[发明专利]水性炭黑颜料及其水性分散体

说明书

技术领域

本发明涉及适用于水性油墨(例如喷墨打印机油墨)等的水性炭黑颜料， 且其可用作要求高电阻率和具有光阻性能的材料(例如树脂组合物、涂覆 组合物、湿调色剂、水基颜料和黑色基质)、热固化/UV固化油墨组合物等， 还涉及水性炭黑颜料的水性分散体。

背景技术

喷墨打印机从细小的喷头喷出墨滴以在记录介质(例如，纸)表面记录 字符或图形。一般的喷墨打印方法包括Bubble Jet(注册商标)法和压电法 (piezo method)。

黑色染料或黑色颜料已被用作记录液体的黑色着色剂。特别是考虑到记 录图像的可靠性(例如耐水性和耐光性)，优选使用颜料(具体是炭黑颜料)。

然而，由于炭黑是疏水性的且与水的湿润性低，在水性介质中难以高浓度 地稳定分散炭黑。为了解决这个问题，开发了氧化炭黑以在炭黑表面形成 对水性介质具有高亲和性的官能团的方法。

例如，JP-A-48-018186公开了利用次卤酸(hypohalite)水溶液氧化炭黑的 方法，且JP-A-08-003498公开了利用利用次卤酸水溶液氧化酸性炭黑的方法。

JP-A-08-319444公开了通过氧化在炭黑表面引入大量亲水活性氢基以改 善并稳定炭黑在水性介质中的分散性的方法，JP-A-11-049974公开了在引入 磺酸基之后，用单价金属离子处理炭黑的方法，且JP-A-09-286938公开了用 次卤酸处理炭黑，用碱金属盐代替酸性基团以引入胺化合物的方法。

发明内容

但是，由于利用上述处理将炭黑分散在水性介质中所制备的水性油墨 在记录图像后其耐水性和牢固性(fixability)低，难以充分进行高速打印。

为了改进打印机的打印方法、打印速度等，已经进行了各种尝试，用 表面活性剂或树脂(例如聚合物分散剂)涂覆炭黑表面以改善炭黑在水性 介质中的分散性。此时，用作分散剂的树脂仅粘附在炭黑表面。因此，当 使用涂有这样的分散剂的炭黑制备用于喷墨打印机的水性油墨时，由于油 墨从喷头的小喷口喷出时的高剪切力，分散剂很容易从炭黑表面除去，从 而影响油墨的放出稳定性。

而且，由于在长时间的存储过程中，分散状态逐渐不稳定，因此会出 现打印失败或降低图像可靠性。

本发明用于解决上述问题。本发明的目的是提供一种水性炭黑颜料， 其适合用作喷墨打印机水性油墨等，并确保印刷品具有优异的耐水性和牢 固性，本发明还提供水性炭黑颜料的水性分散体。

本发明的水性炭黑颜料实现了上述目的，其包括氧化的炭黑、水溶性 树脂和水性介质，所述氧化的炭黑和水溶性树脂在水性介质中利用水分散 性交联剂交联(water dispersible crosslinking agent)。

水溶性树脂是优选含有丙烯酸和/或丙烯酸衍生物作为单体单元的树 脂、含有马来酸和/或马来酸衍生物作为单体单元的树脂、含有苯乙烯-丙 烯酸共聚物作为主要组分的树脂、含有苯乙烯-马来酸共聚物或苯乙烯-马 来酸酐共聚物作为主要组分的树脂等。

异氰酸酯化合物(isocyanate compound)优选作为水分散性交联剂。

本发明的炭黑水性分散体包括上述水性炭黑颜料和水性介质，水性炭 黑颜料以适于应用的浓度分散在水性介质中。

本发明的最佳实施方式

对于本发明所用的炭黑没有特别的限制。可以使用炉黑、槽法炭黑、 乙炔黑或热裂法炭黑等。

炭黑可以通过液相氧化或气相氧化而氧化。炭黑可以通过将炭黑混入 氧化剂(例如过氧化氢水溶液、硝酸、硫酸、氯酸盐、过硫酸盐或过碳酸盐) 的水溶液中并搅拌混合物而进行液相氧化。氧化的程度可以通过改变氧化剂 的浓度、氧化温度、氧化时间和加入氧化剂中的炭黑的量等而调节。