分散体の純化方法及びインクジェットインクの製造方法
【課題】対イオン及びイオンと遊離種とを有する安定化粒子を含む分散体を純化及び分級する方法を提供する。
【解決手段】溶液は、水性媒体、溶媒媒体、又はそれら両方の組み合わせを含むことができ、１以上のタイプの水性及び／又は溶媒溶液を含むことができる。この方法は、少なくとも１つの、約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の大きさの粒子を実質的に除去する工程、遊離種を実質的に除去する工程、及び安定化粒子の一部である対イオンの少なくとも一部を交換する工程を、任意の順序で含む。開示されている方法は、イオン安定化コロイド状粒子がカーボンブラックである分散体の純化に、特に有益である。ここでこのカーボンブラックには、少なくとも１つのイオン性基、又は少なくとも１つのイオン化可能基、又はそれらの混合物を有する有機基が結合している。
【解決手段】溶液は、水性媒体、溶媒媒体、又はそれら両方の組み合わせを含むことができ、１以上のタイプの水性及び／又は溶媒溶液を含むことができる。この方法は、少なくとも１つの、約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の大きさの粒子を実質的に除去する工程、遊離種を実質的に除去する工程、及び安定化粒子の一部である対イオンの少なくとも一部を交換する工程を、任意の順序で含む。開示されている方法は、イオン安定化コロイド状粒子がカーボンブラックである分散体の純化に、特に有益である。ここでこのカーボンブラックには、少なくとも１つのイオン性基、又は少なくとも１つのイオン化可能基、又はそれらの混合物を有する有機基が結合している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純化及び分級方法、特にコロイド状粒子を含む分散体の純化及び分級方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定化コロイド粒子（例えば、少なくとも１つのイオン性基又は１つのイオン化可能基を有する有機基が結合したカーボンブラック）を製造する方法において、遊離種が分散体中に共に存在することがある。そのような分散体はその後の最終的な用途、例えばインク類又はペイント類及び特にインクジェットインク類で使用することができるが、所望の最終製品の用途において、純化された分散体は性質を改良することができるので、遊離種のような不純物を分散体から除去することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、安定化コロイド粒子と遊離種とを含む分散体の純化及び分級を可能にする方法を開発することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の特徴は、遊離種を置換又は除去することによって、遊離種を含有する分散体を純化する方法を提供することである。
【０００５】
本発明のもう１つの特徴は、イオン性基及び／又はイオン化可能基を有する少なくとも１つの有機基が結合した改質カーボンブラック製品類のような安定化コロイド粒子の分散体を純化する方法を提供することである。追加の特徴は、大きい、粗の、又は未処理のコロイド状粒子から安定化コロイド粒子を分離又は分級することである。
【０００６】
本発明の追加の特徴及び利点は、一部を以下に示し、また一部は本発明の説明から明らかになり、又は本発明の実施によって理解することができる。
【０００７】
これらの及び他の利点を達成するために、及びここで具体的に説明しまたおおよそを説明した本発明の目的によれば、本発明は、溶液中の遊離種を伴うカチオン類及びアニオン類を有する安定化コロイド粒子を含有する分散体を純化する方法に関する。特に本発明は、安定化コロイド状粒子を含む分散体を純化する３つの主要な工程に関する。これら３つの工程は、特定のサイズよりも大きい粒子の除去又は分級、分散体からの遊離種の分離、及び安定化コロイド粒子の一部の対イオンの随意の対イオン交換を含む。更なる詳細では例示のように、この方法は約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の粒度の粒子を実質的に除去する工程を含む。この方法は、遊離種を実質的に除去し、随意に１又は複数種類の他の対イオンによって安定化コロイド粒子の一部を形成する対イオンの少なくとも一部を交換する１又は複数の工程を更に含む。更に、本発明の方法を調節して、特定の平均粒度を達成し又は変更し、それによって最終製品の用途における所望の性質を変更すること、並びに約０．５μｍ超のサイズのコロイド状粒子の数を調節することができる。
【０００８】
本発明は更に、溶液中の遊離種及び、少なくとも１つのイオン性基、少なくとも１つのイオン化可能基、又はそれらの混合物を有する少なくとも１つの有機基が結合した改質カーボンブラック製品を含む分散体を純化する方法に関する。この純化工程は、上述の工程と同様である。
【０００９】
上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は例示及び説明のためだけのものであり、特許請求の範囲に示される本発明の更なる説明を提供することを意図していることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、水性の又は溶媒に基づく（すなわち非水性の）溶液中の、遊離種とカチオン類及びアニオン類を有する安定化コロイド状粒子とを含む分散体の純化及び分級方法に関する。本発明の方法は、遊離種のような不純物を除去し又は減少させて所望のレベルにする。典型的に分散体の媒体は、水性媒体、溶媒に基づく媒体、又はこれら両方の組み合わせの媒体であり、また１種類よりも多いタイプの水性及び／又は溶媒溶液を含むことができる。一般的に、分散体は任意の量の固体、好ましくは約１〜約５０ｗｔ％、より好ましくは約１０〜約２５ｗｔ％、最も好ましくは約１５〜約２０ｗｔ％の固体を含むことができる。
【００１１】
好ましい態様では、分散体は水性であり、任意の溶媒を伴い又は伴わない。特に本発明は、安定化コロイド粒子を含有する分散体を純化及び分級する３つの主要な工程に関する。これら３つの工程は、特定のサイズを超える粒子を除去又は分級すること、分散体から遊離種を除去すること、及び安定化コロイド状粒子の一部である対イオンの随意のイオン交換を行うこと、を含む。
【００１２】
例のように更なる詳細では、この方法は、約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超のサイズの粒子を実質的に除去する工程を含む。粒度は直径によって特徴付けられ、これは超微細粒子解析装置、例えばＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）ＵＰＡ又はＡＣＣＵＳＩＺＥＲ（商標）光学粒度計によって測定する。この方法は、遊離種を実質的に除去する工程、及び随意に、安定化コロイド粒子の一部を構成する対イオンの少なくとも一部を、１又は複数種の異なる対イオンで交換する工程を更に含む。更に本発明の方法を調節して、特定の粒度を達成又は変更し、及び０．５μｍ超のサイズを有する粒子の数を調節して、最終的な製品の用途における所望の性質を得ることができる。
【００１３】
本発明の説明に関して、「遊離種」とは、分散体中に存在するが、コロイド状粒子に直接に結合していない種を意味している。ここで使用する場合、「結合」とは特定の結合の存在を定義することを意味するのではなく、任意の物理的又は化学的結び付きを意味している。本発明の説明において「種」とは、イオン性（対イオン類及び共イオン類を含む）基、イオン化可能基、及び有機又は未反応基を含むことを意味している。また「安定化」という用語は、イオン的な安定化、静電気的な安定化、並びにイオン的な安定化及び／又は静電気的な安定化と組み合わせた立体的な安定化を含む。
【００１４】
安定化コロイド状粒子は、コロイド状粒子にイオン性及び／又はイオン化可能基を有する任意の粒子である。好ましくは安定化は、コロイド状粒子状へのイオン性基又はイオン化可能基の結合の結果である。限定をするわけではないが、コロイド状粒子の例としては、カーボンブラック、グラファイト、ガラス質カーボン、活性炭、及び活性化カーボンの様なカーボン含有カーボン生成物を挙げることができる。好ましくは、コロイド状粒子は微細化されている。限定をするわけではないがコロイド状粒子の他の例としては、金属酸化物（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ゲルマニア、セリア、ジルコニア、バリウムチタネート）、金属硫化物、ポリマーラテックス物質、及び有機顔料を挙げることができる。コロイド状粒子は好ましくは、カーボン顔料のような顔料である。安定化コロイド粒子は好ましくは、イオン性種を有する少なくとも１つの有機基が結合した顔料、例えばイオン性種を有する有機基が結合したカーボンブラックである。好ましくは、有機基は、カーボンブラックに直接に結合したイオン性種を伴う芳香族基を含む。より好ましくは、有機基は−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯ−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）３；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）；−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）（ｘは任意のカチオン、例えばＮａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等、ｚは１〜１８の整数）；−Ｃ６Ｈ４−（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−（Ｙは任意のアニオン、例えばＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−等）；又はそれらの組み合わせである。
【００１５】
コロイド状粒子の例及びイオン安定化基の例は、米国特許第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，７０７，４３２号、及び同第５，８０３，９５９号明細書、並びにＰＣＴ国際公開第９６／１８６８８号明細書でも示されており、ここで参照することによって、これらの文献の記載の全てを本発明の記載に含める。
【００１６】
本発明の方法において、遊離種の実質的な量を、安定化コロイド状粒子を含有する分散体から除去する。また、好ましい態様では、安定化コロイド状粒子の１又は複数の対イオンのうちの少なくとも一部を、所望の又は他の１又は複数の対イオンで交換する。これらの所望の又は他の１又は複数の対イオンは、例えばインクジェットインク分散体に、改良された分散性、改良された分散体安定性、及び／又は改良されたインク性能（例えば比較的早い乾燥時間、促進された印刷の質、印刷の水堅ろう度、添加剤相溶性）を提供し、またペイント分散体に、改良されたペイント性質（例えば、イオンが少ないことによる改良されたフィルム性能及び改良された迅速な乾燥）を提供する。好ましくは、イオン性安定化コロイド状粒子の一部であるカチオンの少なくとも一部は、ＮＨ４＋によって置換する。
【００１７】
また本発明の方法では、粒度が約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の全ての粒子を除去することが好ましい。
【００１８】
上述の工程の順序は、任意の順序でよく、また所望に応じてそれぞれの工程を１又は複数回行うことができる。１つの態様では、粒度が１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒子を実質的に除去した後で、遊離種を実質的に除去し、且つ随意に、イオン安定化コロイド状粒子の一部である対イオンの少なくとも一部を、１又は複数の異なる対イオンによって交換する。ここでこの１又は複数の異なるイオンは例えば、Ｎａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、アセテート、カルボキシレート、及びＢｒ−である。
【００１９】
約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の粒度の粒子の除去又は分級は、当業者に既知の技術、例えば遠心分離、ろ過、沈殿、及び同様な分級装置によって達成することができる。例えば、約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒度の粒子を除去することができれば、任意の遠心分離装置を使用することができる。限定をするわけではないが適当な例は、ソリッドボウル（ｓｏｌｉｄ−ｂｏｗｌ）遠心分離装置、管状ボウル（ｔｕｂｕｌａｒ−ｂｏｗｌ）遠心分離装置、及び回転分級装置である。遠心分離装置は、Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ、Ａｌｆａ Ｌａｖｅｌ Ｓｈａｒｐｌｅｓ又はＢｉｒｄから入手することができる。
【００２０】
遠心分離装置では、典型的に十分な遠心力によって遠心分離をもたらし、直径が約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒子を除去する。好ましくは約５，０００Ｇ、より好ましくは少なくとも約１５，０００Ｇの遠心力で遠心分離を行う。最も好ましくは、遠心分離は、約１５，０００Ｇ〜約２０，０００Ｇの遠心力で行う。
【００２１】
約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超のサイズの粒子が実質的に全て除去されるのであれば、任意の供給速度で遠心分離を行うことができる。遠心分離は、半連続供給速度で、バッチ式で、又は連続供給速度で行うことができる。コロイド状粒子の性質及び利用する装置のタイプに依存して、典型的な供給速度は連続遠心分離で、約１００ｍｌ／分〜約５０リットル／分である。好ましい速度は、コロイド状粒子の物理的な性質、並びにタイプ及び処理レベルに依存して変化する。例えばコロイド状粒子がカーボンブラックである場合、供給速度は、使用する特定の遠心分離の遠心力、サイズ、タイプに依存して、好ましくは約５００ｍｌ／分〜約１０リットル／分である。更に、遠心分離は様々な温度で行うことができるが、遠心分離を周囲温度で行うこと、及び遠心分離が再循環浴を含むことが好ましい。また遠心分離の間に、イオン性安定化コロイド状粒子を有する分散体の粘度は、好ましくは約２０ｃＰ（２０×１０−２ｋｇ／ｍｓ）未満、より好ましくは約１ｃＰ（１×１０−３ｋｇ／ｍｓ）〜約１５ｃＰ（１５×１０−２ｋｇ／ｍｓ）、最も好ましくは約１ｃＰ（１×１０−３ｋｇ／ｍｓ）〜約８ｃＰ（８×１０−３ｋｇ／ｍｓ）である。
【００２２】
約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超のサイズのコロイド状粒子を除去するもう１つの方法はろ過である。ろ過プロセスは、段階的に又は１段階で、１又は複数のフィルターを使用して達成することができる。フィルターの気孔サイズは、約１μｍ超の粒度のコロイド状粒子を除去できるべきである。フィルターの気孔サイズは、好ましくは約０．１μｍ〜約１００μｍ、より好ましくは約０．３μｍ〜約４０μｍ、最も好ましくは約０．３μｍ〜約０．６μｍである。更に、流量は任意でよく、この流量はフィルター材料のタイプ、気孔サイズ、表面積、及び使用するフィルターの数に依存している。好ましくは流量は約０．１４リットル／（ｍ２ｓ）〜約０．４７リットル／（ｍ２ｓ）である。限定をするわけではないが、適当なフィルターの例としては、ポリプロピレンでできたＰａｌｌ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｄｅｐｔｈフィルター、Ｃｕｎｏフィルター、及びＯｓｍｏｎｉｃｓフィルターを挙げることができる。ろ過は複数、好ましくは約５〜約１０の工程又は段階を使用して行うことができ、連続するそれぞれの工程では、段々と気孔サイズが小さいフィルターを使用する。
【００２３】
直径が約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒子を除去した後では、全残留コロイド状粒子の好ましくは１ｗｔ％未満、より好ましくは約０．５μｍ未満、最も好ましくは約０．０５ｗｔ％未満の粒子の粒度が、約１μｍ超であることが好ましい。
【００２４】
分散体中の遊離種の除去の工程は、膜を使用するフィルターろ過（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）／限外ろ過によって行うことができる。実質的に全てのコロイド状粒子を残しながら、遊離種を実質的に除去することが可能なプロセスであれば、任意のサイズの膜及び流路サイズを使用することができる。膜を振動させて、閉塞を防ぐこと及び比較的大きい透過速度を可能にすることができる。限定をするわけではないが、膜の形状としては、平面シート状膜、交差流膜、らせん状に巻かれた管、又は中空繊維管を挙げることができる。例えば、コロイド状粒子がカーボンブラックである場合、好ましい膜の分子量分離値（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｃｕｔｏｆｆ）（ＭＷＣＯ）は、少なくとも１０００ＭＷＣＯ、より好ましくは約１，０００〜約５００，０００ＭＷＣＯ、更により好ましくは約１０，０００ＭＷＣＯ〜約１００，０００ＭＷＣＯ、最も好ましくは約１０，０００ＭＷＣＯ〜約５０，０００ＭＷＣＯである。更に、膜の流路サイズは約０．５ｍｍ（２０ミル）〜約１．５ｍｍ（６０ミル）である。
【００２５】
コロイド状粒子を維持しながら、遊離種を実質的に除去できれば、任意のタイプの限外ろ過プロセスを使用することができる。例えば、交差流（ｃｒｏｓｓ−ｆｌｏｗ）膜分離プロセスを使用することができる。限定するわけではないが、限外ろ過装置の特定の例としては、Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎ ＰＦＳ３００（交差流平面シート）及びＫｏｃｈ Ｍｅｍｂｒａｎｅ ＨＦ１６（中空繊維配置）を挙げることができる。好ましくは、コロイド状粒子がカーボンブラックである場合、交差流流れ配置で膜を使用して、良好な透過流束を維持する。限外ろ過又はフィルターろ過プロセスでは、好ましくは少なくとも約７０％、より好ましくは少なくとも８０％、更により好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％の遊離種を除去する。
【００２６】
遊離種が分散体中においてイオン型である場合、実質的に全ての遊離種を除去するためのもう１つの手段は電気透析である。このプロセスは、狭い流れの区画を作る膜積層体からなっている。これらの区画は、交互のカチオン交換膜及びアニオン交換膜で分離されており、これらの交換膜はそれぞれ正イオン及び負イオンを選択的に透過させる。両端部の区画は、電極につながっており、電極は積層体全体に直流電流を通す。カーボンブラック分散体の特定の場合には、分散体は１つ置きの区画にポンプによって通す。水を、カーボンブラック区画の間の区画に通す。電流の作用によるイオン移動は、１つ置きのカーボンブラック区画において塩を減少させ、隣接する水の区画において塩を富化させる。カーボンブラック分散体は、実質的に全ての遊離イオン種が除去されるまで再循環させることができる。
【００２７】
分散体から実質的な量の遊離イオン種を除去する他の手段は、望ましくない有機物質を減少させる又は除去するための活性化カーボン層を使用する又は使用しない、イオン交換プロセスによる。そのようなプロセスでは、イオン交換が、ＯＨ−樹脂でのアニオン交換及びＨ＋樹脂でのカチオン交換を含むことが好ましい。アニオン交換及びカチオン交換は同時に行うことができ、又は任意の他の順序で行うことができるが、アニオン交換を行った後でカチオン交換を行うことが好ましい。更に、コロイド状粒子がカーボンブラックである場合、ＯＨ−樹脂及びＨ＋樹脂のサイズは約５００μｍであり、イオン容量は１ｍｅｑ／ｍｌ（ミリ当量／乾燥ビーズｍｌ）よりも大きいことが好ましい。
【００２８】
好ましくは、上述のイオン交換工程の後で、コロイド状粒子（すなわちカーボンブラック）グラム数の基準に基づいて、分散体中に存在する全遊離種が約３，５００ｐｐｍ未満、より好ましくは約１，０００ｐｐｍ未満である。全残留遊離種の好ましくは約５００ｐｐｍ未満、より好ましくは約３００ｐｐｍ未満が無機イオン性種である。また、全残留遊離種の好ましくは約３，０００ｐｐｍ、より好ましくは約２，０００ｐｐｍ未満、最も好ましくは１，０００ｐｐｍ未満が有機イオン性種である。特定の用途のために必要である場合、全遊離種の量を５０ｐｐｍ未満にすることが本発明では可能である。
【００２９】
本発明の最後の工程はイオン交換に関する。
【００３０】
少なくとも１つのタイプの対イオンを他の１つのタイプの対イオンで交換すること、例えばＮａ＋をＮＨ４＋で交換することは、当業者に既知のイオン交換カラムで行うことができる。限定をするわけではないが、交換することができる特定の対イオンの例としては、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、アセテート、カルボキシレート、及びＢｒ−を挙げることができる。
【００３１】
安定化コロイド状粒子の対イオンの、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％を、異なる対イオンで交換する。
【００３２】
上述の限外ろ過／フィルターろ過プロセスを適応して、対イオン交換を行うことができる。例えば、粒子のＮａ＋又はＨ＋対イオンを、ＮＨ４＋の様な任意の他のカチオンで交換することは、粒子分散体にＮＨ４ＣｌのようなＮＨ４＋の塩を加えることによって達成することができる。得られるＮａＣｌ又は過剰なＮＨ４Ｃｌ塩は、上述の限外ろ過／フィルターろ過プロセスを使用して除去することができる。
【００３３】
対イオンを交換するための他の機構は、変型３区画電気透析装置を使用する。カチオンを交換する装置、例えばナトリウムをアンモニウムで交換する装置のためには、以下の基本的な装置を使用することができる。膜反復単位はアニオン−カチオン−カチオン−であり、アンモニウムに富む流れは区画１、コロイド状粒子流れ（例えばカーボンブラック流れ）は区画２、そして廃棄物収集流れは区画３に入れる。積層体の極性は、アンモニウムイオンを区画１から区画２に移動させ、ナトリウム及びいくらかのアンモニウムイオンを区画２から区画３に移動させることを確実にする。ここで、この区画３は廃棄物流れを保持している。この方法は、ナトリウム対イオンをアンモニウムで部分的に交換することを確実にする。同様な機構をアニオン交換のために使用することができる。
【００３４】
コロイド状分散体がインクジェットインク先駆物質である場合、１つの態様では、遠心分離によって粒度を減少させ、その後でフィルターろ過技術を使用して遊離種を除去することが好ましい。もう１つの好ましい態様では、フィルターろ過技術によって遊離種を除去した後で、遠心分離によって粒度を減少させて、コロイド状粒子の固体損失を減少させる。本発明の工程は、１回だけ行うこと、又は所望の性質が達成されるまで複数回繰り返すことができる。
【００３５】
インクジェット先駆物質において、イオン及び有機物質のような遊離種の多くの割合を除去し且つサイズを減少させる／分級することは性質を改良する。例えば、安定性を改良し、水堅ろう度を改良し、像の光学的密度を大きくし、分散体の粘度を低下させ、及びプリントを耐拭き取り性にし、印刷の質を改良し、濡れ摩擦性を改良し、及び色間の色泣きを改良することができる。インクの安定性、印刷能力、及び比較的早い乾燥時間も改良することができる。
【実施例】
【００３６】
本発明は、以下の例によって更に明確にする。これらの例は単に本発明を例示するためのものである。
【００３７】
［例］
以下の方法を使用して、例に示している相対的な性質を決定した：
【００３８】
（表面積）
ＡＳＴＭ Ｄ−４８２０に従ってＢＥＴ窒素表面積を得た。
【００３９】
（構造）
ＡＳＴＭ Ｄ−２４１４に従ってＤＢＰＡデータを得た。
【００４０】
（粒子直径）
平均粒子直径及び最大検知可能直径は、米国フロリダ州セントピーターズバーグのＬｅｅｄｓ＆Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社（現在はＨｏｎｅｙｗｅｌｌ）のＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを使用して測定した。以下の条件を使用した：不透明非球状粒子、粒子密度＝１．８６ｇ／ｍ３：分散液としては水を用いる。試験時間は６分間であった。（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）はＬｅｅｄｓ＆Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社の登録商標）
【００４１】
（イオン解析）
表２及び４のためのイオン解析：ＡＳＴＭ Ｄ１４２６−８９、ＥＰＡ３５０．３に従ってＯｒｉｏｎのＮＨ３／ＮＨ４＋電極でアンモニア解析を行った。言及した場合を除いて、ＡＳＴＭ Ｄ２７９１、ＡＯＡＣ７６．２５に従ってＯｒｉｏｎのＮａ＋電極でナトリウム解析を行った。ＯｒｉｏｎのカタログＮｏ．９７４６ＢＮに従ってＯｒｉｏｎのＮＯ２−電極で窒素解析を行った。上述のイオンを測定し、そして抽出（イオン性）物質の量の基づくモル数の釣り合い計算を行うことによって、カリウム解析を間接的に行った。
【００４２】
表６及び８のためのイオン解析は、イオンクロマトグラフィーカラムによって行った。固体含有率が１．３％の約２．０ｍｌの水性分散体を、０．１μｍのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｍｉｌｌｅｘ−ＶＶシリンジフィルターを通してろ過し、そしてＤｉｏｎｅｘ Ｑ１Ｃ解析器に注入した。５０μｌの部分を溶離剤流れ（０．７５ｍＭのＮａＨＣＯ３／３．０ｍＭのＮａ２ＣＯ３）に注入した。この流れは、イオンクロマトグラフィーの分離カラム（ＨＰＩＣ−ＡＳ４Ａ）を通って２ｍｌ／分で流れている。溶離剤バックグランドは、０．０２５ＮのＨ２ＳＯ４再生剤を伴うアニオンマイクロ膜サプレッサー（ＡＭＭＳ−ＩＩ）によって減少させた。試料のピークを伝導性によって測定し、それらの面積を標準のピーク面積と比較した。検知限界は、溶液中で０．０２ｐｐｍであった。
【００４３】
（ｐＨ解析）
１５％分散体のｐＨは、ＣｏｒｎｉｎｇのｐＨ計２１５によって測定した。
【００４４】
（Ｋｏｎｔｒｏｎ測定）
Ｋｏｎｔｒｏｎインク分散試験は、画像解析を使用して、水性媒体中で分散していないカーボンブラックの数及びサイズを測定する。希釈されたカーボンブラック分散体は、カバースライドを使用して、ガラススライドに拡げる。試料は、約５００倍の倍率に調節した光学顕微鏡を使用して調べる。この方法では、接続されているＣＣＤカメラを使用して１０個の画像を得て、デジタル化し、デジタル的に処理して、凝集体と背景とのコントラストを改良し、そして２元（黒色及び白色）画像に変換する。その後で対象又は「斑点」を計数し測定する。それぞれの斑点の直径、対応するサイズの分布、斑点の数、及び黒色によって覆われる領域（％）を報告する。１０個の２元画像を合わせて、まとめた図を作る。０．９〜２００μｍの大きさの凝集体を、この方法で測定することができる。「斑点の測定数値」は、０．９〜２００μｍのサイズの粒子の数の直接の指標である。
【００４５】
〔例１〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（１４．０ｇ）、窒素表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１２２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（６．３４ｇ）、及び脱イオン水（１１０ｇ）をピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物１を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料１ａを作った。
【００４６】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表１は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（１ａ）及び遠心分離の後（１ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【００４７】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ IIフィルターを使用して試料１ａにろ過を行った。ろ過は６段階で行って、最終的なフィルターの気孔サイズは０．５μｍであった。下記の表１は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定したろ過の前（１ａ）及びろ過の後（１ｂ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【表１】
【００４８】
Ｋｏｎｔｒｏｎ斑点計数値は、劇的な減少を示している。これは、１μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子の除去の直接の結果である。
【００４９】
（工程４）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料１ｃに限外ろ過を行って、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料１ｄを調製した。下記の表２は、限外ろ過の前（１ｃ）と限外ろ過の後（１ｄ）のイオン性種を示している。表の濃度は、固体基準のｐｐｍに基づいている。
【表２】
【００５０】
表２に示すように、遊離種Ｎａ＋及びＮＯ２−は実質的に減少した。
【００５１】
〔例２〕
（工程１）
スルファニル酸（１２．５ｇ）、窒素表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１２２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（５．２３ｇ）、及び脱イオン水（１００ｇ）を、ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物２を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料２ａを作った。
【００５２】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表３は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（２ａ）及び遠心分離の後（２ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【００５３】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ IIフィルターを使用して試料２ａにろ過を行った。ろ過は６段階で行って、最終的なフィルターの気孔サイズは０．５μｍであった。下記の表３は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定したろ過の前（２ａ）及びろ過の後（２ｂ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【表３】
【００５４】
Ｋｏｎｔｒｏｎ斑点計数値は、劇的な減少を示している。これは、１μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子の除去の直接の結果である。
【００５５】
（工程４）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料２ｃに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料２ｄを調製した。下記の表４は、限外ろ過の前（２ｃ）と限外ろ過の後（２ｄ）のイオン性種を示している。
【００５６】
（工程５）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムイオンをカリウムイオンで置換した。５０ｇのＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）７ ＩＲ１２０−Ｈを、蒸留水と２８．５ｇの水酸化カリウムを含有する５０ｍｌの溶液に加えて、３０分間にわたって撹拌した。樹脂から液体を除去し、２００ｍｌの蒸留水で樹脂を３回すすぎ、Ｋ＋イオンを有する樹脂を得た。２００ｇの試料２ｄを、Ｋ＋樹脂を保持するビーカーに加えて、３０分間にわたってオーバーヘッド撹拌機によって混合した。その後で樹脂を分散体から取り出して、試料２ｆを調製した。下記の表４は、Ｋ＋イオン交換の前（２ｄ）及び後（２ｆ）の遊離種を示している。
【００５７】
（工程６）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムをアンモニウムイオンで置換した。２５０ｇの試料２ｄを、５０ｇのＩＯＮＡＣ（商標）Ｃ−２４９（ＮＨ４＋）樹脂を保持するビーカーに加えた。オーバーヘッド撹拌機によって、樹脂を３０分間にわたって混合し、その後で樹脂を取り除いて、試料２ｇを得た。下記の表４は、ＮＨ４＋イオン交換の前（２ｄ）及び後（２ｇ）の遊離イオン性種を示している。
【表４】
【００５８】
〔例３〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（１２．０ｇ）、窒素表面積が２２０ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１１２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（６．０４ｇ）、及び脱イオン水（１６０ｇ）を、ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物３を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料３ａを作った。
【００５９】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表５は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（３ａ）及び遠心分離の後（３ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【表５】
【００６０】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料３ｃに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料３ｄを調製した。下記の表６は、限外ろ過の前（３ｃ）と限外ろ過の後（３ｄ）のイオン性種を示している。表６の濃度は、固体基準のｐｐｍに基づいている。
【００６１】
（工程４）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムイオンをアンモニウムイオンで置換した。Ｐｕｒｏｌｉｔｅ Ｃ１００−ＮＨ４樹脂を保持しているカチオンカラムに分散体を通して、試料３ｇを作った。ここでカラムサイズは３．４×１０４ｃｍ３（１．２ｆｔ３）であった。下記の表６は、カチオン交換の前（３ｄ）及び後（３ｇ）の遊離イオン性種を示している。
【表６】
【００６２】
〔例４〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（１２．０ｇ）、窒素表面積が２２０ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１１２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（６．０４ｇ）、及び脱イオン水（１６０ｇ）を、ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物４を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料４ａを作った。
【００６３】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表７は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（４ａ）及び遠心分離の後（４ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【表７】
【００６４】
（工程３）
分散体から遊離イオン性種の有意の量を除去するもう１つの手段では、イオン交換プロセスによって、遊離イオン性種を減少させ又は除去した。試料４ｃの１５％以下の分散体４０ｋｇを、２００ｍｌ／分の流量で、１．６ｋｇのＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲＡ−４０２（ＯＨ）イオン交換樹脂（ＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ）を保持する７．６２ｃｍ（内径）×９１．４４ｃｍ（３”（内径）×３’）のステンレス鋼カラムに上向きに通して、試料４ｅを得た。下記の試料８は、アニオン交換の前（４ｃ）及び後（４ｅ）の遊離イオン性種を示している。表の濃度は、固体基準のｐｐｍに基づいている。
【００６５】
（工程４）
試料のｐＨは１２以下であった。イオン交換樹脂Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲ−１２０Ｈを滴下して、ｐＨを９．０以下に減少させた。下記の表８は、ｐＨ調節の前（４ｅ）と後（４ｆ）の遊離イオン種を示している。
【００６６】
（工程５）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムイオンをアンモニウムイオンで交換した。１９．４ｋｇの試料４ｆを、２００ｍｌ／分の流量で、７．１ｋｇのＩＯＮＡＣ（商標）Ｃ−２４９（ＮＨ４＋）樹脂を保持する１０．１６ｃｍ（内径）×１０６．６８ｃｍ（４”（内径）×３．５’）のステンレス鋼カラムに上向きに通して、試料４ｇを得た。下記の表８は、ＮＨ４＋イオン交換の前（４ｆ）と後（４ｇ）の遊離イオン種を示している。
【表８】
【００６７】
〔例５〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（７ｋｇ／時）、窒素表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１２２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（５０ｋｇ／時）、（３０％）亜硝酸ナトリウム溶液（１０．６ｋｇ／時）、及び脱イオン水（５０ｋｇ／時）を、連続ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物５を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料５ａを作った。
【００６８】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び１００ｍｌ／分の流量で操作を行って、試料５ａに遠心分離を行った。下記の表９は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（５ａ）及び遠心分離の後（５ｂ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【表９】
【００６９】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料５ｂに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料５ｃを調製した。上記の表９は、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度のパラメーターを示している。
【００７０】
（工程４）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料５ａに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料５ｄを調製した。上記の表９は、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度のパラメーターを示している。
【００７１】
（工程５）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び１００ｍｌ／分の流量で操作を行って、試料５ｄに遠心分離を行った。上記の表９は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離工程の前（５ａ）及び遠心分離の後（５ｅ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【００７２】
〔例６〕
上述の例から理解されるように、遊離種（イオン及び有機物質）の実質的な量は、本発明の方法によって除去され、このことは、インク、特にインクジェットインク、及びコーティング組成物に有益な影響を与える。これは、そのような純化された分散体が、インク、特にインクジェットインク、又はコーティング組成物と様々な残留インク若しくはコーティング成分との副反応の危険性を最小化することによる。また、純化された分散体は、副反応が起こった場合に好ましくない影響を与えることがある不純物が比較的少ないので、着色料と他のインク成分との相溶性を改良する。２つの試料３ａ及び３ｇを使用し、米国特許第５，５７１，３１１号明細書に記載の様式で、インクジェットインクを作った。組成Ａは、５ｗｔ％のカーボンブラック、１０ｗｔ％のエチレングリコール、１０ｗｔ％の２−ピロリジノン、及び４ｗｔ％のイソプロピルアルコールを含んでいる。組成Ｂは、５ｗｔ％のカーボンブラック、１０ｗｔ％のエチレングリコール、１０ｗｔ％のジ（エチレングリコール）、及び４ｗｔ％のイソプロピルアルコールを含んでいる。様々な割合のインクジェットインクを試験して、本発明の方法を使用して純化していない標準対照試料と比較した。結果は下記の表１０に示した。ここで、Ｏ．Ｄ．は光学密度、ＷＦは水堅ろう度（ｗａｔｅｒｆａｓｔｎｅｓｓ）の結果である。
【表１０】
【００７３】
これらの例は、試料３ａと比較して、試料３ｇで水堅ろう度がかなり改良されていることを示している。
【００７４】
ここで説明した本発明の実施例及び明細書の記載を考慮すると、本発明の他の態様は当業者にとって明らかである。明細書の説明及び例は単なる例示であり、本発明の範囲及び本質は特許請求の範囲で示すことを意図している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、純化及び分級方法、特にコロイド状粒子を含む分散体の純化及び分級方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定化コロイド粒子（例えば、少なくとも１つのイオン性基又は１つのイオン化可能基を有する有機基が結合したカーボンブラック）を製造する方法において、遊離種が分散体中に共に存在することがある。そのような分散体はその後の最終的な用途、例えばインク類又はペイント類及び特にインクジェットインク類で使用することができるが、所望の最終製品の用途において、純化された分散体は性質を改良することができるので、遊離種のような不純物を分散体から除去することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、安定化コロイド粒子と遊離種とを含む分散体の純化及び分級を可能にする方法を開発することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の特徴は、遊離種を置換又は除去することによって、遊離種を含有する分散体を純化する方法を提供することである。
【０００５】
本発明のもう１つの特徴は、イオン性基及び／又はイオン化可能基を有する少なくとも１つの有機基が結合した改質カーボンブラック製品類のような安定化コロイド粒子の分散体を純化する方法を提供することである。追加の特徴は、大きい、粗の、又は未処理のコロイド状粒子から安定化コロイド粒子を分離又は分級することである。
【０００６】
本発明の追加の特徴及び利点は、一部を以下に示し、また一部は本発明の説明から明らかになり、又は本発明の実施によって理解することができる。
【０００７】
これらの及び他の利点を達成するために、及びここで具体的に説明しまたおおよそを説明した本発明の目的によれば、本発明は、溶液中の遊離種を伴うカチオン類及びアニオン類を有する安定化コロイド粒子を含有する分散体を純化する方法に関する。特に本発明は、安定化コロイド状粒子を含む分散体を純化する３つの主要な工程に関する。これら３つの工程は、特定のサイズよりも大きい粒子の除去又は分級、分散体からの遊離種の分離、及び安定化コロイド粒子の一部の対イオンの随意の対イオン交換を含む。更なる詳細では例示のように、この方法は約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の粒度の粒子を実質的に除去する工程を含む。この方法は、遊離種を実質的に除去し、随意に１又は複数種類の他の対イオンによって安定化コロイド粒子の一部を形成する対イオンの少なくとも一部を交換する１又は複数の工程を更に含む。更に、本発明の方法を調節して、特定の平均粒度を達成し又は変更し、それによって最終製品の用途における所望の性質を変更すること、並びに約０．５μｍ超のサイズのコロイド状粒子の数を調節することができる。
【０００８】
本発明は更に、溶液中の遊離種及び、少なくとも１つのイオン性基、少なくとも１つのイオン化可能基、又はそれらの混合物を有する少なくとも１つの有機基が結合した改質カーボンブラック製品を含む分散体を純化する方法に関する。この純化工程は、上述の工程と同様である。
【０００９】
上述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は例示及び説明のためだけのものであり、特許請求の範囲に示される本発明の更なる説明を提供することを意図していることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、水性の又は溶媒に基づく（すなわち非水性の）溶液中の、遊離種とカチオン類及びアニオン類を有する安定化コロイド状粒子とを含む分散体の純化及び分級方法に関する。本発明の方法は、遊離種のような不純物を除去し又は減少させて所望のレベルにする。典型的に分散体の媒体は、水性媒体、溶媒に基づく媒体、又はこれら両方の組み合わせの媒体であり、また１種類よりも多いタイプの水性及び／又は溶媒溶液を含むことができる。一般的に、分散体は任意の量の固体、好ましくは約１〜約５０ｗｔ％、より好ましくは約１０〜約２５ｗｔ％、最も好ましくは約１５〜約２０ｗｔ％の固体を含むことができる。
【００１１】
好ましい態様では、分散体は水性であり、任意の溶媒を伴い又は伴わない。特に本発明は、安定化コロイド粒子を含有する分散体を純化及び分級する３つの主要な工程に関する。これら３つの工程は、特定のサイズを超える粒子を除去又は分級すること、分散体から遊離種を除去すること、及び安定化コロイド状粒子の一部である対イオンの随意のイオン交換を行うこと、を含む。
【００１２】
例のように更なる詳細では、この方法は、約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超のサイズの粒子を実質的に除去する工程を含む。粒度は直径によって特徴付けられ、これは超微細粒子解析装置、例えばＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）ＵＰＡ又はＡＣＣＵＳＩＺＥＲ（商標）光学粒度計によって測定する。この方法は、遊離種を実質的に除去する工程、及び随意に、安定化コロイド粒子の一部を構成する対イオンの少なくとも一部を、１又は複数種の異なる対イオンで交換する工程を更に含む。更に本発明の方法を調節して、特定の粒度を達成又は変更し、及び０．５μｍ超のサイズを有する粒子の数を調節して、最終的な製品の用途における所望の性質を得ることができる。
【００１３】
本発明の説明に関して、「遊離種」とは、分散体中に存在するが、コロイド状粒子に直接に結合していない種を意味している。ここで使用する場合、「結合」とは特定の結合の存在を定義することを意味するのではなく、任意の物理的又は化学的結び付きを意味している。本発明の説明において「種」とは、イオン性（対イオン類及び共イオン類を含む）基、イオン化可能基、及び有機又は未反応基を含むことを意味している。また「安定化」という用語は、イオン的な安定化、静電気的な安定化、並びにイオン的な安定化及び／又は静電気的な安定化と組み合わせた立体的な安定化を含む。
【００１４】
安定化コロイド状粒子は、コロイド状粒子にイオン性及び／又はイオン化可能基を有する任意の粒子である。好ましくは安定化は、コロイド状粒子状へのイオン性基又はイオン化可能基の結合の結果である。限定をするわけではないが、コロイド状粒子の例としては、カーボンブラック、グラファイト、ガラス質カーボン、活性炭、及び活性化カーボンの様なカーボン含有カーボン生成物を挙げることができる。好ましくは、コロイド状粒子は微細化されている。限定をするわけではないがコロイド状粒子の他の例としては、金属酸化物（例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ゲルマニア、セリア、ジルコニア、バリウムチタネート）、金属硫化物、ポリマーラテックス物質、及び有機顔料を挙げることができる。コロイド状粒子は好ましくは、カーボン顔料のような顔料である。安定化コロイド粒子は好ましくは、イオン性種を有する少なくとも１つの有機基が結合した顔料、例えばイオン性種を有する有機基が結合したカーボンブラックである。好ましくは、有機基は、カーボンブラックに直接に結合したイオン性種を伴う芳香族基を含む。より好ましくは、有機基は−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯ−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）３；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）；−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）（ｘは任意のカチオン、例えばＮａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋等、ｚは１〜１８の整数）；−Ｃ６Ｈ４−（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−（Ｙは任意のアニオン、例えばＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−等）；又はそれらの組み合わせである。
【００１５】
コロイド状粒子の例及びイオン安定化基の例は、米国特許第５，５７１，３１１号、同第５，６３０，８６８号、同第５，７０７，４３２号、及び同第５，８０３，９５９号明細書、並びにＰＣＴ国際公開第９６／１８６８８号明細書でも示されており、ここで参照することによって、これらの文献の記載の全てを本発明の記載に含める。
【００１６】
本発明の方法において、遊離種の実質的な量を、安定化コロイド状粒子を含有する分散体から除去する。また、好ましい態様では、安定化コロイド状粒子の１又は複数の対イオンのうちの少なくとも一部を、所望の又は他の１又は複数の対イオンで交換する。これらの所望の又は他の１又は複数の対イオンは、例えばインクジェットインク分散体に、改良された分散性、改良された分散体安定性、及び／又は改良されたインク性能（例えば比較的早い乾燥時間、促進された印刷の質、印刷の水堅ろう度、添加剤相溶性）を提供し、またペイント分散体に、改良されたペイント性質（例えば、イオンが少ないことによる改良されたフィルム性能及び改良された迅速な乾燥）を提供する。好ましくは、イオン性安定化コロイド状粒子の一部であるカチオンの少なくとも一部は、ＮＨ４＋によって置換する。
【００１７】
また本発明の方法では、粒度が約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の全ての粒子を除去することが好ましい。
【００１８】
上述の工程の順序は、任意の順序でよく、また所望に応じてそれぞれの工程を１又は複数回行うことができる。１つの態様では、粒度が１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒子を実質的に除去した後で、遊離種を実質的に除去し、且つ随意に、イオン安定化コロイド状粒子の一部である対イオンの少なくとも一部を、１又は複数の異なる対イオンによって交換する。ここでこの１又は複数の異なるイオンは例えば、Ｎａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、アセテート、カルボキシレート、及びＢｒ−である。
【００１９】
約１μｍ超、好ましくは０．５μｍ超の粒度の粒子の除去又は分級は、当業者に既知の技術、例えば遠心分離、ろ過、沈殿、及び同様な分級装置によって達成することができる。例えば、約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒度の粒子を除去することができれば、任意の遠心分離装置を使用することができる。限定をするわけではないが適当な例は、ソリッドボウル（ｓｏｌｉｄ−ｂｏｗｌ）遠心分離装置、管状ボウル（ｔｕｂｕｌａｒ−ｂｏｗｌ）遠心分離装置、及び回転分級装置である。遠心分離装置は、Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ、Ａｌｆａ Ｌａｖｅｌ Ｓｈａｒｐｌｅｓ又はＢｉｒｄから入手することができる。
【００２０】
遠心分離装置では、典型的に十分な遠心力によって遠心分離をもたらし、直径が約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒子を除去する。好ましくは約５，０００Ｇ、より好ましくは少なくとも約１５，０００Ｇの遠心力で遠心分離を行う。最も好ましくは、遠心分離は、約１５，０００Ｇ〜約２０，０００Ｇの遠心力で行う。
【００２１】
約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超のサイズの粒子が実質的に全て除去されるのであれば、任意の供給速度で遠心分離を行うことができる。遠心分離は、半連続供給速度で、バッチ式で、又は連続供給速度で行うことができる。コロイド状粒子の性質及び利用する装置のタイプに依存して、典型的な供給速度は連続遠心分離で、約１００ｍｌ／分〜約５０リットル／分である。好ましい速度は、コロイド状粒子の物理的な性質、並びにタイプ及び処理レベルに依存して変化する。例えばコロイド状粒子がカーボンブラックである場合、供給速度は、使用する特定の遠心分離の遠心力、サイズ、タイプに依存して、好ましくは約５００ｍｌ／分〜約１０リットル／分である。更に、遠心分離は様々な温度で行うことができるが、遠心分離を周囲温度で行うこと、及び遠心分離が再循環浴を含むことが好ましい。また遠心分離の間に、イオン性安定化コロイド状粒子を有する分散体の粘度は、好ましくは約２０ｃＰ（２０×１０−２ｋｇ／ｍｓ）未満、より好ましくは約１ｃＰ（１×１０−３ｋｇ／ｍｓ）〜約１５ｃＰ（１５×１０−２ｋｇ／ｍｓ）、最も好ましくは約１ｃＰ（１×１０−３ｋｇ／ｍｓ）〜約８ｃＰ（８×１０−３ｋｇ／ｍｓ）である。
【００２２】
約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超のサイズのコロイド状粒子を除去するもう１つの方法はろ過である。ろ過プロセスは、段階的に又は１段階で、１又は複数のフィルターを使用して達成することができる。フィルターの気孔サイズは、約１μｍ超の粒度のコロイド状粒子を除去できるべきである。フィルターの気孔サイズは、好ましくは約０．１μｍ〜約１００μｍ、より好ましくは約０．３μｍ〜約４０μｍ、最も好ましくは約０．３μｍ〜約０．６μｍである。更に、流量は任意でよく、この流量はフィルター材料のタイプ、気孔サイズ、表面積、及び使用するフィルターの数に依存している。好ましくは流量は約０．１４リットル／（ｍ２ｓ）〜約０．４７リットル／（ｍ２ｓ）である。限定をするわけではないが、適当なフィルターの例としては、ポリプロピレンでできたＰａｌｌ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｄｅｐｔｈフィルター、Ｃｕｎｏフィルター、及びＯｓｍｏｎｉｃｓフィルターを挙げることができる。ろ過は複数、好ましくは約５〜約１０の工程又は段階を使用して行うことができ、連続するそれぞれの工程では、段々と気孔サイズが小さいフィルターを使用する。
【００２３】
直径が約１μｍ超、好ましくは約０．５μｍ超の粒子を除去した後では、全残留コロイド状粒子の好ましくは１ｗｔ％未満、より好ましくは約０．５μｍ未満、最も好ましくは約０．０５ｗｔ％未満の粒子の粒度が、約１μｍ超であることが好ましい。
【００２４】
分散体中の遊離種の除去の工程は、膜を使用するフィルターろ過（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）／限外ろ過によって行うことができる。実質的に全てのコロイド状粒子を残しながら、遊離種を実質的に除去することが可能なプロセスであれば、任意のサイズの膜及び流路サイズを使用することができる。膜を振動させて、閉塞を防ぐこと及び比較的大きい透過速度を可能にすることができる。限定をするわけではないが、膜の形状としては、平面シート状膜、交差流膜、らせん状に巻かれた管、又は中空繊維管を挙げることができる。例えば、コロイド状粒子がカーボンブラックである場合、好ましい膜の分子量分離値（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｃｕｔｏｆｆ）（ＭＷＣＯ）は、少なくとも１０００ＭＷＣＯ、より好ましくは約１，０００〜約５００，０００ＭＷＣＯ、更により好ましくは約１０，０００ＭＷＣＯ〜約１００，０００ＭＷＣＯ、最も好ましくは約１０，０００ＭＷＣＯ〜約５０，０００ＭＷＣＯである。更に、膜の流路サイズは約０．５ｍｍ（２０ミル）〜約１．５ｍｍ（６０ミル）である。
【００２５】
コロイド状粒子を維持しながら、遊離種を実質的に除去できれば、任意のタイプの限外ろ過プロセスを使用することができる。例えば、交差流（ｃｒｏｓｓ−ｆｌｏｗ）膜分離プロセスを使用することができる。限定するわけではないが、限外ろ過装置の特定の例としては、Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎ ＰＦＳ３００（交差流平面シート）及びＫｏｃｈ Ｍｅｍｂｒａｎｅ ＨＦ１６（中空繊維配置）を挙げることができる。好ましくは、コロイド状粒子がカーボンブラックである場合、交差流流れ配置で膜を使用して、良好な透過流束を維持する。限外ろ過又はフィルターろ過プロセスでは、好ましくは少なくとも約７０％、より好ましくは少なくとも８０％、更により好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％の遊離種を除去する。
【００２６】
遊離種が分散体中においてイオン型である場合、実質的に全ての遊離種を除去するためのもう１つの手段は電気透析である。このプロセスは、狭い流れの区画を作る膜積層体からなっている。これらの区画は、交互のカチオン交換膜及びアニオン交換膜で分離されており、これらの交換膜はそれぞれ正イオン及び負イオンを選択的に透過させる。両端部の区画は、電極につながっており、電極は積層体全体に直流電流を通す。カーボンブラック分散体の特定の場合には、分散体は１つ置きの区画にポンプによって通す。水を、カーボンブラック区画の間の区画に通す。電流の作用によるイオン移動は、１つ置きのカーボンブラック区画において塩を減少させ、隣接する水の区画において塩を富化させる。カーボンブラック分散体は、実質的に全ての遊離イオン種が除去されるまで再循環させることができる。
【００２７】
分散体から実質的な量の遊離イオン種を除去する他の手段は、望ましくない有機物質を減少させる又は除去するための活性化カーボン層を使用する又は使用しない、イオン交換プロセスによる。そのようなプロセスでは、イオン交換が、ＯＨ−樹脂でのアニオン交換及びＨ＋樹脂でのカチオン交換を含むことが好ましい。アニオン交換及びカチオン交換は同時に行うことができ、又は任意の他の順序で行うことができるが、アニオン交換を行った後でカチオン交換を行うことが好ましい。更に、コロイド状粒子がカーボンブラックである場合、ＯＨ−樹脂及びＨ＋樹脂のサイズは約５００μｍであり、イオン容量は１ｍｅｑ／ｍｌ（ミリ当量／乾燥ビーズｍｌ）よりも大きいことが好ましい。
【００２８】
好ましくは、上述のイオン交換工程の後で、コロイド状粒子（すなわちカーボンブラック）グラム数の基準に基づいて、分散体中に存在する全遊離種が約３，５００ｐｐｍ未満、より好ましくは約１，０００ｐｐｍ未満である。全残留遊離種の好ましくは約５００ｐｐｍ未満、より好ましくは約３００ｐｐｍ未満が無機イオン性種である。また、全残留遊離種の好ましくは約３，０００ｐｐｍ、より好ましくは約２，０００ｐｐｍ未満、最も好ましくは１，０００ｐｐｍ未満が有機イオン性種である。特定の用途のために必要である場合、全遊離種の量を５０ｐｐｍ未満にすることが本発明では可能である。
【００２９】
本発明の最後の工程はイオン交換に関する。
【００３０】
少なくとも１つのタイプの対イオンを他の１つのタイプの対イオンで交換すること、例えばＮａ＋をＮＨ４＋で交換することは、当業者に既知のイオン交換カラムで行うことができる。限定をするわけではないが、交換することができる特定の対イオンの例としては、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、アセテート、カルボキシレート、及びＢｒ−を挙げることができる。
【００３１】
安定化コロイド状粒子の対イオンの、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％を、異なる対イオンで交換する。
【００３２】
上述の限外ろ過／フィルターろ過プロセスを適応して、対イオン交換を行うことができる。例えば、粒子のＮａ＋又はＨ＋対イオンを、ＮＨ４＋の様な任意の他のカチオンで交換することは、粒子分散体にＮＨ４ＣｌのようなＮＨ４＋の塩を加えることによって達成することができる。得られるＮａＣｌ又は過剰なＮＨ４Ｃｌ塩は、上述の限外ろ過／フィルターろ過プロセスを使用して除去することができる。
【００３３】
対イオンを交換するための他の機構は、変型３区画電気透析装置を使用する。カチオンを交換する装置、例えばナトリウムをアンモニウムで交換する装置のためには、以下の基本的な装置を使用することができる。膜反復単位はアニオン−カチオン−カチオン−であり、アンモニウムに富む流れは区画１、コロイド状粒子流れ（例えばカーボンブラック流れ）は区画２、そして廃棄物収集流れは区画３に入れる。積層体の極性は、アンモニウムイオンを区画１から区画２に移動させ、ナトリウム及びいくらかのアンモニウムイオンを区画２から区画３に移動させることを確実にする。ここで、この区画３は廃棄物流れを保持している。この方法は、ナトリウム対イオンをアンモニウムで部分的に交換することを確実にする。同様な機構をアニオン交換のために使用することができる。
【００３４】
コロイド状分散体がインクジェットインク先駆物質である場合、１つの態様では、遠心分離によって粒度を減少させ、その後でフィルターろ過技術を使用して遊離種を除去することが好ましい。もう１つの好ましい態様では、フィルターろ過技術によって遊離種を除去した後で、遠心分離によって粒度を減少させて、コロイド状粒子の固体損失を減少させる。本発明の工程は、１回だけ行うこと、又は所望の性質が達成されるまで複数回繰り返すことができる。
【００３５】
インクジェット先駆物質において、イオン及び有機物質のような遊離種の多くの割合を除去し且つサイズを減少させる／分級することは性質を改良する。例えば、安定性を改良し、水堅ろう度を改良し、像の光学的密度を大きくし、分散体の粘度を低下させ、及びプリントを耐拭き取り性にし、印刷の質を改良し、濡れ摩擦性を改良し、及び色間の色泣きを改良することができる。インクの安定性、印刷能力、及び比較的早い乾燥時間も改良することができる。
【実施例】
【００３６】
本発明は、以下の例によって更に明確にする。これらの例は単に本発明を例示するためのものである。
【００３７】
［例］
以下の方法を使用して、例に示している相対的な性質を決定した：
【００３８】
（表面積）
ＡＳＴＭ Ｄ−４８２０に従ってＢＥＴ窒素表面積を得た。
【００３９】
（構造）
ＡＳＴＭ Ｄ−２４１４に従ってＤＢＰＡデータを得た。
【００４０】
（粒子直径）
平均粒子直径及び最大検知可能直径は、米国フロリダ州セントピーターズバーグのＬｅｅｄｓ＆Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社（現在はＨｏｎｅｙｗｅｌｌ）のＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを使用して測定した。以下の条件を使用した：不透明非球状粒子、粒子密度＝１．８６ｇ／ｍ３：分散液としては水を用いる。試験時間は６分間であった。（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）はＬｅｅｄｓ＆Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社の登録商標）
【００４１】
（イオン解析）
表２及び４のためのイオン解析：ＡＳＴＭ Ｄ１４２６−８９、ＥＰＡ３５０．３に従ってＯｒｉｏｎのＮＨ３／ＮＨ４＋電極でアンモニア解析を行った。言及した場合を除いて、ＡＳＴＭ Ｄ２７９１、ＡＯＡＣ７６．２５に従ってＯｒｉｏｎのＮａ＋電極でナトリウム解析を行った。ＯｒｉｏｎのカタログＮｏ．９７４６ＢＮに従ってＯｒｉｏｎのＮＯ２−電極で窒素解析を行った。上述のイオンを測定し、そして抽出（イオン性）物質の量の基づくモル数の釣り合い計算を行うことによって、カリウム解析を間接的に行った。
【００４２】
表６及び８のためのイオン解析は、イオンクロマトグラフィーカラムによって行った。固体含有率が１．３％の約２．０ｍｌの水性分散体を、０．１μｍのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｍｉｌｌｅｘ−ＶＶシリンジフィルターを通してろ過し、そしてＤｉｏｎｅｘ Ｑ１Ｃ解析器に注入した。５０μｌの部分を溶離剤流れ（０．７５ｍＭのＮａＨＣＯ３／３．０ｍＭのＮａ２ＣＯ３）に注入した。この流れは、イオンクロマトグラフィーの分離カラム（ＨＰＩＣ−ＡＳ４Ａ）を通って２ｍｌ／分で流れている。溶離剤バックグランドは、０．０２５ＮのＨ２ＳＯ４再生剤を伴うアニオンマイクロ膜サプレッサー（ＡＭＭＳ−ＩＩ）によって減少させた。試料のピークを伝導性によって測定し、それらの面積を標準のピーク面積と比較した。検知限界は、溶液中で０．０２ｐｐｍであった。
【００４３】
（ｐＨ解析）
１５％分散体のｐＨは、ＣｏｒｎｉｎｇのｐＨ計２１５によって測定した。
【００４４】
（Ｋｏｎｔｒｏｎ測定）
Ｋｏｎｔｒｏｎインク分散試験は、画像解析を使用して、水性媒体中で分散していないカーボンブラックの数及びサイズを測定する。希釈されたカーボンブラック分散体は、カバースライドを使用して、ガラススライドに拡げる。試料は、約５００倍の倍率に調節した光学顕微鏡を使用して調べる。この方法では、接続されているＣＣＤカメラを使用して１０個の画像を得て、デジタル化し、デジタル的に処理して、凝集体と背景とのコントラストを改良し、そして２元（黒色及び白色）画像に変換する。その後で対象又は「斑点」を計数し測定する。それぞれの斑点の直径、対応するサイズの分布、斑点の数、及び黒色によって覆われる領域（％）を報告する。１０個の２元画像を合わせて、まとめた図を作る。０．９〜２００μｍの大きさの凝集体を、この方法で測定することができる。「斑点の測定数値」は、０．９〜２００μｍのサイズの粒子の数の直接の指標である。
【００４５】
〔例１〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（１４．０ｇ）、窒素表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１２２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（６．３４ｇ）、及び脱イオン水（１１０ｇ）をピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物１を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料１ａを作った。
【００４６】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表１は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（１ａ）及び遠心分離の後（１ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【００４７】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ IIフィルターを使用して試料１ａにろ過を行った。ろ過は６段階で行って、最終的なフィルターの気孔サイズは０．５μｍであった。下記の表１は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定したろ過の前（１ａ）及びろ過の後（１ｂ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【表１】
【００４８】
Ｋｏｎｔｒｏｎ斑点計数値は、劇的な減少を示している。これは、１μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子の除去の直接の結果である。
【００４９】
（工程４）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料１ｃに限外ろ過を行って、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料１ｄを調製した。下記の表２は、限外ろ過の前（１ｃ）と限外ろ過の後（１ｄ）のイオン性種を示している。表の濃度は、固体基準のｐｐｍに基づいている。
【表２】
【００５０】
表２に示すように、遊離種Ｎａ＋及びＮＯ２−は実質的に減少した。
【００５１】
〔例２〕
（工程１）
スルファニル酸（１２．５ｇ）、窒素表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１２２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（５．２３ｇ）、及び脱イオン水（１００ｇ）を、ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物２を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料２ａを作った。
【００５２】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表３は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（２ａ）及び遠心分離の後（２ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【００５３】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｐｒｏｆｉｌｅ IIフィルターを使用して試料２ａにろ過を行った。ろ過は６段階で行って、最終的なフィルターの気孔サイズは０．５μｍであった。下記の表３は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定したろ過の前（２ａ）及びろ過の後（２ｂ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。工程２又は３で示されるいずれかの技術を使用して、１．０μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子を除去することができる。
【表３】
【００５４】
Ｋｏｎｔｒｏｎ斑点計数値は、劇的な減少を示している。これは、１μｍ超、特に０．５μｍ超の粒子の除去の直接の結果である。
【００５５】
（工程４）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料２ｃに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料２ｄを調製した。下記の表４は、限外ろ過の前（２ｃ）と限外ろ過の後（２ｄ）のイオン性種を示している。
【００５６】
（工程５）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムイオンをカリウムイオンで置換した。５０ｇのＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）７ ＩＲ１２０−Ｈを、蒸留水と２８．５ｇの水酸化カリウムを含有する５０ｍｌの溶液に加えて、３０分間にわたって撹拌した。樹脂から液体を除去し、２００ｍｌの蒸留水で樹脂を３回すすぎ、Ｋ＋イオンを有する樹脂を得た。２００ｇの試料２ｄを、Ｋ＋樹脂を保持するビーカーに加えて、３０分間にわたってオーバーヘッド撹拌機によって混合した。その後で樹脂を分散体から取り出して、試料２ｆを調製した。下記の表４は、Ｋ＋イオン交換の前（２ｄ）及び後（２ｆ）の遊離種を示している。
【００５７】
（工程６）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムをアンモニウムイオンで置換した。２５０ｇの試料２ｄを、５０ｇのＩＯＮＡＣ（商標）Ｃ−２４９（ＮＨ４＋）樹脂を保持するビーカーに加えた。オーバーヘッド撹拌機によって、樹脂を３０分間にわたって混合し、その後で樹脂を取り除いて、試料２ｇを得た。下記の表４は、ＮＨ４＋イオン交換の前（２ｄ）及び後（２ｇ）の遊離イオン性種を示している。
【表４】
【００５８】
〔例３〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（１２．０ｇ）、窒素表面積が２２０ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１１２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（６．０４ｇ）、及び脱イオン水（１６０ｇ）を、ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物３を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料３ａを作った。
【００５９】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表５は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（３ａ）及び遠心分離の後（３ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【表５】
【００６０】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料３ｃに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料３ｄを調製した。下記の表６は、限外ろ過の前（３ｃ）と限外ろ過の後（３ｄ）のイオン性種を示している。表６の濃度は、固体基準のｐｐｍに基づいている。
【００６１】
（工程４）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムイオンをアンモニウムイオンで置換した。Ｐｕｒｏｌｉｔｅ Ｃ１００−ＮＨ４樹脂を保持しているカチオンカラムに分散体を通して、試料３ｇを作った。ここでカラムサイズは３．４×１０４ｃｍ３（１．２ｆｔ３）であった。下記の表６は、カチオン交換の前（３ｄ）及び後（３ｇ）の遊離イオン性種を示している。
【表６】
【００６２】
〔例４〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（１２．０ｇ）、窒素表面積が２２０ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１１２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（１００ｇ）、亜硝酸ナトリウム（６．０４ｇ）、及び脱イオン水（１６０ｇ）を、ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物４を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料４ａを作った。
【００６３】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び６００ｍｌ／分の流量で操作を行って、この分散体に遠心分離を行った。下記の表７は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（４ａ）及び遠心分離の後（４ｃ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【表７】
【００６４】
（工程３）
分散体から遊離イオン性種の有意の量を除去するもう１つの手段では、イオン交換プロセスによって、遊離イオン性種を減少させ又は除去した。試料４ｃの１５％以下の分散体４０ｋｇを、２００ｍｌ／分の流量で、１．６ｋｇのＡｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲＡ−４０２（ＯＨ）イオン交換樹脂（ＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳ）を保持する７．６２ｃｍ（内径）×９１．４４ｃｍ（３”（内径）×３’）のステンレス鋼カラムに上向きに通して、試料４ｅを得た。下記の試料８は、アニオン交換の前（４ｃ）及び後（４ｅ）の遊離イオン性種を示している。表の濃度は、固体基準のｐｐｍに基づいている。
【００６５】
（工程４）
試料のｐＨは１２以下であった。イオン交換樹脂Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ（商標）ＩＲ−１２０Ｈを滴下して、ｐＨを９．０以下に減少させた。下記の表８は、ｐＨ調節の前（４ｅ）と後（４ｆ）の遊離イオン種を示している。
【００６６】
（工程５）
イオン交換を使用して、残留ナトリウムイオンをアンモニウムイオンで交換した。１９．４ｋｇの試料４ｆを、２００ｍｌ／分の流量で、７．１ｋｇのＩＯＮＡＣ（商標）Ｃ−２４９（ＮＨ４＋）樹脂を保持する１０．１６ｃｍ（内径）×１０６．６８ｃｍ（４”（内径）×３．５’）のステンレス鋼カラムに上向きに通して、試料４ｇを得た。下記の表８は、ＮＨ４＋イオン交換の前（４ｆ）と後（４ｇ）の遊離イオン種を示している。
【表８】
【００６７】
〔例５〕
（工程１）
Ｐ−アミノ安息香酸（７ｋｇ／時）、窒素表面積が２００ｍ２／ｇでＤＢＰＡが１２２ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（５０ｋｇ／時）、（３０％）亜硝酸ナトリウム溶液（１０．６ｋｇ／時）、及び脱イオン水（５０ｋｇ／時）を、連続ピンペレッタイザーにおいて共に混合して、生成物５を作った。十分な水を加えて、固体含有率が１５ｗｔ％の試料５ａを作った。
【００６８】
（工程２）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び１００ｍｌ／分の流量で操作を行って、試料５ａに遠心分離を行った。下記の表９は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）−ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離の前（５ａ）及び遠心分離の後（５ｂ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【表９】
【００６９】
（工程３）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料５ｂに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料５ｃを調製した。上記の表９は、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度のパラメーターを示している。
【００７０】
（工程４）
Ｐａｌｌ Ｆｉｌｔｒｏｎの１０Ｋ Ｏｍｅｇａ膜を使用して、試料５ａに限外ろ過を行い、遊離種を除去した。この技術は、交差流膜技術を利用している。全部で５回のフィルターろ過を行って、試料５ｄを調製した。上記の表９は、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度のパラメーターを示している。
【００７１】
（工程５）
Ｃａｒｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ社のＰｉｌｏｔｆｕｇｅを使用し、１５，０００Ｇの遠心力及び１００ｍｌ／分の流量で操作を行って、試料５ｄに遠心分離を行った。上記の表９は、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ（商標）ＵＰＡ測定によって測定した遠心分離工程の前（５ａ）及び遠心分離の後（５ｅ）の、平均粒子直径、標準偏差、及び最大粒度の様々なパラメーターを示している。
【００７２】
〔例６〕
上述の例から理解されるように、遊離種（イオン及び有機物質）の実質的な量は、本発明の方法によって除去され、このことは、インク、特にインクジェットインク、及びコーティング組成物に有益な影響を与える。これは、そのような純化された分散体が、インク、特にインクジェットインク、又はコーティング組成物と様々な残留インク若しくはコーティング成分との副反応の危険性を最小化することによる。また、純化された分散体は、副反応が起こった場合に好ましくない影響を与えることがある不純物が比較的少ないので、着色料と他のインク成分との相溶性を改良する。２つの試料３ａ及び３ｇを使用し、米国特許第５，５７１，３１１号明細書に記載の様式で、インクジェットインクを作った。組成Ａは、５ｗｔ％のカーボンブラック、１０ｗｔ％のエチレングリコール、１０ｗｔ％の２−ピロリジノン、及び４ｗｔ％のイソプロピルアルコールを含んでいる。組成Ｂは、５ｗｔ％のカーボンブラック、１０ｗｔ％のエチレングリコール、１０ｗｔ％のジ（エチレングリコール）、及び４ｗｔ％のイソプロピルアルコールを含んでいる。様々な割合のインクジェットインクを試験して、本発明の方法を使用して純化していない標準対照試料と比較した。結果は下記の表１０に示した。ここで、Ｏ．Ｄ．は光学密度、ＷＦは水堅ろう度（ｗａｔｅｒｆａｓｔｎｅｓｓ）の結果である。
【表１０】
【００７３】
これらの例は、試料３ａと比較して、試料３ｇで水堅ろう度がかなり改良されていることを示している。
【００７４】
ここで説明した本発明の実施例及び明細書の記載を考慮すると、本発明の他の態様は当業者にとって明らかである。明細書の説明及び例は単なる例示であり、本発明の範囲及び本質は特許請求の範囲で示すことを意図している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）カチオン及びアニオンを有する安定化コロイド状粒子、並びに（ｂ）溶液中の遊離種を含む分散体の純化方法であって、
（ａ）約１μｍ超の粒度の粒子を実質的に除去する工程、
（ｂ）前記遊離種を実質的に除去する工程、及び
（ｃ）前記イオン安定化コロイド状粒子の一部を成す前記対イオンの少なくとも一部を、他の対イオンで交換する工程、
を任意の順序で含む、分散体の純化方法。
【請求項２】
約０．５μｍ超の粒度の粒子を、工程（ａ）で実質的に除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遠心分離によって工程（ａ）を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記遠心分離を、少なくとも約５，０００Ｇの遠心力で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記遠心分離を、少なくとも約１５，０００Ｇの遠心力で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記遠心分離を、約１５，０００〜約２０，０００Ｇの遠心力で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記遠心分離が、ソリッドボウル遠心分離である、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記遠心分離が、管状ボウル遠心分離である、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
工程（ｂ）及び（ｃ）の前に、工程（ａ）を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｂ）又は（ｃ）の後で、工程（ａ）を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
工程（ａ）、工程（ｂ）、又は工程（ｃ）を、１又は複数回反復することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記遠心分離を半連続供給速度で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
前記供給速度が約５００ｍｌ／分〜約１０リットル／分である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記遠心分離を周囲温度で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項１５】
前記遠心分離が再循環浴を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１６】
前記遠心分離の間の前記分散体の粘度が、約１ｃＰ〜約８ｃＰである、請求項３に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ａ）をろ過によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ろ過が、気孔サイズが約０．１μｍ〜約１００μｍの１又は複数のフィルターを使用する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ろ過の流量が、約０．１４リットル／ｍ２ｓ／分〜約０．４７リットル／ｍ２ｓ／分である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
工程（ｂ）を、膜を用いるフィルターろ過又は限外ろ過によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記膜の分子量分離値が少なくとも１０，０００である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記膜の分子量分離値が約１０，０００〜約５０，０００である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記膜の流路サイズが約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記膜の透過流束が少なくとも約２４．５ｍｌ／ｃｍ２／ｄａｙ（約５ｇａｌ／ｆｔ２／ｄａｙ）である、請求項２に記載の方法。
【請求項２５】
前記膜の透過流束が約２４．５〜約１４６．８ｍｌ／ｃｍ２／ｄａｙ（約５〜約３０ｇａｌ／ｆｔ２／ｄａｙ）である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
１又は複数回の通過で前記遊離イオン種を実質的に除去するのに十分な表面積を、前記膜が有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記限外ろ過又はフィルターろ過が、交差流膜分離である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
工程（ｂ）を電気透析によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記電気透析が変形電気透析である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
工程（ｂ）をイオン交換によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記イオン交換が、ＯＨ−樹脂によるアニオン交換、及びＨ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋樹脂によるカチオン交換を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記カチオン交換の前に、前記アニオン交換を行う、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ＯＨ−樹脂及び前記Ｈ＋又はＫ＋樹脂の大きさが約５００μｍであり、約２ｍｅｑ／ｍｌの量で存在する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
アニオン交換がＯＨ−樹脂を用い、且つカチオン交換がＨ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋樹脂を用い、且つ、前記アニオン及びカチオン交換を同時に行う、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記コロイド状粒子が顔料である、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記顔料がカーボン顔料である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記カーボン顔料が、カーボンブラック、グラファイト、ガラス質カーボン、活性炭、活性化カーボン、又はそれらの混合物である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記カーボンブラックに、前記イオン性種を有する有機基が結合している、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記有機基が、前記カーボンブラックに直接に結合した芳香族基を有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯ−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）３；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）；−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）（ｘはＮａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋からなる群より選択されるカチオン、ｚは１〜１８の整数）；−Ｃ６Ｈ４−（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−（ＹはＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−からなる群より選択されるアニオン）；又はそれらの組み合わせである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記対イオンがＮａ＋であり、且つ前記他の対イオンがＮＨ４＋である、請求項１に記載の方法。
【請求項４２】
前記溶液が水溶液である、請求項１に記載の方法。
【請求項４３】
工程（ｃ）をイオン交換プロセスによって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４４】
工程（ｃ）を、変形３区画電気透析プロセスによって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４５】
（ａ）カチオン及びアニオンを有する安定化コロイド状粒子、並びに（ｂ）溶液中の遊離種を含むインク分散体の純化及び分級方法であって、
（ａ）膜を用いるフィルターろ過又は限外ろ過によって、前記遊離種を実質的に除去する工程、
（ｂ）遠心分離によって、約０．５μｍよりも大きい粒度の粒子を実質的に除去する工程、
を含む、インク分散体の純化及び分級方法。
【請求項４６】
前記イオン安定化コロイド状粒子の一部を成す前記対イオンの少なくとも一部を、他の対イオンで交換する更なる工程を、前記分散体に行う、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記分散体中の約１μｍ超の粒度の粒子の実質的に全てを、工程（ａ）の前に除去する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
遠心分離によって前記粒子を除去する、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記コロイド状粒子が顔料である、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記顔料がカーボンブラックである、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記カーボンブラックに、前記イオン性種を有する有機基が結合している、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯ−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）３；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）；−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）（ｘはＮａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋からなる群より選択されるカチオン、ｚは１〜１８の整数）；−Ｃ６Ｈ４−（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−（ＹはＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−からなる群より選択されるアニオン）；又はそれらの組み合わせである、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記対イオンがＮａ＋であり、且つ前記他の対イオンがＮＨ４＋である、請求項４６に記載の方法。
【請求項１】
（ａ）カチオン及びアニオンを有する安定化コロイド状粒子、並びに（ｂ）溶液中の遊離種を含む分散体の純化方法であって、
（ａ）約１μｍ超の粒度の粒子を実質的に除去する工程、
（ｂ）前記遊離種を実質的に除去する工程、及び
（ｃ）前記イオン安定化コロイド状粒子の一部を成す前記対イオンの少なくとも一部を、他の対イオンで交換する工程、
を任意の順序で含む、分散体の純化方法。
【請求項２】
約０．５μｍ超の粒度の粒子を、工程（ａ）で実質的に除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遠心分離によって工程（ａ）を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記遠心分離を、少なくとも約５，０００Ｇの遠心力で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記遠心分離を、少なくとも約１５，０００Ｇの遠心力で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記遠心分離を、約１５，０００〜約２０，０００Ｇの遠心力で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記遠心分離が、ソリッドボウル遠心分離である、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記遠心分離が、管状ボウル遠心分離である、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
工程（ｂ）及び（ｃ）の前に、工程（ａ）を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｂ）又は（ｃ）の後で、工程（ａ）を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
工程（ａ）、工程（ｂ）、又は工程（ｃ）を、１又は複数回反復することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記遠心分離を半連続供給速度で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
前記供給速度が約５００ｍｌ／分〜約１０リットル／分である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記遠心分離を周囲温度で行う、請求項３に記載の方法。
【請求項１５】
前記遠心分離が再循環浴を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１６】
前記遠心分離の間の前記分散体の粘度が、約１ｃＰ〜約８ｃＰである、請求項３に記載の方法。
【請求項１７】
工程（ａ）をろ過によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ろ過が、気孔サイズが約０．１μｍ〜約１００μｍの１又は複数のフィルターを使用する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ろ過の流量が、約０．１４リットル／ｍ２ｓ／分〜約０．４７リットル／ｍ２ｓ／分である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
工程（ｂ）を、膜を用いるフィルターろ過又は限外ろ過によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記膜の分子量分離値が少なくとも１０，０００である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記膜の分子量分離値が約１０，０００〜約５０，０００である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記膜の流路サイズが約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記膜の透過流束が少なくとも約２４．５ｍｌ／ｃｍ２／ｄａｙ（約５ｇａｌ／ｆｔ２／ｄａｙ）である、請求項２に記載の方法。
【請求項２５】
前記膜の透過流束が約２４．５〜約１４６．８ｍｌ／ｃｍ２／ｄａｙ（約５〜約３０ｇａｌ／ｆｔ２／ｄａｙ）である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
１又は複数回の通過で前記遊離イオン種を実質的に除去するのに十分な表面積を、前記膜が有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記限外ろ過又はフィルターろ過が、交差流膜分離である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
工程（ｂ）を電気透析によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記電気透析が変形電気透析である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
工程（ｂ）をイオン交換によって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記イオン交換が、ＯＨ−樹脂によるアニオン交換、及びＨ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋樹脂によるカチオン交換を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記カチオン交換の前に、前記アニオン交換を行う、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ＯＨ−樹脂及び前記Ｈ＋又はＫ＋樹脂の大きさが約５００μｍであり、約２ｍｅｑ／ｍｌの量で存在する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
アニオン交換がＯＨ−樹脂を用い、且つカチオン交換がＨ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋樹脂を用い、且つ、前記アニオン及びカチオン交換を同時に行う、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記コロイド状粒子が顔料である、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記顔料がカーボン顔料である、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記カーボン顔料が、カーボンブラック、グラファイト、ガラス質カーボン、活性炭、活性化カーボン、又はそれらの混合物である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記カーボンブラックに、前記イオン性種を有する有機基が結合している、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記有機基が、前記カーボンブラックに直接に結合した芳香族基を有する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯ−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）３；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）；−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）（ｘはＮａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋からなる群より選択されるカチオン、ｚは１〜１８の整数）；−Ｃ６Ｈ４−（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−（ＹはＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−からなる群より選択されるアニオン）；又はそれらの組み合わせである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記対イオンがＮａ＋であり、且つ前記他の対イオンがＮＨ４＋である、請求項１に記載の方法。
【請求項４２】
前記溶液が水溶液である、請求項１に記載の方法。
【請求項４３】
工程（ｃ）をイオン交換プロセスによって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４４】
工程（ｃ）を、変形３区画電気透析プロセスによって行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４５】
（ａ）カチオン及びアニオンを有する安定化コロイド状粒子、並びに（ｂ）溶液中の遊離種を含むインク分散体の純化及び分級方法であって、
（ａ）膜を用いるフィルターろ過又は限外ろ過によって、前記遊離種を実質的に除去する工程、
（ｂ）遠心分離によって、約０．５μｍよりも大きい粒度の粒子を実質的に除去する工程、
を含む、インク分散体の純化及び分級方法。
【請求項４６】
前記イオン安定化コロイド状粒子の一部を成す前記対イオンの少なくとも一部を、他の対イオンで交換する更なる工程を、前記分散体に行う、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記分散体中の約１μｍ超の粒度の粒子の実質的に全てを、工程（ａ）の前に除去する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
遠心分離によって前記粒子を除去する、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記コロイド状粒子が顔料である、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記顔料がカーボンブラックである、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記カーボンブラックに、前記イオン性種を有する有機基が結合している、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記有機基が、−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯ−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−ＳＯ３−Ｘ＋；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）３；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＯＯ−Ｘ＋）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）２；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＦ３）；−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）；−Ｃ６Ｈ４−（ＣＨ２）ｚ−（ＣＯＯ−Ｘ＋）（ｘはＮａ＋、Ｈ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋からなる群より選択されるカチオン、ｚは１〜１８の整数）；−Ｃ６Ｈ４−（ＮＣ５Ｈ５）＋Ｙ−（ＹはＮＯ３−、ＯＨ−、ＣＨ３ＣＯＯ−からなる群より選択されるアニオン）；又はそれらの組み合わせである、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記対イオンがＮａ＋であり、且つ前記他の対イオンがＮＨ４＋である、請求項４６に記載の方法。
【公開番号】特開２００８−２７４２９６（Ｐ２００８−２７４２９６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−１６６４９５（Ｐ２００８−１６６４９５）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【分割の表示】特願２０００−５２９３８５（Ｐ２０００−５２９３８５）の分割
【原出願日】平成１１年１月２９日（１９９９．１．２９）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６４９５（Ｐ２００８−１６６４９５）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【分割の表示】特願２０００−５２９３８５（Ｐ２０００−５２９３８５）の分割
【原出願日】平成１１年１月２９日（１９９９．１．２９）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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