JPH11199810A - Aqueous pigment ink containing carbon black - Google Patents
Aqueous pigment ink containing carbon blackInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンブラック
を顔料に用いた黒色系水性インキであって、カーボンブ
ラックの分散性に優れた水性顔料インキに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a black water-based ink using carbon black as a pigment, and more particularly to a water-based pigment ink excellent in carbon black dispersibility.
【0002】[0002]
【従来の技術】カーボンブラックは疎水性で水に対する
濡れ性が低いために水中に高濃度で安定に分散させるこ
とが極めて困難である。これはカーボンブラック表面に
存在する水分子との親和性が高い官能基、例えばカルボ
キシル基やヒドロキシル基などの親水性の水素含有官能
基が少ないことに起因する。したがって、黒色顔料とし
てカーボンブラックを水中に分散させた水性顔料インキ
などに使用する場合にはカーボンブラックの水分散性を
改善する必要がある。2. Description of the Related Art Since carbon black is hydrophobic and has low wettability with water, it is extremely difficult to stably disperse it in water at a high concentration. This is because there are few functional groups having high affinity for water molecules existing on the surface of the carbon black, for example, hydrophilic hydrogen-containing functional groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups. Therefore, when it is used as a black pigment in an aqueous pigment ink in which carbon black is dispersed in water, it is necessary to improve the water dispersibility of carbon black.
【0003】水性顔料インキは筆記具をはじめ、特に近
年ではインクジェットプリンター用の記録液などとして
有用されており、カーボンブラックのような疎水性の微
粒子を水中に安定分散させるためには、一般的に界面活
性剤や分散剤などが用いられている。[0003] Aqueous pigment inks have been used as writing instruments and especially as recording liquids for ink jet printers in recent years. In order to stably disperse hydrophobic fine particles such as carbon black in water, an aqueous pigment ink is generally used. Activators and dispersants are used.
【0004】例えば、特開平3−97770号公報に
は、水性媒体、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエ
ーテル及び一次粒子径が20〜40nm、DBP吸油量が
40〜120ml/100g 、pHが7.0以上であるカーボ
ンブラックを含有することを特徴とするインキジェット
用記録液が開示されている。これは、分散剤としてポリ
オキシエチレンスチリルフェニルエーテルを用いること
により記録液の保存安定性の向上を図るもので、対象と
なるカーボンブラックには市販品が用いられている。For example, JP-A-3-97770 discloses that an aqueous medium, polyoxyethylene styryl phenyl ether and a primary particle diameter of 20 to 40 nm, a DBP oil absorption of 40 to 120 ml / 100 g, a pH of 7.0 or more are used. An ink jet recording liquid characterized by containing a certain carbon black is disclosed. This is intended to improve the storage stability of the recording liquid by using polyoxyethylene styryl phenyl ether as a dispersant, and a commercially available carbon black is used as a target carbon black.
【0005】また、特開昭59−100168号公報に
は、フラッシング法により着色剤を製造する方法におい
てカーボンブラックなどの顔料の含水分散液にフミン
酸、フミン酸塩又はフミン酸の誘導体を使用する着色剤
の製造方法が開示されている。この方法によれば、樹脂
分散工程中にフミン酸類を使用することによって、フミ
ン酸類がカーボンブラックなどの顔料に吸着するために
一次粒子の状態近くまで微粒化分散が可能としている。JP-A-59-100168 discloses a method of producing a colorant by a flushing method, wherein humic acid, a humic acid salt or a derivative of humic acid is used in an aqueous dispersion of a pigment such as carbon black. A method for producing a colorant is disclosed. According to this method, by using humic acids during the resin dispersion step, the humic acids are adsorbed on a pigment such as carbon black, so that the particles can be atomized and dispersed to near the state of primary particles.
【0006】また、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を改良することは古くから知られ
ている。例えば特開昭48−18186号公報にはカー
ボンブラックを次亜ハロゲン酸塩の水溶液で酸化処理
し、ついで反応系より酸化カーボンブラックを分離捕集
するにあたり有機溶剤で洗浄することを特徴とする酸化
カーボンブラックの製造方法が、また、特開昭57−1
59856号公報にはカーボンブラックを低温酸化プラ
ズマ処理することを特徴とする水分散性改質カーボンブ
ラックの製造方法などが提案されている。It has long been known to improve the dispersibility of carbon black in water by oxidizing carbon black to form hydrophilic functional groups on the surface. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-18186 discloses a method of oxidizing carbon black with an aqueous solution of hypohalite, and then washing with an organic solvent to separate and collect the oxidized carbon black from the reaction system. A method for producing carbon black is disclosed in
JP-A-59856 proposes a method for producing a water-dispersible modified carbon black, which comprises subjecting carbon black to low-temperature oxidative plasma treatment.
【0007】特開平8−3498号公報には水とカーボ
ンブラックとを含有する水性顔料インキにおいて、該カ
ーボンブラックが1.5mmol/g以上の表面活性水素含有
量を有する水性顔料インキ、及び、水とカーボンブラッ
クとを含有する水性顔料インキの製造方法において、
(a) 酸性カーボンブラックを得る工程と、(b) 前記酸性
カーボンブラックを水中で次亜ハロゲン酸塩で更に酸化
する工程とを、包含する水性顔料インキの製造方法が提
案されている。また、特開平8−319444号公報に
は吸油量100ml/100g 以下のカーボンブラックを水性
媒体中に微分散する工程;及び次亜ハロゲン酸塩を用い
て該カーボンブラックを酸化する工程;を包含する水性
顔料インキの製造方法が開示されている。JP-A-8-3498 discloses an aqueous pigment ink containing water and carbon black, wherein the carbon black has a surface active hydrogen content of 1.5 mmol / g or more. And a method for producing an aqueous pigment ink containing carbon black,
There has been proposed a method for producing an aqueous pigment ink, comprising: (a) a step of obtaining an acidic carbon black; and (b) a step of further oxidizing the acidic carbon black with a hypohalite in water. JP-A-8-319444 includes a step of finely dispersing carbon black having an oil absorption of 100 ml / 100 g or less in an aqueous medium; and a step of oxidizing the carbon black using a hypohalite. A method for producing an aqueous pigment ink is disclosed.
【0008】上記の特開平8−3498号公報及び特開
平8−319444号公報ではカーボンブラックを酸化
して、表面に親水性の官能基である活性水素を多く含有
させることにより、水分散性が良好で、長期間の分散安
定性に優れた水性顔料インキを得るものである。In the above-mentioned JP-A-8-3498 and JP-A-8-319444, carbon black is oxidized to contain a large amount of active hydrogen, which is a hydrophilic functional group, on the surface, so that water dispersibility is improved. An object of the present invention is to obtain an aqueous pigment ink which is excellent and has excellent long-term dispersion stability.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ンブラックが水中に分散する過程においては、カーボン
ブラック粒子表面と水分子との接触界面に存在する親水
性の官能基量が重要な機能を果たし、水分子との親和性
を的確に評価するためにはカーボンブラック粒子の単位
表面積当たりに存在する親水性官能基量が重要である。
更に、これらのカーボンブラック粒子表面にフミン酸塩
類を吸着させると水分散性が一層向上することを確認し
た。However, in the process of dispersing carbon black in water, the amount of hydrophilic functional groups present at the contact interface between the surface of the carbon black particles and water molecules plays an important role, In order to accurately evaluate the affinity with the molecule, the amount of the hydrophilic functional group existing per unit surface area of the carbon black particles is important.
Furthermore, it was confirmed that the water dispersibility was further improved when humates were adsorbed on the surface of these carbon black particles.
【0010】本発明は上記の知見に基づいて完成したも
ので、その目的は、例えばインキジェットプリンターな
どに用いられる記録液や黒色系水性インキ等として吐出
安定性に優れ、紙定着濃度、印字品位、耐光性、保存安
定性などの良好なカーボンブラック含有水性顔料インキ
を提供することにある。The present invention has been completed on the basis of the above findings, and its object is to provide, for example, a recording liquid used in an ink jet printer, a black aqueous ink or the like, which has excellent ejection stability, paper fixing density, and print quality. An object of the present invention is to provide a carbon black-containing water-based pigment ink excellent in light resistance, storage stability and the like.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるカーボンブラック含有水性顔料インキ
は、酸化処理して表面に存在する水素含有官能基のうち
カルボキシル基とヒドロキシル基の総和量を1.5μeq
/m2以上に改質したカーボンブラックを、水性媒体中に
分散させた含水分散液にフミン酸塩類を添加混合して分
散液のpHを7〜11に調整してなることを構成上の特
徴とする。In order to achieve the above object, a carbon black-containing aqueous pigment ink according to the present invention is provided with a total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups among the hydrogen-containing functional groups present on the surface after oxidation. 1.5 μeq
/ M 2 or more, wherein the pH of the dispersion is adjusted to 7 to 11 by adding and mixing humates to a water-containing dispersion obtained by dispersing carbon black modified in an aqueous medium. And
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明に適用されるカーボンブラ
ックは特に限定されるものではないが、実用上はオイル
ファーネス法により製造されるファーネスブラックが用
いられ、特性としては窒素吸着比表面積(N2SA)が50m2
/g以上、DBP吸油量が80ml/100g以下、平均粒子径
が20〜45nmのものが好ましく用いられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The carbon black applied to the present invention is not particularly limited, but in practice, furnace black produced by an oil furnace method is used. 2 SA) is 50m 2
/ g or more, a DBP oil absorption of 80 ml / 100 g or less, and an average particle diameter of 20 to 45 nm are preferably used.
【0013】カーボンブラックを酸化処理すると、カル
ボキシル基(−COOH)、ヒドロキシル基(−O
H)、ヒドロニウム基(−H)、キノン基(>C=O)
などの種々の官能基が生成する。これらの官能基のう
ち、水への分散性に優れ、水中で安定な分散状態を形成
維持するためには、水分子との親和性が高い活性水素を
含むカルボキシル基(−COOH)及びヒドロキシル基
(−OH)の存在量が大きく機能する。すなわち、ヒド
ロニウム基(−H)は不安定であり、キノン基(>C=
O)は水分子との親和性が小さく、むしろ水中への分散
性を阻害する要因となる。When carbon black is oxidized, a carboxyl group (--COOH) and a hydroxyl group (--O
H), hydronium group (-H), quinone group (> C = O)
And various functional groups are generated. Among these functional groups, a carboxyl group (—COOH) and a hydroxyl group containing active hydrogen having high affinity for water molecules and having excellent dispersibility in water and maintaining and maintaining a stable dispersion state in water. The amount of (-OH) functions greatly. That is, the hydronium group (-H) is unstable, and the quinone group (> C =
O) has a low affinity for water molecules, but rather inhibits dispersibility in water.
【0014】また、カーボンブラックが水に分散する過
程及び水中に分散した状態においては、カーボンブラッ
クと水分子との接触界面に存在する親水性の官能基量が
大きく機能する。したがって、カーボンブラック単位重
量当たりの官能基量では分散性能の良否を的確に評価す
ることはできない。すなわち、カーボンブラックには比
表面積が異なる多様な品種があり、カーボンブラック1
g 当たりに含まれるカルボキシル基やヒドロキシル基の
活性水素含有官能基量が同じであっても、水中への分散
性能に関与する水分子との接触界面に存在するこれらの
官能基量は比表面積によって異なるものとなる。そこで
本発明においてはカーボンブラックの単位表面積当たり
に存在する水素含有官能基量をパラメータとして、酸化
処理してカルボキシル基とヒドロキシル基の総和量を
1.5μeq/m2以上に改質するものである。1.5μeq
/m2未満ではカーボンブラック粒子表面と水分子との接
触界面に存在する親水性の官能基量が少ないために、水
中における良好な分散状態を保持できないためである。In the process of dispersing carbon black in water and in the state of dispersion in water, the amount of hydrophilic functional groups present at the contact interface between carbon black and water molecules functions greatly. Therefore, it is not possible to accurately evaluate the quality of the dispersion performance based on the amount of the functional group per unit weight of the carbon black. That is, there are various types of carbon black having different specific surface areas.
Even if the amount of carboxyl group and hydroxyl group-containing active hydrogen-containing functional groups per g is the same, the amount of these functional groups present at the contact interface with water molecules involved in the dispersion performance in water depends on the specific surface area. Will be different. Therefore, in the present invention, the total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups is modified to 1.5 μeq / m 2 or more by oxidation treatment using the amount of hydrogen-containing functional groups present per unit surface area of carbon black as a parameter. . 1.5μeq
If it is less than / m 2 , the amount of hydrophilic functional groups present at the contact interface between the surface of the carbon black particles and the water molecules is small, so that a good dispersion state in water cannot be maintained.
【0015】本発明において酸化処理する方法は特に制
限されるものではなく過酸化水素、熱硝酸、過酸化ベン
ゾイルなどの酸化剤で処理する湿式法、あるいは、オゾ
ン、酸化窒素(NOx )などの酸化剤で処理する乾式
法、など適宜な酸化処理手段が適用される。In the present invention, the method of oxidizing treatment is not particularly limited, and a wet method of treating with an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, hot nitric acid or benzoyl peroxide, or a method of ozone or nitric oxide (NO x ). Appropriate oxidizing means such as a dry method of treating with an oxidizing agent is applied.
【0016】なお、これらの水素含有表面官能基量は下
記の方法により測定した値が用いられる。 カルボキシル基量:O.976N炭酸水素ナトリウム
50ml中にカーボンブラック2〜5g を添加して6時間
振盪した後、カーボンブラック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を測定する。この測定
値をカーボンブラック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
形成されたカルボキシル基量(μeq/m2)とする。The value of the hydrogen-containing surface functional group measured by the following method is used. Carboxyl group content: After adding 2 to 5 g of carbon black to 50 ml of 976N sodium hydrogencarbonate and shaking for 6 hours, the carbon black was separated by filtration from the reaction solution, and a 0.05N aqueous hydrochloric acid solution was added to the filtrate.
The neutralization titration test is performed with a 0.05N aqueous solution of sodium hydroxide until the carboxyl group is measured. This measured value is the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black (N 2 SA; m 2 / g)
Is defined as the amount of carboxyl groups formed per unit surface area of carbon black (μeq / m 2 ).
【0017】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
ラックを0.1〜0.6g添加し、60℃の恒温槽中で
6時間撹拌する。その後、反応液からカーボンブラック
を濾別し、濾液を紫外線吸光光度計によりヒドロキシル
基を測定する。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。Hydroxyl content: 2,2'-Diphenyl-
1-picrylhydrazyl (DPPH) is dissolved in carbon tetrachloride to prepare a solution having a concentration of 5 × 10 −4 mol / l, and 0.1 to 0.6 g of carbon black is added to the solution, and the solution is kept at a constant temperature of 60 ° C. Stir in the bath for 6 hours. Thereafter, carbon black is separated from the reaction solution by filtration, and the filtrate is measured for hydroxyl groups by an ultraviolet absorption spectrophotometer. The value measured in this way was divided by the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black (N 2 SA; m 2 / g),
The amount of hydroxyl groups formed per unit surface area of carbon black (μeq / m 2 ).
【0018】酸化処理によりカルボキシル基とヒドロキ
シル基の総和量が1.5μeq/m2以上に改質されたカー
ボンブラックは、水などの水性媒体中に分散させて含水
分散液とし、この含水分散液にフミン酸塩類を添加して
撹拌混合することによりフミン酸塩類をカーボンブラッ
ク粒子表面に吸着させる。含水分散液中におけるカーボ
ンブラックの分散濃度は10〜20Wt%の範囲に調節
することが好ましい。The carbon black whose total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups has been modified by oxidation treatment to 1.5 μeq / m 2 or more is dispersed in an aqueous medium such as water to obtain a water-containing dispersion. The humates are adsorbed on the surface of the carbon black particles by adding and mixing with stirring. The dispersion concentration of carbon black in the aqueous dispersion is preferably adjusted in the range of 10 to 20 Wt%.
【0019】含水分散液に添加するフミン酸塩類とは、
フミン酸またはフミン酸塩あるいはフミン酸の誘導体を
いい、土壌または低石炭化度の石炭質中に存在するアル
カリに可溶、酸に不溶の褐色〜黒色の無定形酸性有機質
物質で、アルカリ化処理したものが好適に用いられる。
カーボンブラックの含水分散液に添加混合するフミン酸
塩類は、カーボンブラックに対して5〜15Wt%が好
ましく、またカーボンブラックとフミン酸塩類の合計量
は30Wt%以下に設定することが好ましい。30Wt
%を越えると流動性が低下して撹拌混合が困難となるた
めである。The humates to be added to the aqueous dispersion include:
Humic acid or humate or a derivative of humic acid, which is a brown-black amorphous acidic organic substance that is soluble in alkali and insoluble in acids present in soil or low-carbon coal, and is alkalized. Those that have been used are preferably used.
The humates added to and mixed with the aqueous dispersion of carbon black are preferably 5 to 15 Wt% with respect to the carbon black, and the total amount of the carbon black and the humates is preferably set to 30 Wt% or less. 30Wt
%, The fluidity is reduced and stirring and mixing becomes difficult.
【0020】フミン酸塩類を添加混合した分散液はpH
を7〜11の範囲に調節する。pHが7を下回り、ある
いは11を越える場合には分散性が低下して粘度の上昇
や沈降現象が生じ、安定な分散状態を保持できなくな
る。なお、pH調整はアンモニアや水酸化ナトリウム、
炭酸ナトリウムなどのアルカリ性水溶液を加えることに
より容易に調節することができる。The dispersion to which humates are added and mixed is pH
Is adjusted in the range of 7-11. When the pH is lower than 7 or higher than 11, the dispersibility decreases, causing an increase in viscosity and a sedimentation phenomenon, so that a stable dispersion state cannot be maintained. For pH adjustment, use ammonia, sodium hydroxide,
It can be easily adjusted by adding an alkaline aqueous solution such as sodium carbonate.
【0021】このようにして、酸化処理して表面に存在
するカルボキシル基とヒドロキシル基の総和量が1.5
μeq/m2以上に酸化改質されたカーボンブラックを、水
などの水性媒体に分散した含水分散液にフミン酸塩類を
添加して撹拌混合し、分散液のpHを7〜11に調整す
ることにより、カーボンブラック表面にフミン酸塩類が
吸着して親水性のより優れた表面性状に変性される。そ
の結果、水中における分散性に優れたカーボンブラック
含有水性顔料インキを提供することが可能となる。Thus, the total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups present on the surface after the oxidation treatment is 1.5
Humic acid salts are added to a water-containing dispersion in which carbon black oxidized and modified to μeq / m 2 or more is dispersed in an aqueous medium such as water, and the mixture is stirred and mixed to adjust the pH of the dispersion to 7 to 11. As a result, the humates are adsorbed on the surface of the carbon black to be modified into a surface having more hydrophilic properties. As a result, it is possible to provide a carbon black-containing aqueous pigment ink having excellent dispersibility in water.
【0022】[0022]
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples.
【0023】実施例1 窒素吸着比表面積(N2SA)135m2/g、DBP吸油量56
ml/100g のカーボンブラック5g を濃度35%の硝酸水
溶液500mlに入れ、撹拌しながら110℃の温度で2
時間処理して酸化した。次いで、室温に冷却後水酸化ナ
トリウム水溶液を加えて余剰の硝酸を中和したのち真空
濾過により濾別し、濾別したカーボンブラックを蒸留水
により濾液のpHが8前後になるまで充分に洗浄した後
乾燥して、酸化改質したカーボンブラック試料を作製
し、またそのカルボキシル基量とヒドロキシル基量を測
定して、その和を求めた。Example 1 Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) 135 m 2 / g, DBP oil absorption 56
5 g of carbon black (100 ml / 100 g) was placed in 500 ml of a 35% strength aqueous nitric acid solution, and stirred at 110 ° C. for 2 hours.
Oxidized by time treatment. Then, after cooling to room temperature, an aqueous solution of sodium hydroxide was added to neutralize excess nitric acid, followed by filtration by vacuum filtration, and the filtered carbon black was sufficiently washed with distilled water until the pH of the filtrate became about 8. After drying, an oxidation-modified carbon black sample was prepared, and its carboxyl group amount and hydroxyl group amount were measured to obtain the sum.
【0024】このカーボンブラック試料を濃度15Wt
%の割合で水中に分散させた含水分散液に、フミン酸ナ
トリウムを5Wt%の割合で添加し、ボールミルにより
充分に混合したのち水酸化ナトリウム水溶液を添加して
分散液のpHを8.5に調整した。このようにして、カ
ーボンブラック含有水性顔料インキを調製した。This carbon black sample was subjected to a concentration of 15 Wt.
% Of sodium humate is added to a water-containing dispersion dispersed in water at a ratio of 5% by weight, and the mixture is sufficiently mixed by a ball mill, and then an aqueous solution of sodium hydroxide is added to adjust the pH of the dispersion to 8.5. It was adjusted. Thus, a carbon black-containing aqueous pigment ink was prepared.
【0025】得られたカーボンブラック含有水性顔料イ
ンキについて、下記の方法により分散性能を評価した。 粘度の測定;B型粘度計により測定。 濾過試験;膜孔1.2μm のアセチルセルロース製メ
ンブランフィルター(東洋濾紙製)を用いて、1Kg/cm2
の圧力で加圧濾過した際の残留物の有無を比較した。 遠心分離試験;遠心分離器〔日立工機(株)製、HIMA
C CENTRIFUGE)を用いて12000rpmで20分間遠心
分離処理を行い、沈殿物の有無を比較した。 沈降試験;200mlのメスシリンダーに入れて、60
日間放置した際の沈殿物の有無を比較した。The dispersion performance of the obtained carbon black-containing aqueous pigment ink was evaluated by the following method. Measurement of viscosity; measured by a B-type viscometer. Filtration test: 1 kg / cm 2 using an acetylcellulose membrane filter (manufactured by Toyo Filter Paper) having a membrane pore of 1.2 μm.
The presence or absence of the residue at the time of pressure filtration at the pressure was compared. Centrifugal separation test; Centrifuge [HIMAKI Koki Co., Ltd., HIMA
(C CENTRIFUGE) and centrifuged at 12,000 rpm for 20 minutes, and the presence or absence of precipitate was compared. Settling test; 60 in a 200 ml measuring cylinder
The presence or absence of a precipitate when allowed to stand for a day was compared.
【0026】実施例2 分散液のpHを10.3に調整した他は、全て実施例1
と同一の方法、条件によりカーボンブラック含有水性顔
料インキを調製し、またその分散性能を評価した。Example 2 Example 1 was repeated except that the pH of the dispersion was adjusted to 10.3.
A carbon black-containing aqueous pigment ink was prepared in the same manner and under the same conditions as described above, and its dispersing performance was evaluated.
【0027】実施例3 酸化処理を、濃度35%の過酸化水素水を用いて20℃
の温度で48時間処理し、また分散液のpHを9.2に
調整した他は、全て実施例1と同一の方法、条件により
カーボンブラック含有水性顔料インキを調製し、またそ
の分散性能を評価した。Example 3 Oxidation treatment was carried out at 20 ° C. using a hydrogen peroxide solution having a concentration of 35%.
A carbon black-containing aqueous pigment ink was prepared in the same manner and under the same conditions as in Example 1, except that the dispersion was treated at a temperature of 48 hours and the pH of the dispersion was adjusted to 9.2, and the dispersing performance was evaluated. did.
【0028】実施例4 カーボンブラック試料を濃度20Wt%の割合で水中に
分散させた含水分散液に、フミン酸ナトリウムを10W
t%の割合で添加した他は、全て実施例1と同一の方
法、条件によりカーボンブラック含有水性顔料インキを
調製し、またその分散性能を評価した。Example 4 10 W of sodium humate was added to a water-containing dispersion in which a carbon black sample was dispersed in water at a concentration of 20 Wt%.
A carbon black-containing water-based pigment ink was prepared in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that it was added at a ratio of t%, and its dispersion performance was evaluated.
【0029】比較例1 実施例1と同一のカーボンブラックを用い、酸化処理す
ることなくそのまま使用して分散液のpHを8.1に調
整した他は、全て実施例1と同一の方法、条件によりカ
ーボンブラック含有水性顔料インキを調製し、またその
分散性能を評価した。Comparative Example 1 The same method and conditions as in Example 1 were used, except that the same carbon black as in Example 1 was used, and the pH of the dispersion was adjusted to 8.1 using the same carbon black without oxidation treatment. Was used to prepare a carbon black-containing aqueous pigment ink, and its dispersing performance was evaluated.
【0030】比較例2 実施例1と同一の方法、条件により作成した含水分散液
に、フミン酸ナトリウムを添加しない他は、全て実施例
1と同一の方法、条件によりカーボンブラック含有水性
顔料インキを調製し、またその分散性能を評価した。Comparative Example 2 An aqueous pigment ink containing carbon black was prepared in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that sodium humate was not added to the aqueous dispersion prepared by the same method and under the same conditions as in Example 1. It was prepared and its dispersion performance was evaluated.
【0031】比較例3 実施例1において、分散液のpHを5.1に調整した他
は、全て実施例1と同一の方法、条件によりカーボンブ
ラック含有水性顔料インキを調製し、またその分散性能
を評価した。Comparative Example 3 An aqueous pigment ink containing carbon black was prepared in the same manner and under the same conditions as in Example 1 except that the pH of the dispersion was adjusted to 5.1. Was evaluated.
【0032】比較例4 実施例1において、分散液のpHを12.0に調整した
他は、全て実施例1と同一の方法、条件によりカーボン
ブラック含有水性顔料インキを調製し、またその分散性
能を評価した。Comparative Example 4 A water-based pigment ink containing carbon black was prepared in the same manner and under the same conditions as in Example 1, except that the pH of the dispersion was adjusted to 12.0. Was evaluated.
【0033】このようにして得られたカーボンブラック
含有水性顔料インキの調製条件と分散性能を表1(実施
例)、表2(比較例)に示した。The preparation conditions and dispersion performance of the carbon black-containing aqueous pigment ink thus obtained are shown in Table 1 (Example) and Table 2 (Comparative Example).
【0034】[0034]
【表1】 (表注) *1 カーボンブラック試料 *2 C基:カルボキシル基、 H基:ヒドロキシル基[Table 1] (Table note) * 1 Carbon black sample * 2 C group: carboxyl group, H group: hydroxyl group
【0035】[0035]
【表2】 (表注) *1 カーボンブラック試料 *2 C基:カルボキシル基、 H基:ヒドロキシル基[Table 2] (Table note) * 1 Carbon black sample * 2 C group: carboxyl group, H group: hydroxyl group
【0036】表1、2の結果から、カーボンブラックを
酸化処理して表面に形成されたカルボキシル基とヒドロ
キシル基の総和量を1.5μeq/m2以上に改質したカー
ボンブラックを水に分散させた含水分散液に、フミン酸
ナトリウムを添加して混合し、分散液のpHを7〜11
の範囲に調節した実施例のカーボンブラック含有水性顔
料インキは分散性に優れており、長期に亘って安定な分
散状態を維持できることが判る。これに対して、カーボ
ンブラックに酸化処理を施さない比較例1、あるいはフ
ミン酸ナトリウムを添加しない比較例2では分散性が劣
り、沈降により沈殿物が生成し、また、分散液のpHが
7〜11の範囲を外れる比較例3、4では分散性がやや
低下していることが認められる。From the results shown in Tables 1 and 2, carbon black obtained by modifying carbon black to have a total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups formed on the surface thereof of 1.5 μeq / m 2 or more was dispersed in water. Sodium humate was added to and mixed with the aqueous dispersion, and the pH of the dispersion was adjusted to 7 to 11.
It can be seen that the carbon black-containing water-based pigment inks of Examples adjusted to the range described above have excellent dispersibility and can maintain a stable dispersion state for a long period of time. On the other hand, in Comparative Example 1 in which carbon black was not subjected to an oxidation treatment, or in Comparative Example 2 in which sodium humate was not added, the dispersibility was poor, a precipitate was formed by settling, and the pH of the dispersion was 7 to In Comparative Examples 3 and 4 out of the range of 11, it is recognized that the dispersibility was slightly lowered.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上のとおり、本発明のカーボンブラッ
ク含有水性顔料インキによれば、顔料であるカーボンブ
ラックが水性媒体中に容易に分散して、かつ長期に亘っ
て安定な分散状態を維持することができる。したがっ
て、例えばインキジェットプリンターなどに用いる記録
液や黒色系水性インキ等として、吐出安定性に優れ、紙
定着濃度、印字品位、耐光性、保存安定性などの良好な
カーボンブラック含有水性顔料インキとして極めて有用
である。As described above, according to the water-based pigment ink containing carbon black of the present invention, the carbon black as a pigment is easily dispersed in an aqueous medium and maintains a stable dispersion state for a long period of time. be able to. Therefore, for example, as a recording liquid or a black aqueous ink used for an ink jet printer, etc., it is extremely excellent as a carbon black-containing aqueous pigment ink having excellent ejection stability, good paper fixing density, print quality, light resistance, storage stability and the like. Useful.
Claims (1)
能基のうちカルボキシル基とヒドロキシル基の総和量を
1.5μeq/m2以上に改質したカーボンブラックを、水
性媒体中に分散させた含水分散液にフミン酸塩類を添加
混合して、分散液のpHを7〜11に調整してなること
を特徴とするカーボンブラック含有水性顔料インキ。1. A carbon black having a total amount of carboxyl groups and hydroxyl groups of at least 1.5 μeq / m 2 among the hydrogen-containing functional groups present on the surface after oxidation treatment is dispersed in an aqueous medium. A water-based pigment ink containing carbon black, wherein a humic acid salt is added to and mixed with the aqueous dispersion to adjust the pH of the dispersion to 7 to 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1803498A JPH11199810A (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Aqueous pigment ink containing carbon black |
Applications Claiming Priority (1)
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JP1803498A JPH11199810A (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Aqueous pigment ink containing carbon black |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11199810A true JPH11199810A (en) | 1999-07-27 |
Family
ID=11960398
Family Applications (1)
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JP1803498A Pending JPH11199810A (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Aqueous pigment ink containing carbon black |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH11199810A (en) |
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-
1998
- 1998-01-14 JP JP1803498A patent/JPH11199810A/en active Pending
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