(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラック、分散剤、中和剤、有機溶媒及び水を含有する分散体を、前記分散体の沸点未満の温度である２０〜８０℃に加熱した後、その温度が前記分散体の沸点となるまで減圧して前記有機溶媒を蒸発除去する水系カーボンブラック分散体の製造方法。
【請求項２】
前記カーボンブラックのＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量が１００ｃｍ３／１００ｇ以上である請求項１に記載された水系カーボンブラック分散体の製造方法。
【請求項３】
前記有機溶媒の蒸発除去を、撹拌槽薄膜式蒸発装置を用いて行う請求項１又は２に記載された水系カーボンブラック分散体の製造方法。
【請求項４】
前記分散体から前記有機溶媒を蒸発除去することにより、前記分散体に含有される非蒸発成分を１〜６０質量％にする請求項１乃至３のいずれかに記載された水系カーボンブラック分散体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系カーボンブラック分散体、より詳しくは、インクジェット記録用の水系カーボンブラック分散体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散系インクジェット記録用インクは、主として、水及び／又は有機溶媒にカーボンブラックや顔料を分散させた後に水及び／又は有機溶媒を蒸発除去することによって製造される。
【０００３】
そして、水及び／又は有機溶媒を蒸発除去するに際しては、非蒸発成分が蒸発装置内壁面に付着して伝熱効率を低下させ、それによって蒸発に長時間を要するという問題や、その付着物が成長して剥離することによって粗大粒子が混入するという問題がある。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、蒸発装置として薄膜蒸発装置を用いることが開示されている。特許文献２には、蒸発を始める液位が加熱部の上端よりも上部の位置で蒸発操作を行う等の改善方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１５２０５３号公報
【特許文献２】特開２００５−２６３８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、水及び／又は有機溶媒を蒸発除去するに際し、泡立ちの激しい分散体の場合には、安定して蒸発操作ができないという問題もある。
【０００６】
特に、顔料として比表面積が大きく且つ吸油性能の高いカーボンブラックを用いた分散体の場合には、泡立ちが激しく有機溶媒の蒸発除去に長時間を要してしまう。
【０００７】
本発明は、有機溶媒の蒸発除去の際の泡立ちを抑制する水系カーボンブラック分散体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する本発明は、カーボンブラック、分散剤、中和剤、有機溶媒及び水を含有する分散体を、前記分散体の沸点未満特定の温度に加熱した後、その温度が前記分散体の沸点となるまで減圧して前記有機溶媒を蒸発除去する水系カーボンブラック分散体の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、分散体を沸点未満の特定の温度に加熱した後、その温度が沸点となるまで減圧することにより、有機溶媒の蒸発除去の際の泡立ちを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態の水系カーボンブラック分散体の製造方法では、カーボンブラック、分散剤、中和剤、有機溶媒及び水を含有する分散体を、前記分散体の沸点未満特定の温度に加熱した後、その温度が沸点となるまで減圧して前記有機溶媒を蒸発除去する。
【００１２】
この方法によれば、有機溶媒の蒸発除去の際の泡立ちを抑制することができる。
【００１３】
（分散体の構成要素）
＜カーボンブラック＞
本実施形態のカーボンブラックとして、例えば、インクジェット用インク向けのカーボンブラックの他、一般塗料用、樹脂着色用、補強用、紫外線防止用、導電用等のものを使用することができる。また、カーボンブラックの製法による分類であるファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等のいずれも使用することができる。カーボンブラックとして、これらのうち１種又は２種以上を混合したものを用いる。
【００１４】
カーボンブラックの一次平均粒径は、分散安定性の観点から、１０〜１００ｎｍであることが好ましく、１１〜５０ｎｍであることがより好ましく、１２〜４０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００１５】
本実施形態のカーボンブラックとして、高ストラクチャー構造（多孔質構造）のものであって、比表面積が大きく、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量の多いものが好適に使用される。
【００１６】
カーボンブラックの比表面積は、インクジェット記録に用いた場合の保存安定性、吐出性、印字濃度の観点から、１００ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、１５０ｍ2／ｇ以上であることがより好ましい。カーボンブラックの比表面積は、１５００ｍ2／ｇ以下であることが好ましく、５００ｍ2／ｇ以下であることがより好ましい。
【００１７】
カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、インクジェット記録に用いた場合の保存安定性、吐出性、印字濃度の観点から、１００ｃｍ3／１００ｇ以上であることが好ましく、１２０ｃｍ3／１００ｇ以上であることがより好ましい。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、１０００ｃｍ3／１００ｇ以下であることが好ましく、４００ｃｍ3／１００ｇ以下であることがより好ましい。
【００１８】
カーボンブラックの一次粒子径、比表面積及びＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７に基づく方法により測定されるものである。
【００１９】
＜分散剤＞
本実施形態の分散剤として、例えば、酸性基を有する水不溶性ポリマーを使用することができる。
【００２０】
ここで、「酸性基を有する水不溶性ポリマー」とは、その酸性基を水酸化リチウムで中和度１００％まで中和した水分散体を、１０５℃で２時間乾燥させた後、２５℃の水１００ｇに溶解させたとき、その溶解度が２ｇ以下であるポリマーをいう。
【００２１】
この酸性基を有する水不溶性ポリマーとしては、（Ａ）酸性基含有モノマー（以下、「（Ａ）成分」ということがある。）、（Ｂ）マクロマー（以下、「（Ｂ）成分」ということがある。）及び（Ｃ）疎水性モノマー（以下、「（Ｃ）成分」ということがある。）を含むモノマー混合物を共重合させた水不溶性ビニルポリマーが好ましい。
【００２２】
（Ａ）成分である酸性基含有モノマーとしては、例えば、特開平９−２８６９３９号公報の段落００２２に記載されているアニオン性モノマー等が挙げられる。その代表例としては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、不飽和リン酸モノマー等が挙げられる。
【００２３】
不飽和カルボン酸モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、２−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。
【００２４】
不飽和スルホン酸モノマーとしては、例えば、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−スルホプロピル（メタ）アクリル酸エステル、ビス−（３−スルホプロピル）−イタコン酸エステル等が挙げられる。
【００２５】
不飽和リン酸モノマーとしては、例えば、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス（メタクリロキシエチル）ホスフェート、ジフェニル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−２−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−２−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
【００２６】
これらのアニオン性モノマーの中では、分散安定性、インクジェット記録に用いた場合の吐出安定性の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
【００２７】
カチオン性モノマーは、本発明の目的を損なわない範囲で含有していてもよく、例えば、不飽和アミン含有モノマー、不飽和アンモニウム塩含有モノマー等が挙げられる。これらの中では、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−（Ｎ’，Ｎ’−ジメチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミド及びビニルピロリドンが好ましい。
【００２８】
（Ａ）成分は、これらのうち１種又は２種以上である。
【００２９】
（Ｂ）成分であるマクロマーとしては、例えば、数平均分子量５００〜１０００００（好ましくは１０００〜１００００）の重合可能な不飽和基を有するモノマーであるマクロマーが挙げられる。なお、（Ｂ）成分の数平均分子量は、溶媒として１ｍｍｏｌ／Ｌのドデシルジメチルアミン含有クロロホルムを用いたゲルクロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定されるものである。
【００３０】
具体的には、（Ｂ）成分としては、例えば、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するシリコーン系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するマクロマーであって、好ましくは炭素数１〜４のアクリル（メタ）アクリレート系マクロマー（片末端に重合性官能基を有するメチルメタクリレート系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するブチルアクリレート系マクロマー、片末端に重合性官能基を有するイソブチルメタクリレート系マクロマーなど）等が挙げられる。これらの中では、得られる水不溶性ポリマーに顔料を十分に含有させる観点から、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーが好ましい。
【００３１】
片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマーとしては、例えば、片末端に重合性官能基を有するスチレン単独重合体、片末端に重合性官能基を有するスチレンと他のモノマーとの共重合体等が挙げられる。これらの中では、片末端に重合性官能基としてアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有するものが好ましい。マクロマー中におけるスチレン含有量は、着色剤との親和性を高くさせる観点から、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。
【００３２】
片末端に重合性官能基を有するスチレンと他のモノマーとの共重合体において、他のモノマーとしては、例えば、（１）アクリロニトリル、（２）メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、（イソ又はターシャリー）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）アミル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（イソ）オクチル（メタ）アクリレート、（イソ）デシル（メタ）アクリレート、（イソ）ドデシル（メタ）アクリレート、（イソ）ステアリル（メタ）アクリレートなどのエステル部分が炭素数１〜１８のアルキル基である（メタ）アクリル酸エステル（ヒドロキシ基を有していてもよい。）、（３）α―メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、４−ビニルビフェニル、１，１−ジフェニルエチレン、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−メタクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−アクリロイロキシエチルフタル酸などのスチレン以外の炭素数６〜２２の芳香族炭化水素基を有するビニルモノマー等が挙げられる。
【００３３】
商業的に入手しうるスチレン系マクロマーとしては、例えば、東亜合成株式会社の商品名、ＡＳ−６、ＡＳ−６Ｓ、ＡＮ−６、ＡＮ−６Ｓ、ＨＳ−６、ＨＳ−６Ｓ等が挙げられる。
【００３４】
片末端に重合性官能基を有するシリコーン系マクロマーとしては、例えば、下記式（Ｉ）で表されるシリコーンマクロマーが挙げられる。シリコーンマクロマーは、インクジェットプリンターのヘッドの焦げ付き防止に有効である。
【００３５】
Ｘ（Ｙ）qＳｉ（Ｒ4）3-r（Ｚ）r        （II）
（式中、Ｘは重合可能な不飽和基、Ｙは２価の結合基、Ｒ4はそれぞれ独立に、水素原子、低級アルキル基、アリール基又はアルコキシ基、Ｚは５００以上の数平均分子量を有する１価のシロキサンポリマーの残基、ｑは０又は１、ｒは１〜３の整数を示す）。
【００３６】
（Ｂ）成分は、これらのうち１種又は２種以上である。
【００３７】
（Ｃ）成分である疎水性モノマーとしては、例えば、アルキル（メタ）アクリレート、芳香環含有モノマー等が挙げられる。これらの中では、耐水性の観点からは、芳香環含有モノマーが好ましい。
【００３８】
アルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、（イソ）プロピル（メタ）アクリレート、（イソ又はターシャリー）ブチル（メタ）アクリレート、（イソ）アミル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（イソ）オクチル（メタ）アクリレート、（イソ）デシル（メタ）アクリレート、（イソ）ドデシル（メタ）アクリレート、（イソ）ステアリル（メタ）アクリレートなどの炭素数１〜２２のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられる。
【００３９】
芳香環含有モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルナフタレン、α―メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、４−ビニルビフェニル、１，１−ジフェニルエチレン、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−メタクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシプロピルフタレート、２−アクリロイロキシエチルフタル酸、ネオペンチルグリコールアクリル酸安息香酸エステル等が挙げられる。これらの中では、炭素数６〜２２の芳香族炭化水素基を有するビニルモノマーが好ましく、インクジェット記録に用いた場合の印字濃度及び耐マーカー性向上の観点からは、スチレン系モノマーが好ましい。スチレン系モノマーでは、スチレン及び２−メチルスチレンが好ましい。（Ｃ）成分におけるスチレン系モノマーの含有量は、インクジェット記録に用いた場合の印字濃度及び耐マーカー性向上の観点から、１０〜１００質量％であることが好ましく、４０〜１００質量％であることがより好ましい。
【００４０】
（Ｃ）成分は、これらのうち１種又は２種以上である。
【００４１】
なお、以上において、「（イソ又はターシャリー）」及び「（イソ）」との表記は、これらの基が存在している場合とそうでない場合との両方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には「ノルマル」である。また、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレート」又は「メタクリレート」である。
【００４２】
モノマー混合物は、必要に応じてさらに、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分以外の他成分のモノマーを１種以上含有していてもよい。
【００４３】
水不溶性ビニルポリマー中の（Ａ）成分の含有量は、得られる分散体の高温安定性及び長期保存安定性の観点から、１〜５０質量％であることが好ましく、２〜４０質量％であることがより好ましい。
【００４４】
水不溶性ビニルポリマー中の（Ｂ）成分の含有量は、水不溶性ビニルポリマーの着色剤への親和性を高め、インクジェット記録に用いた場合の印字濃度を向上させる観点から、１〜２５質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましい。
【００４５】
水不溶性ビニルポリマー中の（Ｃ）成分の含有量は、耐水性、耐擦過性、耐マーカー性及び耐ブリード性の観点から、５〜９８質量％であることが好ましく、１０〜６０質量％であることがより好ましい。
【００４６】
水不溶性ビニルポリマー中の（Ａ）成分の含有量の（Ｂ）成分と（Ｃ）成分との合計含有量に対する質量比（（Ａ）／［（Ｂ）＋（Ｃ）］）は、得られる分散体の高温安定性、長期保存安定性、インクジェット記録に用いた場合の印字濃度等の観点から、０．０１〜１であることが好ましく、０．０２〜０．６７であることがより好ましい。
【００４７】
水不溶性ビニルポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、モノマー混合物を共重合させることによって製造することができる。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
【００４８】
溶液重合法における溶媒としては、特に限定されないが、極性有機溶媒が好ましい。また、極性有機溶媒を水と混合したものであってもよい。極性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数１〜３の脂肪族アルコール；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。これらの中では、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン又はこれらと水との混合液が好ましい。
【００４９】
なお、重合の際のラジカル重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、ジメチル−２，２’−アゾビスブチレート、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）などのアゾ化合物、ｔ−ブチルペルオキシオクトエート、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジベンゾイルオキシドなどの有機過酸化物等が挙げられる。ラジカル重合開始剤の量は、モノマー混合物に対して、０．００１〜５モル％であるのが好ましく、０．０１〜２モル％であるのがより好ましい。
【００５０】
モノマー混合物の重合条件は、ラジカル重合開始剤やモノマーや溶媒の種類等によって異なるが、通常、重合温度が３０〜１００℃（好ましくは５０〜８０℃）であり、重合時間が１〜２０時間である。また、重合雰囲気は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
【００５１】
重合反応の終了後、再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、反応溶液から水不溶性ビニルポリマーを単離することができる。また、得られた水不溶性ビニルポリマーは、再沈澱を繰り返したり、膜分離、クロマトグラフ法、抽出法等により、未反応のモノマー等を除去して精製することができる。
【００５２】
水不溶性ビニルポリマーの重量平均分子量は、印刷後の耐水性、耐擦過性、耐マーカー性及び分散安定性の点から、３０００〜１０００００であることが好ましい。
【００５３】
＜中和剤＞
本実施形態の中和剤としては、例えば、トリメチルアミン、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙げられる。中和剤として、これらのうち１種又は２種以上を混合したものを用いる。
【００５４】
＜有機溶媒＞
本実施形態の有機溶媒としては、例えば、エタノール、第３級ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、エーテル系溶媒が挙げられる。有機溶媒として、これらのうち１種又は２種以上を混合したものを用いる。これらの有機溶媒の中では、メチルエチルケトンが好ましく、単独で用いても、また、他のものと混合して用いてもよい。有機溶媒は、２０℃において、水に対する溶解度が５０質量％以下のものが好ましい。また、有機溶媒は、大気圧下（１０１．３ｋＰａ）での沸点が水以下の５０℃以上１００℃未満のものが好ましい。
【００５５】
＜その他の構成要素＞
本実施形態では、分散体に、カーボンブラック、分散剤、中和剤、有機溶媒及び水の他、界面活性剤、防黴剤等を含有させてもよい。
【００５６】
（分散体の調製）
本実施形態では、カーボンブラック、分散剤、中和剤、有機溶媒及び水から分散体を調製する。
【００５７】
分散体は、具体的には、まず、分散剤を有機溶媒に溶解させ、次に、カーボンブラック、中和剤及び水を前記有機溶媒に加えて混合し、分散処理を施すことによって調製できる。
【００５８】
分散処理に用いる分散機としては、例えば、ウルトラディスパー（浅田鉄工株式会社、商品名）、エバラマイルダー（株式会社荏原製作所、商品名）、ＴＫホモミクサー、ＴＫパイプラインミクサー、ＴＫホモジェッター、ＴＫホモミックラインフロー、フィルミックス（以上、プライミクス社）などの高速撹拌装置、超音波ホモジナイザー（株式会社日本精機製作所、商品名）などの超音波分散機、高圧ホモゲナイザー（株式会社イズミフードマシナリ、商品名）、ミニラボ８．３Ｈ型（Rannie社、商品名）に代表されるホモバルブ式の高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー（Microfluidics社、商品名）、ナノマイザー（吉田機械興業株式会社、商品名）、アルティマイザー（スギノマシン株式会社、商品名）、ジーナスＰＹ（白水化学株式会社、商品名）、ＤｅＢＥＥ２０００（日本ビーイーイー株式会社、商品名）などのチャンバー式の高圧ホモジナイザー、スターミル（アシザワ・ファインテック株式会社、商品名）、ウルトラ・アペックス・ミル（寿工業株式会社、商品名）、ピコミル（浅田鉄工株式会社、商品名）、ＤＣＰスーパーフロー、コスモ（日本アイリッヒ株式会社、商品名）、ＭＳＣミル（三井鉱山株式会社、商品名）などのメディア式分散機、２本ロールや３本ロールのロールミル、ニーダーなどの混練機等が挙げられる。また、これらのうち複数の分散機を組み合わせて分散処理を行ってもよい。
【００５９】
分散体中の水を除いた質量比率として、カーボンブラックは５〜５０質量％とすることが好ましく、分散剤は２〜４０質量％とすることが好ましく、有機溶媒は２０〜７０質量％とすることが好ましい。なお、中和剤は、分散体の液性が中性から弱アリカリ性、例えば、ｐＨが６．５〜９．５の範囲となる量が含まれていればよい。
【００６０】
水の添加量は、高濃度で分散処理を行う混練機等を用いる場合には、有機溶媒の５〜１００質量％とするのが好ましく、低濃度で分散処理を行う高圧分散機等を用いる場合には、有機溶媒の１００〜１０００質量％とするのが好ましい。
【００６１】
（有機溶媒の蒸発除去）
本実施形態では、分散体の沸点未満の特定の温度に加熱した後、その温度が沸点となるまで減圧して有機溶媒を蒸発除去する。
【００６２】
＜蒸発装置＞
この有機溶媒の蒸発除去には、例えば、回分式蒸発装置を用いる。回分式蒸発装置の中でも、撹拌槽回分式蒸発装置を用いることが好ましく、その中でも、撹拌槽薄膜式蒸発装置を用いることがより好ましい。
【００６３】
ここで、「回分式蒸発装置」とは、温水やスチームなどの熱媒体を通水又は通気することができるジャケット部や伝熱ヒーターなどの加熱部等が槽の外壁面に配設され、或いは、温水やスチームなどの熱媒体を通水又は通気させることができるコイルが槽内部に配設され、加熱によって溶媒を蒸発除去することができる蒸発装置をいう。
【００６４】
「撹拌槽回分式蒸発装置」とは、回分式蒸発装置に撹拌装置が配設され、槽内を撹拌しながら溶媒を蒸発除去することができる蒸発装置をいう。
【００６５】
「撹拌槽薄膜式蒸発装置」とは、撹拌槽回分式蒸発装置において、加熱内壁面を利用して溶液等の薄膜を形成させ、その薄膜面より溶媒を蒸発除去することができる蒸発装置をいう。この撹拌槽薄膜式蒸発装置の具体例としては、例えば、関西化学機械社製、商品名：ウォールウェッターを挙げることができる。
【００６６】
また、「蒸発除去」とは、有機溶媒を蒸発留去し、非蒸発成分の濃度を高める濃縮操作を意味し、有機溶媒と共に水も同時に蒸発除去される。
【００６７】
＜蒸発除去操作＞
分散体から有機溶媒を蒸発除去する操作として、大気圧下（１０１．３ｋＰａ）、室温（通常：５〜３０℃）状態を開始点として、まず、分散体をその沸点未満のある任意の温度（例えば、２０〜８０℃）にまで昇温する。
【００６８】
次に、その任意の温度が分散体の沸点となるまで圧力を大気圧下から減圧していく。このとき、有機溶媒が蒸発除去される。この有機溶媒の蒸発除去により分散体の溶媒組成は逐次変化するので、分散体の沸点も変化することとなるが、任意の温度がその時々刻々変化する組成における分散体の沸点となるようにさらに継続して減圧を行う。減圧時の圧力は、有機溶媒の種類や前記した任意の温度にもよるが、装置に対する負荷が少なく、しかも、操作性が良好であるという観点から、１〜５０ｋＰａの範囲とすることが好ましい。
【００６９】
以上のような操作を行うことにより、分散体の泡立ちを抑制しながら、効率的に有機溶媒の除去を行うことができる。なお、有機溶媒が蒸発除去されると共に、上記したように、水も同時に蒸発除去される。
【００７０】
なお、逆の操作として、まず、任意の圧力まで減圧した後、次に、昇温操作を行った場合、分散体の沸点付近で一気に泡立ちが起こり、即座に圧力条件の変更を余儀なくされる。これは、昇温操作において、回分式蒸発装置に配設されたジャケット部やコイルヒーターからの伝熱では、所定の温度を検出するまでに温度分布による時間遅れが生じたり、制御応答の悪さからオーバーシュートしてしまい所定の温度に制御できないためである。その結果、泡立ちにより濃縮終点までの所要時間が長くなってしまったり、突沸してしまうこともある。また、別の方法として温度及び圧力をそれぞれ段階的に変化させていく操作を行っても、やはり煩雑な操作となり蒸発に要する所要時間は長くなってしまう。
【００７１】
泡立ちを抑制しながら有機溶媒を蒸発させる操作は、緻密な温度制御及び圧力制御を必要とし、操作としては圧力の方が時間遅れが少なく、応答性が速いことから本実施形態の操作が好適となる。
【００７２】
＜蒸発させる有機溶媒量＞
有機溶媒の蒸発除去は、分散体中の有機溶媒が実質的に除去されて０．１質量％以下となるように行うことが好ましく、０．０１質量％以下となるように行うことがより好ましい。
【００７３】
また、上記した撹拌槽薄膜式蒸発装置を用いた場合には、粗大粒子を生成させず、効率的に蒸発操作を行う観点から、下記式（１）
３０≦（Ｂ/Ａ）×１００≦１００・・・式（１）
（式中、Ａは蒸発除去される全有機溶媒量（ｋｇ）、Ｂは回分式蒸発装置の加熱部の上端よりも上部の領域で蒸発除去される有機溶媒量（ｋｇ）である。）
で示される条件を満たす範囲内で前記有機溶媒を蒸発除去することが好ましい。
【００７４】
また、蒸発気液界面が加熱部上端よりも下にある場合、つまり、３０≦（Ｂ/Ａ）×１００＜１００の条件を満たす場合において、蒸発除去した有機溶媒の留分と同量の水を適宜加えて、分散体における非蒸発成分の濃度を一定として前記気液界面を変動させないように蒸発操作を行ってもよい。
【００７５】
有機溶媒を蒸発除去する前の分散体の非蒸発成分の濃度は、生産性の観点から、１〜４０質量％であることが好ましく、１０〜３０質量％であることがより好ましい。
【００７６】
また、有機溶媒を蒸発除去した後の分散液の非蒸発成分の濃度は、インクジェット記録に用いた場合のインクの分散安定性等の観点から、１〜６０質量％であることが好ましく、５〜４０質量％であることがより好ましく、１０〜３０質量％であることがさらに好ましい。なお、非蒸発成分は、カーボンブラック、分散剤及び中和剤の合計の濃度である。
【００７７】
以上のような操作を経て製造される水系カーボンブラック分散体は、カーボンブラックを含有する分散剤の固体分が水を主溶媒とする中に分散しているものである。ここで、カーボンブラックを含有する分散剤の形態は特に制限がなく、少なくともカーボンブラックと分散剤とにより粒子が形成されていればよい。例えば、分散剤にカーボンブラックが内包された粒子形態、分散剤中にカーボンブラックが均一に分散された粒子形態、分散剤表面にカーボンブラックが露出された粒子形態等が挙げられる。
【００７８】
また、カーボンブラックを含有した分散剤の水分散体は、そのまま水系インクとしてもよいが、必要により更に遠心分離処理を行い、粗大粒子、凝集粒子を除去した後、湿潤剤、浸透剤、分散剤、粘度調整剤、消泡剤、防黴剤、防錆剤等を添加してインクジェット記録用水系インクとしてもよい。
【００７９】
インクジェット記録用水系インクとして用いる場合、分散体中のカーボンブラックを含有する分散剤の平均粒径は、プリンターのノズルの目詰まり防止及び分散安定性の観点から、０．０１〜０．５０μｍであることが好ましく、０．０３〜０．３０μｍであることがより好ましく、０．０５〜０．２０μｍであることがさらに好ましい。なお、この平均粒径は、大塚電子株式会社のレーザー粒子解析システムＥＬＳ−８０００で測定することができる。
【００８０】
また、分散体中のカーボンブラックを含有する分散剤の含有量（固形分）は、通常、印字濃度及び吐出安定性の観点から、０．５〜３０質量％とすることが好ましく、１〜１５質量％とすることがより好ましい。
【実施例】
【００８１】
（分散剤＜水不溶性ビニルポリマー＞の合成）
まず、反応容器に滴下ロート、コンデンサー及び撹拌機を取り付け、反応容器内を十分に窒素ガスで置換すると共に湯浴を７０℃に加熱した。
【００８２】
次に（Ａ）成分としてメタクリル酸を１８質量部、（Ｂ）成分としてスチレンマクロマーを１０質量部、（Ｃ）成分としてスチレンを５３．３質量部、その他のモノマー成分として２−ヒドロキシエチルメタクリレートを７質量部及びモノフェノキシポリエチレングリコール（ｎ＝６）メタクリレートを１０質量部、連鎖移動剤として３−メルカプト−１，２−プロパンジオールを０．７質量部、重合開始剤として２．２’―アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１．２質量部、そして、溶媒としてメチルエチルケトン３５質量部からなる原料混合物の１０質量％分を反応容器内に入れる一方、残りの９０質量％分を滴下ロートに入れ、それを５時間かけて反応容器内に滴下して７０℃で重合させた。
【００８３】
その後、７５℃で１０時間熟成させて水不溶性ビニルポリマー溶液を得た。得られた水不溶性ビニルポリマー溶液の一部を、減圧下、１０５℃で２時間加熱して溶媒を除去することにより水不溶性ビニルポリマーを単離した。
【００８４】
標準物質としてポリスチレン、溶媒として１ｍｍｏｌ／Ｌのドデシルジメチルアミン含有クロロホルムを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により、単離した水不溶性ビニルポリマーの重量平均分子量を測定したところ２５０００であった。
【００８５】
なお、上記合成に用いた化合物の詳細は以下の通りである。
（１）スチレンマクロマー：東亜合成株式会社製、商品名ＡＳ−６（スチレン単独重合マクロマー、片末端重合性官能基：メタクリロイルオキシ基、数平均分子量：６０００）
（２）モノフェノキシポリエチレングリコール（ｎ＝６）メタクリレート：新中村化学株式会社製、商品名：ＮＫエステルＰＨＧ−６Ｇ）
（３）２−ヒドロキシエチルメタクリレート：キシダ化学株式会社製試薬１級
（４）スチレンモノマー：和光純薬工業株式会社製試薬特級
（５）３−メルカプト−１，２−プロパンジオール：和光純薬工業株式会社製試薬特級
（６）２．２’―アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）：和光純薬工業株式会社製Ｖ−６５
（７）メチルエチルケトン：和光純薬工業株式会社製試薬一級
（実施例１）
上記の合成で得られた分散剤としての水不溶性ビニルポリマー２．９ｋｇ に、中和剤として７質量％の水酸化リチウム水溶液０．６ｋｇ、有機溶媒としてのメチルエチルケトン１．４ｋｇ、及び、イオン交換水６．７ｋｇを添加し、ディスパー翼で２０℃の温度下で３０分間混合した。
【００８６】
次に、カーボンブラック顔料〔デグサ社製  商品名：ＦＷ１８、ＤＢＰ吸油量が１６０ｃｍ3／１００ｇ〕３．４ｋｇをこれに加え、さらに２時間混合した。
【００８７】
次いで、得られた分散体１５．０ｋｇ に、非蒸発成分濃度が２０質量％となるようイオン交換水７．５ｋｇを加えて希釈し、高圧分散機〔スギノマシン社製、商品名：アルティマイザー〕 で１８０ＭＰａの圧力で１５パス分散処理を行った。
【００８８】
続いて、その分散液２２．５ｋｇにさらにイオン交換水７．５ｋｇを添加し、非蒸発成分濃度を１５質量％に調製した。
【００８９】
そして、この分散液３０．０ｋｇを攪拌槽薄膜式蒸発装置〔関西化学機械社製、商品名：ウォールウェッター（４５Ｌ容器）〕に仕込み、撹拌により液膜を形成させながらジャケット温水温度を６０℃一定として、先に昇温操作を行った。昇温完了後の槽内温度は５８℃を指示していた。
【００９０】
引き続いて、大気圧下から５８℃がその液組成の分散液の沸点となるまで徐々に減圧操作を行い、非蒸発成分濃度が２５％となるまで有機溶媒及び水を蒸発除去して水系カーボンブラック分散体を製造した。
【００９１】
このとき、泡立ちはほとんどなく、非蒸発成分濃度を１５質量％から２５質量％まで濃縮するのに要した時間は６．０時間であった。
【００９２】
（比較例１）
分散液２６．３ｋｇを攪拌槽薄膜式蒸発装置〔関西化学機械社製、商品名：ウォールウェッター（４５Ｌ容器）〕に仕込み、撹拌により液膜を形成させながら槽内圧力を１３．０ｋＰａまで先に減圧した。
【００９３】
引き続いて、槽内温度２５℃からその液組成の沸点となる温度までジャケット部の温水加熱により徐々に昇温を行い、非蒸発成分濃度が２５%となるまで有機溶媒及び水を蒸発除去して水系カーボンブラック分散体を製造した。
【００９４】
なお、その他の点は実施例１と同一とした。
【００９５】
蒸発操作の途中、泡立ちの発生により蒸発操作の中断を繰り返し、非蒸発成分濃度を１５質量％から２５質量％まで濃縮するのに要した時間は１０．５時間であった。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、水系カーボンブラック分散体、より詳しくは、インクジェット記録用の水系カーボンブラック分散体の製造方法について有用である。