JP2002047434A

JP2002047434A - 水性インキ用カーボンブラック顔料とそれを用いた水性インキ

Info

Publication number: JP2002047434A
Application number: JP2000235503A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Arai; 啓哲新井
Original assignee: Tokai Carbon Co Ltd
Current assignee: Tokai Carbon Co Ltd
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: JP4038004B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水分散性能に優れ、水性インキ用として好適
なカーボンブラック顔料および該カーボンブラックを用
いた水性インキを提供する。【解決手段】本発明の水性インキ用カーボンブラック
顔料はN₂SA 150m²/g以上、DBP 100cm³/100g 以上、Tint
125以上のカーボンブラックを20〜80wt％、N₂SA150m²/
g未満、DBP 100cm³/100g 未満、Tint 125以上のカーボ
ンブラックを80〜20wt％、の割合で混合したカーボンブ
ラックであって、酸化処理してＸ線光電子分光法により
測定した全炭素原子と全酸素原子との原子比（酸素結合
エネルギーの強度／炭素結合エネルギーの強度）を 0.1
以上、水素含有表面官能基量を3.0μeq/m²以上に化学
修飾されたことを特徴とする。また水性インキは混合し
たカーボンブラックを水中に分散させ酸化処理して、Ｘ
線光電子分光法により測定した全炭素原子と全酸素原子
との原子比（酸素結合エネルギーの強度／炭素結合エネ
ルギーの強度）を 0.1以上、水素含有表面官能基量を3.
0 μeq/m²以上に化学修飾し、濾別後、アルカリ水溶液
に分散し、次いで分散液中に残存する塩を分離精製した
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水中への分散性能
に優れ、水性黒色インキ用として好適な水性インキ用カ
ーボンブラック顔料、および該カーボンブラック顔料を
用いた水性インキに関する。

【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が極めて少ない
ことに起因する。そこで、水分散性を向上させるために
カーボンブラックを酸化改質して表面に親水性の官能基
を形成する方法が古くから知られている。

【０００３】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
−１５９８５６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が開示されている。

【０００４】水分散性に優れたカーボンブラックは水性
顔料インキとして有用されており、筆記具をはじめ、特
に近年ではインキジェットプリンター用の記録液などと
しても注目されている。易水分散性カーボンブラックを
用いた水性インキとして、例えば、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号公報には吸収量１００cm³/100g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。

【０００５】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。しかしな
がら、カーボンブラックが水中に分散して安定な分散状
態を維持するために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大きく機
能し、単にカーボンブラック単位重量当たりに存在する
官能基量を規制するのみでは分散性の良否を的確に判断
することは困難である。

【０００６】そこで、本発明者は分散性能の良否を的確
に判断する新たな指標としてカーボンブラック単位表面
積当たりに存在する親水性の水素含有官能基量に着目し
て研究を進め、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が、単位表面積
当たり３μeq／m²以上である易水分散性カーボンブラッ
ク、及びその製造方法（特開平11−148027号公報）を開
発し、また、窒素吸着比表面積(N₂SA)が８０m²/g以上、
ＤＢＰ吸油量が７０ml/100g 以下のカーボンブラックを
酸化処理したカーボンブラックであって、アグリゲート
のストークスモード径Ｄst(nm)とアグロメレートの平均
粒径Ｄupa50%(nm)との比Ｄupa50%／Ｄstの値が１．５〜
２．０の特性を備える易水分散性カーボンブラック（特
開平11−148026号公報）を開発提案した。

【０００７】本発明者は、更に水への分散性能に優れ、
水性インキ用黒色顔料として好適な易水分散性カーボン
ブラックの開発について引き続き研究を行っており、窒
素吸着比表面積(N₂SA)が５０m²/g以上、ＤＢＰ吸油量が
８０ml/100g 以下のカーボンブラックであって、(1) カ
ーボンブラックのアグリゲートのストークスモード径Ｄ
st(nm)とアグロメレートの平均粒径Ｄupa50%(nm)との比
Ｄupa50%／Ｄstの値が１．１〜１．５、(2) アグロメレ
ートの平均粒径Ｄupa50%(nm)の値が４０〜１４０(nm)、
(3) アグロメレートの最大粒径Ｄupa99%(nm)の値が２５
０(nm)以下、であり、かつ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が単
位表面積当たり３μeq／m²以上の特性を備える易水分散
性カーボンブラック（特開平11−256066号公報）を提案
した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、引き続く研
究開発の結果、完成に至ったもので、その目的は、水中
における分散性に優れ、水性インキ用の黒色顔料として
好適であり、例えばインキジェット用インキ顔料として
用いた場合、普通紙、専用紙、ＯＨＰシート、アート紙
などに印字する際の紙定着濃度、印字濃度、吐出安定
性、耐光性、保存安定性および分散安定性などに優れた
水性インキ用カーボンブラック顔料とこのカーボンブラ
ック顔料を用いた水性インキを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の水性インキ用カーボンブラック顔料は、窒素
吸着比表面積(N₂SA)１５０m²/g以上、ＤＢＰ吸収量１０
０cm³/100g以上、比着色力(Tint)１２０％以上のカーボ
ンブラックを２０〜８０wt％、窒素吸着比表面積(N₂SA)
１５０m²/g未満、ＤＢＰ吸収量１００cm³/100g未満、比
着色力(Tint)１２０％以上のカーボンブラックを８０〜
２０wt％、の割合で混合したカーボンブラックであっ
て、酸化処理してＸ線光電子分光法により測定した全炭
素原子と全酸素原子との原子比（酸素結合エネルギーの
強度／炭素結合エネルギーの強度）を０．１以上に、カ
ルボキシル基とヒドロキシル基の和である水素含有表面
官能基量を３．０μeq/m² 以上に、化学修飾されたこと
を構成上の特徴とする。

【００１０】更に、本発明の水性インキ用カーボンブラ
ック顔料は、上記の特性を備えたカーボンブラックであ
って、水中に分散した状態におけるカーボンブラックの
アグロメレートの平均粒径Ｄupa50%が５０〜１１０nm、
アグロメレートの最大粒径Ｄupa99%が２５０nm以下の粒
子性状を有していることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の水性インキは、窒素吸着比
表面積(N₂SA)１５０m²/g以上、ＤＢＰ吸収量１００cm³/
100g以上、比着色力(Tint)１２０％以上のカーボンブラ
ックを２０〜８０wt％、窒素吸着比表面積(N₂SA)１５０
m²/g未満、ＤＢＰ吸収量１００cm³/100g未満、比着色力
(Tint)１２０％以上のカーボンブラックを８０〜２０wt
％、の割合で混合したカーボンブラックを水中に分散さ
せ酸化処理して、Ｘ線光電子分光法により測定した全炭
素原子と全酸素原子との原子比（酸素結合エネルギーの
強度／炭素結合エネルギーの強度）を０．１以上に、カ
ルボキシル基とヒドロキシル基の和である水素含有表面
官能基量を３．０μeq/m² 以上に、化学修飾し、濾別後
アルカリ水溶液に分散し、次いで分散液中に残存する塩
を分離精製したことを構成上の特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】カーボンブラック特性のうち、窒
素吸着比表面積(N₂SA)はカーボンブラックを水中に分散
させた場合にカーボンブラック粒子表面と水分子とが接
触する界面の面積に関与する特性であり、この値が大き
い程、接触界面の面積が大きくなるので水分散性能は向
上する。しかしながら、水性インキとした場合には紙定
着濃度が低くなり、印字濃度が薄くなる。一方、窒素吸
着比表面積(N₂SA)が小さくなると水分子との接触界面も
小さくなるので水分散性が低下し、水性インキの濾過性
や吐出安定性などが低下する。

【００１３】また、ＤＢＰ吸収量は水中に分散した状態
におけるカーボンブラック粒子の凝集体の大きさに関連
する特性であり、ＤＢＰ吸収量が大きくなると水分散液
中において凝集体が絡み合う確率が高くなり、カーボン
ブラックが沈降し易くなるので、水性インキとした場合
に沈殿残渣率が増大して、濾過性や吐出安定性が低下す
ることとなる。しかし、ＤＢＰ吸収量が小さくなると紙
定着濃度が低下するため、印字濃度が低くなる。

【００１４】比着色力(Tint)はカーボンブラックの粒子
径（比表面積）、ストラクチャー（ＤＢＰ吸収量）、更
にアグリゲート径などに関連した特性であり、この値が
小さくなり、１２０を下回るようになると粒度分布がブ
ロード化するため、水性インキを作製した場合、濾過性
や吐出安定性が低下し、また沈殿残渣率も増大すること
となる。

【００１５】このようにカーボンブラックの特性は、水
への分散性能、更に水性インキの紙定着濃度、印字濃
度、濾過性、吐出安定性などに大きく影響するため、本
発明のカーボンブラック顔料は、これらの特性の異なる
カーボンブラックを混合して使用に供される。すなわ
ち、窒素吸着比表面積(N₂SA)が１５０m²/g以上、ＤＢＰ
吸収量が１００cm³/100g以上、比着色力(Tint)が１２０
％以上のカーボンブラックを２０〜８０wt％、窒素吸着
比表面積(N₂SA)が１５０m²/g未満、ＤＢＰ吸収量が１０
０cm³/100g未満、比着色力(Tint)が１２０％以上のカー
ボンブラックを８０〜２０wt％、の割合で混合したカー
ボンブラックが適用される。

【００１６】本発明の水性インキ用カーボンブラック顔
料は、これらの特性範囲のカーボンブラックを所定の重
量比で混合したカーボンブラックを対象として、酸化処
理によりその表面に存在する官能基量として、Ｘ線光電
子分光法により測定した全炭素原子と全酸素原子との原
子比（酸素結合エネルギーの強度／炭素結合エネルギー
の強度）の値が０．１以上に、およびカルボキシル基と
ヒドロキシル基の和である水素含有表面官能基量が３．
０μeq/m²以上に化学修飾された点に特徴がある。

【００１７】ＸＰＳやＥＳＣＡなどのＸ線光電子分光法
により測定される全炭素原子と全酸素原子との原子比
（酸素結合エネルギーの強度／炭素結合エネルギーの強
度）が０．１未満であると、水などの極性溶媒に対する
自己分散性が低下し、水性インキとした場合に保存安定
性が悪化することとなる。なお、この結合エネルギーの
強度比の調整は、酸化処理によりカーボンブラック粒子
表面を化学的に酸化させて、化学修飾することにより親
水性官能基を形成することにより行われる。

【００１８】そして、親水性の官能基としてカルボキシ
ル基とヒドロキシル基の和である水素含有表面官能基量
が３．０μeq/m²以上に化学修飾されたものであること
が必要となる。カーボンブラックの水中への分散性能は
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な役割を果たすので、化学修飾され
て形成した親水性官能基量として、活性水素を含むカル
ボキシル基およびヒドロキシル基を対象として、その和
である水素含有表面官能基量を３．０μeq/m²以上に設
定する。この値が３．０μeq/m²を下回ると親水性の官
能基量が少ないために、優れた分散性能を付与すること
ができない。なお、カルボキシル基量およびヒドロキシ
ル基量は、本発明者が先に提案した特開平11-148027 号
公報に記載した方法により測定された値が用いられる。

【００１９】酸化処理は、例えば亜塩素酸塩、塩素酸
塩、過硫酸塩、過硼酸塩、過炭酸塩などのアルカリ金属
塩やアンモニウム塩など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ことにより行われ、酸化剤水
溶液の濃度、カーボンブラックの添加量、反応温度、反
応時間などを適宜に制御して、全炭素原子と全酸素原子
との原子比（酸素結合エネルギーの強度／炭素結合エネ
ルギーの強度）が０．１以上に、またカルボキシル基と
ヒドロキシル基の和である水素含有表面官能基量が３．
０μeq/m²以上となるように処理される。

【００２０】更に、本発明の水性インキ用カーボンブラ
ック顔料は、上記の特性に加えて、水中に分散させた状
態におけるアグロメレートの平均粒径Ｄupa50%の値が５
０〜１１０nm、アグロメレートの最大粒径Ｄupa99%の値
が２５０nm以下の粒子性状を有することを特徴としてい
る。

【００２１】水中におけるカーボンブラック粒子の凝集
形態の大きさを示すアグロメレートの平均粒径Ｄupa50%
の値が５０nm未満であると、水性インキとした場合に紙
繊維の隙間をカーボンブラックが通過する頻度が増大し
て紙定着濃度が低下し、印字濃度（黒色度）が低下す
る。一方、アグロメレートの平均粒径Ｄupa50%の値が１
１０nmを越えると黒色度は向上するが、水性インキ中の
カーボンブラック顔料の分散安定性が低下して、濾過性
が悪化し、沈降性が増大することになる。また、アグロ
メレートの最大粒径Ｄupa99%の値が２５０nmを越える
と、水性インキ中において大きな凝集体のカーボンブラ
ック顔料が存在することになり沈降性、吐出安定性およ
び濾過性の低下が著しくなるためである。

【００２２】なお、アグロメレートの平均粒径Ｄupa50%
および最大粒径Ｄupa99%は、下記の方法によって測定さ
れる。カーボンブラックを水に分散して０．１〜０．５
kg/m³ の分散液を調製し、ヘテロダインレーザドップラ
ー方式粒度分布測定装置（マイクロトラック社製、UPA
mode1 9340）を用いて分散液にレーザー光を照射して、
散乱光の周波数変調の度合いから分散液中のアグロメレ
ートの粒径を測定する。分散液中のカーボンブラックは
ブラウン運動しており、ドップラー効果によって分散し
ているカーボンブラック凝集体の大きさにより散乱光の
周波数が変調する。したがって、凝集体の大きさによる
ブラウン運動の激しさが異なることから、水中に分散し
ている状態における凝集体の大きさ、すなわちアグロメ
レートの粒径を測定することができる。このようにして
測定したアグロメレート粒径からその累積度数分布曲線
を作成し、５０％累積度数の値をアグロメレートの平均
粒径Ｄupa50%(nm)、９９％累積度数の値をアグロメレー
トの最大粒径Ｄupa99%(nm)とする。

【００２３】本発明の水性インキは、これらの特性を備
えた本発明の水性インキ用カーボンブラック顔料を水中
に所定の濃度に分散させたものである。すなわち、上記
の窒素吸着比表面積(N₂SA)、ＤＢＰ吸収量、および比着
色力(Tint)を備えたカーボンブラックを所定の重量比で
混合し、混合カーボンブラックを亜塩素酸塩、塩素酸
塩、過硫酸塩、過硼酸塩、過炭酸塩などのアルカリ金属
塩やアンモニウム塩などの酸化剤水溶液中に添加し、攪
拌しながら酸化剤水溶液の濃度、カーボンブラックの添
加量、反応温度、反応時間などを適宜に制御して酸化処
理することにより全炭素原子と全酸素原子との原子比
（酸素結合エネルギーの強度／炭素結合エネルギーの強
度）が０．１以上に、またカルボキシル基とヒドロキシ
ル基の和である水素含有表面官能基量が３．０μeq/m²
以上となるように化学修飾する。

【００２４】酸化処理したのち、速やかに濾別してカー
ボンブラックを分離し、次いで分離したカーボンブラッ
クを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアな
どのアルカリ水溶液に分散させ、ｐＨを調節して安定分
散させる。すなわち、酸化処理によりカーボンブラック
粒子表面が化学修飾され、カーボンブラック粒子表面に
形成された親水性官能基の末端水素の全てあるいはその
一部をアルカリ金属、アミノ基などに置換することによ
り、水分散性の向上が図られる。次いで、酸化反応によ
り生成した残塩を分離除去して精製することにより本発
明の水性インキが得られる。

【００２５】残塩の除去は、水分散液のｐＨを６〜１１
に調節し、電気透析あるいは分離膜（逆浸透膜、限外濾
過膜、ルーズ R.Oなど）により残塩を分離精製する。こ
の場合、カーボンブラック分散液中の残塩濃度は、例え
ばカーボンブラック含有濃度を２０wt％として導電度が
５mS/cm 未満となるように分離精製することが好まし
い。なお、水性インキの分散安定性を維持するためには
カーボンブラック顔料の分散濃度を６０wt％以下に調整
することが望ましい。

【００２６】

【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。

【００２７】カーボンブラック試料；特性の異なるカー
ボンブラックとして、表１に示した４種類のカーボンブ
ラックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いた。

【表１】

【００２８】実施例１表１のカーボンブラックＡ、Ｂを用いて、両者を異なる
割合で混合してカーボンブラック試料を調製した。この
カーボンブラック試料１００g を濃度０．７５mol/dm³
の過硫酸ナトリウム水溶液３０００cm³に添加し、反応
温度６０℃、反応時間１０時間、攪拌速度５ s^-1の条件
で酸化処理した。次いで、濾別した酸化カーボンブラッ
クを純水中に分散させて、水酸化ナトリウム水溶液で中
和し、限外濾過膜（旭化成、AHP-1010、分画分子量 500
00）により精製処理して残存する塩を分離して、カーボ
ンブラック水分散液を作製した。なお、精製後の分散液
の導電度は０．６mS/cm （カーボンブラック含有濃度22
wt％）であった。

【００２９】実施例２表１のカーボンブラックＣ、Ｄを用いて、両者を異なる
割合で混合してカーボンブラック試料を調製し、このカ
ーボンブラック試料を用いた他は、全て実施例１と同一
の方法によりカーボンブラック水分散液を作製した。

【００３０】比較例１〜４表１に示したカーボンブラックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄをカーボ
ンブラック試料として単独で用いた他は、全て実施例１
と同一の方法によりカーボンブラック水分散液を作製し
た。

【００３１】比較例５表１のカーボンブラックＡ、Ｂを用いて、両者を異なる
割合で混合してカーボンブラック試料を調製し、このカ
ーボンブラック試料を用いた他は、全て実施例１と同一
の方法によりカーボンブラック水分散液を作製した。

【００３２】比較例６表１のカーボンブラックＣ、Ｄを用いて、両者を異なる
割合で混合してカーボンブラック試料を調製し、このカ
ーボンブラック試料を用いた他は、全て実施例１と同一
の方法によりカーボンブラック水分散液を作製した。

【００３３】これらのカーボンブラック水分散液を濃縮
して、カーボンブラック含有濃度を２０wt％に調整し
た。このようにして作製した水性インキについて、下記
の方法により分散性能及びインキ性能などを評価した。
得られた結果を、表２〜表５に示した。

【００３４】保存安定性；サンプルを密閉容器に詰
め、７０℃の保温器中にて１週間から４週間の粘度変化
を測定した。なお粘度は回転振動式粘度計〔山一電機
（株）製、VM-100A-L 〕により測定した。

【００３５】粒子径測定；サンプル及び保存安定性の
試験を行ったサンプルの粒子径をヘテロダインレーザド
ップラー方式粒度分布測定装置〔マイクロトラック社
製、UPA model 9340〕を用いて測定した。この測定装置
は、懸濁液中においてブラウン運動している粒子にレ−
ザ光を当てると、ドップラー効果により散乱光の周波数
が変調する。その周波数の変調度合いからブラウン運動
の激しさ、すなわち粒子径を測定するものである。

【００３６】印字濃度；水性インキのカーボンブラッ
ク含有濃度を４wt％に希釈し、コピー紙としてXEROX 40
24紙を使用し、これに#6バーコータにより印字して、マ
クベス濃度計〔コルモーゲン社製 RD-927 〕を用いて光
学濃度を測定した。

【００３７】濾過性；水性インキ２００g を９０φの
ＮO.２濾紙および膜孔径３μm 、０．８μm 、０．６５
μm 、０．４５μm のフィルターを用いて２．６６ KPa
の減圧下で濾過試験を行い、濾過通過重量(g) を測定し
た。

【００３８】沈殿残渣率；水性インキを２００００Ｇ
の重力加速度で３０分間遠心分離処理を行った後の沈殿
残渣量(M₁)と、遠心分離処理前のカーボンブラックの重
量(M₀)との重量比(M₁/M₀) を沈殿残渣率とした。この値
が低いほど分散安定性は良好である。

【００３９】

【表２】

【００４０】

【表３】

【００４１】

【表４】

【００４２】

【表５】

【００４３】表１〜表５の結果から、窒素吸着比表面積
(N₂SA)１５０m²/g以上、ＤＢＰ吸収量１００cm³/100g以
上、比着色力(Tint)１２０％以上のカーボンブラックを
２０〜８０wt％、窒素吸着比表面積(N₂SA)１５０m²/g未
満、ＤＢＰ吸収量１００cm³/100g未満、比着色力(Tint)
１２０％以上のカーボンブラックを８０〜２０wt％、の
割合で混合したカーボンブラックを用い、酸化処理して
全炭素原子と全酸素原子との原子比を０．１以上に化学
修飾したカーボンブラック顔料を水中に分散させて作製
した実施例１(Run No.1 〜5)および実施例２(Run No.6
〜10) の水性インキは初期粘度が低いのでインキ化設計
が容易であり、またオリフィスからの吐出安定性の簡易
指標である濾過性も良好で、更に印字濃度（ＯＤ値）も
１．３０以上あって充分な黒色度を示すことが認められ
る。

【００４４】これに対して、単一のカーボンブラック試
料を用いて作製した比較例１〜４(Run No.11〜14) の水
性インキは、比較例１、３は初期粘度が高く、濾過性も
膜径０．６５μm のフィルターを全量通過することがで
きず、吐出安定性が不良であり、また比較例２、４は初
期粘度、濾過性、沈殿残渣率などは良好であるが、黒色
度（ＯＤ値）が極めて低い。そして、２種類のカーボン
ブラックの配合割合が本発明の範囲外である比較例５(R
un No.15〜16) および比較例６(Run No.17〜18) の水性
インキでは、配合比の高いカーボンブラック特性の影響
を大きく受けるため、初期粘度、濾過性、沈殿残渣率な
どが良好であれば黒色度が低下し、逆に黒色度が高い場
合には初期粘度、濾過性、沈殿残渣率などが不良となる
ことが認められる。

【００４５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の水性インキ用カ
ーボンブラック顔料によれば、インキ特性として相反す
る紙定着濃度と濾過性および沈殿残渣率などの関係を両
立することができ、また初期粘度も低位にあり、更に長
期に亘って安定した水分散性能を示すカーボンブラック
顔料が提供される。したがって、この水性インキ用カー
ボンブラック顔料を用いて作製した水性インキは紙定着
濃度、黒色度などが高位にあるとともに優れた吐出安定
性、耐光性、保存安定性などを備え、例えばインキジェ
ット用インキなどとして極めて有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒素吸着比表面積(N₂SA)１５０m²/g以
上、ＤＢＰ吸収量１００cm³/100g以上、比着色力(Tint)
１２０％以上のカーボンブラックを２０〜８０wt％、窒
素吸着比表面積(N₂SA)１５０m²/g未満、ＤＢＰ吸収量１
００cm³/100g未満、比着色力(Tint)１２０％以上のカー
ボンブラックを８０〜２０wt％、の割合で混合したカー
ボンブラックであって、酸化処理してＸ線光電子分光法
により測定した全炭素原子と全酸素原子との原子比（酸
素結合エネルギーの強度／炭素結合エネルギーの強度）
を０．１以上に、カルボキシル基とヒドロキシル基の和
である水素含有表面官能基量を３．０μeq/m² 以上に、
化学修飾されたことを特徴とする水性インキ用カーボン
ブラック顔料。
【請求項２】水中に分散した状態におけるカーボンブ
ラックのアグロメレートの平均粒径Ｄupa50%が５０〜１
１０nm、アグロメレートの最大粒径Ｄupa99%が２５０nm
以下の粒子性状を有する、請求項１記載の水性インキ用
カーボンブラック顔料。
【請求項３】窒素吸着比表面積(N₂SA)１５０m²/g以
上、ＤＢＰ吸収量１００cm³/100g以上、比着色力(Tint)
１２０％以上のカーボンブラックを２０〜８０wt％、窒
素吸着比表面積(N₂SA)１５０m²/g未満、ＤＢＰ吸収量１
００cm³/100g未満、比着色力(Tint)１２０％以上のカー
ボンブラックを８０〜２０wt％、の割合で混合したカー
ボンブラックを水中に分散させ酸化処理して、Ｘ線光電
子分光法により測定した全炭素原子と全酸素原子との原
子比（酸素結合エネルギーの強度／炭素結合エネルギー
の強度）を０．１以上に、カルボキシル基とヒドロキシ
ル基の和である水素含有表面官能基量を３．０μeq/m²
以上に、化学修飾し、濾別後、アルカリ水溶液に分散
し、次いで分散液中に残存する塩を分離精製したことを
特徴とする水性インキ。