(57)【要約】【課題】インク、コーティングなどにおける使用のための、分散安定性が改善された顔料を含む水性分散液を提供する。【解決手段】分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、この少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択されている；ならびに分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）、および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している；を含む水性分散液により課題が解決される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性分散液であって、
該分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、該少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１種の有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される；ならびに、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、該少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）、および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、
を含んでなり、
該分散液は、界面活性剤を実質的に含まない、水性分散液。
【請求項２】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、１５〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）を有する、請求項１記載の分散液。
【請求項３】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、１５〜４５ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）を有する、請求項１記載の分散液。
【請求項４】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、１５〜３０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）を有する、請求項１記載の分散液。
【請求項５】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、２５〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）を有する、請求項１記載の分散液。
【請求項６】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、７〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の分散液。
【請求項７】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、１０〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の分散液。
【請求項８】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、アルコールから選択される、請求項１〜８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項９】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、ジオールおよびポリオールから選択される、請求項１〜８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１０】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、アルキレンジオールおよびアルキレンポリオールから選択される、請求項１〜８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１１】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルから選択される、請求項１〜８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１２】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、１０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在する、請求項１〜１１のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１３】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、少なくとも２０質量％の量で存在する、請求項１〜１１のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１４】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、少なくとも３０質量％の量で存在する、請求項１〜１１のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１５】
前記少なくとも１種の顔料が、酸化カーボンブラックから選択される、請求項１〜１４のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１６】
前記酸化カーボンブラックが、オゾン酸化カーボンブラックから選択される、請求項１５記載の分散液。
【請求項１７】
前記少なくとも１種の顔料が、少なくとも１０質量％の量で存在する、請求項１〜１６のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１８】
前記少なくとも１種の顔料が、１０％〜４０％の範囲の量で存在する、請求項１〜１６のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１９】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも１０％の添加によって、前記分散液が、以下の、
（ａ）電導度は増加しない、
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない、
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない、および、
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない、
から選択された性質の少なくとも１つを有する、請求項１〜１８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２０】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、前記分散液が、以下の、
（ａ）電導度は増加しない、
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない、
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない、および、
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない、
から選択された性質の少なくとも１つを有する、請求項１〜１８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２１】
前記酸化および改質カーボンブラックが、以下の性質、
ＯＡＮ  ≧  １７０ｍＬ／１００ｇ、および、
１６０〜２２０ｍ2／ｇの範囲のＳＴＳＡ、
を有するカーボンブラックから調製される、請求項１〜２０のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２２】
前記酸化および改質カーボンブラックが、以下の性質、
ＯＡＮ  ≧  １７０ｍＬ／１００ｇ、
ＢＥＴ表面積  ≧  １５０ｍ2／ｇ、および、
１３０〜１４５ｍ2／ｇの範囲のＣＯＡＮ、
を有するカーボンブラックから調製される、請求項１〜２０のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２３】
前記少なくとも１種の顔料が、少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される、請求項１〜２２のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２４】
前記少なくとも１種の顔料が、改質カーボンブラックから選択され、かつ前記少なくとも１種の有機基が、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、およびそれらの塩から選択される少なくとも１つの置換基を含む、請求項１〜２２のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２５】
前記少なくとも１種の顔料が、改質カーボンブックから選択され、かつ前記少なくとも１種の有機基が式−［Ｒ（Ａ）］−を含み、
式中、
Ｒは、カーボンブラックに結合され、そしてアリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、かつ
Ａは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、およびそれらの塩から選択される、
請求項１〜２２のいずれか１項記載の分散液。
【請求項２６】
請求項１記載の水性分散液から調製された、インクジェットインク組成物。
【請求項２７】
水性分散液であって、
酸化カーボンブラックから選択された少なくとも１種の顔料、該顔料は、該分散液の全質量に対して１０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在している、ならびに、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する、アルコールから選択された少なくとも１種の有機溶媒、該少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）、および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、
を含んでなり、
該分散液は、界面活性剤を実質的に含まない、水性分散液。
【請求項２８】
前記アルコールが、ジオールおよびポリオールから選択される、請求項２７記載の水性分散液。
【請求項２９】
前記アルコールが、アルキレンジオールおよびアルキレンポリオールから選択される、請求項２７記載の水性分散液。
【請求項３０】
水性分散液であって、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、該少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび、少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される、ならびに、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、該少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルから選択される、
を含んでなり
該分散液は、界面活性剤を実質的に含まない、水性分散液。
【請求項３１】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３２】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３３】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、リメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３４】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３５】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、および１，４−ブタンジオールから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３６】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、エチレングリコール、および１，２−ヘキサンジオールから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３７】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、エチレングリコール、および１，２−ヘキサンジオールから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３８】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、および１，２−ヘキサンジオールから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項３９】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロールおよびトリメチロールプロパンから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項４０】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロールから選択される、請求項３０記載の分散液。
【請求項４１】
水性分散液の調製方法であって、
酸化カーボンブラックおよび、少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選ばれた、少なくとも１０質量％の顔料を含む組成物を準備すること；
該組成物に、少なくとも１種の有機溶媒を添加して、界面活性剤を実質的に含まない分散液を調製すること、該少なくとも１種の有機溶媒は、該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する、
を含んでなり、該添加によって、該分散液は、以下の、
（ａ）電導度は増加しない、
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない、
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない、および、
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない、
から選択された性質の少なくとも１つを有する、方法。
【請求項４２】
前記添加によって、前記分散液が、前記の性質（ａ）〜（ｄ）の少なくとも２つを有する、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記添加によって、前記分散液が、前記の性質（ａ）〜（ｄ）の少なくとも３つを有する、請求項４１記載の方法。
【請求項４４】
前記添加によって、前記分散液が、前記の性質（ａ）〜（ｃ）の少なくとも１つを有する、請求項４１記載の方法。
【請求項４５】
前記添加によって、Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない、請求項４１記載の方法。
【請求項４６】
前記添加によって、粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない、請求項４１記載の方法。
【請求項４７】
前記添加によって、電導度は増加しない、請求項４１記載の方法。
【請求項４８】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、前記分散液が、前記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも２つを有する、請求項４１記載の方法。
【請求項４９】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、前記分散液が、前記（ａ）〜（ｄ）の少なくとも３つを有する、請求項４１記載の方法。
【請求項５０】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、前記分散液が、前記（ａ）〜（ｃ）の少なくとも１つを有する、請求項４１記載の方法。
【請求項５１】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない、請求項４１記載の方法。
【請求項５２】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない、請求項４１記載の方法。
【請求項５３】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも２０％の添加によって、電導度は増加しない、請求項４１記載の方法。
【請求項５４】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、１，３−プロパンジオール、１，３−２−イミダゾリジノン、トリエチレングリコール、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルから選択される、請求項４１記載の方法。
【請求項５５】
請求項１〜２５および２７〜４０のいずれか１項記載の水性分散液を混合すること；ならびに、
少なくとも１種の界面活性剤を該水性分散液に加えること、
を含む、インクジェットインク組成物の調製方法。
【請求項５６】
前記混合が、前記水性分散液を、前記界面化性剤ならびに、湿潤剤、殺生物剤および殺菌剤、ポリマーバインダなどのバインダ、ｐＨ調節剤、乾燥促進剤、浸透剤から選択された少なくとも１種の添加剤と混合することを更に含む、請求項５５記載の方法。
【請求項５７】
前記少なくとも１種の界面活性剤が、前記インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．１質量％〜５質量％の範囲の量で存在する、請求項５５記載の方法。
【請求項５８】
前記少なくとも１種の添加剤が、前記インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．１質量％〜５質量％の範囲の量で存在する、請求項５５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機溶媒を含む水性の顔料分散液がここに開示されている。
【背景技術】
【０００２】
それらの分散液は、インクジェットインク用途に用いることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多くの用途、例えば、インク、コーティングなどにおける使用のための顔料を含む水性分散液などの、分散安定性を最適化する継続した必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、
分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、この少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される；ならびに、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）0.5を有している、
を含む水性分散液であって、この分散液は、界面活性剤を実質的に含まない、水性分散液を提供する。
【０００５】
他の態様では、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、この少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される；ならびに、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルから選択される、
を含む水性分散液であって、この分散液は、界面活性剤を実質的に含まない、水性分散液を提供する。
【０００６】
他の態様では、
酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択された少なくとも１０質量％の顔料を含む組成物を準備すること、ならびに、  この組成物を、少なくとも１種の有機溶媒に添加して、界面活性剤を実質的に含まない分散液を調製すること、含む、水性分散液の調製方法であって、
この少なくとも１種の有機溶媒は、分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在し、
上記の添加によって、分散液は、下記の（ａ）〜（ｄ）から選択された性質の少なくとも１つを有している、調製方法を提供する。
（ａ）電導度は増加しない。
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない。
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない。
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
種々の表面処理で改質されたカーボンブラック顔料は、水溶液中で自己分散性の顔料として有用であることが証明されている。例えば、オゾン酸化カーボンブラックを含むインクジェットインク組成物は、優れた光学密度、紙と紙の性能の独立性（paper to paper performance independence）、およびでポリマー添加剤との向上した耐久性を提供する。しかしながら、カーボンブラックのこの表面改質は、エージングによる粒子径の成長および／または電導度の増加によって観察されるように、分散安定性を損なわせる可能性がある。多くのインクジェットインク製造業者が、顔料を水性分散液として得ているので、それらの分散液が、使用の前に貯蔵されることを可能にする十分な安定性を有する顔料分散液を、例えばインク配合物として、提供する必要が存在する。
【０００８】
特定の有機溶媒が、界面活性剤または分散剤を含まない水性分散液を安定させる、あるいは付加された安定性を与えることが見出された。従って、ここに開示されるのは、
分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、この少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される；ならびに、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）、および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、
を含む水性分散剤であって、この分散液は、界面活性剤を実質的に含まない。
【０００９】
一般に、改質カーボンブラックを含む水性の粒子分散液は、ゼータ電位測定値（≦−２０ｍＶ）に基づいて水中で静電気的に安定である。電荷は、顔料の周りに、シュテルン層を含む電気二重層（表面に吸着されたイオンで作られた）および拡散層の形態で分布している。電気二重層の厚さは、ゼータ電位によって測定することができ、それは拡散層で経験される電位である。より高いゼータ電位は、より大きな二重層厚さからもたらされ、粒子間のより大きな量の反発をもたらし、顔料の凝集および沈降を防止する。更には、ここに開示された改質カーボンブラックの場合には、そのような顔料は、未処理のカーボンブラックと比べて、付加的な表面官能基（例えば、カルボキシレート、ヒドロキシル、無水物、スルホネート、ホスホネート）で特徴付けられ、荷電種（例えば、対イオン）を吸着するための付加的なサイトを与え、そしてより大きな二重層厚さをもたらす。
【００１０】
有機溶媒が水性分散液に加えられて、水／溶媒混合物を形成した場合には、水と比較しての有機溶媒のより低い誘電率が、減少された二重層厚さ、そして従ってより安定性の低い分散液をもたらすことが予測されるはずである。しかしながら、特定のハンセン溶解度パラメータを有する溶媒の添加は、実際により大きな分散安定性をもたらすことが見出された。いずれかの理論によって拘束されることは望まないが、特定の有機溶媒は、顔料表面に吸着および／または他のように結合することができ、そして表面に吸着／凝縮されたイオン性基を置換することができ、および／または顔料表面に凝縮されたイオン性基の存在を他のように防止もしくは低減する。また、吸着された分子は、さもなければ熱エージングで顔料から分離する可能性がある断片の脱着を防止することができる。加えてもしくは、あるいは、有機溶媒は、顔料表面により近接して付着することができて、顔料表面の疎水性部分の近傍に位置する組織化された水の構造からもたらされる望ましくないエントロピーの低下を低減させる。また、この最終結果は、より大きな分散安定性をもたらすことができる。
【００１１】
１つの態様では、ハンセン溶解度パラメータは、有機溶媒と顔料表面の間の相溶性の尺度として用いることができる。特に、極性（δp）および水素結合（δH）パラメータ（単位はＭＰａ1/2）は、それぞれ、永久双極子および水素結合の分子相互作用の指標を与える。いずれかの理論によって拘束されることは望まないが、ここに開示されたδpおよびδHを有する溶媒は、分散液中に存在するイオン性基と比べて、表面とのより大きな相互作用を通して、顔料表面との向上した相溶性をもたらすであろう。
【００１２】
１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5、例えば１５〜５０ＭＰａ0.5、１５〜４５ＭＰａ0.5、１５〜３０ＭＰａ0.5、または２５〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）を有している。１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、５〜１３ＭＰａ0.5、例えば７〜１３ＭＰａ0.5、または１０〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している。１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒が２種もしくは３種以上の有機溶媒を含む場合には、２種もしくは３種以上の有機溶媒のそれぞれが、上記のハンセン溶解度パラメータを満足する。
【００１３】
１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルから選択される。
【００１４】
１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される。他の態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される。更に他の態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される。
【００１５】
１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、アルコールから選択される。例示的なアルコールとしては、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−２−ピロリドン、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、およびエチレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
【００１６】
１つの態様では、アルコールは、ジオールおよびポリオール、例えばアルキレンジオールおよびアルキレンポリオール（例えば、グリコール）から選択される。例示的なジオールおよびポリオールとしては、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、トリエチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２，３，４−テトラヒドロキシブタン、ビス（２−ヒドロキシエチル）−５，５−ジメチルヒダントイン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、および１，４−ブタンジオールが挙げられる。１つの態様では、ジオールおよびポリオールは、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、エチレングリコール、および１，２−ヘキサンジオールから選択される。他の態様では、ジオールおよびポリオールは、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、エチレングリコール、および１，２−ヘキサンジオールから選択される。他の態様では、ジオールおよびポリオールは、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、および１，２−ヘキサンジオールから選択される。更に他の態様では、ジオールおよびポリオールは、グリセロールおよびエチレングリコールから選択される。
【００１７】
１つの態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、分散液中に、分散液の全質量に対して１０質量％〜４０質量％の範囲の量、例えば１０質量％〜３０質量％の範囲の量で存在する。他の態様では、少なくとも１種の有機溶媒は、少なくとも２０質量％、例えば少なくとも３０質量％の量で、または２０質量％〜４０質量％、または３０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在する。
【００１８】
１つの態様では、水性分散液は、水性分散液の全質量に対して、水を、少なくとも５０質量％の量で含む。他の態様では、水性分散液は、水を、少なくとも６０質量％、少なくとも７０質量％、または少なくとも８０質量％の量で、あるいは５０質量％〜９０質量％、６０質量％〜９０質量％、７０質量％〜９０質量％、５０質量％〜８０質量％、または６０質量％〜８０質量％の範囲の量で含む。
【００１９】
１つの態様では、「界面活性剤を実質的に含まない」は、分散液の全質量に対して界面活性剤の、０．２質量％未満、例えば０．１質量％未満、０．０５質量％未満、または分散液の全質量に対して０．０１質量％未満の量を表す。
【００２０】
分散液は、当技術分野で知られたいずれかの方法を用いて調製することができる。例えば、乾燥形態の改質顔料は、液体媒質と撹拌して混合して、安定な分散液を生成することができる。当技術分野で知られているいずれかの装置、例えば媒体ミルまたはボールミル、あるいは他の高剪断混合装置を用いることができ、そして種々の慣用のミル用媒体も用いることができる。分散液を形成するための他の方法が、当業者に知られている。
【００２１】
１つの態様では、水性分散液中の溶媒は水および少なくとも１種の有機溶媒だけであり、後者は、１種もしくは２種以上の溶媒を含むことができ、それぞれは１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲、またはここに開示された他の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している。従って、１つの態様では、
酸化カーボンブラックおよび改質カーボンブラックから選択された少なくとも１種の顔料、この顔料は、分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータおよび、５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δｐ）を有している、ならびに、
水、
から本質的になる（もしくはからなる）水性分散液が提供される。
【００２２】
他の態様では、
酸化カーボンブラックおよび改質カーボンブラックから選択された少なくとも１種の顔料、この顔料は、分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）および、５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、
少なくとも１種の殺生物剤および／または殺菌剤、ならびに、
水、
から本質的になる（またはからなる）水性分散液を提供する。
【００２３】
１つの態様では、顔料は、水性分散液中に、少なくとも５質量％〜４０質量％の量、例えば５質量％〜３５質量％の範囲の量、５質量％〜３０質量％の範囲の量、または少なくとも１０質量％の量、例えば、分散液の全質量に対して、１０質量％〜４０質量％の範囲の量、または１０質量％〜３５質量％の範囲の量で存在する。
【００２４】
少なくとも１種の有機溶媒（例えば、少なくとも１０質量、または少なくとも２０質量％の量、あるいはここに開示した他の量）の添加による分散液の安定性は、以下の性質の１つもしくは２つ以上によって評価することができる。
（ａ）電導度は増加しない。
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない。
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない。
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない。
【００２５】
いずれかの理論によって拘束されることは望まないが、性質（ａ）〜（ｄ）の１つもしくは２つ以上は、分散安定性に寄与することができる。エージングによって、電導度の増加が、吸着種の脱着もしくはカーボンブラックの分解によって解放されたイオン性種からもたらされる可能性がある。また、粘度の増加も起こる可能性があり、潜在的にゲル化を招く。Ｄ50によって測定された粒子径の増加は、溶液から沈殿する粒子のより大きな傾向をもたらす。特定の溶媒の添加が、（ａ）から（ｄ）の性質の１つもしくは２つ以上を制御することによって、水性の顔料分散液の安定性に影響する可能性があることは、驚くべき発見であった。
【００２６】
他の態様では、以下の工程を含む、水性分散液の調製方法が提供される。
酸化カーボンブラックおよび、少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択された、少なくとも５質量％の顔料を含む組成物を準備すること、
この組成物に、少なくとも１種の有機溶媒を添加して、界面活性剤を実質的に含まない分散液を調製すること、この少なくとも１種の有機溶媒は、分散基の全質量に対して、少なくとも１０質量％(例えば、少なくとも２０質量％）の量で存在する、
ここで、この分散液は、以下の（ａ）〜（ｄ）から選択された少なくとも１つの性質を有している。
（ａ）電導度は増加しない。
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない。
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない。
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない。
【００２７】
性質（ａ）〜（ｄ）は、上記の添加の前の分散液との比較であることが理解される。
【００２８】
顔料
１つの態様では、少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックから選択される。従って、１つの態様では、
酸化カーボンブラックから選択された少なくとも１種の顔料、この顔料は、分散液の全質量に対して、少なくとも５質量％、少なくとも１０質量％の量、５質量％〜３５質量％の範囲の量、５質量％〜４０質量％の範囲の量、１０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在する、ならびに、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒（例えば、アルコールから選択される）、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、
を含む水性分散液が提供され、
ここで、この分散液は、界面活性剤を実質的に含まない。
【００２９】
例えば、酸化カーボンブラックは、３％以上の酸素含有量を有することができる。通常は、酸化カーボンブラックは、イオン性またはイオン化可能な、酸素含有基、例えばフェノール、ラクトン、カルボニル、カルボキシル（例えば、カルボン酸）、無水物、エーテルおよびキノンの１種もしくは２種以上を有する表面で特徴付けられる。カーボンブラックの酸化の程度は、そのようなイオン性またはイオン化可能基の表面濃度を決定する可能性がある。ここに開示されたカーボンブラックは、当技術分野で知られている種々の酸化剤によって酸化することができる。カーボンブラックの例示的な酸化剤としては、酸素ガス、オゾン、過酸化物、例えば、過酸化水素、過硫酸塩、例えば過硫酸ナトリウムおよび過硫酸カリウム、次亜ハロゲン酸塩、例えば次亜塩素酸ナトリウム、硝酸、および遷移金属含有酸化剤、例えば過マンガン酸塩、四酸化オスミウム、酸化クロム、硝酸セリウムアンモニウムおよびそれらの混合物が挙げられる。
【００３０】
１つの態様では、ここに開示されたカーボンブラックは、オゾン酸化によって酸化される。１つの態様では、オゾン酸化は、２０１２年７月１３日出願の米国仮出願第61/671,359号、およびPCT公開第PCT/US2013/050295号に記載されたように実施することができ、これらを参照することによって本明細書の内容とする。
【００３１】
１つの態様では、少なくとも１種の顔料は、少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される。１つの態様では、「結合された」有機基は、数時間（例えば、少なくとも４、６、８、１２もしくは２４時間）のソックスレー抽出で、結合された基が、顔料から取り除かれないことで、吸着された基と区別することができる。他の態様では、出発の有機処理材料を溶解することができるが、しかしながら処理された顔料を分散することができない溶媒もしくは溶媒混合物で繰り返し洗浄した後に、有機基を取り除くことができない場合には、その有機基は、顔料に結合されている。更に他の態様では、「結合された」は、結合、例えば、共有結合を表し、例えば、求核基もしくは有機基に結合した、または共有結合した顔料、を表す。
【００３２】
１つの態様では、少なくとも１種の有機基は、直接に（カーボンブラックの固有の（native）原子と結合する）または、中間基もしくはスペーサー基を介して間接的に、のいずれかで結合することができる。１つの態様では、中間基もしくはスペーサー基は、置換されたもしくは置換されていないＣ1〜Ｃ12アルキル、Ｃ5〜Ｃ20アリール、Ｃ6〜Ｃ24アルキルアリールおよびアラルキルから選択され、ここで「アルキル」は、随意選択的にＮ、ＯおよびＳから選択されるヘテロ原子を含む基によって中断されていてもよく、そして「アリール」は、随意選択的にＮ、ＯおよびＳから選択されるヘテロ原子を含む基によって置き換えられた環炭素原子を含んでいる。典型的には、結合された基は、顔料表面に存在する。
【００３３】
１つの態様では、少なくとも１種の有機基は、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、およびそれらの塩から選択される少なくとも１つの置換基を含んでいる。
【００３４】
１つの態様では、少なくとも１種の有機基は、式−［Ｒ（Ａ）］−を含んでおり、ここで、
Ｒは、カーボンブラックに結合しており、そしてアリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンから選択され、そして、
Ａは、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、およびそれらの塩から選択される。
【００３５】
アリーレン、ヘテロアリーレン、およびアルキレンは、置換されていなくても、または置換されていてもよい。例示的なアリーレンとしては、フェニレン、ナフチレン、およびビフェニレンが挙げられ、そして例示的なヘテロアリーレンとしては、１つもしくは２つ以上の酸素または窒素原子で置換された環炭素を有するフェニレン、ナフチレン、およびビフェニレンが挙げられる。１つの態様では、アリーレンは、Ｃ5〜Ｃ20アリーレンである。ヘテロアリーレンは、ここに規定されたアリーレンであることができ、１つもしくは２つ以上の環炭素原子は、ヘテロ原子、例えば、Ｎ、ＯおよびＳで置き換えられている。ヘテロ原子は、環原子であるのに加えて、他の基に結合されていてもよい。アルキレンは、分岐もしくは非分岐であることができる。アルキレンは、Ｃ1〜Ｃ12アルキレン、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、またはブチレンであることができる。
【００３６】
１つの態様では、結合された有機基は、少なくとも１種のイオン性基、イオン化可能基、またはイオン性基およびイオン化可能基の混合物を含んでいる。イオン性基は、アニオン性またはカチオン性のいずれかであることができ、そして反対の電荷の対イオン、例えば無機もしくは有機対イオン、例えば、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+、ＮＨ4+、ＮＲ’4+、アセテート、ＮＯ3-、ＳＯ4-2、Ｒ’ＳＯ3-、Ｒ’ＯＳＯ3-、ＯＨ-、またはＣｌ-と会合することができ、ここで、Ｒ’は、水素または有機基、例えば置換もしくは非置換のアリール、またはアルキル基を表す。イオン化可能基は、使用する媒質中でイオン性基を形成することができるものである。アニオン性基は、負に荷電したイオン性基であり、アニオンを形成することができるイオン化可能な置換基（アニオン化可能基）、例えば酸性置換基、を有する基から生成させることができる。カチオン性基は、正に荷電した有機イオン性基であり、カチオンを形成することができるイオン化可能置換基（カチオン化可能基）、例えばプロトン化アミンから形成されることができる。アニオン性基の具体的な例としては、−ＣＯＯ-、−ＳＯ3-、−ＯＳＯ3-、−ＨＰＯ3-、−ＯＰＯ3-2、または−ＰＯ3-が挙げられ、アニオン化可能基の具体的な例としては、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ3Ｈ、−ＰＯ3Ｈ2、−Ｒ’ＳＨ、または−Ｒ’ＯＨを挙げることができ、ここで、Ｒ’は、水素または有機基、例えば置換もしくは非置換のアリールまたはアルキル基を表す。また、カチオン性基またはカチオン化可能基の具体的な例としては、アルキルもしくはアリールアミンが挙げられ、それらは、酸性媒質中でプロトン化することができて、アンモニウム基、−ＮＲ’2Ｈ+を形成し、ここでＲ’は、有機基、例えば置換もしくは非置換のアリールまたはアルキル基を表す。
【００３７】
１つの態様では、結合された有機基は、ポリマーを含む。１つの態様では、ポリマーは、少なくとも１つの非イオン性基を含む。例としては、１〜１２個の炭素のアルキレンオキシド基およびポリオール、例えば、−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−基、−ＣＨ（ＣＨ3）−ＣＨ2−Ｏ−基、−ＣＨ2−ＣＨ（ＣＨ3）−Ｏ−基、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−基、またはそれらの組み合わせが挙げられる。それらの非イオン性基は、更に、ここに開示した少なくとも１種のイオン性基またはイオン化可能基を含むことができる。
【００３８】
１つの態様では、ポリマーは、低い酸価と有している。１つの態様では、ポリマーは、２００以下、例えば１５０以下、１１０以下、または１００以下の酸価を有するポリマーを含む酸性基であることができる。他の態様では、ポリマーの酸価は、３０以上である。従って、ポリマーは、３０〜２００、例えば３０〜１１０、１１０〜１５０、または１５０〜２００の酸価を有するポリマーを含む酸性基であることができる。
【００３９】
結合された有機基の量は、改質カーボンブラックの所望の用途および結合された基の種類に応じて変えることができる。例えば、有機基の合計の量は、窒素吸着（ＢＥＴ法）によって測定して、顔料の表面積当たりの基の量で、０．０１〜１０．０μモル／ｍ2、例えば０．５〜５．０μモル／ｍ2、１〜３μモル／ｍ2、または２〜２．５μモル／ｍ2であることができる。また、本発明の種々の態様について説明したものとは異なる、更なる結合された有機基も存在することができる。
【００４０】
１つの態様では、カーボンブラックは、例えば下記の特許において詳述されているように、ジアゾニウム処理を経由して少なくとも１種の有機基で改質されている：米国特許第5,554,739号明細書、第5,630,868号明細書、第5,672,198号明細書、第5,707,432号明細書、第5,851,280号明細書、第5,885,335号明細書、第5,895,522号明細書、第5,900,029号明細書、第5,922,118号明細書、第6,042,643号明細書、第6,534,569号明細書、第6,398,858号明細書、および第6,494,943（高剪断条件）、第6,372,820号明細書、第6,368,239号明細書、第6,350,519号明細書、第6,337,358号明細書、第6,103,380号明細書、第7,173,078号明細書、第7,056,962号明細書、第6,942,724号明細書、第6,929,889号明細書、第6,911,073号明細書、第6,478,863号明細書、第6,472,471号明細書、および国際公開第2011/143533号、これらを参照することによって本明細書の内容とする。１つの態様では、結合は、ジアゾニウム反応によって与えられ、この場合には少なくとも１種の有機基はジアゾニウム塩置換基を有している。他の態様では、直接の結合が、ジアゾニウムおよび安定な遊離ラジカル法を用いることによって形成することができ、この方法は、例えば米国特許第6,068,688号明細書、第6,337,358号明細書、第6,368,239号明細書、第6,551,393号明細書、第6,852,158号明細書に記載されており、これらを参照することによって本明細書の内容とし、この結合は、少なくとも１種のラジカルと少なくとも１種の粒子との反応を使用し、ここでは、ラジカルは、ラジカル捕捉の可能な１種もしくは２種以上の粒子などの存在での、少なくとも１種の遷移金属化合物と少なくとも１種の有機ハロゲン化化合物との相互作用から発生する。更に他の態様では、少なくとも１種のカーボンブラックは、米国特許第5,837,045号明細書、第6,660,075号明細書および国際公開第2009/048564号（少なくとも１つの置換基によって活性化されたＣ−Ｃ二重結合または三重結合を含む有機化合物との反応）、あるいは米国特許出願公開第2004/0171725号明細書、米国特許第6,664,312号明細書、第6,831,194号明細書（無水物成分との反応）、米国特許第6,936,097号明細書、米国特許出願公開第2001/0036994号明細書、第2003/0101901号明細書（−Ｎ＝Ｎ−Ｎ−基を有する有機基との反応）、カナダ特許第2,351,162号明細書、欧州特許第1394221号明細書、国際公開第01/51566号（少なくとも１種の親電子物質と少なくとも１種の親核物質との間の反応）、国際公開第04/63289号、国際公開第2010/141071号（Ｈ２Ｎ−Ａ−Ｙとの反応、ここでＡはヘテロ原子である）、ならびに国際公開第99/23174号（それらを参照することによって本明細書の内容とする）の方法を用いることによって改質（例えば、官能基を結合する）ことができる。
【００４１】
１つの態様では、酸化および改質カーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックから調製される。他の態様では、酸化および改質カーボンブラックは、以下の性質を有するカーボンブラックから調製される。
【００４２】
他の態様では、酸化および改質カーボンブラックは、以下の性質を有するカーボンブラックから調製される。
ＯＡＮ  ≧  １７０  ｍＬ／ｌ００ｇ；  および、
１６０〜２２０  ｍ2／ｇの範囲のＳＴＳＡ
【００４３】
他の態様では、酸化および改質カーボンブラックは、以下の性質を有するカーボンブラックから調製される。
ＯＡＮ  ≧  １７０  ｍＬ／ｌ００ｇ；  および、
０．７〜１の範囲のＳＴＳＡ／ＢＥＴ比
【００４４】
他の態様では、酸化および改質カーボンブラックは、以下の性質を有するカーボンブラックから調製される。
ＯＡＮ  ≧  １７０  ｍＬ／ｌ００ｇ； 
１６０〜２２０  ｍ2／ｇの範囲のＳＴＳＡ；  および、
１９０〜２７５  ｍ2／ｇの範囲のＢＥＴ表面積
【００４５】
他の態様では、酸化および改質カーボンブラックは、以下の性質を有するカーボンブラックから調製される。
ＯＡＮ  ≧  １７０  ｍＬ／ｌ００ｇ；
ＢＥＴ表面積  ≧  １５０  ｍ2／ｇ；  および
１３０〜１４５ｍ2／ｇの範囲のＣＯＡＮ
【００４６】
１つの態様では、ＯＡＮは、１７０〜２２０ｍ2／ｇ、例えば１７０〜２１０ｍ2／ｇ、１８０〜２２０ｍ2／ｇ、１８０〜２１０ｍ2／ｇ、１９０〜２２０ｍ2／ｇ、または１９０〜２１０ｍ2／ｇの範囲である。ＯＡＮは、ＡＳＴＭ−Ｄ２４１４に従って定めることができる。いずれかの理論によって拘束されることは望まないが、開示されたＯＡＮ値は、高い光学密度値を得るのに重要な因子である可能性があることが信じられる。
【００４７】
１つの態様では、ＳＴＳＡは、１６０〜２２０ｍ2／ｇ、例えば１６０〜２１０ｍ2／ｇの範囲であり、そして特定の用途では、ＳＴＳＡは、１７０〜２２０ｍ2／ｇ、１７０〜２１０ｍ2／ｇ、１８０〜２２０ｍ2／ｇ、または１８０〜２２０ｍ2／ｇの範囲である。
【００４８】
酸化および改質物の調製に用いられるカーボンブラックの更なる説明が、２０１２年７月１３日出願の米国仮出願第61/671,359号明細書および国際公開第PCT/US2013/050295号に記載されており、それらを参照することによって本明細書の内容とする。
【００４９】
１つの態様では、分散液中の少なくとも１種の顔料は、０．１〜０．１８μｍの範囲の平均体積（ｍＶ）を有している。他の態様では、顔料は、０．０５〜０．１μｍの範囲のＤ10、例えば０．０６〜０．１μｍ、または０．０７〜０．１μｍの範囲のＤ10を有している。１つの態様では、少なくとも１種の顔料（例えば、酸化または改質カーボンブラック）は、０．１〜０．１６μｍの範囲のＤ50を有している。他の態様では、少なくとも１種の顔料（例えば、酸化または改質カーボンブラック）は、０．１８〜０．２５μｍの範囲のＤ90、例えば０．１５〜０．２４μｍの範囲のＤ90、または０．１８〜０．２４μｍの範囲のＤ90を有している。
【００５０】
インクジェットインク組成物
ここに開示された水性分散液は、インクジェットインク組成物を配合するのに用いることができる。１つの態様では、インクジェットインク組成物は、水性分散液を、少なくとも１種の界面活性剤と組合わせて、組成物のコロイド安定性を更に向上させるか、またはインクと、印刷用基材、例えば印刷用紙、またはインクのプリントヘッドいずれかとの相互作用を変化させることによって調製される。種々のアニオン性、カチオン性およびノニオン性の分散剤が、本発明のインク組成物とともに用いることができ、そしてそれらは単体で、または水溶液として用いることができる。１つの態様では、界面活性剤は、インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．０５質量％〜５質量％の範囲の量で、例えば、０．１質量％〜５質量％の範囲の量、または０．５質量％〜２質量％の範囲の量で存在する。
【００５１】
アニオン性分散剤または界面活性剤の代表的な例としては、高級脂肪酸塩、高級アルキルジカルボキシレート、高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、アルキルナフタレンスルホネート、ナフタレンスルホネート（Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｃａなど）、ホルマリン重縮合物、高級脂肪酸とアミノ酸の縮合物、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホスクシネート、ナフテン酸塩、アルキルエーテルカルボキシレート、アシル化ペプチド、α−オレフィンスルホネート、Ｎ−アクリルメチルタウリン、アルキルエーテルスルホネート、第２級高級アルコールエトキシスルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルフェート、モノグリシルスルフェート、アルキルエーテルホスフェートおよびアルキルホスフェート、アルキルホスホネートおよびビスホスホネート、ヒドロキシル化もしくはアミノ化誘導体を含む、が挙げられるが、それらには限定されない。例えば、スチレンスルホネート塩、非置換および置換ナフタレンスルホネート塩（例えば、アルキルもしくはアルコキシ置換ナフタレン誘導体）、アルデヒド誘導体（例えば、非置換アルキルアルデヒド誘導体、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒドなど）、マレイン酸塩、およびそれらの混合物の重合体および共重合体を、酸性分散助剤として用いることができる。塩としては、例えば、Ｎａ+、Ｌｉ+、Ｋ+、Ｃｓ+、Ｒｂ+、ならびに置換および非置換アンモニウムカチオンが挙げられる。カチオン性界面活性剤の代表的な例としては、脂肪族アミン、第四級アンモニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩などが挙げられる。
【００５２】
本発明のインクジェットインクに用いることができるノニオン性分散剤または界面活性剤の代表的な例としては、フッ素誘導体、シリコーン誘導体、アクリル酸共重合体、ポリエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン第２級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンスチロールエーテル、エトキシル化アセチレンジオール、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物のエチレンオキシド誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルポリオキシエチレン化合物の脂肪酸エステル、ポリエチレンオキシド縮合物型のエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセロールの脂肪酸エステル、プロピレングリコールの脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドおよびポリオキシエチレンアルキルアミンオキシドが挙げられる。例えば、エトキシル化モノアルキルまたはジアルキルフェノールを用いることができる。それらのノニオン性界面活性剤または分散剤は、単独で、または前述のアニオン性およびカチオン性分散剤とともに用いることができる。
【００５３】
また、分散剤は、天然パリマーまたは合成ポリマー分散剤であることができる。天然ポリマー分散剤の具体的な例としては、タンパク質、例えば膠、ゼラチン、カゼインおよびアルブミン；天然ゴム、例えばアラビアゴムおよびトラガカントゴム；グルコシド、例えばサポニン；アルギン酸、およびアルギン酸誘導体、例えばプロピレングリコールアルギン酸エステル、アルギン酸トリエタノールアミン、およびアルギン酸アンモニウム；ならびにセルロース誘導体、例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースおよびエチルヒドロキシセルロースが挙げられる。合成ポリマー分散剤を含むポリマー分散剤の具体的な例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリルもしくはメタクリル樹脂（しばしば（メタ）アクリルと記載される）、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸、アクリル酸−（メタ）アクリロニトリル共重合体、（メタ）アクリル酸カリウム−（メタ）アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート−（メタ）アクリレートエステル共重合体および（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリレートエステル共重合体；スチレン−アクリルもしくはメタクリル樹脂、例えばスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリレートエステル共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、スチレン−α−メチルスチレン−（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリレートエステル共重合体；スチレン−マレイン酸共重合体；スチレン−無水マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリルもしくはメタクリル酸共重合体；ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体；ならびにビニルアセテート共重合体、例えばビニルアセテート−エチレン共重合体、ビニルアセテート−脂肪酸ビニルエチレン共重合体、ビニルアセテート−マレエートエステル共重合体、ビニルアセテート−クロトン酸共重合体およびビニルアセテート−アクリル酸共重合体；ならびにそれらの塩が挙げられる。
【００５４】
１つの態様では、分散液は、インクジェットインク組成物中の最終的な量が、インクジェットインクの性能に悪影響を与えることなく所望の画像品質（例えば、光学密度）を与えるのに有効であるように、改質顔料の量を与えるように配合することができる。１つの態様では、顔料は、インクジェットインク組成物中に、インクジェットインク組成物の質量を基準として０．１質量％〜２０質量％の範囲の量で存在することができる。
【００５５】
１つの態様では、界面活性剤に加えて、インクジェットインク組成物は、その組成物の安定性を維持しながら、多くの所望の性質を与えるために、１種または２種以上の好適な添加剤を更に含むことができる。他の添加剤は、当技術分野でよく知られており、そして湿潤剤、殺生物剤および殺菌剤、バインダ、例えばポリマーバインダ、ｐＨ調節剤、乾燥促進剤、浸透剤などが挙げられる。特定の添加剤の量は、種々の因子に応じて変わるが、しかしながら通常は、インクジェットインク組成物の質量を基準として０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在する。更に、本発明のインクジェットインク組成物は、カラーバランスを修正し、そして光学密度を調整するために、染料を更に含むことができる。そのような染料としては、食用色素、ＦＤ＆Ｃ染料、酸染料、直接染料、反応性染料、フタロシアニンスルホン酸の誘導体、例えば銅フタロシアニン誘導体、ナトリウム塩、アンモニウム塩、カリウム塩、およびリチウム塩が挙げられる。
【００５６】
また、湿潤剤および少なくとも１種の有機溶媒以外の水溶性有機化合物を、例えば、ノズルの閉塞を防止することを目的として、ならびに紙への浸透（浸透剤）、向上した乾燥（乾燥促進剤）および閉塞防止性を向上させるために、本発明のインクジェットインク組成物に加えることができる。１つの態様では、湿潤剤は、水性分散液中に、全体のハンセン溶解度パラメータが、実質的に影響を受けない（例えば、±１ＭＰａ0.5以内）ような量で存在する。１つの態様では、湿潤剤および／または水溶性化合物は、０．１％〜１０％の範囲の量、例えば０．１％〜５％の範囲の量で存在する。
【００５７】
また、殺生物剤および／または殺菌剤を、本発明のインクジェットインク組成物に加えることができる。細菌は、しばしばインクノズルよりも大きく、そして閉塞ならびに他の印刷トラブルを引き起こす可能性があるので、殺生物剤は、細菌の成長を防止するのに重要である。有用な殺生物剤の例としては、安息香酸塩またはソルビン酸塩、およびイソチアゾリンオンが挙げられるが、それらには限定されない。１つの態様では、殺生物剤および／または殺菌剤は、０．０５％〜５％の範囲の量、例えば０．１％〜５％の範囲の量で存在する。
【００５８】
１つの態様では、ここに開示された水性の分散液、例えば、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、この少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される、
分散液の全質量に対して、少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）、および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、
を含む水性の分散液、から調製されたインクジェットインク組成物が提供され、
ここでこのインクジェットインク組成物は、少なくとも１種の界面活性剤を更に含んでいる。
【００５９】
他の態様では、水性分散液を界面活性剤と混合することを含む、インクジェット組成物の製造方法が提供され、
少なくとも１種の水性分散液は、ここに記載されたいずれかの分散液、例えば、
分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、この少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択される、および、
分散液の全質量に対して、少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、この少なくとも１種の有機溶媒は、１３〜５０ＭＰａ0.5の範囲のハンセン水素結合パラメータ（δH）、および５〜１３ＭＰａ0.5の範囲のハンセン極性パラメータ（δp）を有している、を含む水性分散液を含んでおり、そして、
前記の界面活性剤は、インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．０５質量％〜５質量％の範囲の量、例えば０．１質量％〜５質量％の範囲の量、または０．５質量％〜２質量％の範囲の量、で存在する。
【００６０】
１つの態様では、前記の混合は、水性分散液を、界面活性剤ならびに、湿潤剤、殺生物剤および殺菌剤、バインダ、例えばポリマーバインダ、ｐＨ調節剤、乾燥促進剤、浸透剤などから選択された少なくとも１種の添加剤と混合することを更に含んでいる。１つの態様では、少なくとも１種の添加剤は、インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．０５質量％〜５質量％の範囲の量、例えば０．１質量％〜５質量％の範囲の量、または０．５質量％〜２質量％の範囲の量で存在している。
【実施例】
【００６１】
例１
この例は、２種類の同様のカーボンブラック水性分散液のオゾン化を説明しており、このカーボンブラックは、表１中に列挙した初期（オゾン化前）の性質を有している。表１のカーボンブラックの調製の詳細は、２０１２年７月１３日出願の米国仮出願第61/671,359号明細書、および国際公開第PCT/US2013/050295号中に見出すことができ、これらを参照することによって、本明細書の内容とする。
【００６２】
【表１】
2018090822.tif 000002
【００６３】
２種類のカーボンブラック試料が、以下の手順に従ってオゾン化に付された。カーボンブラックの仕込み量（３００ｇ）を、水（６Ｌ）と混合し、そしてこの混合物を、８０００〜１００００ｒｐｍで３〜５分間に亘り、ロータ−ステータで均質化した。結果として得たスラリーを、オゾン反応器組立体の容器に加え、その中で、容器のｐＨを９．０に維持した。再循環ポンプを、このスラリーを反応器を通して循環するように、７０〜９０Ｌ／分の速度で運転した。オゾンガス（３〜５質量％）を、ベンチュリ管の入口を経由して、６〜１０Ｌ／分のガス流量で、スラリーへと導入した。オゾン化は、これらの２種類の試料に対して、３０〜４０℃の反応温度で、１０時間（試料Ａ）および７時間（試料Ｂ）に亘って、それぞれ行った。
【００６４】
これらの試料を、ホットプレート上で２時間に亘り、８０℃の後反応に熱処理し、次いで約１５％の固形分で、１００μＳ／ｃｍ未満の透過導電率までダイヤフィルトレーションを行った。これらの試料は、次いで、約５％の固形分に希釈し、そして６００ｍＬ／分で、１３２７６ｒｐｍで遠心分離した。ダイヤフィルトレーション膜によって約１６％の固形分まで再濃縮した後に、殺生物剤を加え（０．２％ｗ／ｗ）、そしてこれらの試料を次いで１５％の固形分に調整した。次いで、これらの試料を、０．５μｍのPallフィルタを通過させた。
【００６５】
これらの試料の流体力学的性質を、表２中に列挙した。
【表２】
2018090822.tif 000003
【００６６】
例２
この例は、添加された溶媒を含む分散液の調製を説明しており、それぞれの溶媒のハンセン水素結合パラメータ（δH）およびハンセン極性パラメータ（δp）が、下記の表３中に列挙されている。
【００６７】
【表３】
2018090822.tif 000004
【００６８】
試料Ａおよび試料Ｂのそれぞれについて、表３の添加された溶媒を１０質量％および２０質量％含む分散液が調製された。
【００６９】
それぞれの試料について、（ａ）エージングなし、および（ｂ）７０度で７日間後に、粘度、電導度、および粒子径が試験された。それらの値および％での変化を、下記の表４〜６に列挙した。
【００７０】
【表４】
2018090822.tif 000005
【００７１】
【表５】
2018090822.tif 000006
【００７２】
【表６】
2018090822.tif 000007
【００７３】
表４〜６のデータから、安定な分散液、すなわち、以下の（ａ）〜（ｄ）から選択された下記の性質の少なくとも３つを有する分散液、の基準を適用することができる。
（ａ）電導度は増加しない。
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない。
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない。
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない。
【００７４】
溶媒、例えばグリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、エチレングリコール、２−ピロリドン、および１，２−ヘキサンジオール、は、（ａ）〜（ｄ）の性質の２つもしくは３つ以上を満足することを理解することができる。表３によれば、これらの溶媒は、開示した範囲内のハンセン溶解度パラメータを有している。対照的に開示した範囲外のハンセン溶解度パラメータを有する溶媒は、安定な分散液をもたらしていない、例えば、テトラエチレングリコールおよびＴＥＧＭＢＥ。
【００７５】
用語「a」および「an」および「the」の使用は、特に断りない限り、または文脈から明確に否定されない限り、単数と複数の両方を包含すると理解されなければならない。用語「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含む（including）」および「含む（containing）」は、特に断りの回限り開放型の用語（すなわち、「含むが、しかしながらそれらには限定されない」を意味する）と理解されなければならない。本明細書における数値範囲の記載は、特に断りのない限り、その範囲内に入るそれぞれの個々の値を独立して表すための略記方法としての役割をすることが単に意図されており、そしてそれぞれの個々の値が、それが独立して本明細書中に記載されているのと同様に本明細書中に組み込まれている。本明細書中に記載された全ての方法は、特に断りない限り、または文脈から明確に否定されない限り、いずれかの好適な順序で行うことができる。本明細書中に与えられるいずれかの、そして全ての例、または例示的な用語（例えば、「例えば」）は、単に、本発明をよりよく説明することを意図したものであり、そして特に断りのない限り、本発明の範囲に限定を加えるものではない。明細書中のいずれの用語も、いずれかの特許請求されていない要素が、本発明の実施に必須であると示していると理解されてはならない。
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月6日(2018.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性分散液であって、
該分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、該少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択され、該酸化カーボンブラックおよび該改質カーボンブラックが、以下の性質、
ＯＡＮ  ≧  １７０ｍＬ／１００ｇ、および、
１６０〜２２０ｍ2／ｇの範囲のＳＴＳＡ、
を有するカーボンブラックから調製される、ならびに、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、該少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、キシリトールおよびソルビトールから選択され、ただし、有機溶媒は、単一で使用される、
を含んでなり、
該分散液は、該分散液の全質量を基準として０．２質量％以上の量で界面活性剤を含まない、分散液。
【請求項２】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、１０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在する、請求項１記載の分散液。
【請求項３】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、少なくとも２０質量％の量で存在する、請求項１記載の分散液。
【請求項４】
前記少なくとも１種の顔料が、酸化カーボンブラックから選択される、請求項１〜３のいずれか１項記載の分散液。
【請求項５】
前記酸化カーボンブラックが、オゾン酸化カーボンブラックから選択される、請求項４記載の分散液。
【請求項６】
前記少なくとも１種の顔料が、１０質量％〜４０質量％の範囲の量で存在する、請求項１〜５のいずれか１項記載の分散液。
【請求項７】
前記少なくとも１種の有機溶媒の少なくとも１０質量％の添加によって、前記分散液が、以下の、
（ａ）電導度は増加しない、
（ｂ）Ｄ50は、７０℃での７日間のエージングで５％を超えて増加しない、
（ｃ）粘度は、７０℃での７日間のエージングで増加しない、および、
（ｄ）粘度は、１００％を超えて増加しない、
から選択された性質の少なくとも１つを有する、請求項１〜６のいずれか１項記載の分散液。
【請求項８】
前記分散液が、
該分散液の全質量に対して少なくとも５質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、該少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび少なくとも１種の有機基が結合された改質カーボンブラックから選択され、
前記酸化および改質カーボンブラックが、以下の性質、
ＯＡＮ  ≧  １７０ｍＬ／１００ｇ、
ＢＥＴ表面積  ≧  １５０ｍ2／ｇ、および、
１２８．５〜１４５ｍＬ／ｌ００ｇの範囲のＣＯＡＮ、
を有するカーボンブラックから調製され、ならびに
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、該少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、キシリトールおよびソルビトールから選択され、ただし、有機溶媒は、単一で使用される、
を含んでなり、
該分散液は、該分散液の全質量を基準として０．２質量％以上の量で界面活性剤を含まない、
請求項１記載の分散液。
【請求項９】
前記少なくとも１種の顔料が、改質カーボンブラックから選択され、かつ前記少なくとも１種の有機基が、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、ヒドロキシル、アミン、およびエステル、アミド、およびそれらの塩から選択される少なくとも１つの置換基を含む、請求項１〜３および６〜８のいずれか１項記載の分散液。
【請求項１０】
請求項１記載の水性分散液から調製された、インクジェットインク組成物。
【請求項１１】
水性分散液であって、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の顔料、該少なくとも１種の顔料は、酸化カーボンブラックおよび、少なくとも１つの有機基が結合された改質カーボンブラックから選択され、該酸化カーボンブラックおよび該改質カーボンブラックが、以下の性質、
ＯＡＮ  ≧  １７０ｍＬ／１００ｇ、および、
１６０〜２２０ｍ2／ｇの範囲のＳＴＳＡ、
を有するカーボンブラックから調製される、ならびに、
該分散液の全質量に対して少なくとも１０質量％の量で存在する少なくとも１種の有機溶媒、該少なくとも１種の有機溶媒は、グリセロール、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、２−ピロリドン、１，３−プロパンジオール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、キシリトールおよびソルビトールから選択され、ただし、有機溶媒は、単一で使用される、
を含んでなり、
該分散液は、該分散液の全質量を基準として０．２質量％以上の量で界面活性剤を含まない、
水性分散液。
【請求項１２】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、グリセロール、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される、請求項１１記載の分散液。
【請求項１３】
前記少なくとも１種の有機溶媒が、トリメチロールプロパン、キシリトール、ソルビトール、２−ピロリドン、エチレングリコール、１，２−ヘキサンジオール、および１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンから選択される、請求項１１記載の分散液。
【請求項１４】
請求項１〜９および１１〜１３のいずれか１項記載の水性分散液を混合すること；ならびに、
少なくとも１種の界面活性剤を該水性分散液に加えること、
を含む、インクジェットインク組成物の調製方法。
【請求項１５】
前記混合が、前記水性分散液を、前記界面化性剤ならびに、湿潤剤、殺生物剤および殺菌剤、バインダ、ｐＨ調節剤、乾燥促進剤、および浸透剤から選択された少なくとも１種の添加剤と混合することを更に含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記界面活性剤が、前記インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．１質量％〜５質量％の範囲の量で存在する、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１種の添加剤が、前記インクジェットインク組成物の全質量に対して、０．１質量％〜５質量％の範囲の量で存在する、請求項１４記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
【表５】
2018090822.tif 000008
【外国語明細書】
2018090822000001.pdf