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JP5120747B2 - Surface-modified carbon black, method for producing the same, and dispersion thereof - Google Patents

Surface-modified carbon black, method for producing the same, and dispersion thereof Download PDF

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JP5120747B2 JP2006138640A JP2006138640A JP5120747B2 JP 5120747 B2 JP5120747 B2 JP 5120747B2 JP 2006138640 A JP2006138640 A JP 2006138640A JP 2006138640 A JP2006138640 A JP 2006138640A JP 5120747 B2 JP5120747 B2 JP 5120747B2
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Description

本発明は、シリコーンオイルなどの非極性溶媒や、イソ構造をもつ炭化水素溶媒やプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA )などの低極性溶媒に対して高い分散性を示し、また樹脂に配合して電気的特性に優れた組成物や低電圧で駆動可能な電子装置に使用される表面改質カーボンブラックとその製造方法およびその分散体に関する。   The present invention exhibits high dispersibility in nonpolar solvents such as silicone oil, low polarity solvents such as hydrocarbon solvents having isostructure and propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and blended with resin TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface-modified carbon black used for a composition having excellent mechanical properties and an electronic device that can be driven at a low voltage, a method for producing the same, and a dispersion thereof.

カーボンブラック粒子表面は一般的に親油性であって水などの極性溶媒への分散性は極めて小さい。そこで、粒子表面を化学修飾することでインクジェットプリンター用インキなどの用途を中心として水分散性の優れたカーボンブラックの研究、開発が近年盛んに行われている。   The surface of the carbon black particles is generally lipophilic and has extremely low dispersibility in a polar solvent such as water. Therefore, research and development of carbon black having excellent water dispersibility has been actively conducted in recent years mainly for uses such as ink for inkjet printers by chemically modifying the particle surface.

また、非極性溶媒や低極性溶媒への分散性の改善、向上に対する要望も強く、例えば、インク、塗料などの組成物、カラーフィルター用ブラックマトリックス、ディスプレイデバイス、電子ペーパー用黒色顔料、複写機用トナーなどに好適に使用されるカーボンブラックの開発が望まれている。   In addition, there is a strong demand for improvement and improvement of dispersibility in nonpolar solvents and low polarity solvents. For example, compositions such as inks and paints, black matrices for color filters, display devices, black pigments for electronic paper, and copying machines Development of carbon black that is suitably used for toner and the like is desired.

この電子ペーパー用黒色顔料や複写機用トナーに使用する場合には印加する電圧に対してカーボンブラック粒子の泳動や静電気の発生が必要なため、カーボンブラック粒子表面を正または負に帯電させることが必要となる。特に、電子ペーパー用途ではカーボンブラック粒子表面を正または負に帯電させることが必要であるとともに分散溶媒に対する分散性能に優れていることも必要である。   When used in black pigments for electronic paper or toners for copying machines, the migration of carbon black particles and the generation of static electricity are necessary for the applied voltage, so the surface of carbon black particles can be charged positively or negatively. Necessary. In particular, for electronic paper applications, it is necessary to charge the surface of carbon black particles positively or negatively and to have excellent dispersibility in a dispersion solvent.

そこで、特許文献1にはインキ、複写機用トナー、塗料、樹脂着色剤などに用いられる各種媒体中への分散性に優れたカーボンブラックグラフトポリマーとして、シリコーン成分を含有する重合体部分とカーボンブラック部分を含み、シリコーンオイル中に分散させたときの破壊電圧が0.5kV/mm以上であるカーボンブラックグラフトポリマーが提案されている。これは、カーボンブラックグラフトポリマーの重合体部分にシリコーン成分のポリマー鎖を含有させることにより、極性の低い溶媒中でも十分な分散性を付与しようとするものである。   Therefore, Patent Document 1 discloses a polymer part containing a silicone component and carbon black as a carbon black graft polymer having excellent dispersibility in various media used for ink, toner for copying machines, paints, resin colorants, and the like. A carbon black graft polymer that includes a portion and has a breakdown voltage of 0.5 kV / mm or more when dispersed in silicone oil has been proposed. This is intended to impart sufficient dispersibility even in a low polarity solvent by including a polymer chain of a silicone component in the polymer portion of the carbon black graft polymer.

また、特許文献2にはセグメント(A)及びセグメント(A)と異なる鎖構造のセグメント(B)とからなり、セグメント(A)がカーボンブラック表面の官能基と反応性を有する基(1)を有する重合体を、カーボンブラック表面の官能基との反応により得られるカーボンブラックグラフトポリマーであって、セグメント(A)、(B)が目的媒体のマトリックスと反応性を有する基(2)を有する反応性カーボンブラックグラフトポリマーが提案されている。
特開平8−337624号公報 特開平9−272706号公報
Patent Document 2 includes a segment (A) and a segment (B) having a chain structure different from that of the segment (A), and the segment (A) includes a group (1) having reactivity with a functional group on the surface of carbon black. A carbon black graft polymer obtained by reacting a polymer having a functional group on the surface of carbon black with segments (A) and (B) having a group (2) having reactivity with the matrix of the target medium Carbon black graft polymers have been proposed.
JP-A-8-337624 JP-A-9-272706

しかしながら、上記のグラフトポリマーではエポキシ基をポリマーとの反応性基として用いることから、ポリマーを結合するためにエポキシ基の三員環を開環する金属系やアミン系の触媒が使用されるので、分散体中にこれらのイオン化可能な触媒が残留してカーボンブラックの分散性を妨げるという問題がある。   However, since the graft polymer uses an epoxy group as a reactive group with the polymer, a metal-based or amine-based catalyst that opens the three-membered ring of the epoxy group is used to bond the polymer. There is a problem that these ionizable catalysts remain in the dispersion to prevent the dispersibility of the carbon black.

また、粒子表面に帯電性を付与したカーボンブラック、例えば正に帯電させたカーボンブラックは、電子ペーパー用黒色顔料や複写機用トナーとして有効である。   In addition, carbon black imparted with chargeability to the particle surface, such as positively charged carbon black, is effective as a black pigment for electronic paper and a toner for copying machines.

そこで、本発明者はカーボンブラック粒子表面を改質して非極性溶媒や低極性溶媒中で優れた分散性を付与するとともに、カーボンブラック粒子表面を正または負に帯電させることにより電気的に有効機能させ、例えば、カーボンブラック粒子表面を正に帯電させることにより、電子ペーパー用黒色顔料や複写機用トナーなどとして好適に使用し得ることを確認した。   Therefore, the present inventors modified the carbon black particle surface to give excellent dispersibility in a nonpolar solvent or a low polarity solvent, and electrically charged the carbon black particle surface positively or negatively. It was confirmed that it can be suitably used as a black pigment for electronic paper, a toner for copying machines, and the like by, for example, positively charging the surface of carbon black particles.

すなわち、本発明はこの知見に基づきなされたもので、請求項1による表面改質カーボンブラックは、両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基が、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と結合し、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基が、カチオン性基を有しヒドロキシル基をもつポリマーまたはアニオン性基を有しヒドロキシル基をもつポリマー(以下、ヒドロキシル変性帯電性ポリマーという)のヒドロキシル基と結合したことを特徴とする。 That is, the present invention has been made based on this finding, and the surface-modified carbon black according to claim 1 is a triisocyanate having one isocyanate group or three isocyanate groups at the ends of a diisocyanate compound having isocyanate groups at both ends. one terminal isocyanate groups of the isocyanate compound is bonded with the hydroxyl group and / or carboxyl group of the carbon black particle surfaces, the other two terminal isocyanate groups of the other terminal isocyanate groups or triisocyanate compound di isocyanate compound, a cationic polymers with hydroxyl groups include polymers or anionic groups with hydroxyl groups having a sexual group (hereinafter, referred to as hydroxyl-modified charging polymer) characterized by being combined with the hydroxyl groups of the.

請求項2による表面改質カーボンブラックの製造方法(以下、製造方法(1)と記す)は、請求項1記載の表面改質カーボンブラックを製造する方法であって、非反応性の溶媒に、カーボンブラック、および両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を加えて混合し、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と、ジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基とを結合させ、その後ヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて混合し、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを結合させることを特徴とする。 A method for producing a surface-modified carbon black according to claim 2 (hereinafter referred to as production method (1)) is a method for producing the surface-modified carbon black according to claim 1, wherein the non-reactive solvent is used as a non-reactive solvent. Carbon black and a diisocyanate compound having an isocyanate group at both ends or a triisocyanate compound having three isocyanate groups at both ends are added and mixed, and the hydroxyl group and / or carboxyl group on the surface of the carbon black particle and one of the diisocyanate compounds are mixed. The terminal isocyanate group or one terminal isocyanate group of the triisocyanate compound is bonded, and then the hydroxyl-modified chargeable polymer is added and mixed, and the other terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or the other two terminal isocyanate groups of the triisocyanate compound are mixed. It is characterized in that an anate group is bonded to a hydroxyl group of a hydroxyl-modified chargeable polymer.

請求項3による表面改質カーボンブラックの製造方法(以下、製造方法(2)と記す)は、請求項1記載の表面改質カーボンブラックを製造する方法であって、非反応性の溶媒に、カーボンブラック、および両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物、およびヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて混合し、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と、ジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基とを結合させ、同時に、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを結合させることを特徴とする。 A method for producing a surface-modified carbon black according to claim 3 (hereinafter referred to as production method (2)) is a method for producing the surface-modified carbon black according to claim 1, wherein the non-reactive solvent is used as a non-reactive solvent. Carbon black, a diisocyanate compound having isocyanate groups at both ends or a triisocyanate compound having three isocyanate groups at both ends, and a hydroxyl-modified chargeable polymer are added and mixed to form hydroxyl groups and / or carboxyl groups on the surface of the carbon black particles. And one terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or one terminal isocyanate group of the triisocyanate compound, and at the same time, the other two terminal isocyanate groups of the diisocyanate compound or the other two terminal isocyanate groups of the triisocyanate compound And a hydroxyl group of a hydroxyl-modified chargeable polymer.

請求項4によるカーボンブラック分散体は、請求項1記載の表面改質カーボンブラックが1〜20重量%の濃度で非極性溶媒または低極性溶媒に分散したことを特徴とする。 Carbon black dispersion by claim 4, wherein the surface modified carbon black of claim 1, wherein is dispersed in non-polar solvents or low-polar solvent at a concentration of 1-20 wt%.

請求項5による表面改質カーボンブラックの製造方法は、請求項2または3において、前記カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基カルボキシル基、あるいは両官能基の量が0.14μeq/m以上であることを特徴とする The process according to claim 5 by a surface modified carbon black according to claim 2 or 3, human Dorokishiru group of the carbon black particle surfaces, the amount of the carboxyl group or both functional groups, is 0.14μeq / m 2 or more It is characterized by that .

本発明によれば、非極性溶媒や低極性溶媒中で優れた分散性を示し、またカーボンブラック粒子表面が分散体中において正または負に帯電しているので電気的に有効機能させることができ、例えば、電子ペーパー用黒色顔料や複写機用トナーをはじめ、インク、塗料などの組成物、カラーフィルター用ブラックマトリックス、ディスプレイデバイスなどとして好適に使用される表面改質カーボンブラック、その製造方法およびその分散体を提供することができ、工業上極めて有用である。   According to the present invention, excellent dispersibility in a nonpolar solvent or a low polarity solvent is exhibited, and since the surface of the carbon black particles is positively or negatively charged in the dispersion, it can function effectively electrically. For example, black pigments for electronic paper and toners for copying machines, compositions such as inks and paints, black matrices for color filters, surface-modified carbon blacks suitably used as display devices, methods for producing the same, and the like Dispersions can be provided and are very useful industrially.

本発明で用いるカーボンブラックの種類には特に制限はなく、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラックなどいずれも使用することができるが、好ましくは電子顕微鏡観察により測定される一次粒子径が0.01〜0.3μm、より好ましくは、0.01〜0.07μmのカーボンブラックが用いられる。一次粒子径が0.01μm未満のカーボンブラックでは粒子間に作用する凝集力が大きく凝集し易くなり、逆に0.3μmを越える場合には表面変性した状態での自重が大きくなり、溶媒中でカーボンブラックが沈降し易くなるからである。   The type of carbon black used in the present invention is not particularly limited, and any of furnace black, thermal black, channel black, and the like can be used. Preferably, the primary particle diameter measured by observation with an electron microscope is 0.01 to Carbon black of 0.3 μm, more preferably 0.01 to 0.07 μm is used. Carbon black with a primary particle size of less than 0.01 μm has a large cohesive force acting between the particles and tends to aggregate. Conversely, when it exceeds 0.3 μm, the weight of the surface modified state increases, This is because carbon black tends to settle.

本発明の表面改質カーボンブラックは、両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基が、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と結合し、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基がヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基と結合したものである。以下の説明において、前記末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物は、イソ構造の3末端にイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物、または3末端にイソシアネート基を有するイソ構造のトリイソシアネート化合物ともいう。 Surface modified carbon black of the present invention, one terminal isocyanate groups of the triisocyanate compound having one terminal isocyanate groups or terminal three isocyanate groups of a diisocyanate compound having an isocyanate group at both ends, the carbon black particle surface bonded to hydroxyl and / or carboxyl groups, in which the other two terminal isocyanate groups of the other terminal isocyanate groups or triisocyanate compound di isocyanate compound is bonded with the hydroxyl groups of the hydroxyl-modified charge polymer. In the following description, the triisocyanate compound having three isocyanate groups at the terminal is also referred to as a triisocyanate compound having an isocyanate group at the three terminals of the iso structure, or a triisocyanate compound having an iso structure having an isocyanate group at the three terminals.

カーボンブラックの粒子表面には、その生成プロセスあるいは酸化などの後処理により種々の表面官能基が存在し、これらの反応性官能基としてはヒドロキシル基、カルボキシル基、キノン基、アミノ基、スルホン基、エポキシ基などがある。そして、これらの反応性官能基は、例えば下記の方法により後処理的に調整することができる。   Various surface functional groups exist on the surface of the carbon black particles by the generation process or post-treatment such as oxidation, and these reactive functional groups include hydroxyl group, carboxyl group, quinone group, amino group, sulfone group, There are epoxy groups. And these reactive functional groups can be adjusted post-processed by the following method, for example.

(1)ヒドロキシル基、カルボキシル基、キノン基;空気、オゾン、酸素、NOx 、SOx などの酸化性ガス雰囲気に曝す方法、低温酸素プラズマ処理する方法、過酸化水素水、ペルオキソ2酸あるいはその塩類、次亜ハロゲン酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、硝酸などの酸化剤水溶液中で撹拌する方法、など気相酸化や液相酸化で処理する方法。
(2)アミノ基;硝酸/硫酸混合液で酸化、ニトロ化し、ホルムアルデヒドなどで還元する方法。
(3)スルホン基;濃硫酸でスルホン化する方法。
(4)エポキシ基;ヒドロキシル基、カルボキシル基にエポキシ基を有するハロゲン化物を反応させる方法。
(1) Hydroxyl group, carboxyl group, quinone group; method of exposing to an oxidizing gas atmosphere such as air, ozone, oxygen, NOx, SOx, method of low-temperature oxygen plasma treatment, hydrogen peroxide solution, peroxodiacid or salts thereof, A method of treating by gas phase oxidation or liquid phase oxidation, such as a method of stirring in an aqueous solution of an oxidizing agent such as hypohalite, dichromate, permanganate, nitric acid.
(2) Amino group: A method of oxidation, nitration with nitric acid / sulfuric acid mixture, and reduction with formaldehyde.
(3) Sulfone group: a method of sulfonation with concentrated sulfuric acid.
(4) Epoxy group: a method of reacting a hydroxyl group or a carboxyl group with a halide having an epoxy group.

これらの反応性官能基のうち、イソシアネート基と化学結合する官能基としてはヒドロキシル基およびカルボキシル基の酸性官能基が有効に機能する。そのため、カーボンブラックの反応性官能基としてはヒドロキシル基やカルボキシル基が好ましく、その量はイソシアネート基と均一に結合するためにはヒドロキシル基、カルボキシル基、あるいは両官能基の和が0.14μeq/m以上であることが好ましい。 Of these reactive functional groups, acidic functional groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups function effectively as functional groups that chemically bond with isocyanate groups. Therefore, the reactive functional group of carbon black is preferably a hydroxyl group or a carboxyl group, and the amount thereof is 0.14 μeq / m for the hydroxyl group, the carboxyl group, or the sum of both functional groups in order to bond uniformly with the isocyanate group. It is preferable that it is 2 or more.

なお、これらの官能基は次のようにして測定される。
(1)カーボンブラック窒素吸着比表面積(NSA ;m/g);
ASTM D3037−88 Method Bにより測定。
(2)ヒドロキシル基量;
2,2′-Diphenyl-picrylhydrazyl(DPPH)を四塩化炭素中に溶解して濃度5×10−4mol/lの溶液を作成し、該溶液にカーボンブラックを0.1〜0.6g添加し、60℃の恒温槽中で6時間撹拌する。その後、反応液からカーボンブラックを濾別し、濾液を紫外線吸光光度計によりヒドロキシル基を測定する。このようにして測定した値をカーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA ;m/g)で除した値を、カーボンブラックの単位表面積当たりに形成されたヒドロキシル基量(μeq/m)とする。
(3)カルボキシル基量;
0.976N炭酸水素ナトリウム50ml中にカーボンブラック2〜5gを添加して6時間振盪した後、カーボンブラックを反応液から濾別し、濾液に0.05N塩酸水溶液を加えたのち、pHが7.0になるまで0.05N水酸化ナトリウム水溶液にて中和滴定試験を行ってカルボキシル基を測定する。この測定値をカーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA;m/g)で除した値を、カーボンブラックの単位表面積当たりに形成されたカルボキシル基量(μeq/m)とする。
These functional groups are measured as follows.
(1) Carbon black nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA; m 2 / g);
Measured according to ASTM D3037-88 Method B.
(2) Amount of hydroxyl groups;
2,2′-Diphenyl-picrylhydrazyl (DPPH) is dissolved in carbon tetrachloride to prepare a solution with a concentration of 5 × 10 −4 mol / l, and 0.1 to 0.6 g of carbon black is added to the solution. And stirring in a constant temperature bath at 60 ° C. for 6 hours. Thereafter, carbon black is filtered off from the reaction solution, and the hydroxyl group of the filtrate is measured with an ultraviolet absorptiometer. The value obtained by dividing the value measured in this way by the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA; m 2 / g) of carbon black is the amount of hydroxyl groups formed per unit surface area of carbon black (μeq / m 2 ). And
(3) carboxyl group amount;
After adding 2 to 5 g of carbon black in 50 ml of 0.976N sodium hydrogen carbonate and shaking for 6 hours, the carbon black was filtered off from the reaction solution, and 0.05N hydrochloric acid aqueous solution was added to the filtrate. Carry out neutralization titration test with 0.05N aqueous sodium hydroxide solution until 0 to measure carboxyl groups. A value obtained by dividing the measured value by the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA; m 2 / g) of carbon black is defined as the amount of carboxyl groups (μeq / m 2 ) formed per unit surface area of the carbon black.

両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、構造両末端にイソシアネート基を有するものであれば特に制限はなく、メタンジフェニルジイソシアネート(MDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサンジイソシアネート(HDI)などが例示できる。なお、これらのジイソシアネート化合物の中で反応性が高いMDIが好適であるが、反応溶媒によって使い分けることが好ましい。   The diisocyanate compound having an isocyanate group at both ends is not particularly limited as long as it has an isocyanate group at both ends of the structure. Examples include methane diphenyl diisocyanate (MDI), toluene diisocyanate (TDI), and hexane diisocyanate (HDI). it can. Among these diisocyanate compounds, MDI having high reactivity is suitable, but it is preferable to use properly depending on the reaction solvent.

また、3末端にイソシアネート基を有するイソ構造のトリイソシアネート化合物としては、イソシアヌレート構造、ビウレット構造、アダクト構造など、3末端全てにイソシアネート基を有するものであれば特に制限なく、例えばイソシアヌレート構造をもつ具体例として、三井武田ケミカル社製D−127N、D−170N、D−170HM、D−172N、D−177Nなどが例示できる。   Further, the triisocyanate compound having an isocyanate group at the 3 terminal is not particularly limited as long as it has an isocyanate group at all 3 terminals, such as an isocyanurate structure, a biuret structure, and an adduct structure. Specific examples include D-127N, D-170N, D-170HM, D-172N, and D-177N manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.

カーボンブラック粒子表面に荷電を与えるヒドロキシル変性帯電性ポリマーは、正または負に帯電させる目的に応じて、カチオン性ポリマーあるいはアニオン性ポリマーいずれも使用することができる。   Either a cationic polymer or an anionic polymer can be used as the hydroxyl-modified chargeable polymer that charges the surface of the carbon black particles depending on the purpose of positive or negative charge.

カチオン性ポリマーとしては、電子吸引性基として働く1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アンモニウム塩などのカチオン性基を有しているポリマーであれば使用することができ、ポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリルアミド、ポリエチレンイミンなどがあり、具体的には四日市合成社製カチオマスターPD、藤倉化成社製NO-290、ライオン社製エソカードシリーズなどが例示される。   As the cationic polymer, any polymer having a cationic group such as a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, or a quaternary ammonium salt that functions as an electron-withdrawing group can be used. , Polyacrylamide, polyalkylacrylamide, polyethyleneimine, and the like. Specific examples include Kayo Master PD manufactured by Yokkaichi Gosei Co., Ltd., NO-290 manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd., and Eso Card Series manufactured by Lion.

一方、アニオン性ポリマーとしては、電子供与性基として働くカルボキシル基、スルホ基、リン酸基などのアニオン性基を有しているポリマーであれば使用することができ、ポリスチレンスルホン酸塩、キサンタンガム、カルボキシビニルポリマー、ポリサッカライドなどがあり、具体的には三井化学アクアポリマー社製アコフロックシリーズなどを例示することができる。   On the other hand, as an anionic polymer, any polymer having an anionic group such as a carboxyl group, a sulfo group, and a phosphoric acid group acting as an electron-donating group can be used. Polystyrene sulfonate, xanthan gum, There are carboxyvinyl polymer, polysaccharide, and the like, and specifically, the Afrock series manufactured by Mitsui Chemicals Aqua Polymer Co., Ltd. can be exemplified.

本発明の表面改質カーボンブラックを、カーボンブラック粒子表面の反応性官能基としてヒドロキシル基に、イソシアネート化合物として3末端にイソシアネート基を有するイソ構造のトリイソシアネート化合物であるトリイソシアネートヘキサメチレンイソシアヌレート(三井武田ケミカル社製D−177N)の1つの末端イソシアネート基が結合し、未結合の2つの末端イソシアネート基が、ヒドロキシル基を側鎖にもつヒドロキシル変性帯電性ポリマー(四日市合成社製、カチオマスターPD)のヒドロキシル基と結合した場合の構造式を化1として例示した。   The surface-modified carbon black of the present invention is a triisocyanate hexamethylene isocyanurate (Mitsui, Ltd.), which is an iso-structured triisocyanate compound having a hydroxyl group as a reactive functional group on the surface of carbon black particles and an isocyanate group at the three terminal as an isocyanate compound. D-177N) manufactured by Takeda Chemical Co., Ltd. A hydroxyl-modified chargeable polymer in which one terminal isocyanate group is bonded and two unbonded terminal isocyanate groups have hydroxyl groups in the side chain (manufactured by Yokkaichi Gosei Co., Ltd., Kathiomaster PD) The structural formula in the case of bonding to the hydroxyl group of is exemplified as Chemical Formula 1.

Figure 0005120747
Figure 0005120747

化1から分かるように、イソシアネート化合物はカーボンブラック粒子表面の反応性官能基であるヒドロキシル基と、ヒドロキシル変性帯電性ポリマーとを結合させるための中間物質として機能している。   As can be seen from Chemical Formula 1, the isocyanate compound functions as an intermediate substance for bonding the hydroxyl group, which is a reactive functional group on the surface of the carbon black particle, and the hydroxyl-modified chargeable polymer.

この表面改質カーボンブラックを製造する本発明の請求項2による製造方法(1)は、非反応性の溶媒に、カーボンブラック、および両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物またはイソ構造の3末端にイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を加えて混合し、カーボンブラック粒子表面の反応性官能基と、ジイソシアネート化合物の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基と結合させ、その後ヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて混合し、イソシアネート化合物の未結合の末端イソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを結合させることを特徴とする。   The production method (1) according to claim 2 of the present invention for producing this surface-modified carbon black comprises a non-reactive solvent, carbon black, a diisocyanate compound having isocyanate groups at both ends, or an iso-structure at the three ends. A triisocyanate compound having an isocyanate group is added and mixed to combine the reactive functional group on the surface of the carbon black particles with the terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or one terminal isocyanate group of the triisocyanate compound, and then the hydroxyl-modified chargeable polymer. Is added and mixed to bond the unbonded terminal isocyanate group of the isocyanate compound and the hydroxyl group of the hydroxyl-modified chargeable polymer.

非反応性の溶媒としてはエステルやケトンなどが例示でき、この非反応性の溶媒にカーボンブラックおよび両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物またはイソ構造の3末端にイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を加えて撹拌脱泡機で撹拌、脱泡しながら混合し、更にボールミルや三本ロールミルなどを用いて十分に混合、混練することによりカーボンブラック粒子表面の反応性官能基と、ジイソシアネート化合物の末端あるいはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基とを反応させてウレタン結合させる。   Examples of the non-reactive solvent include esters and ketones. Carbon black and a diisocyanate compound having an isocyanate group at both ends or a triisocyanate compound having an isocyanate group at the three ends of the isostructure are added to the non-reactive solvent. Mix with stirring and defoaming with a stirrer and defoamer, and then thoroughly mix and knead using a ball mill or a three-roll mill, etc. One terminal isocyanate group of the isocyanate compound is reacted to form a urethane bond.

この反応を、カーボンブラック粒子表面の反応性官能基としてヒドロキシル基に、3末端全てにイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物としてイソシアヌレート構造をもつヘキサンイソシアネート化合物を反応させて、トリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基がヒドロキシル基とウレタン結合した場合の反応式を化2として例示した。   This reaction is carried out by reacting a hydroxyl group as a reactive functional group on the surface of the carbon black particle with a hexane isocyanate compound having an isocyanurate structure as a triisocyanate compound having isocyanate groups at all three ends, and thereby reacting one end of the triisocyanate compound. The reaction formula in the case where an isocyanate group and a hydroxyl group are urethane-bonded is exemplified as Chemical Formula 2.

Figure 0005120747
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このように、カーボンブラック粒子表面の反応性官能基とイソシネート基とをウレタン結合させた後、ヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて撹拌脱泡機で撹拌脱泡し、溶媒を加えて三本ロールミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、プロセスホモジナイザー、ボールミル、ビーズミルなどで混合、混練して、イソシアネート化合物の未結合のイソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを反応させてウレタン結合させる。   Thus, after urethane bonding of the reactive functional group and the isocyanate group on the surface of the carbon black particles, a hydroxyl-modified chargeable polymer is added and stirred and defoamed with a stirring and defoaming machine, and a solvent is added and a three roll mill, Mixing and kneading with an ultrasonic homogenizer, high-pressure homogenizer, process homogenizer, ball mill, bead mill, etc., the unbonded isocyanate group of the isocyanate compound and the hydroxyl group of the hydroxyl-modified chargeable polymer are reacted to form a urethane bond.

この際、付加反応促進触媒や脱水縮合剤を少量添加するとウレタン反応が進行し易くなるので好適である。付加反応促進触媒としてはジブチルチンジラウレートなどが、脱水縮合剤としては特に制限はなく使用でき、濃硫酸、N,N-ジシクロヘキシルカルボジイミドなどが挙げられる。   At this time, it is preferable to add a small amount of an addition reaction promoting catalyst or a dehydrating condensing agent since the urethane reaction easily proceeds. Dibutyltin dilaurate or the like can be used as the addition reaction promoting catalyst, and the dehydrating condensation agent is not particularly limited, and examples thereof include concentrated sulfuric acid and N, N-dicyclohexylcarbodiimide.

ヒドロキシル変性帯電性ポリマーの変性部位は側鎖でも末端でも、あるいはその両方であっても使用できるが、好ましくは反応性の高い片末端変性のものを使用する。ヒドロキシル変性帯電性ポリマーの骨格は目的とする分散媒の構造に近いものが好ましく、例えば、シリコーンオイルに分散させる場合にはジメチルポリシロキサン骨格をもつポリマーが好ましく、イソパラフィン系炭化水素溶媒やプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA )などの炭化水素溶媒に分散させる場合にはアクリルエステル骨格をもつポリマーが好ましい。但し、これらのポリマーに制限されるものではなく、それぞれの目的とする分散溶媒に溶解し、かつ反応性官能基であるヒドロキシル基を有しているものであれば適用することができる。   The modification site of the hydroxyl-modified chargeable polymer can be used either at the side chain, at the end, or both, but preferably has a highly reactive one-end modification. The skeleton of the hydroxyl-modified chargeable polymer is preferably close to the structure of the target dispersion medium. For example, when dispersed in silicone oil, a polymer having a dimethylpolysiloxane skeleton is preferable, and an isoparaffin hydrocarbon solvent or propylene glycol monomethyl is preferable. When dispersed in a hydrocarbon solvent such as ether acetate (PGMEA), a polymer having an acrylic ester skeleton is preferred. However, it is not limited to these polymers, and any polymer can be used as long as it is soluble in the respective desired dispersion solvents and has a hydroxyl group that is a reactive functional group.

なお、本発明の表面改質カーボンブラックは、カーボンブラック粒子表面にウレタン結合により結合したヒドロキシル変性帯電性ポリマーのポリマー鎖により非極性溶媒や低極性溶媒中に立体障害を伴って分散することから、ポリマーの分子量は500〜30000であることが好ましい。分子量が500未満ではポリマー鎖による立体障害が小さく、分散性が低下し、一方分子量が30000を越えるとカーボンブラックの自重により分散体において沈降し易く、さらに粘度が増大することになり、好ましくない。   The surface-modified carbon black of the present invention is dispersed with steric hindrance in a nonpolar solvent or a low polarity solvent by a polymer chain of a hydroxyl-modified chargeable polymer bonded to the carbon black particle surface by a urethane bond. The molecular weight of the polymer is preferably 500-30000. When the molecular weight is less than 500, the steric hindrance due to the polymer chain is small and the dispersibility is lowered. On the other hand, when the molecular weight exceeds 30000, the dispersion tends to settle in the dispersion due to the weight of the carbon black, and the viscosity further increases.

このようにして本発明の表面改質カーボンブラックを製造することができるが、この反応を、化2に例示したカーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基に、ヘキサンイソシアネート化合物を反応させて、トリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基をヒドロキシル基とウレタン結合させた後、ヒドロキシル変性帯電性ポリマーとして四日市合成社製カチオマスターPDと反応させた場合の反応式を化3として例示した。   In this way, the surface-modified carbon black of the present invention can be produced. This reaction is performed by reacting the hydroxyl group on the surface of the carbon black particles exemplified in Chemical Formula 2 with a hexane isocyanate compound to form a triisocyanate compound. A reaction formula when one terminal isocyanate group is urethane-bonded with a hydroxyl group and then reacted with Kathiomaster PD manufactured by Yokkaichi Gosei Co., Ltd. as a hydroxyl-modified chargeable polymer is exemplified as Chemical Formula 3.

Figure 0005120747
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次に、本発明の表面改質カーボンブラックを製造する本発明の請求項3による製造方法(2)は、非反応性の溶媒に、カーボンブラック、および両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物またはイソ構造の3末端にイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物、およびヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて混合し、カーボンブラック粒子表面の反応性官能基と、ジイソシアネート化合物の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基と結合させ、同時に、イソシアネート化合物の未結合の末端イソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを結合させるものである。   Next, the production method (2) according to the third aspect of the present invention for producing the surface-modified carbon black of the present invention comprises a non-reactive solvent, carbon black, and a diisocyanate compound or isopropanol having isocyanate groups at both ends. A triisocyanate compound having an isocyanate group at the three ends of the structure and a hydroxyl-modified chargeable polymer are added and mixed, and the reactive functional group on the surface of the carbon black particle and one end of the diisocyanate compound or one end of the triisocyanate compound are mixed. It is combined with an isocyanate group, and at the same time, an unbonded terminal isocyanate group of the isocyanate compound and a hydroxyl group of the hydroxyl-modified chargeable polymer are bonded together.

すなわち、製造方法(2)は、製造方法(1)において例示した化2と化3の反応を同時に行って、化1に例示した表面改質カーボンブラックを製造するものである。   That is, in the production method (2), the surface-modified carbon black exemplified in the chemical formula 1 is produced by simultaneously performing the chemical reactions 2 and 3 exemplified in the production method (1).

本発明のカーボンブラック分散体は、上記の表面改質カーボンブラックが非極性溶媒や低極性溶媒に1〜20重量%の濃度で分散したものであり、カーボンブラックを分散させる溶媒と同じ非極性溶媒や低極性溶媒中で、上記の製造方法(1)あるいは(2)の方法によりカーボンブラックを改質するとともに改質カーボンブラックが所望の濃度に分散した分散体として得ることもできる。   The carbon black dispersion of the present invention is obtained by dispersing the above surface-modified carbon black in a nonpolar solvent or a low polarity solvent at a concentration of 1 to 20% by weight, and the same nonpolar solvent as the solvent in which the carbon black is dispersed In addition, the carbon black can be modified by the above-described production method (1) or (2) in a low-polarity solvent, and a dispersion in which the modified carbon black is dispersed at a desired concentration can also be obtained.

あるいは、表面改質カーボンブラックを超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、プロセスホモジナイザーなどの分散装置で非極性溶媒や低極性溶媒中に分散させることにより得ることもできる。この場合、溶媒中に分散させる表面改質カーボンブラックはカーボンブラック粒子表面にポリマーが結合しているため、一旦乾燥するとポリマー鎖同士がカーボンブラック粒子表面近傍で絡まり、溶媒中に再分散させることが困難となる場合があるので、目的とする溶媒中に分散させた分散体として得ることが望ましい場合がある。但し、一度乾燥しても高圧ホモジナイザーや超音波式ホモジナイザーなどの均質機で機械的に分散処理することで、再分散させることは可能である。   Alternatively, the surface-modified carbon black can be obtained by dispersing it in a nonpolar solvent or a low polarity solvent using a dispersing device such as an ultrasonic homogenizer, a high pressure homogenizer, or a process homogenizer. In this case, since the surface-modified carbon black dispersed in the solvent has a polymer bonded to the surface of the carbon black particles, once dried, the polymer chains can be entangled near the carbon black particle surface and re-dispersed in the solvent. Since it may be difficult, it may be desirable to obtain a dispersion dispersed in a target solvent. However, even after drying, it can be redispersed by mechanically dispersing with a homogenizer such as a high-pressure homogenizer or an ultrasonic homogenizer.

以下、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら制約されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1
カーボンブラックとして東海カーボン(株)製TB#7550F(窒素吸着比表面積
135m/g)を用い、濃度2Nの過硫酸ナトリウム水溶液中で酸化し、乾燥、粉砕、分級して調製した、反応性官能基がヒドロキシル基0.74μeq/m、カルボキシル基4.8μeq/mのカーボンブラックを試料とした。
Example 1
Reactive functionality prepared by oxidizing, drying, crushing, and classifying in a 2N sodium persulfate aqueous solution using TB # 7550F (nitrogen adsorption specific surface area of 135 m 2 / g) manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. as carbon black Carbon black having a hydroxyl group of 0.74 μeq / m 2 and a carboxyl group of 4.8 μeq / m 2 was used as a sample.

このカーボンブラックをエクソンモービル化学(株)製アイソパーGを35.9g添加して湿潤にし、次いで、三井武田ケミカル(株)製D−177Nを4.725g、四日市合成(株)製カチオマスターPDを17.5g加えて混合し、(株)シンキー製あわとり練太郎を用いて撹拌2分、脱泡2分の前混練を行った後、三本ロールにて30分混練し、ジブチルチンジラウレート0.47225gを10wt%の濃度に溶解させたアイソパーG溶液を添加して、更に30分三本ロールで混練した。この際、アイソパーGが少量ずつ気散するため、適宜アイソパーGを添加した。   This carbon black was moistened by adding 35.9 g of Expar Mobil Chemical Co., Ltd. Isopar G, followed by 4.725 g of Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd. D-177N, and Yokkaichi Gosei Co., Ltd. Cachio Master PD. 17.5 g was added and mixed, and after kneading for 2 minutes with stirring and defoaming for 2 minutes using Shintaro Awatori Nertaro Co., Ltd., kneaded for 30 minutes with three rolls, and dibutyltin dilaurate 0 .Isopar G solution in which 47225 g was dissolved to a concentration of 10 wt% was added, and the mixture was further kneaded with a three roll for 30 minutes. At this time, since Isopar G was diffused little by little, Isopar G was appropriately added.

上記混練物にアイソパーGを加えて全量を250gとし、超音波ホモジナイザーを用いて10分間処理して機械的に分散させた後、(株)東海製ナノマイザーTL−1500を用いて、50から150MPaで更に機械的分散を行った。   Isopar G is added to the above kneaded product to make a total amount of 250 g, treated with an ultrasonic homogenizer for 10 minutes and mechanically dispersed, and then made with Tokai Nanomizer TL-1500 at 50 to 150 MPa. Further mechanical dispersion was performed.

この分散体をセパラブルフラスコ(容量1リットル)に入れて撹拌しながら70℃で6時間加熱処理し、その後再びアイソパーGを加えて全量を250gとして、10wt%アイソパーGに自己分散した表面改質カーボンブラック分散体1を得た。   This dispersion was put into a separable flask (capacity: 1 liter) and heat-treated at 70 ° C. for 6 hours with stirring. Then, Isopar G was added again to make the total amount 250 g, and the surface modification was self-dispersed in 10 wt% Isopar G. A carbon black dispersion 1 was obtained.

実施例2
実施例1において、過硫酸ナトリウム水溶液中による酸化に代えて、オゾンにより気相酸化してヒドロキシル基1.03μeq/m、カルボキシル基3.22μeq/mのカーボンブラックを試料とした他は、実施例1と同じ方法により表面改質カーボンブラック分散体2を得た。
Example 2
In Example 1, instead of oxidation in an aqueous sodium persulfate aqueous solution, gas phase oxidation with ozone and carbon black having a hydroxyl group of 1.03 μeq / m 2 and a carboxyl group of 3.22 μeq / m 2 were used as samples. Surface-modified carbon black dispersion 2 was obtained by the same method as in Example 1.

実施例3
カーボンブラックにチャンネルブラック(Degussa社製Special Black4;ヒドロキシル基0.16μeq/m、カルボキシル基4.2μeq/m)を用いた他は、実施例1と同じ方法により表面改質カーボンブラック分散体3を得た。
Example 3
Surface modified carbon black dispersion by the same method as in Example 1 except that channel black (Special Black 4 manufactured by Degussa; hydroxyl group 0.16 μeq / m 2 , carboxyl group 4.2 μeq / m 2 ) was used as carbon black. 3 was obtained.

実施例4
未反応のイソシアネート基をターミネートするために、70℃保持工程中に四日市合成(株)製脂肪族系エステルアルコールワイジノールEHP01をカーボンブラックに対して20wt%添加した他は、実施例1と同じ方法により表面改質カーボンブラック分散体4を得た。
Example 4
Same as Example 1 except that 20 wt% of aliphatic ester alcohol wiseinol EHP01 manufactured by Yokkaichi Synthesis Co., Ltd. was added to the carbon black during the 70 ° C. holding step to terminate the unreacted isocyanate group. Surface-modified carbon black dispersion 4 was obtained by the method.

実施例5
分散させる溶媒としてアイソパーGの代わりにPGMEAを使用した他は、実施例1と同じ方法により表面改質カーボンブラック分散体5を得た。
Example 5
Surface-modified carbon black dispersion 5 was obtained by the same method as in Example 1 except that PGMEA was used instead of Isopar G as a solvent to be dispersed.

実施例6
帯電性ポリマーとして実施例1の四日市合成(株)製カチオマスターPDの代わりに、アニオン性帯電性ポリマーである三井化学アクアポリマー(株)製アコフロックA120UH(分子量2100)17.5gを用いた他は、実施例1と同じ方法により表面改質カーボンブラック分散体6を得た。
Example 6
Other than using 17.5 g of Akofloc A120UH (molecular weight 2100) made by Mitsui Chemicals Aqua Polymer Co., Ltd., which is an anionic chargeable polymer, instead of Kayo Master PD of Yokkaichi Gosei Co., Ltd. of Example 1 as the chargeable polymer A surface-modified carbon black dispersion 6 was obtained by the same method as in Example 1.

比較例1
実施例1において、帯電性ポリマーとして四日市合成(株)製カチオマスターPDの代わりに、帯電性を有しない総研化学(株)製アクリルポリマーUT−1001を17.5g用いた他は、実施例1と同じ方法により表面改質カーボンブラック分散体7を得た。
Comparative Example 1
Example 1 except that 17.5 g of an acrylic polymer UT-1001 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., which has no charging property, was used as the chargeable polymer instead of Yokkaichi Kagaku Master PD manufactured by Yokkaichi Gosei Co., Ltd. Surface-modified carbon black dispersion 7 was obtained by the same method.

これらの分散体を70℃の温度で4週間に亘って静置し、1週間経過毎にMicrotrac法粒度分析計(Honeywell社製、9340−UPA150)を用いて、分散体中のカーボンブラック凝集体の平均粒子径を測定し、また振動式粘度計(山一電機社製、VM−100A−L)により分散体の粘度を測定して、その結果を表1に示した。   These dispersions were allowed to stand at a temperature of 70 ° C. for 4 weeks, and a carbon black aggregate in the dispersion was obtained using a Microtrac particle size analyzer (Honeywell 9340-UPA150) every week. The average particle diameter of the dispersion was measured, and the viscosity of the dispersion was measured with a vibratory viscometer (manufactured by Yamaichi Electronics Co., Ltd., VM-100A-L). The results are shown in Table 1.

Figure 0005120747
Figure 0005120747

次に、作製直後の各分散体について、ゼータ電位測定計(マイクロテックニチオン社製ZEECOM)を用いて、分散体中のカーボンブラック帯電量を測定し、その結果を表2に示した。   Next, for each dispersion immediately after production, the amount of carbon black charge in the dispersion was measured using a zeta potential meter (ZEECOM manufactured by Microtech Nichion Co., Ltd.). The results are shown in Table 2.

Figure 0005120747
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表1、2から、分散体1〜6は全て分散性に優れているとともに、カチオン性あるいはアニオン性の帯電性ポリマーを結合させることにより、正または負に帯電させることができる。したがって、用途目的に応じて、分散体中におけるカーボンブラック粒子表面を正または負に帯電させ、電気的に有効機能させることが可能となる。   From Tables 1 and 2, all of the dispersions 1 to 6 are excellent in dispersibility, and can be positively or negatively charged by binding a cationic or anionic chargeable polymer. Therefore, depending on the purpose of use, the surface of the carbon black particles in the dispersion can be positively or negatively charged to effectively function electrically.

Claims (5)

両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基が、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と結合し、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基が、カチオン性基を有しヒドロキシル基をもつポリマーまたはアニオン性基を有しヒドロキシル基をもつポリマー(以下、ヒドロキシル変性帯電性ポリマーという)のヒドロキシル基と結合したことを特徴とする表面改質カーボンブラック。 One terminal isocyanate group of the diisocyanate compound having isocyanate groups at both ends or one terminal isocyanate group of the triisocyanate compound having three isocyanate groups at the ends are bonded to hydroxyl groups and / or carboxyl groups on the surface of the carbon black particles. other two terminal isocyanate groups of the other terminal isocyanate groups or triisocyanate compound di isocyanate compound, a polymer having hydroxyl groups has a polymer or anionic groups with a hydroxyl group having a cationic group (hereinafter, A surface-modified carbon black characterized by bonding with hydroxyl groups of a hydroxyl-modified chargeable polymer) . 請求項1記載の表面改質カーボンブラックを製造する方法であって、非反応性の溶媒に、カーボンブラック、および両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を加えて混合し、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と、ジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基とを結合させ、その後ヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて混合し、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを結合させることを特徴とする表面改質カーボンブラックの製造方法。 A method for producing the surface-modified carbon black according to claim 1, wherein the non-reactive solvent is carbon black, and a diisocyanate compound having isocyanate groups at both ends or a triisocyanate compound having three isocyanate groups at both ends. And mixing the hydroxyl group and / or carboxyl group on the surface of the carbon black particles with one terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or one terminal isocyanate group of the triisocyanate compound. In addition, mixing is performed, and the other terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or the other two terminal isocyanate groups of the triisocyanate compound and the hydroxyl group of the hydroxyl-modified chargeable polymer are combined. A method for producing surface-modified carbon black. 請求項1記載の表面改質カーボンブラックを製造する方法であって、非反応性の溶媒に、カーボンブラック、および両末端にイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物または末端に3つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物、およびヒドロキシル変性帯電性ポリマーを加えて混合し、カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基および/またはカルボキシル基と、ジイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の1つの末端イソシアネート基とを結合させ、同時に、ジイソシアネート化合物の他の末端イソシアネート基またはトリイソシアネート化合物の他の2つの末端イソシアネート基とヒドロキシル変性帯電性ポリマーのヒドロキシル基とを結合させることを特徴とする表面改質カーボンブラックの製造方法。 A method for producing the surface-modified carbon black according to claim 1, wherein the non-reactive solvent is carbon black, and a diisocyanate compound having isocyanate groups at both ends or a triisocyanate compound having three isocyanate groups at both ends. And the hydroxyl-modified chargeable polymer is added and mixed to bond the hydroxyl group and / or carboxyl group on the surface of the carbon black particles with one terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or one terminal isocyanate group of the triisocyanate compound; Simultaneously, the other terminal isocyanate group of the diisocyanate compound or the other two terminal isocyanate groups of the triisocyanate compound and the hydroxyl group of the hydroxyl-modified chargeable polymer are bonded. A method for producing surface-modified carbon black. 請求項1記載の表面改質カーボンブラックが1〜20重量%の濃度で非極性溶媒または低極性溶媒に分散したことを特徴とするカーボンブラック分散体。 Carbon black dispersion, wherein the surface modified carbon black of claim 1, wherein is dispersed in non-polar solvents or low-polar solvent at a concentration of 1-20 wt%. 前記カーボンブラック粒子表面のヒドロキシル基カルボキシル基、あるいは両官能基の量が0.14μeq/m以上であることを特徴とする請求項2または3記載の表面改質カーボンブラックの製造方法 Claim 2 or 3 surface modified carbon black manufacturing method according to wherein the amount of human Dorokishiru group, a carboxyl group or both functional groups, of the carbon black particle surface is 0.14μeq / m 2 or more.
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