JP2005154235A - Silica minute particle dispersion and its manufacturing method - Google Patents

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勝人 鈴木
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あかね 大河
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silica minute particle dispersion containing no gel nor macro particle and useful for forming an ink reception layer for a smooth and high gloss inkjet recording sheet, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: In this manufacturing method of a silica minute particle dispersion, an active silicate aqueous solution having total concentration of cations comprising a sodium ion, an aluminum ion, and a calcium ion of 1-20 ppm is used in a manufacturing method of a silica minute particle dispersion by forming a silica minute particle dispersion by adding an active silicate aqueous solution little by little in a hot water or by heating an active silicate aqueous solution, then adding an alkali before the dispersion forms a precipitate or gels to stabilize the minute particles, and adding the active silicate aqueous solution little by little while keeping a stable condition to grow the silica minute particles. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、シリカ微粒子分散液及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、シリカ微粒子分散液中にゲル分や巨大粒子を含まず、平滑で光沢度が高い塗膜を形成するので、光沢に優れたインクジェット記録シートを製造するのに好適なシリカ微粒子分散液に関する。   The present invention relates to a silica fine particle dispersion and a method for producing the same. More specifically, since the silica fine particle dispersion does not contain gel or giant particles and forms a smooth and high gloss coating film, the silica fine particle dispersion is suitable for producing an inkjet recording sheet excellent in gloss. About.

近年、インクジェット記録方式は高画質化及び高速印字化が急速に進み、広く普及している。インクジェット記録用シートの製造に際しては、高いインク吸収性を持たせるために、主に無機顔料をバインダーと共にインク受理層として塗工することが公知である。無機顔料の中でもシリカは、好適な顔料として広く使用されている。   In recent years, inkjet recording methods have been widely spread due to the rapid progress of high image quality and high-speed printing. In producing an ink jet recording sheet, it is known to mainly apply an inorganic pigment as an ink receiving layer together with a binder in order to provide high ink absorbability. Among inorganic pigments, silica is widely used as a suitable pigment.

さらに、写真画質を得るためのインクジェット記録シートでは、高いインク吸収性に加えて、高い発色濃度と写真調の風合いを得るためにできるだけ透明で高光沢なインク受理層が求められる。このような受理層を形成するために、コロイド状のシリカ微粒子が好適に用いられる。   Furthermore, an ink jet recording sheet for obtaining photographic image quality requires an ink receiving layer that is as transparent and glossy as possible in order to obtain a high color density and photographic texture in addition to high ink absorptivity. In order to form such a receiving layer, colloidal silica fine particles are preferably used.

コロイド状のシリカ微粒子としては、コロイダルシリカが広く知られているが、そのほとんどが真球状粒子であり、各1次粒子が凝集することなく単分散している。このため、乾燥状態では粒子が密に充填され、粒子間の空隙が非常に少ない。従って、単分散コロイダルシリカを使用して得た塗膜は、インクジェット印刷におけるインク吸収性に劣り、インク受理層としては不適である。   Colloidal silica is widely known as colloidal silica fine particles, but most of them are true spherical particles, and each primary particle is monodispersed without agglomeration. For this reason, in a dry state, the particles are densely packed and there are very few voids between the particles. Accordingly, a coating film obtained using monodispersed colloidal silica is inferior in ink absorbability in ink jet printing and is not suitable as an ink receiving layer.

一方、上記の単分散コロイダルシリカを連結させて、非球状の形に凝集させる方法は公知であり、特許文献1〜5などに記載されているように、活性ケイ酸に2価以上の水溶性塩を添加して加熱熟成することにより細長い鎖状に連結凝集したコロイダルシリカを得ることができる。   On the other hand, a method of linking the above monodispersed colloidal silica to agglomerate into a non-spherical shape is known, and as described in Patent Documents 1 to 5 and the like, the active silicic acid has a water solubility of 2 or more. By adding a salt and aging with heat, colloidal silica linked and aggregated in an elongated chain can be obtained.

上記の鎖状に連結凝集させたコロイダルシリカは、単分散型の一般的なコロイダルシリカと比較すると、乾燥状態では粒子間空隙が大きく、より多孔質な塗膜を得ることができる。しかし、インクジェット記録におけるインク受理層として適用するにはインク吸収容量がまだ十分ではなく、より多孔質な凝集構造を持つコロイド状のシリカ微粒子が求められている。   The colloidal silica linked and aggregated in the above chain form has a larger interparticle void in a dry state than a monodispersed general colloidal silica, and a more porous coating film can be obtained. However, the ink absorption capacity is not yet sufficient for application as an ink receiving layer in inkjet recording, and colloidal silica fine particles having a more porous aggregated structure are required.

上記の要請に鑑みて、本発明者らは、シリカの1次粒子が3次元的に凝集して形成された微細な2次粒子が水中にコロイド状に分散したものであって、乾燥によって多孔質でかつ透明度の高い塗膜を形成できるシリカ微粒子分散液及びその製造方法を発明し、出願した(特許文献6参照)。この発明によるシリカ微粒子分散液を乾燥させて得られる塗膜は、多量のインクを吸収することができ、かつ透明度が高く高光沢であることから、前記の写真画質を得ることができるインクジェット記録シートの製造において、インク受理層として好適に用いることができる。   In view of the above requirements, the present inventors have obtained that fine secondary particles formed by three-dimensional aggregation of silica primary particles are colloidally dispersed in water, and are porous by drying. Invented and applied for a silica fine particle dispersion capable of forming a high-quality and highly transparent coating film and a method for producing the same (see Patent Document 6). The coating film obtained by drying the silica fine particle dispersion according to the present invention can absorb a large amount of ink and has high transparency and high gloss, so that the above-mentioned photographic image quality can be obtained. Can be suitably used as an ink-receiving layer.

上記の特許文献6に開示されたシリカ微粒子分散液製造方法においては、合成条件を変えることで、粒子径、比表面積、細孔容積などの粒子物性が異なる多様な種類のコロイド状シリカ微粒子を合成することができる。このため、それら粒子物性の異なるシリカ微粒子分散液を使用して作成したインクジェット記録シートはインク吸収性、塗膜透明度等において多様な物とすることができる。   In the method for producing a silica fine particle dispersion disclosed in Patent Document 6, various types of colloidal silica fine particles having different particle properties such as particle diameter, specific surface area, and pore volume are synthesized by changing synthesis conditions. can do. For this reason, ink jet recording sheets prepared using silica fine particle dispersions having different particle physical properties can be various in ink absorptivity, coating film transparency, and the like.

上記の特許文献6に開示されたシリカ微粒子分散液製造方法は、熱水中に活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加するか又は活性ケイ酸水溶液を加熱してシリカ微粒子分散液を生成させ、分散液が沈殿を生じる前、もしくはゲル化する前にアルカリを添加してシリカ微粒子を安定化し、該安定状態を保ちながら活性ケイ酸水溶液を添加してシリカ微粒子を成長させるものである。この方法では時にゲル分やシリカの巨大粒子が発生し、インクジェット記録シートのインク受容層に用いた場合には、表面の平滑性が低下し、ひいては光沢が低下することがありその原因が明らかではなかった。
特開平1−317115号公報 特開平4−65314号公報 特開平4−187512号公報 特開平7−118008号公報 特開平10−166715号公報 特開2001−354408号公報
In the method for producing a silica fine particle dispersion disclosed in Patent Document 6 above, an active silicic acid aqueous solution is added little by little in hot water or the active silicic acid aqueous solution is heated to produce a silica fine particle dispersion, Before precipitation occurs or before gelation, an alkali is added to stabilize the silica fine particles, and an aqueous silica solution is added to grow the silica fine particles while maintaining the stable state. In this method, gel particles and silica particles are sometimes generated, and when used in the ink receiving layer of an ink jet recording sheet, the smoothness of the surface is lowered and the gloss may be lowered. There wasn't.
JP-A-1-317115 Japanese Patent Laid-Open No. 4-65314 Japanese Patent Laid-Open No. 4-187512 Japanese Patent Laid-Open No. 7-118008 Japanese Patent Laid-Open No. 10-166715 JP 2001-354408 A

本発明の目的は、ゲル分や巨大粒子を含まないシリカ微粒子分散液及びその製造方法を提供することであり、そのことによって平滑で高い光沢をもつインクジェット記録シートを提供しようとするものである。   An object of the present invention is to provide a silica fine particle dispersion containing no gel content or giant particles and a method for producing the same, thereby providing an inkjet recording sheet having a smooth and high gloss.

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、以下の方法で上記の目的を達成できることを見出した。本発明は、以下の各態様を含む。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following method. The present invention includes the following aspects.

(1)熱水に活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加するか、又は活性ケイ酸水溶液を加熱することによってシリカ微粒子分散液を生成させ、分散液が沈殿を生じる前、もしくはゲル化する前にアルカリを添加してシリカ微粒子を安定化し、次いで安定状態を保ちながら活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加してシリカ微粒子を成長させるシリカ微粒子分散液の製造方法において、前記活性ケイ酸水溶液としてナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンからなる陽イオンの合計濃度が1〜20ppmである活性ケイ酸水溶液を用いることを特徴とするシリカ微粒子分散液の製造方法。 (1) A silica fine particle dispersion is formed by adding an aqueous solution of active silicate to hot water little by little, or heating the aqueous solution of active silicate, and before the dispersion is precipitated or gelled, In the method for producing a silica fine particle dispersion in which the silica fine particles are grown by adding a small amount of an active silicic acid aqueous solution while maintaining a stable state to grow silica fine particles. An active silicic acid aqueous solution having a total concentration of cations consisting of ions, magnesium ions and calcium ions of 1 to 20 ppm is used.

(2)前記活性ケイ酸水溶液中のナトリウムイオン濃度が1〜15ppmである(1)項記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 (2) The method for producing a silica fine particle dispersion according to (1), wherein the concentration of sodium ions in the active silicic acid aqueous solution is 1 to 15 ppm.

(3)前記活性ケイ酸水溶液が、ケイ酸ナトリウム水溶液をH型強酸性陽イオン交換樹脂で処理して陽イオンを除去して製造されたものであり、かつH型強酸性陽イオン交換樹脂の再生レベルが1.0〜3.0eq−HCl/eq−Rであることを特徴とする(1)項又は(2)項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 (3) The active silicic acid aqueous solution is prepared by treating a sodium silicate aqueous solution with an H-type strongly acidic cation exchange resin to remove cations, and the H-type strongly acidic cation exchange resin The method for producing a silica fine particle dispersion according to (1) or (2), wherein the regeneration level is 1.0 to 3.0 eq-HCl / eq-R.

(4)前記活性ケイ酸水溶液が、ケイ酸ナトリウム水溶液中のナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンからなる陽イオンの合計量に対して1.5倍以上のイオン交換容量に調節されているH型強酸性陽イオン交換樹脂で、前記ケイ酸ナトリウム水溶液を処理することによって陽イオンを除去して製造されたものであることを特徴とする(1)項〜(3)項のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 (4) The active silicic acid aqueous solution is adjusted to an ion exchange capacity of 1.5 times or more with respect to the total amount of cations composed of sodium ion, aluminum ion, magnesium ion and calcium ion in the sodium silicate aqueous solution. Any of (1) to (3), wherein the H-type strongly acidic cation exchange resin is produced by treating the aqueous sodium silicate solution to remove cations. 2. A method for producing a silica fine particle dispersion according to item 1.

(5)前記安定状態を保ちながら活性ケイ酸水溶液を添加する速度が、シリカ微粒子に含まれるSiO1モルあたり、SiOに換算して0.001〜0.1モル/分の速度であることを特徴とする(1)項〜(4)項のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 (5) The rate of adding the active silicic acid aqueous solution while maintaining the stable state is a rate of 0.001 to 0.1 mol / min in terms of SiO 2 per 1 mol of SiO 2 contained in the silica fine particles. The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of items (1) to (4), wherein:

(6)前記成長を行う前のシリカ微粒子分散液中のシリカ微粒子の窒素吸着法による比表面積が300m/g〜1000m/g、かつ細孔径が100nm以下の範囲の細孔容積が0.2〜2.0ml/gであることを特徴とする(1)項〜(5)項のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 (6) The pore volume of the silica fine particle dispersion a nitrogen adsorption method using a specific surface area of 300m 2 / g~1000m 2 / g of silica fine particles in prior to the growth and scope pore diameter less 100 nm, is 0. The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of items (1) to (5), wherein the amount is 2 to 2.0 ml / g.

(7)前記成長後のシリカ微粒子分散液中のシリカ微粒子の窒素吸着法による比表面積が50m/g〜400m/g、平均2次粒子径が20nm〜800nm、かつ細孔径が100nm以下の範囲の細孔容積が0.4〜2.0ml/gであることを特徴とする(1)項〜(6)項のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 (7) the post-growth of the silica particle dispersion liquid nitrogen adsorption method using a specific surface area of 50m 2 / g~400m 2 / g of silica fine particles in an average secondary particle diameter of 20Nm~800nm, and pore size is less 100nm The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of items (1) to (6), wherein the pore volume in the range is 0.4 to 2.0 ml / g.

(8)前記(1)項〜(7)項のいずれか1項に記載された方法によって製造されたシリカ微粒子分散液。 (8) A silica fine particle dispersion produced by the method described in any one of (1) to (7).

(9)前記(8)項記載のシリカ微粒子分散液を含有する塗工液が支持体に塗工されているインクジェット記録用シート。 (9) An ink jet recording sheet in which a coating liquid containing the silica fine particle dispersion described in (8) is coated on a support.

上記発明では、ゲル分や、巨大粒子を含まない、均一なシリカ微粒子分散液を得ることができる。また、このシリカ微粒子分散液はゲル分や巨大粒子を含まないため、塗工した場合の塗膜の平滑性や光沢度が高く、インクジェット記録シート製造に好適である。   In the said invention, the uniform silica fine particle dispersion liquid which does not contain a gel part and a huge particle can be obtained. Further, since this silica fine particle dispersion does not contain a gel content or giant particles, the coated film has high smoothness and glossiness when applied, and is suitable for producing an inkjet recording sheet.

本発明のシリカ微粒子製造方法は、活性ケイ酸水溶液調整工程、シード液調製工程、成長工程から構成されているものである。以下、本発明の各工程を順に説明する。   The method for producing silica fine particles of the present invention comprises an active silicic acid aqueous solution adjustment step, a seed solution preparation step, and a growth step. Hereafter, each process of this invention is demonstrated in order.

まず、活性ケイ酸水溶液調整工程について詳細に説明する。本発明における活性ケイ酸水溶液は、アルカリ金属ケイ酸塩を蒸留水に溶解し、H型強酸性陽イオン交換樹脂で処理して製造されるものである。   First, the active silicic acid aqueous solution adjusting step will be described in detail. The active silicic acid aqueous solution in the present invention is produced by dissolving an alkali metal silicate in distilled water and treating it with an H-type strongly acidic cation exchange resin.

アルカリ金属ケイ酸塩としては、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムが市販工業製品として入手できるが、安価なケイ酸ナトリウムを用いるのが好ましい。ケイ酸ナトリウムは水溶液の状態で市販されているものを用いると簡便であり、SiO/NaOモル比として2〜4の通称ナトリウム水ガラスを用いることが好ましい。 As the alkali metal silicate, lithium silicate, sodium silicate, and potassium silicate are available as commercial industrial products, but it is preferable to use inexpensive sodium silicate. It is convenient to use a commercially available sodium silicate in the form of an aqueous solution, and it is preferable to use a so-called sodium water glass of 2 to 4 as the SiO 2 / Na 2 O molar ratio.

アルカリ金属ケイ酸塩、特にケイ酸ナトリウムは、水で、好ましくは純水で希釈してSiO濃度として1〜6質量%、好ましくは2〜5質量%に希釈して用いるのが適当である。濃度が1質量%未満の場合にはシリカ微粒子製造の生産性が悪く、逆に6質量%を超える場合にはイオン交換樹脂で処理する場合にゲルを生じてカラムが詰ることがある。 The alkali metal silicate, particularly sodium silicate, is diluted with water, preferably with pure water, and diluted to 1 to 6% by mass, preferably 2 to 5% by mass as SiO 2 concentration. . When the concentration is less than 1% by mass, the productivity of silica fine particle production is poor. Conversely, when the concentration exceeds 6% by mass, the column may be clogged by forming a gel when treated with an ion exchange resin.

イオン交換樹脂は3次元の架橋高分子基体にイオン交換能を持った交換基を導入して製造される合成樹脂の一種で、その種類については陽イオンを交換する陽イオン交換樹脂、陰イオンを交換する陰イオン交換樹脂、キレートを作ってイオンを捕らえるキレート樹脂及び、交換基をもたない合成吸着剤などの特殊樹脂がある、本発明においては陽イオンを交換する樹脂を用い、中でも全pH域にてイオン交換性を持つ強酸性陽イオン交換樹脂の使用がアルカリケイ酸塩、特にケイ酸ナトリウムのイオン交換に好適である。普通、強酸性陽イオン交換樹脂はNa塩の形で市販されており、再生と呼ばれる酸で処理する工程を経てNaをプロトンで置換してH型にして活性ケイ酸製造に用いる。   An ion exchange resin is a kind of synthetic resin produced by introducing an exchange group having ion exchange ability into a three-dimensional crosslinked polymer substrate. For the kind, a cation exchange resin that exchanges cations, an anion is used. There are anion exchange resins to be exchanged, chelate resins that capture chelates and capture ions, and special resins such as synthetic adsorbents that do not have exchange groups. In the present invention, a resin that exchanges cations is used. Use of strongly acidic cation exchange resins having ion exchange properties in the region is suitable for ion exchange of alkali silicates, particularly sodium silicate. Usually, strongly acidic cation exchange resins are commercially available in the form of Na salts, and are used for the production of activated silicic acid by replacing Na with protons through an acid treatment called regeneration to form H.

上記のイオン交換樹脂は再生することで繰り返し使用が可能であり、その方法についてもバッチ処理及び、カラム(樹脂塔)に通液し処理を行う方法があるが、バッチ式では可逆反応がおき、平衡が成立することが考えられるため、方法としてはカラム式で通液を行う方が効率よく行うことができる。また再生については、通常、塩酸水溶液又は硫酸水溶液で行う。強酸性陽イオン交換樹脂は強酸性のため再生しにくく、再生レベル(再生剤の使用量)の調節が重要である。再生レベルの単位として[eq−再生剤/eq−R]を用いることが通常であり、これはイオン交換樹脂のイオン交換容量(eq−R)に対する再生剤の当量(eq−再生剤)の比率を示したものである。H型強酸性陽イオン交換樹脂は再生レベルを1.0〜3.0eq−再生剤/eq−Rに調節するのが好ましく、より好ましくは1.5〜2.5eq−再生剤/eq−Rである。再生レベルが1.0未満では、活性ケイ酸中のナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンの合計濃度を1〜20ppmに調節することが困難であり、3.0を超える再生レベルでは、活性ケイ酸の品質にほとんど影響が無いばかりでなく、再生剤のコストが嵩む。   The above ion exchange resin can be used repeatedly by regenerating, and there are also batch processing and a method of passing through a column (resin tower) and processing, but a batch type reversible reaction occurs, Since equilibrium is considered to be established, it is more efficient to perform the liquid flow using a column method. The regeneration is usually carried out with an aqueous hydrochloric acid solution or an aqueous sulfuric acid solution. Since strongly acidic cation exchange resins are strongly acidic, they are difficult to regenerate, and it is important to adjust the regeneration level (the amount of regenerant used). It is usual to use [eq-regenerant / eq-R] as the unit of regeneration level, which is the ratio of the equivalent of the regenerant (eq-regenerant) to the ion exchange capacity (eq-R) of the ion exchange resin. Is shown. The H-type strongly acidic cation exchange resin preferably has a regeneration level adjusted to 1.0 to 3.0 eq-regenerant / eq-R, more preferably 1.5 to 2.5 eq-regenerant / eq-R. It is. If the regeneration level is less than 1.0, it is difficult to adjust the total concentration of sodium ion, aluminum ion, magnesium ion and calcium ion in the active silicic acid to 1 to 20 ppm, and at a regeneration level exceeding 3.0, Not only has the quality of activated silicic acid almost unaffected, but the cost of the regenerant increases.

アルカリ金属ケイ酸塩水溶液、特にケイ酸ナトリウム水溶液を通ずる際のH型強酸性陽イオン交換樹脂量は、イオン交換樹脂の総交換容量が、ケイ酸塩水溶液中の陽イオン量の1.5倍以上になるように調節することが好ましい。   The amount of H-type strongly acidic cation exchange resin when passing through an alkali metal silicate aqueous solution, particularly a sodium silicate aqueous solution, is 1.5 times the total cation amount in the silicate aqueous solution. It is preferable to adjust so that it may become above.

さらに、H型強酸性陽イオン交換樹脂カラムにケイ酸塩水溶液を通ずる際の速度は体積速度2〜10が好ましい。   Furthermore, the volume velocity is preferably 2 to 10 when the aqueous silicate solution is passed through the H-type strongly acidic cation exchange resin column.

活性ケイ酸中のナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンの合計濃度を1〜20ppmにすることは、イオン交換樹脂の再生レベルとイオン交換樹脂量を上記範囲に調節することで達成しうる。ナトリウム水ガラスをケイ酸塩として使用した場合には、活性ケイ酸中の陽イオンはナトリウムイオンが大部分であるので、その濃度を1〜15ppmに調節することが好ましいが、この場合もイオン交換樹脂の再生レベルとイオン交換樹脂量を上記範囲に調節することで目的を達成しうる。合計濃度が20ppmを超えると、シリカ微粒子分散液にゲル分や粗大粒子が混入しているのが肉眼でも認められ、インクジェット記録シートのインク受容層に用いても、表面の平滑が悪く、光沢度も低下する。活性ケイ酸中のナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンは、シリカ微粒子の凝集を促進する作用があり、20ppm以上存在すると、シリカ微粒子の凝集が急速に起こる結果、ゲル分や粗大粒子が生成するものと推定される。ただし、1ppm未満では逆にシリカ微粒子の凝集が不十分となってシリカ微粒子の細孔容積が小さくなり、インク吸収性が低下する傾向がある。   The total concentration of sodium ions, aluminum ions, magnesium ions and calcium ions in the activated silicic acid can be adjusted to 1 to 20 ppm by adjusting the regeneration level of the ion exchange resin and the amount of the ion exchange resin within the above range. . When sodium water glass is used as the silicate, the cation in the active silicic acid is mostly sodium ions, so the concentration is preferably adjusted to 1 to 15 ppm. The purpose can be achieved by adjusting the resin regeneration level and the amount of ion exchange resin within the above ranges. When the total concentration exceeds 20 ppm, it is recognized by the naked eye that gel particles and coarse particles are mixed in the silica fine particle dispersion, and even when used in the ink receiving layer of an ink jet recording sheet, the surface is not smooth and glossy. Also decreases. Sodium ions, aluminum ions, magnesium ions, and calcium ions in activated silicic acid have the effect of promoting the aggregation of silica fine particles. When 20 ppm or more is present, the aggregation of silica fine particles occurs rapidly, resulting in gel and coarse particles. Presumed to be generated. However, if the concentration is less than 1 ppm, the silica fine particles are not sufficiently aggregated and the pore volume of the silica fine particles becomes small, and the ink absorbability tends to be lowered.

次に、シード液調整工程について詳細に説明する。本発明におけるシード液とは、極微なシリカの1次粒子が凝集して形成された2次凝集粒子がコロイド状に分散した液であり、2次凝集粒子の物性としては、窒素吸着法による比表面積が300m/g〜1000m/g、細孔容積が0.4ml/g〜2.0ml/gであることが望ましい。細孔容積がこれよりも小さい場合には、最終的に得られるシリカ微粒子の細孔容積及びその分散液を使用した塗膜のインク吸収性が低下し、インク受理層としては不適となる。 Next, the seed solution adjustment step will be described in detail. The seed liquid in the present invention is a liquid in which secondary agglomerated particles formed by agglomeration of fine silica primary particles are colloidally dispersed, and the physical properties of the secondary agglomerated particles are the ratio by the nitrogen adsorption method. surface area is desirably 300m 2 / g~1000m 2 / g, pore volume is 0.4ml / g~2.0ml / g. When the pore volume is smaller than this, the pore volume of the silica fine particles finally obtained and the ink absorptivity of the coating film using the dispersion liquid are lowered, making it unsuitable as an ink receiving layer.

活性ケイ酸水溶液としてはSiO濃度として1〜6質量%が好ましく、より好ましくは2〜5質量%、かつpH2〜4であることが望ましい。活性ケイ酸のpHが4より大きい場合には、活性ケイ酸水溶液のゲル化が短時間のうちに進行することがある。 The active silicic acid aqueous solution preferably has a SiO 2 concentration of 1 to 6% by mass, more preferably 2 to 5% by mass and a pH of 2 to 4. When the pH of the activated silicic acid is greater than 4, gelation of the activated silicic acid aqueous solution may proceed in a short time.

上記の活性ケイ酸水溶液を原料としてシード液を製造するが、その方法としては2種類が挙げられ、その第一の方法は、加熱した水(熱水)に活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加する方法である。   The seed solution is produced using the above-mentioned active silicic acid aqueous solution as a raw material, and there are two types of methods. The first method is to add the active silicic acid aqueous solution little by little to heated water (hot water). Is the method.

活性ケイ酸水溶液が添加される水の加熱温度は、60℃以上、好ましくは80℃以上である。圧力を大気圧以上かける場合には100℃以上にすることも可能である。温度が低いほど活性ケイ酸の縮合速度が遅く、シード液の製造効率を低下させる。また、水のpHは2〜8、より好ましくは4〜7である。pHが2より小さく、又は8を超える場合、活性ケイ酸の縮合によって生じる1次粒子の2次凝集が十分に進行せず、シード液として使用した場合に十分な細孔容積をもったシリカ微粒子が得られない恐れがある。   The heating temperature of the water to which the active silicic acid aqueous solution is added is 60 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher. When the pressure is applied at atmospheric pressure or higher, it is possible to set the temperature to 100 ° C. or higher. The lower the temperature, the slower the condensation rate of the active silicic acid, and lowers the production efficiency of the seed solution. Moreover, the pH of water is 2-8, More preferably, it is 4-7. When the pH is less than 2 or exceeds 8, the secondary particles of the primary particles generated by the condensation of active silicic acid do not proceed sufficiently, and the silica fine particles have a sufficient pore volume when used as a seed solution. May not be obtained.

活性ケイ酸水溶液の熱水への添加方法に特に制限はないが、一定速度で連続添加を行うことが好ましい。限定するものではないが、熱水の量はシード液を製造する活性ケイ酸水溶液の質量に対し、好ましくは0.2〜5倍であり、さらに好ましくは0.5〜2.5倍である。活性ケイ酸水溶液の添加速度は熱水1Kgに対し、0.001〜0.1Kg/分が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition method to hot water of active silicic acid aqueous solution, It is preferable to perform continuous addition at a fixed rate. Although not limited, the amount of hot water is preferably 0.2 to 5 times, more preferably 0.5 to 2.5 times the mass of the active silicic acid aqueous solution for producing the seed solution. . The addition rate of the active silicic acid aqueous solution is preferably 0.001 to 0.1 kg / min with respect to 1 kg of hot water.

活性ケイ酸が熱水中で縮合することによって、まず微細なシリカの1次粒子が生成し、次にそれらが凝集することによってシリカの2次凝集粒子が生成する。1次粒子の凝集の進行は溶液のSiO濃度及びpH、加熱時間に大きく依存する。すなわち、熱水中に添加される活性ケイ酸量が増加し、シリカの等電点(約pH2.2)に向けて溶液のpHが減少していくに従って、また、活性ケイ酸水溶液の添加開始時間からの加熱時間が長くなるに従い、2次凝集が進行する。従って、添加する活性ケイ酸水溶液と熱水の仕込比や活性ケイ酸水溶液の熱水への添加速度は、これらの傾向を踏まえた上で最適値に設定される。 The activated silicic acid condenses in hot water to first produce fine silica primary particles, which then aggregate to produce silica secondary agglomerated particles. The progress of the aggregation of the primary particles greatly depends on the SiO 2 concentration and pH of the solution and the heating time. That is, as the amount of active silicic acid added to the hot water increases and the pH of the solution decreases toward the isoelectric point of silica (about pH 2.2), addition of the active silicic acid aqueous solution begins. As the heating time from time increases, secondary aggregation proceeds. Therefore, the charged ratio of the active silicic acid aqueous solution and hot water to be added and the addition rate of the active silicic acid aqueous solution to the hot water are set to optimum values in consideration of these tendencies.

2次凝集の進行過程は、反応溶液の濁度の変化、又は粘度の変化として容易に視認できる。2次凝集が進行するに従い、透明な反応溶液は次第に青みを帯びてくる。さらに凝集が進行するに従って溶液の濁度及び粘度が上昇する。   The progress of secondary aggregation can be easily visually recognized as a change in turbidity or a change in viscosity of the reaction solution. As the secondary aggregation progresses, the transparent reaction solution gradually becomes bluish. Further, as the aggregation proceeds, the turbidity and viscosity of the solution increase.

また、2次凝集が進行するほど、シード液として使用して同一条件で成長させた場合、最終的なシリカ微粒子の平均2次粒子径(シリカ微粒子凝集体径)が大粒径となり、細孔容積が増大する傾向にある。シード液中の2次凝集粒子の平均2次粒子径は、好ましくは5nm〜2000nmであり、さらに好ましくは10nm〜800nmである。平均2次粒子径が2000nmを超えても、成長工程で添加されるアルカリや攪拌による機械的力によって2次粒子径が小さくなることがあり、必ずしも平均2次粒子径を2000nm以下にする必要はない。   Further, when the secondary agglomeration progresses, when used as a seed solution and grown under the same conditions, the average secondary particle diameter (silica fine particle aggregate diameter) of the final silica fine particle becomes a large particle diameter, resulting in pores. The volume tends to increase. The average secondary particle diameter of the secondary agglomerated particles in the seed solution is preferably 5 nm to 2000 nm, and more preferably 10 nm to 800 nm. Even if the average secondary particle diameter exceeds 2000 nm, the secondary particle diameter may be reduced due to alkali added in the growth step or mechanical force due to stirring, and it is not always necessary to make the average secondary particle diameter 2000 nm or less. Absent.

しかし、シード液での2次凝集が過度に進行した場合は溶液のゲル化、2次凝集粒子の沈殿を招く恐れがあり、後の成長工程でアルカリを添加してもコロイドとして安定化し難くなる恐れもある。   However, if secondary aggregation in the seed solution proceeds excessively, gelation of the solution and precipitation of secondary aggregated particles may occur, and it becomes difficult to stabilize as a colloid even if alkali is added in the subsequent growth process. There is also a fear.

シード液を製造する第2の方法は、活性ケイ酸水溶液を加熱する方法である。活性ケイ酸水溶液としてはSiO濃度として1〜6質量%が好ましく、より好ましくは2〜5質量%かつpH2〜4である活性ケイ酸水溶液が望ましい。 The second method for producing the seed solution is a method of heating the active silicic acid aqueous solution. The active silicic acid aqueous solution is preferably 1 to 6% by mass as SiO 2 concentration, more preferably 2 to 5% by mass and an active silicic acid aqueous solution having a pH of 2 to 4.

活性ケイ酸水溶液の加熱温度は40℃以上が望ましい。40℃未満ではケイ酸の縮合速度が遅く、シード液の製造効率を低下させる恐れがある。圧力を大気圧以上かける場合には100℃以上にすることも可能である。   The heating temperature of the activated silicic acid aqueous solution is preferably 40 ° C. or higher. If it is less than 40 ° C., the condensation rate of silicic acid is slow, which may reduce the production efficiency of the seed solution. When the pressure is applied at atmospheric pressure or higher, it is possible to set the temperature to 100 ° C. or higher.

本発明の方法では、シリカ1次粒子の2次凝集の進行は活性ケイ酸水溶液のSiO濃度及び加熱温度に大きく依存する。すなわち、活性ケイ酸水溶液の濃度が高く、加熱温度が高いほど、2次凝集が速く進行する。2次凝集が進行するほど、シード液として使用して同一条件で成長させた場合、平均2次粒子径が大粒径となり、細孔容積が増大する傾向にある。シード液中の2次凝集粒子の平均2次粒子径は、好ましくは5nm〜2000nmであり、さらに好ましくは10nm〜800nmである。平均2次粒子径が2000nmを超えても、成長工程で添加されるアルカリや攪拌による機械的力によって2次粒子径が小さくなることがあり、必ずしも平均2次粒子径を2000nm以下にする必要はない。 In the method of the present invention, the progress of secondary aggregation of the silica primary particles greatly depends on the SiO 2 concentration of the active silicic acid aqueous solution and the heating temperature. That is, the higher the concentration of the active silicic acid aqueous solution and the higher the heating temperature, the faster the secondary aggregation proceeds. As secondary agglomeration progresses, when used as a seed solution and grown under the same conditions, the average secondary particle diameter tends to be larger and the pore volume tends to increase. The average secondary particle diameter of the secondary agglomerated particles in the seed solution is preferably 5 nm to 2000 nm, and more preferably 10 nm to 800 nm. Even if the average secondary particle diameter exceeds 2000 nm, the secondary particle diameter may be reduced due to the alkali added in the growth step or mechanical force due to stirring, and the average secondary particle diameter need not necessarily be 2000 nm or less. Absent.

しかし、2次凝集が過度に進行した場合は溶液のゲル化を招き、後の成長工程でアルカリを添加しても2次凝集粒子をコロイドとして安定化させることが難しくなる恐れがある。   However, if secondary aggregation proceeds excessively, gelation of the solution is caused, and it may be difficult to stabilize the secondary aggregated particles as a colloid even if alkali is added in a later growth step.

以上、上記第1及び2の方法によりシード液を製造することができるが、第1及び第2の方法の組合せによる製造も可能であり、例えば、活性ケイ酸水溶液を加熱し、同時にそれに活性ケイ酸水溶液を滴下していく方法も可能である。また、シード液製造中に沈殿又はゲル化を生じた場合、強い機械的シェアによって再分散させてシード液とすることは可能であるが、工程数が増え、製造コストが増大するので、沈殿又はゲル化を生じる前2次の成長工程に移行するのが好ましい。   As described above, the seed solution can be manufactured by the above-described first and second methods. However, the seed solution can also be manufactured by a combination of the first and second methods. A method of dropping an acid aqueous solution is also possible. In addition, when precipitation or gelation occurs during the seed solution production, it can be re-dispersed with a strong mechanical share to obtain a seed solution, but the number of steps increases and the production cost increases. It is preferable to move to a secondary growth step before gelation occurs.

次に、成長工程について詳細に説明する。シード液は、製造直後の状態では酸性の溶液であり、好ましくはpH4以下である。そして、加熱を終了しても短時間のうちにゲル化し、不安定である。このため、アルカリを添加してシード液をアルカリ性雰囲気とし、シード液中に含まれるシリカの2次凝集粒子をコロイドとして安定化させる。さらに、このアルカリは本発明の成長工程において、2次凝集粒子を構成するシリカ1次粒子を成長させるための触媒としても作用する。   Next, the growth process will be described in detail. The seed solution is an acidic solution immediately after production, and preferably has a pH of 4 or less. And even if it complete | finishes heating, it gelatinizes in a short time and is unstable. For this reason, alkali is added to make the seed solution an alkaline atmosphere, and the secondary aggregated particles of silica contained in the seed solution are stabilized as a colloid. Further, this alkali also acts as a catalyst for growing the primary silica particles constituting the secondary aggregated particles in the growth step of the present invention.

使用するアルカリとしては特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属ケイ酸塩、アンモニア、第4級アンモニウムハイドロオキサイド、アミン類などの窒素化合物を挙げることができ、これらのアルカリを単独で、又は混合して用いる。   The alkali used is not particularly limited, but hydroxides of alkali metal elements such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal silicates, ammonia, quaternary Nitrogen compounds such as ammonium hydroxide and amines can be mentioned, and these alkalis are used alone or in combination.

アルカリの添加量については特に限定されないが、シード液のpHを6.5以上、より好ましくはpH7以上かつpH11以下にするために必要なアルカリ量が望ましい。より詳しくは、シード液に含まれるシリカ(SiO)1モルに対して0.001〜1.0モル、より好ましくは0.01〜0.1モルのアルカリ量とすることが望ましい。シード液のpHが6.5未満であるとケイ酸の縮合反応が遅く、成長操作時の製造効率が低下する。また、溶液のpHが11を超えると、シリカが溶液中に溶出するため、シリカ分の収率が低下する。 The amount of alkali added is not particularly limited, but the amount of alkali necessary for adjusting the pH of the seed solution to 6.5 or more, more preferably pH 7 or more and pH 11 or less is desirable. More specifically, the alkali amount is preferably 0.001 to 1.0 mol, more preferably 0.01 to 0.1 mol, per 1 mol of silica (SiO 2 ) contained in the seed solution. When the pH of the seed solution is less than 6.5, the condensation reaction of silicic acid is slow, and the production efficiency during the growth operation is lowered. On the other hand, when the pH of the solution exceeds 11, the silica is eluted in the solution, so that the yield of the silica content decreases.

アルカリの添加方法は、シード液に一時に添加する方法、あるいは成長工程時においてシード液に添加していく活性ケイ酸水溶液と共に少量ずつ添加する方法、又は活性ケイ酸水溶液に混合して少量ずつ添加する方法、及びこれらの組み合わせから成る方法をとることができる。活性ケイ酸水溶液にアルカリを混合してシード液に添加する場合には、活性ケイ酸水溶液のpHが7以上となるアルカリ量を混合することが望ましい。活性ケイ酸水溶液のpHが7未満となる場合、活性ケイ酸水溶液が短時間のうちにゲル化することがある。   The alkali can be added to the seed solution at a time, or added in small amounts together with the active silicic acid aqueous solution added to the seed solution during the growth process, or mixed with the active silicic acid aqueous solution and added in small portions. And a method comprising a combination thereof. When an alkali is mixed with the active silicic acid aqueous solution and added to the seed solution, it is desirable to mix an alkali amount so that the pH of the active silicic acid aqueous solution becomes 7 or more. When the pH of the activated silicic acid aqueous solution is less than 7, the activated silicic acid aqueous solution may gel in a short time.

本発明の成長工程では、シード液を60℃以上、好ましくは80℃以上に加温することが望ましい。温度が低いとケイ酸の縮合速度が遅く、製造効率を低下させる。   In the growth process of the present invention, the seed solution is desirably heated to 60 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher. When the temperature is low, the condensation rate of silicic acid is slow and the production efficiency is lowered.

加温されたシード液に対して、2次凝集粒子を構成する各1次粒子を成長させるために活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加する。成長工程において添加された活性ケイ酸は、シード液中のシリカ2次凝集粒子を構成する各1次粒子に対して重合し、1次粒子の粒子径を増大させる。1次粒子径が大きいことは比表面積が小さいことを意味する。本発明では1次粒子の平均粒子径の尺度として比表面積を採用した。成長工程において比表面積が低下することにより、すなわち1次粒子径が増大することにより、バインダーと混合して塗膜を作成した場合に、乾燥工程における塗膜のひび割れを防止でき、実用に耐えうるシリカ微粒子分散液となる。本発明における比表面積の好ましい範囲は、50m/g〜400m/gである。なお、凝集していない真球状シリカ粒子の場合、1次粒子径(nm)=2720/比表面積(g/m)の関係が成立するが、凝集粒子の場合でも、近似的にはこの関係が成立する。 An activated silicic acid aqueous solution is added little by little to the heated seed solution in order to grow each primary particle constituting the secondary agglomerated particles. The activated silicic acid added in the growth step is polymerized with respect to each primary particle constituting the silica secondary agglomerated particles in the seed solution, and increases the particle diameter of the primary particles. A large primary particle size means a small specific surface area. In the present invention, the specific surface area is adopted as a measure of the average particle diameter of the primary particles. By reducing the specific surface area in the growth process, that is, by increasing the primary particle diameter, when a coating film is prepared by mixing with a binder, it is possible to prevent cracking of the coating film in the drying process and to withstand practical use. It becomes a silica fine particle dispersion. The preferred range of the specific surface area in the present invention is 50m 2 / g~400m 2 / g. In the case of non-aggregated true spherical silica particles, the relationship of primary particle diameter (nm) = 2720 / specific surface area (g / m 2 ) is established, but even in the case of aggregated particles, this relationship is approximately Is established.

活性ケイ酸水溶液の添加量は、使用するシード液中のシリカ微粒子の比表面積(1次粒子径)に依存し、所望の比表面積まで1次粒径を成長させるために必要なSiO固形分量に相当する活性ケイ酸水溶液を添加する。添加する活性ケイ酸水溶液は、シード液への添加前に縮合が進行しないように、60℃以下、好ましくは40℃以下の温度で添加することが望ましい。 The amount of the active silicic acid aqueous solution added depends on the specific surface area (primary particle diameter) of the silica fine particles in the seed solution to be used, and the SiO 2 solid content necessary for growing the primary particle diameter to the desired specific surface area. The active silicic acid aqueous solution corresponding to is added. The active silicic acid aqueous solution to be added is desirably added at a temperature of 60 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower so that condensation does not proceed before addition to the seed solution.

活性ケイ酸水溶液の添加方法に特に制限はないが、一定速度で連続添加を行うことが好ましい。また、活性ケイ酸水溶液の添加中は、溶液のpH低下を防止するために、必要量のアルカリを随時添加してもよい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition method of active silicic acid aqueous solution, It is preferable to perform continuous addition at a fixed rate. Further, during the addition of the active silicic acid aqueous solution, a necessary amount of alkali may be added at any time in order to prevent the pH of the solution from decreasing.

活性ケイ酸水溶液の加温されたシード液への添加速度は、シード液中のシード粒子凝集物に含まれるSiO1モルあたりSiOに換算して0.001〜0.1モル/分の速度で滴下することが望ましい。0.1モル/分を超える速度で滴下すると、新たな単分散した1次粒子を生成し、細孔容積を低下させる恐れがある。 The addition rate of the activated silicic acid aqueous solution to the heated seed solution is 0.001 to 0.1 mol / min in terms of SiO 2 per mol of SiO 2 contained in the seed particle aggregate in the seed solution. It is desirable to drop at a speed. When dropping at a rate exceeding 0.1 mol / min, new monodispersed primary particles may be generated, and the pore volume may be reduced.

活性ケイ酸水溶液の添加終了後は、そのまま冷却しても十分安定であるが、ケイ酸の縮合を完結させるためにも、さらに1〜4時間、70℃以上の温度で加熱処理することが好ましい。   After completion of the addition of the active silicic acid aqueous solution, it is sufficiently stable even if it is cooled as it is. However, in order to complete the condensation of silicic acid, it is preferable to carry out heat treatment at a temperature of 70 ° C. or more for 1 to 4 hours. .

成長工程終了後のシリカ微粒子は、比表面積が50m/g〜400m/g、平均2次粒子径は20nm〜800nm、かつ細孔径が100nm以下の範囲の細孔容積が0.4ml/g〜2.0ml/gであることが好ましい。比表面積が50m/g未満では、インク受容層に用いた場合に透明度が低いので高い印字濃度が得られないし、400m/gを超えると、インク受容層の塗工時にひび割れが発生し易いので好ましくない。細孔容積が0.4ml/gよりも小さい場合には、これを利用したインク受容層のインク吸収性が低下し、インクジェット用のシリカ微粒子分散液としては不適となる。逆に、細孔容積が2.0ml/gを超える場合、塗膜の密度が小さ過ぎて機械的強度に劣り、塗工時のひび割れが大きかったり、塗膜に傷がつき易いなどの問題が生じる恐れがある。平均2次粒子径が800nmを超える場合、光の散乱が多くなりインク受容層に用いた場合、印字濃度や光沢が低下する傾向にある。 Silica fine particles after the growth step is completed, the specific surface area of 50m 2 / g~400m 2 / g, average secondary particle diameter 20Nm~800nm, and a pore volume ranging pore diameter less 100nm is 0.4 ml / g It is preferable that it is -2.0 ml / g. If the specific surface area is less than 50 m 2 / g, the transparency is low when used in the ink receiving layer, so that a high printing density cannot be obtained. If the specific surface area exceeds 400 m 2 / g, cracks are likely to occur when the ink receiving layer is applied. Therefore, it is not preferable. When the pore volume is smaller than 0.4 ml / g, the ink absorbability of the ink receiving layer using the pore volume is lowered, making it unsuitable as a silica fine particle dispersion for inkjet. On the contrary, when the pore volume exceeds 2.0 ml / g, the density of the coating film is too small and the mechanical strength is inferior, cracks during coating are large, and the coating film is easily damaged. May occur. When the average secondary particle diameter exceeds 800 nm, light scattering increases, and when used in the ink receiving layer, the print density and gloss tend to decrease.

成長工程終了後は、シリカ微粒子分散液を所望の濃度までエバポレーター、限外ろ過等で濃縮することが好ましく、通常は5〜30質量%に濃縮してインクジェット記録シート製造に使用する。   After completion of the growth process, the silica fine particle dispersion is preferably concentrated to a desired concentration by an evaporator, ultrafiltration or the like, and usually concentrated to 5 to 30% by mass and used for producing an ink jet recording sheet.

本発明のシリカ微粒子分散液を用いてインクジェット記録シートを製造する方法に特に制限はない。シリカ微粒子分散液以外の主要材料はバインダーであり、その他の副次的な材料を添加する事もできる。   There is no particular limitation on the method for producing an ink jet recording sheet using the silica fine particle dispersion of the present invention. The main material other than the silica fine particle dispersion is a binder, and other secondary materials can be added.

バインダーとしては、水溶性樹脂を用いる事ができ、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ポリアクリロイルモルホリン、水溶性ポリビニルアセタール、ポリ−N−ビニルアセトアミド、ポリ−N−ビニルホルムアミド、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、でんぷんなどを例示することができ、単独で、或いは混合して配合することができる。特にポリビニルアルコールが好ましい。   As the binder, a water-soluble resin can be used, such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyacrylic acid, polyhydroxyethyl acrylate, polyacryloylmorpholine, water-soluble polyvinyl acetal, poly-N-vinylacetamide, poly-N. -Vinylformamide, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, gelatin, casein, starch and the like can be exemplified, and can be used alone or in combination. Polyvinyl alcohol is particularly preferable.

また、水性樹脂エマルジョンをバインダーとして用いても良い。例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体などの共役ジエン系重合体ラテックス、アクリル系重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体などのビニル系共重合体ラテックス、ポリウレタン系ラテックス、ポリエステル系ラテックスなど、一般に用いられている水性エマルジョンを使用する事ができる。   Further, an aqueous resin emulsion may be used as a binder. For example, conjugated diene polymer latex such as styrene-butadiene copolymer, methyl methacrylate-butadiene copolymer, acrylic polymer, vinyl copolymer latex such as styrene-vinyl acetate copolymer, polyurethane latex, Commonly used aqueous emulsions such as polyester latex can be used.

バインダーの配合量はシリカ微粒子固形分に対し5〜100質量%程度であり、10%〜50質量%が好ましい。   The blending amount of the binder is about 5 to 100% by mass with respect to the solid content of the silica fine particles, and preferably 10% to 50% by mass.

副次的な材料として、消泡剤を混合して塗工時の作業性を向上させたり、基材の濡れ性を良くして均一な塗工層を得るために界面活性剤を配合することもできるし、塗工シートの貼りつき防止や通紙性向上のため、デンプン粒子や合成樹脂粒子を混合しても良い。また、透明性や表面光沢の調整のために、各種顔料を添加することもできるし、また印字画像の保存性向上のため、紫外線吸収剤や光安定化剤などの耐光性向上剤を添加することもできる。   As a secondary material, mix an antifoaming agent to improve workability during coating, or to add a surfactant to improve the wettability of the base material and obtain a uniform coating layer Alternatively, starch particles or synthetic resin particles may be mixed in order to prevent sticking of the coated sheet and to improve paper passing properties. Various pigments can be added to adjust the transparency and surface gloss, and light resistance improvers such as UV absorbers and light stabilizers are added to improve the storability of printed images. You can also.

支持体としては、上質紙、中質紙、コート紙、アート紙、キャストコート紙、板紙、合成樹脂ラミネート紙、金属蒸着紙、合成紙、白色フィルム等、塗工基材として一般的に用いられるシートを利用することが出来るが、これらに限定されるものではない。これらの支持体に下塗りをして塗工層を設けてから使用しても構わない。中でも、合成樹脂ラミネート紙、金属蒸着紙、合成紙、白色フィルム等、表面が平滑で比較的吸液性の低い基材シートを用いた場合は、高光沢の塗工層が得られるため好適である。フィルム転写法やキャスト塗工などの手段を用いさらに高光沢の塗工層を得ることもできる。これらの支持体は、その表面に形成する塗工層との接着力が不十分な場合には下塗り層を設けたり、コロナ放電処理やプラズマ処理や熱炎処理などの各種の易接着処理を施すことができる。支持体の厚さは用途によって大きく異なるが、インクジェット記録シートを作製する場合は、プリンターの通紙性を考慮し、50〜500μmが好ましい。   As a support, it is generally used as a coating substrate such as fine paper, medium paper, coated paper, art paper, cast coated paper, paperboard, synthetic resin laminated paper, metallized paper, synthetic paper, white film, etc. Sheets can be used, but are not limited to these. These supports may be used after undercoating and providing a coating layer. Above all, when a base sheet with a smooth surface and relatively low liquid absorbency is used, such as synthetic resin laminated paper, metal-deposited paper, synthetic paper, white film, etc., it is preferable because a high gloss coating layer is obtained. is there. A coating layer with higher gloss can also be obtained by using a film transfer method or cast coating. These supports are provided with an undercoat layer if the adhesive strength with the coating layer formed on the surface is insufficient, or various easy adhesion treatments such as corona discharge treatment, plasma treatment, and flame treatment. be able to. The thickness of the support varies greatly depending on the application, but when an ink jet recording sheet is produced, it is preferably 50 to 500 μm in consideration of the paper passing property of the printer.

塗工装置としては、公知の塗布装置、例えばバーコーター、ロールコーター、ブレードコーター、エアーナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、リップコーター、カーテンコーター、スライドビードコーターなどを用いることができるが、これらに限らない。   As the coating apparatus, a known coating apparatus such as a bar coater, a roll coater, a blade coater, an air knife coater, a gravure coater, a die coater, a lip coater, a curtain coater, and a slide bead coater can be used. Not exclusively.

塗工量は、塗工シートの用途によっても大きく異なるため、特に限定するものではないが、乾燥後の全層の総塗工量は重量として1〜80g/m2程度が好ましく、さらに好ましくは3〜60g/m2程度である。塗工量が1g/m2より少ないとインクの吸収が不十分となる恐れがあり、80g/m2より多いとカールが発生しやすくなるし、コストもかさむ。 Coating amount is different greatly depending on the application of the coated sheet is not particularly limited, the total coating amount of all the layers after drying is preferably from 80 g / m 2 approximately as weight, more preferably It is about 3 to 60 g / m 2 . If the coating amount is less than 1 g / m 2 , ink absorption may be insufficient, and if it is more than 80 g / m 2 , curling tends to occur and the cost increases.

インク受容層を複数層設けることもできる。その場合、本発明のシリカ微粒子分散液が乾燥時にひび割れにくく、一回の塗工当たりの塗工量を大きくすることができる特徴があるので、基材シートに近いインク吸収層に本シリカ微粒子を用い、インク中の溶媒を吸収させる役割を負わせる使い方もできる。即ち、支持体上に本発明のシリカ微粒子含有層を設け、さらにその上に光沢発現層を設けることもできる。   A plurality of ink receiving layers may be provided. In that case, since the silica fine particle dispersion of the present invention is difficult to crack when dried, and the coating amount per coating can be increased, the silica fine particle dispersion is applied to the ink absorption layer close to the base sheet. It can also be used to impose a role of absorbing the solvent in the ink. That is, the silica fine particle-containing layer of the present invention can be provided on a support, and a gloss developing layer can be further provided thereon.

以下に、本発明の詳しい説明を実施例により行うが、もちろん、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例及び比較例に記載した各試験項目の測定方法は次の通りである。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the measuring method of each test item described in the Example and the comparative example is as follows.

(活性ケイ酸水溶液中のNa,Al,Mg,Caイオンの測定方法)
誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP―AES)〔理学株式会社製、商標CIROS120〕によって活性ケイ酸水溶液を測定した。
(Measurement method of Na, Al, Mg, Ca ions in active silicic acid aqueous solution)
The active silicic acid aqueous solution was measured by inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-AES) [trade name CIROS120, manufactured by Rigaku Corporation].

(シリカ微粒子分散液中のゲル分及び粗大粒子の測定方法)
濃度10質量%のシリカ微粒子分散液を直径3.5cmのガラス管に30ml入れ、目視で3段階に判定した。
○ :ゲル分や粗大粒子がない
△ :ゲル分や粗大粒子が少量ある
× :ゲル分や粗大粒子が多量にある
(Measurement method of gel content and coarse particles in silica fine particle dispersion)
30 ml of a silica fine particle dispersion having a concentration of 10% by mass was placed in a glass tube having a diameter of 3.5 cm and visually judged in three stages.
○: No gel content or coarse particles Δ: Small amount of gel content or coarse particles ×: Large amount of gel content or coarse particles

(シリカ微粒子の平均2次粒子径測定方法)
動的光散乱法によるレーザー粒度分布計〔日機装株式会社製、商標UPA250〕を用いてシリカ微粒子分散液を十分に蒸留水で希釈した状態で測定した。平均2次粒子径は体積平均値を用いた。
(Measuring method of average secondary particle size of silica fine particles)
Using a laser particle size distribution meter (trade name UPA250, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) by a dynamic light scattering method, the silica fine particle dispersion was measured in a sufficiently diluted state with distilled water. The average secondary particle diameter was a volume average value.

(シリカ微粒子の比表面積、細孔容積測定法)
シリカ微粒子分散液を105℃にて乾燥し、得られた粉体試料の比表面積、細孔容積を、ガス吸着法比表面積・細孔分布測定装置〔Coulter社製SA3100型〕を用い、前処理として200℃で2時間真空脱気した後に測定した。吸着ガスとしては窒素を用いた。比表面積はBET法により求めた値を使用し、細孔容積は細孔径100nm以下の細孔の全細孔容積の値を使用した。
(Specific surface area of silica fine particles, pore volume measurement method)
The silica fine particle dispersion was dried at 105 ° C., and the specific surface area and pore volume of the obtained powder sample were pretreated using a gas adsorption specific surface area / pore distribution measuring apparatus (SA3100 type manufactured by Coulter). The measurement was conducted after vacuum degassing at 200 ° C. for 2 hours. Nitrogen was used as the adsorption gas. The value obtained by the BET method was used as the specific surface area, and the value of the total pore volume of pores having a pore diameter of 100 nm or less was used as the pore volume.

(シリカ微粒子塗膜の作成法)
濃度10質量%のシリカ微粒子分散液に、完全けん化ポリビニルアルコール(株)クラレ製、商品名:PVA−140H〕の10質量%水溶液を混合し、シリカ固形分:PVA固形分=100質量部:20質量部に調整した塗料を作成した。この塗料を厚さ100μmの透明ポリエチレンテレフタラートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラー100−Q80D〕上に乾燥質量で塗工量が20g/mになるようにバー塗工した。シートは120℃で乾燥を行った。
(Silica fine particle coating method)
A silica fine particle dispersion having a concentration of 10% by mass is mixed with a 10% by mass aqueous solution of a completely saponified polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd., trade name: PVA-140H), and the solid content of silica: PVA solid content = 100 parts by mass: 20. A paint adjusted to mass parts was prepared. This coating material was coated on a transparent polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm (trade name: Lumirror 100-Q80D, manufactured by Toray Industries, Inc.) so that the coating amount was 20 g / m 2 in terms of dry mass. The sheet was dried at 120 ° C.

(シリカ微粒子塗膜の75°光沢度測定法)
シリカ微粒子塗膜(塗工量25g/m)の75°光沢度を村上色彩技術研究所の光沢度計(GM−26 PRO/AUTO)を用い、ISO 8254−1に基づいて測定した。
(Method for measuring 75 ° glossiness of silica fine particle coating)
The 75 ° glossiness of the silica fine particle coating film (coating amount 25 g / m 2 ) was measured based on ISO 8254-1 using a gloss meter (GM-26 PRO / AUTO) of Murakami Color Research Laboratory.

(シリカ微粒子塗膜のヘイズ測定法)
シリカ微粒子塗膜(塗工量25g/m)のヘイズをJIS規格K7105に従って測定した。
(Method for measuring haze of silica fine particle coating film)
The haze of the silica fine particle coating film (coating amount 25 g / m 2 ) was measured according to JIS standard K7105.

(シリカ微粒子塗膜のインク吸収性)
シリカ微粒子塗膜(塗工量25g/m)にインクジェットプリンター(EPSON製、PM−970C)のスーパーファイン専用紙推奨設定印刷モードで、ISO−400の2種類の画像(「高精細カラーディジタル標準画像データISO/JIS−SCID」、p13、画像名称:果物かご、p14、画像名称キャンドル、財団法人 日本規格協会発行)を印字し、目視にて画質を次の3段階に評価した。
○:インクのあふれがなく、ベタ部も均一である。
△:インクのあふれがベタ印字部で多少目立つ。
×:インクのあふれが全体的に目立ち、画像が部分的に破綻している。
(Ink absorbability of silica fine particle coating)
Two types of ISO-400 images (“High-Definition Color Digital Standard”) with the recommended setting print mode for Superfine exclusive paper of an inkjet printer (manufactured by EPSON, PM-970C) on a silica fine particle coating film (coating amount 25 g / m 2 ) Image data ISO / JIS-SCID ", p13, image name: fruit basket, p14, image name candle, issued by the Japanese Standards Association), and visually evaluated the image quality in the following three stages.
○: There is no overflow of ink and the solid portion is uniform.
Δ: Ink overflow is somewhat noticeable in the solid print portion.
X: Overflow of ink is conspicuous as a whole, and the image is partially broken.

実施例1
(ケイ酸ナトリウム水溶液の調整)
SiO濃度30質量%、SiO/NaOモル比3.1のケイ酸ナトリウム水溶液〔東曹産業株式会社製、三号ケイ酸ソーダ〕に蒸留水を混合し、SiO濃度4.3質量%の希ケイ酸ナトリウム水溶液3000gを調製した。この希ケイ酸ナトリウム水溶液中の陽イオンを誘導結合プラズマ発光分光分析法にて分析したところ、表1の通りであった。
Example 1
(Adjustment of sodium silicate aqueous solution)
Distilled water is mixed with a sodium silicate aqueous solution (manufactured by Tosoh Sangyo Co., Ltd., No. 3 sodium silicate) having a SiO 2 concentration of 30% by mass and a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 3.1 to obtain a SiO 2 concentration of 4.3. 3000 g of a mass% dilute sodium silicate aqueous solution was prepared. The cations in the dilute sodium silicate aqueous solution were analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectrometry, as shown in Table 1.

Figure 2005154235
Figure 2005154235

(活性ケイ酸水溶液の調整)
イオン交換容量が2.0meq/ml湿潤樹脂の強酸性陽イオン交換樹脂(ローム・アンド・ハースジャパン(株)製、アンバーライトIR120B Na)を純水中に一夜放置した後、この湿潤樹脂1409ミリリットルを直径5cmのガラス製カラムに充填した。このイオン交換カラムのイオン交換容量は2817m当量であり、上記ケイ酸ナトリウム水溶液に含まれる陽イオンに対し1.5倍の交換容量を有していた。
次に、5質量%の塩酸3.08kg(4226m当量)をイオン交換カラムに通して再生レベル1.5eq−HCl/eq−RでH型に変換した。続いて導電率が0.5μs/cmの純水で十分洗浄して再生に用いた塩酸を除去した。このイオン交換カラムに前記のケイ酸ナトリウム水溶液を体積速度3で通して活性ケイ酸水溶液を得た。この活性ケイ酸のSiO換算濃度は4.0質量%、pHは2.75であった。得られた活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度を表2に示した。
(Adjustment of active silicic acid aqueous solution)
A strong acid cation exchange resin (Amberlite IR120B Na, manufactured by Rohm and Haas Japan Co., Ltd.) having an ion exchange capacity of 2.0 meq / ml wet resin is left in pure water overnight, and then 1409 ml of this wet resin. Was packed into a 5 cm diameter glass column. The ion exchange capacity of this ion exchange column was 2,817 m equivalent, and the exchange capacity was 1.5 times that of the cation contained in the aqueous sodium silicate solution.
Next, 3.08 kg (4226 meq) of 5 mass% hydrochloric acid was passed through an ion exchange column and converted to the H form at a regeneration level of 1.5 eq-HCl / eq-R. Subsequently, the hydrochloric acid used for regeneration was removed by thoroughly washing with pure water having an electrical conductivity of 0.5 μs / cm. The aqueous sodium silicate solution was passed through the ion exchange column at a volume rate of 3 to obtain an active aqueous silicate solution. This activated silicic acid had a SiO 2 equivalent concentration of 4.0% by mass and a pH of 2.75. Table 2 shows the metal ion concentration in the obtained active silicic acid aqueous solution.

(シード液の調整)
還流器、攪拌機、温度計を備えた5リットルのガラス製反応容器中で、500gの蒸留水を90℃に加温した。この熱水を90℃に保ちながら、上記の活性ケイ酸水溶液を10.0g/分の速度で合計600g添加し、シード液を調製した。
(Adjustment of seed solution)
In a 5 liter glass reaction vessel equipped with a reflux, a stirrer, and a thermometer, 500 g of distilled water was heated to 90 ° C. While maintaining the hot water at 90 ° C., a total of 600 g of the above active silicic acid aqueous solution was added at a rate of 10.0 g / min to prepare a seed solution.

(成長工程)
上記のガラス製反応容器中で、1100gの上記シード液に対しアンモニアを0.0146モル添加し安定化させた。この安定化されたシード液に対して、上記の活性ケイ酸水溶液を10.0g/分の速度で合計2500g添加した。活性ケイ酸の添加終了後、そのまま溶液を90℃に保って1時間加熱放置し、pH8.6のシリカ微粒子分散液を得た。このときの2次粒子径等の測定値を表2に示した。
(Growth process)
In the above glass reaction vessel, 0.0146 mol of ammonia was added to 1100 g of the seed solution and stabilized. A total of 2500 g of the above active silicic acid aqueous solution was added to the stabilized seed solution at a rate of 10.0 g / min. After the addition of activated silicic acid was completed, the solution was kept as it was at 90 ° C. and left to stand for 1 hour to obtain a silica fine particle dispersion having a pH of 8.6. The measured values such as the secondary particle diameter at this time are shown in Table 2.

(シリカ微粒子塗膜の作成と評価)
上記のシリカ微粒子分散液をエバポレーターにて濃縮し、濃度10質量%のシリカ微粒子分散液を得た。これを用いて、シリカ微粒子塗膜を作成し、塗膜光沢度(75°)、ヘイズ値及びインク吸収性の評価を行い、結果を表3に示した。
(Creation and evaluation of silica fine particle coating)
The silica fine particle dispersion was concentrated with an evaporator to obtain a silica fine particle dispersion having a concentration of 10% by mass. Using this, a silica fine particle coating film was prepared, and the coating film glossiness (75 °), haze value, and ink absorptivity were evaluated, and the results are shown in Table 3.

実施例2
陽イオン交換樹脂の量を1314ミリリットル(ケイ酸ナトリウム水溶液に含まれる陽イオンに対し1.4倍の交換容量)に変更し、それに比例して再生用5質量%HClを2.87kg(再生レベル1.5eq−HCl/eq−R)に調整した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Example 2
The amount of the cation exchange resin was changed to 1314 ml (exchange capacity 1.4 times that of the cation contained in the aqueous sodium silicate solution), and in proportion to this, 2.87 kg (regeneration level) of 5% HCl for regeneration was used. 1.5 eq-HCl / eq-R). Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

実施例3
陽イオン交換樹脂の量を1127ミリリットル(ケイ酸ナトリウム水溶液に含まれる陽イオンに対し1.2倍の交換容量)に変更し、それに比例して再生用5質量%HClを2.46kg(再生レベル1.5eq−HCl/eq−R)に調整した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Example 3
The amount of cation exchange resin was changed to 1127 milliliters (exchange capacity 1.2 times that of the cation contained in the aqueous sodium silicate solution), and proportionally 5 mass% HCl for regeneration was 2.46 kg (regeneration level). 1.5 eq-HCl / eq-R). Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

比較例1
陽イオン交換樹脂の量を939ミリリットル(ケイ酸ナトリウム水溶液に含まれる陽イオンに対し1.0倍の交換容量)に変更し、それに比例して再生用5質量%HClを2.05kg(再生レベル1.5eq−HCl/eq−R)に変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Comparative Example 1
The amount of the cation exchange resin was changed to 939 milliliters (1.0 times the exchange capacity of the cation contained in the sodium silicate aqueous solution), and 5 mass% HCl for regeneration was proportionally 2.05 kg (regeneration level). 1.5 eq-HCl / eq-R). Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

比較例2
陽イオン交換樹脂の量を751ミリリットル(ケイ酸ナトリウム水溶液に含まれる陽イオンに対し0.8倍の交換容量)に変更し、それに比例して再生用5質量%HClを1.64kg(再生レベル1.5eq−HCl/eq−R)に変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Comparative Example 2
The amount of the cation exchange resin was changed to 751 ml (0.8 times the exchange capacity for the cation contained in the aqueous sodium silicate solution), and 5% HCl for regeneration was proportionally 1.64 kg (regeneration level). 1.5 eq-HCl / eq-R). Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

実施例4
再生用5質量%HClを5.14kgに変更し、再生レベルを2.5eq−HCl/eq−Rに変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed, except that 5% HCl for regeneration was changed to 5.14 kg and the regeneration level was changed to 2.5 eq-HCl / eq-R. Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

実施例5
再生用5質量%HClを2.06kgに変更し、再生レベルを1.0eq−HCl・eq−Rに変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Example 5
The same procedure as in Example 1 was performed, except that 5% HCl for regeneration was changed to 2.06 kg and the regeneration level was changed to 1.0 eq-HCl · eq-R. Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

比較例3
再生用5質量%HClを1.44kgに変更し、再生レベルを0.7eq−HCl/eq−Rに変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Comparative Example 3
The same procedure as in Example 1 was performed, except that 5% by mass HCl for regeneration was changed to 1.44 kg and the regeneration level was changed to 0.7 eq-HCl / eq-R. Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

比較例4
再生用5質量%HClを1.03kgに変更し、再生レベルを0.5eq−HCl/eq−Rに変更した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Comparative Example 4
The same procedure as in Example 1 was performed, except that 5% HCl for regeneration was changed to 1.03 kg and the regeneration level was changed to 0.5 eq-HCl / eq-R. Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

比較例5
陽イオン交換樹脂の量を2817ミリリットル(ケイ酸ナトリウム水溶液に含まれる陽イオンに対し3倍の交換容量)に変更し、それに比例して再生用5質量%HClを10.28kg(再生レベル2.5eq−HCl/eq−R)に調整した以外は実施例1と同様の方法で行った。活性ケイ酸水溶液中の金属イオン濃度、シリカ微粒子分散液の2次粒子径等の測定値を表2に、及び塗膜の75°光沢度、ヘイズ値及びインク吸収性を表3に示した。
Comparative Example 5
The amount of the cation exchange resin was changed to 2,817 ml (exchange capacity three times that of the cation contained in the aqueous sodium silicate solution), and in proportion thereto, 10.28 kg of regeneration 5 mass% HCl (regeneration level 2. 5 eq-HCl / eq-R). Table 2 shows the measured values of the metal ion concentration in the active silicic acid aqueous solution, the secondary particle diameter of the silica fine particle dispersion, and Table 3 shows the 75 ° glossiness, haze value, and ink absorbency of the coating film.

Figure 2005154235
Figure 2005154235

Figure 2005154235
Figure 2005154235

表2に示されているように、活性ケイ酸中の特定の陽イオン濃度の合計を1〜20ppmに調節することにより、ゲル分や粗大粒子の無いシリカ微粒子分散液が得られ2次粒子径も小さく、塗膜の光沢度及び透明度に優れていた(実施例1〜5)。特定の陽イオン濃度の合計が20ppmを超える場合にはゲル分や粗大粒子が発生し、光沢度が顕著に低下した(比較例1〜4)。興味深いことに、比較例5のように特定の陽イオン濃度を1ppm未満にすると、シリカ微粒子の細孔容積が大きく低下し、インク受容層としてはインク吸収性が低下し、不適なものとなった。また、表3に示されるように、本発明の方法で製造したシリカ微粒子分散液を使用したインク受容層は光沢発現性、インク吸収性にすぐれ、透明性の高いものが得られた。   As shown in Table 2, by adjusting the total of specific cation concentrations in the active silicic acid to 1 to 20 ppm, a silica fine particle dispersion having no gel content or coarse particles can be obtained, and the secondary particle size can be obtained. The gloss and transparency of the coating film were excellent (Examples 1 to 5). When the total of specific cation concentrations exceeded 20 ppm, gels and coarse particles were generated, and the glossiness was significantly reduced (Comparative Examples 1 to 4). Interestingly, when the specific cation concentration was less than 1 ppm as in Comparative Example 5, the pore volume of the silica fine particles was greatly reduced, and the ink absorbability of the ink receiving layer was lowered, making it unsuitable. . Further, as shown in Table 3, an ink receiving layer using the silica fine particle dispersion produced by the method of the present invention was excellent in gloss expression and ink absorbability, and a highly transparent layer was obtained.

本発明の方法で得られるシリカ微粒子分散液は、インクジェット記録シート、特に光沢を有するインクジェット記録シートのインク受容層の形成に利用できる。
The silica fine particle dispersion obtained by the method of the present invention can be used for forming an ink receiving layer of an ink jet recording sheet, particularly a glossy ink jet recording sheet.

Claims (9)

熱水中に活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加するか、又は活性ケイ酸水溶液を加熱することによってシリカ微粒子分散液を生成させ、分散液が沈殿を生じる前、もしくはゲル化する前にアルカリを添加してシリカ微粒子を安定化し、次いで安定状態を保ちながら活性ケイ酸水溶液を少量ずつ添加してシリカ微粒子を成長させるシリカ微粒子分散液の製造方法において、前記活性ケイ酸水溶液として、ナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンからなる陽イオンの合計濃度が1〜20ppmである活性ケイ酸水溶液を用いることを特徴とするシリカ微粒子分散液の製造方法。 Add activated silica aqueous solution little by little to hot water, or heat active silica aqueous solution to form silica fine particle dispersion, and add alkali before the dispersion precipitates or gels In the method for producing a silica fine particle dispersion in which the silica fine particles are grown by stabilizing the silica fine particles and then adding the active silicic acid aqueous solution little by little while maintaining a stable state. An active silicic acid aqueous solution having a total concentration of cations consisting of magnesium ions and calcium ions of 1 to 20 ppm is used. 前記活性ケイ酸水溶液中のナトリウムイオン濃度が15ppm以下である請求項1記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 The method for producing a silica fine particle dispersion according to claim 1, wherein the concentration of sodium ions in the aqueous active silicic acid solution is 15 ppm or less. 前記活性ケイ酸水溶液が、ケイ酸ナトリウム水溶液をH型強酸性陽イオン交換樹脂で処理して陽イオンを除去して製造されたものであり、かつH型強酸性陽イオン交換樹脂の再生レベルが1.0〜3.0eq−HCl/eq−Rであることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 The active silicic acid aqueous solution is produced by treating a sodium silicate aqueous solution with an H-type strongly acidic cation exchange resin to remove cations, and the regeneration level of the H-type strongly acidic cation exchange resin is high. It is 1.0-3.0eq-HCl / eq-R, The manufacturing method of the silica fine particle dispersion liquid of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記活性ケイ酸水溶液が、ケイ酸ナトリウム水溶液中のナトリウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン及びカルシウムイオンからなる陽イオンの合計量に対して1.5倍以上のイオン交換容量に調節されているH型強酸性陽イオン交換樹脂で、前記ケイ酸ナトリウム水溶液を処理することによって陽イオンを除去して製造されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 The H-type active silicate aqueous solution is adjusted to have an ion exchange capacity of 1.5 times or more with respect to the total amount of cations composed of sodium ions, aluminum ions, magnesium ions and calcium ions in the sodium silicate aqueous solution. The silica fine particle according to any one of claims 1 to 3, wherein the silica fine particle is produced by removing the cation by treating the aqueous sodium silicate solution with a strongly acidic cation exchange resin. A method for producing a dispersion. 前記安定状態を保ちながら活性ケイ酸水溶液を添加する速度が、シリカ微粒子に含まれるSiO1モルあたりSiOに換算して0.001〜0.1モル/分の速度であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 The rate of adding the active silicic acid aqueous solution while maintaining the stable state is a rate of 0.001 to 0.1 mol / min in terms of SiO 2 per mol of SiO 2 contained in the silica fine particles, The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 4. 前記成長を行う前のシリカ微粒子分散液中のシリカ微粒子の窒素吸着法による比表面積が300m/g〜1000m/gであり、かつ細孔径が100nm以下の範囲の細孔容積が0.2ml/g〜2.0ml/gであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 Wherein a silica fine particle dispersion a nitrogen adsorption method using a specific surface area of 300m 2 / g~1000m 2 / g of silica fine particles in prior to the growth, and the pore volume ranging pore diameter less 100nm is 0.2ml The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 5, which is / g to 2.0 ml / g. 前記成長後のシリカ微粒子分散液中のシリカ微粒子の窒素吸着法による比表面積が50m/g〜400m/gで、平均2次粒子径が20nm〜800nmであり、かつ細孔径が100nm以下の範囲の細孔容積が0.4ml/g〜2.0ml/gであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 Wherein a specific surface area by nitrogen adsorption method of the silica fine particles of the silica fine particle dispersion liquid after the growing 50m 2 / g~400m 2 / g, average secondary particle diameter of 20Nm~800nm, and pore size is less 100nm The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein the pore volume in the range is from 0.4 ml / g to 2.0 ml / g. 請求項1〜7のいずれか1項に記載された方法によって製造されたシリカ微粒子分散液。 A silica fine particle dispersion produced by the method according to any one of claims 1 to 7. 請求項8記載のシリカ微粒子分散液を含有する塗工液が支持体に塗工されているインクジェット記録用シート。

An ink jet recording sheet, wherein a coating liquid containing the silica fine particle dispersion according to claim 8 is coated on a support.

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