技術 インクジェットプリンター用黒色顔料およびインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体

0001

本発明は、インクジェットプリンター用黒色顔料およびインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体に関する。

0002

近年、水性インキ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キ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、インキ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。

0003

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。

0004

印刷製版を経て印刷されるグラビアインキ、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。

0005

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。

0006

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２００１−８１３５５号公報）参照）。

0007

特開２００１−８１３５５号公報

0008

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、従来より、インクジェットプリンター用カーボンブラック水性分散体としては、インクジェットプリンターヘッドの影響により特許文献１に記載されているような小粒径のカーボンブラックを水に分散させたものしか使用することができなかった。このような小粒径のカーボンブラックを含む水性分散体を用いた場合、電子写真と同等以上の黒色度を発現するには、複数回数印字（印刷）する必要があった。

0009

しかしながら、最近のインクジェットプリンターは、高速印字の際には、従来のシリアルプリンターの様に複数回数印字するのではなく、一回のみの印字（ワンパス印字）で従来と同様の印字濃度、特に電子写真と同等以上の黒色度を発現する必要があるが、本発明者が検討したところ、従来のインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体において、一回のみの印字で上記黒色度を発揮することは困難であることが判明した。

0010

従って、本発明は、水性媒体中で優れた分散性および保存安定性を発揮するとともに、インクジェットインクに用いたときに一回のみの印字で電子写真と同等以上の優れた黒色度を発揮するインクジェットプリンター用黒色顔料およびインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体を提供することを目的とするものである。

0011

上記技術課題を解決するため、本発明者等が鋭意検討したところ、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）、ＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量、ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量、着色力（Ｔｉｎｔ）およびΔＤｓｔ／Ｄｓｔで表される比が特定範囲にあるカーボンブラックにより、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。

0012

すなわち、本発明は、
（１）窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が８０ｍ２／ｇ〜１６０ｍ２／ｇ、
ＤＢＰ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ〜１７０ｍｌ／１００ｇ、
２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ〜１４０ｍｌ／１００ｇ、
前記ＤＢＰ吸油量が前記２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量よりも大きく、ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差が１０ｍｌ／１００ｇ〜４０ｍｌ／１００ｇ、
着色力（Ｔｉｎｔ）が１００〜１４５、
アグリゲートのモード径をＤｓｔ、当該アグリゲートのモード径の半値幅をΔＤｓｔとした場合、ΔＤｓｔ／Ｄｓｔで表わされる比が０．５〜０．８
であるカーボンブラックの親水化処理物からなる
ことを特徴とするインクジェットプリンター用黒色顔料、
（２）水分散液の状態で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％の値を平均粒径Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の値をＤｕｐａ９０％としたときに、
前記カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Ｄｕｐａ５０％が１３０ｎｍ〜１６０ｎｍ、
前記カーボンブラックのアグロメレートのＤｕｐａ９０％が２１０ｎｍ〜２８０ｎｍ
である上記（１）記載のインクジェットプリンター用黒色顔料、
（３）前記カーボンブラックの親水化処理物の水素含有表面官能基量が３μｅｑ／ｍ２以上である上記（１）または（２）に記載のインクジェットプリンター用黒色顔料、
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のインクジェットプリンター用黒色顔料を含むことを特徴とするインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体
を提供するものである。

0013

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性および保存安定性を発揮するとともに、インクジェットインクに用いたときに一回のみの印字で電子写真と同等以上の優れた黒色度を発揮するインクジェットプリンター用黒色顔料およびインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体を提供することができる。

0014

先ず、本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料について説明する。
本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料は、
窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が８０ｍ２／ｇ〜１６０ｍ２／ｇ、
ＤＢＰ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ〜１７０ｍｌ／１００ｇ、
２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ〜１４０ｍｌ／１００ｇ、
前記ＤＢＰ吸油量が前記２４Ｍ４ＢＰ吸収量よりも大きく、ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差が１０ｍｌ／１００ｇ〜４０ｍｌ／１００ｇ未満、
着色力（Ｔｉｎｔ）が１００〜１４５、
アグリゲートのモード径をＤｓｔ、当該アグリゲートのモード径の半値幅をΔＤｓｔとした場合、ΔＤｓｔ／Ｄｓｔで表わされる比が０．５〜０．８
であるカーボンブラックの親水化処理物からなる
ことを特徴とするものである。

0015

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料は、親水化処理前のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が、８０ｍ２／ｇ〜１６０ｍ２／ｇであり、９０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇであることが好ましく、１００ｍ２／ｇ〜１４５ｍ２／ｇであることがより好ましい。

0016

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクに用いた場合に、優れた吐出安定性や紙定着濃度を発揮することができる。
上記窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が８０ｍ２／ｇ未満である場合、インクジェットインクに用いた場合に沈殿残渣率が増大して、濾過性、吐出安定性が著しく低下し易くなり、上記窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１６０ｍ２／ｇを越えるとインクジェットインクに用いて印字した際に紙定着濃度が低くなり易いためである。

0017

なお、本出願書類において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、ＡＳＴＭＤ６５５６に規定された方法に準拠して測定した値を意味する。

0018

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、１００ｍｌ／１００ｇ〜１７０ｍｌ／１００ｇであり、１０５ｍｌ／１００ｇ〜１６５ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、１１０ｍｌ／１００ｇ〜１６０ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。
本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックのＤＢＰ吸油量が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクの調製に用いた場合に、優れた印字濃度や濾過性を発揮することができる。
上記ＤＢＰ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であるとインクジェットインクに用いた場合に印字濃度が薄くなり易く、１７０ｍｌ／１００ｇを越えるとインクジェットインクの調製に用いた場合に沈殿残渣率が増加し易くなって、濾過性が低下し易くなる。

0019

なお、本出願書類において、ＤＢＰ吸油量は、ＡＳＴＭＤ２４１４に規定された方法に準拠して測定した値を意味する。

0020

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックの２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量は、８０ｍｌ／１００ｇ〜１４０ｍｌ／１００ｇであり、８５ｍｌ／１００ｇ〜１３５ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、９０ｍｌ／１００ｇ〜１３０ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。
本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックの２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクの調製に用いた場合に、優れた印字濃度、濾過性、保存安定性を発揮することができる。
上記２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量が８０ｍｌ／１００ｇ未満であるとインクジェットインクの調製に用いた場合に印字濃度が低下し易くなり、１４０ｍｌ／１００ｇを越えるとインクジェットインクの調製に用いた場合に沈殿残渣率が増加して、濾過性、保存安定性が低下し易くなる。

0021

なお、本出願書類において、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量は、ＡＳＴＭＤ３４９３に規定された方法に準拠して測定した値を意味する。

0022

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックは、上記ＤＢＰ吸油量が上記２４Ｍ４ＢＰ吸収量よりも大きく、ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差が１０ｍｌ／１００ｇ〜４０ｍｌ／１００ｇであり、１２ｍｌ／１００ｇ〜３５ｍｌ／１００ｇであることが好ましく、１５ｍｌ／１００ｇ〜３０ｍｌ／１００ｇであることがより好ましい。

0023

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックのＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクの調製に用いた場合に優れた濾過性、沈降性および印字濃度を発揮することができる。
上記ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差が１０未満であるとインクジェットインクの調製に用いた場合に、濾過性、沈降性が低下し易くなり、４０を超えると逆に水中に分散した際に、アグロメレートが解れ易くなり、粒径が小さくなりすぎるため、インクジェットインクの調製に用いた場合に印字濃度が低下し易くなる。

0024

上記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量や２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量は、カーボンブラックのストラクチャーを示す特性であり、上述したように、これ等の値が小さいとインクジェットインクに用いた場合に、印字した際の黒色度（漆黒度）が低くなり易く、一方、これ等の値が大きくなるとカーボンブラックの凝集単位も大きくなるので、水中において凝集沈降し易くなり、インクジェットインクの調製に用いた場合に、保存安定性および分散安定性が低下し易くなる。
本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料は、親水化処理前のカーボンブラックのＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量とともに、特にこれ等の差が上記所定範囲内にあることにより、ハイストラクチャー構造を有するとともに、分散処理中にそのストラクチャーが崩れにくくなり、インクジェットインクに用いたときに高濃度の印字濃度を容易に達成することができる。

0025

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックの着色力（Ｔｉｎｔ）は、１００〜１４５であり、１１０〜１４０であることが好ましく、１１５〜１３５であることがより好ましい。
本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックの着色力（Ｔｉｎｔ）が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクの調製に用いた場合に優れた濾過性、粘度を発揮することができる。
上記着色力（Ｔｉｎｔ）が１００未満であると粒度分布が大きくなり過ぎ、インクジェットインクの調製に用いたときに濾過性が低下し易くなる。また、上記着色力（Ｔｉｎｔ）が１４５を超えると分布がシャープになり過ぎてインクジェットインクの調製に用いたときに粘度が大幅に増加し易くなる。

0026

なお、本出願書類において、カーボンブラックの着色力（Ｔｉｎｔ）は、ＡＳＴＭＤ３２６５に規定された方法に準拠して測定した値を意味する。

0027

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックを構成するアグリゲートのモード径をＤｓｔ、当該アグリゲートのモード径の半値幅をΔＤｓｔとした場合、ΔＤｓｔ／Ｄｓｔで表わされる比が、０．５〜０．８であり、０．５５〜０．７７であることが好ましく、０．６〜０．７５であることがより好ましい。

0028

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理前のカーボンブラックのアグリゲートのモード径Ｄｓｔ／当該アグリゲートのモード径の半値幅ΔＤｓｔで表わされる比が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクの調製に用いた場合に優れた濾過性、粘度を発揮することができる。
上記アグリゲートのモード径Ｄｓｔ／当該アグリゲートのモード径の半値幅ΔＤｓｔで表わされる比が、０．５未満であると分布がシャープになり過ぎてインクジェットインクの調製に用いたときに粘度が増加し易くなり、また、０．８を超えると粒度分布が広くなり、インクジェットインクの調製に用いたときに濾過性が低下し易くなる。

0029

なお、本出願書類において、上記アグリゲートのモード径Ｄｓｔは、遠心沈降法（ＤＣＦ）により測定されるアグリゲートのストークス相当径分布における最大頻度のストークス相当径を意味し、上記アグリゲートのモード径の半値幅ΔＤｓｔは、遠心沈降法（ＤＣＦ）により測定されるアグリゲートのストークス相当径分布の半値幅を意味する。

0030

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、親水化処理後のカーボンブラックは、水分散液の状態で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％の値を平均粒径Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の値をＤｕｐａ９０％としたときに、上記カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Ｄｕｐａ５０％が、１３０ｎｍ〜１６０ｎｍであることが好ましく、１３５ｎｍ〜１５８ｎｍであることがより好ましく、１４０ｎｍ〜１５５ｎｍであることがさらに好ましく、また、上記カーボンブラックのアグロメレートのＤｕｐａ９０％が、２１０ｎｍ〜２８０ｎｍであることが好ましく、２１５ｎｍ〜２７５ｎｍであることがより好ましく、２２０ｎｍ〜２７０ｎｍであることがさらに好ましい。

0031

上記カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Ｄｕｐａ５０％やＤｕｐａ９０％が上記範囲内にあることにより、インクジェットインクの調製に用いたときに優れた印字濃度、粘度等を発揮することができる。
上記カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Ｄｕｐａ５０％が１３０未満であるとワンパス印字の際の印字濃度が低くなり易く、また、上記カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Ｄｕｐａ５０％が１６０を超えるとインクジェットインクに用いたときに印字濃度は良好になるが、粒子が大きすぎるため自然沈降し易くなる。
また、上記カーボンブラックのＤｕｐａ９０％が２１０未満であるとＤｕｐａ５０％との差が小さくなるためインクジェットインクに用いたときに粘度が増加し易くなり、また、上記カーボンブラックのＤｕｐａ９０％が２８０を超えると大粒径が増加し、インクジェットインクに用いた場合にノズルを閉塞させ易くなる。

0032

なお、本出願書類において、上記カーボンブラックのアグロメレートの平均粒径Ｄｕｐａ５０％やＤｕｐａ９０％は、上述したように、水分散液の状態で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％の値が平均粒径Ｄｕｐａ５０％を意味し、累積度数９０％の値がＤｕｐａ９０％を意味する。

0033

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、上記カーボンブラックの親水化処理物の水素含有表面官能基量は、３μｅｑ／ｍ２以上であることが好ましく、３．５〜３．８μｅｑ／ｍ２であることがより好ましく、３．９〜４．５μｅｑ／ｍ２であることがさらに好ましい。

0034

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、上記カーボンブラックの親水化処理物の水素含有表面官能基量が上記範囲内にあることにより、インクジェットインキに用いたときに分散性が良好になり、長期の保存に耐え得る黒色顔料水性分散体およびインクジェットインクを提供することができる。

0035

なお、本出願書類において、上記カーボンブラックの親水化処理物の水素含有表面官能基量は、上記カーボンブラックの親水化処理物のカルボキシル基量およびヒドロキシル基量の合計量を意味し、当該カルボキシル基量およびヒドロキシル基量は、各々以下の方法で算出された値を意味する。

0036

（カルボキシル基量）
０.９７６Ｎ炭酸水素ナトリウム５０ｍｌ中にカーボンブラックの親水化処理物２〜５ｇを添加して６時間振盪した後、上記カーボンブラックの親水化処理物を反応液から濾別し、濾液に０.０５Ｎ塩酸水溶液を加えたのち、ｐＨが７．０になるまで０．０５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液にて中和滴定試験を行ってカルボキシル基量を測定し、得られた測定値をカーボンブラックの親水化処理物の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ（ｍ２／ｇ））で除した値を、カーボンブラックの親水化処理物の単位表面積当たりに形成されたカルボキシル基量（μｅｑ／ｍ２）とする。
なお、カーボンブラックの親水化処理物の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ（ｍ２／ｇ））は、ＡＳＴＭＤ６５５６に規定された方法に準拠して測定される。

0037

（ヒドロキシル基量）
２、２‘−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｙｌ（ＤＰＰＨ）を四塩化炭素中に溶解して濃度５×１０−４ｍｏｌ／Ｌの溶液を作成し、該溶液にカーボンブラックの親水化処理物を０．１〜０.６ｇ添加し、６０℃の恒温槽中で６時間撹拌した後、反応液からカーボンブラックの親水化処理物を濾別し、紫外線吸光光度計により濾液中のヒドロキシル基量を測定する。このようにして測定した値をカーボンブラックの親水化処理物の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ（ｍ２／ｇ））で除した値を、カーボンブラックの単位表面積当たりに形成されたヒドロキシル基量（μｅｑ／ｍ２）とする。
なお、カーボンブラックの親水化処理物の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ（ｍ２／ｇ））は、ＡＳＴＭＤ６５５６に規定された方法に準拠して測定される。

0038

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料において、カーボンブラックの親水化処理物は、上記カーボンブラックを親水化処理することにより作製することができる。

0039

カーボンブラックの親水化処理方法は、特に制限されず、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Ｍ２Ｏ２（Ｍはアルカリ金属）、重クロム酸塩、過マンガン酸塩等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したり、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い。

0040

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性および保存安定性を発揮するとともに、一回のみの印字で電子写真と同等以上の優れた黒色度を発揮するインクジェットプリンター用黒色顔料を提供することができる。

0041

次に、本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体について説明する。
本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料を含むことを特徴とするものである。

0042

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、少なくとも、本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料と、水性媒体とを含むものである。

0043

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料の詳細は、上述したとおりである。
また、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。

0044

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料を水性媒体中に分散してなるものである。

0045

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料を水性媒体中に分散処理する方法は、特に制限されないが、分散機により行うことが好ましい。

0046

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。

0047

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、インクジェットプリンター用黒色顔料の含有量（固形分濃度）が、４〜１０質量％であることが好ましく、５〜９質量％であることがより好ましく、６〜８質量％であることがさらに好ましい。

0048

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体を用いてインクジェットインクを調製する場合、インクジェットプリンター用黒色顔料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。

0049

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。

0050

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。

0051

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。

0052

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。

0053

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。

0054

インクジェット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、インクジェットプリンター用黒色顔料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。

0055

上記インクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体を用いてインクジェットインクを調製する場合、カーボンブラック親水化処理物の濃度、即ち分散体中におけるカーボンブラック親水化処理物の質量割合は適宜選択することができ、通常は４〜１０質量％程度であることが好ましい。

0056

本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、本発明に係るインクジェットプリンター用黒色顔料を含むものであることから、水性媒体中で優れた分散性および保存安定性を発揮するとともに、一回のみの印字で電子写真と同等以上の優れた黒色度を発揮するインクジェットインクを提供することができる。

0057

以下に本発明の内容を具体的な例を挙げて説明する。ただし、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。

0058

（実施例１）
表１に示す、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）、ＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量、ΔＤＢＰ（ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量）、着色力（Ｔｉｎｔ）、アグリゲートのモード径Ｄｓｔ、アグリゲートのモード径の半値幅ΔＤｓｔ、ΔＤｓｔ／Ｄｓｔを各々有するカーボンブラックを用い、過硫酸ソーダ水溶液により親水化処理を施した。
具体的には、表１に示す物性を有するカーボンブラック１、０００ｇに対し、そのカーボンブラックの単位表面積当たりの過硫酸ソーダ水溶液濃度が、１５０ｎｍｏｌ／Ｌ／ｍ２になるように調整しつつ、過硫酸ソーダ水溶液と撹拌槽中で接触させ、撹拌翼を７０ｒｐｍで回転させて撹拌しつつ、室温から昇温速度１．５℃／分で９０℃まで昇温し５時間保持した後、降温速度１．５℃／分で室温まで冷却することにより親水化処理を施した。
上記親水化処理したカーボンブラックは、旭化成ケミカルズ（株）製ＡＨＶ−３０１０（分画分子量５０，０００）を用いて還元塩を除去した後、ｐＨが９．０になるまで水酸化ナトリウムを添加し、１００℃で３時間処理することにより中和剤を固定させて、カーボンブラックの親水化処理物のスラリー（固形分濃度３質量％）を得た。
次いで、遠心分離機（三菱化工機（株）製型式ＳＪ−３０Ｇ）に対し兵神装備（株）のヘイシンモーノポンプ（２ＮＥ２０ＰＭ）を用いて上記カーボンブラックの親水化処理物のスラリー（固形分濃度３質量％）を４Ｌ／分間通液し、粗大粒子、未反応カーボンブラック、グリッドなどを除去した後、再度上記と同様な限外ろ過膜で電気伝導率が０．３ｍＳ／ｃｍまで精製し、最後に、同じ限外濾過膜を用いて、カーボンブラック濃度が１５質量％まで濃縮処理を施すことにより、目的とするインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を得た（水素含有表面官能基量３．８μｅｑ／ｍ２）。

0059

得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体において、以下の方法により、粘度、平均粒径Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の粒径Ｄｕｐａ９０％、ｐＨ、表面張力、電気伝導率および濾過性を求めた。
また、粘度、平均粒径Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の粒径Ｄｕｐａ９０％、ｐＨ、表面張力および電気伝導率については、初期値とともに、得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を７０℃で２週間保存したときの、１週間経過後の値と２週間経過後の値を各々測定した。結果を表２に示す。

0060

（粘度）
回転式Ｂ型粘度計（東機産業（株）製ＴＶ−１０）を使用して、２５℃におけるインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体の粘度を測定した。

0061

（粒径）
レーザー回折・散乱方式粒子径分布測定装置マイクロトラック社製ＵＰＡ１５０を用い、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％の粒径（平均粒径）Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の粒径Ｄｕｐａ９０％を測定した。

0062

（ｐＨ）
ガラス電極式水素イオン濃度計（東亜電波工業（株）製、ｐＨメーター、ＨＭ−３０Ｇ）の電極をインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体に浸漬し、２５℃におけるインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体のｐＨを測定した。

0063

（表面張力）
自動表面張力計（協和界面科学（株）製ＣＢＶＰ−Ｚ）を使用して、２５℃の測定温度にて、純水の表面張力を測定してから、インクジェットプリンター用黒色顔料水分散体の表面張力を測定した。

0064

（電気伝導率）
電気電導率計を使用して、液温２５℃のインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体の電気伝導度を測定した。

0065

（濾過性）
直径４７ｍｍ、孔径５μｍのメンブレンフィルター（アドバンテック（株）製）
および直径２５ｍｍ、孔径０．８μｍのメンブレンフィルター（アドバンテック（株）製）を使用して、アスピレーターの減圧下、サンプル量１００ｇのインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を全量通過させたときのろ過時間を測定した。

0066

＜インクジェットインクの調製＞
得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を固形分濃度（カーボンブラックの親水化処理物濃度）が６質量％になるように混合するとともに、グリセリン１４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル５質量％、アセチレングリコール（オレフィンＥ１０１０）１質量％、ベンゾトリアゾール０．０２質量％、防腐剤（ロンザ社製プロキセルＸＬ−２）０．０３質量％、トリエタノールアミン０．８０質量％、精製水７３．１５質量％となるように撹拌、混合することにより、インクジェットインクを調製した。
得られたインクジェットインクを用い、以下の方法により印字濃度および沈殿残渣率を測定した。結果を表３に示す。

0067

（印字濃度）
セイコーエプソン（株）製ＥＭ−９３０Ｃを所定のインクカートリッジに注入し、５種類の紙種（（１）ＸＥＲＯＸ４２００、（２）Ｆｕｊｉ ＸＥＲＯＸ Ｐ、（３）Ｈａｍｍｅｒｍｉｌｌ Ｃｏｐｙ Ｐｌｕｓ、（４）ＥＰＳＯＮ両面上質普通紙（再生紙）、（５）ＥＰＳＯＮ写真用紙ライト（薄手光沢））に対し、「はやい」モード、「きれい」モードで各々印字し、印字後のＯ．Ｄ．値を反射型光学濃度計（米国Ｘ−Ｒｉｔｅ社製５０４）にて測定したときの平均値を求めた。
なお、上記「はやい」モードは１回のみ印字するモードであり、上記「きれい」モードは複数回印字するモードに対応する。結果を表３に示す。

0068

（沈殿残渣率）
上記方法で得られたインクジェットインクを２０，０００Ｇの重力加速度で３０分間遠心分離処理を行った後の沈殿残渣質量（Ｍ１）と、遠心分離処理前のカーボンブラックの質量（Ｍ０）に基づいて、（Ｍ１／Ｍ０）×１００により求められる沈殿残渣率（質量％）を算出した。結果を表３に示す。
上記沈殿残渣率値が低いほど分散安定性が良好であることを示す。

0069

（実施例２）
表１に示す物性を有するカーボンブラックを用いた以外は、実施例１と同様にして水素含有表面官能基量３．２μｅｑ／ｍ２のインクジェットインクジェットプリンター用黒色顔料を含むインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を調製し、得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体において、実施例１と同様にして、粘度、平均粒径Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の粒径Ｄｕｐａ９０％、ｐＨ、表面張力、電気伝導率および濾過性を求めた。結果を表２に示す。
また、得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を用い、実施例１と同様にしてインクジェットインクを調製した。
得られたインクジェットインクを用い、実施例１と同様の方法により印字濃度および沈殿残渣率を測定した。結果を表３に示す。

0070

（比較例１〜比較例４）
表１に示す物性を有するカーボンブラックを用いた以外は、実施例１と同様にしてインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を調製し、得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体において、実施例１と同様にして、粘度、平均粒径Ｄｕｐａ５０％、累積度数９０％の粒径Ｄｕｐａ９０％、ｐＨ、表面張力、電気伝導率および濾過性を求めた。結果を表２に示す（比較例３および比較例４で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、孔径０．８μｍのメンブレンフィルターを用いた場合に長時間を要し所定時間内に濾過し得なかったことから、表２へのデータの記載を割愛する）。
また、得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水分散体を用い、実施例１と同様にしてインクジェットインクを調製した。
得られたインクジェットインクを用い、実施例１と同様の方法により印字濃度および沈殿残渣率を測定した。結果を表３に示す。

0071

0072

0073

0074

表１〜表３より、実施例１〜実施例２で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、親水化処理前の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）、ＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量、ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差（ΔＤＢＰ）、着色力（Ｔｉｎｔ）、アグリゲートのモード径の半値幅ΔＤｓｔ／アグリゲートのモード径Ｄｓｔで表わされる比が特定の範囲内にあるカーボンブラックを含むものであることから、水性媒体中で粘度、Ｄｕｐａ５０％、Ｄｕｐａ９０％、ｐＨ、電気伝導率が２週間にわたってほとんど変化せず、濾過性にも優れることから、優れた分散性および保存安定性を発揮し得るとともに、係る黒色顔料水性分散体を用いて調製されたインクジェットインクの印字濃度が一回のみの印字（「はやい」モード）でも、複数回印字（「きれい」モード）と殆ど変らず一回のみの印字で電子写真と同等以上の優れた黒色度を発揮し得ることが分かり、このために優れた特性を有するインクジェットインクを提供し得ることが分かる。

0075

一方、表１〜表３より、比較例１で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、親水化処理前の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が所定範囲外であるカーボンブラックを含むものであることから、係る黒色顔料水性分散体から得られるインクジェットインクの印字濃度が、一回のみの印字（「はやい」モード）、複数回印字（「きれい」モード）共に低く、電子写真の印字濃度に到達していないものであった。

0076

また、表１〜表３より、比較例２で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、親水化処理前の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）、親水化処理前のＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差（ΔＤＢＰ）および着色力（Ｔｉｎｔ）が所定範囲外であるカーボンブラックを含むものであることから、粘度が非常に高く、また、係る黒色顔料水性分散体から得られるインクジェットインクの印字濃度が、一回のみの印字（「はやい」モード）、複数回印字（「きれい」モード）共に低く、電子写真の印字濃度に到達していないものであった。

0077

さらに、表１〜表３に示すように、比較例３で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、親水化処理前のＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差（ΔＤＢＰ）が所定範囲外であるカーボンブラックを含むものであることから、孔径０．８μｍのメンブレンフィルターを用いた場合に長時間を要し所定時間内に濾過し得ないものであり、分散性に劣るものであることが分かる。

0078

表１〜表３に示すように、比較例４で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、親水化処理前の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）、ＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量、ＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差（ΔＤＢＰ）および着色力（Ｔｉｎｔ）がいずれも所定の範囲外であるカーボンブラックを含むものであることから、孔径０．８μｍのメンブレンフィルターを用いた場合に長時間を要し所定時間内に濾過し得ない濾過性に劣るものであり、また、係る黒色顔料水性分散体から得られるインクジェットインクの沈澱残渣率が非常に高いことから、分散安定性に劣り、実用に供し得ないものであることが分かる。

0079

表１〜表３に示すように、比較例５で得られたインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体は、親水化処理前のＤＢＰ吸油量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量およびＤＢＰ吸油量−２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量で表わされる差（ΔＤＢＰ）がいずれも所定の範囲外であるカーボンブラックを含むものであることから、カーボンブラックの粒子径が小さ過ぎ、係る黒色顔料水性分散体から得られるインクジェットインクの印字濃度が、一回のみの印字（「はやい」モード）および複数回印字（「きれい」モード）共に非常に低く、電子写真の印字濃度に到達していないものであり、実用に供し得ないものであることが分かる。

0080

本発明によれば、水性媒体中で優れた分散性および保存安定性を発揮するとともに、一回のみの印字で電子写真と同等以上の優れた黒色度を発揮するインクジェットプリンター用黒色顔料およびインクジェットプリンター用黒色顔料水性分散体を提供することができる。