JP2003253080A - カチオン性樹脂変性シリカ分散液及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、シリカ濃度が１５重量％以上で、
且つシリカ粒子の平均粒子径が３００ｎｍ未満であり、
該分散液のシリカ濃度が１．５重量％における光散乱指
数（ｎ値）が２．０以上であるカチオン性樹脂変性シリ
カ分散液及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 湿式シリカ生成反応後に濾過や洗浄を行
った後の乾燥工程を施さない脱水湿式シリカケークを分
散して得られた湿式シリカ分散液のｐＨを６未満に調整
した後に、乾式シリカ粉体を添加し、混合・分散するこ
とにより得られる、シリカ濃度が１５重量％以上であ
り、且つ、シリカ粒子の平均粒子径が３００ｎｍ未満で
あり、該分散液のシリカ濃度が１．５重量％におけるｎ
値が２．０以上であることを特徴とするカチオン性樹脂
変性シリカ分散液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式シリカ及び乾
式シリカを使用した、インクジェット用記録紙の塗工
液、新聞紙の内填剤、研磨剤、金属表面処理剤の調製に
有用な新規のカチオン性樹脂変性シリカ分散液に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット用記録紙の塗工液には、
インク吸収層を形成するために微粒子のシリカやアルミ
ナ等の無機微粉体が使用されている。上記微粒子のう
ち、湿式シリカはインク吸収性に優れ、しかも安価であ
ることから好適に使用されている。

【０００３】一方、インクジェット用のインクとして
は、一般に、アニオン性の化合物が使われることが多
く、上記インク吸収層はカチオン性を有している方が、
インクジェット用記録紙の画像濃度及び耐水性向上のた
めに有利である。

【０００４】ところが、インク吸収層を形成する無機粉
体としてシリカを用いた場合、粒子がアニオン性を呈す
るため、画像濃度や耐水性に問題があった。そのため、
改善策としてシリカに第４級アンモニウム塩基等のカチ
オン性基を含むカチオン性樹脂を配合したカチオン性樹
脂変性シリカ分散液が提案されている。

【０００５】例えば、シリカ微粒子を分散させたシリカ
分散液にカチオン性樹脂を混合すると、シリカ微粒子が
凝集する傾向が見られるが、強力なせん断力を有する分
散機で処理することによって安定なカチオン性樹脂変性
シリカ分散液が得られることを本発明者等はすでに提案
している（特開平２０００−２３９５３６）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】湿式シリカを用いたカ
チオン性樹脂変性シリカ分散液は、前述したようにイン
クジェット用記録紙の塗工液に使用されるが、近年、市
場から写真並みの画像が得られるインクジェット用記録
紙が求められていることから、前述の耐水性とインク吸
収性の他に光沢性等も重要な因子となっている。

【０００７】インクジェット用記録紙の光沢性は、カチ
オン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカの平均粒子径に
関係しており、シリカの平均粒子径が小さいほど、塗工
層表面の平滑性及び塗工層の透明性が得られ、光沢性が
向上する。

【０００８】また、カチオン性樹脂変性シリカ分散液中
のシリカ濃度は、高いほど、当然塗工液中のシリカ濃度
も高くできる。塗工液中のシリカ濃度は、高い方が塗工
工程において一回の塗工で十分な厚みの塗工層が得られ
たり、塗工後乾燥する際のエネルギー効率が良くなるの
で、該カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度
は高ければ高いほど好ましく、物流コストの面からも該
カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度は高い
方が非常に好ましい。

【０００９】しかしながら、湿式シリカ粉体をカチオン
性樹脂変性シリカ分散液の原料として用いた場合、シリ
カ濃度を１５重量％以上に高くすることは可能である
が、湿式シリカ粉体の凝集粒子が硬いため、強力なせん
断力を有する分散機で処理を行っても目的とする平均凝
集粒子径になるまでに、処理時間がかかり、生産性が低
くなる問題があった。

【００１０】また、シリカケークを原料として用いた場
合、乾燥工程を施した湿式シリカ粉体と比較して、凝集
粒子が軟らかいため、目的とする平均凝集粒子径になる
までに、処理時間がかからず、生産性は向上するが、シ
リカケークは水分を約８５重量％含んでいるために、シ
リカ濃度１５重量％以上の分散液を得ることが困難であ
った。

【００１１】したがって、湿式シリカを用いたカチオン
性樹脂変性シリカ分散液において、該シリカ分散液中の
シリカ濃度が高く、且つ、シリカ粒子の平均粒子径が小
さく、分散性の良いカチオン性樹脂変性シリカ分散液が
望まれる。

【００１２】なお、本発明においてシリカケークとは、
湿式シリカ生成反応後に濾過や洗浄を行った後の、乾燥
工程を施さない脱水湿式シリカケークである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、湿式シリカと乾式
シリカとを含むカチオン性樹脂変性シリカ分散液とすれ
ば良いこと、湿式シリカとしてシリカケークを用い、こ
れを分散して得られた湿式シリカ分散液のｐＨを６未満
に調整した後に、乾式シリカ粉体を添加し、混合・分散
することにより、分散液中のシリカ濃度が１５重量％以
上で、且つ、シリカ粒子の平均粒子径が小さく、分散性
の良いカチオン性樹脂変性シリカ分散液が効率よく得ら
れることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１４】即ち、本発明は、極性溶媒中に湿式シリ
カ、乾式シリカ及びカチオン性樹脂を分散せしめた分散
液であって、該分散液中のシリカ濃度が１５重量％以上
であり、且つ、シリカ粒子の、平均粒子径が３００ｎｍ
未満であり、該分散液のシリカ濃度が１．５重量％にお
ける光散乱指数（以下、単にｎ値とも言う）が２．０以
上であることを特徴とするカチオン性樹脂変性シリカ分
散液である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる湿式シリカ
は、珪酸ソーダを鉱酸で中和することによって溶液中で
シリカを析出させて得られる、「ホワイトカーボン」とも
称されているものであり、特に中和反応後に濾過や洗浄
を行った後の乾燥工程を施さないシリカケークは乾燥工
程を施した湿式シリカ粉体と比較して凝集粒子が軟らか
いため、分散性が良く、好ましく使用される。

【００１６】本発明に用いられる乾式シリカ粉体は、四
塩化珪素などのシラン系ガスを酸水素炎中で燃焼させて
得られる、「ヒュームドシリカ」とも称されているものが
特に制限なく使用される。

【００１７】本発明において、カチオン性樹脂変性シリ
カ分散液中のシリカの平均粒子径は、３００ｎｍ未満で
あり、且つ、該分散液のシリカ濃度が１．５重量％にお
けるｎ値が２．０以上であることが必要である。

【００１８】シリカの平均粒子径が３００ｎｍ以上であ
って、且つ、ｎ値が２．０より小さいと、インクジェッ
ト用記録紙の塗工液の原料とした場合、塗工層の表面の
平滑性が得られないだけではなく、光の透過が妨げら
れ、塗工層が不透明となり、光沢が不足するといった問
題が発生する。

【００１９】本発明において、平均粒子径とは、カチオ
ン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ凝集粒子の平均粒
子径を指しており、光散乱回折式の粒度分布計で測定し
た時の体積基準算術平均径Ｄ_５０のことである。

【００２０】また、ｎ値とは、分散液中のシリカの分散
状態を表す指標であり、分散性が向上するにつれてこの
値は大きくなる。

【００２１】なお、ｎ値は、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃ
ｅｒａｍｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ，１
０１〔６〕，７０７−７１２（１９９３）に記載の方法
に準じて測定した値である。

【００２２】即ち、市販の分光光度計を用いて、光の波
長（λ）が４６０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の分散液のス
ペクトルを測定することにより、吸光度（τ）を求め、
ｌｏｇ（λ）に対してｌｏｇ（τ）をプロットし、下記
式（１）を用いて直線の傾き（−ｎ）を最小二乗法で求
める。

【００２３】τ＝αλ^−ｎ （１） （ここで、τは吸光度、αは定数、λは光の波長、そし
てｎは光散乱指数を示す。） 本発明に用いられるカチオン性樹脂は、水に溶解したと
きに解離してカチオン性を呈する樹脂であれば特に制限
されず、公知のカチオン性樹脂が特に制限なく使用でき
る。

【００２４】その中でも、ジアリルアンモニウム塩及び
その誘導体を重合して得られる環状アンモニウム塩型の
カチオン性樹脂であることが好ましい。具体例として
は、下記の式（２）又は式（３）で示される繰り返し単
位を有するジアリルアンモニウム塩及びその誘導体の重
合体、式（２）又は式（３）で示される繰り返し単位１
０〜９０モル％とジアリルアンモニウム塩及びその誘導
体と共重合可能なモノマーに基づく繰り返し単位９０〜
１０モル％とを有する共重合体を挙げることができる。

【００２５】

【化１】

【００２６】式（２）、（３）において、Ｒ_１及びＲ_２
は、水素原子又はメチル基を表す。

【００２７】ジアリルアンモニウム塩及びその誘導体と
共重合可能なモノマーに基づく繰り返し単位としては、
好ましくは、アクリルアミド、モノアリルアミン塩酸塩
に基づく繰り返し単位が挙げられる。

【００２８】環状アンモニウム塩型の構造を有している
カチオン性樹脂を用いて、分散液中に湿式シリカと乾式
シリカが共存し、且つシリカ濃度が１５重量％以上のカ
チオン性樹脂を製造した場合、原因については不明であ
るが、得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の安定
性が向上する。

【００２９】本発明において特に好適なカチオン性樹脂
は、平均分子量５００〜２０万である、上記式（２）又
は式（３）で示される繰り返し単位を有するジアリルア
ンモニウム塩及びその誘導体の重合体、式（２）又は式
（３）で示される繰り返し単位１０〜９０モル％とアク
リルアミド又はモノアリルアミン塩酸塩に基づく繰り返
し単位９０〜１０モル％とを有する共重合体から選ばれ
るカチオン性樹脂である。

【００３０】本発明において、カチオン性樹脂の使用量
は、シリカ１００重量部に対して、１〜５０重量部、特
に１〜１５重量部が好ましい。カチオン性樹脂変性シリ
カ分散液中のカチオン性樹脂の量が、乾式シリカ１００
重量部に対して１重量部より少ない場合、乾式シリカ粒
子の表面電荷のバランスが不均一となり、該シリカ粒子
が強固な凝集を起こし易くなる傾向がある。また、カチ
オン性樹脂の量がシリカ１００重量部に対して５０重量
部より多い場合、粘度が高くなり、分散処理が困難にな
る場合がある。

【００３１】また、カチオン性樹脂変性シリカ分散液の
粘度が高くなると、以降に続く製造工程においてハンド
リング性が低下するので好ましくない。カチオン性樹脂
の添加量に対するカチオン性樹脂変性シリカ分散液の安
定性は、添加するカチオン性樹脂の種類により異なるた
め、予め実験により、該分散液の粘度が一番低くなる最
適な添加量を前記添加量より選択することが好ましい。

【００３２】本発明において用いられる極性溶媒は、湿
式シリカ、乾式シリカ及びカチオン性樹脂が分散し易い
極性溶媒であれば特に制限はない。かかる極性溶媒とし
ては、水が最も好ましい。勿論、水以外にもメタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコー
ル類、エーテル類、ケトン類などの極性溶媒が使用で
き、また、水と上記極性との混合溶媒も好適に使用でき
る。

【００３３】尚、シリカ粒子の保存安定性や分散性を向
上させるために、本発明の効果を損なわない範囲で、界
面活性剤や防黴剤等を少量添加しても良い。

【００３４】本発明において、カチオン性樹脂変性シリ
カ分散液中の湿式シリカと乾式シリカを合わせたシリカ
濃度は１５重量％以上である。

【００３５】該シリカ分散液中のシリカ濃度が低くなる
と、前述したように、塗工液調製後の塗工工程において
一回の塗工で十分な厚みの塗工層が形成し難かったり、
塗工後乾燥する際のエレルギー効率の悪化や物流コスト
の面からも問題がある。

【００３６】本発明において、カチオン性樹脂変性シリ
カ分散液中の乾式シリカと湿式シリカとの混合比は用途
に応じて決定すればよいが、該シリカ分散液をインクジ
ェット用記録紙の塗工液の原料とする場合、インク吸収
性を考慮すると、湿式シリカ１００重量部に対して乾式
シリカ１〜２５０重量部であり、好ましくは１〜１００
重量部であること、更に好ましくは１〜７０重量部であ
ることが好ましい。

【００３７】本発明において、極性溶媒中に湿式シリ
カ、乾式シリカ及びカチオン性樹脂を混合・分散してカ
チオン性樹脂変性シリカ分散液を製造する方法は、極性
溶媒、湿式シリカ、乾式シリカ及びカチオン性樹脂を予
め混合して、極性溶媒中に湿式シリカ、乾式シリカ及び
カチオン性樹脂を含有している予備混合液を調製した後
に、必要に応じて予備混合液中のシリカ粒子を好適な範
囲の平均粒子径まで微分散するための高度な分散手段を
施す方法が好適に採用される。

【００３８】上記の極性溶媒中で湿式シリカと乾式シリ
カを予め混合する方法は、極性溶媒中に湿式シリカを含
有している分散液のｐＨが６未満になるように調整した
後に、該分散液に乾式シリカ粉を添加して、混合・分散
する方法が好ましい。

【００３９】湿式シリカを含有する分散液のｐＨが６以
上の該分散液に、分散液中の全シリカ濃度が１５重量％
以上になるように乾式シリカ粉を添加し、混合・分散し
た場合、原因については不明であるが、該分散液の粘度
が急上昇し、再分散が不可能なほど強固にゲル化する問
題がある。

【００４０】湿式シリカを含有する分散液のｐＨを６未
満に調整する方法は特に制限されないが、カチオン性樹
脂水溶液に湿式シリカを含有する分散液を添加する方
法、カチオン性樹脂水溶液にシリカケークを添加して分
散する方法、湿式シリカを含有する分散液に硫酸等の鉱
酸を添加する方法、シリカケークを分散しながら、極性
硫酸等の鉱酸を添加する方法などが挙げられる。後者の
２つの方法を選択した場合、ｐＨを６未満に調製した湿
式シリカの分散液に乾式シリカ粉を混合して得られる極
性溶媒中に湿式シリカと乾式シリカを含有するシリカ分
散液とカチオン性樹脂とを混合する方法は、特に制限さ
れないが、シリカ分散液にカチオン性樹脂水溶液を混合
する方法、カチオン性樹脂水溶液に、シリカ分散液を混
合する方法などが挙げられる。

【００４１】上記の混合に用いる混合機は特に制限され
ないが、プロペラ羽根、タービン羽根、パドル翼等を有
する一般攪拌機、ディスパーミキサー等の高速回転遠心
放射型攪拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、ウルト
ラミキサー等の高速回転せん断型攪拌機、コロイドミ
ル、プラネタリーミキサーなどの乳化機が挙げられる。

【００４２】本発明において、極性溶媒、湿式シリカ、
乾式シリカ粒子及びカチオン性樹脂を予め混合するとき
の温度（以下、単に予備混合温度と言う。）は、２０℃
から４０℃の温度範囲で制御することが好ましい。

【００４３】予備混合温度は、高くなるほど予備混合液
の粘度は低くなるが、４０℃を超えると予備混合液内の
シリカ粒子が凝集し易くなり、予備混合液の粘度が急上
昇して予備混合液がゲル化する傾向にある。また、予備
混合温度が２０℃未満の場合も、予備混合液の粘度が上
昇する傾向にある。

【００４４】更に本発明においては、該予備混合液を高
圧ホモジナイザーで処理してカチオン性樹脂変性シリカ
分散液を得るが、予備混合液の粘度が高いほど、高圧ホ
モジナイザーで処理して得られたカチオン性樹脂変性シ
リカ分散液の粘度も高くなる傾向にある。カチオン性樹
脂変性シリカ分散液粘度が高くなると、以降に続く製造
工程においてハンドリング性が低下するので好ましくな
い。

【００４５】予備混合温度を２０℃から４０℃の温度範
囲に制御する方式は特に制限されないが、２０℃から４
０℃の温度範囲において任意の一定温度となるように制
御することが好ましい。

【００４６】本発明において、上記方法で得られた予備
混合液は、次いで、高圧ホモジナイザーを使用して分散
処理することにより、極めて安定性に優れ、これを使用
して塗工液を調製するときにも安定性に優れたカチオン
性樹脂変性シリカ分散液が得られる。

【００４７】高圧ホモジナイザーの代表例を具体的に例
示すると、ナノマイザー製の商品名；ナノマイザー、マ
イクロフルイディクス製の商品名；マイクロフルイダイ
ザー、及びスギノマシン製のアルティマイザーなどを挙
げることができる。上記の高圧ホモジナイザーを用い
て、極性溶媒とシリカとカチオン性樹脂とを混合した混
合溶液を、処理圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で対向衝
突させるか、或いはオリフィスの入口側と出口側の差圧
が３００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の条件でオリフィスを通過
させることによって好適な範囲の平均粒子径を持ったカ
チオン性樹脂変性シリカ分散液を得ることができる。

【００４８】上記高圧ホモジナイザーによる分散の程度
は、前述したように得られるカチオン性樹脂変性シリカ
分散液中のシリカ粒子の平均粒子径が、３００ｎｍ未満
であり、且つ、該分散液のシリカ濃度が１．５重量％に
おけるｎ値が２．０以上になるように行うことが好まし
い。

【００４９】

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限される
ものではない。

【００５０】なお、以下の方法によってシリカケークの
調製及びカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性測定を
行った。

【００５１】（シリカケークの調製）市販の珪酸ソーダ
と純水を反応槽中に珪酸ソーダの濃度が５重量％となる
ように投入した。反応槽の温度を４０℃として、２２重
量％硫酸を用いて中和反応（中和率５０％まで）を行っ
た後、反応液の温度を９５℃とした。この反応液に中和
率が１００％になるまで上記硫酸を加えた。生成したシ
リカに濾過、洗浄操作を繰り返し、シリカケーク（シリ
カ含有量１５重量％）を得た。このシリカケークを乾燥
させたシリカの比表面積は２８０ｍ^２／ｇである。

【００５２】（粘度及びｐＨ測定）カチオン性樹脂変性
シリカ分散液３００gを５００ｍｌ容器に採取し、ホモ
ジナイザー（イカ製、ウルトラタラックスＴ−２５）を
用いて、２０，０００ｒｐｍで５分間攪拌した。次に３
０℃の恒温槽に１０分間つけた後、Ｂ型粘度計（トキメ
ック製、ＢＬ）を用いて６０ｒｐｍの条件でカチオン性
樹脂変性シリカ分散液の粘度を測定した。その後、ｐＨ
メーター（堀場製作所、Ｆ−２２）を用いて、カチオン
性樹脂変性シリカ分散液のｐＨを測定した。

【００５３】（ｎ値の測定）カチオン性樹脂変性シリカ
分散液の可視光吸収スペクトルを、分光光度計（日本分
光製、Ｕｂｅｓｔ−３５型）を用いて測定した。まず、
光路長１０ｍｍのセルを用い、参照セル及び試料セルに
それぞれイオン交換水を満たし、全波長範囲にわたって
ゼロ点校正を行った。次に、カチオン性樹脂変性シリカ
分散液の濃度が１．５重量％となるようにイオン交換水
で希釈し、試料セルに該希釈された分散液を入れて、波
長（λ）４６０〜７６０ｎｍの吸光度（τ）を測定し
た。ｌｏｇ（λ）及びｌｏｇ（τ）をプロットし、前述
した式（１）を用いて直線の傾き（−ｎ）を最小二乗法
で求めた。このようにして求められたｎを光散乱指数と
して採用した。

【００５４】（平均粒子径の測定）カチオン性樹脂変性
シリカ分散液の濃度が１０重量％となるように、該分散
液をイオン交換水で希釈した後、光散乱回折式の粒度分
布測定装置（コールター製、コールターＬＳ−２３０）
を用いて、体積基準算術平均径Ｄ_５０を測定し、この値
を平均粒子径として採用した。

【００５５】なお、測定に際しては、水（分散媒）の屈
折率１．３３２及びシリカの屈折率１．４５８をパラメ
ーターとして入力した。

【００５６】実施例１ シリカ濃度１５重量％のシリカケークをコロイドミル
（ＰＵＣ社製、コロイドミルＫ６０）によりスラリー化
しながら、２Ｎ硫酸を添加し、ｐＨ５．５の湿式シリカ
分散液を得た。この湿式シリカ分散液２，２６０ｇに、
比表面積３００ｍ ^２／ｇの乾式シリカ粉（トクヤマ製、
レオロシールＱＳ−３０）１５０ｇを徐々に添加し、液
温度を３０℃に維持しながら、ウルトラミキサー（みづ
ほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で分散すること
により、湿式シリカと乾式シリカを含有するシリカ分散
液を得た。このシリカ分散液をカチオン性樹脂濃度５０
重量％のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合
物水溶液７０ｇに添加しながら、液温度を３０℃に維持
して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキ
サーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得
た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザ
ー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８
００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを３回通過させて分
散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液
を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物
性を表１に示した。

【００５７】実施例２ カチオン性樹脂としてカチオン性樹脂濃度３５重量％の
ジアリルメチルアミン塩酸塩重合物を用いる以外は実施
例１と同様にしてカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得
た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を
表１に示した。

【００５８】実施例３ カチオン性樹脂濃度１２重量％のジアリルジメチルアン
モニウムクロライド重合物水溶液３００ｇにシリカ濃度
１５重量％のシリカケーク１，９９０ｇを徐々に添加
し、液温度を３０℃に維持しながら、ウルトラミキサー
（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で分散す
ることにより、ｐＨ４．５のシリカ分散液を得た。この
シリカ分散液に、比表面積３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ
粉（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）１９０ｇを
徐々に添加し、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウル
トラミキサーＬＲ−２）で分散することにより、予備混
合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナ
ノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処
理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを３回通過
させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリ
カ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分
散液の物性を表１に示した。

【００５９】実施例４ 純水２３０ｇにシリカ濃度１５重量％のシリカケーク
１，９９０ｇを徐々に添加し、液温度を３０℃に維持し
ながら、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミ
キサーＬＲ−２）で分散した後、２Ｎ硫酸を添加するこ
とによりｐＨ５．０の湿式シリカ分散液を得た。この分
散液に、比表面積３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ粉（レオ
ロシールＱＳ−３０）１９０ｇを徐々に添加し、液温度
を３０℃に維持しながら、ウルトラミキサー（みづほ工
業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で分散することによ
り、湿式シリカと乾式シリカを含有するシリカ分散液を
得た。このシリカ分散液をカチオン性樹脂濃度５０重量
％のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物水
溶液７０ｇに添加しながら、液温度を３０℃に維持し
て、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサ
ーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。
この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー
製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８０
０ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを３回通過させて分散
処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を
得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性
を表１に示した。

【００６０】実施例５ 乾式シリカ粉として、比表面積２００ｍ^２／ｇの乾式シ
リカ粉（トクヤマ製、レオロシールＱＳ１０２）を用い
る以外は、実施例４と同様にしてカチオン性樹脂変性シ
リカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ
分散液の物性を表１に示した。

【００６１】実施例６ 乾式シリカ粉として、比表面積９０ｍ^２／ｇの乾式シリ
カ粉（トクヤマ製、レオロシールＱＳ０９）を用いる以
外は、実施例４と同様にしてカチオン性樹脂変性シリカ
分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散
液の物性を表１に示した。

【００６２】比較例１ シリカ濃度１５重量％のシリカケークをコロイドミル
（ＰＵＣ社製、コロイドミルＫ６０）によりスラリー化
し、ｐＨ６．３の湿式シリカ分散液を２，２６０ｇ得
た。この湿式シリカ分散液に、比表面積３００ｍ^２／ｇ
の乾式シリカ粉（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３
０）１５０ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維
持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミ
キサーＬＲ−２）で混合したところ、乾式シリカ粉添加
中に予備混合液自体がゲル化し、分散不可能となった。
ゲル化した時点までに添加した乾式シリカ粉体の量は５
５ｇであった。

【００６３】比較例２ 湿式シリカ粉（トクヤマ製、ファインシールＸ−３７
Ｂ）４９０ｇを純水１，９３０ｇに徐々に添加し、液温
度を３０℃に維持しながら、ウルトラミキサー（みづほ
工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で分散することに
より、湿式シリカ分散液を得た。この湿式シリカ分散液
をカチオン性樹脂濃度５０重量％のジアリルジメチルア
ンモニウムクロライド重合物水溶液７０ｇに徐々に添加
しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサ
ー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合
して予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナ
イザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）
を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィス
を３回通過させて分散処理することによりカチオン性樹
脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変
性シリカ分散液の物性を表１に示した。

【００６４】比較例３ 乾式シリカ粉の代わりに湿式シリカ粉（トクヤマ製、フ
ァインシールＸ−３７Ｂ）を用いる以外は、実施例３と
同様にして、カチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。
得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１
に示した。

【００６５】比較例４ 高圧ホモジナイザーにおける処理条件を、処理圧力１，
８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを３０回通過させ
て分散処理を行う以外は、比較例２と同様にして、カチ
オン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン
性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。

【００６６】比較例５ 高圧ホモジナイザーにおける処理条件を、処理圧力１，
８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを３５回通過させ
て分散処理を行う以外は、比較例３と同様にして、カチ
オン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン
性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。

【００６７】

【表１】

【００６８】実施例１〜６で得られたカチオン性樹脂変
性シリカ分散液は、分散液中のシリカ濃度が１５重量％
以上であり、且つ、平均粒子径が３００ｎｍ未満であ
り、ｎ値も２．０以上であった。

【００６９】乾式シリカ粉を添加する前に湿式シリカ分
散液のｐＨを６未満に調整しなかった場合、乾式シリカ
粉を添加中に分散液がゲル化し、目的とするカチオン性
樹脂変性シリカ分散液を得ることができなかった。

【００７０】また、湿式シリカ粉のみを用いた場合や、
湿式シリカ粉を一部に用いた場合には、予備混合液を実
施例と同一条件で分散処理すると平均粒子径も３００ｎ
ｍ以上であり、且つ、ｎ値も２．０以下であった。

【００７１】更に、実施例１〜４で得られたカチオン性
樹脂変性シリカ分散液と同等の物性のものを得るために
は、高圧ホモジナイザーの分散処理において、処理圧力
を高め、分散処理回数を多くする必要があり、生産性が
悪かった。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明で理解されるように、本発明
のカチオン性樹脂変性シリカ分散液は、該分散液中のシ
リカ濃度が１５重量％以上であり、且つ、シリカ粒子の
平均粒子径が３００ｎｍ未満であり、該分散液の、シリ
カ濃度が１．５重量％におけるｎ値が２．０以上である
ので、インクジェット用記録紙の塗工液、新聞紙の内填
剤、研磨剤、金属表面処理剤等の原料として好適に使用
することができる。

【００７３】また本発明の製造方法によれば、該分散液
を短時間で生産性よく製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G072 AA25 AA28 AA38 BB05 BB09 CC13 EE01 FF07 GG02 GG03 HH14 HH17 HH21 JJ13 JJ47 LL06 MM01 MM02 MM21 MM22 MM23 NN21 PP17 RR06 TT01 UU25 4J002 BJ001 DJ016 FB086 GK04 HA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極性溶媒中に湿式シリカ、乾式シリカ及
   びカチオン性樹脂を分散せしめた分散液であって、該分
   散液中の乾式シリカと湿式シリカを併せたシリカ濃度が
   １５重量％以上であり、且つ、シリカ粒子の平均粒子径
   が３００ｎｍ未満であり、該分散液の、シリカ濃度が
   １．５重量％における光散乱指数（ｎ値）が２．０以上
   であることを特徴とするカチオン性樹脂変性シリカ分散
   液。
2. 【請求項２】 カチオン性樹脂が環状アンモニウム塩型
   のカチオン性樹脂である請求項１記載のカチオン性樹脂
   変性シリカ分散液。
3. 【請求項３】 シリカケークを分散することにより調製
   した湿式シリカを含有する分散液に、乾式シリカを添加
   し、混合することを特徴とする請求項１又は２記載のカ
   チオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方法。
4. 【請求項４】 湿式シリカを含有する分散液のｐＨを６
   未満に調整した後に、乾式シリカを添加し、混合するこ
   とを特徴とする請求項３記載のカチオン性樹脂変性シリ
   カ分散液の製造方法。
5. 【請求項５】 極性溶媒、乾式シリカ、湿式シリカ及び
   カチオン性樹脂を混合した後に、高圧ホモジナイザーに
   よる分散処理を行うことを特徴とする請求項３又は４記
   載のカチオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方法。