[發明專利]水性炭黑顏料及其水性分散體

有效

• 申請號: 200780018879.0
• 申請日: 2007-05-29
• 公開（公告）號: CN101454404A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 關山寧
• 申請（專利權）人: 東海碳素株式會社
• 主分類號: C09C1/56
• 分類號: C09C1/56;C09C3/10;C09D11/00;C09D17/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 高龍鑫;吳小瑛

技術領域

本發明涉及適用于水性油墨(例如噴墨打印機油墨)等的水性炭黑顏料， 且其可用作要求高電阻率和具有光阻性能的材料(例如樹脂組合物、涂覆 組合物、濕調色劑、水基顏料和黑色基質)、熱固化/UV固化油墨組合物等， 還涉及水性炭黑顏料的水性分散體。

背景技術

噴墨打印機從細小的噴頭噴出墨滴以在記錄介質(例如，紙)表面記錄 字符或圖形。一般的噴墨打印方法包括Bubble?Jet(注冊商標)法和壓電法 (piezo?method)。

黑色染料或黑色顏料已被用作記錄液體的黑色著色劑。特別是考慮到記 錄圖像的可靠性(例如耐水性和耐光性)，優選使用顏料(具體是炭黑顏料)。

然而，由于炭黑是疏水性的且與水的濕潤性低，在水性介質中難以高濃度 地穩定分散炭黑。為了解決這個問題，開發了氧化炭黑以在炭黑表面形成 對水性介質具有高親和性的官能團的方法。

例如，JP-A-48-018186公開了利用次鹵酸(hypohalite)水溶液氧化炭黑的 方法，且JP-A-08-003498公開了利用利用次鹵酸水溶液氧化酸性炭黑的方法。

JP-A-08-319444公開了通過氧化在炭黑表面引入大量親水活性氫基以改 善并穩定炭黑在水性介質中的分散性的方法，JP-A-11-049974公開了在引入 磺酸基之后，用單價金屬離子處理炭黑的方法，且JP-A-09-286938公開了用 次鹵酸處理炭黑，用堿金屬鹽代替酸性基團以引入胺化合物的方法。

發明內容

但是，由于利用上述處理將炭黑分散在水性介質中所制備的水性油墨 在記錄圖像后其耐水性和牢固性(fixability)低，難以充分進行高速打印。

為了改進打印機的打印方法、打印速度等，已經進行了各種嘗試，用 表面活性劑或樹脂(例如聚合物分散劑)涂覆炭黑表面以改善炭黑在水性 介質中的分散性。此時，用作分散劑的樹脂僅粘附在炭黑表面。因此，當 使用涂有這樣的分散劑的炭黑制備用于噴墨打印機的水性油墨時，由于油 墨從噴頭的小噴口噴出時的高剪切力，分散劑很容易從炭黑表面除去，從 而影響油墨的放出穩定性。

而且，由于在長時間的存儲過程中，分散狀態逐漸不穩定，因此會出 現打印失敗或降低圖像可靠性。

本發明用于解決上述問題。本發明的目的是提供一種水性炭黑顏料， 其適合用作噴墨打印機水性油墨等，并確保印刷品具有優異的耐水性和牢 固性，本發明還提供水性炭黑顏料的水性分散體。

本發明的水性炭黑顏料實現了上述目的，其包括氧化的炭黑、水溶性 樹脂和水性介質，所述氧化的炭黑和水溶性樹脂在水性介質中利用水分散 性交聯劑交聯(water?dispersible?crosslinking?agent)。

水溶性樹脂是優選含有丙烯酸和/或丙烯酸衍生物作為單體單元的樹 脂、含有馬來酸和/或馬來酸衍生物作為單體單元的樹脂、含有苯乙烯-丙 烯酸共聚物作為主要組分的樹脂、含有苯乙烯-馬來酸共聚物或苯乙烯-馬 來酸酐共聚物作為主要組分的樹脂等。

異氰酸酯化合物(isocyanate?compound)優選作為水分散性交聯劑。

本發明的炭黑水性分散體包括上述水性炭黑顏料和水性介質，水性炭 黑顏料以適于應用的濃度分散在水性介質中。

本發明的最佳實施方式

對于本發明所用的炭黑沒有特別的限制。可以使用爐黑、槽法炭黑、 乙炔黑或熱裂法炭黑等。

炭黑可以通過液相氧化或氣相氧化而氧化。炭黑可以通過將炭黑混入 氧化劑(例如過氧化氫水溶液、硝酸、硫酸、氯酸鹽、過硫酸鹽或過碳酸鹽) 的水溶液中并攪拌混合物而進行液相氧化。氧化的程度可以通過改變氧化劑 的濃度、氧化溫度、氧化時間和加入氧化劑中的炭黑的量等而調節。