JPH06212110A - 改質炭素を含む記録材料 - Google Patents

改質炭素を含む記録材料

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JPH06212110A
JPH06212110A JP770593A JP770593A JPH06212110A JP H06212110 A JPH06212110 A JP H06212110A JP 770593 A JP770593 A JP 770593A JP 770593 A JP770593 A JP 770593A JP H06212110 A JPH06212110 A JP H06212110A
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JP
Japan
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oxidation
water
fluorination
recording material
powder
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Application number
JP770593A
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English (en)
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Hiroyuki Idokawa
浩幸 井戸川
Nobuatsu Watanabe
信淳 渡辺
Youhou Tei
容宝 鄭
Hidehiko Obara
秀彦 小原
Kenichi Yoshie
建一 吉江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Pencil Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 酸化処理およびフッ素処理された炭素粉体を
含む記録材料。 【効果】 本発明の記録材料は、長期保存した場合であ
っても、粘度の変化はなく、炭素粉体が凝集したり、沈
降する現象が見られず、炭素粉体の粒径の変化がなく分
散安定性がよく。例えばサインペン、ボールペンなどに
用いた場合であっても、その容器内やペン先で凝集した
り、目詰まりを生じることがなく、良好な筆記が可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は改良された炭素粉体を含
む記録材料に関する。具体的にはボールペンやサインペ
ンなどの筆記具用インキ、プリンター用インキ、電子写
真用トナー、印刷インキなどに関するものである。
【0002】
【従来の技術】炭素粉体を含む記録材料としては、ボー
ルペンやサインペンなどの筆記具用インキ、バブルジェ
ット方式やインキジェット方式などのプリンター用イン
キ、湿式転写方式の電子写真用トナー、また広くは印刷
インキなどがある。これらの記録材料は、水や水溶性有
機溶剤などの水性媒体に、着色剤として炭素粉体を分散
させたものである。
【0003】例えば、染料を用いた従来の水性インキは
耐光性や耐水性などの堅牢性に問題を有しているが、カ
ーボンブラックなど炭素粉体顔料を分散させた水性イン
キは堅牢性の問題は解決される。しかしながら、炭素粉
体顔料を含む記録材料は、長期分散安定性に劣るので、
経時的に顔料が凝集したり、あるいは粘度が増加して、
筆記具やプリンターに目詰まりが生じたり、描線や印字
が不鮮明になったりするなどの欠点をしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような事情の問題点を解決することであり、従来の炭素
粉体顔料を含む記録材料の経時安定性を改良することで
ある。すなわち、経時的に粘度の増加、沈殿物の生成お
よび炭素粉体の粒径変化などがない、炭素粉体顔料の分
散が経時的に安定している記録材料を提供することであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、酸化処理およびフッ素化処理されたカー
ボンブラックなどの炭素粉体顔料を用いることにより、
その目的を達成しうることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。すなわち、
【0006】本発明の記録材料は、酸化処理およびフッ
素化処理で表面処理された炭素粉体を含むことを特徴と
する。
【0007】本発明でいう炭素粉体とは、黒鉛、ピッチ
コークス、カーボンブラックなどの粉粒体があげられ、
粒径は使用時に応じて適宜選定されるが、好ましくは5
μm以下である。
【0008】本発明の記録材料における酸化処理および
フッ素化処理された炭素粉体は、(I)まず酸化処理を
行ない、炭素粉体の表面に酸素を導入された後に、第二
段階としてフッ素化処理されたもの、逆に(II)まずフ
ッ素化処理した後に、酸化処理されたもののいずれでも
よいが、好適には(I)のものが採用される。本発明の
記録材料に係わる酸化処理は、液相酸化、気相酸化のい
ずれでもよく、表面に酸素含有官能基やC‐O‐C結合
のような酸化物を導入するものであればよく、表面積の
増加や凹凸の生成を伴うものであってもよい。液相酸化
法としては、硝酸、過マンガン酸/硫酸、クロム酸
塩、次亜塩素酸塩などの液相酸化、酸、アルカリ、塩
類などの各種電解質を用いた電解酸化があげられる。ま
た、気相酸化法としては、空気、酸素、オゾン、窒素酸
化物、ハロゲンガス、プラズマ、触媒酸化などによる方
法があげられる。上記酸化において、薬液酸化による場
合、例えば濃硝酸を用いる場合には、0.5〜48時間
程度の煮沸が好適である。更に、気相酸化による場合に
は気相の種類にもよるが300〜1200℃、数秒〜数
分程度の処理が一般的である。
【0009】本発明の記録材料に係わるフッ素化処理
は、フッ素ガスにより行われる。その時の処理温度は−
80〜150℃であるが、炭素粉体の種類によってはフ
ッ素ガスと反応して表面に安定なC‐F共有結合を形成
するものもあるため、一般的には50℃以下のC‐F共
有結合を形成しにくい温度域で行う。このC‐F共有結
合の形成は、分散媒との親和力を著しく低下させるため
本発明の目的に反する。例えば、黒鉛のような表面の化
学構造が比較的安定なものは、50℃位までC‐F共有
結合はほとんど形成されず、また、カーボンブラックの
ような表面の化学構造が比較的活性なものは、室温以下
で処理を行わないと、C‐F共有結合を形成してしま
う。
【0010】フッ素ガスとしてはそれ単独で用いても、
窒素、アルゴンなどの不活性ガスまたは空気などを混合
しても用いることができる。また、フッ素ガスのフッ素
分圧は1〜760mmHgで処理するのがよい。1mmHg以下
の分圧では、均一にフッ素化処理することが困難であ
り、760mmHg以上の分圧では、炭素粉体の種類にもよ
るが、前述のC‐F共有結合を形成する。また、処理時
間は炭素粉体に均一にフッ素が供給されれば短時間の処
理でよく、通常は0.5分〜1時間の処理時間であり、
0.5分以下では均一にフッ素化処理することが困難で
あり、1時間以上時間が長くなってもそれ相応の効果は
期待ができない。フッ素化処理における温度、分圧、時
間などの処理条件は、使用する炭素粉体の性質に応じ
て、最適条件が設定される。
【0011】本発明の記録材料に用いる酸化処理および
フッ素処理された炭素粉体は、分散媒、バインダーなど
との親和性が優れているため、例えば、強度の向上した
炭素質の成形体、炭素粉体の分散安定性の良好なインキ
を得ることができる。
【0012】本発明の記録材料における酸化処理および
フッ素化処理された炭素粉体の含有量は、例えば筆記具
用インキとして用いた場合、文字や描線などが充分に認
識されるような量であれば特に制限はないが、通常3〜
30重量%程度であることが好ましい。また、必要に応
じて未処理の炭素粉体が一部分含まれてもよい。
【0013】本発明の記録材料に用いられる溶媒として
は、水または水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げら
れる。水溶性有機溶剤としては、例えば、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、グリセリンなどの多価
アルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグ
リコールエーテル類、エチレングリコールモノエチルエ
ーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル
類などが挙げられる。これらの水溶性有機溶剤はそれぞ
れ単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いて
もよい。記録材料中の溶媒の含有量は、例えば筆記具用
インキに用いた場合、文字や描線などが十分に認識され
るような量であれば特に制限はないが、通常40〜80
重量%程度であることが好ましい。
【0014】本発明の記録材料に用いられる樹脂は、記
録材料が紙などの記録媒体に文字や描線として充分に固
着されれば、種類および量に関して特に制限はなく、用
いられる樹脂の種類としては、水溶性あるいは水分散性
の樹脂が挙げられる。水溶性樹脂としては、例えば水溶
性アクリル樹脂、水溶性スチレンアクリル樹脂、水溶性
スチレンマレイン酸樹脂などがあげられる。水分散性樹
脂としては、例えば酢酸ビニル共重合体、アクリル酸エ
ステル共重合体などのエマルジョンがあげられる。これ
らの樹脂の含有量としては、通常1〜20重量%程度で
あることが好ましい。
【0015】本発明の記録材料は、前記した酸化処理お
よびフッ素化処理した炭素粉体、未処理の炭素粉体、溶
媒および樹脂を混合して調製する。しかし、以上の配合
の他に必要に応じて、潤滑剤として、リノール酸カリウ
ム、リシノール酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オ
レイン酸ナトリウムなど、防腐剤としてフェノール、安
息香酸ナトリウムなど、防錆剤としてベンゾトリアゾー
ル、ジシクロヘキシルアンモニウム・ナイトライト、ジ
イソプロピルアンモニウム・ナイトライトなど、pH調
節剤としてトリエタノールアミン、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、アンモニアなどを本発明の目
的を阻害しない範囲内で配合してもよい。
【0016】本発明の記録材料に使用する酸化処理およ
びフッ素化処理された炭素粉体の表面には、処理前と比
較すると、つぎに示す
【化1】 などの官能基が多く生成しており、これら官能基は水性
媒体との親和力の向上に寄与し、本発明の記録材料に係
わる酸化処理およびフッ素化処理された炭素粉体の優れ
た分散安定性を示す原因と考えられる。
【0017】なお、本発明の記録材料は、筆記具用イン
キ、プリンター用インキ、電子写真用トナー、印刷イン
キ、塗料などに広範な分野に利用が可能である。
【実施例】
【0018】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明するが、本発明の範囲はその要旨をこえない限り、実
施例に限定されるものではない。実施例における特性の
評価は以下の方法で行なった。 分散性:記録材料中に含まれる炭素粉体の平均粒子径を
コールターカウンターで測定した。 筆記性:記録材料をサインペン容器に充填し、10m筆
記したときの書味、カスレ等の筆記性を「良」、「不
良」で判定した。 経時安定性:記録材料をマヨネーズビンに充填し、50
℃で3ケ月放置した後、沈殿物の「ある」、「なし」を
調べた。また、粘度を開店粘度計で、平均粒子径をコー
ルターカウンターで測定し、「不変」、「増加」を判定
した。
【0019】実施例1 カーボンブラックを管状電気炉を加熱源としたキルンを
用いて流通空気中で350℃において2時間酸化処理を
施した。次に、フッ素化処理用反応器内に入れ、器内を
真空に保った後、フッ素ガスを導入し、室温でフッ素圧
50mmHg、10分間の条件でフッ素化処理をした。得ら
れた改質カーボンブラックを下記の配合により、水溶性
アクリル樹脂を溶解して水およびエチレングリコール中
に加え、サンドミルで混合分解し、これに防腐剤を加
え、記録材料を得た。この記録材料を水性サインペン用
インキとし、分散性、筆記性および経時安定性の試験を
行なった。結果を表1に示す。 改質カーボンブラック 15.0重量% 水溶性アクリル樹脂 5.0 〃 (“ハイコート FL−200” 東洋化学(社)製) エチレングリコール 30.0 〃 防腐剤 若干量 〃 (“プロキセル XL−2” ICI(社)製) 水 残 余 〃 100.0〃
【0020】比較例1 改質カーボンブラックを未処理のカーボンブラックとす
る以外は実施例1と同様に行なった。結果を表1に示
す。
【0021】比較例2 改質カーボンブラックを酸化処理のみ施したカーボンブ
ラックとする以外は実施例1と同様に行なった。結果を
表1に示す。
【0022】比較例3 改質カーボンブラックをフッ素化処理のみ施したカーボ
ンブラックとする以外は実施例1と同様に行なった。結
果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明の記録材料は、長期保存した場合
であっても、粘度の変化はなく、炭素粉体が凝集した
り、沈降する現象が見られず、炭素粉体の粒径の変化が
なく分散安定性がよく。例えばサインペン、ボールペン
などに用いた場合であっても、その容器内やペン先で凝
集したり、目詰まりを生じることがなく、良好な筆記が
可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 信淳 京都府長岡京市うぐいす台136番地 (72)発明者 鄭 容宝 京都府京都市上京区千本通出水下る十四軒 町394番地の1 (72)発明者 小原 秀彦 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者 吉江 建一 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化処理およびフッ素化処理された炭素
    粉体を含むことを特徴とする記録材料。
  2. 【請求項2】 酸化処理およびフッ素化処理された炭素
    粉体、溶媒および樹脂を含むインキ組成物。
JP770593A 1993-01-20 1993-01-20 改質炭素を含む記録材料 Pending JPH06212110A (ja)

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JPH06212110A true JPH06212110A (ja) 1994-08-02

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103153851A (zh) * 2010-12-22 2013-06-12 海洋王照明科技股份有限公司 氟化氧化石墨烯及其制备方法
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