[發明專利]氧化炭黑水性分散體的制造方法和噴墨墨用氧化炭黑水性分散體的制造方法

在審

• 申請號: 201680007902.5
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN107207890A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 迫田拓哉;佐藤好浩
• 申請（專利權）人: 東海炭素株式會社
• 主分類號: C09D17/00
• 分類號: C09D17/00;B41J2/01;B41M5/00;C09C1/48;C09D11/324
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及氧化炭黑水性分散體的制造方法和噴墨墨組合物用氧化炭黑水性分散體的制造方法。

背景技術

近年來，作為民生用或產業用的記錄方式，廣泛采用了噴墨記錄方式。

噴墨記錄方式是將墨液滴從微細的噴嘴頭排出、將文字、圖像記錄于紙等記錄介質的表面的方法，對以普通紙為代表的各種記錄介質以非接觸進行印刷，從而具有可以按需且容易地形成圖像而不進行印刷版的優點。

作為上述噴墨記錄方式中使用的噴墨墨組合物(噴墨打印機用墨組合物)，為了提高安全性、或降低環境負荷，近年來，逐漸普及水性噴墨墨組合物、無溶劑的噴墨墨組合物來取代有機溶劑系墨組合物。

作為這樣的水性噴墨墨組合物中使用的黑色顏料，大多使用炭黑，但炭黑為疏水性且對水基本不顯示濕潤性，因此提出了如下酸性炭黑：對炭黑的表面賦予-COO-基、-SO₃^-基、-PO₄^2-基等陰離子官能團(酸性官能團)，進而使堿性的抗衡離子存在，從而可以在水性噴墨墨組合物中進行自分散。

例如，申請人提出了，將炭黑微粒利用濕式法造粒，粉碎處理后，將所得粉碎物在水性介質中進行濕式氧化處理，從而對表面賦予了酸性官能團的氧化炭黑微粒(參照專利文獻1(國際公開第2011/007730號公報))等。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2011/007730號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，目前，炭黑是以加熱燃料油、煤炭的干餾成分、通過石油純化處理得到的芳香族烴油等為原料，利用爐法、槽法、熱法等各種方法而制作的，此等原料中包含Fe、Ni、Ca等多價金屬成分，因此，此等多價金屬成分以進一步被濃縮的狀態以雜質的形式而包含在所得炭黑中。

另外，炭黑的制造工序中使用的冷卻水中所含的金屬成分、由于制造設備的金屬腐蝕等而溶出的金屬成分也有時混入至炭黑中。

因此，想要使用上述炭黑調制炭黑水性分散體的情況下，有時在炭黑水性分散體中混入多價金屬離子，特別是使用對表面賦予了陰離子官能團(酸性官能團)的酸性炭黑作為炭黑的情況下，判定：上述多價金屬離子與設置于酸性炭黑表面的陰離子官能團結合而形成膠體狀水解物，該膠體狀水解物成為異物，用于噴墨墨組合物時有時金屬在噴嘴部分析出、或不溶解性物在噴墨墨組合物中析出。

作為去除炭黑水性分散體中混入的金屬成分的方法，考慮了，用離子交換樹脂進行處理、或重復進行純水清洗處理的方法。

然而，離子交換樹脂的交換容量并沒有那么大，必須頻繁地使離子交換樹脂再生，另外，根據本發明人等的研究，判定：去除對象為多價金屬離子的情況下，多次用水進行清洗也難以充分去除。認為這是由于，構成炭黑水性分散體的氧化炭黑表面上形成的-COO-基、-SO₃^-基、-PO₄^2-基等陰離子官能團由于螯合作用而捕捉金屬離子，因此以離子交換樹脂、利用純水的清洗，難以容易地進行洗脫。

作為去除炭黑水性分散體中混入的金屬成分的方法，也考慮了用螯合劑進行處理的方法，但根據本發明人等的研究，判定：螯合劑在水中可以捕捉呈離子狀態的金屬雜質，但是難以去除被炭黑表面的陰離子官能團捕捉的多價金屬離子，特別是難以去除Ni離子、Zn離子、Ca離子、Mg離子等二價金屬離子。

在這樣的情況下，本發明的目的在于，提供簡便地制造多價金屬離子被高度地去除、能夠發揮優異的分散穩定性的氧化炭黑水性分散體的方法；并且提供噴墨墨組合物用氧化炭黑水性分散體的制造方法。

用于解決問題的方案

為了達成上述目的，本發明人等進行了深入研究，結果發現：對表面具有一種以上陰離子官能團的氧化炭黑的水性漿料，依次實施如下工序：中和工序，其在選自水溶性螯合劑或其鹽中的一種以上的存在下將堿金屬氫氧化物混合并進行加熱中和，或者將堿金屬氫氧化物混合并加熱中和后、將選自水溶性螯合劑或其鹽中的一種以上混合；和，分離去除工序，其使用分離膜將多價金屬離子螯合物從該中和工序中得到的混合液分離去除，制造氧化炭黑水性分散體，由此可以解決上述技術課題，基于本見解，至此完成了本發明。

即，本發明提供如下方案：