遊離性基を有するインクとコーティング用の改質炭素生産品
【課題】改質炭素生産品を提供する。
【解決手段】少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品が開示され、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有するイオン基又はイオン性基を含であり、ＡＧは活性基、Ｓｐはその活性基がＬＧを離脱することを助長するスペーサー基であり、Ｚは対イオンであり、その芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基は炭素に直接結合し、有機基は任意の量で存在する。また、本発明は、これらの改質炭素生産品を含むインクとコーティング用の組成物に関する。
【解決手段】少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品が開示され、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有するイオン基又はイオン性基を含であり、ＡＧは活性基、Ｓｐはその活性基がＬＧを離脱することを助長するスペーサー基であり、Ｚは対イオンであり、その芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基は炭素に直接結合し、有機基は任意の量で存在する。また、本発明は、これらの改質炭素生産品を含むインクとコーティング用の組成物に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質炭素生産品、及びその改質カーボンブラック生産品を含むインクとコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、主な黒色顔料は、ファーネスブラックのようなカーボンブラックであり、このカーボンブラックは、乾燥した粉末状態、フラッシペースト、又は濃厚な液体の状態で、着色剤として使用可能である。一般に、着色剤は、色調、非変色性、質感、不透明、光沢、レオロジー、最終用途、印刷性に影響を与える。
現在使用されているインクには、種々の部類がある。これらの分類には、印刷用インク、紫外線硬化インク、ポールペンインク、スタンプパッド、マーキングインクが挙げられる。一般に、インクは、凸版、平版、フレキソ、グラビア、スクリーン、ステンシル、複写、静電気によって施すことができる。このようなインクは、ニュース、刊行物、コマーシャル、カートン、書籍、ダンボール、紙袋、包装材料、ラベル、金属容器、プラスチック容器、プラスチックフィルム、ホイル、ラミネート、食品内装物、衛生紙、生地等に見ることができる。マグローヒル社の「Encyclopedia of Science and Technology, Vol.7, pags. 159-164」（非特許文献１）は、利用可能なインクの種類とそれらの用途をより詳細に記載しており、これらの記載はいずれも本願でも参考にして取り入れられている。
【０００３】
また、コーティングも顔料を含むことができ、各種表面の装飾、保護、及び機能のための処理に使用される。これらの表面には、コイル、金属、器具、家具、ハードボード、挽材、合板、船舶、メインテナンス、自動車、缶、ボール紙が挙げられる。海底パイプラインに施されるようなコーティングは、保護を目的とする。また、自動車の外側コーティングは、装飾と保護の機能のためである。また、船舶デッキや自動車シートは、摩擦調節のためである。あるコーティングは、船舶の下部表面を汚れを抑制し、また、缶の中の食物や飲物を保護する。シリコンチップ、プリント配線ボード、信号伝送導波ファイバーのコーティング、ビデオテープやコンピューターディスクの磁気コーティングはいわゆるコーティングのハイテク用途である。
【０００４】
水性のインクとコーティングの水系ビヒクルの種類には、バインダーが、水に可溶なもの、コロイド状に分散するもの、乳化してラテックスを形成するものが挙げられる。バインダーと揮発性液体の組み合わせはビヒクルと称され、これは、溶液、又は非溶媒中の微細なバインダー粒子のディスパージョンであることができる。顔料は、コーティングビヒクル中に分散された、微細に分割された不溶性の固体粒子であり、最終的な膜の中でバインダーの全体に分布する。水系コーティングの成分と製造は、文献「Concised Encyclopedia of Polymers, Science and Engineering, pags. 160-171 (1990)」（非特許文献２）により詳しく説明されており、本願でも参考にして取り入れられている。
【０００５】
非水性のインクとコーティングは、水系ビヒクルが適さない多くの用途に使用される。例えば、金属、ガラス、プラスチックのような疎水性で無孔質の基材に印刷されるインクは、速乾性でなければならない。したがって、水ではなく、ケトン、エステル、アルコール、炭化水素のような溶媒が使用されることが多い。このような溶媒をベースにしたインクは、紙基材、工業的ボール箱ラベル、種々の金属やプラスチックの容器、コンポーネントの印刷に広く使用されている。具体的な例には、ニュースインク組成物、ウェブオフセットグロスの熱硬化インク組成物が挙げられる。
【０００６】
また、インクとコーティングは、ある場合には、耐水性であることが必要とされる。このような場合、耐水性樹脂を、インク又はコーティングを非水系溶媒の中に溶かし、乾燥後に所望の耐水性を与えることができる。このような非水系コーティングの主な用途は、金属やプラスチックの自動車部品である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】マグローヒル社の「Encyclopedia of Science and Technology, Vol.7, pags.159-164」
【非特許文献２】「Concised Encyclopedia of Polymers, Science and Engineering, pags.160-171(1990)」
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品に関するものであり、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有する基を含み、ＡＧは活性基、Ｓｐは遊離性基の離脱を助長するスペーサー基である。ＬＧは遊離性基、Ｚは対イオンである。芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基は、炭素に直接結合する。また、本発明は、これらの改質炭素生産品を含むインク又はコーティングの組成物に関する。
【０００９】
本願における用語「炭素」は、結晶性及び／又はアモルファスのタイプであることができる。例えば、限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、ガラス質炭素、活性チャーコール、活性炭が挙げられる。これらの微細に分割した形態が好ましく、また、種々の炭素の混合物を使用することもできる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本改質炭素生産品は、少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含み、ここで、その有機基は、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有するイオン基又はイオン性基を含み、ＡＧは活性基、Ｓｐは遊離性基ＬＧの離脱を助長するスペーサー基である。ＬＧは遊離性基であり、Ｚは対イオンである。活性基は、遊離性基の離脱を助長する任意の基である。活性基の例には、限定されるものではないが、−ＳＯ2 −、−ＮＲＳＯ2 −、−ＮＲＣＯ−、−Ｏ2 Ｃ−、−ＳＯ2 ＮＲ−等がある。Ｒは、相互に関係なく、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである。スペーサー基は、好ましくは、−ＡＧの隣の炭素に結合した少なくとも１つの水素を有する任意のエチレン基又は置換エチレン基である。遊離性基は、炭素系着色剤又は顔料に結合した有機基から遊離することができる任意の基である。遊離性基が、炭素生産品に結合した有機基から遊離すると、炭素生産品に結合した残りのイオン基又はイオン性基の数が減少する。遊離性基の例には、限定されるものではないが、−ＯＳＯ3 - 、−ＳＳＯ3 - 、−ＯＰＯ32- 、Ｑ+ 等がある。Ｑ+ は、ＮＲ3 + 、Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ）3 Ｎ+ 、又はピリジンのようなＮ置換複素環である。芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基は、炭素に直接結合し、炭素に結合して存在する有機基の量には制限はない。好ましくは、炭素に結合した有機基の量は、使用した炭素のＣＴＡＢ又は全面積を基準に約０．１０〜約４．０マイクロモル／ｍ2 、より好ましくは約２．０〜約３．３マイクロモル／ｍ2 である。
【００１１】
式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚの適切なイオン基又はイオン性基には、限定されるものではないが、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 +
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 +
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +
が挙げられ、Ｒは、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルであり、Ｍは、Ｈ又はアルカリ金属の例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、又はＲｂであり、Ｑは上述の通りである。Ｘは、ハリド又は無機酸又は有機酸から誘導されたアニオンである。
【００１２】
また、Ｎ置換複素環のような複素環式又は環式の一般的なイオン基又はイオン性基も使用可能である。具体的な例には、限定されるものではないが、
【００１３】
【化１】
【００１４】
上記のＮ環式において、ＳＯ3 - がＬＧ、Ｍ +が対イオンである。ＡＧ−ＳｐがＮ環である。
環式の例には次のものが挙げられる。
【００１５】
【化２】
【００１６】
ここで、Ｒは上記の通りであり、波線は、芳香族基のような有機基への結合を意味する。より具体的な例には、次のものが挙げられる。
【００１７】
【化３】
【００１８】
ここで、線分は、炭素生産品への結合を意味する。高温又は基本的条件下で、これらの環式構造は、スルフィットイオンを遊離することができる。
好ましい有機基はＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +である。イオン基又はイオン性基のＬＧ−Ｚ部分は、好ましくは、炭素生産品が、例えば、水性インク又はコーティング配合物の中に入れられたとき、遊離反応によって炭素生産品から除去（遊離）される。この遊離は、加熱する又はしない中で、経時的に生じることができる。このような遊離反応の例は、ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 Ｍ基が（ＣＨ3 ）2 ＮＣ2 Ｈ4 ＯＨと反応してＳＯ2 ＣＨ＝ＣＨ2 とＭ +Ｈ（ＣＨ3 ）2 Ｎ +Ｃ2 Ｈ4 ＯＨＳＯ42- を生成する反応である。水性又は非水性のインク又はコーティングの組成物又は配合物が、これらの１種以上の改質炭素生産品と適切な有機溶媒又は水系媒体の例えば水を含んで調製されることができる。これらの改質炭素生産品がコーティング配合物の中に存在し、遊離反応が生じると、改質炭素生産品は、少なくとも１種の有機基を結合した炭素を含み、ここで、有機基は、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−ＣＨ＝ＣＨ2 、−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 ＯＨ、又は−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −ＡＧ−を有する基を含み、各ＡＧは同じでも異なってもよいが、炭素に結合する。これらの炭素生産品を含むインクとコーティングは、本発明の一部である。
【００１９】
炭素は、結晶性及び／又はアモルファスのタイプであることができる。例えば、限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、ガラス質炭素、活性チャーコール、炭素繊維、活性炭、及びこれらの混合物が挙げられる。これらの微細に分割した形態が好ましく、また、種々の炭素の混合物を使用することもできる。
【００２０】
本改質炭素生産品は、好ましくは、炭素に、液体反応媒体中のジアゾニウム塩を反応させ、少なくとも１種の有機基を炭素表面に結合させることによって調製することができる。ジアゾニウム塩は、炭素に結合する有機基を含むことができる。ジアゾニウム塩は、１以上のジアゾニウム基を有する有機化合物である。好ましい反応媒体には、水、任意の水含有媒体、任意のアルコール含有媒体が挙げられる。水が最も好ましい媒体である。炭素がカーボンブラックである改質炭素生産品とその好ましい種々の製造方法は、米国特許出願第０８／３５６６６０号（発明の名称：カーボンブラックのジアゾニウム塩の反応、得られたカーボンブラック生産品、及びそれらの用途、１９９４年１２月１５日出願）、及びその一部継続出願の米国特許出願第０８／５７２５２５号（１９９５年１２月１４日出願）に開示されており、これらは本願でも参考にして取り入れられている。炭素がカーボンブラックでない改質炭素生産品とその好ましい種々の製造方法は、米国特許第５５５４７３９号（発明の名称：炭素材料とジアゾニウム塩の反応、得られた炭素生産品）、ＷＯ９６／１８６９６、ＷＯ９６／１８６８８に開示されており、これらは本願でも参考にして取り入れられている。
【００２１】
上記の改質炭素生産品の好ましい調製において、ジアゾニウム塩は、炭素との反応を可能にするのに十分に安定であれば足りる。即ち、この反応は、不安定で分解を受けることが考えられるもの以外のジアゾニウム塩を用いて行うことができる。ある分解プロセスは、炭素とジアゾニウム塩の反応と競合し、炭素に結合する有機基の全数を減らすことがある。また、この反応は、多くのジアゾニウム塩が分解を受ける高温で行うこともできる。また、高温は、反応媒体中のジアゾニウム塩の溶解を促進し、プロセス中のそのハンドリングを改良するのに有益なこともある。しかしながら、高温は、分解プロセスによってジアゾニウム塩の損失をもたらすことがある。ジアゾニウム塩は、その場所で調製することができる。本発明の改質炭素生産品は、副生物又は未結合塩は、僅かの量しか含まないことが好ましい。
【００２２】
好ましい調製プロセスにおいて、カーボンブラックは、薄くて容易に攪拌できる水系スラリーとして、又はカーボンブラック造粒水が適当量存在する中で、ジアゾニウム塩と反応することができる。所望により、カーボンブラックペレットを、バッチ式又は連続式の通常の造粒法を用いて作成することができる。同様に、その他の炭素もまたジアゾニウム塩と反応することができる。また、カーボンブラック以外の炭素を用いた改質炭素生産品が、例えば、非水性のインク又はコーティングに使用される場合、例えば、好ましくは、インク又はコーティングの改質炭素生産品の不都合な沈殿を防ぐため、ジアゾニウム塩と反応させる前に、適当なプロセスで微細な粒子サイズに粉砕することが好ましい。また、カーボンブラック以外の炭素を用いた改質炭素生産品が、インクジェットインクに使用される場合、インクの不都合な沈殿を防ぐため、ジアゾニウム塩と反応させる前に、適当なプロセスで微細な粒子サイズに粉砕することが好ましい。炭素に結合した少量の有機基を用いる場合、インクジェットインクに付加的な粒子安定化手段が必要なことがある。このような手段の１つとして、高分子分散剤を使用することができる。
【００２３】
前述のように、有機基は、芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基を含む。芳香族基には、限定されるものではないが、１つ以上の環を有する不飽和環状炭化水素が挙げられる。芳香族基は置換又は未置換でよい。芳香族基には、アリール基（例えば、フェニル、ナフチル、アントラセンチル等）、ヘテロアリール基（イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、チエニル、チアゾイル、フリル、トリアジニル、インドリル等）が挙げられる。Ｃ1 〜Ｃ12アルキル基は、枝分かれしてもしなくてもよく、好ましくは、エチルである。
【００２４】
また、その他の付加的な有機基が、本発明の改質炭素生産品に結合することができる。これらの付加的なその他の有機基は、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) イオン基又はイオン性基、を含むことができ、ここで、イオン基又はイオン性基は、有機基から遊離しない(not eliminated)。好ましくは、所望により、イオン基又はイオン性基は、約２．４マイクロモル／ｍ2 未満の濃度で存在する。これらの付加的なイオン性基は、使用媒体中でイオン基を生成することができる。イオン基は、アニオン基又はカチオン基であることができ、イオン性基は、アニオン又はカチオンを生成することができる。結合可能なその他の付加的な有機基の例には、例えば、Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +、Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｎａ +が挙げられる。これら以外の例は、米国特許第５５７１３１１号、同５６３０８６８号、米国特許出願第０８／５７２５４２号、同０８／６６３７０７号、同０８／６６３６９４号に記載されており、これらはいずれも本願でも参考にして取り入れられている。
【００２５】
本発明の改質炭素生産品のディスパージョンは、安息香酸ナトリウムや酢酸ナトリウムのような安定剤や緩衝剤を添加して、過度に早期の遊離や加水分解から安定化することができる。水系溶液中の安定剤や緩衝剤は、一般に、これらのディスパージョンの安定性を改良するレベルであり、好ましくは、約０．０５Ｍ未満である。式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚの基の他に結合したカルギキシレート基を有する炭素生産品は、改良された安定性を有することができる。
【００２６】
本発明の改質炭素生産品は、水系又は非水系のイオンやコーティングの配合物に使用することができる。一般に、インクは、着色剤又は顔料、及び粘度と乾燥性を調節する溶媒を含む。インクは、所望により、印刷中のキャリヤー及び／又は印刷性や乾燥性等を改良する添加剤として機能するビヒクル又はワニスを含むことができる。インクの特性、調製、用途の一般的説明は、刊行物「The Printing Manual, 5th Ed., R.H. Leach, et al, Eds. (Chapman & Hall, 1993)」を参照されたい。その他のインク添加剤をインク配合物に含めることもできる。また、未改質炭素と改質炭素生産品の混合物を含むインク配合物を使用することは、本発明の範囲に含まれる。
【００２７】
本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョンとして又は固体として、標準的な技術を用いてインク配合物に含めることができる。本発明の改質炭素生産品の使用は、配合物の粘度を低下させることで、顕著な効果とコスト削減を与えることができる。また、このことは、配合物中の炭素生産品のより高い充填量を可能にする。また、混合時間を短縮することができる。また、本発明の改質炭素生産品は、改良された噴出性、ブルー色調、光沢を与えることができる。
【００２８】
また、このような改質炭素生産品は、ペイントや仕上剤のような非水系のコーティング組成物に使用することもできる。即ち、本発明の１つの態様は、適切な溶媒と本発明の改質炭素生産品を含むコーティング組成物である。バインダーのようなその他の通常のコーティング添加剤が、非水系コーティング組成物の中に含められることができる。
【００２９】
非水系コーティング配合物は、最終用途の条件と要請によって大きく異なる。一般に、コーティング系は３０重量％以下の炭素を含む。樹脂含有率は、配合物の１００重量％近くまで大きく異なることができる。例えば、アクリル、アルキド、ウレタン、エポキシ、セルロース誘導体等がある。溶媒含有率は、０〜８０重量％の範囲であることができる。例えば、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルコール、ポリアルコール、ケトン、エステル等がある。添加剤の２つの別な一般的部類は、フィラーと改質剤である。フィラーの例は、別な着色顔料（例えば、ＴｉＯ2 、フェタロブルー等）、クレー、タルク、シリカ、カーボネートである。フィラーは、最終的な使用上の要請に応じて、６０重量％以下まで添加することができる。改質剤の例は、流動助剤、レベリング剤、殺菌剤であり、一般に、５重量％未満で添加される。本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョン又は固体として、標準的技術を用いて非水系コーティングに混和することができる。
【００３０】
本発明の改質炭素生産品を含む組成物を混和する非水系媒体の例には、限定されるものではないが、メラミン−アクリル樹脂、メラミン−アルキド樹脂、ウレタン−硬化アルキド樹脂、ウレタン−硬化アクリル樹脂等が挙げられる。また、本発明の改質炭素生産品は、水系エマルジョンペイント中で使用することもできる。これらの種類のペイントにおいては、顔料を含む非水系部分が存在し、その非水系部分は水系ペイントに分散される。したがって、本発明の改質炭素生産品は、水系エマルジョンペイントの中に分散される非水系部分の一部として使用することができる。
【００３１】
また、本発明の改質炭素生産品は、水系のインク又はコーティングの配合物に有用である。「水系」とは、水と、アルコールのような別な水混和性又は水分散性物質の混合物も含まれる。このように、本発明は、水と本発明の改質炭素生産品を含む水系インク組成物を提供する。その他の既知のインク添加剤を、この水系インク配合物に含めることもできる。前述のように、インクは、前述のような種々の構成成分からなることができる。種々の水系インク組成物が、例えば、米国特許第２８３３７３６号、同３６０７８１３号、同４１０４８３３号、同４３０８０６１号、同４７７０７０６号、同５０２６７５５号に開示されており、これらいずれも本願でも参考にして取り入れられている。
【００３２】
また、本発明の改質炭素生産品はインクジェットインク配合物に有用である。米国特許第５５７１３１１号と同５６３０８６８号に記載の添加剤と配合物が、本発明の改質炭素生産品と併せて使用することができる。
本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョン又は固体として、標準的技術を用いて水系インク配合物の中に混和することができる。
フレキソインクは、ある群のインク組成物である。フレキソインクは、一般に、着色剤、バインダー、及び非水系又は水系の溶媒を含む。本発明の改質炭素生産品は、フレキソインク着色剤として有用であることができる。本発明の改質炭素生産品は、水系ニュースインクに使用されることもできる。例えば、水系ニュースインク組成物は、水、本発明の改質炭素生産品、樹脂、及び消泡剤又は界面活性剤のような通常の添加剤を含むことができる。
【００３３】
また、本発明の改質炭素生産品は、ペイントや仕上剤のような水系コーティング組成物に使用することもできる。このように、本発明の１つの態様は、水、樹脂、及び本発明の改質炭素生産品を含む改良された水系コーティング組成物である。別な既知の水系コーティング添加剤を、この水系コーティング組成物の中に含めることもできる。例えば、本願でも参考にして取り入れている刊行物「McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 5th Ed. (McGraw-Hill) 」を参照されたい。また、本願でも参考にして取り入れている米国特許第５０５１４６４号、同５３１９０４４号、同５２０４４０４号、同５０５１４６４号、同４６９２４８１号、同５３５６９７３号、同５３１４９４５号、同５２６６４０６号、同５２６６３６１号を参照されたい。また、本発明の水系組成物は、別な着色顔料（例えば、ＴｉＯ2 、フェタロブルー等）、クレー、タルク、シリカ、カーボネートを含むこともできる。本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョン又は固体として、標準的技術を用いて水系コーティング組成物に混和することができる。
【００３４】
各種の用途にインク又はコーティングが使用可能である。好ましくは、本発明の水系インク又はコーティングにおいて、改質炭素生産品は、インク又はコーティングの２０重量％以下の量で存在する。また、未改質炭素と、本発明の改質炭素生産品の混合物を含む水系又は非水系のインク又はコーティング配合物を使用することは、本発明の範囲に含まれる。前述したような通常の添加剤を、このディスパージョンに添加して、水系インク又はコーティングの特性をさらに改良することもできる。
【００３５】
また、本発明の改質炭素生産品は、インク配合物が溶媒、水系媒体、又は水系エマルジョンうベースとするインクジェットインクに使用することもできる。
以下の例は、例証のためであって、本発明の範囲を限定するものではない。
ＢＥＴ窒素表面積はＡＳＴＭのＤ−４８２０を用いて測定した。ＣＴＡＢ面積の測定はＡＳＴＭのＤ−２４１４を用いて行った。Ｌ* ａ* ｂ* の値は、１０度Ｄ６５ ＣＩＥＬＡＢカラースペースに設定し、Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ Ｓｃａｎ ６０００を用いて測定した。この測定のため、窒素吸着曲線を０．５５相対圧力まで拡張した。相対圧力は「圧力（Ｐ）／飽和圧力（Ｐｏ、窒素が凝集する圧力）」である。吸着層の厚さ（ｔ、オングストローム）は、次の関係を用いて計算した。
ｔ＝０．８８（Ｐ／Ｐｏ）2 ＋６．４５（Ｐ／Ｐｏ）＋２．９８
次いで、吸着した窒素の体積（ｖ）をｔ1 に対してプロットし、３．９〜６．２オングストロームの間でｔ値についてデータをプロットすることにより、直線を当てはめた。次いで、この直線の勾配からｔ−面積を次のようにして求めた。
ｔ−面積（ｍ2 ／ｇ）＝１５．４７×勾配
【００３６】
カーボンブラック生産品の硫黄含有率を、各例のソックスレー洗浄の後の燃焼分析から測定した。結合した硫黄分を、未処理カーボンブラックの検定による差異から求めた。
【００３７】
−例１．カーボンブラック生産品の調製−
この例は、Ａ〜Ｊと表示したカーボンブラック生産品の調製を例証する。各サンプルについて、３６１ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１１７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有する１０ｇのカーボンブラックを、７０℃で攪拌している約９０ｇの水の中のスルファニル酸と4-アミノフェニルスルファトエチルスルホン（ＡＰＳＥＳ）（下記の表に示した量）に添加した。数ｍｌのＮａＮＯ2 水溶液を１分間にわたって添加し、その混合物を７０℃で１時間攪拌した。得られたディスパージョンは、結合したＣ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +及び／又はＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有するカーボンブラック生産品を含んでいた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
−例２．カーボンブラック生産品の調製−
８インチの造粒機に、３５０ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１２０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有する３００ｇのカーボンブラック、スルファニル酸（ＳＡ）、及び4-アミノフェニルスルファトエチルスルホン（ＡＰＳＥＳ）（下記の表に示した量）を装填した。この造粒機を１００ｒｐｍで１分間運転した。６５℃の脱イオン水中のＮａＮＯ2 溶液を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍで１分間運転した。さらに５ｇの水を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍでさらに１分間運転した。4-スルホベンゼンジアゾニウム水酸化物内部塩及び／又は4-（2-スルファトエチル）スルホニルベンゼンジアゾニウム水酸化物内部塩がその場で生成し、それらはカーボンブラックと反応した。この生産品は、ｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +及び／又はｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を結合していた。選択した生産品のサンプルを０．５ＭのＮａＯＨ中で１時間煮沸し、ソックスレー抽出器で終夜にわたって抽出し、乾燥し、硫黄を分析し、結合したスルホンの量を求めた。
【００４０】
【表２】
【００４１】
−例３．カーボンブラック生産品の調製−
８インチの造粒機に、３５０ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１２０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有する３００ｇのカーボンブラックと６６．１ｇのスルファニル酸を装填した。この造粒機を１００ｒｐｍで１分間運転した。脱イオン（２２８．５ｇ）とＮａＮＯ2 （２６．９ｇ）の６５℃の溶液を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍで１分間運転した。さらに５ｇの水を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍでさらに１分間運転した。4-スルホベンゼンジアゾニウム水酸化物内部塩がその場で生成し、それがカーボンブラックと反応した。この生産品のサンプルを乾燥し、ソックスレー抽出器中でメタノールを用いて終夜にわたって抽出し、乾燥し、硫黄を分析した。この生産品は２．９６マイクロモル／ｍ2 の結合したｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +基を有していた。
【００４２】
−例４．カーボンブラック生産品の調製−
３６１ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１１７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有するカーボンブラックを１００部／ｈｒで、スルファニル酸と亜硝酸ナトリウムの水溶液とともに、連続運転中のピンミキサーに装填した。得られた物質を乾燥し、結合したｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +基を有する造粒カーボンブラック生産品を得た。
【００４３】
【表３】
【００４４】
−例５．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、水系熱硬化アクリル組成物の中に例１のカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティング組成物を次のようにして調製した。
組成物Ａ：２８９ｇの水、０．５ｇのＰａｔｃｏ８４５消泡剤、及び１７ｇのジメチルエタノールアミンを、低剪断ミキサーを用いて５分間混合した。１７２ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、及び２１．５ｇのＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤を添加し、その組成物を低剪断ミキサーを用いてさらに１０分間混合した。Ｐａｔｃｏ８４５消泡剤は、アメリカンイングリーディエント社（カンサスシティ、ミズリー州）から入手可能である。Ｃａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂はカーギル社（ミネアポリス、ミシガン州）から入手可能である。ＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤はエアープロダクツアンドケミカルズ社（アレンタウン、ペンシルバニア州）の登録商標である。
【００４５】
組成物Ｂ：６１．０ｇの水、８４．４ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、１０．１ｇのジメチルエタノールアミン、１９．８ｇのＣａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂、及び１．１４ｇのＢＹＫ−３０６界面活性剤を、低剪断ミキサーを用いて１０分間混合した。Ｃａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂はカーギル社（ミネアポリス、ミシガン州）から入手可能である。ＢＹＫ−３０６は、ＢＹＫケミーＵＳＡ（ウォーリングフォード）が製造販売する界面活性剤の登録商標である。
【００４６】
組成物Ｃ：例１のカーボンブラック生産品に水を加え、低剪断下で約１５分間攪拌することにより、例１のカーボンブラック生産品の２重量％ディスパージョンを調製した。このディスパージョン１２．５ｇに３．２ｇの組成物Ａと９．３ｇの組成物Ｂを、磁気スターラーを用いて２０分間にわたって混合した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
５６０ｍ2 ／ｇの窒素表面積、１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡ、及び９．５％の揮発分を有するカーボンブラックから対照標準コーティング組成物を調製した。２８．２ｇの組成物Ａ、１９．４ｇの水、２．６ｇのカーボンブラック、及び１５０ｇの＃５５０スチール球を、ペイント振盪器上の１／２パイント缶の中で３時間振盪させた。濾過した後、この材料の５．７ｇを１９．３ｇの組成物Ｂに添加し、この混合物を磁気攪拌棒を用いて１５分間攪拌した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
【００４７】
このコーティングを３ミルのＢｉｒｄアプリケーターを用いてレネタ(Leneta)紙上に引き延ばし、１６３℃で１５分間乾燥した。クリヤーコートを施し、そのサンプルを再度乾燥した。Ｌ* 、ａ* 、ｂ* の各値を測定し、対照標準カーボンブラックのそれらと比較した。下記の表は、結合したｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有する例１のカーボンブラック生産品を使用すると、改良された噴出性を有するコーティングが得られることを示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
−例６．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、例５の水系コーティング組成物に例１Ｂのカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティングを、例５と同様にして調製、評価したが、但し、コーティングをいろいろな回数で引き延ばし、クリヤーコートの有り無しで評価した。表中の結果は、液体コーティング配合物が使用前にある期間静置されると、コーティングの噴出性が改良されることを示す。
【００５０】
【表５】
【００５１】
−例７．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、水系熱硬化アクリル組成物の中に例２〜４のカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティング組成物を次のようにして調製した。
【００５２】
組成物Ａ：２８９．４ｇの水、０．４ｇのＰａｔｃｏ８４５消泡剤、及び１７ｇのジメチルエタノールアミンを低剪断ミキサーを用いて５分間混合した。８６．０ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂と１０．７ｇのＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤を添加し、低剪断ミキサーを用いてさらに１０分間混合した。
【００５３】
組成物Ｂ：６８５．５ｇの水、２３０．２ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、２７．４ｇのジメチルエタノールアミン、５４．０部のＣａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂、及び３．部のＢＹＫ−３０６界面活性剤を、低剪断ミキサーを用いて１０分間混合した。
組成物Ｃ：例２Ｂのカーボンブラック生産品の１０重量％ディスパージョンを、そのカーボンブラック生産品を水に加えて低剪断下で約１５分間攪拌することによって調製した。このディスパージョン２．５ｇを３．２ｇの組成物Ａと１９．３ｇの組成物Ｂに、磁気スターラーを用いて２０分間混合した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
【００５４】
このコーティングを、例５の方法によって評価し、例５の対照標準コーティングと比較した。下記の表は、結合したＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有する例２のカーボンブラック生産品を使用したとき、改良された噴出性が得られたことを示す。
【００５５】
【表６】
【００５６】
−例８．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、異なるアミンを含む以外は例５と同様な水系コーティング組成物中で例２Ｂのカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティング組成物を以下のようにして調製した。
組成物Ａ：５７．８ｇの水、０．１ｇのＰａｔｃｏ８４５消泡剤、及びアミンを低剪断ミキサーを用いて５分間混合した。３４．４ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂と４．３ｇのＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤を添加し、低剪断ミキサーを用いてさらに１０分間混合した。
【００５７】
組成物Ｂ：３４２．７ｇの水、１１５．１ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、アミン、２７．０ｇのＣａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂、及び１．５ｇのＢＹＫ−３０６界面活性剤を、低剪断ミキサーを用いて１０分間混合した。
組成物Ｃ：例２Ｂのカーボンブラック生産品の１０重量％ディスパージョンを、そのカーボンブラック生産品を水に加えて低剪断下で約１５分間攪拌することによって調製した。このディスパージョン２．５ｇを３．２ｇの組成物Ａと１９．３ｇの組成物Ｂに、磁気スターラーを用いて２０分間混合した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
このコーティングを例５の方法によって評価し、例５の対照標準コーティングと比較した。
【００５８】
【表７】
【００５９】
−例９．カーボンブラック生産品の調製−
３６１ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１１７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有するカーボンブラックを１００部／ｈｒで、３５部／ｈｒのｐ−アミノフェニルスルファトエチルスルホンと１００．４部／ｈｒの亜硝酸ナトリウムの９％水溶液とともに、連続運転中のピンミキサーに装填した。この生産品は結合したＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有した。
【００６０】
−例１０．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、例５の水系コーティング組成物の中に例９のカーボンブラック生産品を使用することを例証する。このコーティングを調製し、８日間後に例５と同様にして評価した。このコーティングは、それぞれ−０．４３、０．００、０．１５のΔＬ* 、Δａ* 、Δｂ* を有した。
本発明のこれらの他の態様は、本願で開示した発明の詳細な説明と具体例から考察して当業者には明らかであろう。これらの発明の詳細な説明と具体例は例示に過ぎなく、本発明の真の範囲と思想は、請求の範囲に示されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質炭素生産品、及びその改質カーボンブラック生産品を含むインクとコーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、主な黒色顔料は、ファーネスブラックのようなカーボンブラックであり、このカーボンブラックは、乾燥した粉末状態、フラッシペースト、又は濃厚な液体の状態で、着色剤として使用可能である。一般に、着色剤は、色調、非変色性、質感、不透明、光沢、レオロジー、最終用途、印刷性に影響を与える。
現在使用されているインクには、種々の部類がある。これらの分類には、印刷用インク、紫外線硬化インク、ポールペンインク、スタンプパッド、マーキングインクが挙げられる。一般に、インクは、凸版、平版、フレキソ、グラビア、スクリーン、ステンシル、複写、静電気によって施すことができる。このようなインクは、ニュース、刊行物、コマーシャル、カートン、書籍、ダンボール、紙袋、包装材料、ラベル、金属容器、プラスチック容器、プラスチックフィルム、ホイル、ラミネート、食品内装物、衛生紙、生地等に見ることができる。マグローヒル社の「Encyclopedia of Science and Technology, Vol.7, pags. 159-164」（非特許文献１）は、利用可能なインクの種類とそれらの用途をより詳細に記載しており、これらの記載はいずれも本願でも参考にして取り入れられている。
【０００３】
また、コーティングも顔料を含むことができ、各種表面の装飾、保護、及び機能のための処理に使用される。これらの表面には、コイル、金属、器具、家具、ハードボード、挽材、合板、船舶、メインテナンス、自動車、缶、ボール紙が挙げられる。海底パイプラインに施されるようなコーティングは、保護を目的とする。また、自動車の外側コーティングは、装飾と保護の機能のためである。また、船舶デッキや自動車シートは、摩擦調節のためである。あるコーティングは、船舶の下部表面を汚れを抑制し、また、缶の中の食物や飲物を保護する。シリコンチップ、プリント配線ボード、信号伝送導波ファイバーのコーティング、ビデオテープやコンピューターディスクの磁気コーティングはいわゆるコーティングのハイテク用途である。
【０００４】
水性のインクとコーティングの水系ビヒクルの種類には、バインダーが、水に可溶なもの、コロイド状に分散するもの、乳化してラテックスを形成するものが挙げられる。バインダーと揮発性液体の組み合わせはビヒクルと称され、これは、溶液、又は非溶媒中の微細なバインダー粒子のディスパージョンであることができる。顔料は、コーティングビヒクル中に分散された、微細に分割された不溶性の固体粒子であり、最終的な膜の中でバインダーの全体に分布する。水系コーティングの成分と製造は、文献「Concised Encyclopedia of Polymers, Science and Engineering, pags. 160-171 (1990)」（非特許文献２）により詳しく説明されており、本願でも参考にして取り入れられている。
【０００５】
非水性のインクとコーティングは、水系ビヒクルが適さない多くの用途に使用される。例えば、金属、ガラス、プラスチックのような疎水性で無孔質の基材に印刷されるインクは、速乾性でなければならない。したがって、水ではなく、ケトン、エステル、アルコール、炭化水素のような溶媒が使用されることが多い。このような溶媒をベースにしたインクは、紙基材、工業的ボール箱ラベル、種々の金属やプラスチックの容器、コンポーネントの印刷に広く使用されている。具体的な例には、ニュースインク組成物、ウェブオフセットグロスの熱硬化インク組成物が挙げられる。
【０００６】
また、インクとコーティングは、ある場合には、耐水性であることが必要とされる。このような場合、耐水性樹脂を、インク又はコーティングを非水系溶媒の中に溶かし、乾燥後に所望の耐水性を与えることができる。このような非水系コーティングの主な用途は、金属やプラスチックの自動車部品である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】マグローヒル社の「Encyclopedia of Science and Technology, Vol.7, pags.159-164」
【非特許文献２】「Concised Encyclopedia of Polymers, Science and Engineering, pags.160-171(1990)」
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品に関するものであり、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有する基を含み、ＡＧは活性基、Ｓｐは遊離性基の離脱を助長するスペーサー基である。ＬＧは遊離性基、Ｚは対イオンである。芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基は、炭素に直接結合する。また、本発明は、これらの改質炭素生産品を含むインク又はコーティングの組成物に関する。
【０００９】
本願における用語「炭素」は、結晶性及び／又はアモルファスのタイプであることができる。例えば、限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、炭素繊維、ガラス質炭素、活性チャーコール、活性炭が挙げられる。これらの微細に分割した形態が好ましく、また、種々の炭素の混合物を使用することもできる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本改質炭素生産品は、少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含み、ここで、その有機基は、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有するイオン基又はイオン性基を含み、ＡＧは活性基、Ｓｐは遊離性基ＬＧの離脱を助長するスペーサー基である。ＬＧは遊離性基であり、Ｚは対イオンである。活性基は、遊離性基の離脱を助長する任意の基である。活性基の例には、限定されるものではないが、−ＳＯ2 −、−ＮＲＳＯ2 −、−ＮＲＣＯ−、−Ｏ2 Ｃ−、−ＳＯ2 ＮＲ−等がある。Ｒは、相互に関係なく、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである。スペーサー基は、好ましくは、−ＡＧの隣の炭素に結合した少なくとも１つの水素を有する任意のエチレン基又は置換エチレン基である。遊離性基は、炭素系着色剤又は顔料に結合した有機基から遊離することができる任意の基である。遊離性基が、炭素生産品に結合した有機基から遊離すると、炭素生産品に結合した残りのイオン基又はイオン性基の数が減少する。遊離性基の例には、限定されるものではないが、−ＯＳＯ3 - 、−ＳＳＯ3 - 、−ＯＰＯ32- 、Ｑ+ 等がある。Ｑ+ は、ＮＲ3 + 、Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ）3 Ｎ+ 、又はピリジンのようなＮ置換複素環である。芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基は、炭素に直接結合し、炭素に結合して存在する有機基の量には制限はない。好ましくは、炭素に結合した有機基の量は、使用した炭素のＣＴＡＢ又は全面積を基準に約０．１０〜約４．０マイクロモル／ｍ2 、より好ましくは約２．０〜約３．３マイクロモル／ｍ2 である。
【００１１】
式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚの適切なイオン基又はイオン性基には、限定されるものではないが、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 +
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 +
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ-
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +
が挙げられ、Ｒは、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルであり、Ｍは、Ｈ又はアルカリ金属の例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、又はＲｂであり、Ｑは上述の通りである。Ｘは、ハリド又は無機酸又は有機酸から誘導されたアニオンである。
【００１２】
また、Ｎ置換複素環のような複素環式又は環式の一般的なイオン基又はイオン性基も使用可能である。具体的な例には、限定されるものではないが、
【００１３】
【化１】
【００１４】
上記のＮ環式において、ＳＯ3 - がＬＧ、Ｍ +が対イオンである。ＡＧ−ＳｐがＮ環である。
環式の例には次のものが挙げられる。
【００１５】
【化２】
【００１６】
ここで、Ｒは上記の通りであり、波線は、芳香族基のような有機基への結合を意味する。より具体的な例には、次のものが挙げられる。
【００１７】
【化３】
【００１８】
ここで、線分は、炭素生産品への結合を意味する。高温又は基本的条件下で、これらの環式構造は、スルフィットイオンを遊離することができる。
好ましい有機基はＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +である。イオン基又はイオン性基のＬＧ−Ｚ部分は、好ましくは、炭素生産品が、例えば、水性インク又はコーティング配合物の中に入れられたとき、遊離反応によって炭素生産品から除去（遊離）される。この遊離は、加熱する又はしない中で、経時的に生じることができる。このような遊離反応の例は、ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 Ｍ基が（ＣＨ3 ）2 ＮＣ2 Ｈ4 ＯＨと反応してＳＯ2 ＣＨ＝ＣＨ2 とＭ +Ｈ（ＣＨ3 ）2 Ｎ +Ｃ2 Ｈ4 ＯＨＳＯ42- を生成する反応である。水性又は非水性のインク又はコーティングの組成物又は配合物が、これらの１種以上の改質炭素生産品と適切な有機溶媒又は水系媒体の例えば水を含んで調製されることができる。これらの改質炭素生産品がコーティング配合物の中に存在し、遊離反応が生じると、改質炭素生産品は、少なくとも１種の有機基を結合した炭素を含み、ここで、有機基は、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−ＣＨ＝ＣＨ2 、−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 ＯＨ、又は−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −ＡＧ−を有する基を含み、各ＡＧは同じでも異なってもよいが、炭素に結合する。これらの炭素生産品を含むインクとコーティングは、本発明の一部である。
【００１９】
炭素は、結晶性及び／又はアモルファスのタイプであることができる。例えば、限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、ガラス質炭素、活性チャーコール、炭素繊維、活性炭、及びこれらの混合物が挙げられる。これらの微細に分割した形態が好ましく、また、種々の炭素の混合物を使用することもできる。
【００２０】
本改質炭素生産品は、好ましくは、炭素に、液体反応媒体中のジアゾニウム塩を反応させ、少なくとも１種の有機基を炭素表面に結合させることによって調製することができる。ジアゾニウム塩は、炭素に結合する有機基を含むことができる。ジアゾニウム塩は、１以上のジアゾニウム基を有する有機化合物である。好ましい反応媒体には、水、任意の水含有媒体、任意のアルコール含有媒体が挙げられる。水が最も好ましい媒体である。炭素がカーボンブラックである改質炭素生産品とその好ましい種々の製造方法は、米国特許出願第０８／３５６６６０号（発明の名称：カーボンブラックのジアゾニウム塩の反応、得られたカーボンブラック生産品、及びそれらの用途、１９９４年１２月１５日出願）、及びその一部継続出願の米国特許出願第０８／５７２５２５号（１９９５年１２月１４日出願）に開示されており、これらは本願でも参考にして取り入れられている。炭素がカーボンブラックでない改質炭素生産品とその好ましい種々の製造方法は、米国特許第５５５４７３９号（発明の名称：炭素材料とジアゾニウム塩の反応、得られた炭素生産品）、ＷＯ９６／１８６９６、ＷＯ９６／１８６８８に開示されており、これらは本願でも参考にして取り入れられている。
【００２１】
上記の改質炭素生産品の好ましい調製において、ジアゾニウム塩は、炭素との反応を可能にするのに十分に安定であれば足りる。即ち、この反応は、不安定で分解を受けることが考えられるもの以外のジアゾニウム塩を用いて行うことができる。ある分解プロセスは、炭素とジアゾニウム塩の反応と競合し、炭素に結合する有機基の全数を減らすことがある。また、この反応は、多くのジアゾニウム塩が分解を受ける高温で行うこともできる。また、高温は、反応媒体中のジアゾニウム塩の溶解を促進し、プロセス中のそのハンドリングを改良するのに有益なこともある。しかしながら、高温は、分解プロセスによってジアゾニウム塩の損失をもたらすことがある。ジアゾニウム塩は、その場所で調製することができる。本発明の改質炭素生産品は、副生物又は未結合塩は、僅かの量しか含まないことが好ましい。
【００２２】
好ましい調製プロセスにおいて、カーボンブラックは、薄くて容易に攪拌できる水系スラリーとして、又はカーボンブラック造粒水が適当量存在する中で、ジアゾニウム塩と反応することができる。所望により、カーボンブラックペレットを、バッチ式又は連続式の通常の造粒法を用いて作成することができる。同様に、その他の炭素もまたジアゾニウム塩と反応することができる。また、カーボンブラック以外の炭素を用いた改質炭素生産品が、例えば、非水性のインク又はコーティングに使用される場合、例えば、好ましくは、インク又はコーティングの改質炭素生産品の不都合な沈殿を防ぐため、ジアゾニウム塩と反応させる前に、適当なプロセスで微細な粒子サイズに粉砕することが好ましい。また、カーボンブラック以外の炭素を用いた改質炭素生産品が、インクジェットインクに使用される場合、インクの不都合な沈殿を防ぐため、ジアゾニウム塩と反応させる前に、適当なプロセスで微細な粒子サイズに粉砕することが好ましい。炭素に結合した少量の有機基を用いる場合、インクジェットインクに付加的な粒子安定化手段が必要なことがある。このような手段の１つとして、高分子分散剤を使用することができる。
【００２３】
前述のように、有機基は、芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基を含む。芳香族基には、限定されるものではないが、１つ以上の環を有する不飽和環状炭化水素が挙げられる。芳香族基は置換又は未置換でよい。芳香族基には、アリール基（例えば、フェニル、ナフチル、アントラセンチル等）、ヘテロアリール基（イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、チエニル、チアゾイル、フリル、トリアジニル、インドリル等）が挙げられる。Ｃ1 〜Ｃ12アルキル基は、枝分かれしてもしなくてもよく、好ましくは、エチルである。
【００２４】
また、その他の付加的な有機基が、本発明の改質炭素生産品に結合することができる。これらの付加的なその他の有機基は、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) イオン基又はイオン性基、を含むことができ、ここで、イオン基又はイオン性基は、有機基から遊離しない(not eliminated)。好ましくは、所望により、イオン基又はイオン性基は、約２．４マイクロモル／ｍ2 未満の濃度で存在する。これらの付加的なイオン性基は、使用媒体中でイオン基を生成することができる。イオン基は、アニオン基又はカチオン基であることができ、イオン性基は、アニオン又はカチオンを生成することができる。結合可能なその他の付加的な有機基の例には、例えば、Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +、Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｎａ +が挙げられる。これら以外の例は、米国特許第５５７１３１１号、同５６３０８６８号、米国特許出願第０８／５７２５４２号、同０８／６６３７０７号、同０８／６６３６９４号に記載されており、これらはいずれも本願でも参考にして取り入れられている。
【００２５】
本発明の改質炭素生産品のディスパージョンは、安息香酸ナトリウムや酢酸ナトリウムのような安定剤や緩衝剤を添加して、過度に早期の遊離や加水分解から安定化することができる。水系溶液中の安定剤や緩衝剤は、一般に、これらのディスパージョンの安定性を改良するレベルであり、好ましくは、約０．０５Ｍ未満である。式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚの基の他に結合したカルギキシレート基を有する炭素生産品は、改良された安定性を有することができる。
【００２６】
本発明の改質炭素生産品は、水系又は非水系のイオンやコーティングの配合物に使用することができる。一般に、インクは、着色剤又は顔料、及び粘度と乾燥性を調節する溶媒を含む。インクは、所望により、印刷中のキャリヤー及び／又は印刷性や乾燥性等を改良する添加剤として機能するビヒクル又はワニスを含むことができる。インクの特性、調製、用途の一般的説明は、刊行物「The Printing Manual, 5th Ed., R.H. Leach, et al, Eds. (Chapman & Hall, 1993)」を参照されたい。その他のインク添加剤をインク配合物に含めることもできる。また、未改質炭素と改質炭素生産品の混合物を含むインク配合物を使用することは、本発明の範囲に含まれる。
【００２７】
本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョンとして又は固体として、標準的な技術を用いてインク配合物に含めることができる。本発明の改質炭素生産品の使用は、配合物の粘度を低下させることで、顕著な効果とコスト削減を与えることができる。また、このことは、配合物中の炭素生産品のより高い充填量を可能にする。また、混合時間を短縮することができる。また、本発明の改質炭素生産品は、改良された噴出性、ブルー色調、光沢を与えることができる。
【００２８】
また、このような改質炭素生産品は、ペイントや仕上剤のような非水系のコーティング組成物に使用することもできる。即ち、本発明の１つの態様は、適切な溶媒と本発明の改質炭素生産品を含むコーティング組成物である。バインダーのようなその他の通常のコーティング添加剤が、非水系コーティング組成物の中に含められることができる。
【００２９】
非水系コーティング配合物は、最終用途の条件と要請によって大きく異なる。一般に、コーティング系は３０重量％以下の炭素を含む。樹脂含有率は、配合物の１００重量％近くまで大きく異なることができる。例えば、アクリル、アルキド、ウレタン、エポキシ、セルロース誘導体等がある。溶媒含有率は、０〜８０重量％の範囲であることができる。例えば、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、アルコール、ポリアルコール、ケトン、エステル等がある。添加剤の２つの別な一般的部類は、フィラーと改質剤である。フィラーの例は、別な着色顔料（例えば、ＴｉＯ2 、フェタロブルー等）、クレー、タルク、シリカ、カーボネートである。フィラーは、最終的な使用上の要請に応じて、６０重量％以下まで添加することができる。改質剤の例は、流動助剤、レベリング剤、殺菌剤であり、一般に、５重量％未満で添加される。本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョン又は固体として、標準的技術を用いて非水系コーティングに混和することができる。
【００３０】
本発明の改質炭素生産品を含む組成物を混和する非水系媒体の例には、限定されるものではないが、メラミン−アクリル樹脂、メラミン−アルキド樹脂、ウレタン−硬化アルキド樹脂、ウレタン−硬化アクリル樹脂等が挙げられる。また、本発明の改質炭素生産品は、水系エマルジョンペイント中で使用することもできる。これらの種類のペイントにおいては、顔料を含む非水系部分が存在し、その非水系部分は水系ペイントに分散される。したがって、本発明の改質炭素生産品は、水系エマルジョンペイントの中に分散される非水系部分の一部として使用することができる。
【００３１】
また、本発明の改質炭素生産品は、水系のインク又はコーティングの配合物に有用である。「水系」とは、水と、アルコールのような別な水混和性又は水分散性物質の混合物も含まれる。このように、本発明は、水と本発明の改質炭素生産品を含む水系インク組成物を提供する。その他の既知のインク添加剤を、この水系インク配合物に含めることもできる。前述のように、インクは、前述のような種々の構成成分からなることができる。種々の水系インク組成物が、例えば、米国特許第２８３３７３６号、同３６０７８１３号、同４１０４８３３号、同４３０８０６１号、同４７７０７０６号、同５０２６７５５号に開示されており、これらいずれも本願でも参考にして取り入れられている。
【００３２】
また、本発明の改質炭素生産品はインクジェットインク配合物に有用である。米国特許第５５７１３１１号と同５６３０８６８号に記載の添加剤と配合物が、本発明の改質炭素生産品と併せて使用することができる。
本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョン又は固体として、標準的技術を用いて水系インク配合物の中に混和することができる。
フレキソインクは、ある群のインク組成物である。フレキソインクは、一般に、着色剤、バインダー、及び非水系又は水系の溶媒を含む。本発明の改質炭素生産品は、フレキソインク着色剤として有用であることができる。本発明の改質炭素生産品は、水系ニュースインクに使用されることもできる。例えば、水系ニュースインク組成物は、水、本発明の改質炭素生産品、樹脂、及び消泡剤又は界面活性剤のような通常の添加剤を含むことができる。
【００３３】
また、本発明の改質炭素生産品は、ペイントや仕上剤のような水系コーティング組成物に使用することもできる。このように、本発明の１つの態様は、水、樹脂、及び本発明の改質炭素生産品を含む改良された水系コーティング組成物である。別な既知の水系コーティング添加剤を、この水系コーティング組成物の中に含めることもできる。例えば、本願でも参考にして取り入れている刊行物「McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 5th Ed. (McGraw-Hill) 」を参照されたい。また、本願でも参考にして取り入れている米国特許第５０５１４６４号、同５３１９０４４号、同５２０４４０４号、同５０５１４６４号、同４６９２４８１号、同５３５６９７３号、同５３１４９４５号、同５２６６４０６号、同５２６６３６１号を参照されたい。また、本発明の水系組成物は、別な着色顔料（例えば、ＴｉＯ2 、フェタロブルー等）、クレー、タルク、シリカ、カーボネートを含むこともできる。本発明の改質炭素生産品は、予備的ディスパージョン又は固体として、標準的技術を用いて水系コーティング組成物に混和することができる。
【００３４】
各種の用途にインク又はコーティングが使用可能である。好ましくは、本発明の水系インク又はコーティングにおいて、改質炭素生産品は、インク又はコーティングの２０重量％以下の量で存在する。また、未改質炭素と、本発明の改質炭素生産品の混合物を含む水系又は非水系のインク又はコーティング配合物を使用することは、本発明の範囲に含まれる。前述したような通常の添加剤を、このディスパージョンに添加して、水系インク又はコーティングの特性をさらに改良することもできる。
【００３５】
また、本発明の改質炭素生産品は、インク配合物が溶媒、水系媒体、又は水系エマルジョンうベースとするインクジェットインクに使用することもできる。
以下の例は、例証のためであって、本発明の範囲を限定するものではない。
ＢＥＴ窒素表面積はＡＳＴＭのＤ−４８２０を用いて測定した。ＣＴＡＢ面積の測定はＡＳＴＭのＤ−２４１４を用いて行った。Ｌ* ａ* ｂ* の値は、１０度Ｄ６５ ＣＩＥＬＡＢカラースペースに設定し、Ｈｕｎｔｅｒ Ｌａｂ Ｓｃａｎ ６０００を用いて測定した。この測定のため、窒素吸着曲線を０．５５相対圧力まで拡張した。相対圧力は「圧力（Ｐ）／飽和圧力（Ｐｏ、窒素が凝集する圧力）」である。吸着層の厚さ（ｔ、オングストローム）は、次の関係を用いて計算した。
ｔ＝０．８８（Ｐ／Ｐｏ）2 ＋６．４５（Ｐ／Ｐｏ）＋２．９８
次いで、吸着した窒素の体積（ｖ）をｔ1 に対してプロットし、３．９〜６．２オングストロームの間でｔ値についてデータをプロットすることにより、直線を当てはめた。次いで、この直線の勾配からｔ−面積を次のようにして求めた。
ｔ−面積（ｍ2 ／ｇ）＝１５．４７×勾配
【００３６】
カーボンブラック生産品の硫黄含有率を、各例のソックスレー洗浄の後の燃焼分析から測定した。結合した硫黄分を、未処理カーボンブラックの検定による差異から求めた。
【００３７】
−例１．カーボンブラック生産品の調製−
この例は、Ａ〜Ｊと表示したカーボンブラック生産品の調製を例証する。各サンプルについて、３６１ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１１７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有する１０ｇのカーボンブラックを、７０℃で攪拌している約９０ｇの水の中のスルファニル酸と4-アミノフェニルスルファトエチルスルホン（ＡＰＳＥＳ）（下記の表に示した量）に添加した。数ｍｌのＮａＮＯ2 水溶液を１分間にわたって添加し、その混合物を７０℃で１時間攪拌した。得られたディスパージョンは、結合したＣ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +及び／又はＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有するカーボンブラック生産品を含んでいた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
−例２．カーボンブラック生産品の調製−
８インチの造粒機に、３５０ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１２０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有する３００ｇのカーボンブラック、スルファニル酸（ＳＡ）、及び4-アミノフェニルスルファトエチルスルホン（ＡＰＳＥＳ）（下記の表に示した量）を装填した。この造粒機を１００ｒｐｍで１分間運転した。６５℃の脱イオン水中のＮａＮＯ2 溶液を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍで１分間運転した。さらに５ｇの水を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍでさらに１分間運転した。4-スルホベンゼンジアゾニウム水酸化物内部塩及び／又は4-（2-スルファトエチル）スルホニルベンゼンジアゾニウム水酸化物内部塩がその場で生成し、それらはカーボンブラックと反応した。この生産品は、ｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +及び／又はｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を結合していた。選択した生産品のサンプルを０．５ＭのＮａＯＨ中で１時間煮沸し、ソックスレー抽出器で終夜にわたって抽出し、乾燥し、硫黄を分析し、結合したスルホンの量を求めた。
【００４０】
【表２】
【００４１】
−例３．カーボンブラック生産品の調製−
８インチの造粒機に、３５０ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１２０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有する３００ｇのカーボンブラックと６６．１ｇのスルファニル酸を装填した。この造粒機を１００ｒｐｍで１分間運転した。脱イオン（２２８．５ｇ）とＮａＮＯ2 （２６．９ｇ）の６５℃の溶液を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍで１分間運転した。さらに５ｇの水を添加し、この造粒機を６００ｒｐｍでさらに１分間運転した。4-スルホベンゼンジアゾニウム水酸化物内部塩がその場で生成し、それがカーボンブラックと反応した。この生産品のサンプルを乾燥し、ソックスレー抽出器中でメタノールを用いて終夜にわたって抽出し、乾燥し、硫黄を分析した。この生産品は２．９６マイクロモル／ｍ2 の結合したｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +基を有していた。
【００４２】
−例４．カーボンブラック生産品の調製−
３６１ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１１７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有するカーボンブラックを１００部／ｈｒで、スルファニル酸と亜硝酸ナトリウムの水溶液とともに、連続運転中のピンミキサーに装填した。得られた物質を乾燥し、結合したｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +基を有する造粒カーボンブラック生産品を得た。
【００４３】
【表３】
【００４４】
−例５．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、水系熱硬化アクリル組成物の中に例１のカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティング組成物を次のようにして調製した。
組成物Ａ：２８９ｇの水、０．５ｇのＰａｔｃｏ８４５消泡剤、及び１７ｇのジメチルエタノールアミンを、低剪断ミキサーを用いて５分間混合した。１７２ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、及び２１．５ｇのＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤を添加し、その組成物を低剪断ミキサーを用いてさらに１０分間混合した。Ｐａｔｃｏ８４５消泡剤は、アメリカンイングリーディエント社（カンサスシティ、ミズリー州）から入手可能である。Ｃａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂はカーギル社（ミネアポリス、ミシガン州）から入手可能である。ＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤はエアープロダクツアンドケミカルズ社（アレンタウン、ペンシルバニア州）の登録商標である。
【００４５】
組成物Ｂ：６１．０ｇの水、８４．４ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、１０．１ｇのジメチルエタノールアミン、１９．８ｇのＣａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂、及び１．１４ｇのＢＹＫ−３０６界面活性剤を、低剪断ミキサーを用いて１０分間混合した。Ｃａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂はカーギル社（ミネアポリス、ミシガン州）から入手可能である。ＢＹＫ−３０６は、ＢＹＫケミーＵＳＡ（ウォーリングフォード）が製造販売する界面活性剤の登録商標である。
【００４６】
組成物Ｃ：例１のカーボンブラック生産品に水を加え、低剪断下で約１５分間攪拌することにより、例１のカーボンブラック生産品の２重量％ディスパージョンを調製した。このディスパージョン１２．５ｇに３．２ｇの組成物Ａと９．３ｇの組成物Ｂを、磁気スターラーを用いて２０分間にわたって混合した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
５６０ｍ2 ／ｇの窒素表面積、１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡ、及び９．５％の揮発分を有するカーボンブラックから対照標準コーティング組成物を調製した。２８．２ｇの組成物Ａ、１９．４ｇの水、２．６ｇのカーボンブラック、及び１５０ｇの＃５５０スチール球を、ペイント振盪器上の１／２パイント缶の中で３時間振盪させた。濾過した後、この材料の５．７ｇを１９．３ｇの組成物Ｂに添加し、この混合物を磁気攪拌棒を用いて１５分間攪拌した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
【００４７】
このコーティングを３ミルのＢｉｒｄアプリケーターを用いてレネタ(Leneta)紙上に引き延ばし、１６３℃で１５分間乾燥した。クリヤーコートを施し、そのサンプルを再度乾燥した。Ｌ* 、ａ* 、ｂ* の各値を測定し、対照標準カーボンブラックのそれらと比較した。下記の表は、結合したｐ−Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有する例１のカーボンブラック生産品を使用すると、改良された噴出性を有するコーティングが得られることを示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
−例６．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、例５の水系コーティング組成物に例１Ｂのカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティングを、例５と同様にして調製、評価したが、但し、コーティングをいろいろな回数で引き延ばし、クリヤーコートの有り無しで評価した。表中の結果は、液体コーティング配合物が使用前にある期間静置されると、コーティングの噴出性が改良されることを示す。
【００５０】
【表５】
【００５１】
−例７．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、水系熱硬化アクリル組成物の中に例２〜４のカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティング組成物を次のようにして調製した。
【００５２】
組成物Ａ：２８９．４ｇの水、０．４ｇのＰａｔｃｏ８４５消泡剤、及び１７ｇのジメチルエタノールアミンを低剪断ミキサーを用いて５分間混合した。８６．０ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂と１０．７ｇのＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤を添加し、低剪断ミキサーを用いてさらに１０分間混合した。
【００５３】
組成物Ｂ：６８５．５ｇの水、２３０．２ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、２７．４ｇのジメチルエタノールアミン、５４．０部のＣａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂、及び３．部のＢＹＫ−３０６界面活性剤を、低剪断ミキサーを用いて１０分間混合した。
組成物Ｃ：例２Ｂのカーボンブラック生産品の１０重量％ディスパージョンを、そのカーボンブラック生産品を水に加えて低剪断下で約１５分間攪拌することによって調製した。このディスパージョン２．５ｇを３．２ｇの組成物Ａと１９．３ｇの組成物Ｂに、磁気スターラーを用いて２０分間混合した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
【００５４】
このコーティングを、例５の方法によって評価し、例５の対照標準コーティングと比較した。下記の表は、結合したＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有する例２のカーボンブラック生産品を使用したとき、改良された噴出性が得られたことを示す。
【００５５】
【表６】
【００５６】
−例８．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、異なるアミンを含む以外は例５と同様な水系コーティング組成物中で例２Ｂのカーボンブラック生産品を使用することを例証する。コーティング組成物を以下のようにして調製した。
組成物Ａ：５７．８ｇの水、０．１ｇのＰａｔｃｏ８４５消泡剤、及びアミンを低剪断ミキサーを用いて５分間混合した。３４．４ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂と４．３ｇのＳＵＲＦＹＮＯＬ ＣＴ１３６界面活性剤を添加し、低剪断ミキサーを用いてさらに１０分間混合した。
【００５７】
組成物Ｂ：３４２．７ｇの水、１１５．１ｇのＣａｒｇｉｌｌ１７−７２４１アクリル樹脂、アミン、２７．０ｇのＣａｒｇｉｌｌ２３−２３４７メラミン樹脂、及び１．５ｇのＢＹＫ−３０６界面活性剤を、低剪断ミキサーを用いて１０分間混合した。
組成物Ｃ：例２Ｂのカーボンブラック生産品の１０重量％ディスパージョンを、そのカーボンブラック生産品を水に加えて低剪断下で約１５分間攪拌することによって調製した。このディスパージョン２．５ｇを３．２ｇの組成物Ａと１９．３ｇの組成物Ｂに、磁気スターラーを用いて２０分間混合した。このコーティング組成物を、使用前に所定の時間で静置した。
このコーティングを例５の方法によって評価し、例５の対照標準コーティングと比較した。
【００５８】
【表７】
【００５９】
−例９．カーボンブラック生産品の調製−
３６１ｍ2 ／ｇのＣＴＡＢ表面積と１１７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰＡを有するカーボンブラックを１００部／ｈｒで、３５部／ｈｒのｐ−アミノフェニルスルファトエチルスルホンと１００．４部／ｈｒの亜硝酸ナトリウムの９％水溶液とともに、連続運転中のピンミキサーに装填した。この生産品は結合したＣ6 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｎａ +基を有した。
【００６０】
−例１０．コーティング組成物へのカーボンブラック生産品の使用−
この例は、例５の水系コーティング組成物の中に例９のカーボンブラック生産品を使用することを例証する。このコーティングを調製し、８日間後に例５と同様にして評価した。このコーティングは、それぞれ−０．４３、０．００、０．１５のΔＬ* 、Δａ* 、Δｂ* を有した。
本発明のこれらの他の態様は、本願で開示した発明の詳細な説明と具体例から考察して当業者には明らかであろう。これらの発明の詳細な説明と具体例は例示に過ぎなく、本発明の真の範囲と思想は、請求の範囲に示されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品であって、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有するイオン基又はイオン性基を含み、ＡＧは活性基、Ｓｐはその活性基がＬＧを離脱することを助長するスペーサー基、ＬＧは遊離性基、Ｚは対イオンであり、その芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基が炭素に直接結合した、改質炭素生産品。
【請求項２】
そのイオン基又はイオン性基が、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 + 、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 + 、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 + 、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +、又は
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +
であり、Ｒは、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルであり、Ｍは、Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、又はＣｓであり、Ｑ+ は、ＮＲ3 + 、Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ）3 Ｎ+ 、又はＮ置換複素環であり、Ｘは、ハリド、又は無機酸又は有機酸から誘導されたアニオンである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項３】
そのイオン基又はイオン性基がＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +である請求項２に記載の改質炭素生産品。
【請求項４】
その活性基が−ＳＯ2 、−ＮＲＳＯ2 、−ＮＲＣＯ、−Ｏ2 Ｃ、又は−ＳＯ2 ＮＨである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項５】
そのスペーサー基がエチレン基又は置換エチレン基である請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項６】
そのスペーサー基が、−ＡＧに隣接する炭素に結合した少なくとも１つの水素を有する基である請求項５に記載の改質炭素生産品。
【請求項７】
その遊離性基が、−ＯＳＯ3 - 、−ＳＳＯ3 - 、−ＯＰＯ32- 、又はＱ+ であり、Ｑ+ が、ＮＲ3 + 、Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ）3 Ｎ+ 、又はＮ置換複素環であり、Ｒが、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項８】
その対イオンが、Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ハリド、又は無機酸又は有機酸から誘導されたアニオンである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項９】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１０】
炭素がカーボンブラックである請求項９に記載の改質炭素生産品。
【請求項１１】
その炭素に結合した第２有機基をさらに有し、その第２有機基が、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) イオン基又はイオン性基を含み、そのイオン基又はイオン性基が、有機基から遊離しない請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１２】
その第２有機基がＣ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +又はＣ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｎａ +である請求項１１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１３】
その第２有機基が、約２．４マイクロモル／ｍ2 未満の濃度で炭素に結合して存在する請求項１１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１４】
その有機基が、使用される炭素のＣＴＡＢ又は全表面積を基準に約０．１０〜約４．０マイクロモル／ｍ2 のレベルで存在する請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１５】
そのレベルが、使用される炭素のＣＴＡＢ又は全表面積を基準に約２．０〜約３．３マイクロモル／ｍ2 のレベルである請求項１４に記載の改質炭素生産品。
【請求項１６】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項１７】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項１８】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項１６に記載のインク組成物。
【請求項１９】
炭素がカーボンブラックである請求項１８に記載のインク組成物。
【請求項２０】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項１７に記載のコーティング組成物。
【請求項２１】
炭素がカーボンブラックである請求項２０に記載のコーティング組成物。
【請求項２２】
少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品であって、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−ＣＨ＝ＣＨ2 、−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 ＯＨ、又は−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −ＡＧを有する基を含み、各ＡＧは同じでも異なってもよく、ＡＧは活性基であり、その芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基が炭素に直接結合する、改質炭素生産品。
【請求項２３】
その活性基が−ＳＯ2 、−ＮＲＳＯ2 、−ＮＲＣＯ、−Ｏ2 Ｃ、又は−ＳＯ2 ＮＨであり、Ｒが、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項２４】
(a) 請求項２２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項２５】
(a) 請求項２２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項２６】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２７】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項２５に記載のコーティング組成物。
【請求項２８】
水系又は非水系溶媒、請求項１に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項２９】
水系又は非水系溶媒、請求項２に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３０】
水系又は非水系溶媒、請求項３に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３１】
水系又は非水系溶媒、請求項４に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３２】
水系又は非水系溶媒、請求項５に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３３】
水系又は非水系溶媒、請求項６に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３４】
水系又は非水系溶媒、請求項７に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３５】
水系又は非水系溶媒、請求項１に記載の改質炭素生産品、及びクレー、タルク、シリカ、又はカーボネートを含むコーティング組成物。
【請求項３６】
水系又は非水系溶媒、請求項２１に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３７】
水系又は非水系溶媒、請求項２２に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３８】
水系又は非水系溶媒、請求項１１に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３９】
水系又は非水系溶媒、請求項１２に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項４０】
その炭素に結合した第２有機基をさらに有し、その第２有機基が、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) イオン基又はイオン性基、を含み、そのイオン基又はイオン性基は、有機基から遊離しない請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項４１】
その第２有機基がＣ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +又はＣ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｎａ +である請求項４０に記載の改質炭素生産品。
【請求項４２】
その第２有機基が、約２．４マイクロモル／ｍ2 未満の濃度で炭素に結合して存在する請求項４０に記載の改質炭素生産品。
【請求項４３】
(a) 請求項１１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項４４】
(a) 請求項１１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項４５】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)緩衝剤、安定剤、又はこれらの双方、を含む水系組成物。
【請求項４６】
その緩衝剤が安息香酸ナトリウム又は酢酸ナトリウムである請求項４５に記載の水系組成物。
【請求項４７】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインクジェットインク組成物。
【請求項４８】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項４７に記載のインクジェットインク組成物。
【請求項４９】
その炭素がカーボンブラックである請求項４８に記載のインクジェットインク組成物。
【請求項５０】
(a) 請求項２２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインクジェットインク組成物。
【請求項５１】
その炭素がカーボンブラックである請求項５０に記載のインクジェットインク組成物。
【請求項５２】
そのイオン基又はイオン性基が、環状基又は複素環式基を含む請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項５３】
そのイオン基又はイオン性基が、
【化１】
であり、Ｒが、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである請求項５２に記載の改質炭素生産品。
【請求項５４】
(a) 請求項５２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項５５】
(a) 請求項５２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項５６】
(a) 請求項５２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインクジェットインク組成物。
【請求項５７】
ＡＧが、Ｎ（ＣＯＣＨ＝ＣＨＣＯ）とＮ（ＣＯＣＨ＝ＣＣＨ3 ＣＯ）である請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項５８】
そのＡＧが、環状基又は複素環式基である又はこれらの一部を形成する請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項１】
少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品であって、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−Ｓｐ−ＬＧ−Ｚを有するイオン基又はイオン性基を含み、ＡＧは活性基、Ｓｐはその活性基がＬＧを離脱することを助長するスペーサー基、ＬＧは遊離性基、Ｚは対イオンであり、その芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基が炭素に直接結合した、改質炭素生産品。
【請求項２】
そのイオン基又はイオン性基が、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 + 、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 + 、
ＮＲＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 ＯＰＯ32- Ｍ2 + 、
ＳＯ2 ＮＲＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 Ｑ+ Ｘ- 、
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
Ｏ2 ＣＣ2 Ｈ4 ＳＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +、
ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +、
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｍ +、又は
ＮＲＣＯＣ2 Ｈ4 ＳＯ2 Ｃ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｍ +
であり、Ｒは、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルであり、Ｍは、Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、又はＣｓであり、Ｑ+ は、ＮＲ3 + 、Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ）3 Ｎ+ 、又はＮ置換複素環であり、Ｘは、ハリド、又は無機酸又は有機酸から誘導されたアニオンである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項３】
そのイオン基又はイオン性基がＳＯ2 Ｃ2 Ｈ4 ＯＳＯ3 - Ｍ +である請求項２に記載の改質炭素生産品。
【請求項４】
その活性基が−ＳＯ2 、−ＮＲＳＯ2 、−ＮＲＣＯ、−Ｏ2 Ｃ、又は−ＳＯ2 ＮＨである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項５】
そのスペーサー基がエチレン基又は置換エチレン基である請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項６】
そのスペーサー基が、−ＡＧに隣接する炭素に結合した少なくとも１つの水素を有する基である請求項５に記載の改質炭素生産品。
【請求項７】
その遊離性基が、−ＯＳＯ3 - 、−ＳＳＯ3 - 、−ＯＰＯ32- 、又はＱ+ であり、Ｑ+ が、ＮＲ3 + 、Ｎ（Ｃ2 Ｈ4 ）3 Ｎ+ 、又はＮ置換複素環であり、Ｒが、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項８】
その対イオンが、Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ハリド、又は無機酸又は有機酸から誘導されたアニオンである請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項９】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１０】
炭素がカーボンブラックである請求項９に記載の改質炭素生産品。
【請求項１１】
その炭素に結合した第２有機基をさらに有し、その第２有機基が、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) イオン基又はイオン性基を含み、そのイオン基又はイオン性基が、有機基から遊離しない請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１２】
その第２有機基がＣ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +又はＣ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｎａ +である請求項１１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１３】
その第２有機基が、約２．４マイクロモル／ｍ2 未満の濃度で炭素に結合して存在する請求項１１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１４】
その有機基が、使用される炭素のＣＴＡＢ又は全表面積を基準に約０．１０〜約４．０マイクロモル／ｍ2 のレベルで存在する請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項１５】
そのレベルが、使用される炭素のＣＴＡＢ又は全表面積を基準に約２．０〜約３．３マイクロモル／ｍ2 のレベルである請求項１４に記載の改質炭素生産品。
【請求項１６】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項１７】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項１８】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項１６に記載のインク組成物。
【請求項１９】
炭素がカーボンブラックである請求項１８に記載のインク組成物。
【請求項２０】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項１７に記載のコーティング組成物。
【請求項２１】
炭素がカーボンブラックである請求項２０に記載のコーティング組成物。
【請求項２２】
少なくとも１種の有機基が結合した炭素を含む改質炭素生産品であって、その有機基は、(a) 少なくとも１種の芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) 式−ＡＧ−ＣＨ＝ＣＨ2 、−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 ＯＨ、又は−ＡＧ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −ＡＧを有する基を含み、各ＡＧは同じでも異なってもよく、ＡＧは活性基であり、その芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基が炭素に直接結合する、改質炭素生産品。
【請求項２３】
その活性基が−ＳＯ2 、−ＮＲＳＯ2 、−ＮＲＣＯ、−Ｏ2 Ｃ、又は−ＳＯ2 ＮＨであり、Ｒが、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項２４】
(a) 請求項２２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項２５】
(a) 請求項２２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項２６】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項２４に記載のインク組成物。
【請求項２７】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項２５に記載のコーティング組成物。
【請求項２８】
水系又は非水系溶媒、請求項１に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項２９】
水系又は非水系溶媒、請求項２に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３０】
水系又は非水系溶媒、請求項３に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３１】
水系又は非水系溶媒、請求項４に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３２】
水系又は非水系溶媒、請求項５に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３３】
水系又は非水系溶媒、請求項６に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３４】
水系又は非水系溶媒、請求項７に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３５】
水系又は非水系溶媒、請求項１に記載の改質炭素生産品、及びクレー、タルク、シリカ、又はカーボネートを含むコーティング組成物。
【請求項３６】
水系又は非水系溶媒、請求項２１に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３７】
水系又は非水系溶媒、請求項２２に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３８】
水系又は非水系溶媒、請求項１１に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項３９】
水系又は非水系溶媒、請求項１２に記載の改質炭素生産品、及びカーボンブラック以外の着色顔料を含むコーティング組成物。
【請求項４０】
その炭素に結合した第２有機基をさらに有し、その第２有機基が、(a) 芳香族基又はＣ1 〜Ｃ12アルキル基、及び(b) イオン基又はイオン性基、を含み、そのイオン基又はイオン性基は、有機基から遊離しない請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項４１】
その第２有機基がＣ6 Ｈ4 ＳＯ3 - Ｎａ +又はＣ6 Ｈ4 ＣＯ2 - Ｎａ +である請求項４０に記載の改質炭素生産品。
【請求項４２】
その第２有機基が、約２．４マイクロモル／ｍ2 未満の濃度で炭素に結合して存在する請求項４０に記載の改質炭素生産品。
【請求項４３】
(a) 請求項１１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項４４】
(a) 請求項１１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項４５】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)緩衝剤、安定剤、又はこれらの双方、を含む水系組成物。
【請求項４６】
その緩衝剤が安息香酸ナトリウム又は酢酸ナトリウムである請求項４５に記載の水系組成物。
【請求項４７】
(a) 請求項１に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインクジェットインク組成物。
【請求項４８】
炭素が、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、ガラス質炭素、微細分割炭素、活性チャーコール、活性炭、又はこれらの混合物である請求項４７に記載のインクジェットインク組成物。
【請求項４９】
その炭素がカーボンブラックである請求項４８に記載のインクジェットインク組成物。
【請求項５０】
(a) 請求項２２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインクジェットインク組成物。
【請求項５１】
その炭素がカーボンブラックである請求項５０に記載のインクジェットインク組成物。
【請求項５２】
そのイオン基又はイオン性基が、環状基又は複素環式基を含む請求項１に記載の改質炭素生産品。
【請求項５３】
そのイオン基又はイオン性基が、
【化１】
であり、Ｒが、相互に関係なく、水素、Ｃ1 〜Ｃ12の置換又は未置換アルキル、Ｃ2 〜Ｃ12の置換又は未置換アルケニル、シアノエチル、又は置換又は未置換のＣ7 〜Ｃ20アラルキル又はアルカリルである請求項５２に記載の改質炭素生産品。
【請求項５４】
(a) 請求項５２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインク組成物。
【請求項５５】
(a) 請求項５２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むコーティング組成物。
【請求項５６】
(a) 請求項５２に記載の改質炭素生産品、及び (b)非水系又は水系ビヒクルを含むインクジェットインク組成物。
【請求項５７】
ＡＧが、Ｎ（ＣＯＣＨ＝ＣＨＣＯ）とＮ（ＣＯＣＨ＝ＣＣＨ3 ＣＯ）である請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【請求項５８】
そのＡＧが、環状基又は複素環式基である又はこれらの一部を形成する請求項２２に記載の改質炭素生産品。
【公開番号】特開２０１０−２６５４７８（Ｐ２０１０−２６５４７８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１７３６３１（Ｐ２０１０−１７３６３１）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【分割の表示】特願２０００−５０６２８５（Ｐ２０００−５０６２８５）の分割
【原出願日】平成１０年８月７日（１９９８．８．７）
【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２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３６３１（Ｐ２０１０−１７３６３１）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【分割の表示】特願２０００−５０６２８５（Ｐ２０００−５０６２８５）の分割
【原出願日】平成１０年８月７日（１９９８．８．７）
【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）】
[ Back to top ]