インクをインクジェットプ
リンタ等のインク記録装置に用いた場合に、このインク
がインク記録装置のノズルに目詰まりするのが防止され
て、インクが安定して吐出されるようになり、画像の乱
れや濃度ムラ等の発生も少ない良好な画像が安定して得
られるようにすることを課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１にお
けるカーボンブラックにおいては、上記のような課題を
解決するため、アゾニトリル化合物からなるラジカル発
生剤の分解によって発生した官能基をカーボンブラック
の表面に化学結合させるようにした。

【００１４】また、この発明の請求項２におけるカーボ
ンブラックにおいては、上記のような課題を解決するた
め、カーボンブラックの表面に少なくとも−Ｃ（ＣＮ）
ＹＺ（なお、Ｙ，Ｚは水素又は置換基である。）の構造
を有する官能基を化学結合させるようにした。

【００１５】ここで、上記のＹ，Ｚを構成する置換基と
しては、例えば、請求項３に示すように、直鎖式，枝分
れ式，環式の各炭化水素基及びこれらにさらに置換基が
結合された基、ハロゲン基、−ＯＲ、−ＣＯＲ、−ＣＯ
ＯＲ、−ＯＣＯＲ、−ＣＯＯＮａ、−ＣＯＯＫ、−ＣＯ
Ｏ^-ＮＲ₄ ⁺、−ＣＮ、−ＮＲ₂、−Ｓ_n、−ＳＯ₃Ｈ、
−ＳＯ₃Ｎａ、−ＳＯ₃Ｋ、−ＳＯ₃ ^-ＮＲ₄ ⁺、−ＮＲ
（ＣＯＲ）、−ＣＯＮＲ₂、−ＮＯ₂、−ＰＯ₃Ｈ₂、
−ＰＯ₃ＨＮａ、−ＰＯ₃Ｎａ₂、−Ｎ＝ＮＲ、−Ｎ₂ ⁺
Ｘ^-、−ＮＲ₃ ⁺Ｘ^-、−ＰＲ₃ ⁺Ｘ^-（なお、Ｒは水素，
炭素数が１〜２０のアルキル基及びアリール基、Ｘはハ
ロゲン元素，無機酸又は有機酸のアニオン、ｎは１〜８
の整数である。）等が挙げられる。特に、カーボンブラ
ックが凝集するのを抑制するためには、このＹ，Ｚが親
水性基であることが好ましく、例えば、−ＣＨ₂ＣＨ₂
ＣＯＯＨ，−ＣＮ，−ＣＨ₂ＯＨ，−ＯＨ，−ＣＨＯ，
−ＯＣＯＣＨ₃，−ＣＯＯＣＨ₃，有機酸塩等を用いる
ことが好ましい。

【００１６】また、請求項４に示す記録用インクにおい
ては、上記のような官能基が表面に結合されたカーボン
ブラックを色材として水系媒体中に分散させるようにし
たのである。

【００１７】そして、この請求項４に示す記録用インク
のように、上記のような官能基が表面に結合されたカー
ボンブラックを色材として使用すると、カーボンブラッ
クの表面に化学結合された官能基により、カーボンブラ
ック相互が水系媒体中において凝集するのが抑制され
て、カーボンブラックが記録用インク中において充分に
分散された状態で維持され、この記録用インクの保存特
性が向上する。また、この記録用インクをインクジェッ
トプリンタ等のインク記録装置に使用した場合におい
て、この記録用インクがインク記録装置のノズルに目詰
まりするのが抑制され、インクが安定して吐出されるよ
うになり、画像の乱れや濃度ムラ等の発生も少ない良好
な画像が安定して得られるようになる。

【００１８】ここで、上記のような官能基が表面に結合
されたカーボンブラックを用いた場合に、カーボンブラ
ック相互が水系媒体中において凝集するのが抑制される
理由については明確ではないが、上記の官能基が親水性
を有し、この官能基によりカーボンブラックが水系媒体
中に安定して分散されるようになるためであると考えら
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
カーボンブラック及び記録用インクについて具体的に説
明する。

【００２０】ここで、この発明において使用するカーボ
ンブラックとしては、ファーネスブラック，アセチレン
ブラック，チャネルブラック等の公知のカーボンブラッ
クを使用することができ、ファーネスブラックとして
は、例えば、Ｃａｂｏｔ社製ののＲｅａｇａｌ２５０
Ｒ，４１５Ｒ，３３０Ｒ、三菱化学社製の＃４５Ｌ、Ｄ
ｅｇｕｓｓａ社製のＰｒｉｎｔｅｘ−３５等を、アセチ
レンブラックとしては、例えば、電気化学工業社製のＤ
ｅｎｋｅｎｂｌａｃｋ等を、チャネルブラックとして
は、例えば、ＣｏｌｕｍｂｉａｎＣａｒｂｏｎ社製の
ＮｅｏｓｐｅｃｔｒａII等を用いることができる。

【００２１】そして、このようなカーボンブラックの表
面に前記の官能基を化学結合させるにあたっては、様々
な方法を使用することができ、例えば、前記のような官
能基を有するラジカル発生剤を使用し、このラジカル発
生剤の分解によって発生した官能基をカーボンブラック
の表面に化学結合させることができる。

【００２２】ここで、このようにラジカル発生剤の分解
によって発生した官能基をカーボンブラックの表面に化
学結合させる場合、そのラジカル発生剤としては、アゾ
基の少なくとも一方に、前記の−Ｃ（ＣＮ）ＹＺを有す
るアゾニトリル化合物を用いるようにし、例えば、２，
２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビ
ス−２−メチルブチロニトリル、４−メトキシフェニル
アゾ−２−（メチルプロパンジニトリル）、４，４’−
アゾビス−４−シアノペンタン酸、２，２’−アゾビス
−２−（ヒドロキシメチル）プロピオニトリル等を使用
することができる。

【００２３】そして、この実施形態における記録用イン
クにおいて、上記のような官能基が表面に結合されたカ
ーボンブラックからなる色材を分散させる水系媒体とし
ては水や水溶性有機溶剤を用いるようにし、水溶性有機
溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアル
コール、ｎ−フロピルアルコール、イソプロピルアルコ
ール等の炭素数が１〜５の脂肪族アルコール等を用いる
ことができる。

【００２４】また、この記録用インクにおいては、上記
の水系媒体中に上記のカーボンブラックからなる色材の
他に、インクの特性を向上させるため、粘度調整剤、表
面張力調整剤、ｐＨ調整剤、保湿剤、キレート剤、浸透
剤、防カビ剤、速乾剤、安定剤、定着剤等を加えること
が好ましい。

【００２５】ここで、粘度調整剤は、インクの粘度を調
整してインクの吐出性を向上させると共に、普通紙等の
記録媒体へのインクの浸透性を調整するために用いら
れ、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレングリコール類を用いるこ
とができ、特に、ポリエチレングリコールを用いること
が好ましい。そして、このような粘度調整剤をインクに
添加させるにあたっては、その添加量が０〜１０重量
％、好ましくは０．１〜８重量％、より好ましくは１〜
５重量％の範囲になるようにする。

【００２６】また、表面張力調整剤は、インクの表面張
力を整えてインクの吐出性を向上させると共に、記録媒
体へのインクの浸透性を調整するために用いられ、例え
ば、ノニオン系の界面活性剤や、シリコン系，フッ素
系，アセチレン系等の各種の界面活性剤や、アニオン
系，カチオン系の界面活性剤等を用いることができ、好
ましくはノニオン系の界面活性剤を用いるようにする。
そして、この表面張力調整剤をインクに添加させるにあ
たっては、その添加量が０．１〜５重量％、好ましくは
０．１〜３重量％、より好ましくは０．２〜１重量％の
範囲になるようにする。

【００２７】また、ｐＨ調整剤は、インクのｐＨを適切
な状態に保ち、ｐＨの変化によってカーボンブラックの
分散安定性が低下するのを抑制するために用いられ、例
えば、ＮａＨＣＯ₃，Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇，Ｎａ₂ＣＯ₃，
ＫＨＣＯ₃，Ｋ₂ＣＯ₃，ＮａＯＨ，ＣＨ₃ＣＯＯＮ
ａ，Ｎ（ＣＨ₂ＣＨ₂ＯＨ）₃等を用いることができ、
特に、ＮａＨＣＯ₃を用いることが好ましい。そして、
このようなｐＨ調整剤をインクに添加させるにあたって
は、その添加量が０．１〜１重量％、好ましくは０．１
〜０．５重量％、より好ましくは０．２〜０．５重量％
の範囲になるようにする。

【００２８】また、保湿剤は、水系媒体の主成分である
水の蒸発によってインクの濃度や粘度等が変化して、イ
ンクの吐出安定性が低下するのを防止するために用いら
れ、例えば、１，２−エタンジオール、１，２−プロパ
ンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタ
ンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタン
ジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタン
ジオール、１，７−ヘプタンジオール、２−メチル−
２，４−ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキ
サンジオール、グリセリン、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２００、ジプロピレングリコー
ル、２，２’−チオジエタノール、１，２，６−ヘキサ
ントリオール等のアルキレングリコール類；１，２−ジ
メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−
ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエー
テル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチ
レングリコールジブチルエーテル、２−メトキシエタノ
ール、２−エトキシエタノール、２−（メトキシメトキ
シ）エタノール、２−ブトキシエタノール、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メチルエーテ
ル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、１−
メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロ
パノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリ
コールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモ
ノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチ
ルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル
類等を用いることができ、特に、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、グリセリン等を用いるこ
とが好ましい。そして、このような保湿剤をインクに添
加させるにあたっては、その添加量が１〜１０重量％、
好ましくは３〜１０重量％、より好ましくは５〜８重量
％の範囲になるようにする。

【００２９】また、キレート剤は、インク中に存在する
金属イオンを捕捉し、金属イオンによってカーボンブラ
ックの分散安定性が失われるのを防止するために用いら
れるものであり、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナト
リウム、エチレンジアミン四酢酸、ニトリル三酢酸ナト
リウム、ヒドロオキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナ
トリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウ
ラミル二酢酸ナトリウム等を用いることができる。そし
て、このようなキレート剤をインクに添加させるにあた
っては、その添加量が０．１〜１重量％、好ましくは
０．１〜０．５重量％、より好ましくは０．２〜０．５
重量％の範囲になるようにする。

【００３０】また、浸透剤は、インクの記録媒体への浸
透性を高めるために用いられるものであり、例えば、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等の多価アルコールの低
級アルキルエーテル類等を用いることができる。そし
て、このような浸透剤をインクに添加させるにあたって
は、その添加量が１〜１０重量％、好ましくは３〜１０
重量％、より好ましくは４〜８重量％の範囲になるよう
にする。

【００３１】また、防カビ剤は、インク中においてカビ
等が発生するのを防止するために用いられるものであ
り、例えば、チアベンゾール（メルク社製），メルガー
ル（ヘキスト社製）等のイミダゾール系のものや、プロ
キセル（ゼネカ社製）、アモルデン（大和化学工業社
製）等のイソチアゾリン系のものや、プレベントールシ
リーズ（バイエル社製）、ソヂウムオマジン、ジオキシ
ン、ジヒドロ酢酸ナトリウム、水ガラス等を用いること
ができる。そして、このような防カビ剤をインクに添加
させるにあたっては、その添加量が０．０１〜０．５重
量％、好ましくは０．０５〜０．４重量％、より好まし
くは０．１〜０．４重量％の範囲になるようにする。

【００３２】また、速乾剤は、インクが記録媒体に付着
した後、インクが速やかに乾いたり浸透したりして、他
の記録媒体にインクが付着して汚れるのを防止するため
に用いられるものであり、例えば、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノー
ル、２−ブタノール等の低級アルコール類等が用いられ
る。

【００３３】また、安定剤は、水系媒体中においてカー
ボンブラックの分散安定性が低下するのを防止するため
に用いられるものであり、例えば、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等のア
ルコールアミン類；２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン，スルホラン，ジ
メチルサルフォキサイド，ε−カプロラクタム等の環状
アミド化合物；スクシンイミド等のイミド化合物；ホル
ムアミド、ソルビット、１，３−ビス（β−ヒドロキシ
エチル）ウレア等が用いられ、好ましくはトリエタノー
ルアミンを用いるようにする。そして、このような安定
剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が
０．１〜１重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％、
より好ましくは０．２〜０．５重量％の範囲になるよう
にする。

【００３４】また、定着剤は、インクの記録媒体への定
着性を向上させるものであり、例えば、水溶性のポリエ
ステル類、ポリウレタン類、ポリアミド類、ポリイミド
類、ポリアクリル類、ポリビニルアルコール類等が用い
られ、好ましくは、ポリ（メタ）アクリル酸エステル類
を用いるようにする。そして、このような定着剤をイン
クに添加させるにあたっては、その添加量が０．１〜１
５重量％、好ましくは１〜１０重量％、より好ましくは
４〜８重量％の範囲になるようにする。

【００３５】

【実施例】以下、この発明の実施例に係るカーボンブラ
ック及び記録用インクについて具体的に説明すると共
に、比較例を挙げ、この発明の実施例に係るカーボンブ
ラックを用いた記録用インクにおいては、水系媒体中に
おけるカーボンブラックの分散安定性が優れ、インクの
保存特性やインクの吐出安定性等が向上し、良好な画像
が得られることを比較例を挙げて明らかにする。

【００３６】（実施例１）この実施例においては、カー
ボンブラックとして、市販の粒径が３４ｎｍのファーネ
スブラック（Ｃａｂｏｔ社製：Ｒｅａｇａｌ２５０Ｒ）
を用いる一方、ラジカル発生剤としては、室温で真空乾
燥させた下記の化１に示す２，２’−アゾビスイソブチ
ロニトリル（和光純薬社製）を用いるようにした。

【００３７】

【化１】

【００３８】そして、還流冷却管を付けた２００ｍｌの
三つ口フラスコ内に、上記のカーボンブラックを３ｇ、
上記のラジカル発生剤を０．１６４ｇ（０．００１モ
ル）、蒸留水を５０ｍｌの割合で投入し、これを窒素雰
囲気において加熱し、徐々に液温を上昇させて還流しな
がら撹拌し、８時間毎に上記のラジカル発生剤の水溶液
を滴下ロートにより０．００１モルずつ２度にわたって
滴下させた後、２４時間反応させ、その後、これを濾過
し、メタノールを溶媒に用いたソックスレー抽出によっ
て未反応物と副生成物を除去して、表面に官能基が結合
されたカーボンブラックを得た。

【００３９】次いで、上記のカーボンブラックを５重量
部、グリセリンを１９重量部、蒸留水を７５重量部、ト
リエタノールアミンを１重量部の割合にしてこれらを室
温で３時間混合撹拌した後、ホモジナイザーにより粒径
を整え、１０μｍのメンブレンフィルタで濾過してイン
クを調製した。

【００４０】（実施例２）この実施例においては、カー
ボンブラックとして、実施例１の場合と同じファーネス
ブラックを用いる一方、ラジカル発生剤として、下記の
化２に示す市販の２，２’−アゾビス−２−メチルブチ
ロニトリル（和光純薬社製）を用い、還流冷却管を付け
た２００ｍｌの三つ口フラスコ内に、上記のカーボンブ
ラックを３ｇ、上記のラジカル発生剤を０．００１モ
ル、エタノールを５０ｍｌの割合で投入し、それ以外に
ついては、上記の実施例１の場合と同様にして、上記の
ラジカル発生剤による官能基が結合されたカーボンブラ
ックを得ると共に、このカーボンブラックを用い、上記
の実施例１の場合と同様にしてインクを調製した。

【００４１】

【化２】

【００４２】（実施例３）この実施例においては、カー
ボンブラックとして、実施例１の場合と同じファーネス
ブラックを用いる一方、ラジカル発生剤として、下記の
化３に示す４−メトキシフェニルアゾ−２−（メチルプ
ロパンジニトリル）を用い、還流冷却管を付けた２００
ｍｌの三つ口フラスコ内に、上記のカーボンブラックを
３ｇ、上記のラジカル発生剤を０．００１モル、プロパ
ノールを５０ｍｌの割合で投入し、それ以外について
は、上記の実施例１の場合と同様にして、上記のラジカ
ル発生剤による官能基が結合されたカーボンブラックを
得ると共に、このカーボンブラックを用い、上記の実施
例１の場合と同様にしてインクを調製した。

【００４３】

【化３】

【００４４】（実施例４）この実施例においては、カー
ボンブラックとして、実施例１の場合と同じファーネス
ブラックを用いる一方、ラジカル発生剤として、下記の
化４に示す市販の４，４’−アゾビス−４−シアノペン
タン酸（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を用いるようにし、それ
以外については、上記の実施例１の場合と同様にして、
上記のラジカル発生剤による官能基が結合されたカーボ
ンブラックを得ると共に、このカーボンブラックを用
い、上記の実施例１の場合と同様にしてインクを調製し
た。

【００４５】

【化４】

【００４６】（実施例５）この実施例においては、カー
ボンブラックとして、実施例１の場合と同じファーネス
ブラックを用いる一方、ラジカル発生剤として、下記の
化５に示す市販の２，２’−アゾビス−２−（ヒドロキ
シメチル）プロピオニトリル（和光純薬社製）を用いる
ようにし、それ以外については、上記の実施例１の場合
と同様にして、上記のラジカル発生剤による官能基が結
合されたカーボンブラックを得ると共に、このカーボン
ブラックを用い、上記の実施例１の場合と同様にしてイ
ンクを調製した。

【００４７】

【化５】

【００４８】（実施例６）この実施例においては、上記
の実施例１の場合と同様にして、上記の化１に示す２，
２’−アゾビスイソブチロニトリルによる官能基を上記
のカーボンブラックの表面に結合させた後、さらにこの
カーボンブラックの表面に、上記の実施例４の場合と同
様にして、４，４’−アゾビス−４−シアノペンタン酸
による官能基を結合させてカーボンブラックを得ると共
に、このカーボンブラックを用い、上記の実施例１の場
合と同様にしてインクを調製した。

【００４９】（比較例１）この比較例においては、カー
ボンブラックとして、上記の実施例１〜６の場合と同じ
ファーネスブラック（Ｃａｂｏｔ社製：Ｒｅａｇａｌ２
５０Ｒ）を用い、このカーボンブラックの表面に官能基
を結合させずに、このカーボンブラックをそのまま用い
るようにした。

【００５０】そして、このカーボンブラックを５重量
部、グリセリンを１９重量部、蒸留水を７５重量部、ト
リエタノールアミンを１重量部の割合にし、上記の実施
例１の場合と同様にしてインクを調製した。

【００５１】（比較例２）この比較例においては、カー
ボンブラックとして、上記の実施例１〜６の場合と同じ
ファーネスブラックを使用し、このカーボンブラックに
紫外線を照射させて、カーボンブラックの表面を表面処
理した後、このように表面処理されたカーボンブラック
を１５重量部、アクリルアミドを８重量部、蒸留水を７
３重量部の割合で混合させ、窒素ガスをこの溶液中に吹
き込みながら６５℃で撹拌して１時間重合させた。

【００５２】その後、遠心分離器により分離させてホモ
ポリマーを充分に除去し、熱水で洗浄した後、これを乾
燥させて、表面にアクリルアミドがグラフト重合された
カーボンブラックを得た。

【００５３】そして、このように表面処理されたカーボ
ンブラックを３重量部、グリセリンを１０重量部、１−
プロパノールを４重量部、蒸留水を８３重量部の割合に
し、上記の実施例１の場合と同様にしてインクを調製し
た。

【００５４】次に、上記のようにして作製した実施例１
〜６及び比較例１，２の各カーボンブラック及び記録用
インクについて、分散安定性、保存安定性、温度変化安
定性、印字品位、濃度ムラ及び吐出安定性の評価を行
い、その結果を下記の表１に示した。

【００５５】ここで、分散安定性については、上記の実
施例１〜６及び比較例１，２の各カーボンブラックを分
散させた１０重量％の分散水溶液を１０ｍｌの遠心沈降
管に入れ、市販の遠心分離器（ＢＥＣＫＭＡＮ社製：Ａ
ｖａｎｔｉＪ２５）を用いて１２０００ｒｐｍで１時
間遠心分離を行い、その後、その上澄み液について６０
０ｎｍにおける吸光度を測定し、予め求めておいた検量
線に基づき、上澄み液中におけるカーボンブラックの濃
度を求め、その濃度が０．０１重量％以上の場合を○、
０．０５重量％以上で０．０１重量％未満の場合を△、
０．００５重量％未満の場合を×で示した。

【００５６】また、保存安定性については、上記の実施
例１〜６及び比較例１，２の各カーボンブラックを分散
させた１０重量％の分散水溶液を１０ｍｌの遠心沈降管
に入れ、この遠心沈降管を４０℃の温度下において３ヶ
月間放置し、その後は、上記の分散安定性を測定する場
合と同様に、その分散水溶液を１０ｍｌの遠心沈降管に
入れて遠心分離を行い、上澄み液中におけるカーボンブ
ラックの濃度を求め、その濃度が０．０１重量％以上の
場合を○、０．０５重量％以上で０．０１重量％未満の
場合を△、０．００５重量％未満の場合を×で示した。

【００５７】また、温度変化安定性については、上記の
実施例１〜６及び比較例１，２の各カーボンブラックを
分散させた１０重量％の分散水溶液を１０ｍｌのサンプ
ル管に入れ、このサンプル管を−１０℃の温度下で１時
間放置させた後、すぐに５０℃の温度下において１時間
放置し、これを１サイクルとして、１日に５回のサイク
ルを行い、これを３日間続けた後、この試験を行う前と
試験を行った後とにおいてシアーレートを比較し、イン
クのチキソ性の有無や物性の安定性を調べ、試験後にお
いても変化がなかった場合を○、変化があった場合を×
で示した。

【００５８】また、印字品位については、上記の実施例
１〜６及び比較例１，２の各インクを用い、普通紙上に
幅が３ドットの直線を印字し、直線におけるガタツキ具
合を示すＴＥＰ（ＴａｎｇｅｎｔｉａｌＥｄｇｅＰ
ｒｏｆｉｌｅ）をドットアナライザーＤＡ−５０００Ｓ
（王子計測機器社製）を用いて調べ、ＴＥＰが６０μｍ
未満の場合を○、ＴＥＰが６０μｍ以上の場合を×で示
した。なお、ＴＥＰは、直線のガタツキを本来あるべき
直線からの変位量として求め、その標準偏差値を示して
いる。

【００５９】また、濃度ムラについては、実施例１〜６
及び比較例１，２の各インクを用いて普通紙に印字を行
い、ベタの印字部分における画像濃度（ＩＤ）をサクラ
濃度計ＰＤＡ６５（コニカ社製）により測定し、印字さ
れた部分における画像濃度の濃度差を求め、その濃度差
が０．１５未満の場合を○、０．１５以上の場合を×で
示した。

【００６０】また、インクの吐出安定性については、実
施例１〜６及び比較例１，２の各インクを用いてそれぞ
れ１０時間連続して印字を行った後、インク記録装置の
電源を切って１４時間放置し、これを１サイクルとし
て、５サイクル繰り返した後、線幅が１５０μｍの直線
を印字し、この直線上における画像濃度をマイクロデン
シトメータ（コニカ社製：ＰＤＭ５）を用いて測定し、
画像濃度が０．３未満になる点をインク吐出の欠落部分
とし、この欠落部分の距離を調べ、その距離が１０μｍ
未満の場合を○、その距離が１０μｍ以上の場合を×で
示した。

【００６１】

【表１】

【００６２】この結果から明らかなように、アゾニトリ
ル化合物からなるラジカル発生剤を用いてカーボンブラ
ックの表面に前記の−Ｃ（ＣＮ）ＸＹからなる基を結合
させた実施例１〜６の各カーボンブラックにおいては、
カーボンブラックが水系媒体中に適切に分散され、分散
安定性や保存安定性や温度変化安定性が比較例１，２の
各カーボンブラックに比べて優れていた。

【００６３】また、上記のようなカーボンブラックを用
いた実施例１〜６の各インクにおいては、インクジェッ
ト装置におけるインクの吐出が適切に行われ、比較例
１，２のインクを用いた場合に比べて、印字品位が優れ
ると共に、濃度ムラの発生も少なく、またインクがノズ
ルに目詰まりするということもなく、安定した吐出が行
えるようになった。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
カーボンブラックにおいては、アゾニトリル化合物から
なるラジカル発生剤の分解によって発生した官能基をカ
ーボンブラックの表面に化学結合させたため、この官能
基によりカーボンブラックの水系媒体中における分散安
定性が向上した。

【００６５】そして、この発明における記録用インクに
おいては、上記のような官能基が表面に結合されたカー
ボンブラックを色材として水系媒体中に分散させるよう
にしたため、カーボンブラック相互がインク中において
凝集するのが抑制され、この記録用インクの保存特性が
向上し、またこの記録用インクをインクジェットプリン
タ等のインク記録装置に使用した場合において、この記
録用インクがインク記録装置のノズルに目詰まりするの
が抑制され、インクが安定して吐出されるようになり、
画像の乱れや濃度ムラ等の発生も少ない良好な画像が安
定して得られるようになった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斎藤美和大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者上田隆正大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アゾニトリル化合物からなるラジカル発
生剤の分解によって発生した官能基がカーボンブラック
の表面に化学結合されてなることを特徴とするカーボン
ブラック。
【請求項２】カーボンブラックの表面に少なくとも−
Ｃ（ＣＮ）ＹＺ（なお、Ｙ，Ｚは水素又は置換基であ
る。）の構造を有する官能基が化学結合されてなること
を特徴とするカーボンブラック。
【請求項３】請求項２に記載したカーボンブラックに
おいて、上記のＹ，Ｚが、直鎖式，枝分れ式，環式の各
炭化水素基及びこれらにさらに置換基が結合された基、
ハロゲン基、−ＯＲ、−ＣＯＲ、−ＣＯＯＲ、−ＯＣＯ
Ｒ、−ＣＯＯＮａ、−ＣＯＯＫ、−ＣＯＯ^-ＮＲ₄ ⁺、−
ＣＮ、−ＮＲ₂、−Ｓ_n、−ＳＯ₃Ｈ、−ＳＯ₃Ｎａ、
−ＳＯ₃Ｋ、−ＳＯ₃ ^-ＮＲ₄ ⁺、−ＮＲ（ＣＯＲ）、−
ＣＯＮＲ₂、−ＮＯ₂、−ＰＯ₃Ｈ₂、−ＰＯ₃ＨＮ
ａ、−ＰＯ₃Ｎａ₂、−Ｎ＝ＮＲ、−Ｎ₂ ⁺Ｘ^-、−ＮＲ
₃ ⁺Ｘ^-、−ＰＲ₃ ⁺Ｘ^-から選択される基（なお、Ｒは水
素，炭素数が１〜２０のアルキル基又はアリール基、Ｘ
はハロゲン元素，無機酸又は有機酸のアニオン、ｎは１
〜８の整数である。）であることを特徴とするカーボン
ブラック。
【請求項４】請求項１〜３の何れか１項に記載したカ
ーボンブラックを色材として水系媒体中に分散させたこ
とを特徴とする記録用インク。