JP2003306608A - 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】 バインダーとの混合により塗工液を調製する
際、凝集物を生じ難く、且つ、生産性良く製造すること
が可能な、分散性の高いカチオン性樹脂変性シリカ分散
液を提供する。 【解決手段】 極性溶媒中に乾式シリカと湿式シリカ及
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との混合比が乾式シリ
カ１００重量部に対して、湿式シリカ１０〜７０重量部
であり、且つ、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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乾式シリカ及び湿
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る。特に近年では、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用紙
が求められていることから、インク吸収層の透明性が重
要な因子となっている。

【０００３】インクジェット用記録紙のインク吸収層の
透明性は、塗工液の透明性に関係しており、インク吸収
層に使用する上記の無機酸化物微粒子の分散性が高いほ
ど好ましい。したがって、上記無機酸化物微粒子のう
ち、特にシリカ、とりわけ乾式シリカは、分散性に優れ
ているために、好適に使用されている。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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号公報）。

【０００７】上記のカチオン性樹脂変性シリカ粒子をは
じめ、一般にインク吸収層に使用されている無機酸化物
微粒子自身には成膜性がないため、インク吸収層を設け
る場合にはバインダーが必要不可欠となる。したがっ
て、塗工液中には無機酸化物粒子のほかにバインダーが
含まれている。

【０００８】バインダーとしては、例えば、ポリビニル
アルコール、カゼイン、でんぷん、カルボキシメチルセ
ルロース等が使用されるが、分散適性、塗料安定性の観
点からポリビニルアルコールが最も有効に使用されてい
る。

【０００９】しかしながら、シリカ分散液のシリカ源と
して乾式シリカを用いて得られたカチオン性樹脂変性シ
リカ分散液を、前記バインダーと混合して塗工液を製造
した場合、得られる塗工液中に凝集物が生成するという
現象が起こる。特に、比表面積の高い乾式シリカを用い
たり、該乾式シリカ分散液中で乾式シリカを高度に分散
させた場合には、かかる凝集物が多量に生成する傾向に
あった。

【００１０】このような凝集物が生成した場合、塗工液
の透明性や安定性が著しく低下し、該塗工液によって形
成されるインク吸収層の性能を著しく損なうという問題
を有する。

【００１１】また、該塗工液の物性についても再現性が
乏しくなり、塗工液の塗工条件にも悪影響を与えるた
め、一定の特性を持ったインク吸収層を安定して形成す
ることが困難となっていた。

【００１２】上記の課題に対して、本発明者等は、特定
期間熟成するカチオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方
法をすでに提案している（特開２００１−２０７０７８
号公報）が、この方法では、特定熟成期間を必要とする
ために生産性が低くなるという問題を有している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、バインダーとの混合により塗工液を調製する際、凝
集物を生じ難く、且つ、生産性良く製造することが可能
な、分散性の高いカチオン性樹脂変性シリカ分散液を提
供することにある。

【００１４】

【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。その結果、シリカ源と
して沈降法シリカ、ゾルゲル法シリカ、コロイダルシリ
カ等の湿式シリカを用いた場合は、バインダーと混合し
塗工液を調製した時に凝集物が生成し難いという知見を
得た。

【００１５】かかる知見に基づいて更に研究を重ねた結
果、乾式シリカと湿式シリカとを特定の割合で用いるこ
とにより、バインダーとの混合時に凝集物の発生を抑制
することが可能であり、且つ、乾式シリカの分散性の高
さを活かし、効率よく分散性の高いカチオン性樹脂変性
シリカ分散液が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【００１６】即ち、本発明は、極性溶媒中に乾式シリカ
と湿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との混
合比が乾式シリカ１００重量部に対して、湿式シリカ１
０〜７０重量部であり、且つ、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
液である。

【００１７】

【発明の実施の形態】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。一般に乾式シリカは、比表面積が３０〜５００ｍ^２
／ｇの範囲のものが入手可能であり、特に制限なく使用
される。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
のである。特に中和反応後に濾過や洗浄を行った後の乾
燥工程を施さない湿式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
散性が高く、好ましく使用される。

【００１８】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。

【００１９】カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリ
カ濃度が１．５重量％におけるｎ値が２．０以下になる
と、インクジェット用記録紙の塗工液の原料とした場
合、光の透過が妨げられ、塗工層の透明性が低下すると
いった問題が発生する。

【００２０】本発明において、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
の混合比は非常に重要であり、乾式シリカ１００重量部
に対して湿式シリカ１０〜７０重量部であり、好ましく
は１０〜５０重量部であること、更に好ましくは１０〜
３５重量部であることが好ましい。

【００２４】乾式シリカと湿式シリカとの混合比が、乾
式シリカ１００重量部に対して湿式シリカ１０重量部未
満の場合は、バインダーと混合し、塗工液を調製した時
に凝集物を生成し易くなり、湿式シリカ７０重量部を越
えた場合は、塗工液中の凝集物の生成は抑制されるが、
湿式シリカは乾式シリカと比較して分散性が低いため、
目的とする分散液の分散性を達成するのに、処理時間が
かかり、カチオン性樹脂変性シリカ分散液の生産性が低
下する。

【００２５】したがって、カチオン性樹脂変性シリカ分
散液の分散性と生産性を低下させずに、塗工液調製時の
凝集物の生成を抑制するには、乾式シリカと湿式シリカ
の混合割合が非常に重要である。

【００２６】ここで、極性溶媒中において、乾式シリカ
と湿式シリカとを混合した後に分散することにより得ら
れたカチオン性樹脂変性シリカ分散液と、バインダーと
を混合して得られる塗工液が安定となる理由は定かでな
いが、塗工液中の凝集物の発生は、シリカ粒子の表面活
性と分散液中の平均粒子径が関係していると考えられ
る。つまり、乾式シリカは、湿式シリカと比較してシリ
カ粒子の表面活性が高く、分散性も高いために、バイン
ダー等の添加剤と相互作用が強くなり、塗工液中におい
て凝集物が生成しやすくなるのではないかと推定され
る。これに対して、乾式シリカと湿式シリカとを混合し
た場合には、分散液中において、乾式シリカの絶対量が
減少するため、凝集物の発生を抑制できるものと推定し
ている。

【００２７】本発明において、シリカ分散液中のシリカ
濃度は、１０重量％以上であることが好ましい。シリカ
分散液中のシリカ濃度が１０重量％よりも少ないと、塗
工液の原料などに用いる場合、塗工工程において一回の
塗工で十分な厚みの塗工層を得られなかったり、塗工後
乾燥する際のエネルギー効率が悪くなるので好ましくな
い。また、物流コストの面からもシリカ濃度は高い方が
非常に好ましい。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】

【化１】

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】本発明において用いられる極性溶媒は、乾
式シリカ、湿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、水と上記極性溶媒との混合溶媒も好適に使用
できる。

【００３８】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。

【００３９】本発明において、極性溶媒中に乾式シリ
カ、湿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、乾式シリカ、湿式シリカ及びカチオン性樹脂を予
め混合して、極性溶媒中に乾式シリカ、湿式シリカ及び
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、本発明の高い分散性を達成するために、予備混合液
を更に高度な分散手段を施す方法が好適に採用される。

【００４０】上記の極性溶媒中で乾式シリカと湿式シリ
カを予め混合し、予備混合液を得る方法は、極性溶媒中
において乾式シリカ若しくは湿式シリカの少なくとも何
れか一方をカチオン性樹脂と予め混合した後に、乾式シ
リカと湿式シリカとを混合する方法が好ましい。

【００４１】極性溶媒中において乾式シリカ又は湿式シ
リカの少なくとも何れか一方をカチオン性樹脂と予め混
合せずに、乾式シリカと湿式シリカとを混合した場合、
原因については不明であるが、該混合液の粘度が急激に
上昇し、ゲル化する問題がある。特に、混合液中の全シ
リカ濃度が高い時にゲル化が生じ易い傾向にある。

【００４２】予備混合液を得る具体例としては、（１）
極性溶媒中に湿式シリカとカチオン性樹脂を含有した湿
式シリカ予備混合液を調製した後に、該湿式シリカ予備
混合液に乾式シリカ粉を添加し、混合・分散を行なう方
法、（２）極性溶媒中に乾式シリカとカチオン性樹脂を
含有した乾式シリカ予備混合液を調製した後に、該乾式
シリカ予備混合液に湿式シリカケークを添加し、混合・
分散を行う方法、（３）極性溶媒中に湿式シリカとカチ
オン性樹脂を含有している湿式シリカ予備混合液と、極
性溶媒中に乾式シリカとカチオン性樹脂を含有している
乾式シリカ予備混合液とを予め別々に調製した後に混合
する方法などが挙げられる。上記に挙げた混合方法の中
で、（１）及び（２）の方法は、一つの混合機で予備混
合できるので、設備の面から好ましく、（３）の方法
は、調製した予備混合液の粘度が低くなる傾向にあるの
で予備混合液の物性の面から好ましい。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。

【００４３】上記の混合機の中でも強力なせん断力を有
する混合機が特に好適である。具体的には、高速回転せ
ん断型攪拌機や、プロペラ羽根及びパドル翼に更に高速
せん断型攪拌機を組み合せた複合型分散機、プラネタリ
ーミキサーと高速遠心放射型攪拌機又は高速回転せん断
型攪拌機を組み合せた複合型分散機が挙げられる。

【００４４】本発明において、極性溶媒、乾式シリカ、
湿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。

【００４５】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。

【００４６】更に本発明においては、該予備混合液を高
度な分散処理を行って、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、高度な分散
処理によっ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。

【００４７】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。

【００４８】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、高度な分散処理を行うことにより、
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。

【００４９】高度な分散処理方法は特に制限されない
が、ビーズミル、サンドミル、超音波ホモジナイザー、
高圧ホモジナイザー等を用いた分散処理が挙げられる。
中でも異物混入の面から考慮すると高圧ホモジナイザー
を用いた分散処理が好ましい。

【００５０】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商品名；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透明性のカチオ
ン性樹脂変性シリカ分散液を得ることができる。

【００５１】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
分散液中のシリカ濃度が１．５重量％におけるｎ値が
２．０以上となるように行うことが好ましい。

【００５２】

【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。

【００５３】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。

【００５４】（湿式シリカケークＡ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、湿式シリカケ
ークＡ（シリカ含有量１５重量％）を得た。この湿式シ
リカケークＡを乾燥させた湿式シリカの比表面積は２８
０ｍ^２／ｇであった。

【００５５】（湿式シリカケークＢ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９０℃に昇温し
た後、硫酸と珪酸ソーダとを反応槽中に一定の比率で添
加していった。添加終了後、さらに反応槽中に硫酸を加
えてｐＨを３にして反応を終了させた。生成したシリカ
に濾過、洗浄操作を繰り返し、湿式シリカケークＢ（シ
リカ含有量１５重量％）を得た。この湿式シリカケーク
Ｂを乾燥させた湿式シリカの比表面積は１９０ｍ^２／ｇ
であった。

【００５６】（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。

【００５７】（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。

【００５８】（塗工液の安定性試験）固形分換算で１０
０重量部のカチオン性樹脂変性シリカ分散液と、固形分
換算６０重量部のポリビニルアルコール溶液を混合し
て、塗工液を得た。得られた塗工液を一昼夜放置し、塗
工液中の凝集物発生の有無を目視により観察した。

【００５９】◎：凝集物の発生が認められない。 ○：凝集物の発生がほとんど認められない。 △：凝集物の発生が僅かに認められる。 ×：凝集物の発生が認められる。

【００６０】上記したカチオン性樹脂変性シリカ分散液
の各物性測定及び塗工液の安定性試験は、カチオン性樹
脂変性シリカ分散液製造後、熟成せずに直ちに行った。

【００６１】実施例１ シリカ濃度１５重量％の湿式シリカケークＡ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、湿式シリカ分散液を得た。この湿式シリカ分散
液４００ｇをカチオン性樹脂濃度２０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１５ｇに
徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持し、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、湿式シリカ予備混合液を得
た。次に比表面積が９０ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤ
マ製、レオロシールＱＳ０９）２４０ｇを純水７８５ｇ
に徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持し、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、乾式シリカ分散液を得た。
この乾式シリカ分散液をカチオン性樹脂濃度２０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６０ｇに徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持
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、乾式シリカ予備混
合液を得た。湿式シリカ予備混合液４１５ｇと乾式シリ
カ予備混合液１，０８５ｇとをウルトラミキサー（みづ
ほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で液温度を３０
℃に維持しながら、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
８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１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。

【００６２】実施例２ 乾式シリカとして、比表面積１４０ｍ^２／ｇの乾式シリ
カ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ１０）とする以外
は、実施例１と全く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。

【００６３】実施例３ 乾式シリカとして、比表面積２００ｍ^２／ｇの乾式シリ
カ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ１０２）とする以外
は、実施例１と全く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。

【００６４】実施例４ 乾式シリカとして、比表面積３００ｍ^２／ｇの乾式シリ
カ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ３０）とする以外
は、実施例１と全く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】実施例５ 湿式シリカ予備混合液１，１０５ｇと乾式シリカ予備混
合液１，０８５ｇ、及び純水４７０ｇとする以外は、実
施例４と全く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】実施例５で得られたカチオン性樹脂変性シ
リカ分散液は、塗工液中において凝集物の発生が認めら
れなかったが、湿式シリカの混合割合が高いため、実施
例４で得られたものと比較して、ｎ値が若干低下した。

【００６７】実施例６ 湿式シリカケークを湿式シリカケークＢとする以外は、
実施例１と全く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。

【００６８】比較例１ 湿式シリカ予備混合液１，６６０ｇと乾式シリカ予備混
合液１，０８５ｇ、及び純水４５５ｇとする以外は、実
施例４と全く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。

【００６９】比較例１において、得られたカチオン性樹
脂変性シリカ分散液のｎ値を２．０以上とするには、予
備混合液の高圧ホモジナイザーによる処理回数を３回繰
り返す必要があった。

【００７０】実施例７ カチオン性樹脂として、ジアリルジメチルアンモニウム
クロライド−アクリルアミド共重合物とする以外は、実
施例１と全く同様にして乾式シリカ予備混合液及び湿式
シリカ予備混合液を得た。湿式シリカ予備混合液４１５
ｇと乾式シリカ予備混合液１，０８５ｇ、及び純水５０
０ｇとをウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミ
キサーＬＲ−２）で液温度を３０℃に維持しながら、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８００ｋｇｆ／ｃｍ
^２で、オリフィスを１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。

【００７１】実施例８ 乾式シリカとして、比表面積９０ｍ^２／ｇの乾式シリカ
（トクヤマ製、レオロシールＱＳ９０）、及びカチオン
性樹脂として、ジアリルジメチルアンモニウムクロライ
ド−アクリルアミド共重合物とする以外は、実施例５と
全く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。

【００７２】実施例８で得られたカチオン性樹脂変性シ
リカ分散液は、塗工液中において凝集物の発生が認めら
れなかったが、湿式シリカの混合割合が高いため、実施
例７で得られたものと比較して、ｎ値が若干低下した。

【００７３】比較例２ 乾式シリカとして、比表面積９０ｍ^２／ｇの乾式シリカ
（トクヤマ製、レオロシールＱＳ９０）、及びカチオン
性樹脂として、ジアリルジメチルアンモニウムクロライ
ド−アクリルアミド共重合物とする以外は、比較例１と
全く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。

【００７４】比較例２において、得られたカチオン性樹
脂変性シリカ分散液のｎ値を２．０以上とするには、予
備混合液の高圧ホモジナイザーによる処理回数を３回繰
り返す必要があった。

【００７５】比較例３ 比表面積が９０ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レ
オロシールＱＳ０９）２２５ｇを純水１，２１８ｇに徐
々に添加しながら、液温度を３０℃に維持し、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、乾式シリカ分散液を得た。この
乾式シリカ分散液をカチオン性樹脂濃度２０重量％のジ
アリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミ
ド重合物水溶液５７ｇに徐々に添加しながら、液温度を
３０℃に維持し、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、乾式
シリカ予備混合液を得た。この乾式シリカ予備混合液を
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１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。

【００７６】比較例４ 乾式シリカとして、比表面積３００ｍ^２／ｇの乾式シリ
カ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ３０）とする以外
は、比較例３と全く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。

【００７７】比較例５ シリカ濃度１５重量％の湿式シリカケークＡ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、湿式シリカ分散液を得た。この湿式シリカ分散
液４００ｇをカチオン性樹脂濃度２０重量％のジアリル
メチルアンモニウム塩酸塩重合物水溶液１５ｇに徐々に
添加しながら、液温度を３０℃に維持し、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、湿式シリカ予備混合液を得た。この
湿式シリカ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１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。

【００７８】比較例５において、得られたカチオン性樹
脂変性シリカ分散液のｎ値を２．０以上とするには、予
備混合液の高圧ホモジナイザーによる処理回数を３回繰
り返す必要があった。

【００７９】

【表１】

【００８０】実施例１〜８で得られたカチオン性樹脂変
性シリカ分散液は、何れもｎ値が２．０以上であり、且
つ、塗工液とした際に凝集物の発生がほとんど認められ
なかった。

【００８１】湿式シリカの混合割合が７０重量部より多
いカチオン性樹脂変性シリカ分散液は、塗工液において
凝集物の発生は認められなかったが、何れもｎ値が２．
０以下になり、分散液の分散性の低下が認められ、ｎ値
を２．０以上とするには高圧ホモジナイザーによる処理
を繰り返す必要があった。

【００８２】

【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、バインダーとの
混合により塗工液を調製する際、凝集物発生を抑制で
き、また効率よく調製することが可能な分散性の高いカ
チオン性樹脂変性シリカ分散液であるので、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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F070 AA38 AC23 AE01 AE30 CA02 CA03 CB02 CB05 CB12 4J002 AA071 BJ001 DJ016 DJ017 GH00 GH01 GH02 HA06 HA07 HA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極性溶媒中に乾式シリカ、湿式シリカ及
   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との混合比が乾式シリ
   カ１００重量部に対して、湿式シリカ１０〜７０重量部
   であり、且つ、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】 湿式シリカが、湿式シリカケークである
   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】 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又は２記載のカチオン
   性樹脂変性シリカ分散液。
4. 【請求項４】 極性溶媒中において、予め乾式シリカ若
   しくは湿式シリカの少なくとも何れか一方をカチオン性
   樹脂と混合した後、乾式シリカと湿式シリカとを混合す
   ることを特徴とする請求項１〜３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】 極性溶媒中において、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
   ４記載のカチオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方法。